專利名稱：雙信號光柵式轉速傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及傳感器，尤其是一種用于汽油發動機點火系統的 雙信號光柵式轉速傳感器。
背景技術：
世界汽車保有量迅猛增加，帶來了日益嚴重的環境和能源問題， 已經受到人類社會的迫切關注。
我們知道，提高汽車發動機效率和降低廢氣排放的關鍵是發動機 點火時刻是否正確，點火能量是否足夠大。老式點火系統是由分電器 的凸輪機構使白金觸點閉合與打開，接通與切斷點火線圈初級電流， 在次級線圈中感應出高壓脈沖到汽缸去點火。這種裝置的點火時刻不 夠正確，能量較低，受觸點燒蝕影響，發動機效率低，排放高。
隨著電子技術的發展，晶體管式、集成電路式以及電腦控制的無 觸點電子點火系統相繼出現，逐步取代了有觸點點火系統。尤以電腦 為核心的汽車發動機電子控制系統，是當代最為先進的發動機控制平 臺。電腦按程序快速精確地計算出發動機最佳空燃比和正確的點火時 刻，控制電子開關實現高能無觸點正時點火，從而提高發動機效率， 降低廢氣排放。
電腦控制系統最重要的輸入數據是發動機轉速信號和位置信號。 一般采用三種類型的傳感器磁感應式傳感器、霍爾式傳感器及光電 式傳感器。
其中，磁感應式傳感器的缺點是輸出信號幅度隨發動機轉速變化 而急驟變化。此外，分電器主軸磨損將引起傳感器觸發輪的晃動，降 低了轉速信號的一致性，直接影響點火正時性。霍爾式傳感器克服了 磁感應式傳感器的缺點，輸出信號幅度不受轉速影響，但是葉輪的齒 數較少， 一般與發動機汽缸數相等，當發動機曲軸與分電器主軸的傳動比為2: 1時，發動機曲軸每轉一周，霍爾式傳感器的輸出脈沖個 數是汽缸數的二分之一，輸出信號精度較低，且受溫度的變化以及轉 軸磨損的影響較大。光電式傳感器與霍爾式傳感器比較，其輸出信號 受環境溫度和轉軸磨損的影響較小，但是它沿用了霍爾式傳感器的葉 輪，發動機曲軸每轉一周，輸出脈沖個數是汽缸數的一半，因此輸出 信號的精度也比較低。 發明內容
本實用新型的目的在于，提供一種運行穩定、精確度高的雙信號 光柵式轉速傳感器。
本實用新型是通過如下方案實現的 一種雙信號光柵式轉速傳感 器，包括圓片光柵與光電轉換器，其特征在于光電轉換器包括發光 部件、接收部件、輸出部件，所述圓片光柵外側圓周設有一圈均勻分 布的透光孔，在透光孔的內圓周設有與發動機汽缸數量相同的圓弧通 孔，圓片光柵固定設置在分電器主軸上，發光部件與接收部件分別設 置在圓片光柵的兩側，并相互對應，輸出部件與外部信號處理單元連 接。
此項設置采用圓片光柵與光電轉換器組合的傳感器形式，并在圓 片光柵上設置兩圈不同的透光孔，外圈透光孔用于測量發動機轉速， 內圈通孔用于測量發動汽缸的序號，準確地測量出發動機曲軸的角速 度和汽缸的位置，設圓片光柵外圈透光孔個數為N個，平均分布于 外側圓周，圓片光柵轉動360度，就有N個透光孔轉過接收部件， 當接收部件中的三極管輸出脈沖頻率為n (Hz)時，分電器主軸的角 速度為(360*n/N)度/秒。由此可見，在相同的角速度下，透光孔個 數N越大，則測得的主軸角速度的誤差就越小，由于分電器主軸與 發動機曲軸是同步聯動連接的，因此分電器主軸的角速度就是發動機 曲軸的角速度，這種用光電信號傳感的方式，受外部溫度或者轉軸磨 損等不良因素的影響很小，運行非常穩定，而且測量的精確度很高。
本實用新型的進一步設置為圓片光柵是一個金屬薄圓片，中心 部位設有安裝孔，通過安裝孔套設固定在分電器主軸上，圓片光柵上 沿外側圓周開有60個透光孔，透光孔的位置按圓周平均分布，內側圓周設有4個不同寬度的圓弧通孔，兩兩相隔90度。
此項設置將圓片光柵套設在分電器主軸上，這樣圓片光柵的轉動 角速度就與分電器主軸相同，測量計算比較方便，之所以在外側圓周 設置60個透光孔，內側圓周設置4個通孔是因為，本設置主要針對 的是4汽缸的發動機，而且60個透光孔己經可以滿足計算主軸角速 度的誤差要求，在一定程度上節省了成本。
本實用新型的進一步設置為光電轉換器是一個圓形空心塑料盤 截面呈"」"形，發光部件、接收部件、輸出部件設置在圓形空心塑 料盤內，發光部件、接收部件設置在圓形空心塑料盤的內腔中，在圓 形空心塑料盤與凸起部分之間設有狹窄的空槽，并與圓片光柵適配。
此項設置把發光部件、接收部件、輸出部件全部設置在圓形空心 塑料盤內，很好地保護了各個部件，減少一些摩擦、碰撞所造成的傷 害，而且將圓形空心塑料盤的截面設置成"」"形，在安裝上很方便， 使傳感器在運行的時候更加穩定。
上述結構在圓片光柵上設置兩圈通孔， 一圈用于測試主軸轉速， 另一圈用于測試發動機汽缸位置，測量非常精確，而且將發光部件、 接收部件、輸出部件都設置在圓形空心塑料盤內，使整個傳感器運行 更加穩定。
圖1為本實施例的結構示意圖2為本實施例中圓片光柵的結構示意圖3為帶有雙信號光柵式轉速傳感器的分電器結構示意具體實施方式
參考圖3可知，分電器從上至下依次安裝分電器蓋12、分火頭 11、防塵罩12、屏蔽罩9、分火頭座8、圓片光柵7、定位套6、光 電轉換器5、鋁座l、軸承3、連軸節4，主軸2設置在鋁座1內，下 端與連軸節4固定連接，通過連軸節3與發動機曲軸聯動連接，其中 鋁座l、主軸2、軸承3、連軸節4、定位套6、分火頭座8、屏蔽罩 9、防塵罩IO、分火頭ll、分電器蓋12組成分電器本體及機械傳動 部分。光電轉換器5和圓片光柵7構成光柵式傳感器，安裝于分電器內部；其中光電轉換器5固定于鋁座1、圓片光柵7套設安裝在主軸 2上，鋁座1固定于發動機的支架上，作為光柵式分電器的基座，承 載各個部件；主軸2、軸承3、連軸節4構成分電器的轉動部分，發 動機曲軸轉動通過連軸節4使分電器主軸2帶動圓片光柵7轉動； 圓片光柵7轉動產生有規律的光信號；光電轉換器5把圓片光柵7 產生的光信號通過電子部件轉換成電脈沖信號輸出到電腦；定位套6 和分火頭座8用于穩定圓片光柵的轉動；屏蔽罩9和防塵罩10用于 抗電磁干擾和防塵；分火頭11和分電器蓋12用于向各汽缸火花塞正 確有序輸送高壓點火脈沖。
圓片光柵7轉動時，外側發光管發出的光透過外側透光孔到達接 收部分的外側光敏管，光敏管接收到光，產生光電流，經集成電路放 大、整形后，三極管以電脈沖形式輸出。分電器的連軸節4與發動機 曲軸連接，當發動機曲軸與分電器主軸的傳動比為2: 1時，如果三 極管以每秒輸出n個電脈沖，電腦可以計算出發動機曲軸的轉速為 (720*n/N)度/秒。
內側光敏管接收到內側發光管的光后，產生光電流，經集成電路 放大、整形后，三極管輸出的電脈沖寬度對應于內側透光孔的弧度(分 別為6度、18度、30度和42度)，這些脈沖信號輸入到電腦后，電 腦可以計算出汽缸序號(位置)，從而根據汽缸序號給出正確的點火 順序，實現正確的點火。
參考圖1、圖2可知，為了實現輸出雙信號功能，實現正確點火， 圓片光柵7的外側圓周設置了一圈透光孔71，內側圓周設置一圈通 孔72，中心設有安裝孔73，這樣保證輸出主軸信號和汽缸信號，減 小誤差，保證點火的準確度，并把發光部件、接收部件、輸出部件都 設置在圓形空心塑料13盤內，保護各個元器件，保證傳感器能穩定 的運作，輸出信號。
本實用新型用上述的雙信號光柵式轉速傳感器，取代了傳統的傳 感器，由此，避免了磁感應式傳感器的輸出信號幅度隨發動機轉速變 化而急驟變化，分電器主軸磨損將引起傳感器觸發輪的晃動，降低了 轉速信號的一致性，影響點火正時性的缺點；克服了霍爾式傳感器輸出信號精度較低，受溫度的變化以及轉軸磨損的影響較大的弊病；解 決了光電式傳感器沿用霍爾式傳感器的葉輪，造成輸出信號的精度比 較低問題。
權利要求1. 一種雙信號光柵式轉速傳感器，包括圓片光柵與光電轉換器，其特征在于光電轉換器包括發光部件、接收部件、輸出部件，所述圓片光柵外側圓周設有一圈均勻分布的透光孔，在透光孔的內圓周設有與發動機汽缸數量相同的圓弧通孔，圓片光柵固定設置在分電器主軸上，發光部件與接收部件分別設置在圓片光柵的兩側，并相互對應，輸出部件與外部信號處理單元連接。
2. 按照權利要求1所述的雙信號光柵式轉速傳感器，其特征在于圓片光柵是一個金屬薄圓片，中心部位設有安裝孔，通過安裝孔套設固定在分電器主軸上，圓片光柵上沿外側圓周開有60個透光孔，透光孔的位置按圓周平均分布，內側圓周設有4個不同寬度的圓弧通孔，兩兩相隔90度。
3. 按照權利要求1或2所述的雙信號光柵式轉速傳感器，其特征在于光電轉換器是一個圓形空心塑料盤，盤面上設有凸起部分，發光部件、接收部件、輸出部件設置在圓形空心塑料盤及凸起部分的空腔內，在圓形空心塑料盤與凸起部分之間設有狹窄的空槽，并與圓片光柵適配。
專利摘要本實用新型涉及傳感器，尤其是一種用于汽油發動機點火系統的雙信號光柵式轉速傳感器。一種雙信號光柵式轉速傳感器，包括圓片光柵與光電轉換器，其特征在于光電轉換器包括發光部件、接收部件、輸出部件，所述圓片光柵外側圓周設有一圈均勻分布的透光孔，在透光孔的內圓周設有與發動機汽缸數量相同的圓弧通孔，圓片光柵固定設置在分電器主軸上，發光部件與接收部件分別設置在圓片光柵的兩側，并相互對應，輸出部件與外部信號處理單元連接。上述結構在圓片光柵上設置兩圈通孔，一圈用于測試主軸轉速，另一圈用于測試發動機汽缸位置，測量非常精確，而且將發光部件、接收部件、輸出部件都設置在圓形空心塑料盤內，使整個傳感器運行更加穩定。
文檔編號G01P3/36GK201307120SQ200820163569
公開日2009年9月9日 申請日期2008年8月29日 優先權日2008年8月29日
發明者戴秀林 申請人:溫州鴻騰汽車電器有限公司