1) 制作材料及技术 

虽然在进入 21 世纪以来，电磁扭矩传感器在其外形 和布置方式上都有大幅度的创新，体积上有所减小，但是 所减小的体积还是在与原有的体积在相同的数量级上， 目前暂时没有找到新材料制造传感器的部件如齿轮等， 替代现有铁磁等材料。也未发现布置线圈的新技术来更 新印刷线路板( printed circuit board，PCB) 和柔性电路板 ( flexible printed circuit，FPC) 等技术，没有新的材料及技 术就无法实现更小化的传感器的制造，只能实现将电磁 扭矩的应用在微小领域，而制约了电磁扭矩传感器的应 用，比 如 微 机 电 系 统 ( micro-electro-mechanical systems， MEMS) 就是个很好的例子［107］，新出现的硅微机械加工 技术已经应用于制造差分电容力传感器，该传感器可作 为作触觉传感器有望应用在纳米机器人上，因此只需突 破这一限制因素，找到并制造出具有特殊物理特性的超 级材料［108］，电磁扭矩传感器即可获得更广泛的使用价 值，甚至有望在纳米级别上得到推广。 

在大型化机械进行高精度的测量扭矩时，由于传感 器体积和质量大幅度的增加，这会导致转动轴所加负载 值较小或转速低时，输出信号小甚至出现测量困难的情 况。为了解决这一问题，要增加传感器中的元器件数量， 利用通信技术和电路元器件，提高检测精度，灵敏度及放 大信号，这使得信号处理电路更加复杂，进而影响测量系 统的稳定性和快速性。转动轴高转速时，动态平衡是一 直存在的问题，因此要考虑到扭振的影响。而要消除扭振需要提高设备的安装精度、加工工艺甚至要考虑加入 动态补偿等装置，这也会增加传感结构复杂性和增加制 造成本。

2) 加工工艺 

为了尽可能地提高测量精度和降低电磁干扰，要对传感器的铁磁材料要经过严格的热处理。目的是在不改 变铁磁材料微观晶体结构的情况下，去加工铁磁材料时， 刀具对其内部的应力影响。而其中热处理末端，进行退 火时的温度把控是处理的关键，众所周知，温度是具有大 惯性的控制量，对于降温速度的精准控制一直是一个难 题。上述温度的处理也是影响铁磁性材料的磁稳定性、 线性度及灵敏度的重要因素。因此提高加工工艺，是对 传感器能否有更大的发展的重要条件之一。

结 论

随着电磁式扭矩传感器广泛的应用在更多的领域当中，电磁式扭矩传感器将面临更为复杂的应用环境和更 苛刻的性能要求，因此对传感器尺寸大小、制造材料的选 取以及加工工艺将提出更高的要求。电磁式扭矩传感器正朝着微型化、多功能化、高精度、高可靠性、与其他领域技术相融合等方面发展。结合 30 年来国内外电磁式扭 矩传感器的研究现状的基础上，本文总结出以下几个发 展趋势。

1) 性能方面 

向着智能化、多功能、高精度、响应速度快以及与其 他领域技术相融合的方向发展。 

智能化方面: 随着智能检测技术的发展，传感器具有 自动校正、反馈补偿、自适应等功能。 

多功能方面: 集角度、扭矩、转速等功能于一体，将电 磁扭矩传感器测量原理与无线传输等技术相结合，扩大 电磁扭矩传感器所应用的空间范围，实现电磁扭矩传感 器向着多用途的趋势发展。 

精度方面: 选取智能算法优化，如粒子群、模糊神经 网络等算法来判别/识别扭矩波动，削弱外界干扰，使传 感器具有更高的测量精度和更平稳的扭矩信号。 

响应速度方面: 在电磁扭矩传感器所测的得信号处 理当中，选取卡尔曼滤波等智能算法，测量时快速的剔除 奇点数据和冗余，提供给系统所需的扭矩信号，从而提高 整个测量系统的响应速度。 

与其他领域技术相融合方面: 利用磁场聚焦技术来 代替现有电磁扭矩传感器的激励方式，使传感器产生更 大的磁感应强度，从而提高传感器的抗干扰能力及灵敏 度等性能指标。

2) 结构方面 

电磁扭矩传感器的结构向着小型化、微型化的趋势发展。按照现有的 PCB 和 FPC 技术的发展趋势，找到新 的电路板制造技术，类似于硅微机械加工技术，利用其体 积更小、可在极小的面积上布置多层线圈等优点，发展出 可在 MEMS 当中应用的电磁式扭矩传感器。随着微电子 技术的发展，通过将 MEMS 与电磁扭矩传感器相结合，开 发微型 MEMS 的控制系统实现在纳米、甚至皮米等级别 上的应用。 

3) 材料方面

研发或寻找特殊物理特性的新材料，来制作电磁扭 矩传感器的磁芯、齿轮、电磁检测器等零件，用于替代现 有铁磁等材料。来改善现有传感器相关的磁滞现象、磁 饱和等材料本身的缺陷，提高电磁扭矩传感器测量的线 性度和精度、减小涡流损耗等，进一步提高传感器的性能 指标。同时新材料的问世，也有助于突破电磁扭矩传感 器现有的应用领域。