轮速传感器类型 轮速传感器的分类以及工作原理解析

轮速传感器的分类以及工作原理解析

轮速传感器是用来测量汽车车轮转速的传感器。

对于现代汽车而言，轮速信息是必不可少的，汽车动态控制系统（VDC）、汽车电子稳定程序（ESP）、防抱死制动系统（ABS）、自动变速器的控制系统等都需要轮速信息。所以轮速传感器是现代汽车中最为关键的传感器之一。

一般来说，所有的转速传感器都可以作为轮速传感器，但是考虑到车轮的工作环境以及空间大小等实际因素，常用的轮速传感器主要有：磁电式轮速传感器、霍尔式轮速传感器。

磁电式轮速传感器

磁电式轮速传感器是利用电磁感应原理设计的，其主要部件如下图所示。

它具有结构简单、成本低、不怕泥污等特点，在现代轿车的ABS防抱死制动系统中得到广泛应用。

但是磁电式轮速传感器也有一些缺点：

（1）频率响应不高。当车速过高时，传感器的频率响应跟不上，容易产生误信号；

（2）抗电磁波干扰能力差，尤其是输出信号振幅值较小时。

霍尔式轮速传感器

霍尔式轮速传感器利用霍尔效应原理制成，如下图所示。霍尔式轮速传感器在汽车上也获得了较多应用。

霍尔式轮速传感器具有如下特点：

（1）输出信号电压振幅值不受转速的影响；

（2）频率响应高；

（3）抗电磁波干扰能力强。

轮速传感器的工作原理

轮速传感器是由永久磁铁、磁极、线圈和齿圈组成。（见下图）齿圈5在磁场中旋转时，齿圈齿顶和电极之间的间隙就以一定的速度变化，则使磁路中的磁阻发生变化。其结果是使磁通量周期地增减，在线圈1的两端产生正比于磁通量增减速度的感应电压，并将该交流电压信号输送给电子控制器。

值不受转速的影响；

（2）频率响应高；

（3）抗电磁波干扰能力强。

轮速传感器的工作原理

轮速传感器是由永久磁铁、磁极、线圈和齿圈组成。（见下图）齿圈5在磁场中旋转时，齿圈齿顶和电极之间的间隙就以一定的速度变化，则使磁路中的磁阻发生变化。其结果是使磁通量周期地增减，在线圈1的两端产生正比于磁通量增减速度的感应电压，并将该交流电压信号输送给电子控制器。

实务｜轮速传感器如何归类

轮速传感器就是用于检测轮速的装置，将轮速这一物理量转换为可测量的电信号。从测量原理上判断，它不就是编码器吗？

对于此类商品的归类目前有不同的结论：

1 按编码器归入子目8543.7099（如增量轴套型编码器，Z2008-197）

2 按其他品目未列名的检测设备归入子目9031.8090（如轮速传感器，W-2-2200-2020-0047）

如果无矛盾，为何不归入同一品目？

它们之间又有何区别呢？

带着这些疑问，我们对这两个商品的归类及相关的商品知识进行了分析与研究。

轮速传感器的种类

目前依据工作原理不同，常见的轮速传感器（检测轮速或旋转的物理量）有三种：电磁式、霍尔效应式和光电式。

01 电磁式

电磁式轮速传感器是利用电磁感应线圈的磁电效应原理将转速转化为电信号的传感器。

它主要由传感头和齿圈组成。其中传感头又由永磁体、磁极和感应线圈组成。齿圈由磁阻较小的铁磁性材料制成，齿圈外带有一定数量的轮齿。

工作原理

当齿圈的齿隙与传感器的磁极端部相对时

磁极端部与齿圈之间的空气气隙最大，传感器永磁性磁极所产生的磁力线不容易通过齿圈，感应线圈周围的磁场较弱。

当齿圈的齿顶与传感器的磁极端部相对时

磁极端部与齿圈之间的空气气隙最小，传感器永磁性磁极所产生的磁力线容易通过齿圈，感应线圈周围的磁场较强。

当齿圈随同车轮一同转动时

齿圈的齿顶和齿隙交替地与传感器磁极顶部相对，传感器感应线圈周围的磁场随之发生强弱交替变化，在感应线圈中感应出交变电压，其频率与齿圈的齿数和转速成正比。此时可检测出汽车的轮速。

在电磁感应式轮速传感器工作时不需要外接电源。

02 霍尔效应式

霍尔效应式轮速传感器是利用霍尔元件将转速转化为电信号的传感器。

霍尔元件 是一种利用霍尔效应工作的半导体磁电转换元件。一般有锗（Ge）、锑化铟（InSb）、砷化铟（InAs）等半导体材料制成。

当半导体薄片置于磁感应强度为B的磁场中，磁场方向垂直于薄片，当有电流I流过薄片时，在同时垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种现象称为霍尔效应。

从霍尔元件的工作原理判断，它必须是四个引脚的元件。但有时我们遇到的霍尔元件并不是四个引脚，而是三个引脚，此时，它不仅包含霍尔元件，还包含霍尔集成电路。因为通常从霍尔元件输送的不是标准的电信号，要经过运算放大器、触发器等处理后成为标准电信号输出。它们封装在一个壳体内，构成集成电路。

霍尔效应式轮速传感器的组成：霍尔元件、永磁体、齿圈等。

工作原理

当齿圈的轮齿对准霍尔元件时

磁力线集中穿过霍尔元件，可产生较大的霍尔电动势，放大、整形后输出低电平。

当轮齿的空隙对准霍尔元件时

磁力线从上下侧通过，输出为高电平。

当齿圈随同车轮一同转动时

霍尔元件输出的电脉冲个数与齿圈的齿数和转速成正比。此时可检测出汽车的轮速。

由于霍尔元件只有在接通电流后，才可在其相互垂直的方向上产生电动势，所以，霍尔效应式轮速传感器需要外接电源才能正常工作或检测。这一点不同于电磁式轮速传感器。

03 光电式

光电式传感器是利用光敏半导体器件将转速转化为电信号的传感器。 它主要由发光元件、光敏元件及遮光转子组成。

工作原理

当发出的光线被遮光转子遮挡时

没有光照射到光敏二极管上，光敏二极管反向偏置，反向电流很小，此时的电流称为暗电流。

当光线未被遮光转子遮挡时

光线照射在光敏二极管的PN结上，PN结附近产生的电子-空穴对数量也随之增加，光电流相应增大，有电流输出，并且光电流大小与照度成正比。

当遮光转子随同曲轴一同转动时

由发光二极管发出的光通过遮光转子周期性地照射到光敏二极管上，相应的电信号经电子电路处理后得到与曲轴转速相对应的电压脉冲，此时可检测出曲轴的相对位置。

在光电式传感器工作时需要外接电源给发光二极管供电后，才能正常工作。

归类分析

在了解了三种常见轮速传感器的组成与工作原理后，再分析品目85.43与品目90.31的品目条文：“85.43 本章其他品目未列名的具有独立功能的电气设备及装置”“90.31 本章其他品目未列名的测量或检验仪器、器具及机器；轮廓投影仪”。品目85.43的商品必须是 “其他品目未列名”且“具有独立功能”的电气设备或装置；品目90.31的商品必须是“其他品目未列名”且功能为“检测”的仪器。

以电磁式轮速传感器为例

申报电磁式轮速传感器要明确商品的组成是传感头与齿圈，还是只包括传感头。

如果传感头与齿圈同时报验

它们已具备了完整的检测功能，属于检测仪器的范围，应归入第90章，其功能虽然是检测转速的，但并不能直接显示转速，不符合品目90.29的条件，所以不能归品目90.29，应按其他品目未列名的检测仪器归入品目90.31项下。

如果报验时只包括传感头

它本身并不能完成整个检测的功能，只是将旋转的物理量转化为一个电信号，所以不能归入第90章。虽然它本身不能单独工作，但从其功能上分析，它其实是一个电信号产生的装置，可视为“具有独立功能”且在其他品目未列名的电气装置，因此应归入品目85.43项下。齿圈应按检测装置的专用零件归入9031.9项下。这里需要特别注意的是，从外观判断，此处的齿圈与齿轮相似，但是它并不是传递动力的装置，所以不能按齿轮归入品目84.83项下。

因此，我们在归类时要依据商品的报验状态（组成结构）来确定归类，不能只凭商品名称就进行归类。

其他两种传感器的归类可参考上述归类分析。

三种类型传感器不同报验状态的归类比较如下表所示。

文 / 温朝柱

（上海海关学院）

文章来源于《中国海关》杂志11月刊

编辑：常相婧

发布：高扬

出品：中国海关传媒中心

投稿邮箱：569613217@qq.com

（秀米投稿账号同邮箱）

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