磁電型轉(zhuǎn)速傳感器的應(yīng)用及常見故障分析概述1.1轉(zhuǎn)速傳感器的應(yīng)用及類型電控發(fā)動機為了實現(xiàn)精確的點火和噴油時刻控制，必須能辨識出各缸的位置和工作狀態(tài)，而這些信息的確定主要依賴于兩個關(guān)鍵的感應(yīng)設(shè)備：曲軸檢測轉(zhuǎn)速傳感器與凸輪軸檢測轉(zhuǎn)速傳感器。曲軸檢測轉(zhuǎn)速傳感器主要收集發(fā)動機引擎的機械轉(zhuǎn)動角度，進(jìn)而獲得發(fā)動機引擎實際轉(zhuǎn)速與各缸具體位置，而凸輪軸檢測轉(zhuǎn)速傳感器又稱之為判缸感應(yīng)設(shè)備，其主要結(jié)合曲軸位置感應(yīng)設(shè)備數(shù)據(jù)信號明確各缸的工作運行狀態(tài)（也就是各缸在壓縮處理、做功與排氣的哪一類分布狀態(tài)），經(jīng)過二者的結(jié)合，最終實現(xiàn)順序噴油點火控制、點火和噴油時刻控制及爆震控制等。當(dāng)發(fā)動機引擎通電開啟的時候，需要完成EPM的迅速同步，才可以排放噴油與點火數(shù)據(jù)信號，最后實現(xiàn)開啟成功的目的。截至當(dāng)前，常使用的檢測轉(zhuǎn)速傳感器，按照其應(yīng)用的工作基本理論可以劃分為磁電型、霍爾作用效應(yīng)型、光電作用效應(yīng)型等，詳細(xì)具體如下所示：a）磁電型磁電型轉(zhuǎn)速傳感器是通過永久磁鋼、鐵芯構(gòu)成的自動感應(yīng)頭與自動感應(yīng)金屬線圈構(gòu)成，自動感應(yīng)頭端部和需自動感應(yīng)的數(shù)據(jù)信號固定輪齒頂相互之間具備1毫米左右實際間隙。其理論為：當(dāng)數(shù)據(jù)信號輪旋轉(zhuǎn)的時候，當(dāng)數(shù)據(jù)信號輪一個固定輪齒和齒槽靠近與離開自動感應(yīng)頭時經(jīng)過自動感應(yīng)金屬線圈的磁通量把伴隨著固定輪齒與齒槽的凹凸形成相對應(yīng)的改變，在自動感應(yīng)金屬線圈上自動感應(yīng)出一個完整系統(tǒng)的交流數(shù)據(jù)信號。數(shù)據(jù)信號輪轉(zhuǎn)過一圈，在自動感應(yīng)金屬線圈輸出終端把形成和數(shù)據(jù)信號檢測齒輪數(shù)相同數(shù)目的溝通交流數(shù)據(jù)信號，發(fā)動機引擎控制操作設(shè)備參考依據(jù)自動輸出數(shù)據(jù)信號的數(shù)目、工作周期及汽油發(fā)動機引擎實際轉(zhuǎn)速相互關(guān)系就可以計算出發(fā)動機引擎實際轉(zhuǎn)速與曲軸轉(zhuǎn)角b）霍爾作用效應(yīng)型霍爾作用效應(yīng)式型轉(zhuǎn)速傳感器使用霍爾作用效應(yīng)理論，也就是在半導(dǎo)體薄片的兩側(cè)通以操作控制工作電流工，在薄片的Y軸豎向上增加分布磁場作用強度為的分布磁場，就是在薄片的另兩側(cè)就會形成一個大小和操作控制工作電流工，磁自動感應(yīng)作用強度的乘積為正比例關(guān)系的電勢，這就是霍爾電勢[19]。用霍爾設(shè)備元件作為汽車的車輪檢測轉(zhuǎn)速傳感器的時候，多應(yīng)用磁自動感應(yīng)作用強度作輸人數(shù)據(jù)信號，經(jīng)過磁自動感應(yīng)作用強度隨實際轉(zhuǎn)速改變，形成霍爾電勢信號脈沖數(shù)據(jù)信號，通過電子工作電路內(nèi)部之間的擴大、整形、功放之后，向外自動輸出信號脈沖排布序列，其占空比隨轉(zhuǎn)盤的角速率改變。齒盤的機械轉(zhuǎn)動交替轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)計磁阻，引發(fā)磁自動感應(yīng)作用強度改變，就可以測取感應(yīng)設(shè)備自動輸出的霍爾電勢信號脈沖。c）光電作用效應(yīng)型光電作用效應(yīng)型轉(zhuǎn)速傳感器又劃分為投射式與反射式。投射式光電轉(zhuǎn)速檢測傳感器設(shè)置有讀數(shù)盤與測量確定盤，二者相互之間存在間隔一致的縫隙。投射式光電轉(zhuǎn)速檢測傳感器在測量確定物品實際轉(zhuǎn)速的時候，測量確定盤會伴隨著被測物品機械轉(zhuǎn)動，光線則隨測量確定盤機械轉(zhuǎn)動持續(xù)通過每一條縫隙，并且透過縫隙投射到光敏設(shè)備元件上。光敏設(shè)備元件在自動接收光線并且感知其明暗改變之后，也就是自動輸出工作電流信號脈沖數(shù)據(jù)信號。之后經(jīng)過在一定時間內(nèi)部的計數(shù)與運算，就可從而方便獲取被測量確定目標(biāo)對象的實際轉(zhuǎn)速分布狀態(tài)。反射式光電轉(zhuǎn)速檢測傳感器內(nèi)設(shè)置有光敏設(shè)備元件，當(dāng)轉(zhuǎn)軸機械轉(zhuǎn)動反射比例加大的時候，反射光線會經(jīng)過透鏡投射到光敏設(shè)備元件上，反射式光電轉(zhuǎn)速檢測傳感器就可以發(fā)送一個信號脈沖數(shù)據(jù)信號，而當(dāng)反射光線隨轉(zhuǎn)軸機械轉(zhuǎn)動到另一具體位置的時候，反射比例減小光線變?nèi)酰饷粼O(shè)備元件沒有辦法自動感應(yīng)，也就是不會發(fā)送信號脈沖數(shù)據(jù)信號。1.2磁電型轉(zhuǎn)速傳感器的特點及輸出特性1.2.1磁電型轉(zhuǎn)速傳感器的特征相比較于霍爾作用效應(yīng)型與光電作用效應(yīng)型檢測轉(zhuǎn)速傳感器來說，磁電型轉(zhuǎn)速傳感器具有如下特點：a）不需要外接電源，磁電型轉(zhuǎn)速傳感器輸出2根信號線，若作為檢測轉(zhuǎn)速使用時，不分方向?qū)?根信號線串入控制器中即可，但若作為曲軸位置、凸輪軸位置檢測傳感設(shè)備使用時，需規(guī)定信號方向（傳感設(shè)備供應(yīng)廠家在出廠時會進(jìn)行規(guī)定），否則會影響控制器識別；b）抗干擾性好，因磁電型轉(zhuǎn)速傳感器無需電源，不會因為電源受到干擾影響傳感器的輸出，且因磁電型轉(zhuǎn)速傳感器內(nèi)所含的永久磁鋼和檢測信號輪形成磁回路，不會對周圍產(chǎn)品產(chǎn)生干擾；c）環(huán)境適應(yīng)性強，磁電型轉(zhuǎn)速傳感器能在-43℃～120℃的環(huán)境溫度范圍內(nèi)長期工作，抗振動、耐沖擊，以及各種煙霧、油氣、水氣等惡劣環(huán)境；d）輸出信號大，磁電型轉(zhuǎn)速傳感器輸出信號幅度與檢測信號輪的轉(zhuǎn)速有關(guān)，轉(zhuǎn)速越高，輸出信號幅度越大，有利于控制器信號采集；e）可靠性高，磁電型轉(zhuǎn)速傳感器一般都采用注塑或灌膠結(jié)構(gòu)，不會出現(xiàn)因內(nèi)部松動等故障，可靠性壽命指標(biāo)均在10年以上；這些優(yōu)點，也使磁電型轉(zhuǎn)速傳感器用途甚廣，特別是對電磁干擾有嚴(yán)格要求的特種車輛上面。1.2.2磁電型轉(zhuǎn)速傳感器的輸出特性拿“ZG941Z2型磁電型轉(zhuǎn)速傳感器”為實際案例進(jìn)行課題研究，其輸出特性指標(biāo)為：輸出振蕩波形：近似正弦振蕩波（≥50轉(zhuǎn)/分鐘時），具體見圖1.2所示；傳感器與信號輪距離為0.8～1.2毫米；室溫條件下：電阻值：915Ω±91.5Ω；電感值：0.27H±0.05H；絕緣阻值：≥100MΩ/500VDC；輸出信號幅值：安裝間隙為1.2毫米，轉(zhuǎn)速為100r/min，最小峰值高于4V；轉(zhuǎn)速為2500r/min，最小峰值高于60V（采用的檢測信號輪直徑為170毫米）。圖1.2ZG941Z2型磁電型轉(zhuǎn)速傳感器輸出波形1.3