輪速和減速度傳感器

1、 車速傳感器：其功用是檢測汽車行駛速度，并把檢測結果輸入給汽車儀表系統(tǒng)，用于顯示車速；或用于自動變速器系統(tǒng)、巡航定速系統(tǒng)等。車速通常通過直接或間接檢測汽車輪胎的轉(zhuǎn)速獲得的。 發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器：其功用是檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)速，并把檢測結果輸入到汽車儀表系統(tǒng)顯示發(fā)動機工況；或輸入發(fā)動機控制系統(tǒng)和底盤某些控制系統(tǒng)的ECU，用于燃油噴射量、點火提前角、動力傳動等控制。發(fā)動機轉(zhuǎn)速的檢測通常利用曲軸位置傳感器的檢測信號實現(xiàn)的。應用在汽車上的速度/減速度傳感器有： 車輪轉(zhuǎn)速傳感器：其功用是檢測車輪轉(zhuǎn)速，并把檢測結果輸入ABS/ASR系統(tǒng)ECU，用于汽車的制動或驅(qū)動控制。 減速傳感器：其功用是檢測汽車的減速度，并把檢

2、測結果輸入ABS系統(tǒng)的ECU，用于汽車的制動或驅(qū)動控制。傳傳 感感 器器結結 構構安安 裝裝 位位 置置工作原理工作原理發(fā)動機轉(zhuǎn)速發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器傳感器 舌簧開關式舌簧開關式 分電器內(nèi)部分電器內(nèi)部 舌簧開關舌簧開關 電磁感應式電磁感應式 柴油機噴油泵、汽油機分電器柴油機噴油泵、汽油機分電器電磁感應電磁感應 車速傳感器車速傳感器舌簧開關式舌簧開關式 車速表轉(zhuǎn)子附近車速表轉(zhuǎn)子附近 舌簧開關舌簧開關 電磁感應式電磁感應式 變速器輸出軸附近的殼體上變速器輸出軸附近的殼體上 電磁感應電磁感應 光電式光電式 速度表內(nèi)速度表內(nèi) 光電效應光電效應 可變磁阻式可變磁阻式 變速器殼體內(nèi)變速器殼體內(nèi) 改變磁阻改變磁

3、阻 輪速傳感器輪速傳感器 電磁感應式電磁感應式 驅(qū)動輪上、從動輪上、后橋主驅(qū)動輪上、從動輪上、后橋主減速器殼上或變速器輸出軸上減速器殼上或變速器輸出軸上 電磁感應電磁感應 霍爾式霍爾式 霍爾效應霍爾效應 減速傳感器減速傳感器光電式光電式 車身、車架上車身、車架上慣性作用慣性作用 水銀式水銀式 差動變壓器式差動變壓器式 速度/減速度傳感器的結構、原理一覽表轉(zhuǎn)速傳感器 安裝位置作用與分類作用是檢測車輪轉(zhuǎn)速，并把檢測結果輸入ABS/ASR等用于制動或驅(qū)動控制的系統(tǒng)的ECU。磁電式輪速傳感器霍爾式輪速傳感器光電式輪速傳感器分類1.傳感器的結構一、電磁式輪速傳感器的結構、原理與檢測傳感頭：安裝在不隨車輪

4、旋轉(zhuǎn)的部件上，如轉(zhuǎn)向節(jié)、懸架 支承、半軸套管或制動底板上。齒 圈：安裝在隨車輪旋轉(zhuǎn)的部件上，如輪轂、制動盤或 半軸上。傳感頭 傳感器由電磁感應式傳感頭和磁性傳感器由電磁感應式傳感頭和磁性齒圈組成。傳感頭由永久磁芯和感應齒圈組成。傳感頭由永久磁芯和感應線圈組成，齒圈由鐵磁性材料制成。線圈組成，齒圈由鐵磁性材料制成。原理原理: 當齒圈旋轉(zhuǎn)時，齒頂與齒隙輪流交當齒圈旋轉(zhuǎn)時，齒頂與齒隙輪流交替對向磁芯，當齒圈轉(zhuǎn)到齒頂與傳感替對向磁芯，當齒圈轉(zhuǎn)到齒頂與傳感頭磁芯相對時，傳感頭磁芯與齒圈之頭磁芯相對時，傳感頭磁芯與齒圈之間的間隙最小，由永久磁芯產(chǎn)生的磁間的間隙最小，由永久磁芯產(chǎn)生的磁力線就容易通過齒圈，感

5、應線圈周圍力線就容易通過齒圈，感應線圈周圍的磁場就強，如圖的磁場就強，如圖 (a)所示所示;而當齒圈而當齒圈轉(zhuǎn)動到齒隙與傳感磁芯相對時，傳感轉(zhuǎn)動到齒隙與傳感磁芯相對時，傳感頭磁芯與齒圈之間的間隙最大，由永頭磁芯與齒圈之間的間隙最大，由永久磁芯產(chǎn)生的磁力線就不容易通過齒久磁芯產(chǎn)生的磁力線就不容易通過齒圈，感應線圈周圍的磁場就弱，如圖圈，感應線圈周圍的磁場就弱，如圖 (b)所示。所示。此時，磁通迅速交替變化，在感應線此時，磁通迅速交替變化，在感應線圈中就會產(chǎn)生交變電壓，交變電壓的圈中就會產(chǎn)生交變電壓，交變電壓的頻率將隨車輪轉(zhuǎn)速成正比例變化。電頻率將隨車輪轉(zhuǎn)速成正比例變化。電子控制單元可以通過轉(zhuǎn)速傳

6、感器輸入子控制單元可以通過轉(zhuǎn)速傳感器輸入的電壓脈沖頻率進行處理來確定車輪的電壓脈沖頻率進行處理來確定車輪的轉(zhuǎn)速、汽車的參考速度等。的轉(zhuǎn)速、汽車的參考速度等。 原理及組成原理及組成 車輪轉(zhuǎn)速傳感器工作原理(a)齒圈齒頂與傳感器磁芯相對時 (b)齒圈齒隙與傳感器磁芯相對時1-齒圈 2-磁芯端部齒 3-感應線圈端子 4-感應線圈 5-磁芯套 6-磁力線 7-磁場 8-磁芯 9-齒頂霍爾式的基本工作原理霍爾式的基本工作原理一、一、 霍爾效應及霍爾元件霍爾效應及霍爾元件 1. 霍爾效應霍爾效應 置于磁場中的靜止載流導體，當它的電流方向與磁場方向不一致時，載流導體上平行于電流和磁場方向上的兩個面之間產(chǎn)生電

7、動勢，這種現(xiàn)象稱霍爾效應。該電勢稱霍爾電勢。 目前目前常用的霍爾元件材料常用的霍爾元件材料有：有：鍺、硅、砷化銦、鍺、硅、砷化銦、 銻化銦等半導體材料銻化銦等半導體材料。其中其中N型鍺型鍺容易加工制造，其霍爾系數(shù)、容易加工制造，其霍爾系數(shù)、 溫度性能和線性度都較好。溫度性能和線性度都較好。N型硅型硅的的線性度最好，其霍爾系數(shù)、線性度最好，其霍爾系數(shù)、 溫度性能同溫度性能同N型鍺。型鍺。銻化銦銻化銦對溫度最敏感，尤其在對溫度最敏感，尤其在低溫范圍內(nèi)溫度系數(shù)大，但在室溫時其霍爾系數(shù)較大。低溫范圍內(nèi)溫度系數(shù)大，但在室溫時其霍爾系數(shù)較大。砷化銦砷化銦的霍爾系數(shù)較小的霍爾系數(shù)較小，溫度系數(shù)也較小，輸出特

8、性線性度好。，溫度系數(shù)也較小，輸出特性線性度好?；魻栐Ｓ貌牧匣魻栐Ｓ貌牧匣魻柺捷喫賯鞲衅髟砘魻柺捷喫賯鞲衅髟?當齒對準霍爾元件時，磁力線集中穿過霍爾元件，可產(chǎn)生較大的霍爾電動勢，放大、整形后輸出高電平；反之，當齒輪的空擋對準霍爾元件時，輸出為低電平?；魻栞喫賯鞲衅鞯陌惭b霍爾輪速傳感器的安裝 帶有微帶有微型磁鐵型磁鐵的霍爾的霍爾傳感器傳感器鋼質(zhì)鋼質(zhì)霍爾霍爾光電式速度傳感器概述n光電式速度傳感器將速度的變化轉(zhuǎn)變成光通量的變化，在通過光電轉(zhuǎn)換元件將光通量的變化轉(zhuǎn)換成電量變化，即利用光電脈沖變成電脈沖，光電轉(zhuǎn)換元件的工作原理是光電效應。 1.光電效應n所謂光電效應就是指物體吸收光能后產(chǎn)生的

9、電效應?？煞譃?類。（1）外光電效應。它是指物質(zhì)在光的照射下發(fā)生電子逸出的現(xiàn)象。如光電管,光電倍增管等。（2）內(nèi)光電效應。它是指材料在光的照射下發(fā)生電阻率變化的現(xiàn)象。如光敏電阻，光導管等。（3）光生伏特效應。它是指物體在光的照射下，其內(nèi)部產(chǎn)生一定電勢的現(xiàn)象。如光敏二極管，光敏晶體管，光電池等。2.工作原理n它是由裝在軸上的帶孔或縫隙的旋轉(zhuǎn)盤（光電編碼盤），光源，光接收器等組成，輸入軸與被測軸相連接。光源發(fā)出的光通過縫隙旋轉(zhuǎn)盤照射到光敏器件上，使光敏器件感光并產(chǎn)生電脈沖。轉(zhuǎn)軸連續(xù)轉(zhuǎn)動，光敏器件就輸出一系列與轉(zhuǎn)速及帶縫隙旋轉(zhuǎn)盤上縫隙數(shù)成正比的電脈沖數(shù)。在指示縫隙數(shù)一定的情況下，該脈沖數(shù)和轉(zhuǎn)速成正比

10、。光電式速度傳感器原理圖（a）光線被遮住，接收器無信號 （b）光線未被遮住，接收器有信號減速度傳感器 減速度傳感器又稱G傳感器，通常用于四輪驅(qū)動汽車的ABS/ASR等與汽車驅(qū)動與制動控制有關的系統(tǒng)上。 汽車高附著系數(shù)路面上制動時其減速度大，在低附著系數(shù)路面上制動時其減速度小，當汽車行駛在雪地、結冰路等低附著系數(shù)路面上時，采取相應措施，以提高制動性能。 汽車在在低附著系數(shù)行駛時，其驅(qū)動輪通常會出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)現(xiàn)象。兩輪驅(qū)動的汽車上，ABS系統(tǒng)的ECU可根據(jù)輪速傳感器傳來的信號判斷驅(qū)動車輪的滑轉(zhuǎn)狀況。 ABS系統(tǒng)在不同的附著系數(shù)路面將采用不同的防抱死制動方式。 用于獲取汽車減速度信號；該信號送入ECU后，

11、對路面的附著系數(shù)高低進行判斷。 1.減速度傳感器的功用 光電式減速度傳感器由兩個發(fā)光二極管、兩個光敏三極管一個透光板和信號轉(zhuǎn)換電路組成。 發(fā)光二極管透光板光敏晶體管信號轉(zhuǎn)換電路光敏晶體管透光板光電式減速度傳感器的結構一、光電式減速度傳感器 的結構、原理1.感器的結構減速度傳感器有光電式、水銀式、差動式變壓式等。2.減速度傳感器類型 汽車勻速行駛時，傳感器的透光板靜止不動；汽車制動時，即減速行駛時，透光板由于慣性則隨著減速度的變化而沿汽車的縱軸方向進行擺動。透光板減速度傳感器勻速行駛時減速行駛時2.感器的工作原理 透光板的作用是穿過或隔斷發(fā)光二極管到光電三極管之間的光線，以此控制光電三極管的開與

12、關。兩對發(fā)光二極管和光電三極管的組合可以將汽車的減速度分為4個等級。 透光板透光板透光縫1號2號光敏晶體管光敏晶體管發(fā)光二極管開關光電式減速度傳感器的工作原理減速度減速度速率速率低減速率低減速率1 1低減速率低減速率2 2中等減速率中等減速率高減速率高減速率光敏光敏晶體管晶體管1 1通通斷斷斷斷通通光敏光敏晶體管晶體管2 2通通通通斷斷斷斷透光板透光板位置位置減速度率的等級與光敏三極管同斷的關系 水銀式減速度傳感器的結構如圖所示，它主要由水銀和玻璃管組成，這種傳感器應用在日產(chǎn)44全輪驅(qū)動汽車上。水銀式減速度傳感器的結構、原理汽車行駛方向玻璃管玻璃管水銀a)低附著系數(shù)路面制動時b)高附著系數(shù)路面

13、制動時搭鐵輸出電極1輸出電極21.傳感器的結構 當汽車制動時，若減速度小，玻璃管內(nèi)的水銀球基本不動，則輸出電極1、2均與搭鐵接通，意味著汽車處在附著系數(shù)較小的路面上，圖(a) ； 當汽車制動時，減速度大，水銀在玻璃管內(nèi)由于慣性作用前移，則輸出電極1與搭鐵接通，輸出電極2與搭鐵斷開，意味著汽車處在附著系數(shù)較大的路面上，圖(b)。汽車行駛方向玻璃管玻璃管水銀a)低附著系數(shù)路面制動時b)高附著系數(shù)路面制動時搭鐵輸出電極1輸出電極22.傳感器的工作原理三、差動變壓器式減速度傳感器的結構、原理1.傳感器的結構線圈鐵芯變壓器油彈簧印制電路板1)差動變壓器線圈2)鐵芯：汽車減速時， 鐵芯受慣性力的作用 可向前移動。日本三菱汽車應用了如