1、什么是主動(dòng)式輪速傳感器？

主動(dòng)式輪速傳感器是能夠識(shí)別旋轉(zhuǎn)方向的一種傳感器

隨著汽車市場(chǎng)的保有量連續(xù)多年的高速增長(zhǎng)，人們對(duì)于汽車駕駛安全技術(shù)的要求也越來(lái)越高，尤其是主動(dòng)安全技術(shù)。無(wú)論是如今應(yīng)用廣泛的防抱死系統(tǒng)(Antilock Brake System，ABS)、車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)(Electronic Stability Program，ESP)，還是逐漸興起的高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(Advanced Driver Assistance System，ADAS)， 汽車防撞預(yù)警系統(tǒng)(Forward Collision Warning System，F(xiàn)CWS)，都需要準(zhǔn)確地獲取當(dāng)前輪速，或者通過(guò)汽車ECU對(duì)輪速信號(hào)進(jìn)行邏輯計(jì)算估算出汽車速度。

本文主要是對(duì)市場(chǎng)主流的輪速傳感器工作原理和信號(hào)特征進(jìn)行分析說(shuō)明，在此基礎(chǔ)上，針對(duì)性地對(duì)輪速傳感器應(yīng)用進(jìn)行實(shí)例介紹，同時(shí)對(duì)輪速傳感器的發(fā)展做出展望。

二、輪速信號(hào)的采集

輪速信號(hào)的采集過(guò)程實(shí)際上可以看作是對(duì)旋轉(zhuǎn)件的測(cè)速過(guò)程。轉(zhuǎn)速測(cè)量常用的光電式、電渦流式和電磁式等也曾應(yīng)用于汽車輪速信號(hào)的測(cè)量。相比較而言，電磁式輪速傳感器工作可靠，價(jià)格合適，受環(huán)境因素(如溫度、灰塵等)的影響較小，基于以上優(yōu)點(diǎn)，電磁式輪速傳感器在輪速信號(hào)的采集中應(yīng)用廣泛。

電磁式輪速傳感器大致分為電感式、霍爾式和磁阻式三種類型。其中，電感式輪速傳感器是被動(dòng)式輪速傳感器，又稱無(wú)源輪速傳感器;相對(duì)應(yīng)的，霍爾式和磁阻式輪速傳感器是主動(dòng)式輪速傳感器，也稱有源輪速傳感器，有一個(gè)電源電路為傳感器提供外部電壓供電，在外部供電無(wú)法提供時(shí)，主動(dòng)式輪速傳感器將無(wú)輪速信號(hào)產(chǎn)生。

1、電感式輪速傳感器

電感式輪速傳感器基于電磁感應(yīng)原理，利用電磁感應(yīng)把被測(cè)對(duì)象的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成線圈的自感系數(shù)和互感系數(shù)的變化，再由電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化量輸出，實(shí)現(xiàn)非電量到電量的轉(zhuǎn)換。由電磁感應(yīng)定律可知，通過(guò)回路面積的磁通量發(fā)生變化時(shí)，回路中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，如公式(1)所示：

由式(1)、(2)可見(jiàn)，磁通量的變化決定了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的輸出，磁通量的變化頻率決定了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的輸出頻率。電感式輪速傳感器工作原理結(jié)構(gòu)如圖1所示。

當(dāng)車輪運(yùn)動(dòng)時(shí)，齒圈隨半軸轉(zhuǎn)動(dòng)，齒圈的齒形變化引起齒圈與永久磁鐵間隙的變化，繼而對(duì)磁通量造成影響，感應(yīng)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨之變化。通過(guò)對(duì)輸出電勢(shì)的頻率統(tǒng)計(jì)，可知車輪轉(zhuǎn)速為：

P —系數(shù)，一般根據(jù)單位調(diào)整;

f —感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)頻率;

z —齒數(shù)。

2、霍爾式輪速傳感器

霍爾式輪速傳感器基于霍爾效應(yīng)，由霍爾組件結(jié)合電子元件組成，霍爾元件外加與電流方向垂直的磁場(chǎng)，在霍爾元件的兩端會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差，即霍爾電勢(shì)差。

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式中，I —輸入電流;B —磁感應(yīng)強(qiáng)度;n —自由電子濃度;e —電子電荷量;d —霍爾元件厚度;KH —霍爾系數(shù)，定義霍爾元件的靈敏度，僅與元件材料有關(guān)，為一常量。

由式(4) 可 見(jiàn)，UH、I和B三者確定其中兩個(gè)，另一個(gè)參數(shù)也就確定。

值得注意的是，自由電子濃度 n 受溫度影響較大，要注意消除溫度變化造成的影響。霍爾式輪速傳感器工作原理結(jié)構(gòu)如圖2所示。

具有磁化軌道的轉(zhuǎn)軸或磁性軸用于產(chǎn)生磁場(chǎng)，永久背磁用于產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。A和B可統(tǒng)稱為編碼器。

車輪運(yùn)動(dòng)時(shí)，編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)，霍爾式輪速傳感器檢測(cè)到編碼器的磁通量的大小變化。通常傳感器內(nèi)部包含兩個(gè)霍爾元件，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生具有一定相位差的波形，兩波形經(jīng)差分放大，實(shí)現(xiàn)精度和靈敏度的提高。

車輪轉(zhuǎn)速也可用式(3)表示，其中 f 表示為霍爾電壓的信號(hào)頻率。

3、磁阻式輪速傳感器

可變磁阻式輪速傳感器基于磁阻效應(yīng)，與霍爾效應(yīng)類似的是，在磁阻效應(yīng)元件上接通電流和通過(guò)磁場(chǎng)，這里的磁場(chǎng)與電流成角度 α 設(shè)置，如圖 3，這樣磁場(chǎng)耦合到磁阻效應(yīng)元件(一般為鐵磁材料制作的薄板，稱之為韋斯磁疇)方向的磁通量的變化率發(fā)生變化，從而改變?cè)碾娮?系數(shù))。

當(dāng)外部磁場(chǎng)與磁阻元件中的電流之間的夾角 α 發(fā)生變化時(shí)，磁阻元件電阻 R 變化，有：

圖4中可以看到，當(dāng) α=90° 時(shí)，磁阻元件電阻 R最小;當(dāng) α=180°(0°)時(shí)，磁阻元件電阻 R 最大。磁阻元件一般后接電橋進(jìn)行信號(hào)處理，惠斯通電橋如圖 4。磁阻元件做為Rx，根據(jù)電橋原理，Rx 的變化引起 R1 和 R3 兩端電壓差 ΔV 的變化，通過(guò)對(duì) ΔV 實(shí)現(xiàn)對(duì) Rx 變化率的放大。

與霍爾元件的信號(hào)處理類似，當(dāng)需要消除零點(diǎn)漂移時(shí)可以做差分處理，磁阻元件可以通過(guò)添加磁阻元件以及調(diào)整電橋結(jié)構(gòu)進(jìn)行差分放大，一般常用的是采用六橋結(jié)構(gòu)。

車輪轉(zhuǎn)速也可用式(3)表示，其中，f 表示為霍爾電壓的信號(hào)頻率。

三、輪速信號(hào)的處理

輪速信號(hào)采集后，還需要進(jìn)行限幅、濾波等信號(hào)處理，從而使汽車 ECU 能夠使用更穩(wěn)定有效的輪速信息。

1、輪速信號(hào)類型

輪速信號(hào)采集后，首先要區(qū)分輪速信號(hào)類型。輸出信號(hào)類型主要有以下四種，如圖5所示。

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圖5(a)中表示被動(dòng)式輪速傳感器的輸出波形，這是一種類似于正弦波的波形，其頻率、幅值的變化與氣隙(傳感器測(cè)試端外表面與靶目標(biāo)間的距離)和編碼器的旋轉(zhuǎn)頻率有關(guān)。如某轎車實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，當(dāng)氣隙固定為0.8mm，在車速為15km/h 時(shí)，輪速傳感器輸出信號(hào)頻率95Hz左右，電壓幅值0.5V左右;在車速為1205km/h 時(shí)，輪速傳感器輸出信號(hào)頻率761Hz 左右，電壓幅值5.3V左右。

圖5(b)、(c)、(d)中表示主動(dòng)式輪速傳感器的輸出波形，一般采用霍爾元件或磁阻元件。

圖 5(b)表示高低電流交替進(jìn)行的方波信號(hào)。一般來(lái)說(shuō)，在傳感器允許的氣隙范圍內(nèi)，方波信號(hào)的參數(shù)是基本一致的，或者說(shuō)是有效的。這里的參數(shù)主要包括高電流 IH、低電流 IL 和占空比 t/T(一般為 50%)，參數(shù)有效體現(xiàn)在數(shù)值處于一定區(qū)間內(nèi)，這主要是由芯片性能確定，一般要求 IH 處于11.5mA~16.8mA，IL 處 于 5.7mA~9.6mA，占空比30%~70%。輸出參數(shù)穩(wěn)定有效，與輪速傳感器相連接的處理單元才能夠有效識(shí)別出輪速。

圖5(c)、(d)中的傳感器相當(dāng)于圖5(b)中傳感器的升級(jí)版，表現(xiàn)在通過(guò)一定的方式體現(xiàn)出轉(zhuǎn)速外更多的信息。

圖5(c)中方波Xn的脈寬相對(duì)于半周期t1較窄(這里要注意的是：相對(duì)于圖 5(b)，PWM協(xié)議傳感器占空比也是50%的上下區(qū)間，但不是tx/t1，而是 t1/T)，這是該類傳感器通過(guò)脈寬調(diào)制的方式輸出額外信息，包括安裝氣隙的變化、車輪的正反轉(zhuǎn)以及其他的警告信息。

圖5(d)中的電流輸出多出了一系列電流方波，這一類傳感器通過(guò)電流方波組成的序列提供了附加信息，包括氣隙儲(chǔ)備、車輪正反轉(zhuǎn)等。相對(duì)于PWM協(xié)議的輪速傳感器，AK 協(xié)議的輪速傳感器面對(duì)接近靜止的低速情況下，以及靜止情況(輪速為0)下具有更好的信息，體現(xiàn)在靜止情況下，AK協(xié)議中的輪速方波消失，但是后面9位的信息方波依然能夠輸出。

圖5(c)、(d)中的方波類型我們統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)圖5(b)表示高低電流交替進(jìn)行的方波信號(hào)。一般來(lái)說(shuō)，在傳感器允許的氣隙范圍內(nèi)，方波信號(hào)的參數(shù)是基本一致的，或者說(shuō)是有效的。這里的參數(shù)主要包括高電流IH、低電流IL和占空比t/T(一般為 50%)，參數(shù)有效體現(xiàn)在數(shù)值處于一定區(qū)間內(nèi)，這主要是由芯片性能確定，一般要求IH處于11.5mA~16.8mA，IL處于5.7mA~9.6mA，占空比30%~70%。輸出參數(shù)穩(wěn)定有效，與輪速傳感器相連接的處理單元才能夠有效識(shí)別出輪速。

圖5(c)、(d)中的傳感器相當(dāng)于圖5(b)中傳感器的升級(jí)版，表現(xiàn)在通過(guò)一定的方式體現(xiàn)出轉(zhuǎn)速外更多的信息。圖5(c)中方波 Xn 的脈寬相對(duì)于半周期t1較窄(這里要注意的是：相對(duì)于圖5(b)，PWM 協(xié)議傳感器占空比也是50% 的上下區(qū)間，但不是 tx/t1，而是 t1/T)，這是該類傳感器通過(guò)脈寬調(diào)制的方式輸出額外信息，包括安裝氣隙的變化、車輪的正反轉(zhuǎn)以及其他的警告信息。

圖5(d)中的電流輸出多出了一系列電流方波，這一類傳感器通過(guò)電流方波組成的序列提供了附加信息，包括氣隙儲(chǔ)備、車輪正反轉(zhuǎn)等。相對(duì)于PWM協(xié)議的輪速傳感器，AK 協(xié)議的輪速傳感器面對(duì)接近靜止的低速情況下，以及靜止情況(輪速為0)下具有更好的信息，體現(xiàn)在靜止情況下，AK協(xié)議中的輪速方波消失，但是后面9位的信息方波依然能夠輸出。

圖5(c)、(d)中的方波類型我們統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)協(xié)議，具有數(shù)據(jù)協(xié)議的輪速傳感器最大的優(yōu)點(diǎn)是能夠判定車輪的正反轉(zhuǎn)，這大大提高了輪速傳感器在智能方面的應(yīng)用，如車輛駕駛狀態(tài)的判斷和應(yīng)用相關(guān)的主動(dòng)安全技 術(shù)， 包 括 電 子 駐 車(Electrical Parking Brake，EPB)、坡道輔助技術(shù)(Hill-start AssistControL，HA C)。隨著汽車智能化程度的不斷提高，自動(dòng)泊車技術(shù)甚至無(wú)人駕駛技術(shù)的愈加成熟，智能式輪速傳感器也將發(fā)揮更大的作用。

2、輪速信號(hào)處理

當(dāng)輪速傳感器在車身安裝固定好后，輪速信號(hào)的影響因素主要包括因震蕩導(dǎo)致的氣隙變化和齒圈的表面整潔度。另外，輪速信號(hào)隨車輪轉(zhuǎn)速的輸出信號(hào)，應(yīng)是便于汽車 ECU 接收和處理的方波信號(hào)，也就是輪速傳感器需要對(duì)輸入信號(hào)(根據(jù)前面所述輪速信號(hào)采集方式的不同，輸入信號(hào)應(yīng)包括模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào))進(jìn)行波形調(diào)制、穩(wěn)壓、濾波以及智能式的補(bǔ)償調(diào)節(jié)等，要提高輪速測(cè)量的精度和準(zhǔn)確性，輪速信號(hào)處理電路應(yīng)具有的功能包括：

(1)正弦波信號(hào)轉(zhuǎn)換為同頻率的方波信號(hào)(相對(duì)于被動(dòng)式輪速傳感器);(2)抑制噪聲干擾;(3)降低氣隙變化對(duì)輪速信號(hào)的影響。基于以上功能，輪速信號(hào)處理電路的設(shè)計(jì)如圖6所示。

其中，限幅處理主要相對(duì)于輸出波形微類正弦的信號(hào)，一般采用穩(wěn)壓管，將輸出信號(hào)的輸出幅值限制在目標(biāo)值。其限幅特性表現(xiàn)為：當(dāng)穩(wěn)壓管選取限制電壓為V時(shí)，輸入信號(hào)Vi >V時(shí)，輸出信號(hào)VO=V，Vi

濾波電路要將信號(hào)中的噪聲干擾信號(hào)濾除和衰減，一般來(lái)說(shuō)，衰減高頻雜波是主要目的，這樣采用有源低通濾波電路，同時(shí)采用放大器芯片組合放大，從而得到有效的輪速信號(hào)。

四、輪速傳感器應(yīng)用舉例

輪速傳感器的典型應(yīng)用體現(xiàn)在防抱死系統(tǒng)(Antilock Brake System，ABS)中，ABS是針對(duì)車輛行駛過(guò)程中車輪抱死產(chǎn)生的問(wèn)題。當(dāng)車輪抱死滑移，車輪與路面間的側(cè)向附著力將完全消失，汽車運(yùn)動(dòng)將難以控制：前輪抱死情況下汽車失去轉(zhuǎn)向能力;后輪抱死情況下汽車發(fā)生側(cè)滑甩尾;當(dāng)車輪全部抱死情況下，汽車發(fā)生水滑現(xiàn)象。當(dāng)車輪處于滾動(dòng)狀態(tài)下，駕駛員就能夠把握汽車的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)可以縮短制動(dòng)距離，這也就是 ABS 的意義所在。通過(guò)輪速傳感器獲取的速度信號(hào)，汽車 ECU判斷是否有車輪即將抱死，從而對(duì)輪缸壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，使剎車效率達(dá)到90%以上。輪速傳感器在車輛的安裝如圖7所示。

安裝時(shí)，傳感器頭與齒圈之間應(yīng)留有一段約3mm以內(nèi)的間隙(即氣隙)。同時(shí)注意在安裝前應(yīng)向傳感器加注潤(rùn)滑脂，以防止水、泥或灰塵等對(duì)傳感器工作產(chǎn)生影響，氣隙不在要求范圍內(nèi)或齒圈表面不清潔等，可能造成輸出信號(hào)的丟齒、電流值不合格或者高低電流不轉(zhuǎn)換等錯(cuò)誤模式，如圖8所示。

針對(duì)這種情況，齒圈與傳感器置于封閉環(huán)境是必然情況，包括油封、墊片等防油、防水的措施，以及齒圈材料上也應(yīng)具有更好的防腐蝕性，傳感器注塑料的選擇等。提高傳感器和齒圈的使用穩(wěn)定性決定了輪速信號(hào)的輸出穩(wěn)定性，進(jìn)而對(duì)ABS的有效使用發(fā)揮重要作用。

五、輪速傳感器發(fā)展展望

輪速傳感器的設(shè)計(jì)過(guò)程一般是主機(jī)廠提供需求，配件廠進(jìn)行匹配和推薦，也有主機(jī)廠會(huì)對(duì)傳感器的部件進(jìn)行指定(如支架類型、芯片類型等)。就現(xiàn)在多數(shù)的訂單使用情況來(lái)說(shuō)，我們更多地推薦智能型主動(dòng)輪速傳感器，也有不少主機(jī)廠會(huì)要求如此。從使用情況來(lái)看，汽車的智能化駕駛水平越來(lái)越高，智能型輪速傳感器所提供的補(bǔ)充信息能夠?yàn)槠嘐CU提供使用參數(shù)，因此使用量必然逐步增大。

基于提到的汽車智能駕駛，這里對(duì)輪速傳感器的發(fā)展趨勢(shì)簡(jiǎn)單分析：

1、雙芯片輪速傳感器

雙芯片的設(shè)計(jì)最開(kāi)始在單片機(jī)領(lǐng)域應(yīng)用，主要用于冗余系統(tǒng)的構(gòu)建，冗余傳感器的設(shè)計(jì)直觀來(lái)說(shuō)是一個(gè)齒圈有兩個(gè)輪速傳感器進(jìn)行探測(cè)和信號(hào)輸出。我司雙芯片輪速傳感器的作用主要有以下兩點(diǎn)：

(1)提高信號(hào)準(zhǔn)確性和有效性

傳感器輸出的兩路信號(hào)在后面的芯片中進(jìn)行一系列包括濾波、差分計(jì)算等更加有效地減小測(cè)試值與真實(shí)值之間的誤差，并能夠極大減小數(shù)據(jù)傳輸線路損失造成的數(shù)據(jù)質(zhì)量降級(jí)等對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響。

(2)提高系統(tǒng)可靠性

若發(fā)生傳感器故障導(dǎo)致傳感器無(wú)法正常工作的情況，備用芯片能夠進(jìn)行替代工作，繼續(xù)進(jìn)行輪速信號(hào)輸出，由此減少系統(tǒng)的故障時(shí)間，增加系統(tǒng)的可靠性。

2、無(wú)線輪速傳感器

為了應(yīng)用更復(fù)雜的底盤結(jié)構(gòu)，開(kāi)發(fā)出無(wú)線輪速傳感器，通過(guò)設(shè)置無(wú)線信號(hào)傳輸協(xié)議將傳輸信號(hào)輸入汽車ECU或總線，其最大優(yōu)勢(shì)在于對(duì)車輛車型的完美適應(yīng)，大量節(jié)省工作人員的設(shè)計(jì)時(shí)間，但是缺點(diǎn)比較明顯，需要進(jìn)行后續(xù)的更多驗(yàn)證(包括EMC測(cè)試、信號(hào)穩(wěn)定性測(cè)試等)。

當(dāng)然，隨著電動(dòng)汽車的發(fā)展，智能化水平的不斷提高，對(duì)輪速信號(hào)的可靠性和穩(wěn)定性的要求也更高，短時(shí)期的發(fā)展趨勢(shì)如上所述。

六、結(jié)束語(yǔ)

輪速信號(hào)的有效獲取在汽車安全系統(tǒng)中十分重要，本文對(duì)輪速傳感器的類型和信號(hào)處理的一般方法進(jìn)行了簡(jiǎn)要闡述，分析了其主要特點(diǎn)，描述了輪速傳感器的使用原理、類型以及安裝環(huán)境等。穩(wěn)定有效的輪速信號(hào)是相關(guān)安全系統(tǒng)正常觸發(fā)的基礎(chǔ)，汽車智能化水平的提高對(duì)輪速傳感器提出了可靠性和精度等更高的要求，輪速傳感器的設(shè)計(jì)也必將不斷改善，為安全駕駛和智能駕駛提供準(zhǔn)確度和適用性更高的信號(hào)。

2、一般的傳感器有哪些？起什么作用

傳感器有哪些類型？

1、按用途分

力敏傳感器、位置傳感器、液位傳感器、能耗傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、射線輻射傳感器、熱敏傳感器。

2、按原理分

振動(dòng)傳感器、濕敏傳感器、磁敏傳感器、氣敏傳感器、真空度傳感器、生物傳感器等。

3、按其制造工藝分

集成傳感器：是用標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)硅基半導(dǎo)體集成電路的工藝技術(shù)制造的。通常還將用于初步處理被測(cè)信號(hào)的部分電路也集成在同一芯片上。

薄膜傳感器：則是通過(guò)沉積在介質(zhì)襯底（基板）上的，相應(yīng)敏感材料的薄膜形成的。使用混合工藝時(shí)，同樣可將部分電路制造在此基板上。

厚膜傳感器：是利用相應(yīng)材料的漿料，涂覆在陶瓷基片上制成的，基片通常是Al2O3制成的，然后進(jìn)行熱處理，使厚膜成形。

陶瓷傳感器：采用標(biāo)準(zhǔn)的陶瓷工藝或其某種變種工藝（溶膠、凝膠等）生產(chǎn)。

4、按測(cè)量目分

物理型傳感器：是利用被測(cè)量物質(zhì)的某些物理性質(zhì)發(fā)生明顯變化的特性制成的。

化學(xué)型傳感器：是利用能把化學(xué)物質(zhì)的成分、濃度等化學(xué)量轉(zhuǎn)化成電學(xué)量的敏感元件制成的。

生物型傳感器：是利用各種生物或生物物質(zhì)的特性做成的，用以檢測(cè)與識(shí)別生物體內(nèi)化學(xué)成分的傳感器。

5、按其構(gòu)成分

基本型傳感器：是一種最基本的單個(gè)變換裝置。

組合型傳感器：是由不同單個(gè)變換裝置組合而構(gòu)成的傳感器。

應(yīng)用型傳感器：是基本型傳感器或組合型傳感器與其他機(jī)構(gòu)組合而構(gòu)成的傳感器。

6、按作用形式分

按作用形式可分為主動(dòng)型和被動(dòng)型傳感器。

主動(dòng)型傳感器：又有作用型和反作用型，此種傳感器對(duì)被測(cè)對(duì)象能發(fā)出一定探測(cè)信號(hào)，能檢測(cè)探測(cè)信號(hào)在被測(cè)對(duì)象中所產(chǎn)生的變化，或者由探測(cè)信號(hào)在被測(cè)對(duì)象中產(chǎn)生某種效應(yīng)而形成信號(hào)。檢測(cè)探測(cè)信號(hào)變化方式的稱為作用型，檢測(cè)產(chǎn)生響應(yīng)而形成信號(hào)方式的稱為反作用型。雷達(dá)與無(wú)線電頻率范圍探測(cè)器是作用型實(shí)例，而光聲效應(yīng)分析裝置與激光分析器是反作用型實(shí)例。

被動(dòng)型傳感器：只是接收被測(cè)對(duì)象本身產(chǎn)生的信號(hào)，如紅外輻射溫度計(jì)、紅外攝像裝置等。

傳感器作用

是把非電學(xué)量（如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等）轉(zhuǎn)化為電學(xué)量（如電壓、電流等）或電路的通斷，從而實(shí)現(xiàn)很方便地測(cè)量、傳輸、處理或自動(dòng)控制。傳感器的種類很多、功能各異。

3、傳感器有幾種？

常見(jiàn)的傳感器有氣敏元件傳感器、交流電流傳感器、加速度傳感器、超聲波傳感器、施克傳感器、力敏傳感器、光敏傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器、電阻應(yīng)變式傳感器、電感式傳感器。

氣敏元件傳感器

實(shí)驗(yàn)所采用的SnO2(氧化錫)半導(dǎo)體氣敏傳感器屬電阻型氣敏元件;它是利用氣體在半導(dǎo)體表面的氧化和還原反應(yīng)導(dǎo)致敏感元件阻值變化：若氣濃度發(fā)生變化，其阻值又將變化，根據(jù)這一特性，可以從阻值的變化得知，吸附氣體的種類和濃度。

交流電流傳感器

交流電流傳感器是一種檢測(cè)交流電流的裝置，能感受到被測(cè)交流電流的信息，并能將檢測(cè)感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。

加速度傳感器

加速度傳感器是一種能夠測(cè)量加速度的傳感器。通常由質(zhì)量塊、阻尼器、彈性元件、敏感元件和適調(diào)電路等部分組成。傳感器在加速過(guò)程中，通過(guò)對(duì)質(zhì)量塊所受慣性力的測(cè)量，利用牛頓第二定律獲得加速度值。

超聲波傳感器

超聲波傳感器是將超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換成其他能量信號(hào)(通常是電信號(hào))的傳感器。超聲波是振動(dòng)頻率高于20kHz的機(jī)械波。它具有頻率高、波長(zhǎng)短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點(diǎn)。超聲波對(duì)液體、固體的穿透本領(lǐng)很大，尤其是在陽(yáng)光不透明的固體中。

施克傳感器

施克(SICK)傳感器是以光電器件作為轉(zhuǎn)換元件的傳感器，它可用于檢測(cè)直接引起光量變化的非電量，如光強(qiáng)、光照度、輻射測(cè)溫、氣體成分分析等;也可用來(lái)檢測(cè)能轉(zhuǎn)換成光量變化的其他非電量，如零件直徑、表面粗糙度、應(yīng)變、位移、振動(dòng)、速度、加速度，以及物體的形狀、工作狀態(tài)的識(shí)別等。

力敏傳感器

力敏傳感器是將應(yīng)力、壓力等力學(xué)量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的轉(zhuǎn)換器件。力敏傳感器有電阻式、電容式、電感式、壓電式和電流式等多種形式，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)。

光敏傳感器

光敏傳感器是利用光敏元件將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感器，它的敏感波長(zhǎng)在可見(jiàn)光波長(zhǎng)附近，包括紅外線波長(zhǎng)和紫外線波長(zhǎng)。光傳感器不只局限于對(duì)光的探測(cè)，它還可以作為探測(cè)元件組成其他傳感器，對(duì)許多非電量進(jìn)行檢測(cè)。

發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器

發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器是現(xiàn)代汽車必不可少的部件，根據(jù)位置主要分為曲軸位置傳感器和凸輪軸位置傳感器，根據(jù)所應(yīng)用技術(shù)主要分為電磁感應(yīng)式傳感器、霍爾效應(yīng)式傳感器和光電效應(yīng)式傳感器。

電阻應(yīng)變式傳感器

電阻應(yīng)變式傳感器是以電阻應(yīng)變計(jì)為轉(zhuǎn)換元件的電阻式傳感器。電阻應(yīng)變式傳感器由彈性敏感元件、電阻應(yīng)變計(jì)、補(bǔ)償電阻和外殼組成，可根據(jù)具體測(cè)量要求設(shè)計(jì)成多種結(jié)構(gòu)形式。

電感式傳感器

電感式傳感器是利用線圈自感或互感系數(shù)的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)非電量電測(cè)的一種裝置。利用電感式傳感器，能對(duì)位移、壓力、振動(dòng)、應(yīng)變、流量等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。

4、通常傳感器可以分為哪幾類？

傳感器可以根據(jù)測(cè)量物理量的類型、測(cè)量原理、工作方式、使用范圍等多個(gè)方面進(jìn)行分類。以下是常見(jiàn)的幾類傳感器分類：

1.按照測(cè)量物理量的類型：壓力傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、加速度傳感器、角度傳感器、光電傳感器、聲音傳感器等。

2.按照測(cè)量原理的分類：電感式傳感器、電容式傳感器、磁敏傳感器、電阻式傳感器、光電傳感器等。

按照工作方式的分類：主動(dòng)式傳感器、被動(dòng)式傳感器、檢測(cè)式傳感器、控制式傳感器等。

4.按照使用范圍的分類：一般工業(yè)傳感器、特種傳感器、生物醫(yī)學(xué)傳感器、環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器、安全防范傳感器等。

此外，還有一些特殊的傳感器，如微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）傳感器、壓電傳感器、振動(dòng)傳感器等。傳感器的分類可以根據(jù)不同的需求進(jìn)行選擇。