轮速传感器

一般来说，所有的转速传感器都可以作为轮速传感器，但是考虑到车轮的工作环境以及空间大小等实际因素，常用的轮速传感器主要有:磁电式轮速传感器、霍尔式轮速传感器。

磁电式轮速传感器是利用电磁感应原理设计的，其主要部件如下图所示。

它具有结构简单、成本低、不怕泥污等特点，在现代轿车的ABS防抱死制动系统中得到广泛应用。

但是磁电式轮速传感器也有一些缺点:

(1)频率响应不高。当车速过高时，传感器的频率响应跟不上，容易产生误信号;

(2)抗电磁波干扰能力差，尤其是输出信号振幅值较小时。

霍尔式轮速传感器利用霍尔效应原理制成，如下图所示。霍尔式轮速传感器在汽车上也获得了较多应用。

霍尔式轮速传感器具有如下特点:

(1)输出信号电压振幅值不受转速的影响;

(2)频率响应高;

(3)抗电磁波干扰能力强。

(1)结构

磁电式轮速传感器一般由磁感应传感头和齿圈组成，传感头由永磁铁、极轴、感应线圈等组成。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。轮速传感头是一个静止部件，传感头磁极与齿圈的端面有一定间隙。如下图所示。

汽车车轮转速传感器通常安装在车轮处，但在有些车型上则设置在主减速器或变速器中。

极轴根据形状的不同分为凿式、柱式、菱形三种类型，如下图所示。不同形状的传感头相对于齿圈的安装方式也不同。菱形极轴车速传感器头一般径向垂直于齿圈安装;凿式极轴车速传感器头轴向相切于齿圈安装;柱式极轴车速传感器头轴向垂直于齿圈安装。安装时应牢固，为避免水、灰尘对传感器工作的影响，在安装前须将传感器加注润滑脂。

(2)原理

磁电式轮速传感器是由永磁性磁芯和线圈组成。磁力线从磁芯的一极出来，穿过齿圈和空气，返回到磁芯的另一极。由于传感器的线圈圈绕在磁芯上，因此，这些磁力线也会穿过线圈。当车轮旋转时，与车轮同步的齿圈(转子)随之旋转，齿圈上的齿和间隙依次快速经过传感器的磁场，其结果是改变了磁路的磁阻，从而导致线圈中感应电势发生变化，产生一定幅值、频率的电势脉冲。脉冲的频率，即每秒钟产生的脉冲个数，反映了车轮旋转的快慢，如下图所示。

(1)结构

霍尔式轮速传感器由传感头和齿圈组成。传感头由永磁体、霍尔元件和电子电路等组成。如下图所示。

(2)原理

霍尔式轮速传感器利用霍尔效应原理，即在半导体薄片的两端通以控制电流，在薄片的垂直方向上施加磁场强度为B的磁场，则在薄片的另两端便会产生一个大小与控制电流、磁感应强度B的乘积成正比的电势，这就是霍尔电势。

用霍尔元件作为汽车的车轮转速传感器时，多采用磁感应强度B作输人信号，通过磁感应强度B随轮速变化，产生霍尔电势脉冲，经霍尔集成电路内部的放大、整形、功放后，向外输出脉冲序列，其空占比随转盘的角速度变化。齿盘的转动交替改变磁阻，引起磁感应强度变化，即可测取传感器输出的霍尔电势脉冲。

如下图所示，永磁体的磁力线穿过霍尔元件通向齿轮，齿轮相当于一个集磁器。

① 当齿轮位于图a)所示位置时，穿过霍尔元件的磁力线分散，磁场相对较弱。

② 当齿轮位于图b)所示位置时，穿过霍尔元件的磁力线集中，磁场相对较强。

③ 齿轮转动时，使得穿过霍尔元件的磁力线密度发生变化，因而引起霍尔电压的变化，霍尔元件将输出一个mV级的准正弦波电压，此信号再经过电子电路转换成标准的脉冲电压。脉冲的频率，即每秒钟产生的脉冲个数，反映了车轮旋转的快慢，通过脉冲的频率即可得知车轮转速。

轮速传感器是用来测量汽车车轮转速的传感器。对于现代汽车而言，轮速信息是必不可少的，汽车动态控制系统(VDC)、汽车电子稳定程序(ESP)、防抱死制动系统(ABS)、自动变速器的控制系统等都需要轮速信息。所以轮速传感器是现代汽车中最为关键的传感器之一。

1、线性轮速传感器（如下图1） 线性轮速传感器主要由永磁体、极轴、感应线圈和齿圈等组成。齿圈旋转时，齿顶和齿隙交替对向极轴。在齿圈旋转过程中，感应线圈内部的磁通量交替变化从而产生感应电动势，此信号通过感应线圈末端的电缆输入ABS的电控单元。当齿圈的转速发生变化时，感应电动势的频率也变化。

2、环形轮速传感器（如下图2） 环形轮速传感器主要由永磁体、感应线圈和齿圈等组成。永磁体由数对磁极组成，在齿圈旋转过程中，感应线圈内部的磁通量交替变化从而产生感应电动势，此信号通过感应线圈末端的电缆输入ABS的电控单元。当齿圈的转速发生变化时，感应电动势的频率也变化。

3、霍尔式轮速传感器（如下图3） 当齿轮位于图中(a)所示位置时，穿过霍尔元件的磁力线分散，磁场相对较弱；而当齿轮位于图中(b)所示位置时，穿过霍尔元件的磁力线集中，磁场相对较强。齿轮转动时，使得穿过霍尔元件的磁力线密度发生变化，因而引起霍尔电压的变化，霍尔元件将输出一个毫伏(mV)级的准正弦波电压。此信号还需由电子电路转换成标准的脉冲电压。