輪速感測器

輪速感測器是用來測量汽車車輪轉速的感測器。常用的輪速感測器主要有：磁電式輪速感測器、霍爾式輪速感測器。

基本介紹

• 中文名：輪速感測器
• 作用：測量汽車車輪轉速

概念簡介

輪速感測器是用來測量汽車車輪轉速的感測器。對於現代汽車而言，輪速信息是必不可少的，汽車動態控制系統(VDC)、汽車電子穩定程式(ESP)、防抱死制動系統（ABS）、自動變速器的控制系統等都需要輪速信息。所以輪速感測器是現代汽車中最為關鍵的感測器之一。

分類及特點

一般來說，所有的轉速感測器都可以作為輪速感測器，但是考慮到車輪的工作環境以及空間大小等實際因素，常用的輪速感測器主要有：磁電式輪速感測器、霍爾式輪速感測器。

磁電式輪速感測器

磁電式輪速感測器是利用電磁感應原理設計的，其主要部件如下圖所示。

圖1 磁電式輪速感測器

它具有結構簡單、成本低、不怕泥污等特點，在現代轎車的ABS防抱死制動系統中得到廣泛套用。

但是磁電式輪速感測器也有一些缺點：

（1）頻率回響不高。當車速過高時，感測器的頻率回響跟不上，容易產生誤信號；

（2）抗電磁波干擾能力差，尤其是輸出信號振幅值較小時。

霍爾式輪速感測器

霍爾式輪速感測器利用霍爾效應原理製成，如下圖所示。霍爾式輪速感測器在汽車上也獲得了較多套用。

圖2 霍爾式輪速感測器

霍爾式輪速感測器具有如下特點：

（1）輸出信號電壓振幅值不受轉速的影響；

（2）頻率回響高；

（3）抗電磁波干擾能力強。

結構原理

磁電式輪速感測器

（1）結構

磁電式輪速感測器一般由磁感應感測頭和齒圈組成，感測頭由永磁鐵、極軸、感應線圈等組成。齒圈是一個運動部件，一般安裝在輪轂上或輪軸上與車輪一起旋轉。輪速感測頭是一個靜止部件，感測頭磁極與齒圈的端面有一定間隙。如下圖所示。

圖3 磁電式輪速感測器安裝圖

汽車車輪轉速感測器通常安裝在車輪處，但在有些車型上則設定在主減速器或變速器中。

極軸根據形狀的不同分為鑿式、柱式、菱形三種類型，如下圖所示。不同形狀的感測頭相對於齒圈的安裝方式也不同。菱形極軸車速感測器頭一般徑向垂直於齒圈安裝；鑿式極軸車速感測器頭軸向相切於齒圈安裝；柱式極軸車速感測器頭軸向垂直於齒圈安裝。安裝時應牢固，為避免水、灰塵對感測器工作的影響，在安裝前須將感測器加注潤滑脂。

圖4 磁電式輪速感測器極軸形狀

（2）原理

磁電式輪速感測器是由永磁性磁芯和線圈組成。磁力線從磁芯的一極出來，穿過齒圈和空氣，返回到磁芯的另一極。由於感測器的線圈圈繞在磁芯上，因此，這些磁力線也會穿過線圈。當車輪旋轉時，與車輪同步的齒圈（轉子）隨之旋轉，齒圈上的齒和間隙依次快速經過感測器的磁場，其結果是改變了磁路的磁阻，從而導致線圈中感應電勢發生變化，產生一定幅值、頻率的電勢脈衝。脈衝的頻率，即每秒鐘產生的脈衝個數，反映了車輪旋轉的快慢，如下圖所示。

圖5 磁電式輪速感測器原理

霍爾式輪速感測器

（1）結構

霍爾式輪速感測器由感測頭和齒圈組成。感測頭由永磁體、霍爾元件和電子電路等組成。如下圖所示。

圖6 霍爾式輪速感測器結構

（2）原理

霍爾式輪速感測器利用霍爾效應原理，即在半導體薄片的兩端通以控制電流，在薄片的垂直方向上施加磁場強度為B的磁場，則在薄片的另兩端便會產生一個大小與控制電流、磁感應強度B的乘積成正比的電勢，這就是霍爾電勢。

用霍爾元件作為汽車的車輪轉速感測器時，多採用磁感應強度B作輸人信號，通過磁感應強度B隨輪速變化，產生霍爾電勢脈衝，經霍爾積體電路內部的放大、整形、功放後，向外輸出脈衝序列，其空占比隨轉盤的角速度變化。齒盤的轉動交替改變磁阻，引起磁感應強度變化，即可測取感測器輸出的霍爾電勢脈衝。

如下圖所示，永磁體的磁力線穿過霍爾元件通向齒輪，齒輪相當於一個集磁器。

圖7 霍爾式輪速感測器原理圖

① 當齒輪位於圖a)所示位置時，穿過霍爾元件的磁力線分散，磁場相對較弱。

② 當齒輪位於圖b)所示位置時，穿過霍爾元件的磁力線集中，磁場相對較強。

③ 齒輪轉動時，使得穿過霍爾元件的磁力線密度發生變化，因而引起霍爾電壓的變化，霍爾元件將輸出一個mV級的準正弦波電壓，此信號再經過電子電路轉換成標準的脈衝電壓。脈衝的頻率，即每秒鐘產生的脈衝個數，反映了車輪旋轉的快慢，通過脈衝的頻率即可得知車輪轉速。