Obraz6

Czujniki prędkości obrotowej i prędkości jazdy Pomiar bezwzględnej prędkości obrotowej

47

W przeciwieństwie do czujników gradientowych, czujniki styczne nie są dopasowane do każdego dzielnika zębatego i mogą być niejako formowane punktowo. Wymagają one wzmocnienia przed miejscem pomiaru, mimo że ich efekt pomiarowy o 1...2 rzędy wielkości jest większy niż z krzemowych czujników hallotronowych.

W czujniku prędkości obrotowej wału korbowego wbudowanym w łożysko (moduł pierścienia uszczelniającego) przetwornik cienkowarstwowy AMR jest montowany z obwodem rozpoznania sygnału na wspólnej ramce („Leadframe”).

W celu oszczędności miejsca i ochrony przed nadmierną temperaturą układ rozpoznawania sygnału jest odchylony o około 90° i oddalony od wierzchołka czujnika.

Magnetorezystancyjne elementy „Giant” (GMR)

W 1988 r. Baibich odkrył, że w elementach wielowarstwowych grubości kilku nanometrów (nm) występują zmiany rezystancji rzędu 50%, gdy na zewnętrzne pole magnetyczne działa temperatura. Ta zmiana rezystancji, którą w literaturze określono jako „kolosalny efekt magnetorezystancyjny” (GMR) jest znacznie większa niż w czujnikach AMR. Rezystancja zmienia się, ponieważ pierwotnie nierównolegle ukierunkowane namagnesowanie przy nałożeniu zewnętrznego pola magnetycznego zostaje zorientowane równolegle. Stan nasycenia efektu występuje przy określonym natężeniu pola.

Czujniki GMR są już stosowane jako głowice czytające w mechanizmach napędu dysków o dużej gęstości zapisu. W technice samochodowej ich piorytetowe zastosowanie przewiduje się w postaci czujników przemieszczeń liniowych i kątowych.

Przykłady zastosowań

•    czujnik hallotronowy (zapłon tranzystorowy TZ-H),

» czujnik hallotronowy fazy (wały rozrządu),

® czujnik hallotronowy napędu (RS50; RS51),

•    aktywny hallotronowy czujnik prędkości obrotowej,

•    aktywny czujnik prędkości obrotowej AMR,

•    czujnik z elementami płytkowymi (do tłoczków promieniowych rozdzielaczo-wych pomp wtryskowych silników ZS).

Pomiar bezwzględnej prędkości obrotowej

Girometr drganiowy Podstawy

Mechaniczne girometry (ang. Gyrometer) wykorzystują siły bezwładności do bardzo precyzyjnego pomiaru ruchów kątowych w przestrzeni niezależnie od układu odniesienia.

Zarówno obracający się giroskop (bąk) jak i czujniki optyczne na bazie interferometrycznego efektu Sagnaca (giroskopy laserowe i światłowodowe) pomimo bardzo zachęcających efektów pomiarowych w technice samochodowej nie są brane pod uwagę ze względu na zbyt wysoką cenę.

Dlatego w nowszych pojazdach stosuje się nieco mniej precyzyjne girometry wykonane dokładną techniką mikromechaniczną, w których do wytworzenia efektu pomiarowego zamiast ruchu wirowego wykorzystuje się tylko równoważny sprężysty ruch drgający.

Te czujniki, nazywane girometrami drganiowymi albo girotronami (ang. Tuning fork) lub czujnikiem stroikowym obrotów,

Rysunek 6

1    - koło zębate (żelazne)

2    - magnes stały

3    - przetwornik

B - natężenie pola sterującego ze składową styczną B_t i promieniową B (B’ - w położeniu spoczynkowym gdy B_{ = 0y,R_vR_z rezystancje cienkiej warstwy

permalojowej (AMR) cp - kąt obrotu U_d - napięcie zasilające U_h - napięcie pomiarowe