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号发生器内有３个永久磁铁，上面绕有线圈磁头。其中磁头２产生１２０°信号（Ｇ信号），用于辨别气缸及检测活塞上止点位置；磁头１和３共同产生１°信号（Ｎｅ信号），用以检测曲轴转角及发动机转速信号。发动机转动时，信号盘的齿和凸缘切割磁头，使其感应线圈内磁场变化，从而在感应线圈里产生交变的电动势，再将其滤波整形后，变成脉冲信号，如图１所示。发动机旋转一圈，在磁头２上产生三个１２０°脉冲信号；在磁头１和３上各产生相位差９０°的９０个脉冲信号，经信号合成后向电脑输送１８０个脉冲１°的信号。传感器盒上有四孔电连接器，孔１为１２０°信号输出线，孔２为信号放大与整形电路和电源线，孔３为１°信号输出线，孔４是接地线。通过该连接器将曲轴位置传感器的感应信号送至电脑。电脑根据１２０°信号判别何缸何时处于活塞上止点位置，以确定喷油正时和点火正时；根据１°信号感知曲轴的转角和发动机转速，以确定每次循环符合最佳空燃比的喷油量。
将向电脑输入一缸上止点位置信号和缸序判别信号（Ｇ信号），相当于磁脉冲曲轴位置传感器１２０°信号。
３．霍尔效应式曲轴位置传感
器结构与原理
霍尔效应式曲轴位置传感器是根据霍尔效应原理制成的，它装在分电器内，由触发叶轮和信号触发开关等组成。霍尔效应式曲轴位置传感器仅此是不够的，还需一个同步信号传感器（同步信号发生器）来判定霍尔效应式曲轴位置传感器信号，所表明的是哪两个气缸的活塞在接近上止点，而且接近什么行程的上止点，即判定出一个气缸活塞所处的位置，为燃油喷射提供依据。如北京切诺基霍尔效应式曲轴位置传感器装在变速器喇叭形壳体（飞轮壳体）上，桑塔纳２０００ＧＳＩ轿车（时代超人、俊杰）装在曲轴下端的圆盘上。而北京切诺基汽车发动机的同步信号传感器为霍尔效应式，装于分电器内部，桑塔纳２０００ＧＳＩ（时代超人、俊杰）轿车装于曲轴后端的圆盘上，为磁感应式。北京切诺基吉普车同步信号传感器虽然装于分电器内部，但其信号是控制燃油喷射系统所必需的，与点火系统没有关系，此信号丢失，燃油喷射系统无法工作，发动机就不能工作，但点火系统却仍能工作。
曲轴位置传感器的检测
１．曲轴位置传感器故障对发
动机工作的影响
曲轴位置传感器是喷射和点火系统的重要传感器。发动机ＥＣＵ是通过曲轴位置传感器感知曲轴（或活塞）运行位置与发动机转速信息的，所以它可以控制喷油、计算每
信号盘位于发光二极管和光敏二极管之间。当信号盘随凸轮轴（或分电器轴）转动时，因信号盘上有光孔而产生透光与遮光的交替变化，
使两只光敏二极管交替产生与消除电动势，从而产生脉冲电压信号。凸轮轴每转一周（分电器轴转半周），由３６０个光孔所控制的电路将输出３６０个脉冲信号，每个脉冲信号对应于凸轮轴１°转角（曲轴２°转角），此信号作为向电脑输入的转速和转角信号（Ｎｅ信号）。由光孔（缝隙）较宽的一缸上止点位置标记和６０°（六缸）或９０°（四缸）间隔光孔，
２．光电式曲轴位置传感器的
结构与原理
安装光电式曲轴位置传感器的轿车有：日产公爵（安装于分电器内）、日产蓝鸟（安装在排气凸轮轴前端）、日产地平线、日本三菱（安装在进气凸轮上）、韩国现代（安装在分电器内部）等轿车。
光电式曲轴位置传感器由信号发生器和带光孔的信号盘组成。信号发生器固定安装在固定底座板上，主要由两只发光二极管、两只光敏二极管和整形（控制）电路组成。两只发光二极管分别对着相应的两只光敏二极管，发光二极管以光敏二极管为照射目标。信号盘固定在凸轮轴（或分电器轴）上，与凸轮轴（分电器轴）一起转动。信号盘边缘分别刻有３６０条缝隙（光孔），用来产生１°信号（２°曲轴转角信号）；在遮光盘边缘稍靠内侧分布着６个间隔６０°的光孔（六缸发动机）或９０°的光孔（四缸发动机），用来产生曲轴位置信号（１２０°信号六缸或１８０°信号四缸），其中较宽的光孔是用来判断第一缸活塞上止点位置的，如图２所示。
图１
日产公司磁脉冲式曲轴位置传感器原理图
图２ 信号盘结构图
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图３ 磁脉冲式曲轴位置与转角图５ 霍尔传感器输出电压检查图
１．分电器 ２．点火控制器 ３．点火线圈
图４ 三菱光电式曲轴位置传感
曲轴位置传感器的检测 曲轴位置传感器是发动机电子控制系统中最主要的传感器之一，它提供点火时刻（点火提前角）、确认曲轴位置的信号，用于检测活塞上止点、曲轴转角及发动机转速。曲轴位置传感器所采用的结构随车型不同而不同，可分为磁脉冲式、光电式和霍尔式三大类。它通常安装在曲轴前端、凸轮轴前端、飞轮上或分电器内。 一、磁脉冲式曲轴位置传感器的检测 1、磁脉冲式曲轴位置传感器的结构和工作原理 （1）日产公司磁脉冲式曲轴位置传感器 该曲轴位置传感器安装在曲轴前端的皮带轮之后，如图1所示。 在皮带轮后端设置一个带有细齿的薄圆齿盘（用以产生信号，称为信号盘），它和曲轴皮带轮一起装在曲轴上，随曲轴一起旋转。在信号盘的外缘，沿着圆周每隔4°有个齿。共有90个齿，并且每隔120°布置1个凸缘，共3个。安装在信号盘边沿的传感器盒是产生电信号信号发生器。信号发生器内有3个在永久磁铁上绕有感应线圈的磁头，其中磁头②产生120°信号，磁头①和磁头③共同产生曲轴1°转角信号。磁头②对着信号盘的120°凸缘，磁头①和磁头③对着信号盘的齿圈，彼此相隔了曲轴转角安装。信号发生器内有信号放大和整形电路，外部有四孔连接器，孔“1”为120°信号输出线，孔“2”为信号放大与整形电路的电源线，孔“3”为1°信号输出线，孔“4”为接地线。通过该连接器将曲轴位置传感器中产生的信号输送到ECU。
发动机转动时，信号盘的齿和凸缘引起通过感应线圈的磁场发生变化，从而在感应线圈里产生交变的电动势，经滤波整形后，即变成脉冲信号（如图2所示）。 发动机旋转一圈，磁头②上产生3个120°脉冲信号，磁头①和③各产生90个脉冲信号（交替产生）。由于磁头①和磁头③相隔3°曲轴转角安装，而它们又都是每隔4°产生一个脉冲信号，所以磁头①和磁头③所产生的脉冲信号相位差正好为90°。将这两个脉冲信号送入信号放大与整形电路中合成后，即产生曲轴1°转角的信号（如图 3所示）。 产生120°信号的磁头②安装在上止点前70°的位置（图4）
气敏传感器及其工作原理 指导老师：雷家珩 汇报者：周华 汇报时间：2011.11.2
目录 ?气敏传感器定义 ?气敏传感器分类 ?气敏传感器工作原理 ?气敏传感器的应用 ?气敏传感器研究现状与发展趋势 ?参考文献
1 气敏传感器定义 气敏传感器是一种将检测到的气体成份和浓度转换为电信号的传感器。它将气体种类及其与浓度有关的信息转换成电信号，根据这些电信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中的存在情况有关的信息，从而可以进行检测、监控、报警；还可以通过接口电路与计算机组成自动检测、控制和报警系统。
2 气敏传感器分类半导体式气敏传感器 气敏传感器 绝缘体气敏传感器 电化学气敏传感器 光干涉式气敏传感器 热传导式气敏传感器 红外线吸收散式气敏传感 器电阻型 非电阻型接触燃烧式型电容式恒电位电解式伽伐尼电池式
3 气敏传感器工作原理 3.1 半导体气敏传感器工作原理 ●半导体气敏传感器(见图1,2)由气敏部分、加热丝及防爆网 等构成,它是在气敏部分的SnO 2、Fe 2 O 2 、ZnO 2 等金属氧化物中添 加Pt、Pd等敏化剂的传感器。 ●半导体气敏传感器是利用待测气体与半导体(主要是金属氧化物)表面接触时,产生的电导率等物性变化来检测气体。半导体气敏器件被加热到稳定状态下,当气体接触器件表面而被吸附时,吸附分子首先在表面自由地扩散(物理吸附) ,失去其运动能量,其间的一部分分子蒸发,残留分子产生热分解而固定在吸附处(化学吸附)。
这时,如果器件的功函数小于吸附分子的电子亲和力,则吸附分子将从器件夺取电子而变成负离子吸附。具有负离子吸附倾向 的气体有O 2和NO x ,称为氧化型气体或电子接收性气体。如果器件 的功函数大于吸附分子的离解能,吸附分子将向器件释放电子,而成为正离子吸附。具有这种正离子吸附倾向的气体有H 2 、CO、碳氢化合物和酒类等,称为还原型气体或电子供给性气体。 图1 半导体气敏传感器结构图图2 半导体气敏传感器的符号表示
各曲轴传感器工作原理及检测方法 曲轴位置传感器是发动机电子控制系统中最主要的传感器之一，它提供点火时刻（点火提前角）、确认曲轴位置的信号，用于检测活塞上止点、曲轴转角及发动机转速。曲轴位置传感器所采用的结构随车型不同而不同，可分为磁脉冲式、光电式和霍尔式三大类。它通常安装在曲轴前端、凸轮轴前端、飞轮上或分电器内。 一、磁脉冲式曲轴位置传感器的检测 1、磁脉冲式曲轴位置传感器的结构和工作原理 （1）日产公司磁脉冲式曲轴位置传感器 该曲轴位置传感器安装在曲轴前端的皮带轮之后，如图1所示。在皮带轮后端设置一个带有细齿的薄圆齿盘（用以产生信号，称为信号盘），它和曲轴皮带轮一起装在曲轴上，随曲轴一起旋转。在信号盘的外缘，沿着圆周每隔4°有个齿。共有90个齿，并且每隔120°布置1个凸缘，共3个。安装在信号盘边沿的传感器盒是产生电信号信号发生器。信号发生器内有3个在永久磁铁上绕有感应线圈的磁头，其中磁头②产生120°信号，磁头①和磁头③共同产生曲轴1°转角信号。磁头②对着信号盘的120°凸缘，磁头①和磁头③对着信号盘的齿圈，彼此相隔了曲轴转角安装。信号发生器内有信号放大和整形电路，外部有四孔连接器，孔“1”为120°信号输出线，孔“2”为信号放大与整形电路的电源线，孔“3”为1°信号输出线，孔“4”为接地线。通过该连接器将曲轴位置传感器中产生的信号输送到ECU。 发动机转动时，信号盘的齿和凸缘引起通过感应线圈的磁场发生变化，从而在感应线圈里产生交变的电动势，经滤波整形后，即变成脉冲信号（如图2所示）。发动机旋转一圈，磁头②上产生3个120°脉冲信号，磁头①和③各产生90个脉冲信号（交替产生）。由于磁头①和磁头③相隔3°曲轴转角安装，而它们又都是每隔4°产生一个脉冲信号，所以磁头①和磁头③所产生的脉冲信号相位差正好为90°。将这两个脉冲信号送入信号放大与整形电路中合成后，即产生曲轴1°转角的信号（如图3所示）。 产生120°信号的磁头②安装在上止点前70°的位置（图4），故其信号亦可称为上止点前70°信号，即发动机在运转过程中，磁头②在各缸上止点前70°位置均产生一个脉冲信号。 （2）丰田公司磁脉冲式曲轴位置传感器 丰田公司TCCS系统用磁脉冲式曲轴位置传感器安装在分电器内，其结构如图5所示。该传感器分成上、下两部分，上部分产生G信号，下部分产生Ne信号，都是利用带有轮齿的转子旋转时，使信号发生器感应线圈内的磁通变化，从而在感应线圈里产生交变的感应电动势，再将它放大后，送入ECU。 Ne信号是检测曲轴转角及发动机转速的信号，相当于日产公司磁脉冲式曲轴位置传感器的1°信号。该信号由固定在下半部具有等间隔24个轮齿的转子（N0.2正时转子）及固定于其对面的感应线圈产生（如图 6（a）所示）。 当转子旋转时，轮齿与感应线圈凸缘部（磁头）的空气间隙发生变化，导致通过感应线圈的磁场发生变化而产生感应电动势。轮齿*近及远离磁头时，将产生一次增减磁通的变化，所以，每一个轮齿通过磁头时，都将在感应线圈中产生一个完整的交流电压信号。N0.2正时转子上有24个齿，故转子旋转1圈，即曲轴旋转720°时，感应线圈产生24个交流电压信号。Ne信号如图 6（b）所示，其一个周期的脉冲相当于30°曲轴转角（720°÷24=30°）。更精确的转角检测，是利用30°转角的时间由ECU再均分30等份，即产生1°曲轴转角的信号。同理，发动机的转速由ECU依照Ne信号的两个脉冲（60°曲轴转角）所经过的时间为基准进行计测。 G信号用于判别气缸及检测活塞上止点位置，相当于日产公司磁脉冲式曲轴位置传感器120°信号。G信号是由位于Ne发生器上方的凸缘转轮（No.1正时转子）及其对面对称的两个感应线圈（G1感应线圈和G 2感应线圈）产生的。其构造如图7所示。其产生信号的原理与Ne信号相同。G信号也用作计算曲轴转角时的基准信号。 G1、G2信号分别检测第6缸及第1缸的上止点。由于G1、G2信号发生器设置位置的关系，当产生G1、G2信号时，实际上活塞并不是正好达到上止点（BTDC），而是在上止点前10°的位置。图8所示为曲轴位置传感器G1、G2、Ne信号与曲轴转角的关系。
江苏省淮阴中学06－07年度优秀教学案例 《传感器及其工作原理》的创新教学设计 王刚 教学依据 ①物理（新人教版）选修3－2第六章第1节《传感器及其工作原理》（P56－P60）； ②新物理课程标准（实验）. 教学流程图
教学目标1.知识与技能：①知道非电学量转换成电学量的技术意义；②通过实验，知道常见传感器的工作原理；③初步探究利用和设计简单的传感器. 2.过程与方法：①通过对实验的观察、思考和探究，让学生了解传感器、熟悉传感器工作原理；②让学生自己设计简单的传感器，经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的实践能力和创新思维能力. 3.情感态度与价值观：在理解传感器工作原理的基础上，通过自己设计简单的传感器，体验科技创新的乐趣，激发学习物理的兴趣. 重、难点 1.几种常见传感器的工作原理（演示实验）；2.学生自己设计简单的传感器. 教学策略 用几个有趣的传感器实验引入课题，激发学生探究传感器原理的兴趣.给出“传感器就是把非电学量转换为电学量”的概念之后，重点介绍光敏电阻、金属热电阻、热敏电阻.安排音乐茶杯和火警装置两个设计性问题让学生体会传感器的简单应用.结合电容、霍尔效应、电阻定律等知识让学生设计传感器，进一步深化传感器的工作原理.最后在对本节课总结的基础上，结合《思考与讨论》进行教学反馈. 教学程序 教学环节教学内容及师生互动设计情感与方法 一．课题的引入 二．什么是传感器？【演示实验1】干簧管控制电路的通断 如图，小盒子A的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开 关，但是把磁铁B放到盒子上面，灯泡就会发光，把磁铁移 走，灯泡熄灭. 师问：盒子里有怎样的装置，才能实现这样的控制？ 生猜：（可以自由讨论，也可以请学生回答） 师生探究：打开盒子，用实物投影仪展示盒内的电路 图，了解元件“干簧管”的结构。探明原因：玻璃管内封入 两个软磁性材料制成的簧片。当磁铁靠近干簧管时，两个簧 片被磁化而接通，电路导通。所以，干簧管能起到开关的作 用。 师点拨：这个装置反过来还可以让我们通过灯泡的发 光情况，感知干簧管周围是否存在着磁场。 【演示实验2】声光控开关控制电路的通断 ①先在普通光照条件下， ②在把开关置于黑暗环境中。 师生总结：声光控开关 师：刚才的两个实验，都用了一种元件，这些元件能够 感受某些信息，通过它能实现电路的自动控制，这种元件有 一个专门的名称：传感器。什么是传感器呢？它能够感受诸 如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按 照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的 通断。我们把这种元件叫做传感器。它的优点是：把非电学 量转换为电学量以后，就可以很方便地进行测量、传输、处 理和控制了。 其实，传感器并不神秘。你家里可能就有很多的传感 器。请大家相互说说看，你家里，或者在你的生活当中，都 （演示实验1： 干簧管传感器） （干簧管的实 物及原理图） 学生对干簧 管并不熟悉，因 此才有了好奇。 声光控开关在 生活中很普及， 所以又有亲切 感
曲轴位置传感器波形分析２
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曲轴位置传感器波形分析 一、磁脉冲式曲轴位置传感器信号波形分析 波形检测方法 连接示波器,起动发动机，怠速运转,而后加速或按照行驶性能发生故障的需要驾驶等,获得波形, 典型的磁脉冲式曲轴位置传感器信号波形如图所示。
二、 对于将发动机转速和凸轮轴位置传感器制成一体的具有两个信号输出端子的曲轴位置传感器可用双通道的示波器同时进行检测其信号波形,其典型信号波形如图所示。
三、波形分析 1.触发轮上相同的齿形应产生相同型式的连续脉冲，脉冲有一致的形状、幅值(峰对峰电压)并与曲轴（或凸轮)的转速成正比,输出信号的频率(基于触发的转动速度)及传感器磁极与触发轮之间的间隙对传感器信号的幅值影响极大。 2.靠除去传感器触发轮上一个齿或两个相互靠近的的齿所产生的同步脉冲，可以确定上止点的信号。 3.各个最大（最小)峰值电压应相差不多，若某一个峰值电压低于其他的峰值电压，则应检查触发轮是否有缺角或弯曲。 4．波形的上下波动,不可能在0V电位的上下完美地对称，但大多数传感器的波形相当接近,磁脉冲式曲轴(或凸轮轴)位置传感器的幅值随转速的增加而增加，转速增加，波形高度相对增加。 5.波形的幅值、频率和形状在确定的条件下(如相同转速)应是一致的、可重复的、有规律的和可预测的。也就是说测得波形峰值的幅度应该足够高,两脉冲时间间隔(频率)应一致，形状一致并可预测。 6.波形的频率应同发动机的转速同步变化。能使两脉冲间隔时间改变的唯一理由，是触发轮上的齿轮数缺少或特殊齿经过传感器,任何其他改变脉冲间隔时间的波形出现都可能意味着传感器有故障。
传感器及其工作原理 【三维目标】 1．知识与技能： （1）、了解什么是传感器，知道非电学量转化为电学量的技术意义； （2）、知道传感器中常见的三种敏感元件光敏电阻、热敏电阻和霍尔元件及其它们的工作原理。 （3）、了解传感器的应用。 2．过程与方法： 通过对实验的观察、思考和探究，让学生在了解传感器、熟悉传感器工作原理的同时，经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的观察能力、实践 能力和创新思维能力。 3．情感、态度与价值观 （1）、体会传感器在生活、生产、科技领域的种种益处，激发学生的学习兴趣，拓展学生的知识视野，并加强物理与STS的联系。 （2）、通过动手实验，培养学生实事求是的科学态度、团队合作精神和创新意识。【教学重点】：理解并掌握传感器的三种常见敏感元件的工作原理。 【教学难点】：分析并设计传感器的应用电路。 【教学方法】：实验、探究、讨论 【教学用具】：干簧管，磁铁，光敏电阻、热敏电阻演示仪、传感器简单应用实验盒、万用表。 【教学过程】 一、引入新课 准备知识：从上世纪八十年代起，国际上出现了“传感器热”，传感器在当今科技发展中有着十分重要的地位。本课的设计思路是通过对实验的观察、思考和探究，了解什么是传感器，传感器是如何将非电学量转换成电学量的，传感器在生产、生活中有哪些具体应用，为学生利用传感器制作简单的自控装置作一铺垫。教学时力避深奥的理论，侧重于联系实际，让学生感受传感器的巨大作用，进而提高学生的学习兴趣，培养学生热爱科学的情感和崇尚科学的精神。 今天我们生活中常用的电视、空调的遥控器是如何实现远距离操纵的？楼梯上的电灯如何能人来就开，人走就熄的？工业生产中所用的自动报警器、恒温烘箱是如何工作的？“非典”病毒肆虐华夏大地时，机场、车站、港口又是如何实现快速而准确的体温检测的？所有这些，都离不开一个核心，那就是本堂课将要学习的传感器。 二、新课教学 1．什么是传感器 演示实验1：如图1所示，小盒子的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开关，当把磁铁放到盒子上面，灯泡就会发光，把磁铁移开，灯泡熄灭。
曲轴位置传感器检测 曲轴位置传感器是发动机电子控制系统中最主要的传感器之一，它提供点火时刻（点火提前角）、确认曲轴位置的信号，用于检测活塞上止点、曲轴转角及发动机转速。曲轴位置传感器所采用的结构随 ... 曲轴位置传感器是发动机电子控制系统中最主要的传感器之一，它提供点火时刻（点火提前角）、确认曲轴位置的信号，用于检测活塞上止点、曲轴转角及发动机转速。曲轴位置传感器所采用的结构随车型不同而不同，可分为磁脉冲式、光电式和霍尔式三大类。它通常安装在曲轴前端、凸轮轴前端、飞轮上或分电器内。 一、磁脉冲式曲轴位置传感器的检测 1、磁脉冲式曲轴位置传感器的结构和工作原理 （1）日产公司磁脉冲式曲轴位置传感器 该曲轴位置传感器安装在曲轴前端的皮带轮之后，在皮带轮后端设置一个带有细齿的薄圆齿盘（用以产生信号，称为信号盘），它和曲轴皮带轮一起装在曲轴上，随曲轴一起旋转。在信号盘的外缘，沿着圆周每隔4°有个齿。共有90个齿，并且每隔120°布置1个凸缘，共3个。安装在信号盘边沿的传感器盒是产生电信号信号发生器。信号发生器内有3个在永久磁铁上绕有感应线圈的磁头，其中磁头②产生120°信号，磁头①和磁头③共同产生曲轴1°转角信号。磁头②对着信号盘的120°凸缘，磁头①和磁头③对着信号盘的齿圈，彼此相隔了曲轴转角安装。信号发生器内有信号放大和整形电路，外部有四孔连接器，孔“1”为120°信号输出线，孔“2”为信号放大与整形电路的电源线，孔“3”为1°信号输出线，孔“4”为接地线。通过该连接器将曲轴位置传感器中产生的信号输送到ECU。 发动机转动时，信号盘的齿和凸缘引起通过感应线圈的磁场发生变化，从而在感应线圈里产生交变的电动势，经滤波整形后，即变成脉冲信号。发动机旋转一圈，磁头②上产生3个120°脉冲信号，磁头①和③各产生90个脉冲信号（交替产生）。由于磁头①和磁头③相隔3°曲轴转角安装，而它们又都是每隔4°产生一个脉冲信号，所以磁头①和磁头③所产生的
2012学年高二物理导学案编号＿＿＿＿使用时间＿＿＿＿ 班级：＿＿小组：＿＿＿＿姓名：＿＿＿＿组内评价：＿＿＿＿教师评价：＿＿＿＿ 《传感器及其工作原理》导学案一 编制人：陈昌林审核人：＿＿＿＿领导签字：＿＿＿＿ 【教学目标】 1．知道什么是传感器 2．了解传感器的常用元件的特征 【重点与难点】 1．传感器的原理 【自主预习】 一．传感器： 1．传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等＿＿＿＿＿量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等＿＿＿＿量，或转换为电路的通断。把非电学量转换为电学量以后，就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。 2．传感器一般由敏感元件和输出部分组成，通过敏感元件获取外界信息并转换＿＿＿＿信号，通过输出部分输出，然后经控制器分析处理。 3．常见的传感器有：＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、力传感器、气敏传感器、超声波传感器、磁敏传感器等。 二．常见传感器元件： 1．光敏电阻：光敏电阻的材料是一种半导体，无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性能变好，光敏电阻能够把＿＿＿＿＿这个光学量转换为电阻这个电学量。它就象人的眼睛，可以看到光线的强弱。 ２、金属热电阻和热敏电阻：金属热电阻的电阻率随温度的升高而＿＿＿＿，用金属丝可以制作＿＿＿＿传感器，称为＿＿＿＿＿。它能把＿＿＿＿这个热学量转换为＿＿＿＿这个电学量。 3．热敏电阻的电阻率则可以随温度的升高而＿＿＿＿或＿＿＿＿。与热敏电阻相比，金属热电阻的＿＿＿＿＿好，测温范围＿＿＿，但＿＿＿＿较差。 4．电容式位移传感器能够把物体的＿＿＿＿这个力学量转换为＿＿＿这个电学量。 5．霍尔元件能够把＿＿＿＿＿＿这个磁学量转换为电压这个电学量。 【典型例题】 【例1】如图所示，将万用表的选择开关置于“欧姆”挡， 再将电表的两支表笔与一热敏电阻R t的两端相连，这时表针 恰好指在刻度盘的正中间。若往R t上擦一些酒精，表针将向 ＿＿＿＿（填“左”或“右”）移动；若用吹风机将热风吹向 电阻，表针将向＿＿＿＿（填“左”或“右”）移动。 【例2】传感器是一种采集信息的重要器件。如图所示是一种测定压力的电容式传感器。当待测压力F作用于可动膜片电极时，可使膜片产生形变， 引起电容的变化，将电容器、灵敏电流计和电源串联成 闭合电路，那么（） A．当F向上压膜片电极时，电容将减小 B．当F向上压膜片电极时，电容将增大 C．若电流计有示数，则压力F发生变化 D．若电流计有示数，则压力F不发生变化
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ＭＣ应用 MC Application ＭＣ ＭＣ现代零部件 号发生器内有３个永久磁铁，上面绕有线圈磁头。其中磁头２产生１２０°信号（Ｇ信号），用于辨别气缸及检测活塞上止点位置；磁头１和３共同产生１°信号（Ｎｅ信号），用以检测曲轴转角及发动机转速信号。发动机转动时，信号盘的齿和凸缘切割磁头，使其感应线圈内磁场变化，从而在感应线圈里产生交变的电动势，再将其滤波整形后，变成脉冲信号，如图１所示。发动机旋转一圈，在磁头２上产生三个１２０°脉冲信号；在磁头１和３上各产生相位差９０°的９０个脉冲信号，经信号合成后向电脑输送１８０个脉冲１°的信号。传感器盒上有四孔电连接器，孔１为１２０°信号输出线，孔２为信号放大与整形电路和电源线，孔３为１°信号输出线，孔４是接地线。通过该连接器将曲轴位置传感器的感应信号送至电脑。电脑根据１２０°信号判别何缸何时处于活塞上止点位置，以确定喷油正时和点火正时；根据１°信号感知曲轴的转角和发动机转速，以确定每次循环符合最佳空燃比的喷油量。 将向电脑输入一缸上止点位置信号和缸序判别信号（Ｇ信号），相当于磁脉冲曲轴位置传感器１２０°信号。 ３．霍尔效应式曲轴位置传感 器结构与原理 霍尔效应式曲轴位置传感器是根据霍尔效应原理制成的，它装在分电器内，由触发叶轮和信号触发开关等组成。霍尔效应式曲轴位置传感器仅此是不够的，还需一个同步信号传感器（同步信号发生器）来判定霍尔效应式曲轴位置传感器信号，所表明的是哪两个气缸的活塞在接近上止点，而且接近什么行程的上止点，即判定出一个气缸活塞所处的位置，为燃油喷射提供依据。如北京切诺基霍尔效应式曲轴位置传感器装在变速器喇叭形壳体（飞轮壳体）上，桑塔纳２０００ＧＳＩ轿车（时代超人、俊杰）装在曲轴下端的圆盘上。而北京切诺基汽车发动机的同步信号传感器为霍尔效应式，装于分电器内部，桑塔纳２０００ＧＳＩ（时代超人、俊杰）轿车装于曲轴后端的圆盘上，为磁感应式。北京切诺基吉普车同步信号传感器虽然装于分电器内部，但其信号是控制燃油喷射系统所必需的，与点火系统没有关系，此信号丢失，燃油喷射系统无法工作，发动机就不能工作，但点火系统却仍能工作。 曲轴位置传感器的检测 １．曲轴位置传感器故障对发 动机工作的影响 曲轴位置传感器是喷射和点火系统的重要传感器。发动机ＥＣＵ是通过曲轴位置传感器感知曲轴（或活塞）运行位置与发动机转速信息的，所以它可以控制喷油、计算每 信号盘位于发光二极管和光敏二极管之间。当信号盘随凸轮轴（或分电器轴）转动时，因信号盘上有光孔而产生透光与遮光的交替变化， 使两只光敏二极管交替产生与消除电动势，从而产生脉冲电压信号。凸轮轴每转一周（分电器轴转半周），由３６０个光孔所控制的电路将输出３６０个脉冲信号，每个脉冲信号对应于凸轮轴１°转角（曲轴２°转角），此信号作为向电脑输入的转速和转角信号（Ｎｅ信号）。由光孔（缝隙）较宽的一缸上止点位置标记和６０°（六缸）或９０°（四缸）间隔光孔， ２．光电式曲轴位置传感器的 结构与原理 安装光电式曲轴位置传感器的轿车有：日产公爵（安装于分电器内）、日产蓝鸟（安装在排气凸轮轴前端）、日产地平线、日本三菱（安装在进气凸轮上）、韩国现代（安装在分电器内部）等轿车。 光电式曲轴位置传感器由信号发生器和带光孔的信号盘组成。信号发生器固定安装在固定底座板上，主要由两只发光二极管、两只光敏二极管和整形（控制）电路组成。两只发光二极管分别对着相应的两只光敏二极管，发光二极管以光敏二极管为照射目标。信号盘固定在凸轮轴（或分电器轴）上，与凸轮轴（分电器轴）一起转动。信号盘边缘分别刻有３６０条缝隙（光孔），用来产生１°信号（２°曲轴转角信号）；在遮光盘边缘稍靠内侧分布着６个间隔６０°的光孔（六缸发动机）或９０°的光孔（四缸发动机），用来产生曲轴位置信号（１２０°信号六缸或１８０°信号四缸），其中较宽的光孔是用来判断第一缸活塞上止点位置的，如图２所示。 图１ 日产公司磁脉冲式曲轴位置传感器原理图 图２ 信号盘结构图
曲轴位置传感器 【摘要】：曲轴位置传感器是发动机电子控制系统中最主要的传感器之一,它提供点火时刻(点火提前角)、确认曲轴位置的信号,用于检测活塞上止点、曲轴转角及发动机转速。曲轴位置传感器所采用的结构随车型不同而不同,目前常用的曲轴位置传感器有磁感应式、霍尔效应传感器、光电式传感器。本文还介绍了未来曲轴传感器的发展趋势。 【关键词】：曲轴位置传感器传感器输出发动机电子控制系统霍尔效应万用表导线连接器上止点点火提前角曲轴转角信号检测 1 曲轴位置传感器的检测 1.1曲轴位置传感器的定义. 曲轴位置传感器是电喷发动机特别是集中控制系统中最重要的传感器，也是点火系统和燃油喷射系统共用的传感器。其功能是检测发动机曲轴转角和活塞上止点，并将检测信号及时送至发动机电脑，用以控制点火时刻（点火提前角）和喷油正时。同时，曲轴位置传感器亦是测量发动机转速的信号源。因此，曲轴位置传感器又称发动机转速与曲轴位置传感器，或称曲轴位置/ 判缸/ 转速传感器。 1.2 曲轴位置传感器的结构特点 日产公司生产的光电式曲轴与凸轮轴位置传感器是由分电器改进而成的，主要由信号盘(即信号转子)、信号发生器、配电器、传感器壳体和线束插头等组成。 信号盘是传感器的信号转子，压装在传感器轴上，如图2-22所示。在靠近信号盘的边缘位置制作有均匀间隔弧度的内、外两圈透光孔。其中，外圈制作有360个透光孔(缝隙)，间隔弧度为1。(透光孔占0．5。，遮光孔占0．5。)，用于产生曲轴转角与转速信号；内圈制作有6个透光孔(长方形孔)，间隔弧度为60。，用于产生各个气缸的上止点信号，其中有一个长方形的宽边稍长，用于产生气缸1的上止点信号。 信号发生器固定在传感器壳体上，它由Ne信号(转速与转角信号)发生器、G信号(上止点信号)发生器以及信号处理电路组成。Ne信号与G信号发生器均由一个发光二极管(LED)和一个光敏晶体管(或光敏二极管)组成，两个LED分别正对着两个光敏晶体管。 1.3 曲轴位置传感器的工作原理 曲轴位置传感器通常安装在分电器内，是控制系统中最重要的传感器之一。其作用有：检测发动机转速，因此又称为转速传感器；检测活塞上止点位置，故也称为上止点传感器，包括检测用于控制点火的各缸上止点信号、用于控制顺序喷油的第一缸上止点信号。 1.4 曲轴位置传感器的分类 曲轴传感器主要有三种类型：磁电感应式、霍尔效应式和光电式。 1.4.1磁电感应式：
课时计划 第周编写日期：年月日课题曲轴位置传感器 教学目的与要求1.掌握曲轴位置与转速传感器的功用、位置、类型以及结构与工作原理； 2.掌握丰田车系、大众车系、日产车系曲轴位置与转速传感器的检查方法。 教学重点曲轴位置与转速传感器的功用、位置、类型以及结构与工作原理 教学难点丰田车系、大众车系、日产车系曲轴位置与转速传感器的检查方法。 课时 8 教具准备轿车一部或发动机实训台一台、常用拆装工具一套、汽车数字万用表、KT600诊断仪 教学方法一体化教学 教学过程 一、任务引入 ECU利用其信号进行如下控制： ①各缸喷油和点火的顺序； ②各缸喷油位置； ③各缸喷油量； ④点火正时; ⑤怠速等。 图4-1曲轴位置与转速传感器安装位置 二、任务分析 曲轴位置与转速传感器有磁感应式、霍尔效应式、光电效应式、磁阻效应式等多种类型，一般安装于曲轴的前端或后端、凸轮轴的前端或后端或分电器的内部，其数量一般也不是一个，而是一套，在不同发动机上的安装位置及数量也不尽相同，但所检测的项目却基本一致，都包括如下4个方面：曲轴转速是多少，活塞是否到达上止点，第几缸活塞到达上止点，是压缩上止点还是排气上止点。 三、相关知识 曲轴位置与转速传感器基本工作原理
(1) 磁感应式传感器 图4-2 磁感应式传感器工作原理 (2)霍尔效应式传感器 图4-3 霍尔传感器原理图 图4-4 霍尔传感器基本结构与原理 磁场强度 电流强度 霍尔电压
(3)光电效应式传感器 图4-5 光电效应式传感器工作原理 (4)磁阻效应式传感器 磁阻效应：通过半导体元件的磁通量发生变化时，半导体元件的电阻会随之发生变化。该半导体元件也被称为磁阻元件。 2.曲轴位置与转速传感器的典型案例 (1)丰田车系（磁感应式传感器组合） 丰田车系曲轴位置与转速传感器的结构图4-6 b)俯视图
2.3 发动机转速和曲轴位置传感器 2.3.1 发动机转速和曲轴位置传感器作用安装及类型 1.作用 产生发动机曲轴转速信号，决定基本喷油量和基本点火提前角； 产生发动机曲轴转角信号，判定曲轴（或活塞）位置； 产生曲轴基准位置信号，计算曲轴转角。 2.安装 曲轴前端或后端、凸轮轴、分电器 3.类型 霍尔式、电磁感应式、光电式 2.3.2 霍尔式 1.霍尔原理 将霍尔基片垂直放于磁场，通一垂直于磁场的电流，则在垂直于磁场和电流方向产生一电压，霍尔电压。霍尔电压正比于磁场强度B。
2.结构 永久磁铁：安装在分电器底板上，位于触发叶轮的内侧，与霍尔集成电路相对。 触发叶轮：安装在放分电器轴上，缸数相等的四个叶片（ 50 °）和四个窗口（40 °）。 霍尔集成电路：安装在分电器上，位于触发叶轮的外测。 3.原理
叶片进入气隙，磁场被旁路，霍尔电压为0,输出高电平； 叶片离开气隙，磁场穿过霍尔元件，产生霍尔电压，输出低电平。发动机不停地运转，产生数字脉冲信号，信号的频率随发动机转速的增大而增大。 霍尔传感器的输出信号 4.美国GM公司的霍尔式曲轴位置传感器 美国通用的霍尔式曲轴位置传感器安装于曲轴前端，外信号轮均布18个叶片和窗口，内信号轮有三个叶片（100、90、110）和三个窗口（20、30、10）
5.应用 霍尔式曲轴位置传感器主要应用在北美和欧洲的车辆上。 6.检测 （1）万用表检测 电源线：拔下连接器，点火开关ON ，测量插头３脚与搭铁间的电压，应为5V 。 搭铁线：拔下连接器，点火开关OFF ，测量插头１脚与搭铁间的电阻，应为0。 信号线：插好连接器，起动发动机，测量２脚与１脚间的电压，应约为3V 。
曲轴位置传感器使用说明书 （第一版） 适用零件号:10456569 25346094 25345442 25367180
1. 概述 曲轴位置传感器也被称为发动机转速传感器，或简称转速传感器。 曲轴位置传感器一般为磁电式脉冲信号传感器。它是构成现代汽车发动机管理系统之速度密度法空气计量算法理论和实践的重要零部件，也是发动机管理系统中最重要的核心零部件之一。 曲轴位置传感器被用于测试曲轴旋转时的转速和曲轴（活塞）的相对位置。系根据电磁线圈原理，由一个永久磁铁作铁芯元件和外部加以线圈构成其核心元件。外壳一般采用复合材料注塑成型封装。 根据发动机在车辆上的实际总体布置状态，一般情况下，曲轴位置传感器可被安装于曲轴的前部，皮带轮附带曲轴目标轮；或后部，飞轮总成附带曲轴目标轮；或者是设计装配在发动机的气缸体上，曲轴目标轮被设计在缸体内部的曲轴之曲柄相应位置上。 曲轴上的目标轮相当于一个旋转磁阻分配器。旋转磁阻分配器（曲轴目标轮）和曲轴位置传感器间的电磁感应产生一个输出电压脉冲信号。曲轴转动时，曲轴目标轮上的齿和槽以不同的距离切割传感器磁力线，并通过传感器，引起其感应到的磁阻改变。正是由于这个可变的磁阻，才能产生可变的输出脉冲信号。输出信号的波形和单位时间变化率反映出曲轴的旋速度和相对旋转位置，并且其频率与曲轴旋转频率成正比。 曲轴目标轮被设计成60–2矩形齿均布的黑色金属材料齿轮。缺齿信号可帮助系统判定曲轴的相对位置。曲轴目标轮旋转产生脉冲电压信号直接反映了发动机的实测转速工作状态。该信号被输出给发动机电子控制模块（ECU）。发动机管理系统的发动机电子控制模块即可根据系统算法确定曲轴实时的旋转速度和（位置）和转速。
《传感器及其工作原理》教学设计 教学依据 ①物理（新人教版）选修3－2第六章第1节《传感器及其工作原理》（P56－P60）； ②新物理课程标准（实验）. 教学流程图
课题第1节传感器及其工作原理 教学目标1.知识与技能：①知道非电学量转换成电学量的技术意义；②通过实验，知道常见传感器的工作原理；③初步探究利用和设计简单的传感器. 2.过程与方法：①通过对实验的观察、思考和探究，让学生了解传感器、熟悉传感器工作原理；②让学生自己设计简单的传感器，经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的实践能力和创新思维能力. 3.情感态度与价值观：在理解传感器工作原理的基础上，通过自己设计简单的传感器，体验科技创新的乐趣，激发学习物理的兴趣. 重、难点 1.几种常见传感器的工作原理（演示实验）；2.学生自己设计简单的传感器. 教学策略 用几个有趣的传感器实验引入课题，激发学生探究传感器原理的兴趣.给出“传感器就是把非电学量转换为电学量”的概念之后，重点介绍光敏电阻、金属热电阻、热敏电阻.安排音乐茶杯和火警装置两个设计性问题让学生体会传感器的简单应用.结合电容、霍尔效应、电阻定律等知识让学生设计传感器，进一步深化传感器的工作原理.最后在对本节课总结的基础上，结合《思考与讨论》进行教学反馈. 教学程序 教学环节教学内容及师生互动设计情感与方法 一．课题的引入 二．什么是传感器？【演示实验1】干簧管控制电路的通断 如图，小盒子A的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开 关，但是把磁铁B放到盒子上面，灯泡就会发光，把磁铁移 走，灯泡熄灭. 师问：盒子里有怎样的装置，才能实现这样的控制？ 生猜：（可以自由讨论，也可以请学生回答） 师生探究：打开盒子，用实物投影仪展示盒内的电路 图，了解元件“干簧管”的结构。探明原因：玻璃管内封入 两个软磁性材料制成的簧片。当磁铁靠近干簧管时，两个簧 片被磁化而接通，电路导通。所以，干簧管能起到开关的作 用。 师点拨：这个装置反过来还可以让我们通过灯泡的发 光情况，感知干簧管周围是否存在着磁场。 【演示实验2】声光控开关控制电路的通断 ①先在普通光照条件下， ②在把开关置于黑暗环境中。 师生总结：声光控开关 师：刚才的两个实验，都用了一种元件，这些元件能够 感受某些信息，通过它能实现电路的自动控制，这种元件有 一个专门的名称：传感器。什么是传感器呢？它能够感受诸 如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按 （演示实验1： 干簧管传感器） （干簧管的实 物及原理图） 学生对干簧 管并不熟悉，因 此才有了好奇。 声光控开关在 生活中很普及，
光纤温度传感器 1、光纤传感器结构原理 以电为基础的传统传感器是一种把测量的状态转变为可测的电信号的装置。它的电源、敏感元件、信号接收和处理系统以及信息传输均用金属导线连接，见图(a)。光纤传感器则是一种把被测量的状态转变为可测的光信号的装置。由光发送器、敏感元件(光纤或非光纤的)、光接收器、信号处理系统以及光纤构成，见图(b)。 由光发送器发出的光经源光纤引导至敏感元件。这时，光的某一性质受到被测量的调制，已调光经接收光纤耦合到光接收器，使光信号变为电信号，最后经信号处理得到所期待的被测量。 可见,光纤传感器与以电为基础的传统传感器相比较，在测量原理上有本质的差别。传统传感器是以机—电测量为基础，而光纤传感器则以光学测量为基础。
光是一种电磁波，其波长从极远红外的lmm到极远紫外线的10nm。它的物理作用和生物化学作用主要因其中的电场而引起。因此，讨论光的敏感测量必须考虑光的电矢量E的振动，即 A——电场E的振幅矢量；ω——光波的振动频率； φ——光相位；t——光的传播时间。 可见，只要使光的强度、偏振态(矢量A的方向)、频率和相位等参量之一随被测量状态的变化而变化，或受被测量调制，那么，通过对光的强度调制、偏振调制、频率调制或相位调制等进行解调，获得所需要的被测量的信息。 2、光纤传感器的分类
注：MM多模；SM单模；PM偏振保持；a,b,c功能型、非功能型、拾光型 （1）根据光纤在传感器中的作用 光纤传感器分为功能型、非功能型和拾光型三大类。 1）功能型（全光纤型）光纤传感器 利用对外界信息具有敏感能力和检测能力的光纤(或特殊光纤) 作传感元件，将“传”和“感”合为一体的传感器。光纤不仅起传光作用，而且还利用光纤在外界因素(弯曲、相变)的作用下，其光学特性(光强、相位、偏振态等)的变化来实现“传”和“感” 的功能。因此，传感器中光纤是连续的。由于光纤连续，增加其长度，可提高灵敏度。 2）非功能型（或称传光型）光纤传感器 光纤仅起导光作用，只“传”不“感”，对外界信息的“感觉”功能依靠其他物理性质的功能元件完成。光纤不连续。此类光纤传感器无需特殊光纤及其他特殊技术，比较容易实现，成本低。但灵敏度也较低，用于对灵敏度要求不太高的场合。
曲轴位置传感器的检测 教育目标：学习、了解曲轴位置传感器的检测，便于在实车上广泛运用； 教学重点：曲轴位置传感器的理论知识的学习，能熟练掌握曲轴位置传感器的特性； 教学难点：曲轴位置传感器的实践检测，能用上课的理论知识去检测曲轴位置传感器； 教学课时：1、2课时； 教学工具：曲轴位置传感器、万用表（指针式或电子式）、汽车诊断器、汽车示波器等。 教学过程： 曲轴位置传感器是发动机电子控制系统中最主要的传感器之一，它提供点火时刻(点火提前角)、确认曲轴位置的信号，用于检测活塞上止点、曲轴转角及发动机转速。曲轴位置传感器所采用的结构随车型不同而不同，可分为磁脉冲式、光电式和霍尔式三大类。它通常安装在曲轴前端、凸轮轴前端、飞轮上或分电器内。 一、磁脉冲式曲轴位置传感器的检测 1、磁脉冲式曲轴位置传感器的结构和工作原理 (1)日产公司磁脉冲式曲轴位置传感器 现代汽车电控发动机检修系列
该曲轴位置传感器安装在曲轴前端的皮带轮之后，如图 1所示。在皮带轮后端设置一个带有细齿的薄圆齿盘(用以产生信号，称为信号盘)，它和曲轴皮带轮一起装在曲轴上，随曲轴一起旋转。在信号盘的外缘，沿着圆周每隔4?有个齿。共有90个齿，并且每隔120?布置1个凸缘，共3个。安装在信号盘边沿的传感器盒是产生电信号信号发生器。信号发生器内有3个在永久磁铁上绕有感应线圈的磁头，其中磁头?产生120?信号，磁头?和磁头?共同产生曲轴1?转角信号。磁头?对着信号盘的120?凸缘，磁头?和磁头?对着信号盘的齿圈，彼此相隔了曲轴转角安装。信号发生器内有信号放大和整形电路，外部有四孔连接器，孔“1”为120?信号输出线，孔“2”为信号放大与整形电路的电源线，孔“3”为1?信号输出线，孔“4”为接地线。通过该连接器将曲轴位置传感器中产生的信号输送到ECU。 发动机转动时，信号盘的齿和凸缘引起通过感应线圈的磁场发生变化，从而在感应线圈里产生交变的电动势，经滤波整形后，即变成脉冲信号(如图 2所示)。发动机旋转一圈，磁头?上产生3个120?脉冲信号，磁头?和?各产生90个脉冲 信号(交替产生)。由于磁头?和磁头?相隔3?曲轴转角安装，而它们又都是每隔4?产生一个脉冲信号，所以磁头?和磁头?所产生的脉冲信号相位差正好为90?。将这两个脉冲信号送入信号放大与整形电路中合成后，即产生曲轴1?转角的信 号(如图 3所示)。 产生120?信号的磁头?安装在上止点前70?的位置(图 4)，故其信号亦可称为上止点前70?信号，即发动机在运转过程中，磁头?在各缸上止点前70?位置均产生一个脉冲信号。 现代汽车电控发动机检修系列
《传感器及其工作原理》教学设计 【教材】普通高中课程标准实验教科书《物理》选修3－2第六章第一节 【教学目标】 1．知识与技能 了解什么是传感器，知道非电学量转化为电学量的技术意义； 认识一些制作传感器的元器件，知道这些传感器的工作原理。 2．过程与方法 通过对实验的观察、思考和探究，让学生在了解传感器、熟悉传感器工作原理的同时，经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的观察能力、实践能力和创新思维能力。 3．情感、态度与价值观 体会传感器在生活、生产、科技领域的种种益处，激发学生的学习兴趣，拓展学生的知识视野，并加强物理与STS的联系。通过动手实验，培养学生实事求是的科学态度、团队合作精神和创新意识。 【设计思路】 从上世纪八十年代起，国际上出现了“传感器热”，传感器在当今科技发展中有着十分重要的地位。新课程标准紧扣时代脉搏，对传感器教学提出明确要求。本课的设计思路是通过对实验的观察、思考和探究，了解什么是传感器，传感器是如何将非电学量转换成电学量的，传感器在生产、生活中有哪些具体应用，为学生利用传感器制作简单的自控装置作一铺垫。教学时力避深奥的理论，侧重于联系实际，让学生感受传感器的巨大作用，进而提高学生的学习兴趣，培养学生热爱科学的情感和崇尚科学的精神。 【教学过程】 一、引入新课 播放录像片《玩具总动员》中的一段，激发学生的兴趣，同时引人新课。 教师：生活中有哪些方面利用了传感器？ 学生：楼道的声光控灯、自动出水水龙头、鼠标器、电冰箱等。 教师：各种信息的获取是依赖传感器来实现的，它们构成了现代信息技术系统的“感官”。大家举例中提到的这些传感器酷似人的五官。不过，人们对它的要求要比对人的五官高多了。人们要求传感器能把人体无法感知的量测出来。如红外线、紫外线、无色无味的气体、微弱信号甚至剧毒气体等。传感器就在我们的身边。
电子控制系统构造与原理电子控制系统的组成：由传感器、控制单元、执行器组成
传感器的类型及功能 一、节气门位置传感器 1.功能及类型 功能： ·检测节气门开度转换为电压信号 传递给ECU ·判定发动机运转工况的依据 类型： ·线性输出型(滑动电阻式) ·开关量输出型(触点式) （1）线性输出型 ①结构和原理 ·VCC：传感器电源端子。由ECU提 供 5V电压 ·VTA：节气门开度信号端子。节气 门开度越大，VTA-E2间电阻越大， 开度电压信号越大 ·IDL：怠速开关端子。节气门关闭 时，怠速开关闭合，IDL—E2间电压 为0V；节气门打开时，怠速开关断 开，IDL—E2间电压为12V ·E2：传感器通过ECU接地 ②输出特性 ·输出电压随节气门开度的增大而线性增 大 ·当节气门完全关闭时，怠速触点闭合， 发动机处于怠速状态
③控制电路 ·VTA信号：节气门由关闭逐渐开大，在0~5V间变化 ·IDL信号：怠速时0V，节气门打开时12V （2）开关量输出型 ①结构与原理 ·怠速工况 ②输出特性 ·传感器有开和关两种信号 ·怠速触点闭合：节气门全闭，发动机处于怠速状态 ·全开触点闭合：节气门开度>50℃，发动机处于大负荷状态
③控制电路 ④带ACC信号输出的开关量输出型 ·怠速触点闭合，怠速状态；如高速时怠 速触点闭合，减速状态 ·加减速检测触点闭合，同时该触点与ACC1 和ACC2交替闭合/断开，急加速工况 ·大负荷触点闭合，大负荷工况 ·加减速检测触点断开，同时该触点与ACC1 和ACC2交替闭合/断开，减速工况 二、进气温度传感器（THA） 1.功能与结构 ·检测进气温度转化为电阻信号，送 给ECU作为喷油量修正信号和点火 修正信号，获得最佳空燃比和点火提 前角。 ·热敏电阻传感器
曲轴位置传感器的作用就是确定曲轴的位置，也就是曲轴的转角。它通常要配合凸轮轴位置传感器一起来工作——确定基本点火时刻。我们都知道，发动机是在压缩冲程末开始点火的，那么发动机电脑是怎么知道哪缸该点火了呢？就是通过曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器的信号来计算的，通过曲轴位置传感器，可以知道哪缸活塞处于上止点，通过凸轮轴位置传感器，可以知道哪缸活塞是在压缩冲程中。这样，发动机电脑知道了该什么时候给哪缸点火了。 工作原理 曲轴位置传感器通常安装在分电器内，是控制系统中最重要的传感器之一。其作用有：检测发动机转速，因此又称为转速传感器；检测活塞上止点位置，故也称为上止点传感器，包括检测用于控制点火的各缸上止点信号、用于控制顺序喷油的第一缸上止点信号。 曲轴传感器主要有三种类型：磁电感应式、霍尔效应式和光电式。 1、磁电感应式： 磁电感应式转速传感器和曲轴位置传感器分上、下两层安装在分电器内。传感器由永磁感应检测线圈和转子（正时转子和转速转子）组成，转子随分电器轴一起旋转。正时转子有一、二或四个齿等多种形式，转速转子为 24
个齿。永磁感应检测线圈固定在分电器体上。若已知转速传感器信号和曲轴位置传感器信号，以及各缸的工作顺序，就可知道各缸的曲轴位置。磁电感应式转速传感器和曲轴位置传感器的转子信号盘也可安装在曲轴或凸轮轴上。 2、霍尔效应式： 霍尔效应式转速传感器和曲轴位置传感器是一种利用霍尔效应的信号发生器。霍尔信号发生器安装在分电器内，与分火头同轴，由封装的霍尔心片和永久磁铁作成整体固定在分电器盘上。触发叶轮上的缺口数和发动机气缸数相同。当触发叶轮上的叶片进入永久磁铁与霍尔元件之间，霍尔触发器的磁场被叶片旁路，这时不产生霍尔电压，传感器无输出信号；当触发叶轮上的缺口部分进入永久磁铁和霍尔元件之间时，磁力线进入霍尔元件，霍尔电压升高，传感器输出电压信号。 3、光电式： 光电式曲轴位置传感器一般装在分电器内，由信号发生器和带光孔的信号盘组成。其信号盘与分电器轴一起转动，信号盘外圈有 360 条光刻缝隙，产生曲轴转角 1 °的信号；稍靠内有间隔60 °均布的 6 个光孔，产生曲轴转角120 °的信号，其中 1 个光孔较宽，用以产生相对于 1 缸上止点的信号。信号发生器安装在分电器壳体上，由二只发光二极管、二只光敏二极管和电路组成。发光二极管正对着光