位置传感器原理:位置传感器

2021/11/02 05:45 · 传感器知识资讯 ·  · 位置传感器原理:位置传感器已关闭评论
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位置传感器原理:位置传感器收藏查看我的收藏0有用+1已投票0位置传感器语音编辑锁定讨论上传视频上传视频位置传感器用来测量机器人自身位置的传感器。位置传感器可分为两种,接触式传感器和接近式传感器。中文名位置传感器外文名positionsensor目录?简介?接触式传感器?接近式传感器1应用?直流无刷电机?曲轴与凸轮轴?磁感应

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位置传感器
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位置传感器用来测量机器人自身位置的传感器。位置传感器可分为两种,接触式传感器和接近式传感器。
中文名
位置传感器
外文名
position sensor
目录
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简介
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接触式传感器
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接近式传感器
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应用
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直流无刷电机
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曲轴与凸轮轴
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磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器
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捷达、桑塔纳轿车磁感应式曲轴位置传感器
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丰田轿车磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器
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霍尔式曲轴与凸轮轴位置传感器
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差动霍尔式曲轴位置传感器
位置传感器简介
位置传感器(position sensor),能感受被测物的位置并转换成可用输出信号的传感器。它能感受被测物的位置并转换成可用输出信号的传感器。位置传感器可用来检测位置,反映某种状态的开关,和位移传感器不同,位置传感器有接触式和接近式两种。
位置传感器接触式传感器
接触式传感器的触头由两个物体接触挤压而动作,常见的有行程开关、二维矩阵式位置传感器等。行程开关结构简单、动作可靠、价格低廉。当某个物体在运动过程中,碰到行程开关时,其内部触头会动作,从而完成控制,如在加工中心的X、Y、Z轴方向两端分别装有行程开关,则可以控制移动范围。二维矩阵式位置传感器安装于机械手掌内侧,用于检测自身与某个物体的接触位置。
位置传感器接近式传感器
接近开关是指当物体与其接近到设定距离时就可以发出“动作”信号的开关,它无需和物体直接接触。接近开关有很多种类,主要有电磁式、光电式、差动变压器式、电涡流式、电容式、干簧管、霍尔式等。接近开关在数控机床上的应用主要是刀架选刀控制、工作台行程控制、油缸及汽缸活塞行程控制等。
位置传感器应用
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位置传感器直流无刷电机
位置传感器是组成无刷直流电动机系统的三大部分之一,也是区别于有刷直流电动机的主要标志。其作用是检测主转子在运动过程中的位置,将转子磁钢磁极的位置信号转换成电信号,为逻辑开关电路提供正确的换相信息,以控制它们的导通与截止,使电动机电枢绕组中的电流随着转子位置的变化按次序换向,形成气隙中步进式的旋转磁场,驱动永磁转子连续不断地旋转。直流无刷电机需要位置传感器来测量转子的位置,电机控制器通过接受位置传感器信号来让逆变器换相与转子同步来驱动电机持续运转。尽管直流无刷电机也可以通过定子绕组产生的反感生电动势来检测转子的位置,而省去位置传感器,但是电机启动时,转速太小,反感生电动势信号太小而无法检测。可以用作直流无刷电机位置传感器的霍尔传感器芯片分为开关型和锁定型两种。对于电动自行车电机,这两种霍尔传感器芯片都可以用来精确测量转子磁钢的位置。用这两种霍尔传感器芯片制作的直流无刷电机的性能,包括电机的输出功率、效率和转矩等没有任何差别,并可以兼容相同的电机控制器。位置传感器的应用,降低电机运行的噪音、提高电机的寿命与性能,同时达到降低耗能的效果。位置传感器的应用无疑给电机市场的发展提供了强大的推动力。
位置传感器曲轴与凸轮轴
曲轴位置传感器(Crankshaft Position Sensor,CPS)又称为发动机转速与曲轴转角传感器,其功用是采集曲轴转动角度和发动机转速信号,并输入电子控制单元(ECu),以便确定点火时刻和喷油时刻。凸轮轴位置传感器(Camshaft Position Sensor,CPS)又称为气缸识别传感器(Cylinder Identification Sensor,CIS),为了区别于曲轴位置传感器(CPS),凸轮轴位置传感器一般都用CIS表示。凸轮轴位置传感器的功用是采集配气凸轮轴的位置信号,并输入ECU,以便ECU识别气缸1压缩上止点,从而进行顺序喷油控制、点火时刻控制和爆燃控制。此外,凸轮轴位置信号还用于发动机起动时识别出第一次点火时刻。因为凸轮轴位置传感器能够识别哪一个气缸活塞即将到达上止点,所以称为气缸识别传感器。光电式曲轴与凸轮轴位置传感器(1)结构特点日产公司生产的光电式曲轴与凸轮轴位置传感器是由分电器改进而成的,主要由信号盘(即信号转子)、信号发生器、配电器、传感器壳体和线束插头等组成。信号盘是传感器的信号转子,压装在传感器轴上,如图2-22所示。在靠近信号盘的边缘位置制作有均匀间隔弧度的内、外两圈透光孔。其中,外圈制作有360个透光孔(缝隙),间隔弧度为1。(透光孔占0.5。,遮光孔占0.5。),用于产生曲轴转角与转速信号;内圈制作有6个透光孔(长方形孑L),间隔弧度为60。,用于产生各个气缸的上止点信号,其中有一个长方形的宽边稍长,用于产生气缸1的上止点信号。信号发生器固定在传感器壳体上,它由Ne信号(转速与转角信号)发生器、G信号(上止点信号)发生器以及信号处理电路组成。Ne信号与G信号发生器均由一个发光二极管(LED)和一个光敏晶体管(或光敏二极管)组成,两个LED分别正对着两个光敏晶体管。(2)工作原理光电式传感器的工作原理如图2-22所示。信号盘安装在发光二极管(LED)与光敏晶体管(或光敏二极管)之间。当信号盘上的透光孔旋转到LED与光敏晶体管之间时,LED发出的光线就会照射到光敏晶体管上,此时光敏晶体管导通,其集电极输出低电平(0.1~O.3V);当信号盘上的遮光部分旋转到LED与光敏晶体管之间时,LED发出的光线就不能照射到光敏晶体管上,此时光敏晶体管截止,其集电极输出高电平(4.8~5.2V)。如果信号盘连续旋转,透光孔和遮光部分就会交替地转过LED而透光或遮光,光敏晶体管集电极就会交替地输出高电平和低电平。当传感器轴随曲轴和配气凸轮轴转动时,信号盘上的透光孔和遮光部分便从LED与光敏晶体管之间转过,LED发出的光线受信号盘透光和遮光作用就会交替照射到信号发生器的光敏晶体管上,信号传感器中就会产生与曲轴位置和凸轮轴位置对应的脉冲信号。由于曲轴旋转两转,传感器轴带动信号盘旋转一圈,因此,G信号传感器将产生6个脉冲信号。Ne信号传感器将产生360个脉冲信号。因为G信号透光孔间隔弧度为60。,曲轴每旋转120。就产生一个脉冲信号,所以通常G信号称为120。信号。设计安装保证120。信号在上止点前70。(BTDC70。)时产生,且长方形宽边稍长的透光孔产生的信号对应于发动机气缸1上止点前70。,以便ECU控制喷油提前角与点火提前角。因为Ne信号透光孔间隔弧度为1。(透光孔占0.5。,遮光孔占0.5。),所以在每一个脉冲周期中,高、低电平各占1。曲轴转角,360个信号表示曲轴旋转720。。曲轴每旋转120。,G信号传感器产生一个信号,Ne信号传感器产生60个信号。
位置传感器磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器
磁感应式传感器的工作原理如图2-23所示,磁力线穿过的路径为永久磁铁N极一定子与转子间的气隙一转子凸齿一转子凸齿与定子磁头间的气隙一磁头一导磁板一永久磁铁S极。当信号转子旋转时,磁路中的气隙就会周期性地发生变化,磁路的磁阻和穿过信号线圈磁头的磁通量随之发生周期性变化。根据电磁感应原理,传感线圈中就会感应产生交变电动势。当信号转子按顺时针方向旋转时,转子凸齿与磁头间的气隙减小,磁路磁阻减小,磁通量φ增多,磁通变化率增大(dφ/dt>0),感应电动势E为正(E>0),如图2-24中曲线abc所示。当转子凸齿接近磁头边缘时,磁通量φ急剧增多,磁通变化率最大[dφ/dt=(dφ/dt)max],感应电动势E最高(E=Emax),如图2-24中曲线b点所示。转子转过b点位置后,虽然磁通量φ仍在增多,但磁通变化率减小,因此感应电动势E降低。当转子旋转到凸齿的中心线与磁头的中心线对齐时(见图2-24b),虽然转子凸齿与磁头间的气隙最小,磁路的磁阻最小,磁通量φ最大,但是由于磁通量不可能继续增加,磁通变化率为零,因此感应电动势E为零,如图2-24中曲线c点所示。当转子沿顺时针方向继续旋转,凸齿离开磁头时(见图2-23c),凸齿与磁头间的气隙增大,磁路磁阻增大,磁通量φ减少(dφ/dt< 0),所以感应电动势E为负值,如图2-24中曲线cda所示。当凸齿转到将要离开磁头边缘时,磁通量φ急剧减少,磁通变化率达到负向最大值[dφ/df=-(dφ/dt)max],感应电动势E也达到负向最大值(E=-Emax),如图2-24中曲线上d点所示。由此可见,信号转子每转过一个凸齿,传感线圈中就会产生一个周期性交变电动势,即电动势出现一次最大值和一次最小值,传感线圈也就相应地输出一个交变电压信号。磁感应式传感器的突出优点是不需要外加电源,永久磁铁起着将机械能变换为电能的作用,其磁能不会损失。当发动机转速变化时,转子凸齿转动的速度将发生变化,铁心中的磁通变化率也将随之发生变化。转速越高,磁通变化率就越大,传感线圈中的感应电动势也就越高。转速不同时,磁通和感应电动势的变化情况如图2-24所示。由于转子凸齿与磁头间的气隙直接影响磁路的磁阻和传感线圈输出电压的高低,因此在使用中,转子凸齿与磁头间的气隙不能随意变动。气隙如有变化,必须按规定进行调整,气隙一般设计在0.2~0.4mm范围内。 位置传感器捷达、桑塔纳轿车磁感应式曲轴位置传感器 1)曲轴位置传感器结构特点:捷达AT和GTX、桑塔纳2000GSi型轿车的磁感应式曲轴位置传感器安装在曲轴箱内靠近离合器一侧的缸体上,主要由信号发生器和信号转子组成,如图2-25所示。信号发生器用螺钉固定在发动机缸体上,由永久磁铁、传感线圈和线束插头组成。传感线圈又称为信号线圈,永久磁铁上带有一个磁头,磁头正对安装在曲轴上的齿盘式信号转子,磁头与磁轭(导磁板)连接而构成导磁回路。信号转子为齿盘式,在其圆周上均匀间隔地制作有58个凸齿、57个小齿缺和一个大齿缺。大齿缺输出基准信号,对应发动机气缸1或气缸4压缩上止点前一定角度。所以信号转子圆周上的凸齿和齿缺所占的曲轴转角为360。2)曲轴位置传感器工作情况:当曲轴位置传感器随曲轴旋转时,由磁感应式传感器工作原理可知,信号转子每转过一个凸齿,传感线圈中就会产生一个周期性交变电动势(即电动势出现一次最大值和一次最小值),线圈相应地输出一个交变电压信号。因为信号转子上设有一个产生基准信号的大齿缺,所以当大齿缺转过磁头时,信号电压所占的时间较长,即输出信号为一宽脉冲信号,该信号对应于气缸1或气缸4压缩上止点前一定角度。电子控制单元(ECU)接收到宽脉冲信号时,便可知道气缸1或气缸4上止点位置即将到来,至于即将到来的是气缸1还是气缸4,则需根据凸轮轴位置传感器输入的信号来确定。由于信号转子上有58个凸齿,因此信号转子每转一圈(发动机曲轴转一圈),传感线圈就会产生58个交变电压信号输入电子控制单元。每当信号转子随发动机曲轴转动一圈,传感线圈就会向电子控制单元(ECU)输入58个脉冲信号。因此,ECU每接收到曲轴位置传感器58个信号,就可知道发动机曲轴旋转了一圈。如果在1min内ECU接收到曲轴位置传感器个信号,ECU便可计算出曲轴转速n为2000(n=/58=2000)r/rain;如果ECU每分钟接收到曲轴位置传感器个信号,ECU便可计算出曲轴转速为5000(n=/58=5000)r/min。依此类推,ECU根据每分钟接收曲轴位置传感器脉冲信号的数量,便能计算出发动机曲轴旋转的转速。发动机转速信号和负荷信号是电子控制系统最重要、最基本的控制信号,ECU根据这两个信号就能计算出基本喷油提前角(时间)、基本点火提前角(时间)和点火导通角(点火线圈一次电流接通时间)三个基本控制参数。捷达AT和GTx、桑塔纳2000GSi型轿车磁感应式曲轴位置传感器信号转子上大齿缺产生的信号为基准信号,ECU控制喷油时间和点火时间是以大齿缺产生的信号为基准进行控制的。当ECu接收到大齿缺产生的信号后,再根据小齿缺信号来控制点火时间、喷油时间和点火线圈一次电流接通时间(即导通角)。 位置传感器丰田轿车磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器 丰田计算机控制系统(1FCCS)采用的磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器由分电器改进而成,由上、下两部分组成。上部分为检测曲轴位置基准信号(即气缸识别与上止点信号,称为G信号)发生器;下部分为曲轴转速与转角信号(称为Ne信号)发生器。a)Ne信号发生器的结构特点:Ne信号发生器安装在G信号发生器的下面,主要由No.2信号转子、Ne传感线圈和磁头组成,如图2-26a所示。信号转子固定在传感器轴上,传感器轴由配气凸轮轴驱动,轴的上端套装分火头,转子外制有24个凸齿。传感线圈及磁头固定在传感器壳体内,磁头固定在传感线圈中。b)转速与转角信号的产生原理与控制过程:当发动机曲轴旋转时,配气凸轮轴便驱动传感器信号转子旋转,转子凸齿与磁头间的气隙交替发生变化,传感线圈的磁通随之交替发生变化,由磁感应式传感器工作原理可知,在传感线圈中就会感应产生交变电动势,信号电压的波形如图2-26b所示。因为信号转子有24个凸齿,所以转子旋转一圈,传感线圈就会产生24个交变信号。传感器轴每转一圈(360。)相当于发动机曲轴旋转两圈(720。),所以一个交变信号(即一个信号周期)相当于曲轴旋转30。(720。÷24=30。),相当于分火头旋转15。(30。÷2=15。)。ECU每接收Ne信号发生器24个信号,即可知道曲轴旋转了两圈、分火头旋转了一圈。ECU内部程序根据每个Ne信号周期所占时间,即可计算确定发动机曲轴转速和分火头转速。为了精确控制点火提前角和喷油提前角,还需将每个信号周期所占的曲轴转角(30。角)分得更小。微机完成这一工作十分方便,由分频器将每个Ne信号(曲轴转角30。)等分成30个脉冲信号,每个脉冲信号就相当于曲轴转角1。(30。÷30=1。)。如将每个Ne信号等分成60个脉冲信号,则每个脉冲信号相当于曲轴转角0.5。(30。÷60=0.5。)。具体设定由转角精度要求和程序设计确定。c)G信号发生器的结构特点:G信号发生器用来检测活塞上止点位置与判别是哪一个气缸即将到达上止点位置等基准信号。故G信号发生器又称为气缸识别与上止点信号发生器或基准信号发生器。G信号发生器由No.1信号转子、传感线圈G1、G2和磁头等组成。信号转子带有两个凸缘,固定在传感器轴上。传感线圈G1、G2相隔180。安装,G1线圈产生的信号对应于发动机第六缸压缩上止点前10。、G2线圈产生的信号对应于发动机第一缸压缩上止点前lO。。d)气缸识别与上止点信号的产生原理与控制过程:G信号发生器的工作原理与Ne信号发生器产生信号的原理相同。当发动机凸轮轴驱动传感器轴旋转时,G信号转子(No.1信号转子)的凸缘便交替经过传感线圈的磁头,转子凸缘与磁头之间的气隙交替发生变化,在传感线圈Gl、G2中就会感应产生交变电动势信号。当G信号转子的凸缘部分接近传感线圈G1的磁头时,由于凸缘与磁头之间的气隙减小、磁通量增大、磁通变化率为正,因此传感线圈G1中产生正向脉冲信号,称为G1信号;当G信号转子的凸缘部分接近传感线圈G2时,由于凸缘与磁头之间的气隙减小、磁通量增大、磁通变化率为正,因此传感线圈G2中也产生正向脉冲信号,称为G2信号。当G信号转子的凸缘部分经过G1、G2的磁头时,由于凸缘与磁头之间的气隙不变、磁通量不变、磁通变化率为零,因此传感线圈G1、G2中的感应电动势均为零。当G信号转子的凸缘部分离开G1、G2的磁头时,由于凸缘与磁头之间的气隙增大、磁通量减小、磁通变化率为负,因此传感线圈G1、G2中将感应产生负向交变电动势信号。传感器每转一圈(360。)相当于曲轴转两圈(720。),因为传感线圈G1、G2相隔180。安装,所以G1、G2中各产生一个正向脉冲信号。其中G1信号对应于发动机第六缸,用来检测第六缸上止点的位置;G2信号对应于第一缸,用来检测第一缸上止点的位置。电子控制单元检测的对应位置实际上是G转子凸缘的前端接近并与传感线圈G1、G2的磁头对齐时刻(此时磁通量最大、信号电压为零)的位置,该位置对应于活塞压缩上止点前10。(BT-DCl0。)位置。 位置传感器霍尔式曲轴与凸轮轴位置传感器 (1)霍尔式传感器的结构与工作原理霍尔式曲轴与凸轮轴位置传感器及其他形式的霍尔式传感器都是根据霍尔效应制成的传感器。1)霍尔效应:霍尔效应(Hall Effect)是美国约翰霍普金斯大学物理学家霍尔博士(Dr.E.H.Hall)于1879年首先发现的。他发现把一个通有电流I的长方体形白金导体垂直于磁力线放入磁感应强度为B的磁场中时(见图2-27),在白金导体的两个横向侧面上就会产生一个垂直于电流方向和磁场方向的电压UH,当取消磁场时,电压立即消失。该电压后来称为霍尔电压,UH与通过白金导体的电流I和磁感应强度B成正比,即(见下页)利用霍尔效应制成的元件称为霍尔元件,利用霍尔元件制成的传感器称为霍尔式传感器。利用霍尔效应不仅可以通过接通和切断磁场来检测电压,而且可以检测导线中流过的电流,因为导线周围的磁场强弱与流过导线的电流成正比关系。20世纪80年代以来,汽车上应用的霍尔式传感器与日剧增,主要原因在于霍尔式传感器有两个突出优点:一是输出电压信号近似于方波信号;二是输出电压高低与被测物体的转速无关。霍尔式传感器与磁感应式传感器不同的是需要外加电源。2)霍尔式传感器基本结构:霍尔式传感器主要由触发叶轮、霍尔集成电路、导磁钢片(磁轭)与永久磁铁等组成。触发叶轮安装在转子轴上,叶轮上制有叶片(在霍尔式点火系统中,叶片数与发动机气缸数相等)。当触发叶轮随转子轴一同转动时,叶片便在霍尔集成电路与永久磁铁之间转动。霍尔集成电路由霍尔元件、放大电路、稳压电路、温度补偿电路、信号变换电路和输出电路等组成。3)霍尔式传感器工作原理:当传感器轴转动时,触发叶轮的叶片便从霍尔集成电路与永久磁铁之间的气隙中转过:当叶片离开气隙时,永久磁铁的磁通便经霍尔集成电路和导磁钢片构成回路,此时霍尔元件产生电压(UH=1.9~2.0V),霍尔集成电路输出级的晶体管导通,传感器输出的信号电压U0为低电平(实测表明:当电源电压Ucc=14.4V或5V时,信号电压U0=0.1~0.3 V)。当叶片进入气隙时,霍尔集成电路中的磁场被叶片旁路,霍尔电压UH为零,集成电路输出级的晶体管截止,传感器输出的信号电压U0为高电平(实测表明:当电源电压Ucc=14.4V时,信号电压U0=9.8 V;当电源电压Ucc=5V时,信号电压U0=4.8 V)。(2)捷达、桑塔纳轿车霍尔式凸轮轴位置传感器1)结构特点:捷达AT和GTx、桑塔纳2000GSi型轿车采用的霍尔式凸轮轴位置传感器安装在发动机进气凸轮轴的一端,结构如图2-28所示。它主要由霍尔信号发生器和信号转子组成。信号转子又称为触发叶轮,安装在进气凸轮轴上,.用定位螺栓和座圈定位固定。信号转子的隔板又称为叶片,在隔板上制有一个窗口,窗口对应产生的信号为低电平信号,隔板(叶片)对应产生的信号为高电平信号。霍尔式信号发生器主要由霍尔集成电路、永久磁铁和导磁钢片等组成。霍尔元件用硅半导体材料制成,与永久磁铁之间留有0.2~0.4mm的间隙,当信号转子随进气凸轮轴一同转动时,隔板和窗口便从霍尔集成电路与永久磁铁之间的气隙中转过。该传感器接线插座上有三个引线端子,端子1为传感器电源正极端子,与控制单元端子62连接:端子2为传感器信号输出端子,与控制单元端子76连接:端子3为传感器电源负极端子,与控制单元端子67连接。2)工作情况:由霍尔式传感器工作原理可知,当隔板(叶片)进入气隙(即在气隙内)时,霍尔元件不产生电压,传感器输出高电平(5V)信号;当隔板(叶片)离开气隙(即窗口进入气隙)时,霍尔元件产生电压。传感器输出低电平信号(0.1V)。凸轮轴位置传感器输出的信号电压与曲轴位置传感器输出的信号电压之间的关系如图2-29所示。发动机曲轴每转两圈(720。),霍尔式传感器信号转子就转过一圈(360。),对应产生一个低电平信号和一个高电平信号,其中低电平信号对应于气缸1压缩上止点前一定角度。发动机工作时,磁感应式曲轴位置传感器(CPS)和霍尔式凸轮轴位置传感器(CIS)产生的信号电压不断输入电子控制单元(ECU)。当ECU同时接收到曲轴位置传感器大齿缺对应的低电平(15。)信号和凸轮轴位置传感器窗口对应的低电平信号时,便可识别出此时为气缸1活塞处于压缩行程、气缸4活塞处于排气行程,并根据曲轴位置传感器小齿缺对应输出的信号控制点火提前角。电子控制单元识别出气缸1压缩上止点位置后,便可进行顺序喷油控制和各缸点火时刻控制。如果发动机产生了爆燃,电子控制单元还能根据爆燃传感器输入的信号判别出是哪一个缸产生了爆燃,从而减小点火提前角,以便消除爆燃。 位置传感器差动霍尔式曲轴位置传感器 切诺基(Cherokee)吉普车与红旗CA7220E型轿车采用了差动霍尔式曲轴位置传感器,其凸轮轴位置传感器均为普通霍尔式传感器。(1)差动霍尔式传感器结构特点差动霍尔式传感器又称为双霍尔式传感器,其结构与磁感应式传感器相似,如图2-30a所示。它由带凸齿的信号转子和霍尔信号发生器组成。差动霍尔式传感器的工作原理与普通霍尔式传感器相同。根据霍尔式传感器的工作原理。当发动机飞轮上的齿缺与凸齿转过差动霍尔电路的两个探头时,齿缺或凸齿与霍尔探头之间的气隙就会发生变化,磁通量随之变化,在传感器的霍尔元件中就会产生交变电压信号,如图2-30b所示。其输出电压由两个霍尔信号电压叠加而成。因为输出信号为叠加信号,所以转子凸齿与信号发生器之间的气隙可以增大到(1±0.5)mm(普通霍尔式传感器仅为0.2~0.4mm),因而便可将信号转子制成像磁感应式传感器转子一样的齿盘式结构,其突出优点是信号转子便于安装。在汽车上,一般将凸齿转子装在发动机曲轴上或将发动机飞轮作为传感子。(2)切诺基吉普车差动霍尔式曲轴位置传感器1)结构特点:切诺基吉普车2.5L(四缸)、4.0L(六缸)电子控制燃油喷射式发动机采用了差动霍尔电路的霍尔式曲轴位置传感器。它安装在变速器壳体上。该传感器向ECu提供发动机转速与曲轴位置(转角)信号,作为计算喷油时刻和点火时刻的重要依据之一。2.5L四缸电子控制发动机的飞轮上制有8个齿缺,如图2-31a所示。8个齿缺分成两组,每4个齿缺为一组,两组之间相隔角度为180。,同一组中相邻两个齿缺之间间隔角度为20。。4.0L六缸电子控制发动机的飞轮上制有12个齿缺,如图2.3lb所示。12个齿缺分成三组,每4个齿缺为一组,相邻两组之间相隔角度为120。,同一组中相邻两个齿缺之间间隔角度也为20。2)工作情况:飞轮上的每一组齿缺转过霍尔探头时,传感器就会产生一组共4个脉冲信号。其中,四缸发动机每转一圈产生两组共8个脉冲信号;六缸发动机每转一圈产生三组共12个脉冲信号。对于四缸发动机,ECU每接收到8个信号,即可知道曲轴旋转了一转,再根据接收8个信号所占用的时间,就可计算出曲轴转速。对于六缸发动机,ECU每接收到12个信号,即可知道曲轴旋转了一转,再根据接收12个信号所占用的时间,就可计算出曲轴转速。电子控制单元控制喷油和点火时,都有一定的提前角,因此需要知道活塞接近上止点的位置。切诺基吉普车在每组信号输入ECU时,可以知道有两个气缸的活塞即将到达上止点位置。 例如,在四缸发动机控制系统中,利用一组信号,ECU可知气缸1、4活塞接近上止点;利用另一组信号可知气缸2、3活塞接近上止点。在六缸发动机控制系统中。利用一组信号,可知气缸1与6、2与5、3与4活塞接近上止点。由于第4个齿缺产生的脉冲下降沿对应于压缩上止点前4。(BTDC4。),因此第1个齿缺产生的脉冲信号下降沿对应于压缩上止点前64。(BT-DC64。),如图2-32所示。当气缸1、4对应的第1个脉冲下降沿到来时,ECU即可知道此时气缸1、4活塞位于压缩上止点前64。(BTDC64。),从而便可控制喷油提前角和点火提前角。但是,仅有曲轴转角信号,ECU还不能确定是哪一个缸位于压缩行程,哪一个缸位于排气行程,为此还需要一个气缸判别信号(即需要一只凸轮轴位置传感器)。(3)切诺基吉普车霍尔式凸轮轴位置传感器1)结构特点:切诺基吉普车发动机控制系统的气缸判别信号由霍尔式凸轮轴位置传感器提供,该传感器又称为同步信号传感器,安装在分电器内,主要由脉冲环(信号转子)、霍尔信号发生器组成。脉冲环上制有凸起的叶片,占180。分电器轴转角(相当于360。曲轴转角)。没有叶片的部分也占180。分电器轴转角(360。曲轴转角)。脉冲环安装在分电器轴上,随分电器轴一同转动。2)工作情况:当脉冲环上的叶片进入信号发生器时,传感器输出高电平(5V);当脉冲环上的叶片离开信号发生器时,传感器输出低电平(0V)。分电器轴转一圈,传感器输出一个高电平和一个低电平,高、低电平各占180。分电器轴转角(分别相当于360。曲轴转角)。同步信号的波形如图2-32所示。当脉冲环的叶片前沿进入信号发生器、传感器输出高电平(5V)时,对于四缸发动机,表示气缸1、4活塞即将到达上止点,其中气缸1活塞位于压缩行程,气缸4活塞位于排气行程;对于六缸发动机,表示气缸3、4活塞即将到达上止点,其中气缸4活塞位于压缩行程,气缸3活塞位于排气行程。当脉冲环的叶片后沿进入信号发生器、传感器输出低电平(0V)时,对于四缸发动机,表示即将到达上止点的仍然是气缸1、4活塞,其中气缸4活塞位于压缩行程,气缸1活塞位于排气行程;对于六缸发动机,表示气缸3活塞位于压缩行程,气缸4活塞位于排气行程。利用凸轮轴位置传感器判别出是哪一个气缸即将到达排气上止点之后,ECU根据曲轴位置传感器信号,即可控制喷油提前角和点火提前角。设某一时刻的喷油提前角为上止点前64。(BTI)C64。),当凸轮轴位置传感器脉冲环的叶片进入信号发生器、传感器输出高电平(5V)时,ECU判定四缸发动机的气缸4活塞位于排气行程(六缸发动机的气缸3活塞位于排气行程),此时ECU在接收到曲轴位置传感器(CPS)第一个脉冲信号的下降沿(BTDC64。)时,向喷油器发出喷油信号,从而实现提前64。喷油。在凸轮轴位置传感器输出高电平(5V))时,ECU还判定四缸发动机的气缸1活塞(六缸发动机气缸4活塞)位于压缩行程,此时ECU根据曲轴位置传感器CPS信号和点火提前角计算值,在活塞运行到上止点前点火提前角度时,向点火控制器发出点火指令,控制火花塞点火,实现点火提前。利用凸轮轴位置传感器对两个气缸的位置判定作为参考点,即可按照四缸发动机1—3—4—2(六缸发动机l一5—3—6—2—4)的工作顺序,对各个气缸进行提前喷油与提前点火控制。(4)红旗CA7720E型轿车差动霍尔式曲轴位置传感器红旗CA7220E型轿车CA488.3型发动机上装备的SIMOS4S3型电子控制燃油喷射系统采用的差动霍尔式曲轴位置传感器由信号转子与信号发生器组成。信号转子为齿盘式,安装在变速器壳体前端,它与捷达AT、GTX型轿车用磁感应式曲轴位置传感器转子相似,在其圆周上均匀间隔地制作有58个凸齿、 57个小齿缺和一个大齿缺。大齿缺输出基准信号,对应于发动机气缸1或气缸4压缩上止点前一定角度。大齿缺所占的弧度相当于两个凸齿和三个小齿缺所占的弧度。因为信号转子随曲轴一同旋转,曲轴旋转一圈(360。),信号转子也旋转一圈(360。),所以信号转子圆周上的凸齿和齿缺所占的曲轴转角为 360。,每个凸齿和小齿缺所占的曲轴转角均为3。(58×3。+57×3。=345。),大齿缺所占的曲轴转角为15。(2×3。+3×3。=15。),信号波形如图2-33a所示。 词条图册 更多图册 解读词条背后的知识 查看全部 电路初学者 90后,汽车电路,,检测,判断与大家分享 磁电式曲轴位置传感器工作原理,让你从小白变大神,修车不再困难 磁电式曲轴位置传感器百分之七八十的车,如果没有这个曲轴位置传感器车辆是打不着车的。也有一部分借助凸轮轴位置传感器也可以打着车。它的作用是检测转角度和检测发动机转速。第一检测转角度,它起到一个很关键的作用。他要检测你的发动机在哪一个缸到哪一个位置了,才能给你准确的点火和喷油。... 2019-12-100 智造大观 市场营销经理,科技领域创作者 住友SH130挖机,P2126油门位置传感器故障,如何处理 故障代码P2126:油门位置传感器2故障(没有打开或关闭)。住友SH130挖掘机故障显示代码P2126故障排除步骤:①传感器端子间电压的测量a、将启动钥匙开关置于OFF位置,连接信号检查线束,取下油门位置传感器接头。b、将启动钥匙开关置于ON位置,测量油门位置传感器... 2020-12-060 无锡华芯科技 无锡华芯晟科技官方帐号 霍尔效应旋转位置传感器在交通运输业中的应用 霍尔效应旋转位置传感器使用磁场代替机械电刷或表盘,专用于测量运动部件的角位置。这种产品采用具有磁性偏置的霍尔效应集成电路(IC)来检测工作范围内的执行器转轴的旋转运动。原理是执行器转轴的旋转使得磁铁相对IC的位置发生改变,并导致磁通密度改变,这种改变最终被转换为线性输出。该... 2020-06-090 阅读社 各种电子的信息发布。 Melexis 推出新款磁位置传感器芯片 灵活的可编程解决方案可同时测量旋转和线性运动2021 年 6 月 11 日,比利时泰森德洛- 全球微电子工程公司 Melexis为其非接触式位置传感器芯片系列再添两款新器件---MLX 和 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位置传感器原理:位置传感器原理及应用

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-M -M 位置传感器配套仪表

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电气特征

线路电源电压要求?(VDC):
9 – 30

信号调节 - LVDT/RVDT 输出类型?(mA):
4 – 20

信号调节 - LVDT/RVDT 输出类型?(VDC):
0 – 10

励磁电压?(Vrms):
3

信号特征

励磁频率?(kHz):
7.5

主体特性

信号调节 - LVDT/RVDT 重量?(g):
117

机械附件

信号调节 - LVDT/RVDT 安装?:
DIN 3

使用环境

工作温度范围?:
-20 – 75?°C?[?0 – 165?°F?]

操作/应用

...

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-006 -006 线性位移传感器 - LVDT

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-012 -012 线性位移传感器 - LVDT

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-006 -006 线性位移传感器 - LVDT

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-012 -012 线性位移传感器 - LVDT

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电气特征

线性位移传感器 - LVDT/LVIT 电源电压?(V):
±15

模拟输出?:
±10 V

电气连接?:
PT02A-10-6P

主体特性

线性位移传感器 - LVDT/LVIT 外形尺寸?:
圆柱形

弹簧回弹式?:
分离式铁芯, 分离式铁芯

壳体特性

线性位移传感器 - LVDT/LVIT 外壳材料?:
不锈钢

外壳直径?:
4.78?mm?[?.188?in?]

使用环境

工作温度范围?:
0 – 70?°C?[?32 – 158?°F?]

环境规范?:
1,000 PSI 压力

...

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-M -M 角位移传感器 - RVDTRVIT

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产品类型特性

角度位移传感器 - RVDT/RVIT 类型?:
RVDT

结构特性

电气连接?:
M12.5 针

电气特征

Input Current (Max)?(mA):
25

角度位移传感器 - RVDT/RVIT 输出类型?:
0 – 10 VDC

主体特性

角度感应范围?(°):
0 – 120

角度位移传感器 - RVDT/RVIT 重量?(g):
99

外壳材料?:

机械附件

角度位移传感器 - RVDT/RVIT 安装?:
Servo Groove

...

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-00 -00 即插即用加速度传感器

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产品类型特性

加速度计类型?:
MEMS DC

即插即用加速度计传感器类型?:
直流响应即插即用加速度计

结构特性

电气连接?:
5 针连接器

电气特征

满量程输出电压?(VDC):
±2

励磁电压?(VDC):
4 – 30

零加速输出?(mV):
±50

信号特征

频率响应?(Hz):
0-1500

主体特性

轴数?:
1

重量?:
16?g?[?.56?oz?]

材料?:
不锈钢

...

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-1 -1 角度位置传感器 - 空心轴旋转变压器

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结构特性

Resolver Size?:
21

Pole Pairs?:
1

其他

Angular Error?('):
20

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315-120 315-120 即插即用加速度传感器

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产品类型特性

即插即用加速度计传感器类型?:
电缆组件

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-00 341A-240 即插即用加速度传感器

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产品类型特性

即插即用加速度计传感器类型?:
电缆组件

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4000A-005-060 4000A-005-060 即插即用加速度传感器

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产品类型特性

加速度计类型?:
MEMS DC

即插即用加速度计传感器类型?:
直流响应即插即用加速度计

结构特性

电气连接?:
一体式电缆

电气特征

满量程输出电压?(VDC):
±2

励磁电压?(VDC):
8 – 36

零加速输出?(mV):
±100

励磁电流?(mA):
5

信号特征

频率响应?(Hz):
0-300

主体特性

轴数?:
1

重量?:
7?g?[?.245?oz?]

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4000A-050-030 4000A-050-030 即插即用加速度传感器

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产品类型特性

加速度计类型?:
MEMS DC

即插即用加速度计传感器类型?:
直流响应即插即用加速度计

结构特性

电气连接?:
一体式电缆

电气特征

满量程输出电压?(VDC):
±2

励磁电压?(VDC):
8 – 36

零加速输出?(mV):
±100

励磁电流?(mA):
5

信号特征

频率响应?(Hz):
0-800

主体特性

轴数?:
1

重量?:
7?g?[?.245?oz?]

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603-0100-120 603-0100-120 速率和惯性传感器

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产品类型特性

速率和惯性传感器类型?:
Rate Sensors/Gyros

电气特征

励磁电压?(VDC):
5 – 16

尺寸

尺寸 MM?:
20.8 x 20.8 x 14.5

使用环境

工作温度范围?:
-40 – 105?°C?[?-40 – 221?°F?]

包装特性

速率和惯性传感器包装?:
Anodized Aluminium

其他

精确度?:
±0.5% Non-Linearity

FS 范围 (±) DEG/SEC?:
100...

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-00 610-12K-276 速率和惯性传感器

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产品类型特性

速率和惯性传感器类型?:
Rate Sensors/Gyros

电气特征

励磁电压?(VDC):
5 – 16

尺寸

尺寸 MM?:
14.6 x 10.2 x 7.6

使用环境

工作温度范围?:
-40 – 105?°C?[?-40 – 221?°F?]

包装特性

速率和惯性传感器包装?:
Anodized Aluminium

其他

精确度?:
±0.5% Non-Linearity

FS 范围 (±) DEG/SEC?:
...

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-000 -000 位置传感器配套仪表

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电气特征

线路电源电压要求?(VDC):
±12, ±15

信号调节 - LVDT/RVDT 输出类型?(VDC):
±10

励磁电压?(Vrms):
3

信号特征

励磁频率?(kHz):
2.5 – 10

机械附件

信号调节 - LVDT/RVDT 安装?:
Printed Circuit Board Edge or Terminal Block

使用环境

工作温度范围?:
-1 – 55?°C?[?30 – 130?°F?]

其他

传感器类型?:
带 5 或 6 根导线的 LVDT 或 RVDT

传感器通道?:
1

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-000 -000 线性位移传感器 - LVDT

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使用环境

工作温度范围?:
5 – 60?°C?[?41 – 140?°F?]

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7104A-0050 7104A-0050 即插即用加速度传感器

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产品类型特性

加速度计类型?:
IEPE

即插即用加速度计传感器类型?:
交流响应即插即用加速度计

结构特性

电气连接?:
10-32 同轴连接器

电气特征

满量程输出电压?(VDC):
±5

励磁电压?(VDC):
18 – 30

励磁电流?(mA):
2 – 10

信号特征

频率响应?(Hz):
0.3-

主体特性

轴数?:
1

重量?:
8.6?g?[?.303?oz?]

材料?:
不锈钢

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-020 -020 倾角传感器和倾角仪

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结构特性

接口?:
模拟

电气特征

电源电压?(VDC):
12 – 24

模拟接口?(mA):
4 – 20

端接特性

倾角传感器和测斜仪安装?:
垂直

尺寸

尺寸?(mm):
最多 70

倾角传感器和测斜仪精确度?(°):
最多 +/- .5

分辨率?(°):
最多 +/- .01

使用环境

测量原理?:
液体

工作温度范围?:
-25 – 60?°C?[?-13 – 140?°F?]

包装特性

倾...

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-00 AST4300AP4P1000 压力传感器

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产品类型特性

压力传感器类型?:
非易燃压力变送器

压力类型?:
测量仪

结构特性

压力端口/接头?:
1/4 MNPT

电气连接?:
10 英尺导管

电气特征

压力传感器电源电压?(V):
10 – 28

主体特性

端口材料?:
316L

使用环境

压力?:
344.73?bar?[?5000?psi?]

工作温度范围?:
-40 – 80?°C?[?-40 – 176?°F?]

操作/应用

耐压范围?:
2X,最小值

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-00 AST4600AP4W1000 压力传感器

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产品类型特性

压力传感器类型?:
防爆型压力变送器

压力类型?:
测量仪

结构特性

压力端口/接头?:
1/4 MNPT

电气连接?:
导管 2 m 引线

电气特征

压力传感器电源电压?(V):
10 – 28

主体特性

端口材料?:
316L

使用环境

工作温度范围?(°C):
-40 – 85

工作温度范围?(°F):
-40 – 185, -40 – 185

操作/应用

耐压范围?:
2X,最小值

...

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位置传感器原理:位置传感器  第2张

位置传感器原理:电动机位置传感器安装位置和原理电路

一、电动机位置传感器安装位置
电动机连同分离离合器在内安装在发动机和自动变速箱之间。电动机由定子(内置)和转子(外置)组成。转子代替发动机的飞轮。根据磁场精确调节电动机时必须要知道电动机位置角度,这样定子线圈上才能产生与转子位置匹配的电压。
二、电动机位置传感器结构原理
电动机位置传感器探测电动机转子的准确位置。电动机位置传感器的结构类似同步电动机。特殊成型的转子连接着电动机转子,定子同电动机的定子相连。通过定子线圈中的转子转动而产生的电压经过电动机-电子伺控系统(EME)分析后计算出电动机位置角度。电动机位置传感器失灵时,电动机-电子伺控系统(EME)中会记录故障。
工作时,电动机线圈不允许超过规定的温度。因此,通常借助温度传感器测量某个线圈中的温度(负温度系数)。电动机-电子伺控系统(EME)对温度传感器的信号进行分析。当线圈温度接近允许的最大值时,EME降低电动机的功率。电动机位置传感器见图6-62。
(汽车维修技术网
图6-62 电动机位置传感器
1—温度传感器;2—电动机位置传感器定子;3—电动机位置传感器转子;4—12芯插头
电动机位置传感器电路
1. 电气结构
电动机位置传感器通过一个12芯插头进行连接。通过该12芯插头也连接温度传感器。电动机位置传感器将其信号提供给电动机-电子伺控系统(EME)。电动机位置传感器电气结构见图6-63。
图6-63 电动机位置传感器电气结构
1—电动机位置传感器转子;2—电动机位置传感器定子;KL.31—电动机位置传感器接地端;U—电动机位置传感器电压;SIG—高余弦信号;SIG2—低余弦信号;SIG3—高正弦信号;SIG4—低正弦信号
2. 参数
电动机位置传感器参数见表6-17。
表6-17 电动机位置传感器参数
( 汽车维修技术网
位置传感器原理:位置传感器  第3张

位置传感器原理:电磁感应式曲轴位置传感器的原理

  曲轴位置传感器也称为发动机转速传感器,它是发动机集中控制系统最主要的传感器之一,用来检测活塞上止点及曲轴转角的信号并将其输入发动机ECU,用于对点火时刻和喷油正时进行控制,同时它也是测量发动机转速的信号源。
  1.电磁感应式曲轴位置传感器
  (1)安装位置
  电磁感应式曲轴位置传感器一般安装在曲轴前端或发动机飞轮壳体上,如下图所示。
  
  (2)结构原理
  电磁感应式传感器,又称为磁脉冲式传感器。电磁感应式曲轴位置传感器主要由导磁材料制成的信号转子、永久磁铁、信号线圈等组成。传感器的位置是固定的,软磁铁芯与信号转子齿之间必须保持一定间隙。
  传感器插头接线形式主要有两线制和三线制两种。两线制的两根线为信号回路线,信号正负交替变化;三线制多出的一根线为屏蔽线。
  (3)检测
  ①丰田车系:2016款丰田凯美瑞混合动力版(发动机型号6AE-FSE)轿车采用的是电磁感应式曲轴位置传感器。传感器1#端子为发动机控制单元插接器E81的110端子提供5V参考电源;传感器3#端子、2#端子分别为传感器正信号和传感器负信号,分别与发动机控制单元插接器E81的76#端子、109#端子相连接。
  
  传感器的电阻检测:关闭点火开关,拔下传感器连接器插头,检查传感器插头1#端子和2#端子之间的电阻。–10℃~50℃条件下标准阻值为1.6~2.7kΩ;50℃~100℃条件下标准阻值为2.0~3.2kΩ。若电阻为无穷大,则说明信号线圈存在断路,应该更换传感器。
  ②大众车系:下图为一汽大众新迈腾曲轴位置传感器G28电路。端子T2yf/1为传感器其中一极,与ECU的T60ya/51端子相连;端子T2yf/2为传感器另一极,与ECU的T60ya/36端子相连。
  
  电磁感应式曲轴位置传感器的检测方法如下:
  a.故障征兆检测:在发动机运行中,当曲轴位置传感器出现故障时,会导致信号中断、发动机不能启动或在运行时立即熄火,这时电子控制单元可以诊断到故障并进行代码存储。
  b.曲轴位置传感器的电阻检查:关闭点火开关,拔下传感器连接器插头,检查传感器上1#与2#端子间电阻,应为980~1600Ω。若电阻为无穷大,说明信号线圈存在断路,应更换传感器。
  c.输出电压测量:用万用表的交流电压挡,在线路正常连接、发动机运转时测量1#端子与2#端子间电压,其电压值在0.2~2V之间波动。
  2.霍尔式曲轴位置传感器
  霍尔效应是指把一块金属或半导体薄片垂直放在磁感应强度为B的磁场中,沿着垂直于磁场方向通过电流Ⅰ时,会在薄片的另一对侧面间产生电动势UH,所产生的电动势称为霍尔电动势,这种薄片(一般为半导体)称为霍尔片或霍尔元件。根据信号触发器结构的不同可以分为触发叶片式和触发轮式两种。
  (1)触发叶片式
  霍尔式曲轴位置传感器主要由触发叶轮、霍尔集成电路和永久磁铁组成,结构如下图所示。
  
  内外信号轮侧面各设置一个信号发生器,信号轮转动时,每当叶片进入永久磁铁与霍尔元件之间的空气隙中时,霍尔集成电路中的磁场被隔磁,此时不产生电压;当叶片离开空气隙时,永久磁铁中的磁通便通过导磁板穿过霍尔元件中,这时产生电压,经过集成电路放大后向控制单元输送脉冲信号。外信号轮每转一圈产生18个脉冲信号,称为18X信号。一个脉冲相当于曲轴转角的20°,发动机控制单元计算出曲轴旋转1°的对应时间,根据这一信号,发动机控制单元可精确控制点火时间。
  (2)触发轮齿式
  霍尔曲轴位置传感器的结构与电磁感应式曲轴位置传感器相似,由带凸齿的信号转子和霍尔信号发生器组成。
  在四缸发动机的飞轮外沿上有8个齿槽,平均分为两组,之间相隔180°。每一组中每个齿槽的宽度为2°,两个齿槽之间相隔18°。
  
  在六缸发动机的飞轮外沿有12个齿槽,均分为三组,每组相隔120°。每一组中每个齿槽的宽度为2°,两个齿槽之间也相隔18°。
  当飞轮齿槽通过传感器的磁铁时,霍尔传感器输出5V高电平;当飞轮齿槽离开磁铁时,霍尔传感器输出0.3V低电平。一个飞轮齿圈通过传感器时,传感器便产生一个高、低电平信号。
  3.光电式曲轴位置传感器
  光电式曲轴位置传感器应用于早期的带有分电器的发动机上。
  (1)日产汽车光电式曲轴位置传感器
  日产公司光电式曲轴位置传感器设置在分电器内,它由信号发生器和带光孔的信号盘(遮光盘)组成,如下图所示。信号盘安装在分电器轴上,外围有360条缝隙,相邻缝隙产生1°曲轴转角信号。外围稍靠内间隔60°曲轴转角分布着六个光孔(六缸),产生120°曲轴转角信号,其中有一个较宽的光孔是产生一缸压缩上止点对应的120°曲轴转角信号的。
  
  日产汽车车系光电式曲轴位置传感器信号盘
  脉冲信号发生器固装在分电器壳体上,主要由两只发光二极管、两只光敏二极管和电子电路组成。两只发光二极管分别正对着两只光敏二极管,发光二极管以光敏二极管为照射目标。信号盘位于发光二极管和光敏二极管之间,当信号盘随发动机曲轴运转时,因信号盘上有光孔,故产生透光和遮光的交替变化,使信号发生器输出对应曲轴位置和转角的脉冲信号。
  (2)现代索纳塔汽车光电式曲轴位置传感器
  现代索纳塔汽车光电式曲轴位置传感器的工作原理与日产公司光敏式曲轴位置传感器相似,其信号盘的结构稍有不同,如下图所示。信号盘外圈有四个弧形长槽,用来检测曲轴转角并将其转化为电压脉冲信号,电控单元根据该信号计算发动机转速,并控制汽油喷射正时和点火正时。信号盘内圈有一个孔,用来检测第1缸压缩上止点(在有些索纳塔车上,设有两孔,用来检测第1、第4缸的压缩上止点,目的是为了提高精度),并将它转化成电压脉冲信号输入电控单元,电控单元根据此信号计算出汽油喷射顺序。
  
  现代车系光电式曲轴位置传感器信号盘

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