车速传感器的原理 车速传感器的输出信号

发布时间:2023-08-22  

车速传感器是用来检测电控汽车的车速的装置,有控制电脑用这个输入信号来控制发动机怠速,自动变速器的变扭器锁止,自动变速器换档及发动机冷却风扇的开闭和巡航定速等其它功能。


车速传感器的输出信号可以是磁电式交流信号,也可以是霍尔式数字信号或者是光电式数字信号。


磁电式

这两个线圈接线柱是传感器输出的端子,当由铁质制成的环状翼轮(有时称为磁组轮)转动经过传感器时,线圈里将产生交流电压信号。磁组轮上的逐个齿轮将产生一一对应的系列脉冲,其形状是一样的。输出信号的振幅(峰对峰电压)与磁组轮的转速成正比(车速),信号的频率大小表现于磁组轮的转速大小。


磁盘上加工有齿形凸起,磁盘装在被测转轴上,与转轴一起旋转。当转轴旋转时,磁盘的凹凸齿形将引起磁盘与永久磁铁间气隙大小的变化,从而使永久磁铁组成的磁路中磁通量随之发生变化。有磁路通过的感应线圈,当磁通量发生突变时,会感应出一定幅度的脉冲电势,其频率为:

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其传感器波形如下:

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霍尔式

霍尔效应传感器或开关,由一个几乎完全闭合的包含永久磁铁和磁极部分的磁路组成,一个软磁铁叶片转子穿过磁铁和磁极间的气隙,在叶片转子上的窗口允许磁场不受影响的穿过并到达霍尔效应传感器,而没有窗口的部分则中断磁场,因此,叶片转子窗口的作用是开关磁场,使霍尔效应象开关一样地打开或关闭,这就是一些汽车厂商将霍尔效应传感器和其它类似电子设备称为霍尔开关的原因,该组件实际上是一个开关设备,而它的关键功能部件是霍尔效应传感器。

将磁性转盘的输入轴与被测转轴相连,当被测转轴转动时,磁性转盘便随之转动,固定在磁性转盘附近的霍尔开关集成传感器便可在每一个小磁铁通过时产生一个相应的脉冲,检测出单位时间的脉冲数,便可知道被测对象的转速。

其单片机内部也需要一个上拉电阻,检测其输出的低电平,单片机检测到下降沿触发中断器,通过控制计数时间,即可时间计数值对应的轴的转速值。

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其传感器波形如下:

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光电式

光电式车速传感器是固态的光电半导体传感器,它由带孔的转盘两个光导体纤维,一个发光二极管,一个作为光传感器的光电三极管组成。一个以光电三极管为基础的放大器为发动机控制电脑或点火模块提供足够功率的信号,光电三极管和放大器产生数字输出信号(开关脉冲)。发光二极管透过转盘上的孔照到光电三极管上实现光的传递与接收。转盘上间断的孔可以开闭照射到光电三极管上的光源,进而触发光电三极管和放大器,使之像开关一样地打开或关闭输出信号。

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如下图是一个车速传感器:

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工作环境温度:-43~120℃

工作电压:16-30V DC

输出波形:方波信号,空载输出幅值不小于工作电压减去3V;

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实例

用图示的方法设置磁体,使磁性转盘的输入轴与被测转轴相连,霍尔传感器固定在磁性转盘附近。当被测转轴转动时,磁性盘随之转动,磁体每经过霍尔传感器一次,霍尔传感器便输出一个相应的电压脉冲。检出单位时间的脉冲数,便可求出被测转速。例如,在车轮转轴上装上磁体,在靠近磁体位置上装上霍尔传感器,即可制成车速表和里程表等。

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文章来源于:电子工程世界    原文链接
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