浅谈磁电式与霍尔式速度传感器在汽车上的区别

科学之友

ＦｒｉｅｎｄｏｆＳｃｉｅｎｃｅＡｍａｔｅｕｒｓ２００７年０７月

浅谈磁电式与霍尔式速度传感器在汽车上的区别

魏冬至，张梅红

（郑州交通职业学院，河南

郑州

４５００６２）

摘要：文章针对应用较广的磁电式传感器和霍尔式传感器展开论述，分别介绍了两者的工作原理和区别。

关键词：传感器；霍尔元件；霍尔电压中图分类号：Ｓ８５２．４３文献标识码：Ａ文章编号：１０００－８１３６（２００７）０７－００５１－０２

１前言

电缆

永磁体外壳感应线圈极轴齿圈

Ｕｓ

ａ

磁电式传感器与霍尔式传感器是汽车上常用来检测车速和转速的信号，在应用中，二者的作用也基本相同，在有些地方，如检测曲轴位置时，二者也可以互换，那么二者在汽车应用上到底有什么不同呢？

（ｔｓ）

ｂ

图２

磁电式转速传感器波形图

２

２．１

磁电式和霍尔式传感器的工作原理

图１

磁电式转速传感器结构

磁电式传感器的工作原理

磁电式传感器是利用电磁感应远离工作的，即：当闭合回路中的磁通量发生变化时，回路中就产生感应电动势，其大小与磁通量的变化率有关，即：

Ｅ＝－Ｎｄ!

式中：Ｅ：感应电动势；

Ｎ：导电回路中线圈的匝数；

ｄ!：穿越线圈磁通量的变化率。通过改变ｄ!／ｄｔ就可以改变感应电动势Ｅ的变化，而在实际应用过程当中，改变ｄ!／ｄｔ的方式有３种，即移动线圈、移动磁铁

或改变磁阻，与之对应的分别称为动圈式磁电传感器、动铁式磁电传感器及磁阻式磁电传感器。而在汽车上应用最广的是磁阻式磁电传感器。下面以磁阻式磁电传感器为例来讲磁电式传感器在汽车上的应用情况。

磁阻式磁电传感器在汽车上的应用可以用来检测发动机转速和车轮转速，一般由传感头和齿圈组成，而传感头主要由永磁体、磁极和感应线圈组成。其结构见图１。

当齿圈的齿隙与传感器的极轴端部相对时，极轴端部与齿圈之间的空气间隙最大，磁阻也最大，通过感应线圈的磁通量最小。

而当齿圈的齿顶与传感器的极轴端部相对应时，极轴端部与齿圈之间的空气间隙最小，磁阻也最小，通过感应线圈的磁通量最大。

当齿圈随同车轮转动时，齿圈的齿顶和齿隙就交替地与传感器极轴顶部相对，传感器感应线圈周围的磁场随之发生强弱交替变化，在感应线圈中就会感应出交变电动势，其频率与齿圈的齿数和转速成正比，产生的波形图见图２。２．２霍尔式传感器的工作原理

霍尔式传感器也是由传感头和齿圈组成，但其传感头由永磁体、霍尔元件和电子电路等组成。２．２．１霍尔元件的工作原理

霍尔元件的材料一般是指某些半导体材料如砷化锢（ＩｎＡｓ）、锑化锢（ＩｎＳｂ）、砷化镓（ＧａＡＳ）、锗（Ｇｅ）等，若将其置于一磁场中，当在与磁场垂直的方向上加上一控制电流，则在与磁场垂直的方向上会产生霍尔电压，这一现象是由一名叫霍尔的德国工程师发现的，因此称之为霍尔效应。

霍尔元件产生的霍尔电压Ｕ的大小为：

Ｕ＝ＩＢｏ式中：Ｉ：控制电流，Ａ；

ｅｏ：带电粒子的电荷，ｅｏ＝１．６×１０－１９Ｃ；Ｂ：磁感应强度，Ｔ；ｄ：半导体的厚度，ｍｍ；ｎ：电子浓度。２．２．２

霍尔车速传感器的工作原理如图３（ａ）所示，当齿圈转到两个齿都与霍尔元件对正时，永磁体传到霍尔元件的磁力线分散，磁场较弱，输出的霍尔电压较小；如图３（ｂ）所示，当齿圈转到一个齿与霍尔元件对正时，永磁体传到霍尔元件的磁力线集中，磁场较强，输出的霍尔电压较大。

齿圈

霍尔元件

霍尔元件

齿圈

磁体

（ａ）

图３

磁体

（ｂ）

霍尔传感器工作原理

齿圈转动过程中，使得通过霍尔元件的磁力线密度发生变化，从而引起霍尔电压的变化，霍尔元件将输出一准正弦波电压，此信号由电子电路转换成表中的脉冲电压。

（下转第５３页）

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间距选择在略小于振捣半径时，振捣效果较好，气泡易于排出。④混凝土分层程度对振捣效果也有较大的影响。分层越厚，排出气体的行程越长，不利于气体的捧出。分层较薄则增加施工难度易过振。插入式振捣器一般分层厚度为振捣棒头长度的０．８倍。平板振捣器分层厚度不易大于２０ｃｍ。⑤振捣方法，即振捣器的插入和拔出的速度。插入速度要快，拔出速度要放慢，并使混凝土内气体从底层逐渐赶到表层最后排出。若插入速度较慢，拔出速度较快，则一旦上层混凝土已密实，下层混凝土气泡不易排出，并且易造成拔出时，下层混凝土排出的气泡带到上层混凝土，不能充分排出，造成上层混凝土中气泡较多，同时振捣棒的位置不易被混凝土填充密实，形成空隙。２．４模板因素

在混凝土施工过程中，较多使用无吸水性的钢模板。为了便于脱模 …… 此处隐藏：1994字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……