车轮力传感器国外发展情况一般地,称车轮力传感器为Wheel Force Transducer(WFT),但有些公司对此还有不同的称谓。广义六维力传感器是指能够检测空间六维力(F(下标 x)、F(下标 y)、F(下标 z)、M(下标 x)、M(下标 y)、M(下标z))的传感器,由于其测力信息丰富、测量精度高等特点,使得其在机器人技术、航空航天技术及宇宙空间器的对接试验上有着广泛的应用。49631
最早对轮力传感器进行研发的是美国通用公司(Whittemore,1969),该传感器是特殊设计的应变金属环,能测出轮胎平面的两个相互正交力。其次是Shoberg和Wallace在1975年研发的轮力传感器,能测量六维力和力矩,利用模拟电路实现了对被测信号的解耦。
国外许多公司由于汽车车型开发和质量评价的需要,于八十年代中期开始着手对车轮多维力动态测试技术的研究,用于研究汽车实际行驶过程中车身振动、悬架、转向以及地面动力学等问题。
九十年代初,国外一些公司相继研制出车轮扭矩传感器,并组成道路试验系统,主要对汽车传动系、制动系和发送机性能等进行研究。随着对汽车车型开发和质量评价的需要,WFT开始从一维向多维发展。目前国外轮力传感器主要研发单位有美国RS Technologies Ltd、美国Michigan Scientific Corporation、美国S. Himmelstein and Co、美国HBM、美国Sensor Developments Inc、德国斯图加特大学、德国佛罗恩霍夫应用研究所促进协会工作可靠性研究所LBF、瑞士Kistler Instrument AG、日本住实惠社共和电业、日本Tokyo sokki Kenkyujo Co.Ltd等。1993年LBF研究所研制的轮力传感器不需要特殊的标定和补偿技术,通过结构设计实现了力、力矩之间的解耦。在1999年3月MTS公司公布了用于测量汽车车轮载荷的车轮力传动器的重要新闻,同事申请了该产品的专利,它可以测量汽车在行驶过程中地面作用于车轮的六维力。2000年,美国R&D杂志评选100项年度工程成果,WFT列在其中。
国外传感器技术的发展有两种不同的途径,以日本为代表的侧重实用化和商品化,先普及后提高,由引进、消化、仿制到自行改进设计创新的路子。另一条是以美国为代表的先军工后民用,先提高后普及的路子;前者花钱少,而后者花钱较多,发展速度也不及前者。国外开发传感器新材料成为新的趋势,陶瓷、高分子、生物、智能材料等新型材料的开发与应用,不仅扩充了传感器的各类,而且改善了传感器的性能,拓宽了传感器的应用领域。微电子工艺、微机械加工和超精密加工等先进制造技术在各类传感器的开发和生产中的不断普及,使传感器正在从传统的结构设计向以微机械加工技术为基础、仿真程序为工具的微结构技术方向发展。并且传感器的功能越来越多样化。功能体现在传感器能测量不同性质的参数,实现综合检测。例如:集成有压力、温度、湿度、流量、加速度、化学等不同功能敏感元件的传感器,能同时检测外界环境的物理特性或化学特性。国外传感器的发展对质量管理与市场分析十分的重视。新产品面世,从设计理论分析到模型试验、样机性能测试、失败原因分析等均提出相应技术分析报告。在设计阶段组织质量、软件试验,产品设计工程技术人员共同对影响产品设计可靠性、可测性和可检性的各种因素进行研讨,形成保证新产品质量的最佳技术方案和质量验收文件。对传感器的制作工艺研究也很重视,传感器原理不难、也不保密,而最保密的是工艺,国外的传感器公司普遍不惜重金加强工艺研究,依靠工艺突破保持技术领先。还十分重视对传感器技术开发,随着近些年来产品的需要和新兴技术的发展,传感器向集成化,智能化和网络化发展。集成化使传感器由单一功能、单一检测向多功能和多点检测发展。而近年来,智能化传感器发展开始同人工智能相结合,创造出各种基于模糊推理、人工神经网络、专家系统等人工智能技术的高度智能传感器,称为软传感器技术,它已经在家用电器方面得到利用,相信未来将会更加成熟。网络传感器的开发,使测控系统主动进行信息处理以及远距离实时在线测量成为可能。