速度传感器分类 实务｜轮速传感器如何归类

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）

这两个归类思路是否有矛盾？

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）

传感器的分类原理与检测方法

传感器（transducer/sensor）是一种能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾）的装置或器件。它是实现自动检测和自动控制的基础。

一、传感器的分类

1．按工作原理分类

传感器根据工作原理可分为物理传感器和化学传感器两大类。其中，物理传感器应用的是物理原理，诸如压电效应、磁致伸缩现象以及热电、光电、磁电、离化、极化等原理。化学传感器应用的是化学吸附、电化学反应原理，被测信号量的微小变化会被转换成电信号。目前，大多数传感器是以物理原理为基础运作的。随着技术的发展和成本的降低，化学传感器将会得到更广泛的应用。2．按用途分类

传感器按用途可分为压力敏和力敏传感器、位置传感器、液面传感器、能耗传感器、速度传感器、加速度传感器、射线辐射传感器、湿敏传感器、热敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、真空度传感器、生物传感器等。目前，常见的是热敏传感器、湿敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、速度传感器等。

3．按构成材料分类

传感器按构成材料的类别可分为金属传感器、聚合物传感器、陶瓷传感器、混合物传感器，按材料的物理性质传感器可分为导体传感器、绝缘体传感器、半导体传感器、磁性材料传感器，按材料的晶体结构传感器分为单晶传感器、多晶传感器、非晶材料传感器。

4．按制造工艺分类

传感器按制造工艺可分为集成传感器、薄膜传感器、厚膜传感器、陶瓷传感器。常见的传感器是集成传感器、陶瓷传感器和厚膜传感器。

二、传感器的特性

1．传感器的静态特性

传感器的静态特性是指传感器输入静态信号后，传感器的输出量与输入量之间所具有的相互关系。传感器静态特性主要包括线性度、灵敏度、分辨力和迟滞等参数。

（1）灵敏度

灵敏度是指传感器在稳态工作情况下，输出量变化Δy 对输入量变化Δx 的比值。它是输入—输出特性曲线的斜率。如果传感器的输出和输入之间呈线性关系，则灵敏度是一个常数；否则，它将随输入量的变化而变化。

（2）分辨力

分辨力是指传感器可能感受到的被测量最小变化的能力。也就是说，如果输入量从某一非零值缓慢地变化，当输入变化值未超过某一数值时，传感器的输出不会发生变化，即传感器对此输入量的变化是分辨不出来的。只有当输入量的变化超过分辨力时，其输出才会发生变化。通常传感器在满量程范围内各点的分辨力并不相同，因此常用满量程中能使输出量产生阶跃变化的输入量中的最大变化值作为衡量分辨力的指标。

2．传感器的动态特性

所谓动态特性是指传感器在输入变化时，它的输出的特性。在实际工作中，传感器的动态特性常用它对某些标准输入信号的响应来表示。

三、气体传感器的识别与检测

气体传感器除了应用在抽油烟机内，实现厨房油烟的自动检测外，还广泛应用在矿山、石油、机械、化工等领域，实现火灾、爆炸、空气污染等事故的检测、报警和控制。常见的气体传感器的实物外形如下图所示。

1．气体传感器的构成和工作原理

气体传感器由气敏电阻、不锈钢网罩（过滤器）、螺旋状加热器、塑料底座和引脚构成，如下图（a）所示。气体传感器的电路符号如图（b）所示。其中，A—a 两个脚内部短接，是气敏电阻的一个引出端；B—b 两个脚内部短接，是气敏电阻的另一个引出端；H—h两个脚是加热器供电端。

提示： 许多资料将 H、h 脚标注为 F、f。

当加热器得到供电后，开始为气敏电阻加热，使它的阻值急剧下降，随后进入稳定状态。进入稳定状态后，气敏电阻的阻值会随着被检测气体的吸附值而发生变化。N 型气敏电阻的阻值随气体浓度的增大而减小，P 型气敏电阻的阻值随气体浓度的增大而增大。

2．气体传感器的检测

（1）加热器的检测

用万用表的“R×1”或“R×10”挡测量气体传感器加热器两个引脚间的阻值，若阻值为无穷大，说明加热器开路。

（2）气敏电阻的检测

如图 3-68 所示，检测气敏电阻时最好采用两块万用表。

其中，一块置于“500mA”电流挡后，将两个表笔串接在加热器的供电回路中；另一块万用表置于“10V”直流电压挡，黑表笔接地，红表笔接在气体传感器的输出端上。为气体传感器供电后，电压表的表针会反向偏转，几秒后返回到0的位置，然后逐渐上升到一个稳定值，电流表指示的电流在150mA内，说明气敏电阻已完成预热。此时吸一口香烟对准气体传感器的网罩吐出，电压表的数值应该发生变化；否则，说明网罩或气体传感器异常。检查网罩正常后，就可确认气体传感器内部的气敏电阻异常。

提示： 采用一块万用表测量气体传感器时，将吸入口内的香烟对准气体传感器的网罩吐出后，若气体传感器的输出端电压有变化，则说明它正常。

四、热电偶传感器的识别与检测

热电偶是一种特殊的传感器，它能够将热信号转换为电信号，并且有一定的带载能力。

1．热电偶传感器的识别

热电偶传感器是将A、B 两种成分且热电性能不同的材料一端焊接在一起，另一端与放大器等电路相接，常见的热电偶传感器实物外形如下图所示。

热电偶传感器的焊接端称为检测端或热端。该端安装在被检测温度的部位，设其温度为t 1；未焊接端称为自由端或冷端，设其温度为t 2。当t 1>t 2 时，回路中就会产生热电动势。该电动势经放大后控制执行部件，便可实现对被控制器件的温度控制。

2．热电偶传感器的检测

用万用表的二极管挡测量热电偶两个引脚间的阻值，阻值应为 0 且蜂鸣器鸣叫，否则说明它异常。

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