汽车电工电子基础(第二版)--6.5-磁电转速传感器.pptx

6.5 磁电转速传感器项目六:汽车传感器与信号处理磁电感应式传感器磁电感应式传感器的工作变磁通式磁电感应传感器的工作特点实施项目12341.磁电感应式传感器 磁电感应式传感器又称电动势式传感器，是利用电磁磁电感应式传感器又称电动势式传感器，是利用电磁感应原理将被测量（如振动、位移、转速等）转换成电信感应原理将被测量（如振动、位移、转速等）转换成电信号的一种传感器。它是利用导体和磁场发生相对运动而在号的一种传感器。它是利用导体和磁场发生相对运动而在导体两端输出感应电动势的。它是一种机导体两端输出感应电动势的。它是一种机电能量变换型电能量变换型传感器，不需要供电电源，电路简单，性能稳定，输出阻传感器，不需要供电电源，电路简单，性能稳定，输出阻抗小，又具有一定的频率响应范围（一般为抗小，又具有一定的频率响应范围（一般为10101000Hz1000Hz），所以得到普遍应用。），所以得到普遍应用。2.磁电感应式传感器的工作 磁电感应式传感器是以电磁感应原理为基础的。由法拉磁电感应式传感器是以电磁感应原理为基础的。由法拉第电磁感应定律可知，线圈在磁场中运动切割磁力线或线圈第电磁感应定律可知，线圈在磁场中运动切割磁力线或线圈所在磁场的磁通变化时，线圈中所产生的感应电动势，电动所在磁场的磁通变化时，线圈中所产生的感应电动势，电动势的大小取决于穿过线圈的磁通的变化率。势的大小取决于穿过线圈的磁通的变化率。磁通量的变化可以通过很多办法来实现，如磁铁与线圈磁通量的变化可以通过很多办法来实现，如磁铁与线圈之间作相对运动；磁路中磁阻的变化；恒定磁场中线圈面积之间作相对运动；磁路中磁阻的变化；恒定磁场中线圈面积的变化等，一般可将磁电感应式传感器分为恒磁通式和变磁的变化等，一般可将磁电感应式传感器分为恒磁通式和变磁通式两类。汽车用磁电式传感器一般是变磁通式。通式两类。汽车用磁电式传感器一般是变磁通式。3.变磁通式磁电感应传感器的工作特点 变磁通式磁电感应传感器一般做成转速传感器，产生感应电动势的频变磁通式磁电感应传感器一般做成转速传感器，产生感应电动势的频率作为输出，而电动势的频率取决于磁通变化的频率。变磁通式转速传率作为输出，而电动势的频率取决于磁通变化的频率。变磁通式转速传感器的结构有开磁路和闭磁路两种。感器的结构有开磁路和闭磁路两种。下图中，开磁路变磁通式转速传感器。测量齿轮下图中，开磁路变磁通式转速传感器。测量齿轮4 4安装在被测转轴上安装在被测转轴上与其一起旋转。当齿轮旋转时，齿的凹凸引起磁阻的变化，从而使磁通与其一起旋转。当齿轮旋转时，齿的凹凸引起磁阻的变化，从而使磁通发生变化，因而在线圈发生变化，因而在线圈3 3中感应出交变的电势，其频率等于齿轮的齿数中感应出交变的电势，其频率等于齿轮的齿数Z Z和转速和转速n n的乘积，即的乘积，即f=Zn/60f=Zn/60。式中：。式中：Z Z为齿轮齿数；为齿轮齿数；n n为被测轴转速为被测轴转速（v/minv/min）；）；f f为感应电动势频率（为感应电动势频率（HzHz）。这样当已知）。这样当已知Z Z，测得，测得f f就知道就知道n n了。了。1-1-测量齿轮测量齿轮 2-2-软铁软铁 3-3-线圈线圈 4-4-外壳外壳 5-5-永磁铁永磁铁 6-6-填料填料 7-7-插座插座5.项目实施1 1）磁电转速传感器波形检测。）磁电转速传感器波形检测。2 2）磁电式凸轮轴位置传感器特性实训。）磁电式凸轮轴位置传感器特性实训。3 3）磁电式曲轴位置传感器特性实训。）磁电式曲轴位置传感器特性实训。（1）任务布置实训指导书可调锂电池模块示波表磁电传感器特性实训板磁电式凸轮轴位置传感器实训板磁电式曲轴位置传感器实训板（2）任务准备 需要准备以下器材。需要准备以下器材。步骤图示工作业1用用连连接接导导线线按按照照积积木木连连接接示示意意图图连连接接成成完整电路，注意连接前先关闭电源开关。完整电路，注意连接前先关闭电源开关。2检检查查无无误误后后接接通通电电源源，打打开开示示波波表表电电源源，磁磁电电式式传传感感器器属属于于无无源源传传感感器器，通通过过感感应应磁磁场场产产生生感感应应电电压压信信号号，一一般般需需要要对对输输出出波形进行整形。波形进行整形。3从从左左至至右右旋旋转转电电机机转转速速调调节节电电位位器器，调调整整示示波波表表参参数数，观观察察波波形形变变化化，并并做做好好相相关记录。关记录。1）磁电转速传感器波形检测。（3）任务步骤步骤图示工作业4通通过过观观察察示示波波表表，可可以以看看到到波波形形的的特特点点是是_，而而且且频频率率随随转转速速变变化化而而变变化化，当当转转速速快快时时，波波形形频频率率会会_。同时描绘在两种转速下的波形图。同时描绘在两种转速下的波形图。5描绘波形描绘波形图示磁电式凸轮轴位置传感器特性实训连接示意图磁电式凸轮轴位置传感器特性实训连接示意图 2）磁电式凸轮轴位置传感器特性实训。工作页知识链接：什么是凸轮轴位置传感器？有何作用？知识链接：什么是凸轮轴位置传感器？有何作用？凸轮轴位置传感器凸轮轴位置传感器(Camshaft Position Sensor(Camshaft Position Sensor，CPS)CPS)又称为气缸识别传感器又称为气缸识别传感器(Cylinder(Cylinder Identification SensorIdentification Sensor，CIS)CIS)，为了区别于曲轴位置传感器，为了区别于曲轴位置传感器(CPS)(CPS)，凸轮轴位置传感器一般都，凸轮轴位置传感器一般都用用CISCIS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ECUECU，以便，以便ECUECU识别识别气缸气缸1 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。即将到达上止点，所以称为气缸识别传感器。完成磁电式凸轮轴位置传感器特性实训积木板的连接，填写工作页。完成磁电式凸轮轴位置传感器特性实训积木板的连接，填写工作页。外观认识：外观认识：观察积木实训板，该磁电式凸轮轴位置传感器由观察积木实训板，该磁电式凸轮轴位置传感器由_和和_组成，信号组成，信号盘和汽车的盘和汽车的_相连。输出端子名称为相连。输出端子名称为_。输出波形观察与分析：输出波形观察与分析：按照积木板上的端子图连接好电源和示波表，检查无误后接通电源。按照积木板上的端子图连接好电源和示波表，检查无误后接通电源。调节示波表参数，固定转速，记录波形形状，根据波形图得出该波形的幅值为调节示波表参数，固定转速，记录波形形状，根据波形图得出该波形的幅值为_，周期，周期为为_，频率为，频率为_。仔细观察波形，可以发现输出同一周期内波形出现宽窄不一，。仔细观察波形，可以发现输出同一周期内波形出现宽窄不一，其原因是其原因是_，该形状和汽车的，该形状和汽车的_有关，代表有关，代表_。转速调节模式观察：转速调节模式观察：调节积木实训板上转速调节旋钮，通过观察示波表，可以看到波形随转调节积木实训板上转速调节旋钮，通过观察示波表，可以看到波形随转速变化而变化，当转速快时，波形会速变化而变化，当转速快时，波形会_。同时记录在两种转速下的波形图。同时记录在两种转速下的波形图。故障设置模式观察：故障设置模式观察：将积木教学实训板上的故障开关将积木教学实训板上的故障开关3 3个端子分别断开，观察示波表波形和转个端子分别断开，观察示波表波形和转速显示，可以观察到波形速显示，可以观察到波形_，转速显示为，转速显示为_。工作页描绘波形描绘波形图示连接示意图连接示意图波形图波形图 3）磁电式曲轴位置传感器特性实训。图示知识链接：知识链接：什么是曲轴位置传感器？有何作用？什么是曲轴位置传感器？有何作用？曲轴位置传感器的作用就是确定曲轴的位置，也就是曲轴的转角。它通常要配合凸轮曲轴位置传感器的作用就是确定曲轴的位置，也就是曲轴的转角。它通常要配合凸轮轴位置传感器一起来工作轴位置传感器一起来工作确定基本点火时刻。我们都知道，发动机是在压缩冲程确定基本点火时刻。我们都知道，发动机是在压缩冲程末开始点火的，那么发动机电脑是怎么知道哪缸该点火了呢？就是通过曲轴位置传感末开始点火的，那么发动机电脑是怎么知道哪缸该点火了呢？就是通过曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器的信号来计算的，通过曲位置传感器，可以知道哪缸活塞处于器和凸轮轴位置传感器的信号来计算的，通过曲位置传感器，可以知道哪缸活塞处于上止点，通过凸轮轴位置传感器，可以知道哪缸活塞是在压缩冲程中。这样，发动机上止点，通过凸轮轴位置传感器，可以知道哪缸活塞是在压缩冲程中。这样，发动机电脑知道了该什么时候给哪缸点火了。同时曲轴位置传感器还可以检测发动机的转速。电脑知道了该什么时候给哪缸点火了。同时曲轴位置传感器还可以检测发动机的转速。完成磁电式曲轴位置传感器特性实训积木板的连接，填写工作页。完成磁电式曲轴位置传感器特性实训积木板的连接，填写工作页。外观认识：外观认识：观察积木实训板，该磁电式曲轴轮轴位置传感器由观察积木实训板，该磁电式曲轴轮轴位置传感器由_和和_组成，信号盘和汽车的组成，信号盘和汽车的_相连。输出端子名称为相连。输出端子名称为_。输出波形观察与分析：输出波形观察与分析：按照积木板上的端子图连接好电源和示波表，检查无误后接按照积木板上的端子图连接好电源和示波表，检查无误后接通电源。调节示波表参数，记录波形形状，根据波形图得出该波形的幅值为通电源。调节示波表参数，记录波形形状，根据波形图得出该波形的幅值为_，周，周期为期为_，频率为，频率为_ _。仔细观察波形，可以发现输出同一周期内波形出现一处。仔细观察波形，可以发现输出同一周期内波形出现一处缺角，其原因是缺角，其原因是_，该形状和汽车的，该形状和汽车的_有关，代表有关，代表_。转速调节模式观察：转速调节模式观察：调节积木实训板上转速调节旋钮，通过观察示波表，可以看到调节积木实训板上转速调节旋钮，通过观察示波表，可以看到波形随转速变化而变化，当转速快时，波形会波形随转速变化而变化，当转速快时，波形会_。同时描绘在两种转速下的波。同时描绘在两种转速下的波形图。形图。故障设置模式观察：故障设置模式观察：将积木教学实训板上的故障开关将积木教学实训板上的故障开关3 3个端子分别断开，观察示波表个端子分别断开，观察示波表波形和转速显示，可以观察到波形波形和转速显示，可以观察到波形_，转速显示为，转速显示为_。图示描绘波形描绘波形检查项目检查项目结果或数据结果或数据检查项目检查项目结果或数据结果或数据检查项目检查项目结果或数据结果或数据连线是否规连线是否规范范是否认真观是否认真观察实训现象察实训现象是否单独完是否单独完成工作页成工作页是否出现异是否出现异常现象常现象测量数据是测量数据是否准确否准确是否严格执是否严格执行行6S6S管理管理（4）检查控制