轮速传感器.pptx
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1、应用与分类 用在有关汽车制动或驱动的各类电子控制系统如 防抱死制动(ABS)驱动防滑(ASR)电子制动力分配(EBD)转向制动控制(CBC)电子稳定程序(ESP)等系统控制均需要获取车轮的转速状况。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 磁电式传感器通过磁电作用将被测量(如振动、转速、扭矩)转换成电势信号。利用导体和磁场发生相对运动而在导体两端输出感应电势优点:不需要供电电源,电路简单,性能稳定,输出阻抗小磁电式传感器的工作原理 法拉第电磁感应定律:k为比例系数,为比例系数,E为感应电势,为感应电势,为磁通。当为磁通。当E的单的单位为伏特(位为伏特(V),),的单位为韦伯(的单位
2、为韦伯(Wb),),t的单的单位为秒(位为秒(s)时,)时,k1,这时感应电势为:,这时感应电势为:如果线圈是N匝,磁场强度是B,每匝线圈的平均长度la,线圈相对磁场运动的速度为=dx/dt,则整个线圈中所产生的电动势为:不同类型的磁电式传感器 磁通量的变化实现办法:磁铁与线圈之间做相对运动;磁路中磁阻的变化;恒定磁场中线圈面积的变化.由于变磁阻式磁电传感器结构简单 牢固 工作可靠 价格便宜 被广泛用于车辆上作为检测车轮转速的轮速传感器磁阻式磁电传感器 线圈和磁铁部分都是静止的,与被测物连接而运动的部分是用导磁材料制成的,在运动中,它们改变磁路的磁阻,因而改变贯穿线圈的磁通量,在线圈中产生感应
3、电动势。线圈中产生感应电动势的频率作为输出,而感应电动势的频率取决于磁通变化的频率。开磁路磁阻式转速传感器 1永久磁铁永久磁铁3感应线圈感应线圈2软铁软铁4齿轮齿轮 高速时低速时时间电压在汽车上的安装安装在前轮上转向节轮毂齿圈传感器安装在后轮上悬架支承半轴齿圈传感器4 磁电式传感器的动态特性 一个二阶系统。Vo为传感器外壳的运动速度,即被测物体运动速度;Vm为传感器惯性质量块的运动速度。等等效效机机械械系系统统若若V(t)为惯性质量块相对外壳的运动速度为惯性质量块相对外壳的运动速度幅频特性幅频特性相频特性相频特性 式中,式中,被测振动的角频率;被测振动的角频率;n传感器运动系统的固有角频率传感
4、器运动系统的固有角频率 传感器运动系统的阻尼比传感器运动系统的阻尼比运动方程运动方程磁电式速度传感器的频率响应特性曲线磁电式速度传感器的频率响应特性曲线 只有只有n的情况下,的情况下,Av()1,相对速度相对速度V(t)的大小才可以作为被测振动速度的大小才可以作为被测振动速度V0(t)的量度。的量度。因此磁电式速度传感器的频率较低,一般为因此磁电式速度传感器的频率较低,一般为1015Hz。总结 电磁式轮速传感器结构简单、成本低、对粉尘污染不敏感,传感头不需外接电源。优点缺点 输出信号的幅值和频率受转速影响大,抗电磁波干扰能力差,易产生误信号。适于车速为15 160 km/h,国内外普遍采用霍尔
5、元件、光电式传感器,等器件组成新型的转速检测装置它们具有频率响应高(响应频率达0P8V H 以上),输出幅值不变,抗电磁干扰能力强等特点。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、锑化锑化铟等半导体材料铟等半导体材料。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
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