車輪轉速傳感器用于測定汽車車輪轉速。通過線束將車輪轉速信號傳輸至汽車上的ABS電控單元,ASR電控單元或ESP電控單元。電控單元分別控制防抱死(配備ABS)或防止車輪空轉(配備ASR或ESP),并保證汽車行駛的穩定性)和可操作性。導航系統同樣需要車輪轉速信號,以計算汽車的行駛路程(例如在隧道中或沒有衛星信號時)。
車速傳感器主要有這幾類:磁電式;霍爾式;磁阻式;光電式(基本上已經淘汰 后面不做詳述);如果按照有源無源來分類的話,可以分無源——磁電式。有源——霍爾式和磁阻式(先進的制動系統無一例外的常用有源車速傳感器)。磁電式和霍爾式相信很多技師朋友都很熟悉,現有的資料書里關于這兩個類型的車速傳感器有大段的描述,所以這篇文章會重點分析磁阻式車速傳感器。
磁電式車速傳感器:1)其工作的原理就是一個小的發電機,所以無需ECU供電;2)結構簡單,傳感器主要部分就是線圈加上永磁鐵,相對霍爾傳感器,成本比較低;3)磁盤和傳感器之間的按照間隙,沒有霍爾傳感器要求高;
圖標4:永久磁鐵;圖標5:線圈。
在發電機啟動階段,磁電式車速傳感器輸出的交變電壓只有0.2v~1v(100r/min~200r/min);但在高速情況下(5000r/min~6000r/min),切割磁感應線的速度加快,輸出的電壓可以達90v(注意示波器和探頭調到x10)。總之:其輸出的信號電壓幅值和頻率和轉速成正比。
霍爾式車速傳感器:(1)結構簡單;(2)工作可靠 ;(3)抗干擾能力強(數字信號)。
圖標4永久磁鐵;圖標5霍爾元件
霍爾車速傳感器中裝有霍爾芯片和永久磁鐵,霍爾元件位于被測齒盤和永久磁鐵之間,能夠檢測齒經過傳感器時引起的磁通量的變化。霍爾元件的輸出經過放大,滯回比較后,由三極管的集電極開路(OC)輸送給ECU,在ECU一側需要將其輸出通過電阻上拉到電源。總之:其輸出的信號電壓幅值不隨轉速變化(0v~5v);其頻率和轉速成正比.
(圖12-4-4)這種有源的磁阻式車速傳感器,它的脈沖輪是一個多極磁環。它是環形的放在非磁性金屬支架上的磁極交替塑料元件。北極N和南極S充當脈沖輪的齒和齒隙。轉速傳感器的芯片受磁環上不斷交替的磁場的變化。在車輪轉動時(多極磁環轉動),傳感器上的芯片上的磁通密度不斷變化。
這種有源傳感器的典型特征是將Hall測量元件,信號放大器和信號處理電路集成在一個芯片上。轉速信號是以矩形脈沖形式記憶電流傳輸的,電流脈沖信號與車輪轉速成正比,并可以檢測出幾乎靜止狀態下的車輪轉速。
這種傳感器的供電電壓為4.5v~40v.輸出的矩形電流信號幅值為低電平7ma,高電平14ma(高分辨率電流鉗).用示波器看到的是和霍爾車速傳感器一樣的方波信號,低電平0.6v,高電平1.2v左右。(原始的正弦信號經過轉換輸出為數字信號)
意瑞半導體的輪速傳感器芯片提供了幾種不同的輸出協議,每種輸出協議對應的輸出信號都有一些區別,對應不同的應用場景以及程序需求。根據特定情況選取一個合適的輪速傳感器輸出協議非常重要。(*產品型號尾綴“C”的版本代表內置電容。)
表1 輪速傳感器芯片輸出協議總結
*產品型號尾綴“C”的版本代表內置電容。
審核編輯:湯梓紅
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原文標題:車速ABS傳感器的分類 二線霍爾結構原理及波形分析
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