Sensori di velocità
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Il sensore di velocità, componente essenziale per il funzionamento di diversi sistemi di bordo, permette di misurare la velocità di rotazione magnetica per fornire una tensione corrispondente alla velocità di rotazione.
È ampiamente utilizzato nei settori aeronautico, automobilistico e della meccanica di precisione. Nel settore automobilistico, è necessario un sensore di velocità della ruota. Un esempio del suo utilizzo è che può essere montato sulla ruota per trasmettere informazioni a vari sistemi, come il computer dell’ABS (sistema antibloccaggio) o dell’ESP (programma elettronico di stabilità) per il controllo dinamico del veicolo.
L’uso del sensore di velocità è anche necessario per controllare la velocità di un motore elettrico o termico. Esistono diversi tipi di sensori di velocità: sensori induttivi che possono essere monopolari o bipolari e sensori attivi che possono essere magneto-resistivi e a effetto Hall.
Gli ultimi due tipi di sensori di velocità sono sensori attivi. Sono chiamati attivi perché devono essere alimentati da una tensione esterna per funzionare. Senza un’alimentazione, non possono fornire alcun segnale. A seconda del flusso magnetico che lo attraversa, gli elementi sensibili di cui è composto generano una tensione. Questi elementi sono di tipo magneto-resistivo o a effetto Hall. La tensione da misurare da questi tipi di sensori non dipende dalla velocità di rotazione della ruota poiché può essere misurata fino al suo arresto completo. Questo non è il caso dei sensori induttivi.
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Un sensore di velocità della ruota o sensore di velocità del veicolo (VSS) è un tipo di tachimetro. Si tratta di un dispositivo di trasmissione utilizzato per leggere la velocità di rotazione delle ruote di un veicolo. Di solito consiste in un anello dentato e un pickup.
Il sensore di velocità della ruota è stato inizialmente utilizzato per sostituire il collegamento meccanico dalle ruote al tachimetro, eliminando la rottura del cavo e semplificando la costruzione del misuratore eliminando le parti mobili. Questi sensori producono anche dati che permettono il funzionamento di ausili alla guida automatizzati come l’ABS.
La ruota dentata è tipicamente in acciaio e può essere un design aperto o sigillato (come nel caso dei gruppi di cuscinetti unitizzati). Il numero di denti è scelto come compromesso tra rilevamento a bassa velocità/precisione e rilevamento ad alta velocità/costo. Un numero maggiore di denti richiederà più operazioni di lavorazione e (nel caso di sensori passivi) produrrà un segnale di uscita a frequenza più alta che potrebbe non essere interpretato così facilmente all’estremità ricevente, ma darà una migliore risoluzione e una maggiore velocità di aggiornamento del segnale.
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principio di funzionamento del sensore di velocità del veicolo
Un sensore di velocità consiste in un circuito integrato al silicio nella testa del sensore, che è sigillato ermeticamente con plastica sovrastampata. I circuiti dei sensori di velocità delle ruote Bosch utilizzano la tecnologia Hall, che incorpora l’elemento di rilevamento Hall, l’amplificatore di segnale e l’elaborazione del segnale in un unico chip. Il circuito è esposto al campo magnetico mutevole dell’encoder rotante, che è un multipolo o una ruota in acciaio. Nel caso di un’applicazione con ruota in acciaio, è necessario un magnete posto all’interno del sensore.
L’elemento Hall genera una tensione alternata che è proporzionale al cambiamento del campo magnetico. La tensione sinusoidale viene elaborata dal circuito in un segnale di uscita digitale alternato, e le informazioni sulla velocità della ruota vengono trasferite in impulsi di corrente rettangolari indipendenti dal carico. La frequenza degli impulsi di corrente è direttamente proporzionale alla velocità della ruota. È possibile il rilevamento di una velocità molto bassa quasi fino al fermo (0,1 km/h).
Il sensore di velocità della ruota con ridondanza di segnale soddisfa i requisiti della guida altamente automatizzata ed è disponibile in diverse varianti di sensore (con cablaggio o direttamente collegato). L’uso di componenti elettrici familiari e collaudati riduce la complessità delle funzioni di guida altamente automatizzata. Un segnale permanentemente disponibile sul dispositivo secondario evita latenze durante la commutazione dell’attuatore.
