一種電磁感應式扭矩角度傳感器的製作方法

2023-05-21 16:42:21 2

本發明涉及一種傳感器，特別涉及一種電磁感應式扭矩角度傳感器。

背景技術：

機動車的電動助力轉向系統主要由扭矩角度傳感器、車速傳感器、電子主控器、減速機、電動機、機械轉向器構成，其中扭矩角度傳感器是電動助力轉向系統的核心部分，扭矩信號為ECU控制電機提供合適的輔助扭矩提供依據，方向盤扭矩信號反映當前方向盤的絕對位置，可用於方向盤自動回正、智能泊車、自動導航等功能，其測量的角度差的準確性對整個電動助力轉向系統有著重要的影響。

傳統的EPS系統中扭矩傳感器和轉角傳感器是分立安裝的，主要包括接觸式傳感器、霍爾式傳感器以及電感式傳感器三種，接觸式EPS傳感器多為僅帶有扭矩測量功能，傳感器的壽命短；霍爾式EPS傳感器的結構複雜，而且成本高，對外界磁場的幹擾表現的較為敏感；電感式EPS傳感器沒有集成方向盤轉角測量信號，因此亟需提供一種能夠同時集成測量方向盤角度信號功能和測量扭矩信號功能的扭矩角度傳感器。

技術實現要素：

本發明為了克服上述現有技術的不足，提供了一種電磁感應式扭矩角度傳感器，本發明集成了測量方向盤角度信號功能和測量扭矩信號功能，且本發明具備結構緊湊、角度測量的精度高、抗幹擾能力強、成本低廉、可批量生產的特點。

為實現上述目的，本發明採用了以下技術措施：

一種電磁感應式扭矩角度傳感器，包括一個PCB板，套設在輸入軸上的輸入轉子以及套設在輸出軸上的輸出轉子，所述輸入軸與輸出軸之間通過扭杆相連；

所述PCB板上設置至少一組信號處理電路，所述信號處理電路包括輸入軸信號採集單元與輸出軸信號採集單元以及信號處理單元，所述輸入軸信號採集單元的輸入端連接來自輸入軸的第一轉角，輸入軸信號採集單元的輸出端輸出第一角度信號，所述輸出軸信號採集單元的輸入端連接來自輸出軸的第二轉角，輸出軸信號採集單元的輸出端輸出第二角度信號，所述輸入軸信號採集單元、輸出軸信號採集單元的輸出端還分別輸出第一角度信號、第二角度信號至信號處理單元的輸入端，所述信號處理單元的輸出端輸出扭矩信號。

優選的，所述PCB板上設置輸入軸信號採集單元與輸出軸信號採集單元共用的激勵線圈，所述輸入軸信號採集單元還包括輸入軸線圈，所述輸出軸信號採集單元還包括輸出軸線圈；所述輸入軸線圈和輸出軸線圈繞線結構相同，二者均至少設置為第一接收線圈和第二接收線圈；

所述激勵線圈採用中間抽頭方式繞制，即為激勵線圈設置為依次串聯的第一激勵線圈和第二激勵線圈，所述第一激勵線圈和第二激勵線圈分別設置在接收線圈的內外兩側或同一側，若第一激勵線圈和第二激勵線圈分別設置在接收線圈的內外兩側，則第一激勵線圈和第二激勵線圈的旋繞方向相反，若第一激勵線圈和第二激勵線圈設置在接收線圈的同一側，則第一激勵線圈和第二激勵線圈的旋繞方向相同；

所述第一激勵線圈和第二激勵線圈的旋繞圈數相同；

所述第一激勵線圈、第二激勵線圈、第一接收線圈、第二接收線圈均沿圓周方向環繞排布，且均同軸設置；

單個接收線圈的繞線軌跡在PCB板所處平面上的投影形成若干依次相連的閉合迴路；

所述第一接收線圈和第二接收線圈之間以同軸設置的軸心為圓心並旋轉偏差一定角度設置；

所述輸入轉子、輸出轉子、輸入軸線圈、輸出軸線圈、激勵線圈、輸入軸、輸出軸均以扭杆為軸而同軸設置。

優選的，所述輸入軸上還套設有與輸入轉子同軸設置的主動齒輪，所述主動齒輪的旁側設置有與主動齒輪相嚙合的從動齒輪，所述主動齒輪與從動齒輪的軸線相平行，且主動齒輪的齒數多於從動齒輪的齒數；

所述PCB板靠近輸入軸的一側安裝有霍爾傳感器，所述從動齒輪的正下方還設置有磁鐵，所述霍爾傳感器位於磁鐵的正下方，且所述磁鐵、從動齒輪、霍爾傳感器之間均同軸設置；

所述霍爾傳感器採集的霍爾角度信號與第一角度信號通過遊標算法得到方向盤轉角信號。

優選的，所述輸入軸信號採集單元包括第一晶片，所述第一晶片的引腳1接地，第一晶片的引腳2連接第一電阻的一端、第一角度信號以及信號處理單元的輸入端，所述第一電阻的另一端連接電源，所述第一晶片的引腳3連接第四電阻的一端，所述第四電阻的另一端接地，第一晶片的引腳4連接第四電容的一端以及電源，所述第四電容的另一端接地，第一晶片的引腳5連接第三電容的一端並接基準電源，所述第三電容的另一端連接第一晶片的引腳6、引腳7並接地，所述第一晶片的引腳8、引腳10分別連接第三電感的一端、第四電感的一端，所述第三電感的另一端和第四電感的另一端均接地，所述第一晶片的引腳9懸空放置，所述第一晶片的引腳11連接第二電阻的一端與第三電阻的一端，所述第二電阻的另一端接基準電源，所述第一晶片的引腳12連接第二電容的一端、第二電感的一端以及輸出軸信號採集單元的一端，第一晶片的引腳13連接第一電容的一端、第一電感的一端以及輸出軸信號採集單元的一端，所述第二電容的另一端、第一電容的另一端以及第三電阻的另一端均接地，所述第一晶片的引腳14連接第五電容的一端，所述第五電容的另一端連接第一電感的另一端、第二電感的另一端以及電源；

所述第一電感即為第一激勵線圈，所述第二電感即為第二激勵線圈，所述第三電感即為第一接收線圈，所述第四電感即為第二接收線圈。

優選的，所述輸出軸信號採集單元包括第二晶片，所述第二晶片的引腳1接地，第二晶片的引腳2連接第十一電阻的一端、第二角度信號以及信號處理單元的輸入端，所述第十一電阻的另一端連接電源，所述第二晶片的引腳3連接第十四電阻的一端，所述第十四電阻的另一端接基準電源，第二晶片的引腳4連接第十四電容的一端以及電源，所述第十四電容的另一端接地，第二晶片的引腳5連接第十三電容的一端並接基準電源，所述第十三電容的另一端連接第二晶片的引腳6、引腳7並接地，所述第二晶片的引腳8、引腳10分別連接第十三電感、第十四電感的一端，所述第十三電感的另一端、第十四電感的另一端以及第二晶片的引腳9均接地，所述第二晶片的引腳11連接第十二電阻的一端與第十三電阻的一端，所述第十二電阻的另一端接基準電源，所述第十三電阻的另一端接地，所述第二晶片的引腳12、引腳13分別連接第十二電容的一端、第十一電容的一端，所述第十二電容的另一端、第十一電容的另一端分別連接第一晶片的引腳12、第一晶片的引腳13，所述第二晶片的引腳14連接第十五電容的一端，所述第十五電容的另一端連接電源；

所述第十三電感即為第一接收線圈，所述第十四電感即為第二接收線圈。

優選的，所述信號處理單元包括第三晶片，所述第三晶片的引腳1連接第六電容的一端以及基準電源，所述第六電容的另一端連接第三晶片的引腳8並接地，所述第三晶片的引腳6和引腳7均懸空放置，第三晶片的引腳2、引腳5分別連接第八電阻的一端、第七電阻的一端，所述第八電阻的另一端連接第二晶片的引腳2和第十一電阻的一端，所述第七電阻的另一端連接第一晶片的引腳2和第一電阻的一端，所述第三晶片的引腳4連接第六電阻的一端，所述第六電阻的另一端連接基準電源，第三晶片的引腳3連接三極體的基極，所述三極體的發射極接地，三極體的集電極連接第五電阻的一端與扭矩信號，所述第五電阻的另一端連接電源。

進一步的，單個接收線圈沿圓周方向的正反兩個方向旋繞至少兩個圓周；

單個接收線圈沿圓周方向呈彎折狀布置，且單個接收線圈沿某一旋轉方向繞設一個圓周后，再折返沿前述旋轉方向的反方向繞設一個圓周。

進一步的，所述輸入轉子的外圓周處設置有多個第一凸齒，第一凸齒之間設置有第一空部，所述第一凸齒與第一空部的形狀均相同，且所述第一凸齒沿圓周方向的兩端到圓心的連線所形成的夾角、第一空部沿圓周方向的兩端到圓心的連線所形成的夾角以及所述輸入軸線圈的閉合迴路沿圓周方向的兩端到圓心的連線所形成的夾角均相等；所述輸出轉子的外圓周處設置有多個第二凸齒，第二凸齒之間設置有第二空部，且所述第二凸齒沿圓周方向的兩端到圓心的連線所形成的夾角大於或等於所述輸出軸線圈的閉合迴路沿圓周方向的兩端到圓心的連線所形成的夾角，所述第二空部沿圓周方向的兩端到圓心的連線所形成的夾角小於或等於所述輸出軸線圈的閉合迴路沿圓周方向的兩端到圓心的連線所形成的夾角。

進一步的，所述輸入轉子相鄰的第一凸齒與第一空部沿圓周方向的兩端到圓心的連線所形成的夾角即為第一角度，所述輸入軸線圈的相鄰的兩個閉合迴路沿圓周方向的兩端到圓心的連線所形成的夾角即為第二角度，所述輸出轉子相鄰的第二凸齒與第二空部沿圓周方向的兩端到圓心的連線所形成的夾角即為第三角度，所述輸出軸線圈相鄰的兩個閉合迴路沿圓周方向的兩端到圓心的連線所形成的夾角即為第四角度；所述第一角度與第二角度的角度比為1:1，所述第三角度與第四角度的角度比為1:1，且所述第一角度與第四角度的角度比為1:2。

更進一步的，所述閉合迴路的形狀為菱形或矩形或扇形。

本發明的有益效果在於：

1)、本發明將輸入軸信號採集單元與輸出軸信號採集單元以及信號處理單元集成在同一PCB板上，輸入軸信號採集單元的輸出端輸出第一角度信號，輸出軸信號採集單元的輸出端輸出第二角度信號，所述輸入軸信號採集單元、輸出軸信號採集單元的輸出端還分別輸出第一角度信號、第二角度信號至信號處理單元的輸入端，所述信號處理單元的輸出端輸出扭矩信號；因此本發明能夠同時測量方向盤角度信號和扭矩信號，由於本發明的設置至少一組信號處理電路，一定會存在一組冗餘電路，當其中一組電路出現故障時，另一組電路會代替故障的電路來繼續測量方向盤角度信號和扭矩信號，因此本發明不會因為故障而停止工作。

2)、所述第一角度與第二角度的角度比為1:1，所述第三角度與第四角度的角度比為1:1，且所述第一角度與第四角度的角度比為1:2。有效地解決了輸入轉子、輸出轉子在轉動的過程中分別對輸出軸線圈、輸入軸線圈的幹擾，因此測量扭矩角度精度高。本發明將所述輸入軸線圈和輸出軸線圈、激勵線圈布置於同一PCB板上，所述輸入轉子、輸出轉子、輸入軸線圈、輸出軸線圈、第一激勵線圈、第二激勵線圈、輸入軸、輸出軸均以扭杆為軸而同軸設置，因此本發明具備體積小、集成度高、成本低廉、可批量生產的優點。

3)、本發明中的第一接收線圈和第二接收線圈均沿圓周方向環繞排布，且均同軸設置，單個接收線圈沿圓周方向呈彎折狀布置，且單個接收線圈沿某一旋轉方向繞設一個圓周后，再折返沿前述旋轉方向的反方向繞設一個圓周，使得單個接收線圈的正反迴路之間產生的感應電動勢相互抵消，激勵線圈設置為依次串聯的第一激勵線圈和第二激勵線圈，可以將第一激勵線圈和第二激勵線圈看成一個採用中間抽頭方式繞制的激勵線圈，因此這種LC自然振蕩線圈結構所產生的正弦激勵信號具備諧波含量低、失真度小、穩定性高的優點。

4)、所述輸入軸信號採集單元與輸出軸信號採集單元共用一個激勵線圈，所述第一激勵線圈和第二激勵線圈分別設置在接收線圈的內外兩側，節約了本發明的繞線空間，所述第一激勵線圈和第二激勵線圈的旋繞圈數相同，且第一激勵線圈和第二激勵線圈的旋繞方向相反，確保內外側產生的磁場方向相同，且相互增強，而且本發明的體積小、集成度高。

附圖說明

圖1為本發明的結構圖；

圖2為本發明的兩組輸入軸信號採集單元與輸出軸信號採集單元以及信號處理單元之間的框圖連接圖；

圖3為本發明的測量輸入軸多圈角度的正面結構圖；

圖4為發明的測量輸入軸多圈角度的俯視圖；

圖5為本發明的兩組輸入軸信號採集單元與輸出軸信號採集單元以及信號處理單元之間的電路原理圖；

圖6為本發明的轉子與定子線圈的繞線結構平面圖；

圖7為本發明的激勵線圈與第一接收線圈和第二接收線圈之間的繞線結構圖；

圖8為本發明的第一激勵線圈、第二激勵線圈的一種繞線結構圖；

圖9為本發明的第一激勵線圈、第二激勵線圈的另一種繞線結構圖。

10—PCB板 20—輸入軸線圈 30—和輸出軸線圈

40—輸入轉子 50—輸出轉子 60—輸入軸

70—輸出軸 80—扭杆 101—主動齒輪

102—從動齒輪 103—霍爾傳感器 104—磁鐵

110—輸入軸信號採集單元 120—輸出軸信號採集單元

130—信號處理單元 L1、L2—第一激勵線圈、第二激勵線圈

L3、L4—第一接收線圈、和第二接收線圈

U1～U3—第一晶片～第三晶片 R1～R8—第一電阻～第八電阻

R11～R14—第十一電阻～第十四電阻 C1～C6—第一電容～第六電容

C11～C15—第十一電容～第十五電容 Q1—三極體

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

如圖1、2所示，一種電磁感應式扭矩角度傳感器，包括一個PCB板10，套設在輸入軸60上的輸入轉子40以及套設在輸出軸70上的輸出轉子50，所述輸入軸60與輸出軸70之間通過扭杆80相連；

所述PCB板10上設置兩組信號處理電路，即為輸入軸信號採集單元110與輸出軸信號採集單元120以及信號處理單元130均設置為兩組，所述輸入軸信號採集單元110與輸出軸信號採集單元120之間通過導線彼此相連或者彼此不相連，所述輸入軸信號採集單元110的輸入端連接來自輸入軸60的第一轉角，輸入軸信號採集單元110的輸出端輸出第一角度信號，所述輸出軸信號採集單元120的輸入端連接來自輸出軸70的第二轉角，輸出軸信號採集單元120的輸出端輸出第二角度信號，所述輸入軸信號採集單元110、輸出軸信號採集單元120的輸出端還分別輸出第一角度信號、第二角度信號至信號處理單元130的輸入端，所述信號處理單元130的輸出端輸出扭矩信號。

如圖2、6、7、8所示，所述PCB板10上設置有輸入軸信號採集單元110與輸出軸信號採集單元120共用的激勵線圈，所述激勵線圈處於PCB板10的中間層，所述輸入軸信號採集單元110還包括輸入軸線圈20，所述輸出軸信號採集單元120還包括輸出軸線圈30，激勵線圈與輸入軸線圈20配合構成第一電感傳感器，激勵線圈與輸入軸線圈20配合構成第二電感傳感器；所述輸入軸線圈20和輸出軸線圈30結構相同，二者均至少設置為第一接收線圈L3和第二接收線圈L4；

所述激勵線圈採用中間抽頭方式繞制，即為激勵線圈設置為依次串聯的第一激勵線圈L1和第二激勵線圈L2，所述第一激勵線圈L1和第二激勵線圈L2分別設置在接收線圈的內外兩側，第一激勵線圈L1和第二激勵線圈L2的旋繞方向相反；

如圖9所示，所述第一激勵線圈L1和第二激勵線圈L2分別設置在接收線圈的同一側，則第一激勵線圈L1和第二激勵線圈L2的旋繞方向相同；

所述第一激勵線圈L1、第二激勵線圈L2、第一接收線圈L3和第二接收線圈L4均沿圓周方向環繞排布，且均同軸設置；

所述第一激勵線圈L1和第二激勵線圈L2的旋繞圈數相同；

所述第一激勵線圈L1和第二激勵線圈L2分別設置在接收線圈的內外兩側，且第一激勵線圈L1和第二激勵線圈L2的旋繞方向相反；

單個接收線圈的繞線軌跡在PCB板10所處平面上的投影形成若干依次相連的閉合迴路；

優選的，所述接收線圈的繞線方式相同，即單個接收線圈可沿圓周方向的正反兩個方向旋繞至少兩個圓周；

如圖6、7所示，單個接收線圈沿圓周方向呈彎折狀布置，且單個接收線圈沿某一旋轉方向繞設一個圓周后，再折返沿前述旋轉方向的反方向繞設一個圓周；接收線圈可以有不同的繞法，但最終在PCB板10所處平面上的投影形成若干依次相連的閉合迴路，單個接收線圈也可以沿第一旋轉方向繞設小於一個圓周后，再折返沿前述旋轉方向的反方向即為第二旋轉方向繞設一個圓周，再沿第一旋轉方向旋繞至起點。

所述第一接收線圈L3和第二接收線圈L4之間以同軸設置的軸心為圓心並旋轉偏差一定角度設置；

所述輸入轉子40、輸出轉子50、輸入軸線圈20、輸出軸線圈30、第一激勵線圈L1、第二激勵線圈L2、輸入軸60、輸出軸70均以扭杆80為軸而同軸設置。

如圖3、4所示，所述輸入軸60上還套設有與輸入轉子40同軸設置的主動齒輪101，所述主動齒輪101的旁側設置有與主動齒輪101相嚙合的從動齒輪102，所述主動齒輪101與從動齒輪102的軸線相平行，且主動齒輪101的齒數多於從動齒輪102的齒數；

所述PCB板10靠近輸入軸60的一面安裝有霍爾傳感器103，所述從動齒輪102的正下方還設置有磁鐵104，所述霍爾傳感器103位於磁鐵104的正下方，且所述磁鐵104、從動齒輪102、霍爾傳感器103之間均同軸設置；

所述霍爾傳感器103採集的霍爾角度信號與第一角度信號通過遊標算法得到方向盤轉角信號，方向盤轉角信號即為最終測得的方向盤角度信號，轉動方向盤時，所述從動齒輪102會跟著方向盤的齒輪即為主動齒輪101旋轉，所述從動齒輪102正下方的磁鐵104跟著旋轉，此時所述霍爾傳感器103會輸出霍爾角度信號。

單一的霍爾傳感器或者是電感傳感器，測量都是有周期的，因此在採集信號時，不能確定是哪一個周期內的，因此將霍爾傳感器103與第一電感傳感器結合起來使用，用於確定所採集的第一轉角具體是在哪一個周期內，從而測量輸入軸的多圈角度。

如圖6所示，所述輸入轉子40的外圓周處設置有多個第一凸齒，第一凸齒之間設置有第一空部，所述第一凸齒與第一空部的形狀均相同，且所述第一凸齒沿圓周方向的兩端到圓心的連線所形成的夾角、第一空部沿圓周方向的兩端到圓心的連線所形成的夾角以及所述輸入軸線圈20的閉合迴路沿圓周方向的兩端到圓心的連線所形成的夾角均相等；所述輸出轉子50的外圓周處設置有多個第二凸齒，第二凸齒之間設置有第二空部，且所述第二凸齒沿圓周方向的兩端到圓心的連線所形成的夾角大於或等於所述輸出軸線圈30的閉合迴路沿圓周方向的兩端到圓心的連線所形成的夾角，所述第二空部沿圓周方向的兩端到圓心的連線所形成的夾角小於或等於所述輸出軸線圈30的閉合迴路沿圓周方向的兩端到圓心的連線所形成的夾角。

所述輸入轉子40相鄰的第一凸齒與第一空部沿圓周方向的兩端到圓心的連線所形成的夾角即為第一角度，所述輸入軸線圈20相鄰的兩個閉合迴路沿圓周方向的兩端到圓心的連線所形成的夾角即為第二角度，所述輸出轉子50相鄰的第二凸齒與第二空部沿圓周方向的兩端到圓心的連線所形成的夾角即為第三角度，所述輸出軸線圈30相鄰的兩個閉合迴路沿圓周方向的兩端到圓心的連線所形成的夾角即為第四角度；所述第一角度與第二角度的角度比為1:1，所述第三角度與第四角度的角度比為1:1，且所述第一角度與第四角度的角度比為1:2。

圖6(一)為輸入軸線圈20與輸入轉子40的繞線結構平面圖，所述第一角度α1即為所述輸入轉子40的周期為20度，第二角度α2即為所述輸入軸線圈20的周期為20度，α1與α2的角度比為1:1；圖6(二)為輸出軸線圈30與輸出轉子50的繞線結構平面圖，所述第三角度α3即為所述輸出轉子50的周期為40度，第四角度α4即為所述輸出軸線圈30的周期為40度，α3與α4的角度比為1:1，且α1與α4的角度比為1:2。

如圖5所示，所述輸入軸信號採集單元110包括第一晶片U1，所述輸出軸信號採集單元120包括第二晶片U2，所述第一晶片U1和第二晶片U2的引腳1為接地引腳、引腳2為數字輸出引腳、引腳3為模擬輸出引腳、引腳4為可編程電源口引腳、引腳5為電源引腳、引腳6和引腳7均為懸空引腳、引腳8和引腳10均為信號接收引腳、引腳9為接地引腳、引腳11為信號鎖埠引腳、引腳12和引腳13均為正弦交流信號產生引腳、引腳14為懸空引腳；所述信號處理單元130包括第三晶片U3，所述第三晶片U3的引腳1為電源引腳、引腳2為信號輸入引腳、引腳3為信號輸出引腳、引腳4為電源引腳、引腳5為信號輸入引腳、引腳6和引腳7均為懸空引腳；所述第一晶片U1、第二晶片U2以及第三晶片U3均為可定製晶片，凡是帶有上述引腳功能的晶片均可使用。

如圖5所示，所述輸入軸信號採集單元110包括第一晶片U1，所述第一晶片U1的引腳1接地，第一晶片U1的引腳2連接第一電阻R1的一端、第一角度信號以及信號處理單元130的輸入端，所述第一電阻R1的另一端連接電源，所述第一晶片U1的引腳3連接第四電阻R4的一端，所述第四電阻R4的另一端接地，第一晶片U1的引腳4連接第四電容C4的一端以及電源，所述第四電容C4的另一端接地，第一晶片U1的引腳5連接第三電容C3的一端並接基準電源，所述第三電容C3的另一端連接第一晶片U1的引腳6、引腳7並接地，所述第一晶片U1的引腳8、引腳10分別連接第三電感L3的一端、第四電感L4的一端，所述第三電感L3的另一端和第四電感L4的另一端均接地，所述第一晶片U1的引腳9懸空放置，所述第一晶片U1的引腳11連接第二電阻R2的一端與第三電阻R3的一端，所述第二電阻R2的另一端接基準電源，所述第一晶片U1的引腳12連接第二電容C2的一端、第二電感L2的一端以及輸出軸信號採集單元120的一端，第一晶片U1的引腳13連接第一電容C1的一端、第一電感L1的一端以及輸出軸信號採集單元120的一端，所述第二電容C2的另一端、第一電容C1的另一端以及第三電阻R3的另一端均接地，所述第一晶片U1的引腳14連接第五電容C5的一端，所述第五電容C5的另一端連接第一電感L1的另一端、第二電感L2的另一端以及電源；

所述第一電感L1即為第一激勵線圈L1，所述第二電感L2即為第二激勵線圈L2，所述第三電感L3即為第一接收線圈L3，所述第四電感L4即為第二接收線圈L4。

所述輸出軸信號採集單元120包括第二晶片U2，所述第二晶片U2的引腳1接地，第二晶片U2的引腳2連接第十一電阻R11的一端、第二角度信號以及信號處理單元130的輸入端，所述第十一電阻R11的另一端連接電源，所述第二晶片U2的引腳3連接第十四電阻R14的一端，所述第十四電阻R14的另一端接基準電源，第二晶片U2的引腳4連接第十四電容C14的一端以及電源，所述第十四電容C14的另一端接地，第二晶片U2的引腳5連接第十三電容C13的一端並接基準電源，所述第十三電容C13的另一端連接第二晶片U2的引腳6、引腳7並接地，所述第二晶片U2的引腳8、引腳10分別連接第十三電感L13、第十四電感L14的一端，所述第十三電感L13的另一端、第十四電感L14的另一端以及第二晶片U2的引腳9均接地，所述第二晶片U2的引腳11連接第十二電阻R12的一端與第十三電阻R13的一端，所述第十二電阻R12的另一端接基準電源，所述第十三電阻R13的另一端接地，所述第二晶片U2的引腳12、引腳13分別連接第十二電容C12的一端、第十一電容C11的一端，所述第十二電容C12的另一端、第十一電容C11的另一端分別連接第一晶片U1的引腳12、第一晶片U1的引腳13，所述第二晶片U2的引腳14連接第十五電容C15的一端，所述第十五電容C15的另一端連接電源；

所述第十三電感L13即為第一接收線圈L3，所述第十四電感L14即為第二接收線圈L4。

所述信號處理單元130包括第三晶片U3，所述第三晶片U3的引腳1連接第六電容C6的一端以及基準電源，所述第六電容C6的另一端連接第三晶片U3的引腳8並接地，所述第三晶片U3的引腳6和引腳7均懸空放置，第三晶片U3的引腳2、引腳5分別連接第八電阻R8的一端、第七電阻R7的一端，所述第八電阻R8的另一端連接第二晶片U2的引腳2和第十一電阻R11的一端，所述第七電阻R7的另一端連接第一晶片U1的引腳2和第一電阻R1的一端，所述第三晶片U3的引腳4連接第六電阻R6的一端，所述第六電阻R6的另一端連接基準電源，第三晶片U3的引腳3連接三極體Q1的基極，所述三極體Q1的發射極接地，三極體Q1的集電極連接第五電阻R5的一端與扭矩信號，所述第五電阻R5的另一端連接電源。

更進一步的，所述閉合迴路的形狀為菱形。

如圖1、6所示，當輸入軸60隨著方向盤的轉動而旋轉時，由於輸入轉子40固定於輸入軸60上，因此輸入轉子40跟隨輸入軸60一起旋轉，同時，扭杆80靠近輸入軸60的一端也會跟著旋轉，扭杆80的另一端會跟著轉動，然後帶著輸出軸70轉動，由於輸出轉子50固定於輸出軸70上，因此跟隨輸出軸70轉動；輸入轉子40、輸出轉子50對接收線圈的正反迴路進行依次遮蓋時，第一接收線圈L3和第二接收線圈L4產生的感應電動勢呈周期性變化。所述激勵線圈與輸入軸線圈20之間構成了輸入軸的20度電感傳感器，所述激勵線圈與輸出軸線圈30之間構成了輸出軸的40度電感傳感器，輸入軸信號採集單元110、輸出軸信號採集單元120分別採集輸入軸、輸出軸的第一轉角、第二轉角，所述輸入軸信號採集單元110的輸出端通過現有技術中的遊標算法得出多圈的第一角度信號，所述輸出軸信號採集單元120的輸出端輸出第二角度信號，所述第一角度信號與第二角度信號均被送入所述信號處理單元130，最終信號處理單元130輸出扭矩信號。