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

電動助力轉向系統EPS的基本工作原理為：EPS控制器根據傳感器采集的方向盤轉矩、方向盤轉角和車速等信號，控制電機產生轉向助力。

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

一、EPS傳感器分類

EPS傳感器可分別按照功能、結構、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

轉矩或轉角單信號輸出

TAS

轉矩和轉角雙信號輸出

按結構分類

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，如電位器原理結構、電刷與導電介質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轉換為磁通量B

電磁感性式

扭桿變形量Φ轉換為感應系數L/M

電容感應式

扭桿變形量Φ轉換為電容量C

光電式

按輸出信號分類

Anglog

模擬信號

PWM

脈沖寬度調制

SPC

短脈寬調制編碼

SENT

單邊沿半字節輸出

SPI

串行外設接口信號

二、轉矩測量原理

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矩會轉換為上下助力軸的相對轉動。而上轉子和下轉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角度會轉換為上下轉子之間的相對扭轉。

圖 1 角度差分結構

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換為響應的變量，即磁通量B、感應系數L/M、電容量C等，隨后對該變量進行檢測和計算轉換，最終輸出轉矩信號。相關檢測機制見下圖2。

圖 2 角度查分檢測機制

三、轉角測量原理

1.相對位置角度信號

TOS傳感器可直接輸出方向盤轉角信號，但其測量范圍只有0°~360°（不同產品，測量范圍甚至更小），無法識別方向盤轉過的圈數，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構的傳動比實現），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，見下圖4。

圖 4 絕對位置角度信號

根據對比信號的不同可將絕對位置轉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MCU處理后轉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，軸每轉過1/16圈，角度傳感器就會計數一次。往一個方向轉動時，計數增加，轉動方向改變時，計數減少。計數與角度傳感器的初始位置有關。當初始化角度傳感器時，它的計數值被設置為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以及注塑機，木工機械，印刷機，電子尺，機器人，工程監測，電腦控制運動器械等需要精確測量位移的場合。
從構造形式來看, 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。優點：電阻溫度系數低，電阻值穩定性好，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(如絲網印刷) 涂覆在基體上再經固化而制成的電阻膜作為電阻體。優點：能大規模生產，價格便宜，調節時噪聲較小，優越的高頻性能，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
印刷等方法涂覆在陶瓷基體上，經烘干、高溫燒結而成的電阻膜作為電阻體。優點：總電阻值范圍寬廣，且有很高的分辨力和良好的穩定性，噪聲小，頻率響應非常好，遠遠超過100MHz。電阻溫度系數較小，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樹脂和交聯劑等混合而成的漿料采用絲網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運動數百萬次后，仍不會產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中。缺點：耐潮濕性能較差， 穩定性不如玻璃釉角度傳感器，動觸點額定電流小，溫度系數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：純電續航超400公里？全新比亞迪宋EV將于8月31日上市

汽車發展至今電氣化的設備已經越來越多，而其中傳感器的作用至關重要，無論是空氣，壓力，距離，都需要傳感器來幫系統傳遞信號來完成調度，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
摸擬傳感器、數字傳感器。其中數字傳感器便干與計算機聯用，且坑干擾性較強，例如脈沖盤式角度數字傳感器、光柵傳感器等。傳感器數字化是今后的發展趨勢。
（5）傳感器的種類：按應用場合不同
工業用，農用、軍用、醫用、科研用、環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：根據使用目的的不同
計測用、監視用，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容。
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