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位置传感器
阅读:41305时间:2010-09-26 09:08:44

  位置传感器可分为两种,直线位移传感器和角位移传感器。其中直线位移传感器常用的有直线位移定位器等,具有工作原理简单、测量精度高、可靠性强的特点;角位移传感器则可选旋转式电位器,具有可靠性高、成本低的优点。角位移器还可使用光电编码器,,有增量式与式两种形式。其中增量式码盘在机器人控制系统中得到了广泛的应用。

工作原理

  编辑本段光电式曲轴与凸轮轴位置传感器的工作原理
  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
  编辑本段磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器的工作原理
  磁力线穿过的路径为磁铁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[dφ/dt=(dφ/dt)max],感应电动势E(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。

结构特点

  光电式曲轴与凸轮轴位置传感器的结构特点
  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。
  捷达、桑塔纳轿车磁感应式曲轴位置传感器的结构特点
  信号发生器用螺钉固定在发动机缸体上,由磁铁、传感线圈和线束插头组成。传感线圈又称为信号线圈,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。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

分类

  曲轴和凸轮轴位置传感器
  光电式曲轴与凸轮轴位置传感器
  磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器
  捷达、桑塔纳轿车磁感应式曲轴位置传感器
  编辑本段霍尔式曲轴与凸轮轴位置传感器
  差动霍尔式曲轴位置传感器

用途

  磁位置传感器用于监测目标磁场或铁磁性物体是否存在。旋转和线性位置传感器,这些产品采用了电位计技术,这种技术开始主要应用在军工中,近些年开始用于工业市场。这种电位计技术使得产品的使用寿命加长,能更适用于恶劣的环境,同时还能够提供更丰富的解决方案。不仅如此,在实际的工业使用中,已被证明是非常实用和出色的技术。本传感器系列拥有完善的机械结构,可对指定范围内的位置进行监测。

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