磁電型轉(zhuǎn)速傳感器的應(yīng)用及常見(jiàn)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(dòng)機(jī)為了實(shí)現(xiàn)精確的點(diǎn)火和噴油時(shí)刻控制，必須能辨識(shí)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(gè)關(guān)鍵的感應(yīng)設(shè)備：曲軸檢測(cè)轉(zhuǎn)速傳感器與凸輪軸檢測(cè)轉(zhuǎn)速傳感器。曲軸檢測(cè)轉(zhuǎn)速傳感器主要收集發(fā)動(dòng)機(jī)引擎的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)角度，進(jìn)而獲得發(fā)動(dòng)機(jī)引擎實(shí)際轉(zhuǎn)速與各缸具體位置，而凸輪軸檢測(cè)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(hào)明確各缸的工作運(yùn)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(guò)二者的結(jié)合，最終實(shí)現(xiàn)順序噴油點(diǎn)火控制、點(diǎn)火和噴油時(shí)刻控制及爆震控制等。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)引擎通電開(kāi)啟的時(shí)候，需要完成EPM的迅速同步，才可以排放噴油與點(diǎn)火數(shù)據(jù)信號(hào)，最后實(shí)現(xiàn)開(kāi)啟成功的目的。截至當(dāng)前，常使用的檢測(cè)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(guò)永久磁鋼、鐵芯構(gòu)成的自動(dòng)感應(yīng)頭與自動(dòng)感應(yīng)金屬線圈構(gòu)成，自動(dòng)感應(yīng)頭端部和需自動(dòng)感應(yīng)的數(shù)據(jù)信號(hào)固定輪齒頂相互之間具備1毫米左右實(shí)際間隙。其理論為：當(dāng)數(shù)據(jù)信號(hào)輪旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，當(dāng)數(shù)據(jù)信號(hào)輪一個(gè)固定輪齒和齒槽靠近與離開(kāi)自動(dòng)感應(yīng)頭時(shí)經(jīng)過(guò)自動(dòng)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(duì)應(yīng)的改變，在自動(dòng)感應(yīng)金屬線圈上自動(dòng)感應(yīng)出一個(gè)完整系統(tǒng)的交流數(shù)據(jù)信號(hào)。數(shù)據(jù)信號(hào)輪轉(zhuǎn)過(guò)一圈，在自動(dòng)感應(yīng)金屬線圈輸出終端把形成和數(shù)據(jù)信號(hào)檢測(cè)齒輪數(shù)相同數(shù)目的溝通交流數(shù)據(jù)信號(hào)，發(fā)動(dòng)機(jī)引擎控制操作設(shè)備參考依據(jù)自動(dòng)輸出數(shù)據(jù)信號(hào)的數(shù)目、工作周期及汽油發(fā)動(dòng)機(jī)引擎實(shí)際轉(zhuǎn)速相互關(guān)系就可以計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)引擎實(shí)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(chǎng)作用強(qiáng)度為的分布磁場(chǎng)，就是在薄片的另兩側(cè)就會(huì)形成一個(gè)大小和操作控制工作電流工，磁自動(dòng)感應(yīng)作用強(qiáng)度的乘積為正比例關(guān)系的電勢(shì)，這就是霍爾電勢(shì)[19]。用霍爾設(shè)備元件作為汽車的車輪檢測(cè)轉(zhuǎn)速傳感器的時(shí)候，多應(yīng)用磁自動(dòng)感應(yīng)作用強(qiáng)度作輸人數(shù)據(jù)信號(hào)，經(jīng)過(guò)磁自動(dòng)感應(yīng)作用強(qiáng)度隨實(shí)際轉(zhuǎn)速改變，形成霍爾電勢(shì)信號(hào)脈沖數(shù)據(jù)信號(hào)，通過(guò)電子工作電路內(nèi)部之間的擴(kuò)大、整形、功放之后，向外自動(dòng)輸出信號(hào)脈沖排布序列，其占空比隨轉(zhuǎn)盤(pán)的角速率改變。齒盤(pán)的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)交替轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)計(jì)磁阻，引發(fā)磁自動(dòng)感應(yīng)作用強(qiáng)度改變，就可以測(cè)取感應(yīng)設(shè)備自動(dòng)輸出的霍爾電勢(shì)信號(hào)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(cè)傳感器設(shè)置有讀數(shù)盤(pán)與測(cè)量確定盤(pán)，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(cè)傳感器在測(cè)量確定物品實(shí)際轉(zhuǎn)速的時(shí)候，測(cè)量確定盤(pán)會(huì)伴隨著被測(cè)物品機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)，光線則隨測(cè)量確定盤(pán)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)持續(xù)通過(guò)每一條縫隙，并且透過(guò)縫隙投射到光敏設(shè)備元件上。光敏設(shè)備元件在自動(dòng)接收光線并且感知其明暗改變之后，也就是自動(dòng)輸出工作電流信號(hào)脈沖數(shù)據(jù)信號(hào)。之后經(jīng)過(guò)在一定時(shí)間內(nèi)部的計(jì)數(shù)與運(yùn)算，就可從而方便獲取被測(cè)量確定目標(biāo)對(duì)象的實(shí)際轉(zhuǎn)速分布狀態(tài)。反射式光電轉(zhuǎn)速檢測(cè)傳感器內(nèi)設(shè)置有光敏設(shè)備元件，當(dāng)轉(zhuǎn)軸機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)反射比例加大的時(shí)候，反射光線會(huì)經(jīng)過(guò)透鏡投射到光敏設(shè)備元件上，反射式光電轉(zhuǎn)速檢測(cè)傳感器就可以發(fā)送一個(gè)信號(hào)脈沖數(shù)據(jù)信號(hào)，而當(dāng)反射光線隨轉(zhuǎn)軸機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)到另一具體位置的時(shí)候，反射比例減小光線變?nèi)?，光敏設(shè)備元件沒(méi)有辦法自動(dòng)感應(yīng)，也就是不會(huì)發(fā)送信號(hào)脈沖數(shù)據(jù)信號(hào)。1.2磁電型轉(zhuǎn)速傳感器的特點(diǎn)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(cè)轉(zhuǎn)速傳感器來(lái)說(shuō)，磁電型轉(zhuǎn)速傳感器具有如下特點(diǎn)：a）不需要外接電源，磁電型轉(zhuǎn)速傳感器輸出2根信號(hào)線，若作為檢測(cè)轉(zhuǎn)速使用時(shí)，不分方向?qū)?根信號(hào)線串入控制器中即可，但若作為曲軸位置、凸輪軸位置檢測(cè)傳感設(shè)備使用時(shí)，需規(guī)定信號(hào)方向（傳感設(shè)備供應(yīng)廠家在出廠時(shí)會(huì)進(jìn)行規(guī)定），否則會(huì)影響控制器識(shí)別；b）抗干擾性好，因磁電型轉(zhuǎn)速傳感器無(wú)需電源，不會(huì)因?yàn)殡娫词艿礁蓴_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(cè)信號(hào)輪形成磁回路，不會(huì)對(duì)周圍產(chǎn)品產(chǎn)生干擾；c）環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，磁電型轉(zhuǎn)速傳感器能在-43℃～120℃的環(huán)境溫度范圍內(nèi)長(zhǎng)期工作，抗振動(dòng)、耐沖擊，以及各種煙霧、油氣、水氣等惡劣環(huán)境；d）輸出信號(hào)大，磁電型轉(zhuǎn)速傳感器輸出信號(hào)幅度與檢測(cè)信號(hào)輪的轉(zhuǎn)速有關(guān)，轉(zhuǎn)速越高，輸出信號(hào)幅度越大，有利于控制器信號(hào)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(huì)出現(xiàn)因內(nèi)部松動(dòng)等故障，可靠性壽命指標(biāo)均在10年以上；這些優(yōu)點(diǎn)，也使磁電型轉(zhuǎn)速傳感器用途甚廣，特別是對(duì)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(shí)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(shí)），具體見(jiàn)圖1.2所示；傳感器與信號(hào)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(hào)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(cè)信號(hào)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