浅谈磁电式与霍尔式速度传感器在汽车上的区别
论磁电式转速传感器在汽车中的应用
《装备维修技术》2021年第13期论磁电式转速传感器在汽车中的应用彭溢润（航空工业苏州长风航空电子有限公司，江苏 苏州 215151）摘 要：在现当代的社会当中，汽车已经是人们必不可少的一个重要交通工具，在汽车中关于转速传感器的应用设计这方面我们进行分析，汽车用转速传感器是去检测汽车发动机转速的，转速传感器应用的是磁感应原理，在检测过程当中并不需要接触，使用的过程当中，转速传感器发出正玄信号箱发动机，从而去判断汽车当前的曲轴位置和转速，在检测的过程当中，主要是通过信号轮去旋转切到磁力线，在这个过程当中，芯片会感受到周围磁场的变化，从而能够反映出信号，这个信号通过发动机内部的调节所输出来的是方波形式的信号，这种信号发出的精确度是非常高的，满足于汽车发动机的精确度需求，使得可燃气体能够更充分的燃烧，从而达到尾气排放的标准，能够更好地发展。
关键词：磁感应；转速；磁力线在目前的发展过程当中，关于磁电式转速传感器已经很好地应用到汽车的装备中，而我们目前需要研究的就是是否这种传感器能够让汽车更好的运行，本篇文章将分析其中的相关参数，确定它是否符合汽车的发展，为汽车的发展做出良好的奠基作用，满足汽车发动机的各项需求，才能够在未来发展的更好，对于目前来说，汽车已经是人类必不可少的一项重要交通工具，所以我们必须要对它的各项性能进行更好的了解，保证他的安全运行，对于本篇文章来说，我们要需说的是关于磁电式转速传感器在汽车中的应用。
1 产品的结构磁电式转速传感器，它的组成结构主要是通过在它的内部放一个永磁体，在这个部位的上下方分别放一根导，分别和南极和北极连接，在一侧的外面放有感应的线圈，线圈两端有输出的端子，这个传感器工作的特点是将它固定在一个速度转动，因为他里面装置着永磁体，其中包含着导磁铁心，他的外面会有一定数量的线圈，其中速度齿轮是由铁磁这种材料做成的，齿轮在转动的时候，传感器通过自己的探头对应出来齿轮的转动是连续不断变化的，出现这种情况的原因是由于传感器内部中存在着一定的磁场，这种磁场会经过探头的表面向周围散发出去，传感器的探头靠近齿轮的时候，就会在这个过程中形成一个磁路，当它们之间通过磁通量的时候，并且达到了一定的数量，就会由于其中的间隙不同使得他们之间的词组发生相应的变化，所以在旋转的过程当中，它的磁通量也是变化着的，传感器周围是由线圈围绕的变化的过程中，相应的就会出现感应电压，在计算过程当中，我们会根据公式去计算相应的数据进行分析。
磁电和霍尔
二、主要特性参数 （1）输入电阻R i 恒流源作为激励源的原因：霍尔 元件两激励电流端的直流电阻称为输入电阻。它的 数值从几十欧到几百欧，视不同型号的元件而定。 温度升高，输入电阻变小，从而使输入电流Iab变大， 最终引起霍尔电动势变大。使用恒流源可以稳定霍 尔原件的激励电流。 （2）最大激励电流Im 激励电流增大，霍尔元件的 功耗增大，元件的温度升高，从而引起霍尔电动势 的温漂增大，因此每种型号的元件均规定了相应的 最大激励电流，它的数值从几毫安至十几毫安。 提问：霍尔原件的最大激励电流Im 为宜。 A．0mA B．±0.1 mA C．±10mA D．100mA
当温度变化时，补偿的稳定性要好些
返
回
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图5-23 不等位电势的补偿电路
8.3、 霍尔式传感器的应用
优点:
结构简单，体积小，重量轻，频带宽，动态特性好和寿命长
应用：
电磁测量：测量恒定的或交变的磁感应强度、有功功 率、无功功率、相位、电能等参数； 自动检测系统：多用于位移、压力的测量。
返
回
(3)灵敏度KH
在磁场垂直于霍尔元件的测试条件下， KH EH /(BI ) 单位为：mA/(mA.T) （4）最大磁感应强度Bm 磁感应强度超过Bm时， 霍尔电动势的非线性误差将明显增大，Bm的数 值一般小于零点几特斯拉。 提问：为保证测量精度，图8-3中的线性霍尔IC的 磁感应强度不宜超过 为宜。 A．0T B．±0.10T C．±0.15T D．±100Gs
变磁阻式磁电转速传感器
线圈3和磁铁 5静止不动， 测量齿轮2 （导磁材料制 成）与旋转体 1上一起转动。
2-齿轮
3-线圈
4-软铁
霍尔传感器在汽车上的应用共17页文档
对测速装置的要求是分辨能力强、高精度和尽可
能短的检测时间。发电机转速的检测方案可分成 两类：用测速发电机检测或用脉冲发生器检测。 测速发电机的工作原理是将转速转变为电压信号 ，它运行可靠，但体积大，精度低，且由于测量 值是模拟量，必须经过A/D转换后读入计算机。 脉冲发生器的工作原理是按发电机转速高低，每 转发出相应数目的脉冲信号。按要求选择或设计 脉冲发生器，能够实现高性能检测。
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SS461C霍尔效应传感器应用：应用于速度传感器 用来检测汽车或者卡车曲轴的旋转情况
客户要求较高的灵敏度，SS461C霍尔效应传感 器，可满足客户需求，SS461C霍尔效应传感器 数字式电流沉输出，可提供高输出电流和高速响 应能力
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当霍尔元件用于数字信号时，例如曲轴位置传感
器、凸轮轴位置传感器或车速传感器，必须首先 改变电路。霍尔元件与微分放大器连接，微分放 大器与施密特触发器连接。在这种配置中。传感 器输出一个开或关的信号。在多数汽车电路中， 霍尔传感器是电流吸收器或者使信号电路接地。 要完成这项工作，需要一个NPN晶体管与施密特 触发器的输出连接。磁场穿过霍尔元件，一个触 发器轮上的叶片在磁场和霍尔元件之间通过。
多仍采用感应传感器来作速度传感器。
用感应传感器来做车轮速度传感器的缺点是:其输 出信号幅值随车速变化,在低于5km/h时,幅值极低 。其体积较大,灵敏度随空气隙变化等。但ITT Teves2019年就已宣称他们正在开发零频率响应 的车轮速度传感器,这种传感器中使用的就是前面
对比霍尔传感器与磁敏电阻的工作原理
一、霍尔传感器的工作原理1. 霍尔传感器是一种利用霍尔效应进行测量的传感器，霍尔效应是由美国物理学家爱德华·霍尔于1879年发现的一种物理效应。
2. 霍尔传感器是通过将电流传导材料置于磁场中，利用霍尔效应产生一个电压信号来检测磁场强度的传感器。
当传导材料中有电流通过时，磁场会使电子受到偏转，从而在传感器输出端产生一个电压信号。
3. 霍尔传感器的工作原理可以简单理解为磁场引起电子偏转产生电压信号，从而实现对磁场的检测。
二、磁敏电阻的工作原理1. 磁敏电阻是一种磁场敏感的电阻，其阻值会随着外加磁场的变化而发生变化。
2. 磁敏电阻的工作原理是基于磁阻效应，当磁敏电阻处于外加磁场中时，其晶格结构或磁性材料会发生变化，从而导致电阻值发生变化。
3. 一般来说，磁敏电阻是由氧化铁、氧化镍等磁性材料制成，当外加磁场改变了这些材料的磁矩方向时，电阻值会发生相应的变化。
4. 磁敏电阻的工作原理可简单理解为外加磁场改变磁性材料的磁矩方向，从而导致电阻值发生变化。
三、霍尔传感器与磁敏电阻的对比1. 原理差异：霍尔传感器是利用霍尔效应来测量磁场强度的传感器，而磁敏电阻是利用磁阻效应来测量外加磁场的变化的传感器。
2. 灵敏度：通常情况下，霍尔传感器的灵敏度要高于磁敏电阻，因为霍尔传感器是直接测量磁场强度，而磁敏电阻是间接测量外加磁场的变化。
3. 响应速度：由于霍尔传感器是通过电子受到磁场影响产生电压信号来检测磁场强度，因此其响应速度一般要快于磁敏电阻。
4. 成本：通常来说，磁敏电阻的制造成本要低于霍尔传感器，因为磁敏电阻一般采用的是一些常见的磁性材料，而霍尔传感器需要一定的电子元件来实现。
5. 应用范围：霍尔传感器和磁敏电阻在应用范围上略有不同，霍尔传感器适用于需要精确测量磁场强度的场合，而磁敏电阻适用于对外加磁场变化敏感的场合。
四、结论根据上述分析，霍尔传感器和磁敏电阻的工作原理、性能特点以及应用范围都有所不同。
第7章 磁电式传感器和霍尔传感器
Is
Ri
UL
则不考虑Ri的温度误差. RL UL UH Rs Ro RL
Ro Ro 0 (1 t ), Rs Rs 0 (1 t )
RL UL U H 0 (1 t ) () Ro 0 (1 t ) Rs 0 (1 t ) RL
I s , B一定, 故 U H U Ho (1 T )
任意情况都适用。13
②内阻温度系数δ 定义：温度变化1℃ 所对应的输入或输出电阻的相对变 化值，即
( Ri Ri 0 ) / Ri 0 ( RO RO 0 ) / RO 0 T T Ri Ri 0 (1 T )或RO RO 0 (1 T )
可见，δ是描述内阻温度误差大小的物理量。
R p 0 (1 t ) Ri 0 (1 t ) Rp0 温度没有变化时, t 0 U H 0 K H 0 I s B () R p 0 Ri 0 U H K H 0 (1 t ) R p 0 (1 t ) I s B ( )
Rp是外接电阻。
说明:
1.I已知，测出UH就可测出B(磁敏元件)。
4
2.灵敏度K H
(1) d小
1 RH / d的讨论 : ned
K H 大(故霍尔传感器做成薄片) Ri 和Ro大(但这2个值小些好, 参见霍尔元件特性)
(2) R 大 K 大。 H H
又
RH
金属 : 大, 很小 RH 小 绝缘体 : 大, 很小 RH 小 故一般选半导体做为霍尔传感器的材料。
电磁感应的磁场由变化电流提供，故需要外接电源。
2
7.2霍尔传感器 7.2.1 霍尔效应及霍尔元件 霍尔传感器是利用霍尔效应做成的传感器。 一. 霍尔效应 霍尔效应就是在磁场中放入通电的导体，那么在垂直于磁 场和电流的方向产生电动势的现象。 具体分析如下。
《传感器》习题答案
第一章 思考题与习题1、什么是传感器的静态特性？它有哪些性能指标？答：输入量为常量或变化很慢情况下，输出与输入两者之间的关系称为传感器的静态特性。
它的性能指标有：线性度、迟滞、重复性、灵敏度与灵敏度误差、分辨率与阈值、稳定性、温度稳定性、抗干扰稳定性和静态误差（静态测量不确定性或精度）.2、传感器动特性取决于什么因素？答：传感器动特性取决于传感器的组成环节和输入量，对于不同的组成环节(接触环节、模拟环节、数字环节等）和不同形式的输入量(正弦、阶跃、脉冲等)其动特性和性能指标不同。
3、某传感器给定相对误差为2％FS ，满度值输出为50mV ，求可能出现的最大误差δ（以mV 计）.当传感器使用在满刻度的1/2和1/8时计算可能产生的百分误差。
并由此说明使用传感器选择适当量程的重要性。
已知：FS %2=γ， mV y FS 50=；求:δm =？解：∵ %100⨯=FS my δγ； ∴ mV y FS m 1%100=⨯•=γδ若: FS FS y y 211= 则: %4%100251%1001=⨯=⨯=FS m y δγ 若： FS FS y y 812=则: %16%10025.61%1002=⨯=⨯=FS m y δγ 由此说明，在测量时一般被测量接近量程（一般为量程的2/3以上)，测得的值误差小一些。
4、有一个传感器，其微分方程为x y dt dy 15.03/30=+，其中y 为输出电压(mV ）,x 为输入温度(0C ），试求该传感器的时间常数τ和静态灵敏度k 。
已知：x y dt dy 15.03/30=+；求：τ=？，k =？解:将x y dt dy 15.03/30=+化为标准方程式为：x y dt dy 05.0/10=+与一阶传感器的标准方程：kx y dt dy =+τ 比较有： ⎩⎨⎧==)/(05.0)(100C mV k s τ 5、已知某二阶系统传感器的自振频率f 0=20k Hz ，阻尼比ξ=0.1，若要求传感器的输出幅值误差小于3％，试确定该传感器的工作频率范围。
磁电式传感器结构图分析 各种磁电式传感器介绍
磁电式传感器结构图分析各种磁电式传感器介绍磁电式传感器是利用电磁感应原理，将输入运动速度变换成感应电势输出的传感器。
它能把被测对象的机械能转换成易于测量的电信号，是一种无源传感器。
磁电式传感器有时也称作电动式或感应式传感器，它只适合进行动态测量。
由于它有较大的输出功率，故配用电路较简单；零位及性能稳定。
磁电式传感器的原理结构磁电式传感器有时也称作电动式或感应式传感器，它只适合进行动态测量。
由于它有较大的输出功率，故配用电路较简单；零位及性能稳定；利用其逆转换效应可构成力（矩）发生器和电磁激振器等。
根据电磁感应定律，当W匝线圈在均恒磁场内运动时，设穿过线圈的磁通为Φ，则线圈内的感应电势e与磁通变化率dΦ/dt有如下关系：根据这一原理，可以设计成变磁通式和恒磁通式两种结构型式，构成测量线速度或角速度的磁电式传感器。
下图所示为分别用于旋转角速度及振动速度测量的变磁通式结构。
变磁通式结构（a）旋转型（变磁））；（b）平移型（变气隙）其中永久磁铁1（俗称“磁钢”）与线圈4均固定，动铁心3（衔铁）的运动使气隙5和磁路磁阻变化，引起磁通变化而在线圈中产生感应电势，因此又称变磁阻式结构。
变磁式结构在恒磁通式结构中，工作气隙中的磁通恒定，感应电势是由于永久磁铁与线圈之间有相对运动——线圈切割磁力线而产生。
这类结构有两种，如下图所示。
图中的磁路系统由圆柱形永久磁铁和极掌、圆筒形磁轭及空气隙组成。
气隙中的磁场均匀分布，测量线圈绕在筒形骨架上，经膜片弹簧悬挂于气隙磁场中。
当线圈与磁铁间有相对运动时，线圈中产生的感应电势e为式中B——气隙磁通密度（T）；l——气隙磁场中有效匝数为W的线圈总长度（m）为l=laW（la为每匝线圈的平均长度）v——线圈与磁铁沿轴线方向的相对运动速度（ms-1）。
浅谈磁电式曲轴位置传感器
３ 常见三种类型的位置传感器的比较 ． ３
目前各车型中常见 的三种 不同类型的位置传感器有磁 电式 、霍尔 式以及光电式传感器 。 （） １ 传感器组成 。① 信号发生部件 ；他们 都需要一个信号发 生 器 。磁 电式的较 多使 用４ 、１齿等的齿轮 。霍尔式 的较多使用 带小 齿 ２ 窗 口的转 盘 ， 电式的较 多使 用带缝隙的转盘 。⑦信号接收部件 ；他 光 们都需要信 号接 收元件及相关 的信号处理电路来接收识别由信号发生 部件产生 的信号 。 （） ２ 两个信号 。他们工作的时候都需要检测到判缸（ 或上止点信 号） 曲轴转 角（ 和 曲轴轴速） 两个信号 。①检测判缸信号 。有些车型用独 立的一个 或两个 磁头来测 。如 日产 、丰 田、广州本 田公司的一些 车 型 ；有些车型是在外缘带齿的信 号转 子去掉一两个齿 ，以些产生宽信 号作为判缸信号。如富康轿 车 、桑塔纳２０Ｇ ｉ ０Ｏ ｓ 、捷达Ｇ ￣Ｔ 等 。② ＴＧ Ｘ 曲轴转角信号。有些车型信号盘有若干齿 ，再结合Ｅ Ｕ Ｃ 的一个数学运 算 ，得 出ｌ 号 ，进而可运算 出曲转 具体位置或曲轴转速 。如丰 田 度信 上的Ｎ 信号转子上有２个齿 。当转子转一圈（ Ｅ ４ 曲轴转两 圈） ，感应线 时 圈感 应 出２个 交流 信 号 ，即 产生个 交流信 号 相 当于 曲轴 转 了３度 ４ Ｏ （ Ｏ２＝ Ｏ。再 由Ｅ 蚺 ７ ／ ３） ２ ４ ｃ 每个 交流信号平分３等 分 ，就得到 １ 曲轴 ０ 度 转 角信 号 。富康 轿车上 的信号转 子上有６个齿 ，则每个 交流信号 为 Ｏ ｌ度转角 ，由Ｅ Ｕ ２ Ｃ 平分 ｌ等分 即得１ ２ 度信号。 有些车型 利用两个磁头再 由电路整合 产生ｌ 度信号 。如 日产分公 司传感感 上有磁头 ｌ 相隔３ ，且每 隔４ 、 ３ 度 度产生一脉 冲信号 ，即两者 所产生的信号相位差为９度 ， 它们放入放大与整形 电路合成后 ．就 ｏ 将 产生ｌ 度信号。
汽车常用传感器的介绍
汽车常用传感器的介绍一、曲轴位置传感器（crankshaft position sensor 简写CPS）1、作用：检测发动机转速，因此又称为转速传感器;检测活塞上止点位置，故也称为上止点传感器，包括检测用于控制点火的各缸上止点信号、用于控制顺序喷油的第一缸上止点信号.曲轴位置传感器一般安装于曲轴皮带轮或链轮侧面,有的安装于凸轮轴前端。
现在常用的曲轴位置传感器重要分为三类，磁电式的、霍尔式的、光电式的。
2、检测方法:（1)磁电式的和霍尔式的都要先检查传感器到靶轮之间的间隙。
（2）磁电式的可以用电阻表检测它的电阻,阻值一般在几百到一千多欧之间，视车型而定。
也可以起动发动机测量它的电压，电压应该随着发动机转速的升高而升高。
(3）霍尔式的可以先测其是否有供电电压（注意：测量时要打开电门）,然后测量传感器的接地。
霍尔式曲轴位置传感器有三根线，一根是供电线(提供参考电压）,一根是接地线，还有一根就是信号线;传感器工作时,信号线会输出方波信号,方波的幅值接近参考电压,方波的底部接近0V，发动机的转速越高方波的频率就会越大。
二、节气门位置传感器（Throttle Position Sensor,简写TPS）1、作用:节气门由驾驶员通过加速踏板来操纵，以改变发动机的进气量，从而控制发动机的运转。
不同的节气门开度标志着发动机的不同运转工况。
为了使喷油量满足不同工况的要求，电子控制汽油喷射系统在节气门体上装有节气门位置传感器。
它可以将节气门的开度转换成电信号输送给ECU,作为ECU判定发动机运转工况的依据.节气门位置传感器有开关量输出型和线性可变电阻输出型两种。
2、检测方法：（1）开关量输出型节气门位置传感器的检测开关量输出型节气门位置传感器又称为节气门开关.它有两副触点,分别为怠速触点(IDL）和全负荷触点（PSW）。
，由一个和节气门同轴的凸轮控制两开关触点的开启和闭合。
当节气门处于全关闭的位置时,怠速触点IDL闭合，ECU根据怠速开关的闭合信号判定发动机处于怠速工况，从而按怠速工况的要求控制喷油量；当节气门打开时，怠速触点打开，ECU根据这一信号进行从怠速到小负荷的过渡工况的喷油控制；全负荷触点在节气门由全闭位置到中小开度范围内一直处于开启状态，当节气门打开至一定角度（丰田1G-EU车为55°）的位置时,全负荷触点开始闭合,向ECU送出发动机处于全负荷运转工况的信号，ECU根据此信号进行全负荷加浓控制。
车速传感器与轮速传感器介绍
车速传感器车速传感器检测电控汽车的车速，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，车速传感器通常安装在驱动桥壳或变速器壳内，车速传感器信号线通常装在屏蔽的外套内，这是为了消除有高压电火线及车载电话或其他电子设备产生的电磁及射频干扰，用于保证电子通讯不产生中断，防止造成驾驶性能变差或其他问题，在汽车上磁电式及光电式传感器是应用最多的两种车速传感器，在欧洲、北美和亚洲的各种汽车上比较广泛采用磁电式传感器来进行车速(VSS)、曲轴转角(CKP)和凸轮轴转角(CMP)的控制，同时还可以用它来感受其它转动部位的速度和位置信号等，例如压缩机离合器等。
1)磁电式车速传感器磁电式车速传感器是一个模拟交流信号发生器，它们产生交变电流信号，通常由带两个接线柱的磁芯及线圈组成。
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。
传感器磁芯与磁组轮间的气隙大小对传感器的输入信号的幅度影响极大，如果在磁组轮上去掉一个或多个齿就可以产生同步脉冲来确定上止点的位置。
这会引起输出信号频率的改变，而在齿减少时输出信号幅度也会改变，发动机控制电脑或点火模块正是靠这个同步脉冲信号来确定触发电火时间或燃油喷射时刻的。
测试步骤可以将系统驱动轮顶起，来模拟行驶时的条件，也可以将汽车示波器的测试线加长，在行驶中进行测试。
波形结果车轮转动后，波形信号在示波器显示中心处的零伏平线上开始上下跳动，并随着车速的提高跳动越来越高。
波形显示与例子十分相似，这个波形是在大约30英里/小时的速度下记录的，它又不像交流信号波形，车速传感器产生的波形与曲轴和凸轮轴传感器的波形的形状特征十分相似的。
磁电式与霍尔式发动机转速传感器应用解析
・60・内燃机与配件磁电式与霍尔式发动机转速传感器应用解析谢丹;初宏伟（长春汽车工业高等专科学校汽车运用学院，长春130013）摘要:结合某车型的电路图和实车转速传感器波形，本文对磁电式发动机转速传感器、霍尔式发动机转速传感器这两种常见类型的工作原理进行详细的说明，旨在对教学环节和检修工作中,需要做转速波形检测来判断可能的故障点起到一定的理论指导意义。
关键词:磁电式;霍尔式;转速传感器;工作原理;波形中图分类号:U472.9文献标识码:A0引言曲轴位置与转速传感器简称为发动机转速传感器，它是发动机集中控制系统最重要的传感器之一，提供曲轴转角位置、发动机的转速信号至发动机ECU,用于确定发动机基本点火时刻和喷油时刻［1］。
本文对磁电式和霍尔式转速传感器的工作原理进行了详细说明，同时结合电路图分析波形形状及特点，最后总结了二种类型传感器各自的优点。
这对于排查是否因发动机转速传感器异常而导致车辆故障眄提供了积极稳健的理论基础。
1磁电式转速传感器1.1工作原理磁电式转速传感器一般安装在曲轴前端或后端，如图1所示,随着被测物体转动时，传感器输出与旋转频率相关的脉冲信号，达到测速的目的目。
磁电式发动机转速传感器主要由导磁材料制成的信号盘（60-2齿均匀分布，其中有一处缺2个齿）、永久磁铁、信号线圈等组成。
传感器的位置是固定的,软磁铁芯与信号盘转子齿之间必须保持一定间隙。
图1磁电式转速传感器结构当信号盘旋转时,由于铁芯和信号盘之间间隙不断变化，通过线圈的磁通量也不断变化，这将在电磁线圈内感应出感应电动势，即输出信号，可产生与齿数相等且大小和方向均周期性变化的感应电动势，并以交流形式输出，如图2所示。
1.2应用磁电式转速传感器是无源的，不用另外提供电源，所以只有信号输出线和屏蔽地线。
传感器插头接线形式主要有两线制和三线制两种。
两线制的两根线为信号回路线,信号正负交替变化，如图3所示；三线制多出的一根线为屏蔽线，如图4所示,G28的1号和2号引脚为信号正负作者简介:谢丹（1986-），女,黑龙江阿城人，讲师，研究生,研究方向为汽车检测与维修;初宏伟（1971-），女，吉林省吉林市人，高级工程师，学士，研究方向为汽车检测与维修。
[工学]5磁电式磁栅式霍尔式传感器
![[工学]5磁电式磁栅式霍尔式传感器](https://img.taocdn.com/s3/m/57455d370740be1e650e9a7c.png)
（二）
霍尔元件是采用半导体材料制成的, 因此 它们的许多参数都具有较大的温度系数。当温 度变化时, 霍尔元件的载流子浓度、迁移率、 电阻率及霍尔系数都将发生变化,致使霍尔电动 势变化，产生温度误差。
1.采用恒流源供电和输入回路并联电阻 补偿思想
由U H KH IB T 0 KH ; T 0 Ri Ii
每次供水的时间长短，取决于C2、R4、RP1的充电时间
常数。
自动供水装置电路原理图
第三节 磁栅式传感器
磁栅式传感器主要由磁栅和磁头组成。磁栅上 录有等间距的磁信号，利用磁带录音的原
理将等节距的周期变化的电信号用录磁的方法记录 在磁性尺子或圆盘上而制成的。装有磁栅
传感器的仪器或装置工作时，磁头相对于磁栅将占 有一定的相对位置或相对位移，在这个过程中，磁 头把磁栅上的磁信号读出来，这样就把被测位置或 位移转换成电信号。
(并联电阻RP的分流作用） U H不变。
温度 t0 时，元件灵敏度系数为 kH 0 ,输入电阻
为 Ri0 ，温度为t时，他们分别为 kHt ，Rit
kHt kH 0[1 (t t0 )]
Rit Ri0[1 (t t0 )]
因为 I IP IH
因此
IP RP IH RH
由fl fE E vB
而 E UH b
U H bvB
由 I nevbd 则 v I bdne
UH
IB ned
RH d
IB
KH IB
可以推出 RH
霍尔常数等于霍尔片材料的电阻率与电子迁移 率μ的乘积。若要霍尔效应强, 则RH值大, 因此要 求霍尔片材料有较大的电阻率和载流子迁移率。
汽车传感器论文浅谈传感器技术在汽车领域的应用
浅谈传感器技术在汽车领域的应用院系信息工程系专业年级学生姓名指导教师目录1 摘要1.1 汽车传感器举足轻重1.2 国内传感器生产水平低1.3 汽车上的主要传感器1.4 汽车传感器的发展趋势2 传感器类型2.1里程表传感器2.2安全气囊传感器2.3 速度传感器3 基本原理和发展致谢参考文献1 摘要汽车传感器发展综述器和水温传感器，它们与仪表或指示灯连接。
进入70年代后，为了治理排放，又增加了一些传感器来帮助控制汽车的动力系统，因为同期出现的催化转换器、电子点火和燃油喷射装置需要这些传感器来维持一定的空燃比以控制排放。
80年代，防抱死制动装置和气囊提高了汽车安全性。
今天，传感器有用来测定各种流体温度和压力（如进气温度、气道压力、冷却水温和燃油喷射压力等）的传感器；有用来确定各部分速度和位置的传感器（如车速、节气门开度、凸轮轴、曲轴、变速器的角度和速度、排气再循环阀（EGR）的位置等）；还有用于测量发动机负荷、爆震、断火及废气中含氧量的传感器；确定座椅位置的传感器；在防抱死制动系统和悬架控制装置中测定车轮转速、路面高差和轮胎气压的传感器；保护前排乘员的气囊，不仅需要较多的碰撞传感器和加速度传感器。
面对制造商提供的侧量、顶置式气囊以及更精巧的侧置头部气囊，还要增加传感器。
随着研究人员用防撞传感器（测距雷达或其他测距传感器）来判断和控制汽车的侧向加速度、每个车轮的瞬时速度及所需的转矩，使制动系统成为汽车稳定性控制系统的一个组成部分。
老式的油压传感器和水温传感器是彼此独立的，由于有着明确的最大值或最小值的限定，其中一些传感器的实际作用就相当于开关。
随着传感器向电子化和数字化方向发展，它们的输出值将得到更多的相关利用。
传感器在汽车上的应用不断扩大，它们在汽车电子稳定性控制系统（包括轮速传感器、陀螺仪以及刹车处理器）、车道偏离警告系统和盲点探测系统（包括雷达、红外线或者光学传感器）各个方面都得到了使用。
2005年，美国ABI研究公司公布了一份专门针对传感器市场的研究报告。
霍尔效应在车速传感器中的应用
霍尔效应在车速传感器中的应用摘要：霍尔传感器是利用霍尔效应实现磁电转换的一种传感器，它具有无触点、灵敏度高、线性度好、稳定性高、体积小和耐高温等特点，在车速测量中占有非常重要的地位。
关键词：霍尔效应霍尔传感器轮速1.前言当前汽车车速传感器多采用霍尔式原理, 此传感器是一种基于霍尔效应的传感器, 具有对磁场敏感度高、输出信号稳定、频率响应快、抗电磁干扰能力强、结构简单、使用方便、无触点等特点。
它主要是由特定磁极对数的永久磁铁( 一般为4 或8 对) 、霍尔元件、旋转机构及输入/输出插件等组成[1] 。
其工作原理是当传感器的旋转机构在外驱动作用下旋转时, 会带动永久磁铁旋转, 穿过霍尔元件的磁场将产生周期性变化, 引起霍尔元件输出电压变化, 通过后续电路处理形成稳定的脉冲电压信号, 作为车速传感器的输出信号。
2.霍尔传感器霍尔传感器是把霍尔元件、温度补偿电路、放大器及稳压电源等集成在一个芯片上，然后封装起来构成的. 由于霍尔传感器测量方式属于补偿式测量［2］。
霍尔传感器分为线性和开关型两种，线性霍尔传感器主要用于位移、压力、电功率等测量，开关型霍尔传感器主要用于转速、转角、液位等测量。
将载流导体或半导体板放在磁场中, 使磁场方向垂直于电流方向, 在导体板两侧ab 之间就会出现横向电势差U。
这种现象是霍尔首先发现的, 因此,称之为霍尔效应，如图1所示，板两侧形成的电势差称U 为霍尔电压。
图1 霍尔效应图2 霍尔转数传感器结构原理(1)式中: I: 控制电流e0: 电子电荷量；B: 磁感应强度；d: 半导体的厚度；n: 电子浓度。
由霍尔原理可知, 霍尔传感器的输出电压U 与被测物体的运动速度无关, 因此它的高、低速特性都很好, 若用其测量物体的转速, 其下限速度可以接近于0，上线速度从理论上讲可以不受限制, 即它可以满足工程中各种运行速度的测量。
正因为如此, 汽车上的车速传感器大多采用霍尔式传感器。
用霍尔元件作为汽车的车轮转速传感器时, 多采用磁感应强度作输人信号, 且如图2所示结构为多[3]。
磁电式传感器
洛伦兹力FB为
FB evB
v —半导体电子运动的速度；
e —电子的电荷量。
霍尔电场产生的电场力FH为
FH
eE H
eU H w
电流密度 j n,env 是单位体积中的载流子数。则流经 载流体的电流
I jwd nevwd
将电子速度 v 代I 入式（7-20）, 则霍IB ned
由上可见：当传感器的结构确定后，B.S、W、 均l为定值，
因此，感应电势e与相对速度 （或 v）成正比。
根据上述基本原理，磁电式传感器可分为两种基本 类型 : 变磁通式；恒定磁通式。
1. 变磁通式
永久磁铁与线圈均不动, 感应电势是由变化的磁通产生的。 如图7-1所示的转速传感器。
●结构特点:
永久磁铁、线圈和外壳均固定不 动，齿轮安装在被测旋转体轴上。当 齿轮转动时，齿轮与软铁磁轭之间的 气隙距离随之变化，从而导致气隙磁 阻和穿过气隙的主磁通发生变化。
一、工作原理:
根据电磁感应定律, 线圈两端的感应电势e正比于 匝链线圈的磁通的变化率, 即
e W d
dt
Φ—匝链线圈的磁通；W—线圈匝数。
★若线圈在恒定磁场中作直线运动并切割磁力线 时, 则线圈两端产生的感应电势e为
e WBl dx sin WBlvsin
dt
B—磁场的磁感应强度；x—线圈与磁场相对运动的位移； v—线圈与磁场相对 运动的速度；θ—线圈运动方向与磁场方向之间的夹角； W—线圈的有效匝 数； l—每匝线圈的平均长度。
霍尔转速表的其他安装方法 霍尔元件
磁铁
只要黑色金属旋转体的表面存在缺口或突 起, 就可产生磁场强度的脉动, 从而引起霍 尔电势的变化, 产生转速信号。
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