Sistem protiv blokiranja točkova (ABS) prati parametre kretanja vozila prema očitanjima senzora instaliranih na jednom ili više točkova.Saznajte šta je ABS senzor i zašto je potreban, koje su to vrste, kako radi i na kojim principima se zasniva njegov rad - saznajte iz članka.
Šta je ABS senzor
ABS senzor (također automobilski senzor brzine, DSA) je beskontaktni senzor brzine rotacije (ili brzine) točka vozila opremljenih raznim elektronskim aktivnim sigurnosnim sistemima i pomoćnim sistemima upravljanja.Senzori brzine su glavni mjerni elementi koji osiguravaju rad sistema protiv blokiranja točkova (ABS), sistema kontrole stabilnosti (ESC) i kontrole proklizavanja.Takođe, očitavanja senzora se koriste u nekim sistemima upravljanja automatskim menjačem, merenju pritiska u gumama, adaptivnom osvetljenju i dr.
Svi moderni automobili i mnoga druga vozila na točkovima opremljena su senzorima brzine.Na putničkim automobilima senzori su ugrađeni na svaki točak, na komercijalnim vozilima i kamionima senzori se mogu ugraditi i na sve točkove i u diferencijale pogonske osovine (jedan po osovini).Tako antiblokirajući kočioni sistemi mogu pratiti stanje svih točkova ili točkova pogonskih osovina i na osnovu tih informacija vršiti promene u radu kočionog sistema.
Vrste ABS senzora
Svi postojeći DSA-ovi podijeljeni su u dvije velike grupe:
• Pasivno – induktivno;
• Aktivno — magnetootporno i bazirano na Hallovim senzorima.
Pasivni senzori ne zahtijevaju vanjsko napajanje i najjednostavniji su dizajn, ali imaju nisku tačnost i niz nedostataka, pa su danas od male koristi.Aktivnim ABS senzorima je potrebna energija za rad, nešto su složenijeg dizajna i skuplji, ali daju najpreciznija očitavanja i pouzdani su u radu.Stoga su danas aktivni senzori ugrađeni na većinu automobila.
DSA svih tipova ima dvije verzije:
• Ravna (kraj);
•Ugao.
Direktni senzori imaju oblik cilindra ili šipke, na čijem je jednom kraju ugrađen senzorski element, a na drugom - konektor ili žica sa konektorom.Senzori ugla su opremljeni ugaonim konektorom ili žicom sa konektorom, a imaju i plastični ili metalni nosač sa rupom za vijak.
Dizajn i rad ABS induktivnih senzora
Ovo je najjednostavniji senzor brzine u dizajnu i radu.Zasnovan je na induktorskoj namotanoj tankoj bakrenoj žici, unutar koje se nalazi prilično snažan trajni magnet i željezno magnetno jezgro.Kraj zavojnice s magnetnom jezgrom nalazi se nasuprot metalnog zupčanika (pulsnog rotora), čvrsto postavljenog na glavčinu kotača.Zubi rotora imaju pravougaoni profil, razmak između zubaca je jednak ili malo veći od njihove širine.
Rad ovog senzora zasniva se na fenomenu elektromagnetne indukcije.U mirovanju nema struje u zavojnici senzora, jer je okružen konstantnim magnetskim poljem - nema signala na izlazu senzora.Dok se automobil kreće, zupci pulsnog rotora prolaze blizu magnetnog jezgra senzora, što dovodi do promjene magnetskog polja koje prolazi kroz zavojnicu.Kao rezultat toga, magnetsko polje postaje naizmjenično, koje, prema zakonu elektromagnetne indukcije, stvara naizmjeničnu struju u zavojnici.Ova struja varira prema zakonu sinusa, a frekvencija promjene struje zavisi od brzine rotacije rotora, odnosno od brzine automobila.
Induktivni senzori brzine imaju značajne nedostatke - počinju raditi tek kada je određena brzina savladana i formiraju slab signal.To onemogućava ABS-u i drugim sistemima da rade pri malim brzinama i često dovodi do grešaka.Stoga, pasivni DSA induktivnog tipa danas ustupaju mjesto naprednijim aktivnim.
Dizajn i rad senzora brzine na bazi Hall elementa
Senzori bazirani na Hall elementima su najčešći zbog svoje jednostavnosti i pouzdanosti.Zasnivaju se na Hallovom efektu - pojavi poprečne razlike potencijala u ravnom provodniku smještenom u magnetskom polju.Takav provodnik je kvadratna metalna ploča smještena u mikrokolo (Hall integrirano kolo), koje također sadrži procjenu elektronskog kola koje generiše digitalni signal.Ovaj čip je ugrađen u senzor brzine.
Strukturno, DSA sa Hall elementom je jednostavan: baziran je na mikrokrugu iza kojeg se nalazi trajni magnet, a oko njega se može nalaziti metalna ploča-magnetna jezgra.Sve je to smješteno u kućište u čijem stražnjem dijelu se nalazi električni konektor ili provodnik sa konektorom.Senzor se nalazi nasuprot impulsnog rotora, koji može biti izrađen ili u obliku metalnog zupčanika ili prstena s magnetiziranim dijelovima, impulsni rotor je čvrsto postavljen na glavčinu kotača.
Princip rada Hall senzora je sljedeći.Holov integrisani krug konstantno generiše digitalni signal u obliku kvadratnih impulsa određene frekvencije.U mirovanju, ovaj signal ima minimalnu frekvenciju ili je potpuno odsutan.Na početku kretanja automobila, magnetizirani dijelovi ili zupci rotora prolaze pored senzora, što podrazumijeva promjenu struje u senzoru - ovu promjenu prati krug za evaluaciju, koji generira izlazni signal.Frekvencija impulsnog signala ovisi o brzini rotacije kotača koju koristi antiblokirajući sistem.
DSA ovog tipa je lišen nedostataka induktivnih senzora, oni vam omogućuju mjerenje brzine rotacije kotača doslovno od prvih centimetara kretanja automobila, precizni su i pouzdani u radu.
Dizajn i rad anizotropnih magnetorezistivnih senzora brzine
Magnetoresivni senzori brzine baziraju se na anizotropnom magnetootpornom efektu, koji predstavlja promjenu električnog otpora feromagnetnih materijala kada se njihova orijentacija promijeni u odnosu na konstantno magnetsko polje.
Osjetljivi element senzora je "slojni kolač" od dvije ili četiri tanke permalojske ploče (posebna legura željeza i nikla), na koje se nanose metalni provodnici koji na određeni način raspoređuju linije magnetnog polja.Ploče i provodnici su smješteni u integrirano kolo, u kojem se nalazi i kolo za evaluaciju za formiranje izlaznog signala.Ovaj čip je ugrađen u senzor koji se nalazi nasuprot pulsnog rotora - plastični prsten sa magnetiziranim dijelovima.Prsten je čvrsto postavljen na glavčinu točka.
Rad AMR senzora se svodi na sljedeće.U mirovanju, otpor feromagnetskih ploča senzora ostaje nepromijenjen, tako da se izlazni signal koji generira integrirano kolo također ne mijenja ili je potpuno odsutan.Dok se automobil kreće, magnetizirani dijelovi pulsnog prstena prolaze pored senzorskog senzorskog elementa, što dovodi do promjene smjera linija magnetnog polja.To uzrokuje promjenu otpora permalloy ploča, koju prati krug za procjenu - kao rezultat toga, na izlazu senzora se generira pulsni digitalni signal čija je frekvencija proporcionalna brzini automobila.
Treba napomenuti da magnetorezitivni senzori omogućuju praćenje ne samo brzine rotacije kotača, već i smjera njihove rotacije i trenutka zaustavljanja.To je moguće zahvaljujući prisutnosti impulsnog rotora s magnetiziranim dijelovima: senzor prati ne samo promjenu smjera magnetskog polja, već i slijed prolaska magnetnih polova pored senzorskog elementa.
DSA ovog tipa su najpouzdaniji, obezbeđuju visoku tačnost u merenju brzine rotacije točkova i efikasan rad aktivnih bezbednosnih sistema vozila.
Opšti princip rada senzora brzine kao dela ABS i drugih sistema
Sistemi protiv blokiranja točkova, bez obzira na senzore koji su u njima ugrađeni, imaju isti princip rada.ABS kontrolna jedinica prati signal koji dolazi od senzora brzine i upoređuje ga s unaprijed izračunatim pokazateljima brzine i ubrzanja vozila (ovi indikatori su individualni za svaki automobil).Ako se signal sa senzora i parametri snimljeni u kontrolnoj jedinici poklapaju, sistem je neaktivan.Ako signal jednog ili više senzora odstupa od projektnih parametara (to jest, kotači su blokirani), tada je sistem uključen u kočioni sistem, sprječavajući negativne posljedice blokiranja kotača.
Više informacija o radu antiblokiranja i drugih aktivnih sigurnosnih sistema automobila možete pronaći u drugim člancima na stranici.
Vrijeme objave: 24.08.2023