《车载智能技术》

智能网联汽车先进的传感器技术转向盘

转角传感器下主讲人：张正江西交通职业技术学院

一、转向盘转角传感器转向盘转角传感器是一款专门用于转向盘参数测量的设备。可以使用该传感器直接或间接地获取转向盘转动过程中所产生的转向盘力矩、转向盘转角、转向力和转向角速度等数据。方向盘转角传感器内部一般使用光电编码器或旋转电位器对转角进行测量，同时需要一个固定在车体上的的角度基准杆来测量内部的测角传感器相对车体的转动角度。

二、AMR转向盘转角传感器和GMR转向盘转角传感器1.AMR转向盘转角传感器AMR转向盘转角传感器基于各向异性磁阻效应工作。磁性薄膜在平行于膜面的外磁场作用下达到饱和磁化时，薄膜的电阻将随外磁场方向和电流方向的变化而变化，这种效应就是各向异性磁阻效应。AMR转向盘转角传感器是用于测量角度和转速的非接触式传感器，它应用氧化硅晶体作为载体，传感器元件的电阻随着外加磁场方向的变化而变化，应用测量所得的电阻变化可以求得角度变化或依据电阻变化规律可以求得角速度。

二、AMR转向盘转角传感器和GMR转向盘转角传感器这种传感器的量程一般为180°,经过特殊设计,这种传感器的量程可以满足转向盘转角测量的要求。德国博世公司的转向盘转角传感器LWS3系列就是AMR类传感器。LWS3型磁阻式转向盘转角传感器的结构如图2-13所示。2个小齿轮由转向轴上的一个大齿轮驱动,这2个小齿轮之间差1个齿,通过测量2个小齿轮的角度就可以得到转向盘的角度信号。按一定的计算流程,在微处理器中计算出转向盘转角,以供控制系统使用。

二、AMR转向盘转角传感器和GMR转向盘转角传感器2.GMR转向盘转角传感器GMR转向盘转角传感器应用的是磁性多层膜的巨磁阻效应，由一系列磁性多层膜叠加而成，这些层只有纳米级厚度，它对最微弱的磁场也会有反应。这意味着这种传感器的量程物体。这种传感器的量程达到360°转角，经过特殊设计，这种传感器的量程可以满足转向盘转角测量的要求。博世公司的转向盘转角传感器LWS5系列就是GMR类传感器。

二、AMR转向盘转角传感器和GMR转向盘转角传感器方向盘转角传感器系统安装于汽车的方向盘转向管柱上。该系统主要由两大部分构成：机械机构部分和信号处理电路部分。方向盘转角传感器由电源模块、GMR模块、信号调理模块、复位电路、单片机以及角度输出模块等组成。机械机构部分主要包括：由转向管柱带动的转向柱小齿轮、与主齿轮啮合的磁钢大齿轮、注塑在磁钢大齿轮的NdFeB磁铁、和由转向管柱带动的多极磁环。

二、AMR转向盘转角传感器和GMR转向盘转角传感器信号处理电路部分主要包括安装在齿轮组上方的双路垂直式巨磁电阻芯片、安装在多极磁环侧面的双路梯度式巨磁电阻芯片、单片机处理电路、CAN通信电路、以及PCB电路板。GMR转向盘转角传感器具有测量精度高、测量范围广、结构简单等优点。能够满足EPS和ESP系统测量的要求。

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