第三章 发动机电控系统传感器的结构原理与检修
1.掌握各传感器的结构、原理
2.掌握传感器的检测方法
桑塔纳2000GSI轿车发动机喷油器活性炭罐
空气流量
传感器
活性炭罐
电磁阀
霍尔传感器
发动机
ECU
氧传感器水温传感器节气门控制器爆震传感器爆震传
感器
转速传感器进气温度传感器点火线圈
传感器的性能指标与要求
?1、性能指标：精度、响应特性、可靠性、耐久性、结构的紧凑性、适应性、输出电平和制造成本。
?2、基本要求：
?①、线性特性、再现性要好。
?②、数量可增加
?③、通用性要好
?④、可测量性
第一节 空气流量传感器（AFS）
1. 直接测量方式（L 型） （1）体积流量型 1)1)空气流量计(叶片-Vane Type) 2)卡门旋涡(Karmann Karmann Vortex) Vortex) 空气流量传感器 a)a)光电检测方式 b)b)超声波检测方式 （2）质量流量型 1)热线式空气流量传感器(Hot-Wire Air Flow Sensor) 2)热膜式空气流量传感器(Hot-Film Type Air Flow Sensor)
2. 间接测量方式（D 型）
MAP MAP （进气歧管绝对压力）传感器 1. 直接测量方式（L 型） （1）体积流量型 1)1)空气流量计(叶片-Vane Type) 2)卡门旋涡(Karmann Karmann Vortex) Vortex) 空气流量传感器 a)a)光电检测方式 b)b)超声波检测方式 （2）质量流量型 1)热线式空气流量传感器(Hot-Wire Air Flow Sensor) 2)热膜式空气流量传感器(Hot-Film Type Air Flow Sensor) 2. 间接测量方式（D 型） MAP MAP （进气歧管绝对压力）传感器 一、进气量检测方法的分类
二、空气流量计
1 翼片-Vane Type
电位计
进气温度传感器
旁通道调整螺钉
测量叶片
油泵开关
滑臂
?翼片式空气流量传感器翼片部分
翼片部分
减震室
平衡叶片
减震室震
动
角
度
时间
无减震室时
有减震室时
?翼板式空气流量传感器翼板部分
工作电路
E1F
C E2V
B
V C V S THA
叶片式空气流量传感器控制汽油泵工作的开关原理
滑臂
电阻
电位计
E1Fc E2V B V
C V S THA
测量叶片
进气量
多
少
测量叶片转动
大
小
Vs:电压
高
低
发动机静止时
电阻
发动机工作时
油泵开关Vs Vs V c V c
V S 进气量增加——端子Vs 电位升高——端子Vc 与Vs 之间的电压Us 下降。
V C
进气量A
电
压
比
翼片式AFS 输出特性
?翼片式空气流量计（静态）
0测量片开启∞测量片全关
闭
F C —E 1
测量电阻标准电阻测量片位置
端子?翼片式空气流量计（就车测量）
20℃
2.00~
3.00THA THA——E 220℃0.20~0.60V C —E 2
测量电阻温度标准电阻端子
1）卡门涡旋式空气流量传感器的结构和工作原理
空气穿过锥状涡流发生器后不断产生卡门 空气穿过锥状涡流发生器后不断产生卡门涡旋，涡旋的频率（个数）与空气流速成正比，与涡流发生器直径成反比。通过监测涡旋频率计算空气流速，进而计算空气流量旋频率计算空气流速，进而计算空气流量
2）根据传感器输出信号的形成原理，卡门涡旋式空气流量传感器可以分为反光镜式和超声波式两种。
温度传感器的应用及原理 温度测量应用非常广泛，不仅生产工艺需要温度控制，有些电子产品还需对它们自身的温度进行测量，如计算机要监控CPU的温度，马达控制器要知道功率驱动IC的温度等等，下面介绍几种常用的温度传感器。 温度是实际应用中经常需要测试的参数，从钢铁制造到半导体生产，很多工艺都要依靠温度来实现，温度传感器是应用系统与现实世界之间的桥梁。本文对不同的温度传感器进行简要概述，并介绍与电路系统之间的接口。 热敏电阻器 用来测量温度的传感器种类很多，热敏电阻器就是其中之一。许多热敏电阻具有负温度系数(NTC)，也就是说温度下降时它的电阻值会升高。在所有被动式温度传感器中，热敏电阻的灵敏度(即温度每变化一度时电阻的变化)最高，但热敏电阻的电阻/温度曲线是非线性的。表1是一个典型的NTC热敏电阻器性能参数。 这些数据是对Vishay-Dale热敏电阻进行量测得到的，但它也代表了NTC热敏电阻的总体情况。其中电阻值以一个比率形式给出(R/R25)，该比率表示当前温度下的阻值与25℃时的阻值之比，通常同一系列的热敏电阻器具有类似的特性和相同电阻/温度曲线。以表1中的热敏电阻系列为例，25℃时阻值为10KΩ的电阻，在0℃时电阻为28.1KΩ，60℃时电阻为4.086KΩ；与此类似，25℃时电阻为5KΩ的热敏电阻在0℃时电阻则为 14.050KΩ。 图1是热敏电阻的温度曲线，可以看到电阻/温度曲线是非线性的。
虽然这里的热敏电阻数据以10℃为增量，但有些热敏电阻可以以5℃甚至1℃为增量。如果想要知道两点之间某一温度下的阻值，可以用这个曲线来估计，也可以直接计算出电阻值，计算公式如下： 这里T指开氏绝对温度，A、B、C、D是常数，根据热敏电阻的特性而各有不同，这些参数由热敏电阻的制造商提供。 热敏电阻一般有一个误差范围，用来规定样品之间的一致性。根据使用的材料不同，误差值通常在1%至10%之间。有些热敏电阻设计成应用时可以互换，用于不能进行现场调节的场合，例如一台仪器，用户或现场工程师只能更换热敏电阻而无法进行校准，这种热敏电阻比普通的精度要高很多，也要贵得多。 图2是利用热敏电阻测量温度的典型电路。电阻R1将热敏电阻的电压拉升到参考电压，一般它与ADC的参考电压一致，因此如果ADC的参考电压是5V，Vref 也将是5V。热敏电阻和电阻串联产生分压，其阻值变化使得节点处的电压也产生变化，该电路的精度取决于热敏电阻和电阻的误差以及参考电压的精度。
汽车维修技师论文： 标题：汽车氧传感器波形信号分析 ---氧传感器原理分析与故障判断 关键词：氧传感器、原理、波形、发动机故障 概述： 随着汽车排放法规的逐渐严格和对汽车排气污染控制的重视，“电喷”加三元催化器的发动机正成为普遍配臵。这种发动机采用了混合气成分的闭环控制和三元催化反应装臵的联合使用技术，是汽油机有效的排气净化方法。在这一系统中，氧传感器是进行闭环反馈控制的主要元件之一，必不可少。正常工作时，氧传感器随时测定发动机排气管中的氧含量(浓度)，以检测发动机燃烧状况。因此．当发动机出现燃烧故障时，必然引起氧传感器电压信号的变化，这就为通过观察氧传感器的信号波形判断发动机某些故障提供可能。 1．氧传感器的一般作用 要使三元催化转化器全面净化CO、HC和NOx这三种有害气体，必须保证混合气浓度始终保持在理论空燃比(14.7)附近的狭小范围内。一旦混合气浓度偏离了这个狭小范围，则三元催化转化器净化能力便急剧下降。保证混合气浓度在理论空燃比附近，“电喷”系统和氧传感器的配合是很好的解
决方案。 氧传感器检测排气中的氧浓度，并随时向微机控制装臵反馈信号。微机则根据反馈来的信号及时调整喷油量(喷油脉宽)，如信号反映混合气较浓，则减少喷油时间；反之．如信号反映混合气较稀，则延长喷油时间。这样使混合气的空燃比始终保持在理论空燃比附近。这就是燃料闭环控制或称燃料反馈控制。 2．氧传感器的正常波形 常用的汽车氧传感器有氧化锆式和氧化钛式两种。以氧化锆式为例，正常情况下当闭环控制时，氧传感器的电压信号大约在0至1V之间波动，平均值约450mv。当混合气浓度稍浓于理论空燃比时。氧传感器产生约800mV的高电压信号；当混合气浓度稍稀于理论空燃比时，氧传感器产生接近100mY的低电压信号。当然，不同类型的氧传感器其实际波形并不完全相同。朱军老师曾总结说：“一般亚洲和欧洲车
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
《传感器原理与应用》作业参考答案 作业一 1.传感器有哪些组成部分在检测过程中各起什么作用 答：传感器通常由敏感元件、传感元件及测量转换电路三部分组成。 各部分在检测过程中所起作用是：敏感元件是在传感器中直接感受被测量，并输出与被测量成一定联系的另一物理量的元件，如电阻式传感器中的弹性敏感元件可将力转换为位移。传感元件是能将敏感元件的输出量转换为适于传输和测量的电参量的元件，如应变片可将应变转换为电阻量。测量转换电路可将传感元件输出的电参量转换成易于处理的电量信号。 2.传感器有哪些分类方法各有哪些传感器 答：按工作原理分有参量传感器、发电传感器、数字传感器和特殊传感器；按被测量性质分有机械量传感器、热工量传感器、成分量传感器、状态量传感器、探伤传感器等；按输出量形类分有模拟式、数字式和开关式；按传感器的结构分有直接式传感器、差分式传感器和补偿式传感器。 3.测量误差是如何分类的 答：按表示方法分有绝对误差和相对误差；按误差出现的规律分有系统误差、随机误差和粗大误差按误差来源分有工具误差和方法误差按被测量随时间变化的速度分有静态误差和动态误差按使用条件分有基本误差和附加误差按误差与被测量的关系分有定值误差和积累误差。 4.弹性敏感元件在传感器中起什么作用 答：弹性敏感元件在传感器技术中占有很重要的地位，是检测系统的基本元件，它能直接感受被测物理量（如力、位移、速度、压力等）的变化，进而将其转化为本身的应变或位移，然后再由各种不同形式的传感元件将这些量变换成电量。 5.弹性敏感元件有哪几种基本形式各有什么用途和特点 答：弹性敏感元件形式上基本分成两大类，即将力变换成应变或位移的变换力的弹性敏感元件和将压力变换成应变或位移的变换压力的弹性敏感元件。 变换力的弹性敏感元件通常有等截面轴、环状弹性敏感元件、悬臂梁和扭转轴等。实心等截面轴在力的作用下其位移很小，因此常用它的应变作为输出量。它的主要优点是结构简单、加工方便、测量范围宽、可承受极大的载荷、缺点是灵敏度低。空心圆柱体的灵敏度相对实心轴要高许多，在同样的截面积下，轴的直径可加大数倍，这样可提高轴的抗弯能力，但其过载能力相对弱，载荷较大时会产生较明显的桶形形变，使输出应变复杂而影响精度。环状敏感元件一般为等截面圆环结构，圆环受力后容易变形，所以它的灵敏度较高，多用于测量较小的力，缺点是圆环加工困难，环的各个部位的应变及应力都不相等。悬臂梁的特点是结构简单，易于加工，输出位移(或应变)大，灵敏度高，所以常用于较小力的测量。扭转轴式弹性敏感元件用于测量力矩和转矩。 变换压力的弹性敏感元件通常有弹簧管、波纹管、等截面薄板、波纹膜片和膜盒、薄壁圆筒和薄壁半球等。弹簧管可以把压力变换成位移，且弹簧管的自由端的位移量、中心角的变化量与压力p成正比，其刚度较大，灵敏度较小，但过载能力强，常用于测量较大压力。波纹管的线性特性易被破坏，因此它主要用于测量较小压力或压差测量中。 作业二 1.何谓电阻式传感器它主要分成哪几种 答：电阻式传感器是将被测量转换成电阻值，再经相应测量电路处理后，在显示器记录仪上显示或记
轮速传感器的原理与检修 现代汽车的ABS系统中都设置有电磁感应式的轮速传感器，它可以安装在主减速器或变速器中，轮速传感器的组成和工作原理如图所示。它是由永久磁铁、磁极、线圈和齿圈组成。齿圈5在磁场中旋转时，齿圈齿顶和电极之间的间隙就以一定的速度变化，则使磁路中的磁阻发生变化。其结果是使磁通量周期地增减，在线圈1的两端产生正比于磁通量增减速度的感应电压，并将该交流电压信号输送给电子控制器。 轮速传感器的种类及其检测： 1.电磁感应式车速传感器: 电磁感应式车速传感器安装在自动变速器输出轴附近的壳体上，用于检测自动变速器输出轴的转速。电控单元ECU根据车速传感器的信号计算车速，作为换挡控制的依据。车速传感器由永久磁铁和电磁感应线圈组成，它被固定安装在白动变速器输出轴附近的壳体上，输出轴上的停车锁定齿轮为感应转子，当输出轴转动时，停车锁定齿轮的凸齿，不断地靠近或离开车速传感器，使线圈内的磁通量发生变化，从而产生交流电,车速越高，输出轴转速也越高，感应电压脉冲频率也越高，电控组件根据感应电压脉冲的大小计算汽车行驶的速度。用万用表测导通，阻值还有有没有电压信号。 2.霍尔式轮速传感器； 在汽车应用中是十分特殊的，这主要是由于变速器周围空间位置冲突霍尔效应传感器是固体传感器，它们主要应用在曲轴转角和凸轮轴位置上，用于开关点火和燃油喷射电路触发，它还应用在其它需要控制转动部件的位置和速度控制电脑电路中。霍尔效应传感器或开关，由一个几乎完全闭合的包含永久磁铁和磁极部分的磁路组成，一个软磁铁叶片转子穿过磁铁和磁极间的气隙，在叶片转子上的窗口允许磁场不受影响的穿过并到达霍尔效应传感器，而没有窗口的部分则中断磁场，因此，叶片转子窗口的作用是开关磁场，使霍尔效应象开关一样地打开或关闭，这就是一些汽车厂商将霍尔效应传感器和其它类似电子设备称为霍尔开关的原因，该组件实际上是一个开关设备，而它的关键功能部件是霍尔效应传感器。测试步骤将驱动轮顶起模拟行使状态，也可以将汽车示波测试线加长进行行驶的测试。波形结果当车轮开始转动时，霍尔效应传感器开始产生一连串的信号，脉冲的个数将随着车速增加而增加，与图例相像，这是大约30英里/小时时记录的，车速传感器的脉冲信号频率将随车速的增加而增加，但位置的占空比在任何速度下保持恒定不变。车速传感器越高，在示波器上的波形脉冲也就越多。确认从一个脉冲到另一个脉冲的幅度，频率和形状是一致的，这就是说幅度够大通常等于传感器的供电电压，两脉冲间隔一致，形状一致，且与预期的相同。确定波形的频率与车速同步，并且占空比决无变化,还要观察如下内容：观察波形的一致性，检查波形顶部和底部尖角。观察幅度的一致性：波形高度应相等，因为给传感器的供电电压是不变的。有些实例表明波形底部或顶部有缺口或不规则。这里关键是波形的稳定性不变，若波形对地电位过高，则说明电阻过大或传感器接地不良。观察由行驶性能问题的产生和故障码出现而诱发的波形异常，这样可以确定与顾客反映的故障或行驶性能故障产生的根本原因直接有关信号问题。虽然霍尔效应传感器一般设计能在高至150℃温度下运行，但它们的工作仍然会受到温度的影响，许多霍尔效应传感器在一定的温度下(冷或热)会失效。如果示波器显示波形不正常，检查被干扰的线或连接不良
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
一：填空题（每空1分） 1.依据传感器的工作原理，传感器分敏感元件，转换元件， 测量电路三个部分组成。 2.半导体应变计应用较普遍的有体型、薄膜型、扩散型、外延型等。 3.光电式传感器是将光信号转换为电信号的光敏元件，根据光电效应可以分为 外光电效应，光电效应，热释电效应三种。 4.亮电流与暗电流之差称为光电流。 5.光电管的工作点应选在光电流与阳极电压无关的饱和区域。 6.金属丝应变传感器设计过程中为了减少横向效应，可采用直线栅式应变计 和箔式应变计结构。 7.反射式光纤位移传感器在位移-输出曲线的前坡区呈线性关系，在后坡区与 距离的平方成反比关系。 8.根据热敏电阻的三种类型，其中临界温度系数型最适合开关型温度传感 器。 9.画出达林顿光电三极管部接线方式： U CE 10.灵敏度是描述传感器的输出量对输入量敏感程度的特性参数。其定义为：传 感器输出量的变化值与相应的被测量的变化值之比，用公式表示k（x）=Δy/Δx 。 11.线性度是指传感器的输出量与输入量之间是否保持理想线性特性的一 种度量。按照所依据的基准之线的不同，线性度分为理论线性度、端基线性度、独立线性度、最小二乘法线性度等。最常用的是最
小二乘法线性度。 12.根据敏感元件材料的不同，将应变计分为金属式和半导体式两大 类。 13.利用热效应的光电传感器包含光---热、热---电两个阶段的信息变换过程。 14.应变传感器设计过程中，通常需要考虑温度补偿，温度补偿的方法电桥补偿 法、计算机补偿法、应变计补偿法、热敏电阻补偿法。 15.应变式传感器一般是由电阻应变片和测量电路两部分组成。 16.传感器的静态特性有灵敏度、线性度、灵敏度界限、迟滞差和稳定性。 17.在光照射下，电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效应，入 射光强改变物质导电率的物理现象称为光电效应。 18.光电管是一个装有光电阴极和阳极的真空玻璃管。 19.光电管的频率响应是指一定频率的调制光照射时光电输出的电流随频率变 化的关系，与其物理结构、工作状态、负载以及入射光波长等因素有关。多数光电器件灵敏度与调制频率的关系为Sr（f）=Sr。/(1+4π2f2τ2) 20.光电效应可分为光电导效应和光生伏特效应。 21.国家标准GB 7665--87对传感器下的定义是：能够感受规定的被测量并按照 一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。 22.传感器按输出量是模拟量还是数字量，可分为模拟量传感器和数字量传感器 23.传感器静态特性的灵敏度用公式表示为：k(x)=输出量的变化值/输入量的变 化值=△y/△x 24.应变计的粘贴对粘贴剂的要求主要有：有一定的粘贴强度；能准确传递应变；
:填空题（每空1分） 1.依据传感器的工作原理，传感器分敏感元件，转换元件 测量电路三个部分组成。 2.金属丝应变传感器设计过程中为了减少横向效应，可米用直线栅式应变计 和箔式应变计结构。 3. 根据热敏电阻的三种类型，其中临界温度系数型最适合开关型温度传感器 4. 灵敏度是描述传感器的输出量对输入量敏感程度的特性参数。其定义为：传 感器输出量的变化值与相应的被测量的变化值之比，用公式表示 k （x）=△ y△ x。 5. 线性度是指传感器的输出量与输入量之间是否保持理想线性特性的一 种度量。按照所依据的基准之线的不同，线性度分为理论线性度、端 基线性度、独立线性度、最小二乘法线性度等。最常用的是最小二乘法线性 度。 6. 根据敏感元件材料的不同，将应变计分为金属式和半导体式两大类。 7. 应变传感器设计过程中，通常需要考虑温度补偿，温度补偿的方法电桥补偿法、 计算机补偿法、应变计补偿法、热敏电阻补偿法。 8. 应变式传感器一般是由电阻应变片和测量电路两部分组成。 9. 传感器的静态特性有灵敏度、线性度、灵敏度界限、迟滞差和稳定性。 10. 国家标准GB7665--87对传感器下的定义是：能够感受规定的被测量并按照一定 的规律转换成可用输出信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成。11. 传感器按输出量是模拟量还是数字量， 可分为模拟量传感器和数字量传感器12. 传感器静态特性的灵敏度用公式表示为：心）=输出量的变化值/输入量的变化 值=△ y/ △ x 13. 应变计的粘贴对粘贴剂的要求主要有：有一定的粘贴强度；能准确传递应变；蠕 变小；机械滞后小；耐疲劳性好；具有足够的稳定性能：对弹性元件和应变计不产生化学腐蚀作用；有适当的储存期；应有较大的温度适用范围。 14. 根据传感器感知外界信息所依据的基本校园，可以将传感器分成三大类：物理传 感器，化学传感器，生物传感器。
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/497563914.html, 汽车传感器故障检修及其维修技术研究分析作者：朱培勇 来源：《科学与财富》2017年第12期 摘要：汽车传感器大多处于汽车的暴露部位，容易受到恶劣环境的影响，而在汽车正常 使用过程中也必然会出现磨损现象，所以汽车传感器系统发生故障的几率比较大，因此如何发现汽车传感器隐藏的问题并解决问题就显得尤为重要。本研究分析了汽车传感器发生故障的原因，有可能是信号传输故障，有可能是电路故障，还有可能是炭的积累过多，针对这几点问题，也重点介绍了几种检测和维修方法。 关键词：传感器；故障；积炭现象 前言：传感器是一类能够感受外界变化的物理量并按照一定规律转换成可用信号输出的器件或装置，在汽车的应用上十分广泛。汽车传感器的类型多种多样，它们能够实时检测和采集汽车各个部位的工作情况，并把所得到的信息数据反馈给计算机，计算机根据参数做出最恰当的选择来帮助人类更安全地驾驶汽车。汽车传感器大多处于汽车的暴露部位，容易受到恶劣环境的影响，所以出现的问题也较多，而本研究将重点分析汽车传感器发生故障的原因和检测方法。 1.简析传感器发生故障的原因 1.1信号传输故障 出现信号传输故障，可能是汽车传感器本身被损坏，所以感应不到外界情况，无法传输信息。汽车传感器大多处于汽车的暴露部位，容易受到恶劣环境的影响，例如：极端天气、碰撞、电磁干扰等。也有可能是传感器的感应装置失灵，传输错误信息，还有可能是在转换成电信号的过程中出了问题，物理量与电信号之间的转换规律错误，导致计算机识别电信号时呈现错误信息。 1.2电路故障 汽车的传感器有很多种，其中涉及到的方面也更广泛，因此当汽车计算机不呈现信息或呈现错误信息时，我们不应该只考虑传感器本身的问题，还应该将与之有关联的电路考虑在内。出现电路故障，有可能是电路本身被损坏，或因外力受损，或长时间未更换而老化，无法起到传输电流的作用，也有可能是电路某段被短路，电流未能经过，所以信息传递停滞。 1.3出现积炭现象 汽油是一种混合烃类物质，因其特殊的化学成分，在储存、运输的过程中，容易与空气发生氧化反应，生成胶状物质，或是汽油本身的质量不好，其中胶状物质含量高。这些胶状物质
本文档根据老师最后一次课上课时所说的相关内容并根据我自己的个人情况简要整理，相对简洁，和大家分享一下。考虑到老师说的内容和考试内容相比，可能不够完整；而且个人水平有限，不可能把握的很准确，所以只是参考而已。。。建议大家根据自己的理解补充完善~ 第一章：传感器概论 1、传感器的定义：传感器（或敏感元件）基于一定的变换原理/规律将被测量（主要是非电量的测量，可采用非电量电测技术）转换成电量信号。变换原理/规律涉及到物理、化学、生物学、材料学等学科。 2、传感器的组成：传感器一般由敏感元件（将非电量变成某一中间量）、转换元件（将中间量转换成电量）、测量电路（将转换元件输出的电量变换成可直接利用的电信号）三部分组成，有的传感器还需加上辅助电源。 3、传感器的分类 按变换原理分类——>利用不同的效应构成物理型、化学型、生物型等传感器。 按构成原理分类： 结构型：依靠机械结构参数变化来实现变换。 物性型：利用材料本身的物理性质来实现变换。 按输入量的不同分类——>温度、压力、位移、流量、速度等传感器 按变换工作原理分类: 电路参数型:电阻型、电容型、电感型传感器 按参电量如：Q（电量）、I、U、E 等分类:磁电型、热电型、压电型、霍尔型、光电式传感器 4、传感器技术的发展动向： 教材表述：发现新现象、开发新材料、采用微细加工技术、研制多功能集成传感器、智能化传感器、新一代航天传感器、仿生传感器 老师表述：微型化、集成化、廉价。 第二章：传感器的一般特性 1、静态特性 检测系统的四种典型静态特性 线性度：传感器的输出与输入之间的线性程度。传感器的理想输出-输入特性是线性的。 灵敏度：系统在静态工作的条件下，其单位输入所产生的输出，实为拟合曲线上某点的斜率。 即S N=输入量的变化/输出量的变化=dy/dx 迟滞性：特性表明传感器在正（输入量增大）反（输入量减小）行程期间输出-输入特性曲线不重合的程度。 （产生的原因：传感器机械部分存在的不可避免的缺陷。） 重复性：重复性表示传感器在输入量按同一方向作全量程多次测量时所得特性曲线不一致程度。曲线的重复性好，误差也小。产生的原因与迟滞性类似。 精确度. 测量范围和量程. 零漂和温漂. 2、动态特性：（传感器对激励（输入）的响应（输出）特性） 动态误差：输出信号不与输入信号具有完全相同的时间函数，它们之间的差异。包括：稳态动态误差、暂态动态误差
《传感器原理及应用》 实 验 指 导 书 测控技术实验室
实验一金属箔式应变片----单臂、半臂、全桥性能实验 一、实验目的：了解金属箔式应变片的应变效应，单臂、半臂、全电桥工 作原理和性能。 二、基本原理：电阻丝在外力作用下发生机械变形时,其电阻值发生变化, 这就是电阻应变效应,描述电阻应变效应的关系式为:ΔR/R=Kε式中:ΔR/R 为:ΔR/R电阻丝电阻相对变化, K为应变灵敏系数, ε=ΔL/L为电阻丝长度相对变化, 金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，通过它转换被测部件受力状态变化、电桥的作用完成电阻到电压的比例变化，电桥的输出电压反映了相应的受力状态。对单臂电桥输出电压Uο1=Ek?/4。在半桥性能实验中，不同受力方向的两只应变片接入电桥作为邻边，电桥输出灵敏度提高，非线性得到改善。当应变片阻值和应变量相同时，其桥路输出电压Uο2=Ek?/2。在全桥测量电路中，将受力性质相同的两应变片接入电桥对边，不同的接入邻边，当应变片初始阻力值：R1=R2=R3=R4，其变化值ΔR1=ΔR2=ΔR3=ΔR4时，其桥路输出电压Uο3=Ek?。其输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性误差和温度误差均得到改善。 三、实验设备：应变式传感器实验模板、应变式传感器、砝码、数显表、 ±15V、±4V直流电源、万用表。 四、实验方法和要求： 1、根据电子电路知识，实验前设计出实验电路连线图。 2、独力完成实验电路连线。 3、找出这三种电桥输出电压与加负载重量之间的关系，并作出V o=F(m) 的关系曲线。
4、分析、计算三种不同桥路的系统灵敏度S=ΔU/ΔW（ΔU输出电压变化 量，ΔW重量变化量）和非线性误差：δf1=Δm/yF·s×100%式中Δm为 输出值（多次测量时为平均值）与拟合直线的最大偏差：yF·s满量程 输出平均值，此处为200g。 五、思考题 1、单臂电桥时，作为桥臂电阻应变片应选用：（1）正（受拉）应变片（2） 负（受压）应变片（3）正、负应变片均可以。 2、半桥测量时两片不同受力状态的电阻应变片接入电桥时，应放在：（1） 对边（2）邻边。 3、全桥测量中，当两组对边（R1、R3为对边）电阻值R相同时，即R1=R3， R2=R4，而R1≠R2时，是否可以组成全桥：（1）可以（2）不可以。
传感器应用电路设计 电子温度计 学校：贵州航天职业技术学院 班级：2011级应用电子技术 指导老师： 姓名： 组员：
摘要 传感器（英文名称：transducer/sensor）是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。 本文将介绍一种基于单片机控制的数字温度计。在件方面介绍单片机温度控制系统的设计,对硬件原理图做简洁的描述。系统程序主要包括主程序、读出温度子程序、温度转换命令子程序、计算温度子程序、显示数据刷新子程序。软硬件分别调试完成以后，将程序下载入单片机中，电路板接上电源，电源指示灯亮，按下开关按钮，数码管显示当前温度。由于采用了智能温度传感器DS18B20，所以本文所介绍的数字温度计与传统的温度计相比它的转换速率极快，进行读、写操作非常简便。它具有数字化输出，可测量远距离的点温度。系统具有微型化、微功耗、测量精度高、功能强大等特点，加之DS18B20内部的差错检验，所以它的抗干扰能力强，性能可靠，结构简单。 随着科技的不断发展，现代社会对各种信息参数的准确度和精确度的要求都有了几何级的增长，而如何准确而又迅速的获得这些参数就需要受制于现代信息基础的发展水平。在三大信息信息采集(即传感器技术)、信息传输(通信技术)和信息处理(计算机技术)中，传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度传感器技术，在我国各领域已经引用的非常广泛，可以说是渗透到社会的每一个领域，人民的生活与环境的温度息息相关，在工业生产过程中需要实时测量温度，在农业生产中也离不开温度的测量，因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。 测量温度的关键是温度传感器，温度传感器的发展经历了三个发展阶段：①传统的分立式温度传感器②模拟集成温度传感器③智能集成温度传感器。 目前的智能温度传感器(亦称数字温度传器)是在20世纪90年代中期问世的，它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE)的结晶，特点是能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器(MCU)。社会的发展使人们对
《汽车检测与维修技术》中级学习领域一学习项目6 传感器原理与检测 工作页 班级： 姓名： 学号：
学习任务1 安全生产和设备的正确使用 学习目标：1.认识电源机的功能； 2.能正确使用电源机； 3.能在操作过程中能遵守安全操作规范和7S现场管理要求。 任务知识收集： 一、稳压电源机的使用 1.稳压电源机的功用： 2.按下图填写稳压电源机的功能机构名称： 注：稳压电源机工作时，选择220V/110V？ 二、万用表的使用 万用表的作用：________________________________ （一）、如何正确使用万用表 1、___________________________ ____ ___
2、_______________________________ ___ 3、______________________________ ____ （二）、请填写如下部位名称 学习任务2 空气流量传感器原理与检测 学习目标： 1.认识空气流量传感器的功能； 2.能正确使用电源机； 3.能掌握空气流量传感器的检测步骤 4.能根据实际情况，正确判断空气流量传感器的好 坏 5.在操作过程中能遵守安全操作规范和7S现场管理要求。 任务知识收集 一、空气流量传感器的作用： ________________________________________________
二、空气流量传感器就车安装位置：______________ ___ 使用在何种类型的发动机上？ 三、热膜式空气流量传感器各端子名称和涵义： 1、_____________ 2、_____________ 3、______________ 4 、_____________ 5、______________ 任务实施 一、检测前准备： 电源机2台，高阻抗万用表一只，导线若干，热膜式空气流量传感器一个。 二、热膜式空气流量传感器的检测 （一）、检测步骤： 1.将一电源机电压调节至5V,将电源机正极与4号端子相连接，负极与流量计的3号端子相连接；将另一电源机电压调节至12V，与2号端子相连接，负极仍与流量计的3号端子相连接； 2.万用表测量空气流量传感器插座的3号端子与2号端子之间的电压，其值
轮速传感器的原理与检 修 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
轮速传感器的原理与检修 现代汽车的ABS系统中都设置有电磁感应式的轮速传感器，它可以安装在主减速器或变速器中，轮速传感器的组成和工作原理如图所示。它是由永久磁铁、磁极、线圈和齿圈组成。齿圈5在磁场中旋转时，齿圈齿顶和电极之间的间隙就以一定的速度变化，则使磁路中的磁阻发生变化。其结果是使磁通量周期地增减，在线圈1的两端产生正比于磁通量增减速度的感应电压，并将该交流电压信号输送给电子控制器。 轮速传感器的种类及其检测： 1.电磁感应式车速传感器: 电磁感应式车速传感器安装在自动变速器输出轴附近的壳体上，用于检测自动变速器输出轴的转速。电控单元ECU根据车速传感器的信号计算车速，作为换挡控制的依据。车速传感器由永久磁铁和电磁感应线圈组成，它被固定安装在白动变速器输出轴附近的壳体上，输出轴上的停车锁定齿轮为感应转子，当输出轴转动时，停车锁定齿轮的凸齿，不断地靠近或离开车速传感器，使线圈内的磁通量发生变化，从而产生交流电,车速越高，输出轴转速也越高，感应电压脉冲频率也越高，电控组件根据感应电压脉冲的大小计算汽车行驶的速度。用万用表测导通，阻值还有有没有电压信号。 2.霍尔式轮速传感器； 在汽车应用中是十分特殊的，这主要是由于变速器周围空间位置冲突霍尔效应传感器是固体传感器，它们主要应用在曲轴转角和凸轮轴位置上，用于开关点火和燃油喷射电路触发，它还应用在其它需要控制转
动部件的位置和速度控制电脑电路中。霍尔效应传感器或开关，由一个几乎完全闭合的包含永久磁铁和磁极部分的磁路组成，一个软磁铁叶片转子穿过磁铁和磁极间的气隙，在叶片转子上的窗口允许磁场不受影响的穿过并到达霍尔效应传感器，而没有窗口的部分则中断磁场，因此，叶片转子窗口的作用是开关磁场，使霍尔效应象开关一样地打开或关闭，这就是一些汽车厂商将霍尔效应传感器和其它类似电子设备称为霍尔开关的原因，该组件实际上是一个开关设备，而它的关键功能部件是霍尔效应传感器。测试步骤将驱动轮顶起模拟行使状态，也可以将汽车示波测试线加长进行行驶的测试。波形结果当车轮开始转动时，霍尔效应传感器开始产生一连串的信号，脉冲的个数将随着车速增加而增加，与图例相像，这是大约30英里/小时时记录的，车速传感器的脉冲信号频率将随车速的增加而增加，但位置的占空比在任何速度下保持恒定不变。车速传感器越高，在示波器上的波形脉冲也就越多。确认从一个脉冲到另一个脉冲的幅度，频率和形状是一致的，这就是说幅度够大通常等于传感器的供电电压，两脉冲间隔一致，形状一致，且与预期的相同。确定波形的频率与车速同步，并且占空比决无变化,还要观察如下内容：观察波形的一致性，检查波形顶部和底部尖角。观察幅度的一致性：波形高度应相等，因为给传感器的供电电压是不变的。有些实例表明波形底部或顶部有缺口或不规则。这里关键是波形的稳定性不变，若波形对地电位过高，则说明电阻过大或传感器接地不良。观察由行驶性能问题的产生和故障码出现而诱发的波形异常，这样可以确定与顾客反映的故障或行驶性能故障产生的根本原因直接有关信号问题。虽
《传感器原理与应用》课程论文 学院：__ 信息工程学院__ ______ 专业：____电子信息工程_________ 班级：____14级电子3班_________ 学生姓名：______李帅杰_____________ 学号：____1405160223___________ 指导教师：祝开艳___________ 2016年10月26日
常见传感器在智能手机中的应用 摘要: 随着科技的发展，智能手机已逐渐取代老式手机，成为一种集各种功能于一体的便携式电子设备。本文对智能手机中的几种常用传感器的工作原理及应用进行了分析，主要有重力传感器、红外线传感器、温度传感器、距离传感器、......等。 关键词：智能手机，距离传感器，重力传感器，移动互联网（3~5个关键词） 1. 引言 介绍背景知识和研究现状 智能手机近年来占据了人类越来越多的生活领域，随着技术的发展，智能手机所能提供给我们的功能越来越强大。从硬件角度来说，手机中传感器技术的大量应用对于手机功能的爆发式成长功不可没。 传感器在手机中的应用并非智能机时代的新鲜事物，从手机诞生之日起，它就是一个将声音信号和无线电信号相互转化的传感设备，在功能机时代手机最重要的配置：摄像头，也算是一个传感设备。到了智能机时代，为了适应软件应用的需求，越来越多的传感器被镶嵌在手机当中，手机的功能也越来越强大。 2. 距离传感器的原理及应用 结合图（原理框图、实物图或电路图等）进行说明。 距离传感器又叫位移传感器，距离传感器一般都在手机听筒的两侧或者是在手机听筒凹槽中，这样便于它的工作。当用户在接听或拨打电话时，将手机靠近头部，距离传感器可以测出之间的距离到了一定程度后便通知屏幕背景灯熄灭，拿开时再度点亮背景灯，这样更方便用户操作也更为节省电量。 原理：利用各种元件检测对象物的物理变化量，通过将该变化量换算为距离，来测量从传感器到对象物的距离位移的机器。根据使用元件不同，分为光学式位
传感器原理与应用课程设计 专业：测控技术与仪器 设计题目：光控手电筒 班级：1242 学生姓名：杨傥月学号：06 指导教师：张立新冯璐 分院院长：许建平 教研室主任：冯璐 电气工程学院
目录 第一章课程设计内容及要求 (1) 1.1课程设计题目 (1) 1.2 设计目的 (1) 1.3 设计内容 (1) 第二章设计计划与方案论证 (2) 2.1 设计思路来源 (2) 2.2 设计电路思路 (2) 2.3 方案论证（电路原理） (4) 第三章设计方案实现 (5) 3.1 元件清单 (5) 3.2 相关元器件的说明和介绍 (5) 3.3课设步骤 (10) 第四章课程设计心得 (11) 附录：实物图 (12) 参考文献 (13)
第一章课程设计内容及要求 1.1课程设计题目 《光敏开关传感器检测电路》 1.2 设计目的 （1）培养学生测控系统的设计能力。 （2）系统训练典型传感器的应用能力。 （3）提高传感器及其应用电路的调试能力。 （4）重点掌握典型传感器的应用方法、测量范围、应用电路以及检测精度与误差等解决实际工程问题的方案和操作方法。 1.3 设计内容 （1）提出总体设计方案； （2）应用传感器实验设备与自制电路系统进行设计； （3）系统硬件电路调试； （4）撰写课程设计论文； （5）完成课程设计答辩。 （6）以下题目由学生任选其一完成。 设计题目A类 1）直流电压传感器检测电路； 2）交流电压传感器检测电路； 3）直流电流传感器检测电路； 4）交流电流传感器检测电路； 5）电阻传感器检测电路； 6）电容传感器检测电路； 7）电感传感器检测电路。
C 红色 图1凸轮轴位趕传感器接头端子识别 测试条件 断开凸轮轴位置传感器接头，将点火开关拧至ON位置，用数字式万用表测量传感器接头端子C与接地之间的电压 2?曲轴位置传感器 A 浅绿 B 紫色 C 黄色 12V参考电压 低参考电路 曲轴位置传感器信号 1?凸轮轴位置传感器 A 粉红/黑色 B 棕色/白色 低参考电路 凸轮轴位置传感器信号 规范值 12V 12V参考电压
图2曲轴位置传感器接头端子识别 测试条件 断开曲轴位置传感器接头，将点火开关拧至ON位置，用数字式万用表测量传感器接头端子A与接地之间的电压 3?发动机冷却液温度传感器 A 黑绿低参考电路 B 黄色发电机冷却液温度传感器信号规范值12V
图3发动机冷却液温度传感器接头端十识别 测试条件 拆下发动机冷却液温度传感器，放入水杯中，测量不同水温下的传感器 接头端子A 和B 之间的电阻 4?进气温度传感器 测试条件 规范值 使用数字式万用表，测量不 20C ： 3520 Q 同进气温度下的传感器接头 30C ： 2230 Q 端子A 和B 之间的电阻 40C ： 1460 Q 50C ： 970 Q 规范值 20 C ： 3520 Q 40C ： 1460 Q 80 C ： 330 Q
图」进气温度传感器接头端子识别 5?空气流量传感器 低参考电路 黑色
6?爆震传感器 A 黄色 空气流量传感器信号 B 黑色/白色 接地 C 粉红色 点火1电压 图6爆理传感器接头端P 识别 7?节气门位置传感器 测试条件 规范值 断开空气流量传感器接头， 将点火开关拧至 ON 位置，用数字式万用表测 12V 量传感器接头端子 C 与接地之间的电压 断开空气流量传感器接头，将点火开关拧至ON 位置，用数字式万用表测 5V 量传感器接头端子 A 与接地之间的电压 B 黄褐色 进气温度传感器信号
精心整理 现代汽车的ABS 系统中都设置有电磁感应式的轮速传感器，它可以安装在主减速器或变速器中，轮速传感器的组成和工作原理如图所示。它是由永久磁铁、磁极、线圈和齿圈组成。齿圈5在磁场中旋转时，齿圈齿顶和电极之间的间隙就以一定的速度变化，则使磁路中的磁阻发生变化。其结果是使磁通量周期地增减，在线圈1的两端产生正比于磁通量增减速度的感应电压，并将该交流电压信号输送给电子控制器。 轮速传感器的种类及其检测： 1.电磁感应式车速传感器: 转速。号。 2.感器，在叶片因此，而它脉这确定有些这样可以确定与顾客反映的故障或行驶性能故障产生的根本原因直接有关信号问题。虽然霍尔效应传感器一般设计能在高至150℃温度下运行，但它们的工作仍然会受到温度的影响，许多霍尔效应传感器在一定的温度下(冷或热)会失效。如果示波器显示波形不正常，检查被干扰的线或连接不良的线束，检查示波器和连线，并确定有关部件转动正常(如：输出轴、传感器转轴等)。当示波器显示故障时，摇动线束，这可以提供进一步判断，以确认霍尔效应传感器是否是故障的根本原因。 3.光电式车速传感器； 光电式车速传感器是固态的光电半导体传感器，它由带孔的转盘两个光导体纤维，一个发光二极管，一个作为光传感器的光电三极管组成。一个以光电三极管为基础的放大器为发动机控制电脑或点火模块提供足够功率的信号，光电三极管和放大器产生数字输出信号(开关脉冲)。发光二极管
精心整理 透过转盘上的孔照到光电三极管上实现光的传递与接收。转盘上间断的孔可以开闭照射到光电三极管上的光源，进而触发光电三极管和放大器，使之像开关一样地打开或关闭输出信号。从示波器上观察光电式车速传感器输出波形的方法与霍尔式车速传感器完全一样，只是光电传感器有一个弱点即它们对油或脏物在光通过转盘传递的干涉十分敏感，所以光电传感器的功能元件通常被设计成密封得十分好，但损坏的分电器或密封垫容器在使用中会使油或赃物进入敏感区域，这会引起行驶性能问题并产生故障码。 光电式车速传感器检测时拔下车速传感器连接器接头用万用表测量传感器两接线端子间电阻。不同车型自动变速器的这种车速传感器感应线圈的电阻值不同，一般为几百欧到几千欧。将车支起，用手转动悬空的驱动车轮，同时用万用表测量车速传感器的两接线端子间有无脉冲感应电压。若万用表指针有摆动，说明传感器有输出脉冲电压，传感器工作正常；否则，说明传感器有故障，应进一步检查传感器转子及感应线圈是否脏污，若脏污，应进行清洁，再进行测试。若传感器仍无脉冲 4. N极与S （MRE 将电压 ,则说明