Pierwotnym zadaniem czujników ABS, jak można się domyślić, była praca z systemami ABS. Z biegiem lat systemy bezpieczeństwa były ulepszane, a czujniki ABS spełniały coraz więcej funkcji. Obecnie, przekazywane przez czujniki ABS informacje dotyczące prędkości mogą służyć do obsługi skrzyni biegów, systemów kontroli podwozia i nawigacji, układów kontroli zjeżdżania ze wzniesienia i innych.

Rodzaje czujników

Dostępne są różne modele czujników, w zależności od wymaganej wytrzymałości, precyzji pracy, czy rozmiarów.

Pasywne czujniki ABS – Dla pierścieni zębatych

Pasywne czujniki ABS mają zazwyczaj większe rozmiary, są mniej precyzyjne i załączają się dopiero wówczas kiedy koło osiągnie pewną minimalną prędkość obrotową. Ich zastosowanie w nowoczesnych samochodach jest więc coraz rzadsze. Jednak są one wytrzymałe i łatwo jest sprawdzić, czy działają poprawnie.

Indukcyjny czujnik ABS

To cewka owinięta wokół rdzenia magnetycznego. Magnes trwały wytwarza pole magnetyczne, które przechodzi przez cewkę i pierścień zębaty tam i z powrotem. Obracanie się pierścienia zębatego powoduje zmianę pola, które za sprawą indukcji wytwarza prąd elektryczny – tzw. sinusoidę, w zależności od tego czy trafia na ząb, czy nie.

1. Magnes trwały 2. Obudowa 3. Żelazny rdzeń 4. Cewka 5. Szczelina powietrza 6. Pierścień zębaty ze szczeliną odniesienia = brak zęba

Aktywne czujniki ABS – Dla kół zębatych / kół z pierścieniem magnetycznym

,,Aktywne” czujniki ABS noszą taką nazwę gdyż do rozpoczęcia pracy wymagają zewnętrznego źródła zasilania. Działanie aktywnych czujników ABS opiera się na różnych zasadach. Rozróżnia się aktywne czujniki Halla i czujniki magnetorezystancyjne. Czujniki Halla są bardzo precyzyjne, wymagają niezwykle dokładnego umiejscowienia i są stosunkowo podatne na zanieczyszczenie. Miejsce instalacji czujników magnetorezystancyjnych jest praktycznie dowolne. Mogą być instalowane stosunkowo daleko od pierścienia magnetycznego i nadal przekazywać silny sygnał.

Czujnik Halla

W tego typu czujnikach zasadę pomiaru określa się mianem ,,efektu Halla’’. Działanie to polega na bezkontaktowej reakcji na zmianę pola magnetycznego. Delikatny element czujnika nosi nazwę układu scalonego Halla i jest z nim zintegrowany. Magnes trwały umieszczony za układem scalonym Halla wytwarza za nim pole magnetyczne, które przenika przez obracające się koło zębate. Pole magnetyczne ulega zmianie wraz z obrotem koła zębatego. Układ scalony reaguje na zmiany pola, przekazując do jednostki sterującej sygnał w postaci fali prostokątnej. Sygnał nie jest zależny od czasu obrotu koła, dzięki czemu jego wykrywanie jest niezawodne nawet przy prędkości 0 km/h.

1. Koło zębate 2. Złącze 3. Sygnał wyjściowy 4. Magnes trwał 5. Pole magnetyczne 6. Układ scalony Halla

Czujnik Halla z pierścieniem magnetycznym

Działa na podobnej zasadzie jak koło zębate, jednak pole magnetyczne jest tu łatwiejsze do wykrycia z powodu jego naprzemiennego rozłożonenia na pierścieniu magnetycznym. W rozwiązaniu tym nie występuje magnes trwały umieszczony za układem scalonym Halla, dzięki czemu czujnik może mieć bardzo małe wymiary. Możliwe jest dodatkowe zaoszczędzenie miejsca poprzez integrację pierścienia magnetycznego z łożyskiem koła.

1. Pierścień mgnetyczny (magnesy czerwony / zielony) 2. Układ scalony Halla 3. Obudowa

Magnetorezystancyjny czujnik AMR

Czujnik jest tu instalowany nad pierścieniem magnetycznym i dokonuje poprzecznego pomiaru pola magnetycznego (na rysunku w górę lub w dół w zależności od kierunku obrotu). Na podstawie tej zmiany ustala się prędkość obrotową i kierunek obrotów koła. Zasada działania opiera się tu na efekcie kwantowo-mechanicznym wytwarzanym przez warstwy ferro-i nie-ferromagnetycznego materiału. W skrócie, opór znacząco wzrasta lub maleje, w skutek czego sygnał może zostać precyzyjnie wykryty.

1. Czujnik 2. Zmienna rezystancja 3. Pierścień magnetyczny 4. Pole magnetyczne

Czujniki działają niezawodnie w temperaturach od -40°C do +150°C. Firma TRW testuje je na etapie produkcyjnym, torze testowym i na drodze. Urządzenia testujące dokonują pomiaru czasu reakcji i dokładności przekazu danych czujników z dokładnością do mikrosekund.