光电转角传感器在汽车上的应用

第一缸标志 １２０ 标记
光敏管
１ 标记
凸轮轴
光孔
１２０ 标记
光孔盘
图 ３ 光电曲轴传动传感器
３．２ 在汽车数字式速度表上的应用
的位移量 变换成传感器轴的旋转 并检测出其旋
光电转角式车速传感器的外观如图 ４ 所示
转角度源自文库旋转角度及方向反映出车高变化 如图 ５
传感器上有光耦部件 发光二极管 光敏元件 和
出的是脉冲信号 遮光盘在光耦器件的凹槽中转动， 槽口进入凹槽时，红外线可以通过 槽口离开凹槽 红外线被阻挡 安装遮光盘的旋转轴每转 １ 周 光 敏三极管就能接收到与槽口数一样多的脉冲信号
电传感器电路的施密特整形器后 送到 ＣＣ４５１０ 可 逆计数器进行检测 遮光盘的一个槽口先后通过光 耦器件的凹槽可产生两个脉冲信号 设为 A B A 脉冲送至 ＣＣ４５１０ 可逆计数器的 ＣＰ 端 １５ 脚 B 脉冲送至 ＣＣ４５１０ 可逆计数器的U ／ D 端 １０ 脚 ＣＣ４５１０ 可逆计数器进行加／减计数的控制 加减计数的控制不是利用专用电路进行控制的，而 是利用光电转角传感器产生的脉冲进行控制 即 U ／ D ＝１ 加计数 或U ／ D ＝０ 减计数 从而 检测出角位移的大小 遮光盘按不同方向旋转 产 生的脉冲相位不一样 ＣＣ４５１０ 可逆计数器由此进 行加计数或减计数 由电路或电脑可判断出遮光盘 的旋转方向 光电转换控制原理见图 ２ 所示
３．４ 在汽车转向器上的应用
转向器常采用光电转角传感器作为动力转向
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２００１ 年 ８ 月 农 机 化 研 究 第 ３ 期
传感器，检测转向器轴的旋转方向及旋转速度 在 转向器的主轴上 设有一个遮光盘 夹于遮光盘两 侧的是两组光电耦合组件 光电耦合组件安装在转 向管柱上 当转向轴转动时 遮光盘也随之转动 遮光盘整个圆周上均匀地开有许多槽 遮光盘上的 槽与齿使光电耦合组件之间的光断续地通断 光电 耦合组件的光敏三极管或者导通或者截止 传感器 控制电路产生的脉冲反映光敏三极管导通和截止的 速度 脉冲信号的相位差反映转向轴的旋转方向
［ 参 考 文 献 ］
［１］ 李令举 汽车电脑控制设备的原理与维修［Ｍ］ 北京 电子工业出版社 １９９８．３０．
［２］ 张富学 传感器应用及其电路精选［Ｍ］ 北京 电子工业出版社 １９９２．３６． ［３］ 方佩敏 新编传感器原理应用电路详解［Ｍ］．北京 电子工业出版社 １９９４．６１． ［４］ 卢金鼎 机电一体化技术［Ｍ］ 北京 轻工业出版社 １９９６．３６．
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其次是转速 再次是负荷的结论
轴距的增大而减小
（３） 尾气热量随负荷 转速的增大而增大 随
［ 参 考 文 献 ］
[1] 董 敬 等. 汽车拖拉机发动机[M]. 北京 机械工业出版社,1995. [2] 徐仲儒. 正交旋转回归组合设计[M]. 北京 农业出版社, 1988. [3] 吴丰璋 . 柴油机台架试验考核方法[J]. 上海内燃机研究, 1985 36-38.
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车速决定脉冲频率 脉冲信号经整形后输入到速度 所示 光电耦合元件导通与截止的组合 就可把车
表内的计数电路中计数 同时在记忆电路中被记忆 高的变化范围分为多个区域进行检测 这种组合控
下来 记忆电路的输出信号再加到显示电路上 速 制电路转化为脉冲电信号 并输入到计算机中 计
度表根据传感器输出的脉冲数显示车速
（ａ） （ｂ）
图 ４ 光电式车速传感器的结构 图 ５ 车高传感器的结构
电路或电脑由此脉冲可检测出转向轴的旋转速度和 方向
４ 结束语
电子技术 计算机技术和电子传感器技术的飞 速发展使汽车电子控制成为现代汽车发展的主要趋 势之一 电子传感器采集信号的准确度在汽车的智 能控制中尤为关键 电子传感器技术的发展及应用 提高了汽车的动力性 经济性和安全性 是 ２１ 世 纪汽车行业和电子行业重点发展的方向
１ 光电转角传感器的组成
光电转角传感器主要由发光器（发光管 光敏 三极管） 遮光齿盘和控制电路组成 如图 １ 所示 光电转角传感器的核心部件是光电耦合器 光电耦 合器不仅有输入输出电隔离 抗干扰强 响应速度 快 灵敏度高 无触点 可靠性好 体积小 耐冲 击及容易与逻辑电路配合等优点 而且开发设计者 还可根据已选用的光电耦合器和不同的实际需要 自己研制和安装光电转角传感器
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光电转角传感器在汽车上的应用
王玉春 １ 申兆亮 ２ 高尚宇 ２ 曹景立 ２ 翟 丽 ３ 李合非 ３
１． 山东交通职工中等专业学校 山东 泰安 ２７１０００ ２． 山东科技大学 山东 泰安 ２７１０１９ ３． 山东农业 大学 工程技术学院 山东 泰安 ２７１０１８ ［摘 要］ 光电转角传感器可用来检测物体的位置 转动方向和角位移 所以在汽车上做旋转运动或可转化为旋 转运动的部件和机构常选光电转角传感器作为主要传感器 为此 阐述了光电传感器的组成和工作原理 介绍了 光电转角传感器在汽车发动机 汽车数字式速度表 车高速传感器和汽车转向器上的应用 ［关键词］ 光电转角传感器 脉冲 汽车 ［中图分类号］ ＴＰ２１２．９ Ｕ４３６．３ ［文献标识码］ Ｂ ［文章编号］ １００３─１８８Ｘ（２００１）０３─０１０９─０３
算机根据车高传感器传来的信号 控制空气压缩机
３．３ 在车高传感器上的应用
及排气阀 以此增加或减少减振器内的空气量 从
车高传感器的作用是把车高 汽车悬架装置 而保持车高一定
速度表电缆
光电耦合元件 遮光板 罩盖
光电耦合元件
遮光板
轴
光耦合器件
轴 外壳 衬垫 线束
连杆 遮光盘
２００１ 年 ８ 月 农 机 化 研 究 第 ３ 期
光电转角传感器是发动机集中控制系统的主 要传感器 是确认曲轴位置 控制点火时刻 点火 提前角 和测量发动机转速及转向的信号源 光电转角传感器可装在分电器内 如图 ３ 所 示 也可装于凸轮轴轴端 此时遮光盘固定在凸 轮轴上 发光管 光敏管和控制电路都装在固定底 板座上 发光管与光敏管在遮光盘上 上下相对 遮光盘固定在凸轮轴上 与凸轮一同转动 如图 ３
ａ 所示 传感器的内部有一连杆带动旋转的轴
遮光盘 遮光盘由速度表电缆驱动 在车速为 遮光盘装在轴上 遮光盘的两侧装有 ４ 组光电耦合
６０ｋｍ／ｈ 时 速度表电缆轴的转速为 ６３７ｒ／ｈ 速度 元件 当连杆带动轴旋转时 光电耦合元件之间有
表电缆轴每转 １ 圈 传感器就有 ２０ 个脉冲输出
时被遮光盘挡住 有时元件之间透光 如图 ５ ｂ
４Ｎ２５
−
V1
B1
A
B
Ｈ２１Ａ１
Ｈ２１Ａ１
５．１ｋ
４Ｎ２５
５．１ｋ
CP １５ U / D Ｃ１Ｃ０４５１０
７４ＬＳ１３２
A1
A2
ＣＣ４０９３
B2
１ｋ ２２０ １ｋ ４３０
+
ａ 所示 遮光盘边缘均布有 ３６０ 条缝隙 每转 过 １ 条缝隙对应凸轮轴 １ 转角 在遮光盘边缘还 有表示一缸上止点位置的缝隙和 ６０ 六缸机 或 ９０ 四缸机 间隔的缝隙 如图 ３ ｂ 所示
光孔 发光二极管
遮光盘置于发光管与光敏管之间 当遮光盘挡住发 光管的光线时 光敏管截止 控制电路输出电平低 电平 当缝隙对准发光管与光敏管时 光线照射到 光敏管上 控制电路输出电平高电平 凸轮轴每转 １ 周 由 ３６０ 条缝隙控制的电路输出 ３６０ 个脉冲信 号 每个脉冲信号对应于凸轮 １ 转角 曲轴 ２ 转角 此信号作为向电脑输入的转角信号 可检 测出发动机的转速和转向 缝隙较宽的一缸上止点 位置标志和 ６０ ９０ 间隔缝隙所控制的电路 向电脑输入一缸上止点位置信号和缸序判别信号 来确认曲轴位置和控制点火时刻 点火提前角
光电元件 光电元件
V2 ３ ＯＮ
V2 ３ ＯＦＦ
V1 １遮光盘 ２ V 1 １遮光盘
２
４
４
图 １ 光电转角传感器
２ 光电转角传感器的工作原理
光电转角传感器是一种数字脉冲式传感器 输
V2
图 ２ U ／ D 控制的电路原理图
３ 光电转角传感器在汽车上的应用
３．１ 在汽车发动机上的应用
［收稿日期］ ２００１－０３－２１
［由作脉者简冲介的］ 个翟 数 丽可反１９７映３－ 出女角位山东移泰的安大人 小山东农脉业冲大经学工过程光技术学院硕士 研究方向为汽车节能技术与测试技术
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