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位置传感器的工作原理,位置传感器原理是什么

来源:
2023-10-10
类别:技术信息
eye 15
文章创建人 拍明芯城

1、位置传感器原理是什么

位置传感器是一种用于测量物体位置的传感器。它通常使用光学、电学、机械或磁学原理来测量物体的位置。

光学位置传感器使用光学元件,如激光器或摄像机,来测量物体的位置。

电学位置传感器使用电学元件,如电阻、电容或电感,来测量物体的位置。

机械位置传感器使用机械元件,如拉绳式传感器或压力式传感器,来测量物体的位置。

磁学位置传感器使用磁学元件,如磁铁或磁环,来测量物体的位置。

位置传感器可以用于多种应用,包括机器人、自动化设备、航空航天、自动驾驶汽车和工业控制等。

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2、位移传感器的工作原理是什么?

工作原理

位移传感器,是利用磁致伸缩原理、通过两个不同磁场相交产生一个应变脉冲信号来准确地测量位置的。测量元件是一根波导管,波导管内的敏感元件由特殊的磁致伸缩材料制成的。测量过程是由传感器的电子室内产生电流脉冲。

该电流脉冲在波导管内传输,从而在波导管外产生一个圆周磁场,当该磁场和套在波导管上作为位置变化的活动磁环产生的磁场相交时,由于磁致伸缩的作用,波导管内会产生一个应变机械波脉冲信号,这个应变机械波脉冲信号以固定的声音速度传输,并很快被电子室所检测到。

由于这个应变机械波脉冲信号在波导管内的传输时间和活动磁环与电子室之间的距离成正比,通过测量时间,就可以高度精确地确定这个距离。由于输出信号是一个真正的绝对值,而不是比例的或放大处理的信号,所以不存在信号漂移或变值的情况,更无需定期重标。

位移传感器的应用

1、火车轮缘的几何状态参数影响着列车运行的速度与平稳度,对列车的安全运行十分重要。传统的检测手段较为复杂,通常是用带有游标的专用尺子来进行测量,对数据的人工读取造成测量的误差比较大,同时不能实现检测数据的数字化管理。

2、轮缘高度、宽度、轮辋厚度等方面的检测用到很多传感器,而最为关注的是位移传感器,位移传感器有很多种,用在火车上车轮缘状检测是目前新型传感器技术叫做激光位移传感器。目前用在火车轮缘上检测是的激光三角测量法,短距离的测量精度很高。

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3、曲轴位置传感器工作原理

曲轴位置传感器工作原理:

主要有三种类型:磁电感应式、霍尔效应式和光电式。三种类型的工作原理分别为:

1、磁电感应式:

磁电感应式转速传感器和曲轴位置传感器分上、下两层安装在分电器内。传感器由永磁感应检测线圈和转子(正时转子和转速转子)组成,转子随分电器轴一起旋转。正时转子有一、二或四个齿等多种形式,转速转子为 24个齿。永磁感应检测线圈固定在分电器体上。若已知转速传感器信号和曲轴位置传感器信号,以及各缸的工作顺序,就可知道各缸的曲轴位置。磁电感应式转速传感器和曲轴位置传感器的转子信号盘也可安装在曲轴或凸轮轴上。

2、 霍尔效应式:

霍尔效应式转速传感器和曲轴位置传感器是一种利用霍尔效应的信号发生器。霍尔信号发生器安装在分电器内,与分火头同轴,由封装的霍尔芯片和永久磁铁作成整体固定在分电器盘上。触发叶轮上的缺口数和发动机气缸数相同。当触发叶轮上的叶片进入永久磁铁与霍尔元件之间,霍尔触发器的磁场被叶片旁路,这时不产生霍尔电压,传感器无输出信号;当触发叶轮上的缺口部分进入永久磁铁和霍尔元件之间时,磁力线进入霍尔元件,霍尔电压升高,传感器输出电压信号。

3、光电式:

光电式曲轴位置传感器一般装在分电器内,由信号发生器和带光孔的信号盘组成。其信号盘与分电器轴光电式一起转动,信号盘外圈有 360条光刻缝隙,产生曲轴转角 1 °的信号;稍靠内有间隔 60 °均布的 6 个光孔,产生曲轴转角 120 °的信号,其中 1 个光孔较宽,用以产生相对于 1 缸上止点的信号。信号发生器安装在分电器壳体上,由二只发光二极管、二只光敏二极管和电路组成。发光二极管正对着光敏二极管。信号盘位于发光二极管和光敏二极管之间,由于信号盘上有光孔,则产生透光和遮光交替变化现象。当发光二极管的光束照到光敏二极管时,光敏二极管产生电压;当发光二极管光束被档住时,光敏二极管电压为0 。这些电压信号经电路部分整形放大后,即向电子控制单元输送曲轴转角为 1 °和 120°时的信号,电子控制单元根据这些信号计算发动机转速和曲轴位置。

曲轴位置传感器通常安装在分电器内,是控制系统中最重要的传感器之一。其作用有:检测发动机转速,因此又称为转速传感器;检测活塞上止点位置,故也称为上止点传感器,包括检测用于控制点火的各缸上止点信号、用于控制顺序喷油的第一缸上止点信号。

4、磁阻式曲轴位置传感器的作用及工作原理?

你好,磁阻式曲轴位置传感器的作用是给发动机电脑提供转速信号和位置信号,其工作原理是:磁阻元件在磁场中旋转会导致磁阻元件电阻值发生改变,电阻改变会导致电压信号改变,磁阻元件内部的集成电路把变化的电压信号整合成脉冲信号发送至发动机电脑。

曲轴位置传感器CKPS,又称转速传感器,用于检测曲轴角度的位移,向ECU提供发动机转速信号和曲轴角度信号,并作为喷油和点火控制的主要控制信号,还可以测量发动机转速。经常与凸轮轴位置传感器CMPS一起使用。CMPS用于向ECU提供曲轴转角的参考位置信号,也作为喷油控制和点火控制的主要控制信号。[曲轴位置传感器的安装位置]

曲轴位置传感器通常安装在曲轴的前端和飞轮的变速箱壳体上。曲轴、凸轮轴、飞轮或分配器。这两个传感器安装在一起或分开。

曲轴位置传感器的故障原理

曲轴位置传感器是一个磁感应传感器。曲轴上的目标轮有58个齿槽,每个齿槽的间隔为6度。最后一个时隙更宽,用于产生同步脉冲。当曲轴旋转时,可变磁阻转子中的槽会改变传感器的磁场,并产生感应电压脉冲,用于识别曲轴的旋转方向。

曲轴每转一圈,曲轴位置传感器产生58个参考脉冲信号。发动机控制单元根据58X参考信号计算发动机转速和曲轴位置,这是发动机控制单元控制点火时间的重要信号。

由于曲轴脉冲轮上缺2 个齿,发动机控制单元可以识别1缸和4 缸上止点的位置,但是不能分辨1缸和4 缸中的哪一缸是压缩行程上止点。

发动机起动时,为了点火,需要正确识别1缸压缩冲程的上止点位置,控制单元应将曲轴位置传感器的信号与安装在凸轮轴上的凸轮轴位置传感器的信号进行比较。

如果发动机的控制单元没有接收到速度信号,发动机就不能立即启动或停止运行。

[曲轴位置传感器的类型]

曲轴位置传感器的类型包括光电曲轴位置传感器、霍尔曲轴位置传感器和磁感应曲轴位置传感器。

光电曲轴和凸轮轴位置传感器的结构和工作原理组成结构:由转盘、LED、光电二极管和放大器组成。原理:采用LED作为信号源。随着转盘的转动,当光孔与LED对准时,光线照射光电二极管产生电压信号,经放大电路放大后传输至ECU。信号类型:频率信号

发动机转速→信号频率→信号幅度恒定检测方法

点火开关转到接通位置,检查计算机侧端子1和2之间的电压是否为12V。断开曲轴位置传感器的接线连接器,打开点火开关,信号电压应为4.8-5.2V,接地应为0 ω。启动发动机,信号电压应符合要求。霍尔式曲轴和凸轮轴位置传感器的结构和工作原理霍尔式曲轴位置传感器利用霍尔效应原理,产生与曲轴转角相对应的电压脉冲信号。它利用触发叶片或轮齿改变通过霍尔元件的磁场强度,使霍尔元件产生脉冲霍尔电压信号,经放大整形后为曲轴位置传感器的输出信号。霍尔式曲轴位置传感器安装在曲轴前端,采用触发片结构。在发动机曲轴皮带轮的前端,固定安装有两个带触发叶片的信号轮,它们随曲轴一起转动。信号类型:脉冲频率信号

发动机转速↑→信号频率↑→恒定信号幅度霍尔式曲轴和凸轮轴位置传感器电路及其检测电压检测

将点火开关转到ON位置。

检测A和C之间的电压应为8V。

B和C之间的输出信号电压应该从5V交替变化到0V。电阻检测

将点火开关转到“关闭”位置,拔下曲轴位置传感器的导线连接器,并将万用表ω连接到传感器侧的端子A-B或A-C之间。此时,万用表显示读数为∞,如果有电阻,更换曲轴位置传感器。

磁感应曲轴和凸轮轴位置传感器的结构和工作原理磁感应曲轴位置传感器的结构磁感应曲轴位置传感器安装在曲轴箱内靠近离合器的气缸体上,主要由信号发生器和信号转子组成。信号发生器用螺钉固定在发动机缸体上,由永磁体、感应线圈和线束插头组成。感应线圈也叫信号线圈。永磁体装有磁头。磁头面向安装在曲轴上的齿盘信号转子。磁头与磁轭(导磁板)连接形成导磁回路。信号转子为齿盘型,圆周上有58个凸齿、57个小齿和一个大齿,间隔规则。大齿隙输出参考信号对应于发动机气缸1或气缸4的压缩上止点前的某个角度。因此,信号转子圆周上的凸齿和齿隙所占据的曲轴角度为360度。

原理:利用电磁线圈产生的脉冲信号来确定发动机转速和各气缸的工作位置。

磁性曲轴和凸轮轴位置传感器的工作原理当曲轴位置传感器随曲轴转动时,信号转子每转动一个凸齿,感应线圈中就会产生一个周期性的交变电动势(即电动势出现第一个最大值和第一个最小值),线圈就会相应地输出一个交变电压信号。由于信号转子具有用于产生参考信号的大齿隙,当大齿隙围绕磁头旋转时,信号电压需要很长时间,即输出信号是宽脉冲信号,对应于气缸1或气缸4压缩上止点前的某个角度。当电子控制单元接收到宽脉冲信号时,它可以知道气缸1或气缸4的上止点位置即将到来。至于是1缸还是4缸来,需要根据凸轮轴位置传感器输入的信号来判断。由于信号转子上有58个凸齿,所以每当信号转子转动(发动机曲轴转动一次)时,感应线圈就会产生58个交流电压信号输入到电子控制单元。

【信号类型】频率信号发动机转速→信号频率→信号幅度→磁感应曲轴传感器检测

电压检测当发动机旋转时,用示波器检测曲轴位置传感器两端之间输出的脉冲电压信号的变化。检查电阻点火开关是否关闭。拔下曲轴位置传感器的引线接头,用万用表测量曲轴位置传感器本体的电阻值和两个端子与ECU连接线对应针脚之间的电阻值,看是否在标准值范围内。

责任编辑:David

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