第三章 压力传感器的结构、 原理与检测 汽车传感器1P第一节 概述 第二节 进气压力传感器 第三节 大气压力传感器 第四节 制动主缸油压传感器第五节 蓄压器压力传感器 第六节 空气滤清器真空开关第七节 机油压力开关2P压力传感器在汽车上应用较广，它的作用是检测气体或 液体的压力变化情况，并把检测结果转换成电信号输入给电 控单元第一节 概 述 一、压力传感器的类型 1.压力传感器按结构可分为3）电阻-应变效应式：电阻-应变效应是指金属导体的电阻在导体受力产生变形(伸长或缩短)时发生变化的现象1）电磁式：或称膜盒传动的可变电感式、差动变压器组合式敏感元件有膜盒、波纹管、U形管等2）压阻效应式：压阻效应是指当半导体受到应力作用时，由于载流子迁移率的变化，其电阻率发生变化的现象半导体压阻式传感器具有灵敏度高、动态响应好、精度高易于微型化和集成化等特点而应用广泛3P1) 电压型：有压阻应式(或半导体压敏电阻式)压力传感器、和电磁式(膜盒传动的可变电感式)压力传感器2.按信号产生的原理可分为2) 频率性：电容膜盒式压力传感器和表面弹性波式压力传感器 3.按信号产生的应用可分为 进气歧管压力传感器：检测歧管压力，间接获取EFI系统流量、EGR控制。
大气压力传感器： 检测大气压力，空燃比修正 制动主缸压力传感器：检测制动主缸压力， 蓄压器压力传感器： 检测蓄压器压力，控制 空气滤清器真空开关：检测压力差，判断滤清器是否堵塞 机油压力开关： 检测发动机有无机油压力 变速器油压力传感器：检测变速器油压，控制换档 轮胎气压传感器： 检测轮胎气压是否过高4P1. 国际压压力计计量单单位及其标识标识 符号： Pa ； kPa； MPa ；2. 其他常用压压力计计量单单位1）1bar=105Pa2）PSi为为英制压压力单单位，磅力每平方英寸（1bf/in2） 1psi=6894.76 pa； 3）标标准大气压压 1atm=101325pa ；4）工程大气压压1at(千克力每平方厘米kgf/cm2)1at =98066.5pa5）毫米汞柱(mmHg)，1mmHg =133.322Pa 6）毫米水柱(mmH2O)，1mmH2O =9.80665Pa附：压力计量单位及其标识符号5P第二节 进气压力传感器一、进气压力传感器的结构、原理进气压力传感器是进气歧管绝对压力传感器的简称绝对压力：相对于真空的压力。
D型EFI系统是利用进气歧管绝对压力和发动机转速来计 算吸入气缸的空气量，又称为速度—密度型EFI系统其作 用相当于L型EFI汽油喷射系统中的空气流量传感器速度—密度方式喷油器进气岐管 压力传感器空气滤清器怠速空气阀进气岐管 稳压室节气门体6PBOSCH 压力型（D型）EFI7P传感器安装：节气门后部的进气歧管上8PL型与D型区别节气门下游漏气对L型、D型分别有什么影响？节气门下游漏气，对于L型喷射系统来说，外漏的气体没有 经过进气流量传感器的计量，所以ECU不会令喷油量增加，以致 使混合气变稀，发动机动力不足、怠速不稳甚至熄火对于D型 喷射系统来说，节气门下游的真空漏气，会使歧管内的真空度下 降，绝对压力升高由于D型喷射系统都是以绝对压力的信号输 出给ECU的，所以ECU根据绝对压力升高的信号，令喷油量增加 ，提高发动机的转速，造成怠速过高 9P按其信号产生原理可分为电磁式(膜盒传动的差动变压 器式)、压阻式、电容式和表面弹性波式等传感器压阻式传感器采用硅膜片与力敏电阻一体化的扩散型 这种传感器易于批量生产，能够方便地实现微型化、集成化 和智能化，因而受到人们普遍重视其中压阻式和电容式进气压力传感器在当今发动机电子 控制系统中应用较为广泛。
2.进气压力传感器的种类：测量节气门之后的进气歧管的真空度，来间接的测量进 气量 将进气管道中的气体绝对压力转换成电信号，并送ECU ，由ECU控制电动喷油器喷油的喷油量1.进气压力传感器的作用10P（一）电磁式进气压力传感器铁心弹片接进气歧管 传感线圈真空膜盒电磁式进气压力传感器结构图1.传感器结构：2) 铁心和传感线圈：转换为电量的元件1) 一对真空膜盒（压力计）：检测敏感元件a) 节气门开启状态b) 节气门关闭状态11P具有弹性的真空膜盒抽成真空外部气压变化时，膜盒 产生凸出或凹进的现象，通过传动机构，使线圈中铁心的位 置发生改变，从而使线圈中穿过的磁通量发生变化，于是线 圈变产生出大小不同的感应电动势来，由此即把气压变化的 物理量转换成由线圈两端输出的电信号铁心弹片接进气歧管 传感线圈真空膜盒a) 节气门开启状态b) 节气门关闭状态2.传感器工作原理12P当节气门开启时，进气歧管内气体的绝对压力增加即真 空度减小，真空膜盒被压缩，把动铁心往右拉，如图a所示， 于是减小了磁轭与动铁心（衔铁）的间隙，使传感线圈中的 感应电动势增大当此信号输出给ECU后，ECU控制喷油器 ，使燃油的喷射量增加。
节气门关闭时，则相反铁心弹片接进气歧管 传感线圈真空膜盒a) 节气门开启状态b) 节气门关闭状态13P（二）压阻效应式进气压力传感器1) 硅膜片：用半导体材料硅制成的，是利用半导体压阻效应的压力转换元件硅膜片的一面是真空室，另一面是进气 歧管压力硅膜片真空室IC滤清器 接线端进气歧管压力1.传感器结构：2) 真空室：提供绝对压力基准 3) 滤清器：滤除进气杂质，以免膜片受到腐蚀和脏污而 4) IC：集成传感器电路 5) 接线端：压阻效应式进气压力传感器 结构图14P真空室硅片IC压阻式歧管压力传感器的硅 膜片一面通真空室，另一面导入 进气歧管压力在压差作用下， 硅膜片就会产生机械应变而产生 应力，应变电阻的阻值在膜片应 力的作用下就会发生变化，电桥 上电阻值的平衡就被打破，从而 使电桥输出电压变化由于该电 压值很小，再经过混合集成电路 的放大处理后，从ECU的PIM端 子提供给微电脑电路2.传感器工作原理15P说明：发动机电喷系统的汽油喷射，除了受进气压力、发动机 转速等主要因素影响外，还必须考虑发动机在冷启动、热车 后、满负荷、加速及停车时燃油供给的中断等诸多因素为 此，还设置许多附加或辅助装置，如节气门位置传感器和附 加空气阀等。
另外，由于压力传感器结构和测量原理的要求，因此压 力传感器安装在振动较小的车身处，用一根橡胶管与进气总 管相连作为取气管16P由两片用绝缘垫平行 隔开的氧化铝膜片形成电 容在铝片的内表面贴有 两片极薄的硅片，分别与 一根引线相连氧化铝膜片与绝缘垫 围成的空腔抽成真空提供 绝对压力基准三）电容膜盒式进气歧管压力传感器1.传感器结构：真空腔通进气歧管氧化铝片硅片引线绝缘垫电容膜盒式进气压力传感器 结构图17P氧化铝片和绝缘垫圈构成真空腔的膜盒，该盒装在与进 气管相通的容器内当进气歧管压力发生变化时，极板氧化 铝片弯曲变形，极板的间隙发生变化，其电容随之变化，从 而获得与压力成正比的电容值信号把电容式传感器作为谐振电路的一部分，当进气压力发 生变化时，谐振频率发生相应的变化，其输出信号的频率与 进气压力成正比其频率大约在80～120Hz内变化真空腔通进气歧管氧化铝片硅片引线绝缘垫2.传感器工作原理ECU根据信号的频 率便可算出进气歧管的 绝对压力利用两个极板之间的电容与极板间的间隙成反比原理18P检测步骤： 1）拔下传感器插头，接通点火开关，测量VCC端子与E2间电压应该为4.5~5.5V二、进气压力传感器的检测进气压力传感器电子控制单元ECU进气硅片混合IC稳压电源单片机A/D转换进气压力传感器与ECU的连接电路示意图VCCPIME2E119P2）插回插头，拆下传感器上的软管，接通点火开关，测量ECU连接器上PIM与E2端子间的大气压下输出的电压， 应符合图示的输出特性。
3）对传感器施以 13.3~66.7kPa的负压(真空度)，再测ECU连接器上PIM与E2端子之间的电压，应符合表所列值的规律输出特性输出电压/VmmHgUO压力0.52.43.63.91.206075011220kPa150450100840真空度/mmHg 100200300400500 PIM/E2电压电压0.3~0.5 0.7~0.9 1.1~1.31.5~1.71.9~2.120P第三节 大气压力传感器大气压力 (BARO) 传感器一般安装在发动机集中控制电 脑ECM/PCM (发动机控制模块/动力系统控制模块)内，电脑 通过大气压力传感器测量车辆所处位置的海拔高度以及车辆 爬山时的相对海拔高度并把这种变化转换为输入的信号， 输入到电脑内，从而调整点火正时和燃油供给量，使发动机 性能得到稳定发挥大气压传感器 测测量大气压压的范围围：10～1100mb（200PSi） 大气压压分辨率：0.1mbar 测测量温度范围围：-40℃～+85℃INTERSEMA 大气压传感器MS5540B21P与歧管绝对压力传感器相似以本田雅阁轿车为例， 主要有硅片和放大电路组成硅片覆盖着真空室，由发动 机ECM 向传感器提供 5V电源与传感器内部电路搭铁成回 路。
真空室和大气压之间的压力差引起硅片弯曲变形，传 感器产生一个电压信号，经放大电路放大修正后的信号再 反馈到ECM传感器结构图一、大气压力传感器的结构、原理输出特性输出电压/VkPaUO压力0.51.52.02.53.03.51.003451688510017硅片真空室22P以三菱轿车大气压力传感器为例安装在空气流量传感 器内，由惠斯登电桥组成，当海拔变化，输出信号到ECU的 16号端子ECU据此修正喷油量13和23端子并联以减少接 触电阻接通点火开关：端子23与搭铁间电压应 为5V传感器信号输出端子5 输出电压UO应为3.5~4.2V 二、检测方法1）检查搭铁情况端子14与搭铁电阻为02）检测各端子间电压值： 3541323161424ECUUO传感器E1E1E25V电源三菱轿车大气压力传感器接线图23P第四节 制动主缸油压传感器作用：检测制动蓄压器压力，以控制制动系统中油压助力装置中的油液压力，向外发出液压制动油泵接通与断开信号，油压异常时报警信号半导体应变片基片密封圈传感 元件壳体1.传感器结构：由基片、半导体应变片、 传感元件及壳体组成2.传感器工作原理：利用应变片的电阻随形 状变化的性质，通过金属膜 片检测出压力的变化，并转 变成电信号向外输出。
24P安装位置：主缸下部25P第五节 蓄压器压力传感器蓄压器：用于储存液压能量，吸收压力脉动与冲击压力的 液压附件广泛运用于离合器、自动变速器等的液压控制系统中如ABS的蓄压器用于储存液压能量，吸收压力脉动与冲击压 力的液压附件离合器的蓄压器用于离合器油压经过蓄压器，通过它里面的 弹簧减缓油压，达到最佳离合器油压，不冲击26P第五节 蓄压器压力传感器作用：检测牵引力控制系统(TRC)蓄压器油液压力，并将压力信号转换为电信号输入ECU，以控制液压泵的工作2.传感器工作原理：当油液压力低时，它 向ECU输入油压低信号， 以便起动油压泵，使之运 转；当油液压力高时，它 输入ECU的信号使液压泵 停止运转TRC 执行器压力 开关低压… 开关接通 高压… 开关关断ABS/TRC ECUY-G1PRE2BR 21.传感器结构：由压力检测部分(半导体压敏元件)、电路部分等组成3.安装位置：液压控制组件的上方蓄压器压力传感器接线图27PTCS：英文全称是Traction Control System，即牵牵引力控制系统统，又称循迹控制系统统ASR：ASR驱动驱动 防滑系统统也叫牵牵引力控制系统统，即Acceleration Slip Regulation的缩缩写。
TRC：TRC功能与TCS相同，此种叫法多出现现于丰田、雷克萨萨斯等日系车车型上ATC：功能与TCS相同，自动牵动牵 引力控制，又称为牵为牵 引力控制。