轮速和减速度传感器

1、 车速传感器：其功用是检测汽车行驶速度，并把检测结果输入给汽车仪表系统，用于显示车速；或用于自动变速器系统、巡航定速系统等。车速通常通过直接或间接检测汽车轮胎的转速获得的。 发动机转速传感器：其功用是检测发动机转速，并把检测结果输入到汽车仪表系统显示发动机工况；或输入发动机控制系统和底盘某些控制系统的ECU，用于燃油喷射量、点火提前角、动力传动等控制。发动机转速的检测通常利用曲轴位置传感器的检测信号实现的。应用在汽车上的速度/减速度传感器有： 车轮转速传感器：其功用是检测车轮转速，并把检测结果输入ABS/ASR系统ECU，用于汽车的制动或驱动控制。 减速传感器：其功用是检测汽车的减速度，并把检

2、测结果输入ABS系统的ECU，用于汽车的制动或驱动控制。传传 感感 器器结结 构构安安 装装 位位 置置工作原理工作原理发动机转速发动机转速传感器传感器 舌簧开关式舌簧开关式 分电器内部分电器内部 舌簧开关舌簧开关 电磁感应式电磁感应式 柴油机喷油泵、汽油机分电器柴油机喷油泵、汽油机分电器电磁感应电磁感应 车速传感器车速传感器舌簧开关式舌簧开关式 车速表转子附近车速表转子附近 舌簧开关舌簧开关 电磁感应式电磁感应式 变速器输出轴附近的壳体上变速器输出轴附近的壳体上 电磁感应电磁感应 光电式光电式 速度表内速度表内 光电效应光电效应 可变磁阻式可变磁阻式 变速器壳体内变速器壳体内 改变磁阻改变磁

3、阻 轮速传感器轮速传感器 电磁感应式电磁感应式 驱动轮上、从动轮上、后桥主驱动轮上、从动轮上、后桥主减速器壳上或变速器输出轴上减速器壳上或变速器输出轴上 电磁感应电磁感应 霍尔式霍尔式 霍尔效应霍尔效应 减速传感器减速传感器光电式光电式 车身、车架上车身、车架上惯性作用惯性作用 水银式水银式 差动变压器式差动变压器式 速度/减速度传感器的结构、原理一览表转速传感器 安装位置作用与分类作用是检测车轮转速，并把检测结果输入ABS/ASR等用于制动或驱动控制的系统的ECU。磁电式轮速传感器霍尔式轮速传感器光电式轮速传感器分类1.传感器的结构一、电磁式轮速传感器的结构、原理与检测传感头：安装在不随车轮

4、旋转的部件上，如转向节、悬架 支承、半轴套管或制动底板上。齿 圈：安装在随车轮旋转的部件上，如轮毂、制动盘或 半轴上。传感头 传感器由电磁感应式传感头和磁性传感器由电磁感应式传感头和磁性齿圈组成。传感头由永久磁芯和感应齿圈组成。传感头由永久磁芯和感应线圈组成，齿圈由铁磁性材料制成。线圈组成，齿圈由铁磁性材料制成。原理原理: 当齿圈旋转时，齿顶与齿隙轮流交当齿圈旋转时，齿顶与齿隙轮流交替对向磁芯，当齿圈转到齿顶与传感替对向磁芯，当齿圈转到齿顶与传感头磁芯相对时，传感头磁芯与齿圈之头磁芯相对时，传感头磁芯与齿圈之间的间隙最小，由永久磁芯产生的磁间的间隙最小，由永久磁芯产生的磁力线就容易通过齿圈，感

5、应线圈周围力线就容易通过齿圈，感应线圈周围的磁场就强，如图的磁场就强，如图 (a)所示所示;而当齿圈而当齿圈转动到齿隙与传感磁芯相对时，传感转动到齿隙与传感磁芯相对时，传感头磁芯与齿圈之间的间隙最大，由永头磁芯与齿圈之间的间隙最大，由永久磁芯产生的磁力线就不容易通过齿久磁芯产生的磁力线就不容易通过齿圈，感应线圈周围的磁场就弱，如图圈，感应线圈周围的磁场就弱，如图 (b)所示。所示。此时，磁通迅速交替变化，在感应线此时，磁通迅速交替变化，在感应线圈中就会产生交变电压，交变电压的圈中就会产生交变电压，交变电压的频率将随车轮转速成正比例变化。电频率将随车轮转速成正比例变化。电子控制单元可以通过转速传

6、感器输入子控制单元可以通过转速传感器输入的电压脉冲频率进行处理来确定车轮的电压脉冲频率进行处理来确定车轮的转速、汽车的参考速度等。的转速、汽车的参考速度等。 原理及组成原理及组成 车轮转速传感器工作原理(a)齿圈齿顶与传感器磁芯相对时 (b)齿圈齿隙与传感器磁芯相对时1-齿圈 2-磁芯端部齿 3-感应线圈端子 4-感应线圈 5-磁芯套 6-磁力线 7-磁场 8-磁芯 9-齿顶霍尔式的基本工作原理霍尔式的基本工作原理一、一、 霍尔效应及霍尔元件霍尔效应及霍尔元件 1. 霍尔效应霍尔效应 置于磁场中的静止载流导体，当它的电流方向与磁场方向不一致时，载流导体上平行于电流和磁场方向上的两个面之间产生电

7、动势，这种现象称霍尔效应。该电势称霍尔电势。 目前目前常用的霍尔元件材料常用的霍尔元件材料有：有：锗、硅、砷化铟、锗、硅、砷化铟、 锑化铟等半导体材料锑化铟等半导体材料。其中其中N型锗型锗容易加工制造，其霍尔系数、容易加工制造，其霍尔系数、 温度性能和线性度都较好。温度性能和线性度都较好。N型硅型硅的的线性度最好，其霍尔系数、线性度最好，其霍尔系数、 温度性能同温度性能同N型锗。型锗。锑化铟锑化铟对温度最敏感，尤其在对温度最敏感，尤其在低温范围内温度系数大，但在室温时其霍尔系数较大。低温范围内温度系数大，但在室温时其霍尔系数较大。砷化铟砷化铟的霍尔系数较小的霍尔系数较小，温度系数也较小，输出特

8、性线性度好。，温度系数也较小，输出特性线性度好。霍尔元件常用材料霍尔元件常用材料霍尔式轮速传感器原理霍尔式轮速传感器原理 当齿对准霍尔元件时，磁力线集中穿过霍尔元件，可产生较大的霍尔电动势，放大、整形后输出高电平；反之，当齿轮的空挡对准霍尔元件时，输出为低电平。霍尔轮速传感器的安装霍尔轮速传感器的安装 带有微带有微型磁铁型磁铁的霍尔的霍尔传感器传感器钢质钢质霍尔霍尔光电式速度传感器概述n光电式速度传感器将速度的变化转变成光通量的变化，在通过光电转换元件将光通量的变化转换成电量变化，即利用光电脉冲变成电脉冲，光电转换元件的工作原理是光电效应。 1.光电效应n所谓光电效应就是指物体吸收光能后产生的

9、电效应。可分为3类。（1）外光电效应。它是指物质在光的照射下发生电子逸出的现象。如光电管,光电倍增管等。（2）内光电效应。它是指材料在光的照射下发生电阻率变化的现象。如光敏电阻，光导管等。（3）光生伏特效应。它是指物体在光的照射下，其内部产生一定电势的现象。如光敏二极管，光敏晶体管，光电池等。2.工作原理n它是由装在轴上的带孔或缝隙的旋转盘（光电编码盘），光源，光接收器等组成，输入轴与被测轴相连接。光源发出的光通过缝隙旋转盘照射到光敏器件上，使光敏器件感光并产生电脉冲。转轴连续转动，光敏器件就输出一系列与转速及带缝隙旋转盘上缝隙数成正比的电脉冲数。在指示缝隙数一定的情况下，该脉冲数和转速成正比

10、。光电式速度传感器原理图（a）光线被遮住，接收器无信号 （b）光线未被遮住，接收器有信号减速度传感器 减速度传感器又称G传感器，通常用于四轮驱动汽车的ABS/ASR等与汽车驱动与制动控制有关的系统上。 汽车高附着系数路面上制动时其减速度大，在低附着系数路面上制动时其减速度小，当汽车行驶在雪地、结冰路等低附着系数路面上时，采取相应措施，以提高制动性能。 汽车在在低附着系数行驶时，其驱动轮通常会出现滑转现象。两轮驱动的汽车上，ABS系统的ECU可根据轮速传感器传来的信号判断驱动车轮的滑转状况。 ABS系统在不同的附着系数路面将采用不同的防抱死制动方式。 用于获取汽车减速度信号；该信号送入ECU后，

11、对路面的附着系数高低进行判断。 1.减速度传感器的功用 光电式减速度传感器由两个发光二极管、两个光敏三极管一个透光板和信号转换电路组成。 发光二极管透光板光敏晶体管信号转换电路光敏晶体管透光板光电式减速度传感器的结构一、光电式减速度传感器 的结构、原理1.感器的结构减速度传感器有光电式、水银式、差动式变压式等。2.减速度传感器类型 汽车匀速行驶时，传感器的透光板静止不动；汽车制动时，即减速行驶时，透光板由于惯性则随着减速度的变化而沿汽车的纵轴方向进行摆动。透光板减速度传感器匀速行驶时减速行驶时2.感器的工作原理 透光板的作用是穿过或隔断发光二极管到光电三极管之间的光线，以此控制光电三极管的开与

12、关。两对发光二极管和光电三极管的组合可以将汽车的减速度分为4个等级。 透光板透光板透光缝1号2号光敏晶体管光敏晶体管发光二极管开关光电式减速度传感器的工作原理减速度减速度速率速率低减速率低减速率1 1低减速率低减速率2 2中等减速率中等减速率高减速率高减速率光敏光敏晶体管晶体管1 1通通断断断断通通光敏光敏晶体管晶体管2 2通通通通断断断断透光板透光板位置位置减速度率的等级与光敏三极管同断的关系 水银式减速度传感器的结构如图所示，它主要由水银和玻璃管组成，这种传感器应用在日产44全轮驱动汽车上。水银式减速度传感器的结构、原理汽车行驶方向玻璃管玻璃管水银a)低附着系数路面制动时b)高附着系数路面

13、制动时搭铁输出电极1输出电极21.传感器的结构 当汽车制动时，若减速度小，玻璃管内的水银球基本不动，则输出电极1、2均与搭铁接通，意味着汽车处在附着系数较小的路面上，图(a) ； 当汽车制动时，减速度大，水银在玻璃管内由于惯性作用前移，则输出电极1与搭铁接通，输出电极2与搭铁断开，意味着汽车处在附着系数较大的路面上，图(b)。汽车行驶方向玻璃管玻璃管水银a)低附着系数路面制动时b)高附着系数路面制动时搭铁输出电极1输出电极22.传感器的工作原理三、差动变压器式减速度传感器的结构、原理1.传感器的结构线圈铁芯变压器油弹簧印制电路板1)差动变压器线圈2)铁芯：汽车减速时， 铁芯受惯性力的作用 可向前移动。日本三菱汽车应用了如