节气门位置传感器的工作原理
磁感应传感器的工作原理是磁力线通过的路径是永磁体N极定子和转子之间的气隙,转子凸齿和定子磁头、磁头、导磁板和永磁体S极之间的气隙。当信号转子旋转时,磁路中的气隙会发生周期性变化,磁路的磁阻和通过信号线圈头的磁通量也会发生周期性变化。根据电磁感应原理,感应线圈中会感应出交变电动势。
当信号转子顺时针旋转时,转子齿与磁头之间的气隙减小,磁阻减小,磁通量φ增大,磁通量变化率增大(d φ/dt "0),感应电动势E为正(e" 0)。当转子齿靠近磁头边缘时,磁通φ急剧增大,磁通变化率最大[dφ/dt = (dφ/dt) max],感应电动势E最大(E=Emax)。转子转到B点位置后,虽然磁通φ仍在增加,但磁通变化率减小,所以感应电动势E减小。
当转子旋转到凸齿中心线与磁头中心线对齐时,虽然转子凸齿与磁头之间的气隙最小,磁路磁阻最小,磁通量φ最大,但由于磁通量不能继续增加,磁通量变化率为零,感应电动势E为零。
当转子继续顺时针旋转,凸齿离开磁头时,凸齿与磁头之间的气隙增大,磁阻增大,磁通量φ减小(d φ/dt "0),因此感应电动势E为负。当凸齿背离磁头边缘时,磁通φ急剧下降,磁通变化率达到负最大值[dφ/df =-(dφ/dt) max],感应电动势E也达到负最大值(E=-Emax)。
可以看出,信号转子每转动一个凸齿,感应线圈中就会产生一个周期性的交变电动势,即电动势会有一个最大值和一个最小值,感应线圈会相应地输出一个交变电压信号。磁感应传感器的突出优点是不需要外接电源,永磁体起着将机械能转化为电能的作用,所以其磁能不会流失。当发动机转速变化时,转子齿的转速会发生变化,铁芯中磁通量的变化率也会发生变化。转速越高,磁通量的变化率越大,感应线圈中的感应电动势越高。
由于转子齿与磁头之间的气隙直接影响磁路的磁阻和感应线圈的输出电压,所以在使用中转子齿与磁头之间的气隙不能随意改变。如果气隙发生变化,必须按规定进行调整,气隙一般设计在0.2 ~ 0.4 mm范围内。