一种十字型双直梁电容式扭矩传感器设计

摘要

文中设计一种基于十字型双直梁结构的电容式扭矩传感器。首先对十字型单直梁结构进行力学建模,通过分析影响灵敏度和串扰误差的主要参数,设计出一种能够提高传感器灵敏度的同时不降低抗串扰能力、不增加传感器厚度的十字型双直梁结构;然后对传感器结构参数进行设计,通过有限元仿真验证方案可行性;通过在多电容冗余差动的布置方式输出前对所检测电容值添加比例因子,提高了传感器抗串扰性能;最后,对扭矩传感器进行加工与标定,得到传感器的灵敏度为63.38(CDC/(N·m)),线性度为2.15%FS,迟滞为1.4%FS,串扰误差为1.52%FS。