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轮速传感器的类型和基本原理
来源:https://www.ssrt.com.cn | 作者:SSRT | 发布时间 :2025-04-22 | 33 次浏览: | 分享到:
轮速信号的有效获取在汽车安全系统中十分重要,稳定有效的轮速信号是相关安全系统正常触发的基础,汽车智能化水平的提高对轮速传感器提出了可靠性和精度等更高的要求,轮速传感器的设计也必将不断改善,为安全驾驶和智能驾驶提供准确度和适用性更高的信号。
一、随着汽车市场的保有量连续多年的高速增长,人们对于汽车驾驶安全技术的要求也越来越高,尤其是主动安全技术。无论是如今应用广泛的防抱死系统(Antilock Brake System,ABS)、车身电子稳定系统(Electronic Stability Program,ESP),还是逐渐兴起的高级驾驶辅助系统(Advanced Driver Assistance System,ADAS), 汽车防撞预警系统(Forward Collision Warning System,FCWS),都需要准确地获取当前轮速,或者通过汽车ECU对轮速信号进行逻辑计算估算出汽车速度。 本文主要是对市场主流的轮速传感器工作原理和信号特征进行分析说明,在此基础上,针对性地对轮速传感器应用进行实例介绍,同时对轮速传感器的发展做出展望。 

 二、轮速信号的采集 

 轮速信号的采集过程实际上可以看作是对旋转件的测速过程。转速测量常用的光电式、电涡流式和电磁式等也曾应用于汽车轮速信号的测量。相比较而言,电磁式轮速传感器工作可靠,价格合适,受环境因素(如温度、灰尘等)的影响较小,基于以上优点,电磁式轮速传感器在轮速信号的采集中应用广泛。 电磁式轮速传感器大致分为电感式、霍尔式和磁阻式三种类型。其中,电感式轮速传感器是被动式轮速传感器,又称无源轮速传感器;相对应的,霍尔式和磁阻式轮速传感器是主动式轮速传感器,也称有源轮速传感器,有一个电源电路为传感器提供外部电压供电,在外部供电无法提供时,主动式轮速传感器将无轮速信号产生。 

 1、电感式轮速传感器 电感式轮速传感器基于电磁感应原理,利用电磁感应把被测对象的运动转换成线圈的自感系数和互感系数的变化,再由电路转换为电压或电流的变化量输出,实现非电量到电量的转换。由电磁感应定律可知,通过回路面积的磁通量发生变化时,回路中会产生感应电动势, 当车轮运动时,齿圈随半轴转动,齿圈的齿形变化引起齿圈与永久磁铁间隙的变化,继而对磁通量造成影响,感应线圈中的感应电动势随之变化。

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 2、霍尔式轮速传感器 霍尔式轮速传感器基于霍尔效应,由霍尔组件结合电子元件组成,霍尔元件外加与电流方向垂直的磁场,在霍尔元件的两端会产生电势差,即霍尔电势差。 霍尔式轮速传感器工作原理结构如图2所示。 具有磁化轨道的转轴或磁性轴用于产生磁场,永久背磁用于产生偏转磁场。A和B可统称为编码器。 车轮运动时,编码器转动,霍尔式轮速传感器检测到编码器的磁通量的大小变化。通常传感器内部包含两个霍尔元件,运动过程中产生具有一定相位差的波形,两波形经差分放大,实现精度和灵敏度的提高。