角度傳感器的種類：EPS傳感器系列（一）：EPS傳感器分類及介紹

原標題：EPS傳感器系列（一）：EPS傳感器分類及介紹

電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS的基本工作原理為：EPS控制器根據(jù)傳感器采集的方向盤轉(zhuǎn)矩、方向盤轉(zhuǎn)角和車速等信號，控制電機產(chǎn)生轉(zhuǎn)向助力。

采集車速信號的輪速傳感器通常由ESC系統(tǒng)供貨，采集方向盤轉(zhuǎn)矩的傳感器由EPS系統(tǒng)供貨，采集方向盤轉(zhuǎn)角的傳感器可單獨供貨或由EPS系統(tǒng)供貨，本系列將主要介紹方向盤轉(zhuǎn)矩傳感器和方向盤轉(zhuǎn)角傳感器。

一、EPS傳感器分類

EPS傳感器可分別按照功能、結(jié)構(gòu)、原理及輸出信號四種分類方法進行分類，具體見下表1。

表 1 EPS傳感器分類

分類方法

類型

說明

按功能分類

TOS

轉(zhuǎn)矩或轉(zhuǎn)角單信號輸出

TAS

轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)角雙信號輸出

按結(jié)構(gòu)分類

接觸式

傳感器全工作行程中，獲取信號的敏感部件存在機械摩擦，如電位器原理結(jié)構(gòu)、電刷與導電介質(zhì)之間存在摩擦的傳感器

非接觸式

傳感器全工作行程中，信號通過磁耦合、電耦合、光耦合等方式獲取，如線圈感應、巨磁（MR）橋路、電容電場等原理的傳感器

按原理分類

電位器式（電阻式）

/

磁場檢測式

扭桿變形量Φ轉(zhuǎn)換為磁通量B

電磁感性式

扭桿變形量Φ轉(zhuǎn)換為感應系數(shù)L/M

電容感應式

扭桿變形量Φ轉(zhuǎn)換為電容量C

光電式

按輸出信號分類

Anglog

模擬信號

PWM

脈沖寬度調(diào)制

SPC

短脈寬調(diào)制編碼

SENT

單邊沿半字節(jié)輸出

SPI

串行外設接口信號

二、轉(zhuǎn)矩測量原理

如下圖1所示，EPS的上下助力軸通過扭桿連接，駕駛員施加在方向盤上的轉(zhuǎn)矩會轉(zhuǎn)換為上下助力軸的相對轉(zhuǎn)動。而上轉(zhuǎn)子和下轉(zhuǎn)子分別安裝在上下助力軸上，因此上下助力軸之間的相對扭轉(zhuǎn)角度會轉(zhuǎn)換為上下轉(zhuǎn)子之間的相對扭轉(zhuǎn)。

圖 1 角度差分結(jié)構(gòu)

基于不同的測量原理，不同類型傳感器可將扭桿上下角度差轉(zhuǎn)換為響應的變量，即磁通量B、感應系數(shù)L/M、電容量C等，隨后對該變量進行檢測和計算轉(zhuǎn)換，最終輸出轉(zhuǎn)矩信號。相關(guān)檢測機制見下圖2。

圖 2 角度查分檢測機制

三、轉(zhuǎn)角測量原理

1.相對位置角度信號

TOS傳感器可直接輸出方向盤轉(zhuǎn)角信號，但其測量范圍只有0°~360°（不同產(chǎn)品，測量范圍甚至更小），無法識別方向盤轉(zhuǎn)過的圈數(shù)，只是一個相對位置的角度信號，見下圖3。

圖 3 相對位置角度信號

2.絕對位置角度信號

在TOS傳感器基礎上增加對比信號，主信號與對比信號存在一定的相位差（可通過設置主副信號傳遞結(jié)構(gòu)的傳動比實現(xiàn)），對主副信號進行處理后即可獲取測量范圍大于360°的絕對位置角度信號，通常處理后的信號測量范圍時主副信號周期的最小公倍數(shù)，見下圖4。

圖 4 絕對位置角度信號

根據(jù)對比信號的不同可將絕對位置轉(zhuǎn)角傳感器分為以下兩種：

（1）單副齒輪式

在TOS主齒輪旁增加一個副齒輪，主副齒輪輸出的角度信號經(jīng)MCU處理后轉(zhuǎn)換為絕對位置角度信號，見下圖5。

圖 5 單副齒輪式

（2）雙副齒輪式

在TOS主齒輪旁邊增加一組副齒輪，兩個副齒輪輸出的角度信號經(jīng)MCU處理后獲取一組絕對位置角度信號，見下圖6。

圖 6 雙副齒輪式

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責任編輯：

角度傳感器的種類：什么是角度位移傳感器，它有哪些分類？

角度傳感器用來檢測角度的。它的身體中有一個孔，可以配合樂高的軸。當連接到RCX上時，軸每轉(zhuǎn)過1/16圈，角度傳感器就會計數(shù)一次。往一個方向轉(zhuǎn)動時，計數(shù)增加，轉(zhuǎn)動方向改變時，計數(shù)減少。計數(shù)與角度傳感器的初始位置有關(guān)。當初始化角度傳感器時，它的計數(shù)值被設置為0，如果需要，你可以用編程把它重新復位。
角度位移傳感器的應用
適用于汽車，工程機械，宇宙裝置、導彈、飛機雷達天線的伺服系統(tǒng)以及注塑機，木工機械，印刷機，電子尺，機器人，工程監(jiān)測，電腦控制運動器械等需要精確測量位移的場合。
從構(gòu)造形式來看, 角度傳感器可分為線繞角度傳感器和非線繞角度傳感器兩大類。
線繞角度傳感器是將電阻絲繞在金屬、陶瓷和塑料骨架上作為電阻元件。優(yōu)點：電阻溫度系數(shù)低，電阻值穩(wěn)定性好，功率負荷性大，工作壽命長。缺點：分辨力有一定階梯性、總阻值范圍窄、高頻性能差。
非線繞角度傳感器有合成膜角度傳感器、玻璃釉角度傳感器、導電塑料角度傳感器等。
（1）合成膜角度傳感器是將炭黑、石墨和有機粘合劑、填充料等混合制成的漿料采用多種方法(如絲網(wǎng)印刷) 涂覆在基體上再經(jīng)固化而制成的電阻膜作為電阻體。優(yōu)點：能大規(guī)模生產(chǎn)，價格便宜，調(diào)節(jié)時噪聲較小，優(yōu)越的高頻性能，還具有較小的電感量和分布容量，且工作壽命長，很少突然發(fā)生嚴重損壞，總阻值范圍寬廣。
（2）玻璃釉角度傳感器是將金屬(或其氧化物) 粉、玻璃釉等混合而成的漿料采用絲網(wǎng)
印刷等方法涂覆在陶瓷基體上，經(jīng)烘干、高溫燒結(jié)而成的電阻膜作為電阻體。優(yōu)點：總電阻值范圍寬廣，且有很高的分辨力和良好的穩(wěn)定性，噪聲小，頻率響應非常好，遠遠超過100MHz。電阻溫度系數(shù)較小，電阻元件表面堅硬而耐磨，工作壽命長。
（3） 導電塑料角度傳感器是將炭黑、石墨和超細金屬粉、DAP樹脂和交聯(lián)劑等混合而成的漿料采用絲網(wǎng)印刷等方法涂覆在陶瓷或特制塑料基體上而成的電阻膜作為電阻體。優(yōu)點：接觸電阻變化小，工作壽命很長；表面光滑，分辨力非常高；即使動觸點在電阻體上循環(huán)運動數(shù)百萬次后，仍不會產(chǎn)生明顯的摩擦力和磨損。對電阻元件加以修刻，可使其線性度達0.1%的水平。動態(tài)噪聲非常小，有良好的高頻工作性能，適用于高增益伺服系統(tǒng)中。缺點：耐潮濕性能較差， 穩(wěn)定性不如玻璃釉角度傳感器，動觸點額定電流小，溫度系數(shù)介于線繞角度傳感器和玻璃釉角度傳感器之間。
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角度傳感器的種類：純電續(xù)航超400公里？全新比亞迪宋EV將于8月31日上市

汽車發(fā)展至今電氣化的設備已經(jīng)越來越多，而其中傳感器的作用至關(guān)重要，無論是空氣，壓力，距離，都需要傳感器來幫系統(tǒng)傳遞信號來完成調(diào)度，那么傳感器有多少種類呢？今天我們來捋一捋。
（1）傳感器的種類：按被測量
可分為力學量、光學量、磁學量、幾何學量、運動學量、流速與流量、液面、熱學量、化學量、生物量傳感器等。這種分類有利于選擇傳感器、應用傳感器
（2）傳感器的種類：按照工作原理
電阻式、電容式、電感式，光電式，光柵式、熱電式、壓電式、紅外、光纖、超聲波、激光傳感器等。這種分類有利于研究、設計傳感器，有利于對傳感器的工作原理進行闡述。
（3）傳感器的種類：按敏感材料不同
半導體傳感器、陶瓷傳感器、石英傳感器、光導纖推傳感器、金屬傳感器、有機材料傳感器、高分子材料傳感器等。這種分類法可分出很多種類。
（4）傳感器的種類：按照傳感器輸出量的性質(zhì)
摸擬傳感器、數(shù)字傳感器。其中數(shù)字傳感器便干與計算機聯(lián)用，且坑干擾性較強，例如脈沖盤式角度數(shù)字傳感器、光柵傳感器等。傳感器數(shù)字化是今后的發(fā)展趨勢。
（5）傳感器的種類：按應用場合不同
工業(yè)用，農(nóng)用、軍用、醫(yī)用、科研用、環(huán)保用和家電用傳感器等。若按具體便用場合，還可分為汽車用、船艦用、飛機用、宇宙飛船用、防災用傳感器等。
（6）傳感器的種類：根據(jù)使用目的的不同
計測用、監(jiān)視用，位查用、診斷用，控制用和分析用傳感器等
電子儀器精密而又復雜，從中作為媒介載體的種類已然令人眼花繚亂，而這中間發(fā)展所需要的智慧和時間讓人嘆服，以上就是小編給你帶來的傳感器分類內(nèi)容。
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