سنسور سرعت چرخ (Wheel Speed Sensor)، در فیزیک (Physics)
انواع حسگرها (Sensor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
سنسور سرعت چرخ (Wheel Speed Sensor) :
سنسور سرعت چرخ یکی از حیاتی ترین سنسورها در خودروهای مدرن است که سرعت چرخش هر چرخ را اندازه گیری می کند. این اطلاعات برای عملکرد صحیح سیستم های ایمنی فعال مانند ترمز ضد قفل (ABS - Anti-lock Braking System)، کنترل کشش (TCS - Traction Control System)، و کنترل پایداری الکترونیکی (ESC - Electronic Stability Control) ضروری است. با مقایسه سرعت چرخ های مختلف، واحد کنترل الکترونیکی (ECU) می تواند وضعیت هایی مانند قفل شدن چرخ در هنگام ترمز شدید، هرزگردی چرخ های محرک، یا انحراف خودرو از مسیر را تشخیص داده و اقدامات اصلاحی (کاهش فشار ترمز، کاهش قدرت موتور، یا ترمزگیری انتخابی) را انجام دهد.
دو نوع اصلی سنسور سرعت چرخ وجود دارد:
سنسور مغناطیسی غیرفعال (Passive / Variable Reluctance Sensor): نوع قدیمی تر. این سنسور شامل یک آهنربای دائمی، یک هسته فلزی نرم، و یک سیم پیچ است. در مقابل سنسور، یک حلقه دندانه دار (تون رینگ - tone ring) روی محور چرخ نصب شده است. با چرخش حلقه، دندانه ها از مقابل سنسور عبور کرده و باعث تغییر شار مغناطیسی در سیم پیچ می شوند. این تغییر شار، یک ولتاژ AC با فرکانس متناسب با سرعت چرخش تولید می کند. دامنه این ولتاژ به سرعت چرخش وابسته است (در سرعت های پایین، دامنه بسیار کم می شود). این نوع سنسور ساده و ارزان است، اما در تشخیص جهت چرخش ناتوان بوده و عملکرد آن در سرعت های بسیار پایین محدود است.
سنسور اثر هال فعال (Active Hall Effect Sensor): نوع جدیدتر و رایج تر. این سنسور از یک سنسور اثر هال و یک آهنربای دائمی درون یک محفظه استفاده می کند. حلقه دندانه دار می تواند از نوع مغناطیسی (دارای قطب های متناوب) یا فلزی باشد. سنسور با تشخیص تغییرات میدان مغناطیسی ناشی از عبور دندانه ها، یک پالس دیجیتال (معمولا موج مربعی) با فرکانس متناسب با سرعت چرخش تولید می کند. این نوع سنسور دارای دامنه خروجی ثابت (مثلا ۰-۱۲ ولت) است و می تواند سرعت های بسیار پایین (حتی نزدیک به صفر) را تشخیص دهد. همچنین، برخی از انواع آن قادر به تشخیص جهت چرخش نیز هستند.
سنسورهای سرعت چرخ مدرن از نوع فعال هستند و معمولا با یک رینگ مغناطیسی (که یاتاقان چرخ در آن تعبیه شده) کار می کنند. آنها اطلاعات دقیق و قابل اعتمادی را برای سیستم های ایمنی و همچنین برای ناوبری (محاسبه مسافت طیشده) فراهم می کنند.
\[ f \propto N \cdot \omega \quad , \quad v = 2\pi r \cdot f / N \]که
\[ f \]فرکانس پالس ها،
\[ N \]تعداد دندانه های حلقه،
\[ \omega \]سرعت زاویه ای چرخ،
\[ r \]شعاع چرخ، و
\[ v \]سرعت خطی خودرو است.
