آپدیت در تاریخ 1402/04/03

سنسور چرخ | ABS

 و روش کار آن

در مقاله سیستم ABS تاریخچه و اجزا سیستم ترمز ضد قفل یا همان ABS معرفی شد. سنسور ABS یکی از اجزا مهم در این سیستم است. در این مقاله انواع سنسور ABS و روش کار آن بیان خود شد و در مقاله بعدی روش عیب یابی آن را بررسی خواهیم کرد.

سنسور سرعت چرخ (ABS sensor)

در مقاله قبلی اشاره شد سازوکار عملکرد سیستم ترمز ABS بر اساس بررسی سرعت زاویه‌ای چرخ و سرعت خودرو است. بنابراین دسترسی به اطلاعات سرعت چرخ نقش کلیدی در عملکرد این سیستم دارد. سنسور ABS یا سنسور سرعت چرخ سرعت دوران یا سرعت زاویه‌ای چرخ‌ها را اندازه گیری می‌کند.

انواع سنسور ABS

در مقاله قبلی به‌صورت بسیار ساده دسته‌بندی سنسور سرعت چرخ بیان شد. در اینجا دسته‌بندی دقیق‌تری در شکل 1 معرفی می‌شود.

انواع دسته‌بندی سنسور سرعت چرخشکل 1- انواع دسته‌بندی سنسور سرعت چرخ

با اینکه شکل 1 روش‌های مختلف دسته‌بندی سنسور را نشان داده است؛ اما در واقع مهم‌ترین روش دسته‌بندی سنسور، دسته‌بندی از نظر نوع است.

  • سنسورهای القایی (Inductive)
  • سنسورهای اثر هال (Hall Effect )

به‌صورت کلی سنسورهای القایی به نام سنسورهای مرتبط با ایمنی غیرفعال (Passive safety System) شناخته می‌شوند و سنسورهای اثر هال در گروه سیستم‌های ایمنی فعال (Active Safety System) نیز طبقه‌بندی می‌شوند

از نظر تعداد پایه‌ها سنسورها معمولاً بین 2 الی 4 پایه در خودرو های مختلف مشاهده می‌شود. البته به‌صورت استاندارد، سنسور القایی دارای دو سیم و سنسور اثر هال معمولاً دارای 3 سیم خواهد بود. تعداد بیشتر پایه‌ها بر اساس خروجی‌های بیش از یک سیگنال و یا فعالیت‌های خاص خواهند بود.

نظر به مطالب بیان شده فقط سنسورها از نظر نوع تشریح می‌شود.

تعداد و محل نصب

در حالت ایده آل برای هر چرخ باید یک سنسور سرعت درنظر گرفته شود و بهترین محل برای نصب سنسور روی خود توپی چرخ است؛ اما گاهی برای کاهش هزینه سیستم کانال‌های کنترلی مدار مایع ترمز کاهش می‌یابد (سه‌کاناله و دوکاناله). در مدل سه‌کاناله و دوکاناله تعداد سنسورها نیز به سه سنسور و یک سنسور کاهش می‌یابد. یکی از این سنسورها روی دیفرانسیل خودروهای محرک عقب متصل می‌شود. شکل 2 محل نصب این سنسور را نشان می‌دهد.

محل نصب سنسور سرعت چرخشکل 2- محل نصب سنسور سرعت چرخ

سنسور سرعت چرخ از نوع القایی

سنسورهای القایی یکی از سنسور های مهم برای تعیین موقعیت و زاویه سنجی در خودرو است. این سنسور ها در سنسور دور موتور ، سنسور دور میل سوپاپ (کمتر) ، سیستم های جرقه قدیمی از نوع القایی مانند پراید کاربراتوری استفاده میشود .اساس عملکرد این سنسور ها را میتواند در مقاله سیستم جرقه از نوع القایی و سنسور دور موتور به صورت کامل مطالعه کنید.

یکی خواص مهم این نوع سنسورها عدم نیاز به برق تحریک است. در واقع این سنسورها خود مولد جریان متناوب هستند و سیگنال AC تولید می‌کنند.شکل 3 اجزا و ساختار این سنسور را نشان می‌دهد.

ساختار سنسور سرعت چرخ از نوع القایی و منحنی تولیدی1-کابل اتصال 2- آهنربا دائم 3- میل آهنی 4- رینگ دندانه‌دار
5- فاصله هوایی 6- بوبین 7- محل اتصال پیچ
شکل 3- ساختار سنسور سرعت چرخ از نوع القایی و منحنی تولیدی

سنسورهای القایی قیمت پایین‌تری دارند و تعداد خودرو های بیشتری از این سنسورها استفاده می‌کنند.

سنسور سرعت چرخ از نوع اثر هال

یکی دیگر از سنسورهای متداول جهت موقعیت سنجی و اندازه گیری سرعت زاویه ای، سنسور اثر هال است. سنسور اثر هال غیر از استفاده برای سنسور ABS در سنسور موقعیت میل سوپاپ و سیستم جرقه از نوع اثر هال نیز استفاده میشود. سنسور اثر هال از یک نیمه هادی مخصوص که به نام واحد اثر هال و یک مجموعه آهنربا نیاز دارد. سنسور این سنسور نیاز به سیگنال تغذیه دارد. این سیگنال تغذیه میتواند از نوع 12 ولت و یا 5 ولت باشد.البته سنسورهای سرعت چرخ عموما برق 5 ولت برای تغذیه استفاده میکنند.(شکل 4)

ساختار سنسور سرعت چرخ از نوع اثر هال و منحنی تولیدی1- کانکتور 2- محل اتصال پیچ 3- پوسته 4- چیپ نیمه‌هادی اثر هال 5- برد الکترونیک
شکل 4- ساختار سنسور سرعت چرخ از نوع اثر هال و منحنی تولیدی

منحنی سنسور اثر هال از نوع موج مربعی هست. این سنسور قیمت تمام شده بالاتری دارد؛ اما کیفیت و دقت بیشتری دارد. سنسورهای اثر هال که به‌عنوان سنسور ABS استفاده می‌کنند دو مدل هستند

سنسور اثر هال با حلقه مغناطیسی

یکی از مدل‌های ساده و جمع جور سنسور سرعت خودرو، این نوع است. شکل 5 این نمونه را نشان می‌دهد.

سنسور سرعت چرخ از نوع اثر هال با حلقه مغناطیسی1- واحد اثر هال اول 2- واحد اثر هال دوم 3- واحد اثر هال سوم
شکل 5- سنسور سرعت چرخ از نوع اثر هال با حلقه مغناطیسی

همانطور که در شکل مشاهده می‌شود این سنسور از ترکیب سه واحد اثر هال تشکیل شده است که تجمیع آنها منجر به ارسال سیگنال نهایی می‌شود. استفاده از سه واحد، احتمال خطا را بسیار کاهش می‌دهد. رینگ یا حلقه مغناطیسی موردنیاز عموماً روی بلبرینگ چرخ نصب می‌شود. معمولاً تعداد 48 زوج قطب مثبت و منفی در این رینگ استفاده می‌شود. به‌عنوان‌مثال سنسور چرخ جلو تندر 90 از این نوع است؛ بنابراین در هنگام بررسی و عیب‌یابی سنسور باید به بلبرینگ چرخ را نیز موردتوجه قرار داد.

سنسور اثر هال با آهنربا دائم داخلی

در واقع این نوع سنسور با نوع قبل تفاوت عملکردی خاصی ندارد. اما با قراردادن یک واحد آهنربا دائم داخل مجموعه سنسور دیگر نیازی به استفاده از رینگ اهنربایی وجود ندارد؛ بنابراین مشکلاتی که ممکن است در هنگام نصب بلبرینگ در مدل قبلی پیش بیاید در این نوع مرتفع شده است. شکل 6 این نوع را نشان می‌دهد.

سنسور سرعت چرخ از نوع اثر هال با آهنربا دائم داخلی1- حلقه فلزی 2- واحد اثر هال 3- آهنربا دایم
شکل 6 – سنسور سرعت چرخ از نوع اثر هال با آهنربا دائم داخلی

برای اینکه تفاوت بین دو نوع سنسور معرفی شده سنسور اثر هال بهتر مشخص شود به شکل 7 توجه کنید.

تفاوت بین دو مدل سنسور اثر هال چرخ1- رینگ آهنربایی 2- رینگ آلیاژ آهنی 3- واحد اثر هال اول 4- واحد اثر هال دوم
5- واحد اثر هال سوم (سیگنال) 6- زوج آهنربایی دائم
A: نوع اثر هال با رینگ آهنربایی B: نوع اثر هال با آهنربای داخلی

شکل 7- تفاوت بین دو مدل سنسور اثر هال چرخ

سنسور از نوع آهنربایی – مقاومتی (Magneto – resistive)

سنسور از نوع آهنربایی- مقاومتی بسیار شبیه به سنسور اثر هال است بنابراین شاید در برخی کتب و دسته‌بندی‌ها آن را نوع سنسور اثر هال بشمار بیاورند. اما در واقع در این سنسور بجای واحد اثر هال از نوع مقاومت وابسته به میدان مغناطیسی استفاده شده است. شکل 8 این سنسور را با سنسور اثر هال مقایسه می‌کند

مقایسه سنسور اثر هال و سنسور آهنربایی - مقاومتیA: سنسور از نوع آهنربایی – مقاومتی B: سنسور از نوع اثر هال
شکل 8- مقایسه سنسور اثر هال و سنسور آهنربایی – مقاومتی

همانطور که شکل نشان می‌دهد، سنسور آهنربایی – مقاومتی به‌صورت نرمال دارای 2 پایه است درحالی‌که سنسور اثر هال 3 پایه دارد. هر دو سنسور نیاز به تغذیه دارند. اما سنسور اثر هال جهت حرکت آهنربا عمود بر واحد اثر هال است درحالی‌که در نوع آهنربایی – مقاومتی آهنربا در راستای واحد سنسور حرکت می‌کند. اما سیگنال هر دو نوع سنسور از نوع موج مربعی است. در واقعی نزدیک‌شدن یا دورشدن میدان مغناطیسی روی واحد سنسور تأثیر گذاشته اجازه عبور جریان را به‌صورت دیجیتال می‌دهد (فقط وصل یا قطع). در این مقاله انواع و اجزا سنسور ABS بررسی شد در مقاله بعدی با علائم خرابی و روش عیب‌یابی سنسور ABS آشنا خواهید شد.

5 1 رای
امتیازدهی به مقاله
اشتراک در
اطلاع از
guest

6 نظرات
تازه‌ترین
قدیمی‌ترین
بازخورد (Feedback) های اینلاین
مشاهده همه دیدگاه ها
keyboard_arrow_up