汽车传感器的种类和作用

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1、汽车传感器的种类和作用之邯郸勺丸创作时间：二O二一年七月二十九日汽车传感器把汽车运行中各类工况信息,如车速、各类介 质的温度、策动机运转工况等,转化成电讯号输给计算机,以便策 动机处于最佳任务状态.车用传感器很多,判断传感器出现的毛病时,不该只考虑传感 器自己,而应考虑出现毛病的整个电路.因此,在查找毛病时,除了 检查传感器之外,还要检查线束、插接件以及传感器与电控单元之 间的有关电路.下面我们来认识一下汽车上的主要传感器.空气流量传感器空气流量传感器是将吸入的空气转换成电信号送至电控单元（ecu），作为决定喷油的基本信号之一.按照丈量原理不合，可以 分为旋转翼片式空气流量传感器（丰田prev

2、ia旅行车）、卡门涡 游式空气流量传感器（丰田凌志ls400轿车）、热线式空气流量 传感器（日产千里马车用vg30e策动机和国产天津三峰客车 tj6481aq4装用的沃尔沃b230f策动机）和热膜式空气流量传感 器四种型式.前两者为体积流量型，后两者为质量流量型.目前主要 采取热线式空气流量传感器和热膜式空气流量传感器两种.进气压力传感器进气压力传感器可以按照策动机的负荷状态测出进气歧管内 的绝对压力,并转换成电信号和转速信号一起送入计算机,作为决 定喷油器基本喷油量的依据.国产奥迪100型轿车（v6策动 机）、桑塔纳2000型轿车、北京切诺基（25l策动机）、丰田皇 冠 30 轿车等均采取这

3、种压力传感器.目前广泛采取的是半导体 压敏电阻式进气压力传感器.节气门位置传感器节气门位置传感器装置在节气门上,用来检测节气门的开度. 它通过杠杆机构与节气门联动,进而反应策动机的不合工况.此传 感器可把策动机的不合工况检测后输入电控单元（ecu）,从而控 制不合的喷油量.它有三种型式：开关触点式节气门位置传感器（桑塔纳 2000 型轿车和天津三峰客车）、线性可变电阻式节气门 位置传感器（北京切诺基）、综合型节气门位置传感器（国产奥 迪 100 型 v6 策动机）.曲轴位置传感器也称曲轴转角传感器,是计算机控制的点火系统中最重要的传 感器,其作用是检测上止点信号、曲轴转角信号和策动机转速信号

4、并将其输入计算机,从而使计算机能按气缸的点火顺序收回最佳点 火时刻指令.曲轴位置传感器有三种型式：电磁脉冲式曲轴位置传 感器、霍尔效应式曲轴位置传感器（桑塔纳2000 型轿车和北京切 诺基）、光电效应式曲轴位置传感器.曲轴位置传感器型式不合, 其控制方法和控制精度也不合.曲轴位置传感器一般装置于曲轴皮 带轮或链轮正面,有的装置于凸轮轴前端,也有的装置于分电器 （桑塔纳 2000 型轿车）.爆震传感器爆震传感器装置在策动机的缸体上,随时监测策动机的爆震情 况.目前采取的有共振型和非共振型两大类.现代汽车技术成长特征之一就是越来越多的部件采取电子 控制.按照传感器的作用,可以分类为丈量温度、压力、

5、流量、位 置、气体浓度、速度、光明度、干湿度、距离等功效的传感器,它 们各司其职,一旦某个传感器失灵,对应的装置任务就会不正常甚 至不任务.因此,传感器在汽车上的作用是很重要的.汽车传感器过去单纯用于策动机上,现在巳扩展到底盘、车身 和灯光电气系统上了.这些系统采取的传感器有100 多种.在种类 单一的传感器中，罕见的有：进气压力传感器：反应进气歧管内的绝对压力大小的变更,是向ecu （策动机电控单元）提供计算喷油持续时间的基准信号； 空气流量计：丈量策动机吸入的空气量,提供给ecu作为喷油 时间的基准信号；节气门位置传感器：丈量节气门打开的角度,提供给ecu作为断油、控制燃油/空气比、点火提

6、前角修正的基准信号；曲轴位置传感器：检测曲轴及策动机转速，提供给ecu作为确 定点火正时及任务顺序的基准信号；氧传感器：检测排气中的氧浓度,提供给ecu作为控制燃油/ 空气比在最佳值（理论值）邻近的的基准信号；进气温度传感器：检测进气温度,提供给 ecu 作为计算空气密 度的依据；冷却液温度传感器：检测冷却液的温度，向ecu提供策动机温 度信息；爆震传感器：装置在缸体上专门检测策动机的爆燃状况,提供 给 ecu 按照信号调整点火提前角.这些传感器主要应用在变速器、标的目的器、悬架和abs上.变速器：有车速传感器、温度传感器、轴转速传感器、压力 传感器等,标的目的器有转角传感器、转矩传感器、液压

7、传感器；悬架：有车速传感器、加速度传感器、车身高度传感器、侧 倾角传感器、转角传感器等；下面我们来认识一下汽车上的主要传感器.空气流量传感器是将吸入的空气转换成电信号送至电控单元（ecu），作为决定喷油的基本信号之一.按照丈量原理不合，可以 分为旋转翼片式空气流量传感器（丰田previa旅行车）、卡门涡 游式空气流量传感器（丰田凌志ls400轿车）、热线式空气流量 传感器（日产千里马车用vg30e策动机和国产天津三峰客车 tj6481aq4装用的沃尔沃b230f策动机）和热膜式空气流量传感 器四种型式.前两者为体积流量型，后两者为质量流量型.目前主要 采取热线式空气流量传感器和热膜式空气流量传

8、感器两种.进气压力传感器可以按照策动机的负荷状态测出进气歧管内 的绝对压力，并转换成电信号和转速信号一起送入计算机，作为决 定喷油器基本喷油量的依据.国产奥迪100型轿车（v6策动 机）、桑塔纳2000型轿车、北京切诺基（25l策动机）、丰田皇 冠 30 轿车等均采取这种压力传感器.目前广泛采取的是半导体 压敏电阻式进气压力传感器.节气门位置传感器装置在节气门上，用来检测节气门的开度. 它通过杠杆机构与节气门联动，进而反应策动机的不合工况.此传 感器可把策动机的不合工况检测后输入电控单元（ecu）,从而控 制不合的喷油量.它有三种型式：开关触点式节气门位置传感器（桑塔纳 2000 型轿车和天津

9、三峰客车）、线性可变电阻式节气门 位置传感器（北京切诺基）、综合型节气门位置传感器（国产奥 迪 100 型 v6 策动机）.也称曲轴转角传感器,是计算机控制的点火系统中最重要的传 感器,其作用是检测上止点信号、曲轴转角信号和策动机转速信号 并将其输入计算机,从而使计算机能按气缸的点火顺序收回最佳点 火时刻指令.曲轴位置传感器有三种型式：电磁脉冲式曲轴位置传 感器、霍尔效应式曲轴位置传感器（桑塔纳2000 型轿车和北京切 诺基）、光电效应式曲轴位置传感器.曲轴位置传感器型式不合, 其控制方法和控制精度也不合.曲轴位置传感器一般装置于曲轴皮 带轮或链轮正面,有的装置于凸轮轴前端,也有的装置于分电器

10、 （桑塔纳 2000 型轿车）.爆震传感器装置在策动机的缸体上,随时监测策动机的爆震情 况.目前采取的有共振型和非共振型两大类.传感器是指能感触感染规定的物理量,并按一定规律转换成可 用输入信号的器件或装置.简单地说,传感器是把非电量转换成电 量的装置.传感器通常由敏感元件、转换元件和丈量电路三部分组成.1）、敏感元件是指能直接感触感染（或响应）被丈量的部分, 即将被丈量通过传感器的敏感元件转换成与被丈量有确定关系的 非电量或其它量.2）、转换元件则将上述非电量转换成电参量.3）、丈量电路的作用是将转换元件输入的电参量经过处理转 换成电压、电流或频率等可测电量,以便进行显示、记录、控制和 处理

11、的部分.传感器的静态特性参数指标1灵敏度灵敏度是指稳态时传感器输出量y和输入量x之比，或输出量 y的增量和输入量x的增量之比，用k暗示为k = dy/dx2分辩力传感器在规定的丈量规模内能够检测出的被丈量的最小变更 量称为分辩力.3丈量规模和量程在允许误差限内，被丈量值的下限到上限之间的规模称为丈量 规模.4线性度（非线性误差）在规定条件下，传感器校准曲线与拟合直线间的最大偏差与满 量程输出值的百分比称为线性度或非线性误差.5迟滞迟滞是指在相同的任务条件下,传感器的正行程特性与反行程 特性的不一致程度.6重复性重复性是指在同一任务条件下,输入量按同一标的目的在全丈 量规模内连续变更多次所得特性

12、曲线的不一致性.7零漂和温漂传感器在无输入或输入为另一值时,每隔一定时间,其输入值 偏离原示值的最大偏差与满量程的百分比为零漂.而温度每升高 1C,传感器输出值的最大偏差与满量程的百分比，称为温漂.二、策动机经常使用传感器任务机理一）磁电效应按照法拉第电磁感应定律,n匝线圈在磁场中运动，切割磁力 线（或线圈所在磁场的磁通变更）时,线圈中所产生的感应电动势 的大小取决于穿过线圈的磁通的变更率,直线移动式磁电传感器直线移动式磁电传感器由永久磁铁、线圈和传感器壳体等组当壳体随被测振动体一起振动且在振动频率远大于传感器的 固有频率时,由于弹簧较软,运动件质量相对较大,运动件来不及随 振动体一起振动（静

13、止不动）.此时,磁铁与线圈之间的相对运动 速度接近振动体的振动速度.转动式磁电传感器软铁、线圈和永久磁铁固定不动.由导磁资料制成的丈量齿轮 装置在被测旋转体上,每转过一个齿,丈量齿轮与软铁之间组成的 磁路磁阻变更一次,磁通也变更一次.线圈中感应电动势的变更频 率（脉冲数）等于丈量齿轮上的齿数和转速的乘积.二）霍耳式传感器1霍耳效应半导体或金属薄片置于磁场中,当有电流（与磁场垂直的薄片 平面标的目的）流过时,在垂直于磁场和电流的标的目的上产生电 动势,这种现象称为霍耳效应.2霍耳元件目前经常使用的霍耳资料锗（ge）、硅（si）、锑化铟（insb）、砷化铟（inas）等.n型锗容易加工制造，霍耳系

14、数、温度性能、线性度较好；p型硅的线性度最好，霍耳系数、温度性能同 n 型锗,但电子迁移率较低,带负载能力较差,通常不作单个霍耳元件.三）压电式传感器1压电效应对某些电介质沿着一定标的目的加力而使其变形时,在一定概 略上产生电荷,当外力裁撤后,又恢复到不带电状态,这种现象称为 正压电效应.在电介质的极化标的目的施加电场,电介质会在一定 标的目的上产生机械变形或机械压力,当外电场去除后,变形或应 力随之消失,此现象称为逆压电效应.2压电元件压电式传感器是物性型的、发电式传感器.经常使用的压电资 料有石英晶体（Sio2）和人工合成的压电陶瓷.压电陶瓷的压电常数是石英晶体的几倍,灵敏度较高.四）光电

15、式传感器1光电效应当光线照射物体时,可看作一串具有能量e的光子轰击物体， 如果光子的能量足够大,物质内部电子吸收光子能量后,解脱内部 力的约束,产生相应电效应的物理现象,称为光电效应.1）在光线作用下,电子逸出物体概略的现象,称为外光电效应 如光电管、光电倍增管等.2）在光线作用下,物体的电阻率改动的现象,称为内光电效应 如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光敏晶闸管等.3）在光线作用下,物体产生一定标的目的电动势的现象,称为 光生伏特现象,如光电池（属于对感光面入射光点位置敏感的器 件）等.2光敏电阻光敏电阻受到光线照射时,电子迁移,产生电子空穴对,使电 阻率变小.光照越强,阻值越低.入射光线消失,电子空穴对恢复, 电阻值逐渐恢恢复值.3光敏管光敏管（光敏二极管、光敏三极管、光敏晶闸管等）属于半 导体器件.4电致发光固体发光资料在电场激发下产生的发光现象称为电致发光.电 致发光是将电能直接转换成光能的过程.发光二极管（led）是以特 殊资料掺杂制成的半导体电致发光器件.当其 pn 结正向偏置时,由 于电子空穴复合时产生过剩能量,该能量以光子形式放出而发光五）热电式传感器1热电效应将两种不合性质的金属导体 a、b 接成一个闭合回路,如果两接合点温度不相等（t0Zt）,则在两导体间产生电动势，并且回路中有一定大小的电流存在,此现象称为热电效应.