電感式傳感器

1、.一、曲軸位置傳感器 1磁脈沖式曲軸位置傳感器的結(jié)構(gòu)與原理 (1)磁脈沖式曲軸位置傳感器的結(jié)構(gòu)磁脈沖式曲軸位置傳感器由信號轉(zhuǎn)子、永久磁鐵、信號線圈等組成，其結(jié)構(gòu)如圖(2)磁脈沖式曲軸位置傳感器的工作原理磁脈沖式曲軸位置傳感器的工作原理如圖 圖63中磁力鐵按永久磁鐵n極 定子與轉(zhuǎn)子間的空氣間隙 轉(zhuǎn)子凸齒 轉(zhuǎn)子凸齒與定子磁頭間的空氣間隙 磁頭 永久磁鐵s極，最終形成一個閉合回路。信號轉(zhuǎn)子一般安裝在正時罩內(nèi)或曲軸前端的皮帶輪之后，隨曲軸一起旋轉(zhuǎn)。當(dāng)信號轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，由于轉(zhuǎn)子凸起部分的轉(zhuǎn)動引起磁路空氣間隙的變化，使通過線圈的磁通量發(fā)生變化，依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在信號線圈的兩端會產(chǎn)生一個感應(yīng)電壓，且這

2、個感應(yīng)電壓的方向總是企圖阻礙磁通量的變化，因此信號轉(zhuǎn)子凸起部分接近與離開信號轉(zhuǎn)子時，會產(chǎn)生正相反的交流電壓信號。精品.二、共振型磁致伸縮式爆燃傳感器 1共振型磁致伸縮式爆燃傳感器的結(jié)構(gòu)與原理 共振型磁致伸縮式爆燃傳感器主要由感應(yīng)線圈、伸縮桿、永久磁鐵和殼體組成，其結(jié)構(gòu)如圖9-8所示。伸縮桿用高鎳合金制成，在其一端設(shè)置有永久磁鐵，另一端安放在彈性部件上。感應(yīng)線圈繞制在伸縮桿的周圍，線圈兩端引出電極與控制線路連接。 磁致伸縮式爆燃傳感器安裝在發(fā)動機上，它將發(fā)動機振動的頻率變換成電壓信號來檢測爆燃強度。其工作原理是，當(dāng)發(fā)動機的氣缸體出現(xiàn)振動時，外殼和感應(yīng)線圈繞組(變幅桿)隨發(fā)動機振動，磁鐵因彈簧的存

3、在由于慣性而保持不放，這樣磁鐵和感應(yīng)線罔問便存在相對運動，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，繞組中就會有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生。當(dāng)頻率在7khz左右時，傳感器將產(chǎn)生共振，使傳感器感應(yīng)線圈的感應(yīng)電壓顯著增大。圖99為磁致伸縮式爆燃傳感器的輸出特性圖。精品.三、可變磁阻式車速傳感器 1.可變磁阻式車速傳感器的結(jié)構(gòu)與原理 可變磁阻式車速傳感器安裝在變速器的殼體上，由變速器齒輪驅(qū)動，其安裝位置如圖825所示。 可變磁阻式車速傳感器(見圖826)主要由磁阻元件、轉(zhuǎn)子、彈簧、印制電路板和磁環(huán)等構(gòu)成，工作原理如圖827所示。 磁阻式車速傳感器的核心是磁敏元件，其工作原理是基于磁敏元件具有的磁阻效應(yīng)。當(dāng)汽車車速為零時，由磁敏元件組成

4、的惠斯登電橋中的兩對磁敏電阻阻值大致相等。由于偏置磁場的存在，多極磁環(huán)轉(zhuǎn)動時，引起磁敏電阻的磁場發(fā)生周期性變化，根據(jù)磁阻效應(yīng)，磁敏元件的電阻值也發(fā)生周期性變化，電橋會輸出周期性的電壓。當(dāng)流向磁阻元件的電流方向與圖磁力線方向平行時，其電阻值最大；當(dāng)流向磁阻元件的電流方向與磁力線方向垂直時，其電阻值最小，如圖828所示。 磁通量的變化與磁環(huán)轉(zhuǎn)速成正比。由于磁阻元件阻值的變化，磁環(huán)每旋轉(zhuǎn)一周在集成電路(ic)的內(nèi)置磁阻元件(mre)中就會出現(xiàn)20個脈沖電壓信號，即車速信號將此信號通過電路的連接輸入到比較器中講行比輪再由比較器輸出信號去控制晶體管的導(dǎo)通和截止，這樣就可以檢測出車速。輸出信號如圖829所

5、示。精品.精品.4、 電磁感應(yīng)式輪速傳感器 汽車輪速傳感器即車輪速度傳感器，用于檢測車輪旋轉(zhuǎn)速度，并將其轉(zhuǎn)化為電信號輸入控制單元 ecu 。現(xiàn)在，在制動防抱死裝置 abs 、牽引力控制裝置 tcs、電子制動力分配裝置 ebd、電子穩(wěn)定程序 esp等系統(tǒng)中，各個控制單元根據(jù)輪速傳感器的信號，通過和車速傳感器信號的對比，確定車輛是否發(fā)生抱死和滑移，從而決定執(zhí)行器是否作出制動干預(yù)。 按照汽車上安裝的輪速傳感器的數(shù)量，可以分為四輪速傳感器、三輪速傳感器、二輪速傳感器、單輪速傳感器四種型式，可以實現(xiàn)四通道、三通道、二通道、單通道的控制方式。 輪速傳感器的數(shù)目和通道數(shù)目不同，感應(yīng)齒圈安裝位置也不同。一般來

6、講，齒圈安裝在隨車輪或傳動軸一起轉(zhuǎn)動的部件上，如驅(qū)動車輪、從動車輪、半軸、輪轂或制動盤、主減速器或變速器的輸出軸上。傳感器本體安裝在車輪附近不隨車輪轉(zhuǎn)動的部件上，如半軸套管、轉(zhuǎn)向節(jié)、制動底板等位置，如圖838所示。 另外，按傳感器頭的外形分鑿式極軸輪速傳感器頭和柱式極軸輪速傳感器頭。菱形極軸輪速傳感器頭相對比較少見，如圖8-39所示。1電磁感應(yīng)式輪速傳感器的結(jié)構(gòu)與原理 電磁感應(yīng)式輪速傳感器由傳感頭和齒圈兩部分構(gòu)成。傳感器齒圈是由磁阻較小的鐵磁性材料制成的。傳感頭主要由永磁性磁心和感應(yīng)線圈組成，如圖8精品.4l所示。輪速傳感器頭與磁性齒網(wǎng)問的間隙占很小，通常在0.51.0mm范圍內(nèi)。 電磁感應(yīng)式

7、輪速傳感器是利用齒圈轉(zhuǎn)動時與傳感器磁頭之間的間隙產(chǎn)生變化，從而使通過感應(yīng)線圈的磁通量即磁場強度發(fā)生變化，進而在線圈上產(chǎn)生不同的感應(yīng)電壓的原理制成的。傳感器的工作原理及輸出電壓波形如圖842所示。 電磁感應(yīng)式輪速傳感器的結(jié)構(gòu)簡單、成本低，所以應(yīng)用較為廣泛。但其輸出信號的頻率和幅值受轉(zhuǎn)速影響較大，且較為廣泛。但其輸出信號的頻率和幅值受轉(zhuǎn)速影響較大，且其抗電磁波干擾能力差，易產(chǎn)生誤信號，所以只適于15160kmh的速度，今后要求所控制的轉(zhuǎn)速擴大到8260kmh甚至更大，則電磁感應(yīng)式輪速傳感器很難適應(yīng)。5、 電渦流式齒桿位置傳感器 按照電渦流在導(dǎo)體內(nèi)的貫穿情況，電渦流傳感器主要可分為高頻反射式渦流傳感

8、器和低頻投射式渦流傳感器兩類。高頻反射式渦流傳感器的應(yīng)用較為廣泛。1.工作原理 當(dāng)高頻振蕩電流通過延伸電纜流入探頭線圈，在探頭頭部的線圈中產(chǎn)生交變的磁場。當(dāng)被測金屬體靠近這一磁場，則在此金屬表面產(chǎn)生感應(yīng)電流，與此同時該電渦流場也產(chǎn)生一個方向與頭部線圈方向相反的交變磁場，由于其反作用，使頭部線圈高頻電流的幅度和相位得到改變（線圈的有效阻抗），探頭中線圈的q值也發(fā)生變化，q值的變化引起振蕩電壓幅度的變化，而這個隨距離變化的振蕩電壓經(jīng)過檢波、濾波、線性補償、放大歸一處理轉(zhuǎn)化成電壓（電流）變化，最終完成機械位移(間隙)轉(zhuǎn)換成電壓（電流）。由上所述，電渦流傳感器工作系統(tǒng)中被測體可看作傳感器系統(tǒng)的一半，即一個電渦流位移傳感器的性能與被測體有關(guān)。電渦流傳感器工作原理如圖所示精品.2.典型電渦流式齒桿位置傳感器的結(jié)構(gòu)如