☆☆ABS车轮速度传感器基本结构及工作原理☆☆

ABS车轮速度传感器基本结构及工作原理[ 录入者:yangqian | 时间:2008-10-09 14:46:19 | 作者: | 来源: | 浏览:254次]

车轮速度传感器也叫轮速传感器或转速传感器，它可以测出车轮与驱动轴共同旋转的齿圈数，然后产生与车轮转速成正比的交流信号。车轮速度传感器将车轮轮速信号传给ABS系统电控单元，电控单元通过计算决定是否开始或准确地进行防抱死制动。因此，车轮速度传感器十分重要。

（一）车轮速度传感器基本结构

车轮速度传感器是一种由磁通量变化而产生感应电压的装置，在每个车轮上安装一个，共四个，一般由磁感应传感头与齿圈组成。传感头是一个静止部件，通常由永久磁铁、电磁线圈和磁极等构成，安装在每个车轮的托架上。齿圈是一个运动部件，一般安装在轮毂上或轮轴上与车轮一起旋转。齿圈上齿数的多少与车型、ABS系统电控单元有关，波许公司的有100个齿。传感头磁极与齿圈的端面有一空气隙，一般在1mm左右，通常可移动传感头的位置来调整间隙（具体间隙的大小可查阅维修手册）。在实际安装中，可用一个厚度与空气隙大小一样的纸盘贴在传感头的磁极面上，纸盘的另一面紧挨齿圈凸出端面，然后固定传感头即可。

（二）车轮速度传感器信号产生原理

车轮速度传感器与普通的交流电机原理相同。永久磁铁产生一定强度的磁场，齿圈在磁场中旋转时，齿圈齿顶和电极之间的间隙就以一定的速度变化，这样就会使齿圈和电极组成的磁路中的磁阻发生变化。其结果使磁通量周期性增减，在线圈两端产生正比于磁通量增减速度，在线圈两端产生正比于磁通量增减速度的感应电压，见图1-6。将磁场强度换成电压、磁阻换成电阻、磁通量换成电流，类比欧姆定律其工作原理很容易理解。因此，感应电压正比于车轮速度。

图1-6 轮速传感器产生的电压信号

工作原理

车轮速度传感器的工作原理如图1-7所示。传感头与齿圈紧挨着固定，当齿

圈随车轮旋转时，在永久磁铁上的电磁感应线圈中就产生一交流信号（这是因为齿圈上齿峰与齿谷通过时引起磁场强弱变化的故障），交流信号的频率与车轮速度成正比，交流信号的振幅随轮速的变化而变化

。ABS电控单元通过识别传感器发来交流信号的频率来确定车轮的转速，如果电控单元发现车轮的圆周减速度急剧增加，滑移率S达到20%时，它立刻给液压调节器发出指令，减小或停止车轮的制动力，以免车轮抱死。

图1-7 车轮速度传感器工作原理

1-电控单元 2-传感头 3-齿圈 4-空气隙 5-车速信号

传感器引出两根线接入电控单元，这两根线必须是屏蔽线。车轮速度传感器或其线路如果有故障，ABS电控单元会自动记录故障，点燃故障指示灯，让普通制动系统继续工作。

霍尔效应传感器工作原理

如图4-61所示，磁场中有一个霍尔半导体片，恒定电流I从A到B通过该片。在洛仑兹力的作用下，I的电子流在通过霍尔半导体时向一侧偏移，使该片在CD方向上产生电位差，这就是所谓的霍尔电压。

霍尔电压随磁场强度的变化而变化，磁场越强，电压越高，磁场越弱，电压越低。霍尔电压值很小，通常只有几个毫伏，但经集成电路中的放大器放大，就

能使该电压放大到足以输出较强的信号。若使霍尔集成电路起传感作用，需要用机械的方法来改变磁场强度。图1-61所示的方法是用一个转动的叶轮作为控制磁通量的开关，当叶轮叶片处于磁铁和霍尔集成电路之间的气隙中时，磁场偏离集成片，霍尔电压消失。这样，霍尔集成电路的输出电压的变化，就能表示出叶轮驱动轴的某一位置，利用这一工作原理，可将霍尔集成电路片用作用点火正时传感器。霍尔效应传感器属于被动型传感器，它要有外加电源才能工作，这一特

点使它能检测转速低的运转情况。

霍尔效应传感器

1-霍尔半导体元件 2-永久磁铁 3-挡隔磁力线的叶片

霍尔传感器的工作原理

2008-11-04 10:56

霍尔传感器的工作原理：

霍尔电流传感器是根据霍尔原理制成的。它有两种工作方式，即磁平衡式和直式。霍尔电流传感器一般由原边电路、聚磁环、霍尔器件、（次级线圈）和放大电路等组成。

3.1 直放式电流传感器（开环式）

众所周知，当电流通过一根长导线时，在导线周围将产生一磁场，这一磁场的大小与流过导线的电流成正比，它可以通过磁芯聚集感应到霍尔器件上并使其有一信号输出。这一信号经信号放大器放大后直接输出，一般的

额定输出标定为4V。

3.2 磁平衡式电流传感器（闭环式）

磁平衡式电流传感器也称补偿式传感器，即主回路被测电流Ip在聚磁环处所产生的磁场通过一个次级线圈，电流所产生的磁场进行补偿，从而使霍尔器件处于检测零磁通的工作状态。

磁平衡式电流传感器的具体工作过程为：当主回路有一电流通过时，在导线上产生的磁场被聚磁环聚集并感应到霍尔器件上，所产生的信号输出用于驱动相应的功率管并使其导通，从而获得一个补偿电流Is。这一电流再通过多匝绕组产生磁场，该磁场与被测电流产生的磁场正好相反，因而补偿了原来的磁场，使霍尔器件的输

出逐渐减小。当与Ip与匝数相乘所产生的磁场相等时，Is不再增加，这时的霍尔器件起指示零磁通的作用，此时可以通过Is来平衡。被测电流的任何变化都会破坏这一平衡。一旦磁场失去平衡，霍尔器件就有信号输出。经功率放大后，立即就有相应的电流流过次级绕组以对失衡的磁场进行补偿。从磁场失衡到再次平衡，所需的时间理论上不到1μs，这是一个动态平衡的过程。

霍尔传感器的工作原理

磁场平衡式霍尔电流传感器是由原边电路、聚磁环、霍尔元件、次级线圈、放大器等组成，如图所示。其工作原理是磁场平衡式的，即原边电流所产生的磁场，用通过次级线圈的电流所产生的磁场进行补偿，使霍尔元件始终处于检测零磁通的工作状态。具体工作过程为：

当原边回路有一大电流I P流过时，在导线周围产生一个强的磁场H P，这一磁场被聚磁环聚集，并感应霍尔元件，使其有一个信号输出U h，这一信号经放大器N放大，再输入到功率放大器中，这时相应的功率管导通，从而获得一个补偿电流I s。由于这一电流要通过很多匝绕组，多匝导线所产生的磁场Hs与原边电流所产生的磁场H p方向相反，因而相互抵消，引起磁路中总的磁场变小，使霍尔器件的输出逐渐减小，最后当I s与匝数相乘所产生的磁场H s与I p所产生的磁场H p相等时，达到磁场平衡，I s不再增加，这时霍尔元件就处于零磁通检测状态。

上述过程是在非常短的时间内完成的，这一平衡的建立所需时间在１μs之内，且是一个动态平衡过程，即：原边电流Ip的任何变化都会破坏这一磁场平衡，一旦磁场失去平衡，霍尔元件就有信号输出，经放大器放大后，立即有相应的电流流过次级线圈对其进行补偿。因此从宏观上看，次级补偿电流的安匝数在任何时刻都与原边电流的安匝数相等，即：

|NpIp|=|NsIs|

其中：Np为原边匝数，Ip原边电流；Ns为次级匝数，Is为次级电流。

所以，若已知Np、Ns，测得Is，即可得到原边电流Ip的大小。利用同样的原理，可进行电压测量，只需在原边线圈回路中串联一个电阻R1，将原边电流Ip转换成被测电压Up。

即：Up=(R1+Rin)Ip=(R1+Rin)NsIs/Np

式中Rin为原边内阻。