第九章 转速传感器

• 9.1 电磁式转速传感器 电磁式工作原理，即当铁材此轮在永磁铁附近旋转时，通过线圈的磁力线发
生变化，在线圈中就会产生感应电动势，即感应电压。
9.1 转速传感器的结构
9.2 传感器输出波形
转速表的工作原理： 不管是柴油发动机还是汽油发动机，当发动机运转时，传感器器的齿轮旋转，在信号线圈 中就会产生交流电压。交流电压的频率与发动机的转速成正比。把交流电压作为输入信号，经 转速表内的IC电路放大、整形后就可以使转速表指示出发动机的转速。
9.8 磁通变化量与电动势的关系
根据磁通变化量与电动势的关系， 感应电压的变化可用如下公式表示：即 单位时间里磁通变化量越大，所产生的 电压就越高。
e=－n·dǿ/dt
其中：e为感应电动势（V）；ǿ为磁通 （Wb）；t为时间（s）；n为线圈匝数 —表示线圈磁场方向；
9.8.1 信号线圈上磁通量的变化与电动势的关系
9.7 信号转子的齿与信号线圈三中典型的相对位置
磁通变化量与电动势的关系：
图中1）2）3）所示的状况与左图a、b、c所示的信号转子 位置相对应。右图（a）的2）点处，信号转子的齿部与信号 线圈的中心相对，这时，穿过信号线圈的磁通量最多。1）点 处随着信号转子的旋转，磁通量继续增加的状态，此点的磁
通量变化最大。 3）点处随着信号转子的旋转，磁通量逐渐 减小的状态，与1）一样，这点也是磁通量变化最大之处。
9.14 磁阻元件式车速传感器的结构
9.13 磁阻元件式车速传感器电 路
• 磁阻元件式车速传感器
在车上的应用：
该传感器向计算机通报车辆的速度。
依据所接收的信息电喷计算机的功用如下： 确认车辆速度
决是变速Leabharlann Baidu采用档位（速比）
调节车辆缓行怠速的发动机转速
优化加速过程
减少发动机的迟滞
9.15 磁阻元件式车速传感器（实物）
9.5 分电器结构
1、分火头 2、基准信号用传感器 3、信号转子 4、角度信号用传感器 5、外齿轮 6、内齿轮
9.6 信号发生装置结构
信号转子的齿与信号线圈的相对位置：信号转子的齿部将从信号线圈处通过，这时信号线 圈与信号转子齿部之间的气隙是变化的，所以，通过信号线圈的磁通量将按照信号转子的旋转 角度如图9-8（a）那样变化。
第九章 转速传感器
主要介绍转速传感器、车速传感器的工作原理与应用。 重点阐述：
（1）电磁式、脉冲信号式、光电式转速传感器 （2）磁阻元件式、光电式车速传感器
难点与疑点 以上所列转速、车速传感器的工作原理
• 概述 转速传感器的作用是：检测任意轴的转速，在车辆上，主要用于检测发动机的转速、以及 车辆速度，再推算出车辆速度，同时，还要将此信号用于车速表、ESP或ABS系统、发动机控制 自动变速箱控制等，因此，把转速信号换成电信号，以便计算机能读取。
9.11车轮转速传感器输出电压波形
• 9.5 磁阻元件式车速传感器 原理：利用磁阻元件的阻值变化就可以检测出磁铁旋转引起的磁通变化。阻值的变化引起
其上电压的变化，将电压的变化输入到比较器中进行比较，再由比较器输出信号控制晶体管的 导通和截止。磁阻元件式车速传感器的电路原理图如下：
9.12 磁阻元件式车速传感器原理
9.4 转速表电路波形
• 9.2 脉冲信号式传感器
结构：内置脉冲信号式传感器（曲轴角度传感器器）的分电器结构如下图：
信号发生装置如图所示，信号转子上带有凸起，当信号转子旋转时，信号转子与线圈铁芯 之间的气隙是变化的。由此通过信号线圈的磁通也发生变化，随着磁通的变化在信号线圈的两 端就会产生感应电压。
9.18 光电式车速传感器结构
原理： 当遮光盘没有遮光时，发光二极管的光射到光敏晶体管上，光敏晶体管的集电极中有电流 通过，该管导通，这时晶体管Tr1也导通，因此在Si端子上就有5V的电压输出。 脉冲频率取决于车速，在车速为60km/h时，仪表电缆的转速为637r/h，仪表电缆每转一圈， 传感器就有20个脉冲输出。
• 9.3 光电式转速（曲轴角度）传感器 结构：它通常装于分电器内，在这种传感器上设有与分电器同轴旋转的转子板，转子板上
开有用于检测各气缸活塞位置（各气缸压缩上止点前度数）的检测窗，如果4缸就有4个检测窗。 在转子板外周上还设有检测曲轴角度的检测窗，即1度信号检测窗，共360个。
9.9 光电式曲轴角度传感器 1、信号处理装置 2、光敏二极管 3、发光二极管 4、分电器转子 5、盖板 6、转子板 7、120度信号用二极管 8、1°信号二极管 9、1度信号检测窗 10、120度信号检测窗
9.19 光电式车速传感器原理图
数字式速度表的结构和方框图： 主要由荧光管、微型计算机、及集成电路构成。荧光管根据车速传感器输出的脉冲信号显 示车速，并把其他信号输入到里程表、燃油表。
9.3 转速表电路方框图
转速表电路有关波形解析： 当齿轮旋转时，就会产生下图的一个周期的电压，此电压经放大、整形电路之后，就变为 如图所示的矩形波。然后再通过稳态电路变换，使脉宽为一定值，经电流放大器放大后，就可 以输入到转速表中。又因输出的脉冲数是根据发 动机的转速变化的，所以转速表就能够按照脉冲 电流的平均值来指示发动机的转速。
9.16 磁阻元件式车速传感器输出波形
9.17 磁阻元件式车速传感器的车上电路
• 9.6 光电式车速传感器 组成：发光二极管、光敏元件、以及速度 表电缆驱动的遮光板。 原理：当遮光盘没有遮光时，发光二极管 的光射到光敏晶体管上，光敏晶体管的集电极 中有电流通过，该管导通，这时晶体管Tr1也导 通，因此在Si端子上就有5V的电压输出。 脉冲频率取决于车速，在车速为60km/h时 ，仪表电缆的转速为637r/h，仪表电缆每转一圈 ，传感器就有20个脉冲输出。
• 9.4 车速传感器 结构：由永久磁铁、铁芯、线圈组成。
9.10 车轮转速传感器 1—电线 2—壳体 3—永久磁铁 4—衬套 5—带探头的磁极 6—线圈 7—衬套 8—转速信号齿
工作过程： 转速信号齿的每个齿经过车轮转速传感器时引起线圈磁通量的变化，在线圈中产生感生电 动势。感生电动势的电压和频率与车轮转速及信号齿数成正比，电压的频率是计算机所采集的 信号。