馬達智財聯盟 Motor Intellectual Property Alliance

逆磁致伸縮扭矩感測器設計與實現

作者	陳瑜芳、蔡明祺、薛博文、張宗偉、黃柏維
摘要	由馬達作為電動輔助力的應用越來越廣泛，現今結合了自行車成為電助力腳踏車，除了節能省力更提高自行車的附加價值，然而動力模組上之核心，扭矩感測器的關鍵材料及其訊號分析技術，卻掌握於少數大廠中，亦成為國內電助自行車產業跨足國際之瓶頸。本論文首先解析各種扭矩量測的方法，並針對市售電動輔助自行車所使用的扭矩感測器原理進行說明，最後以目前的主流逆磁致扭矩感測器，作為探討對象。由磁性材料的逆磁致伸縮特性所製成的扭矩感測器，因機械強度高，有使用壽命長之優勢，有效地解決普遍壓力感測器因長期使用而疲勞失效等問題，並且由套筒式的機構設計下，更簡化安裝感測器的難易度，在生產流程上可簡化繁瑣的校正步驟，優化加工時程。本文對於逆磁致效應之材料種類進行介紹與選用說明，並探討不同設計參數對於磁場輸出訊號之影響，最後實際製作一具逆磁致效應之感測器樣機；同時根據感測器激磁線圈所需要的高頻訊號，設計並製作一實體電路，可針對輸出訊號進行放大處理，驗證逆磁致感測器之特性並實現扭矩的量測。
關鍵字	磁性材料、逆磁致伸縮、扭矩量測、應力、磁導率