将一块已知质量的磁铁固定在一个适当刚度的弹性体上，使磁铁和霍尔器件保持适当间隙并按运动方向布置，当汽车的加速度变化时，磁铁会对弹性体产生相应拉力或压力使弹性体发生相应变形，通过霍尔器件的信号可以反映磁铁和霍尔器件的间隙变化，即可测量汽车的加速度。
霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器，已发展成一个品种多样的磁传感器产品族，并已得到广泛的应用。用它们可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用。
霍尔器件以霍尔效应为其工作基础。霍尔器件具有许多优点，它们的结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率高，耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。
霍尔器件和工作磁体间的运动方式
霍尔线性器件的精度高、线性度好；霍尔开关器件无触点、无磨损、输出波形清晰、无抖动、无回跳、位置重复精度高。取用了各种补偿和保护措施的霍尔器件的工作温度范围宽。按照霍尔器件的功能可将它们分为：霍尔线性器件和霍尔开关器件。前者输出模拟量，后者输出数字量。
在霍尔器件背面放置磁体
按被检测的对象的性质可将它们的应用分为：直接应用和间接应用。前者是直接检测出受检测对象本身的磁场或磁特性，后者是检测受检对象上人为设置的磁场，用这个磁场来作被检测的信息的载体，通过它，将许多非电、非磁的物理量例如力、力矩、压力、应力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态发生变化的时间等，转变成电量来进行检测和控制。
结构
结构原理和静态特性曲线
在Hall加速度传感器中使用“弹性”固定的弹簧——质量系统。Hall加速度传感器有一个竖放的带状弹簧，一端夹紧，另一端固定着永久磁铁，以作为震动质量。在永久磁铁上面是带有信号处理集成电路的Hall传感器，在下面有一块铜阻尼板。
工作原理
电路工作
如果传感器感受到横向加速度，则传感器的弹簧质量系统离开它的静止位置而便宜。便宜程度与加速度大小有关。运动的磁铁在Hal元件中产生Hall电压，经过信号处理电路处理后输出信号电压，它随加速度增加而线性增加。加速度范围约在±1g，传感器频率很低，只有几赫兹，并由点动力阻尼作用。
工作原理
该设计能实时地将所测的速度与累计里程数显示出来，主要是将传感器输入到单片机的脉冲信号的频率（传感器将不同车速转变成不同频率的脉冲信号）实时地测量出来，考虑到信号的衰减、干扰等影响，在信号送入单片机前应对其进行放大整形，然后通过单片机计算出速度和里程，再将所得的数据存储到串口数据存储器，并由LED显示模块交替显示所测速度与里程。本设计的里程数的算法是一种大概的算法（假设在一定时间内自行车是匀速行进，平均速度与时间的乘积即为里程数）。
设计时，应综合考虑测速精度和系统反应时间。本设计用测量脉冲频率来计算速度，因而具有较高的测速精度。在计算里程时取了自行车的理想状态。实际中，误差控制在几米之内，相对于整个里程来说不是很大。为了保证系统的实时性，系统的速度转换模块和显示数据转BCD码模块都采用快速算法。另外，还应尽量保证其他子模块在编程时的通用性和高效性。本设计的速度和里程值采用6位显示，并包含两个小数位。
系统的硬件设计
1.脉冲发生源
本设计采用了ST1101红外光电传感器，进行非接触式检测。当有物体挡在红外光电发光二极管和高灵敏度的光电晶体管之间时，传感器将会输出一个低电平，而当没有物体挡在中间时则输出为高电平，从而形成一个脉冲。
该系统在自行车后轮的轴处保持着与轮子旋转切面平行的方向延伸附加一个铝盘，在这个铝盘的边沿处挖出若干个圆形过孔，把传感器的检测部分放在圆孔的圆心位置。每当铝盘随着后轮旋转的时候，传感器将向外输出若干个脉冲。把这些脉冲通过一系列的波形整形成单片机可以识别的TTL电平，即可算出轮子即时的转速。
铝盘的圆孔的个数决定了测量的精度，个数越多，精度越高。这样就可以在单位时间内尽可能多地得到脉冲数，从而避免了因为两个过孔之间的距离过大，而车子正好在过孔之间或者是在下个过孔之前停止了，造成较大的误差。
本设计在铝盘过孔的设计上采用11个过孔，从而留下了10个同等的间距。
这样在以后的软件设计中能够较为方便的计算出速度里程。脉冲发生源的硬件结构图如图2所示。
图2 脉冲发生源硬件结构图（左为正视图，右为侧视图）
2.信号预处理电路
如图3所示，系统的信号预处理电路由二级电路构成，第一级是由开关三极管组成的零偏置放大器，采用开关三极管可以保证放大器具有良好的高频响应。当输入信号为零或负电压时，三极管截止，电路输出高电平；而当输入信号为正电压时，三极管导通，此时输出电压随着输入电压的上升而下降，这使得速度里程表既可以测量任意方波信号的频率，也可以测量正弦波信号的频率。由于放大器的放大功能降低了对待测信号的幅度要
求，因此，系统能对任意大于0.5V的正弦波和脉冲信号进行测量。预处理电路的第二级采用带施密特触发器的反相器DM74LS14 来把放大器生
成的单相脉冲转换成与COMS电平相兼容的方波信号（如图4所示），同时将输出信号加到单片机的P3.4口上。
图3 信号预处理电路图
图4 施密特触发器对脉冲的整形
利用施密特触发器状态转换过程中的正反馈作用，可以把边沿变化缓慢的周期性信号变换为边沿很陡的矩形脉冲信号。输入的信号只要幅度大于VT+，即可在施密特触发器的输出端得到同等频率的矩形脉冲信号。
从传感器得到的矩形脉冲经传输后往往发生波形畸变。当传输线上的电容较大时，波形的上升沿将明显变坏；当传输线较长，而且接受端的阻抗与传输线的阻抗不匹配时，在波形的上升沿和下降沿将产生振荡现象；当其他脉冲信号通过导线间的分布电容或公共电源线叠加到矩形脉冲信号时，信号上将出现附加的噪声。无论出现上述的那一种情况，都可以通过用施
密特反相触发器整形而得到比较理想的矩形脉冲波形。只要施密特触发器的VT+和VT-设置得合适，均能受到满意的整形效果。
磁阻效应支持汽车内的多种传感器应用。磁阻传感器主要用来测量机械系统的速度和角度。这样，磁阻传感器就成为电气元件、磁性元件和机械元件所组成的复杂系统的一部分。因为所有元件都会影响系统的反应，所以在规划系统及其操作时要非常重视对整个系统的仿真。下面重点讨论这种系统的建模和仿真。
电子技术的应用日益广泛，对汽车的发展具有决定性的促进作用。未来的进一步发展也会在很大程度上由不断创新的电子元件驱动。传感器技术可检测车辆及其周围环境条件，因此具有特殊意义。有多种传感器系统可用于此类目的，例如加速度传感器、温度传感器或转矩传感器等。磁场测量传感器在汽车内尤其常见，主要用于机械变量的非接触式检测。通常这种传感器通过霍尔元件，或者基于各向异性磁阻 (AMR) 效应实现。与使用霍尔效应的解决方案相比，AMR 传感器有许多优点，例如抖动更少、灵敏度更高。但在提高准确性或降低整体系统成本方面，二者不分伯仲。除了在电子罗盘中利用磁阻传感器测量地球磁场之外，尤其是借助磁场指示机械系统的运动和位置时，可使用磁阻传感器确定角度和速度。防滑系统、引擎和传送控制都需要这种数据。产生磁场的永磁体的机械设计和选择会在很大程度上影响测量数据的获取。因此，在部署整个系统之前使用仿真技术进行深入分析非常重要，以确保达到目标功能并降低成本。因此，在前期开发过程中建立系统模型，之后用于支持后续产品的开发，对于解决设计过程中产生的这类问题也能发挥重要作用。下文将探讨新型速度传感器的整体系统建模和仿真。
图 1 AMR 传感器系统包含两个封装
图 2 各向异性磁阻效应
信号检测
现代传感器系统主要由两个元件组成—基本传感器和信号处理专用集成电路 (ASIC)(图 1)。现已证明，后来由 Lord Klevin 于 1857 年发现的各向异性磁阻效应特别适用于检测磁场。首先考虑通常具有多种磁畴结构的铁磁性材料。这些称之为韦斯磁畴的结构，其内部磁化的方向彼此不同。如果将这种材料平铺为一薄层，那么磁化矢量处于材料层平面方向。另外，可较精确地假设只存在一个磁畴。当这种元件暴露于外部磁场中时，后者会改变内部磁化矢量的方向。如果同时一股电流通过该元件，就会产生电阻(图 2)，这取决于电流和磁化之间的角度。当电流和磁化方向彼此成直角时，电阻最小，当二者平行时，电阻最大。电阻变化的大小取决于材料。铁磁性材料的性质也决定对温度的依赖性。电阻最大变化为 2.2% 并且对温度变化反应良好的最佳合金是 81% 的镍和 19% 的铁组成的合金。恩智浦所有传感器系统中的基本传感器都采用这种强磁铁镍合金。在惠斯登电桥电路中单独配置几个 AMR 电阻，以增强输出信号并改善温度反应特性。此电路也可在制造过程中进行微调。图 3 显示如何在裸片上配置 AMR 元件。
确定速度的装置多半由两个组件组成：编码器轮和传感器系统。编码器轮可以是主动式或被动式。主动轮已磁化，因此 MR 传感器可检测北极和南极之间的变化。如果是被动轮，则由一种齿状结构代替磁化。如图 1 所示，传感器头上也必须有一块用于产生磁场的永磁体。接下来，我们只讨论因公差极小而著称的被动编码器轮。当传感器对称地面对一个齿或者被动轮两齿之间的空隙时，这不会使 AMR 元件的磁化矢量产生任何偏斜。忽略外部噪声场并考虑桥电路时，输出信号获得零值。然而，如果传感器头处于齿边缘前面，则磁输入信号达到极值。齿/空隙或空隙/齿切换类型的函数结果与磁输入信号正弦曲线的最小值或最大值非常接近。
信号处理
为了确定速度，将磁输入信号编码处理为电脉冲序列，而且通常通过 7/14 mA 协议传送。在最简单的情况下，可使用比较器产生脉冲序列。通常会向比较器电路添加磁滞以消除低噪声的影响。然而，这种施密特触发器在噪声水平较高的条件下不能确保其功能性。例如，传感器头和编码器轮之间空隙出现显著波动会导致磁输入信号振幅发生波动。如果振幅变得很小，甚至不再超过或低于磁滞临界值 虿还鼙嗦肫髀值奈恢萌绾危 涑鲂藕哦急３制溆行Чぷ魇钡淖詈笞刺 Ｔ诩觳?ABS 系统中的转速时，传感器和编码器轮之间的距离可能会出现这种变化。当存在负载变化(例如突然转向动作)，横向作用于轮上的离心力会在轮轴上产生弯曲力矩。这将改变安装在与传感器相关的轴上的编码器轮的位置，这些传感器是与轮悬架相结合的。
磁位移也会影响系统的正常运转。例如，噪声场可使实际测量信号加强或减弱，致使施密特触发器的临界值被高估或低估。然而，位移不仅是由外部场引起的。被动轮极高的速度可使轮中产生涡流，而这又会产生磁噪声场。所产生的位移会影响操作的可靠性。
为消除此噪声对输出信号的影响，另一封装中装入了信号处理专用集成电路(ASIC)。后者也包含一个线路驱动器，以便为信号处理和高电压接口提供电源电压(图 1)。图 4 所示为信号处理架构。用于故障排除的中心元件为包括调式放大器、偏移抵消电路和智能比较器。根据传感器和编码器轮之间的距离，可调式放大器可以与信号级匹配。对于偏移抵消电路，有一种控制系统(与高通滤波器不同)可消除偏移，同时将系统频率保持为 0?Hz。否则，就不可能检测到停止不动的编码器轮。智能比较器的临界值是可变的，并且可设置，使磁滞处于信号振幅的 20% 和 45% 之间。这可确保充分抑制噪声，而且振幅突降达 50% 也不会影
响系统的正常运转。模拟前端的个别组件控制则通过数字接口实现。所述系统均利用仿真技术开发和验证。下文将概略介绍系统开发，同时阐述如何使用模型来改进设计。
图 3 裸片上的 AMR 元件配置
图 4 现代速度传感器的信号处理原理
图 5 网格—磁场有限元模拟的起点
系统仿真
要开发传感器系统，首先必须对预期的磁输入信号有一个总体了解。首先要了解编码器轮和传感器头上永磁体的标准规格，以及预期尺寸和公差。通过ANSYS 方法进行FEM 仿真可确定磁场。这里就有对编码器轮、传感器元件和磁体进行建模的问题(图5)。然后便可根据传感器元件和编码器轮之间的距离，确定与之呈函数关系的磁场强度。图 6 是传感器桥上的磁输入信号与距离呈函数关系的三维图示。很容易看出输入信号呈正弦曲线，信号振幅随距离增加而明显减小。除了距离之外，位置偏离也会导致振幅减小。例如，如果传感器头不在编码器轮前面的中心位置，那么信号振幅也会减小。根据FEM仿真方法，这样也可将机械规范转化成预期磁变量。与气隙变化不同，倾斜会导致偏移，这同样会影响系统的正常运转。FEM 仿真也可以预估其造成的影响(图7)，而且结果可直接转化为可容许的位置公差。
确定磁场之后是传感器系统仿真。AMR 元件的电阻变化是各向异性磁阻效应的直接结果。这样，磁场仿真的结果会导致代表信号处理中输入信号的电阻发生变化。对模拟前端进行建模可采用Simulink。这种行为模型是概念设计的产物，标志着产品开发的起点。每个Simulink 块对应一个模拟信号处理组件，例如放大器或过滤器。但是，尚未考虑模拟组件的控制部分，这由数字系统实现。HDL 设计则仿真通过数字方法实现的功能，而且在完成产品开发之后就会最终成形。因此，整体系统仿真是Simulink 对模拟组件的行为模型以及ModelSim 对HDL 设计的共同仿真(图8)。可通过仿真从概念阶段顺利过渡到HDL 设计及后续阶段。在共同仿真中，可用ModelSim 中部署的Verilog 代码逐渐代替Simulink 参考模型，从而可逐项验证HDL 设计。可持续进行此过程，直到在Verilog 中实现整个数字部件，而模拟系统部件仍保持为Simulink 模型。此工具组合也已证明对IC 评估同样有用。自始至终使用这种工具可以更容易理解IC 行为，并可创建用来分析和解释任何错误的框架。这些工具的主要好处在于，能够更快速、更准确地答复客户的查询，以及更好地了解与环境条件相关的传感器功能。
图 6 与传感器头和编码器轮间距离呈函数关系的磁输入信号模拟
图7 为确定可容许的位置公差而进行的磁场计算
图8 模拟前端和数字块的共同仿真
结论
通过此项建模，可以分析与输入信号呈函数关系的系统行为。图9 中的第一张图表显示通过改变传感器和编码器轮之间的距离而产生的磁输入信号。此信号是有限元件仿真结果，之后AMR 效应可将此信号转化成传感器桥的电输出信号。中间的图表是模拟信号处理的结果。下面一张图表显示输出信号。此器件使用 A 7/14/28 mA 协议。这种协议可用来传送额外信息，例如感测旋转或气隙长度。除了这些结果之外，也可以检查数字控制的运行情况。图10 显示的是ModelSim 中的信号图象实例。
通过MA TLAB 进行仿真控制并结合其他仿真器可创造更多选择。首先，例如可使模拟自动化。然后可以使用大量算法在MA TLAB 中进行信号仿真。例如，对所需系统和信号参数进行蒙特卡罗(Monte Carlo) 仿真，随后进行自动化分析。通过FEM 仿真器(例如NASYS)，可以扩展所仿真的系统组件，甚至包括MR 传感器头和相关编码器，从而将系统视图扩展到传感器周围直接相关的区域。图11 显示的是用于此目的的整个工具链。
图9 模拟结果：电输出信号比对磁输入信号
图10 数字系统元件的仿真
图11 完整的仿真链
总结
许多汽车应用中都采用基于AMR 效应的现代智能传感器。对传感器系统的要求自然会因应用而异。在部
署整个系统之前先进行系统仿真可确保各项功能符合规范。假设发现磁变量、机械变量和电变量之间存在复杂的相互影响，只用一件简单的仿真工具不能解决问题。此时需要结合使用不同工具，每件工具都是针对特定任务的最佳解决方案。因此使用磁场仿真器来确定磁输入信号，同时Simulink对模拟输入进行仿真。HDL设计之后对模拟部件进行数字控制仿真。最终整个系统实现全面仿真。建模已成为预开发的一部分，并随着产品开发的进程不断优化改进。最后就会得到经过验证确认符合产品规范的设计，以及可用来解决后续问题的模型，作为市场支持的一部分。
霍尔传感器的工作原理
磁场平衡式霍尔电流传感器是由原边电路、聚磁环、霍尔元件、次级线圈、放大器等组成，如图所示。其工作原理是磁场平衡式的，即原边电流所产生的磁场，用通过次级线圈的电流所产生的磁场进行补偿，使霍尔元件始终处于检测零磁通的工作状态。具体工作过程为：
当原边回路有一大电流I P流过时，在导线周围产生一个强的磁场H P，这一磁场被聚磁环聚集，并感应霍尔元件，使其有一个信号输出U h，这一信号经放大器N放大，再输入到功率放大器中，这时相应的功率管导通，从而获得一个补偿电流I s。由于这一电流要通过很多匝绕组，多匝导线所产生的磁场Hs与原边电流所产生的磁场H p方向相反，因而相互抵消，引起磁路中总的磁场变小，使霍尔器件的输出逐渐减小，最后当I s与匝数相乘所产生的磁场H s与I p所产生的磁场H p相等时，达到磁场平衡，I s不再增加，这时霍尔元件就处于零磁通检测状态。
上述过程是在非常短的时间内完成的，这一平衡的建立所需时间在１μs之内，且是一个动态平衡过程，即：原边电流Ip的任何变化都会破坏这一磁场平衡，一旦磁场失去平衡，霍尔元件就有信号输出，经放大器放大后，立即有相应的电流流过次级线圈对其进行补偿。因此从宏观上看，次级补偿电流的安匝数在任何时刻都与原边电流的安匝数相等，即：
|NpIp|=|NsIs|
其中：Np为原边匝数，Ip原边电流；Ns为次级匝数，Is为次级电流。
所以，若已知Np、Ns，测得Is，即可得到原边电流Ip的大小。利用同样的原理，可进行电压测量，只需在原边线圈回路中串联一个电阻R1，将原边电流Ip转换成被测电压Up。
即：Up=(R1+Rin)Ip=(R1+Rin)NsIs/Np
式中Rin为原边内阻。
磁平衡式电流电压传感器测量输出信号为电流形式Is。若要获得电压的输出形式，用户需在M端和电源零点之间串一只电阻Rm，并在其上取电压Um，如图所示，串联电阻的大小由下式限定：
Rmmax=(Emin-Uces-IsRi)/Is
其中：Emin为电源输出最小电压，Ri为传感器次级内阻，Uces为输出功率管的饱和压降。
用户可取的最大电压为：Ummax=Rmmax╳Is
汽车传感器的种类和作用 汽车传感器把汽车运行中各种工况信息，如车速、各种介质的温度、发动机运转工况等，转化成电讯号输给计算机，以便发动机处于最佳工作状态。 车用传感器很多，判断传感器出现的故障时，不应只考虑传感器本身，而应考虑出现故障的整个电路。因此，在查找故障时，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。根据测量原理不同，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发动机和国产天津三峰客车tj6481aq4装用的沃尔沃b230f发动机）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。目前主要采用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根据发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发动机）、桑塔纳2000型轿车、北京切诺基（25l发动机）、丰田皇冠3．0轿车等均采用这种压力传感器。目前广泛采用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 节气门位置传感器安装在节气门上，用来检测节气门的开度。它通过杠杆机构与节气门联动，进而反映发动机的不同工况。此传感器可把发动机的不同工况检测后输入电控单元（ecu），从而控制不同的喷油量。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发动机）。 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、曲轴转角信号和发动机转速信号，并将其输入计算机，从而使计算机能按气缸的点火顺序发出最佳点火时刻指令。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同，其控制方式
. 传感器原理及应用期末课程设计题目基于霍尔传感器的转速测量电路设计 姓名小波学号8888888888 院（系）电子电气工程学院 班级清华大学——电子信息 指导教师牛人职称博士后 二O一一年七月十二日
摘要：转速是发动机重要的工作参数之一,也是其它参数计算的重要依据。针对工业上常见的发动机设计了以单片机STC89C51为控制核心的转速测量系统。系统利用霍尔传感器作为转速检测元件，并利用设计的调理电路对霍尔转速传感器输出的信号进行滤波和整形,将得到的标准方波信号送给单片机进行处理。实际测试表明,该系统能满足发动机转速测量要求。 关键词：转速测量，霍尔传感器，信号处理，数据处理
Abstract: The rotate speed is one of the important parameters for the engine, and it is also the important factor that calculates other parameters. The rotate speed measurement system for the common engine is designed with the single chip STC89C51. The signal of the rotate speed is sampled by the Hall sensor, and it is transformed into square wave which will be sent to single chip computer. The result of the experiment shows that the measurement system is able to satisfy the requirement of the engine rotate speed measurement. Key words:rotate speed measurement, Hall sensor, signal processing, data processing
汽车传感器类型及其工作原理 汽车技术的发展，使得越来越多的元器件用到整个汽车系统的控制上面。 最常用的就是使用传感器来检测各种需要检测或者对汽车行驶、控制需要参考 的重要参数，并将这些信号转化成电信号等待再次处理。下面，小编来和大家 分享一些汽车传感器类型，并针对这些不同性能的传感器它的工作原理，来告 诉大家它在汽车中是用在什么地方，具体是怎么操作的，并且它在整个系统中 有什么样的作用。常用的汽车传感器类型、工作原理和使用方式(1) 里程表传感器在差速器或者半轴上面的传感器，来感觉转动的圈数，一般 用霍尔，光电两个方式来检测信号，其目的利用里程表记数可有效的分析判断 汽车的行驶速度和里程，因为半轴和车轮的角速度相等，已知轮胎的半径，直 接通过历程参数来计算。在传动轴上设计两个轴承，大大减轻了运行中的力距，减少了摩擦力，增强了使用寿命;由原来的动态检测信号改为齿轮运转式检测信号;由原来直插式垂直变速箱改为倒角式接口变速箱。里程表传感器插头一般是在变速箱上，有的打开发动机盖可以看到，有的要在地沟操作。 (2) 机油压力传感器是指集微型传感器、执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的微型机电系统。常用的有硅压阻式和硅电 容式，两者都是在硅片上生成的微机械电子传感器。一般情况上，我们通过机 油压力传感器来检测汽车的机油向内的汽油还有多少，并将检测到的信号转换 成我们可以理解的信号，提醒我们还有多少汽油，或者还可以走多远，甚至是 提醒汽车需要加汽油了。(3) 水温传感器它的内部是一个半导体热敏电阻，温度愈低，电阻愈大;反之电阻愈小，安装在发动机缸体或缸盖的水套上，与冷却水直接接触。从而侧得发动机冷却水的温度。电控单元根据这一变化测 得发动机冷却水的温度，温度愈低，电阻愈大;反之电阻愈小。电控单元根据这
LIS3DH 在汽车状况中的应用 在汽车状况中的 状况中的应用
一、 车辆加速度 以宝马系列为例，总结如下： 最小（取绝对值） 项目 起步加速度 超车加速度 制动加速度 km/h 0 ~ 100 48 ~ 112 60 ~ 0 100 ~ 0 0.92g 0.94g |加速度值| （十进制） 0.28g |寄存器值| （十六进制） 0x08F5 0x1D70 0x1E14 最大（取绝对值） |加速度值| （十进制） 0.67g 1.06g 1.06g |寄存器值| （十六进制） 0x1570 0x21EB 0x21EB
小于起步加速度
说明：以上值均取绝对值，只考虑值的大小，不考虑方向。设加速度传感器 LIS3DH 量 程为 L，由于传感器读出的寄存器加速度值为 16 位十六进制补码，为带符号数，所以寄存 器值绝对值和加速度换算如下（上表取传感器量程 L=4g） ：
寄存器值 | D（十进制） | =
加速度值 | D_a | × 32768 传感器量程L
再将寄存器值|D|（十进制）转换成相应的十六进制值|D_0x|，由于它们大小和方向都是 一一对应的，所以只用考虑他们的大小（即绝对值）与车辆状态的关系，而寄存器值的方向 则通过最高位判断，从而这个值大小便与加速度大小一一对应，方向与加速度方向相同 ， 同 时省去了寄存器值与加速度值的关系换算。 （其中 32768 为 2 的 15 次方） 由上表可以得出结论： 1、宝马系列 100km/h 加速度最大 0.67（即 0x1570） （用时 4.2s） 。 2、宝马系列 60km/h 制动加速度最大 1.06g（即 0x21EB） （刹车距离 13.3m） 。 3、宝马系列 100km/h 制动加速度最大 1.06g（即 0x21EB） （刹车距离 37.1m） 。 二、量的定义 用到的变量有：L D D_a D_go LIS6DH 传感器量程 x 或 y 或 z 轴加速度寄存器读取值 （绝对值表示大小） x 或 y 或 z 轴加速度寄存器读取值所对应加速度值 车辆行驶原本加速度（不包含任何分量）
用到的阙值有：D_th_hori 车辆水平行驶阙值 D_th_1g 重力加速度阙值 D_th_goup 车辆上坡行驶阙值 D_th_godwn 车辆下坡行驶阙值 D_th_alarm 车辆潜在事故阙值 D_th_accdnt 车辆事故阙值 D_th_upward 车辆翻车阙值 阙值大小需通过后续实验确定，并验证。
浅谈传感器技术在汽车领域的应 用 院系信息工程系 专业 年级 学生姓名 指导教师
目录 1 摘要 1.1 汽车传感器举足轻重 1.2 国内传感器生产水平低 1.3 汽车上的主要传感器 1.4 汽车传感器的发展趋势 2 传感器类型 2.1里程表传感器 2.2安全气囊传感器 2.3 速度传感器 3 基本原理和发展 致谢 参考文献
1 摘要汽车传感器发展综述 在20世纪60年代，汽车上仅有机油压力传感器、油量传感器和水温传感器，它们与仪表或指示灯连接。 进入70年代后，为了治理排放，又增加了一些传感器来帮助控制汽车的动力系统，因为同期出现的催化转换器、电子点火和燃油喷射装置需要这些传感器来维持一定的空燃比以控制排放。80年代，防抱死制动装置和气囊提高了汽车安全性。 今天，传感器有用来测定各种流体温度和压力（如进气温度、气道压力、冷却水温和燃油喷射压力等）的传感器；有用来确定各部分速度和位置的传感器（如车速、节气门开度、凸轮轴、曲轴、变速器的角度和速度、排气再循环阀（EGR）的位置等）；还有用于测量发动机负荷、爆震、断火及废气中含氧量的传感器；确定座椅位置的传感器；在防抱死制动系统和悬架控制装置中测定车轮转速、路面高差和轮胎气压的传感器；保护前排乘员的气囊，不仅需要较多的碰撞传感器和加速度传感器。面对制造商提供的侧量、顶置式气囊以及更精巧的侧置头部气囊，还要增加传感器。随着研究人员用防撞传感器（测距雷达或其他测距传感器）来判断和控制汽车的侧向加速度、每个车轮的瞬时速度及所需的转矩，使制动系统成为汽车稳定性控制系统的一个组成部分。 老式的油压传感器和水温传感器是彼此独立的，由于有着明确的最大值或最小值的限定，其中一些传感器的实际作用就相当于开关。随着传感器向电子化和数字化方向发展，它们的输出值
霍尔齿轮转速传感器的工作原理和优点 作者: 发布时间:2009-11-25 来源: 关键字:霍尔转速传感器 霍尔转速传感器的主要工作原理是霍尔效应，也就是当转动的金属部件通过霍尔传感器的磁场时会引起电势的变化，通过对电势的测量就可以得到被测量对象的转速值。霍尔转速传感器的主要组成部分是传感头和齿圈，而传感头又是由霍尔元件、永磁体和电子电路组成的。 霍尔转速传感器的工作原理 霍尔转速传感器在测量机械设备的转速时，被测量机械的金属齿轮、齿条等运动部件会经过传感器的前端，引起磁场的相应变化，当运动部件穿过霍尔元件产生磁力线较为分散的区域时，磁场相对较弱，而穿过产生磁力线较为几种的区域时，磁场就相对较强。 霍尔转速传感器就是通过磁力线密度的变化，在磁力线穿过传感器上的感应元件时，产生霍尔电势。霍尔转速传感器的霍尔元件在产生霍尔电势后，会将其转换为交变电信号，最后传感器的内置电路会将信号调整和放大，输出矩形脉冲信号。 霍尔转速传感器的测量方法 霍尔转速传感器的测量必须配合磁场的变化，因此在霍尔转速传感器测量非铁磁材质的设备时，需要事先在旋转物体上安装专门的磁铁物质，用以改变传感器周围的磁场，这样霍尔转速传感器才能准确的捕捉到物质的运动状态。 霍尔转速传感器主要应用于齿轮、齿条、凸轮和特质凹凸面等设备的运动转速测量。高转速磁敏电阻转速传感器除了可以测量转速以外，还可以测量物体的位移、周期、频率、扭矩、机械传动状态和测量运行状态等。 霍尔转速传感器目前在工业生产中的应用很是广泛，例如电力、汽车、航空、纺织和石化等领域，都采用霍尔转速传感器来测量和监控机械设备的转速状态，并以此来实施自动化管理与控制。 霍尔转速传感器的应用优势 霍尔转速传感器的应用优势主要有三个，一是霍尔转速传感器的输出信号不会受到转速值的影响，二是霍尔转速传感器的频率相应高，三是霍尔转速传感器对电磁波的抗干扰能力强，因此霍尔转速传感器多应用在控制系统的转速检测中。 同时，霍尔转速传感器的稳定性好，抗外界干扰能力强，如抗错误的干扰信号等，因此不易因环境的因素而产生误差。霍尔转速传感器的测量频率范围宽，
汽车常见传感器工作原理及检测 各种汽车传感器的作用 目录 1、进气压力传感器:..................................................................... ............................................2 2、空气流量传感器:..................................................................... ............................................2 3、节气门位置传感器:..................................................................... ........................................2 4、曲轴角度传感器:..................................................................... ............................................3 5、凸轮轴位置传感器(又称气缸识别传感器)..................................................................... 3 6、氧传感器:..................................................................... ........................................................3 7、发动机转速传感器...................................................................... ...........................................4 8、进气温度传感器:..................................................................... ............................................5 9、水温传感
传感器在汽车中的应用 摘要: 随着电子技术的发展,现代汽车正朝着高档智能化、电子信息自动化的机电一体化产品方向发展。汽车传感器作为汽车电子控制系统的关键部件,是现代汽车发展的主导与核心。随着汽车工业与电子工业的不断发展,汽车传感器将成为汽车电子产品市场中最有需求力的产品。 关键词: 汽车传感器汽车电子控制系统 现代汽车正朝着高档智能化、电子信息自动化的机电一体化产品方向发展,汽车传感器作为汽车电子控制系统的关键部件,是现代汽车发展的主导与核心,尤其伴随着汽车电子技术的飞速发展,低成本、智能、集成多功能的微型新型传感器将逐步取代传统的传感器,成为现代“电子汽车”发展的助推剂。 汽车传感器作为汽车电子控制系统的信息源,是汽车电子控制系统的关键部件,已在汽车设计与制造的发展中起主要角色作用。这一作用随着汽车功能,如稳定性控制、安全性控制和电子油门控制等技术领域研究内容的增多而愈来愈大。 目前,一般汽车装配有几十到近百个传感器,高级豪华汽车更是有大约几百乃至上千个传感器。而且随着汽车制造业的发展,一辆普通轿车安装的传感器数量和种类都将越来越繁多。这些形形色色的传感器坚守于汽车的各个关键部位,承担起汽车自身检测和诊断的重要责任,将汽车时时刻刻的温度、压力、速度及湿度等信息传达到汽车的神经中枢即中央控制系统中,从而将汽车故障消于未形,因此,有人形象地将传感器形容为汽车的敏感神经未梢。 当前,常用的汽车传感器主要表现在发动机控制系统、底盘控制系统、车身控制系统和导航系统中。它的应用大大提高了汽车电子化的程度,增加了汽车驾驶的安全系数。其作用就是对汽车温度、压力、位置、转速、加速度和振动等各种信息进行实时、准确的测量和控制。常用的有温度传感器、压力传感器、位置和转速传感器、加速度传感器、距离传感器、陀螺仪和车速传感器、方向盘转角传感器等。 一、汽车发动机控制用传感器 发动机的电子控制一直被认为是MEMS技术在汽车中的主要应用于领域之一。发动机控制系统用传感器是整个汽车传感器的核心,种类很多,包括温度传感器、压力传感器、位置和转速传感器、流量传感器、气体浓度传感器和爆震传感器等。这些传感器向发动机的电子控制单元(ECU)提供发动机的工作状况信息,供电子控制单元(ECU)对发动机工作状况进行精确控制,以提高发动机的动力性、降低油耗、减少废气排放和进行故障检测。由于其工作在发动机振动、汽油蒸气、污泥和泥水等恶劣环境中,因此它们耐恶劣环境技术指标要高于一般的传感器。对于它们的性能指标要求最关键的是测量精度与可靠性。
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精品文档）5个×6一、名词解释（、逆压电效应：指当在某些电介质的极化方向施加电场时，电介质就会在一定方向上产生机械变形或机应压力，电场撤去时，1电介质变形随之消失的现象。内部极化，同时在它的两个表面上会产生极性相反的电荷，外力正压电效应：某些电介质在沿着一定方向受到外力而变形时，去掉后，又恢复到不带电状态，外力方向改变，电荷极性随之改变的现象。2、传感器的迟滞：指传感器在输入量增大和输入量减小行程间，输入-输出特性曲线不一致的程度。3、传感器灵敏度：指传感器在稳态下，输出量变化值与输入量变化值的比值，K=dy/dx。分辨力：指传感器能检测到输入量最小变化量的能力。线性度：指传感器输入量与输出量之间的静态特性曲线偏离直线的程度。传感器量程：传感器能够测量的上限值与下限值的差称为量程。传感器的准确度：准确度常用最大引用误差来定义。4、内光电效应：指在光线的作用下使物体的电阻率发生改变的光电效应。外光电效应：指在光线的作用下使电子逸出物体表面的光电效应。5、压阻效应：在一块半导体的某一轴向施加一定的应力时，其电阻率产生变化的现象。流过霍尔元件时，在垂直于电流I6、霍耳效应：把霍尔元件至于磁感应强度为B的磁场中，磁场方向垂直于霍尔元件，当有电流和磁场的方向上产生感应电动势的现象。、差动电桥：菱形的四条边各接一个测量温度或应变力的电阻传感器，相邻桥臂传感器应变方向应相反，相对桥臂传感器应变7 方向应相同，组成一个电桥电路，用以消除电桥的相对非线性误差。称对称电桥：由四个测量温度或应变力的电阻传感器组成互相对称的电桥电路，四个电阻达到某一关系时，电桥的输出为零，电桥平衡，否则就有电压或电流输出。组成这种物体的材料吸收了光子能E的光子轰击，、光电效应：当用光照射在某一物体上时，可以看做是物体受到一连串能量为8 量而发生相应电效应的现象。、热电效应：闭合回路中存在电动势并且有电流产生，电流的强弱与两个结点的温度有关。9、压电效应：某些电介质，沿着一定方向对其施加外力而使它变形时，内部极化，相应地会在它的表面产生符号相反的电荷，10外力去掉后，又重新恢复不带电状态的现象。11、应变效应：导体或半导体材料在外力作用下产生机械形变，其电阻发生变化的现象。12、电涡流效应：电涡流的产生必然要消耗一部分能量，从而使产生磁场的线圈阻抗发生变化。、磁阻效应：由载流子在磁场中受到洛伦兹力而产生的致使某些金属或半导体的电阻值变化的现象。13 塞贝克效应：回路中产生的电势使热能转变为电能的一种现象。两种不同导电材料构成的闭合回路中，当两个接点温度不同，14、、莫尔条纹：两条线或两个物体之间以恒定的角度和频率发生干涉的视觉结果，当人眼无法分辨这两条线或两个物体时，只能15 看到干涉的花纹，这种光学现象就是莫尔条纹。16、感应同步器：利用电磁原理将线位移和角位移转换成电信号的一种装置。17爆震：混合气处在压缩过程中，火花塞还没有跳火时，高压混合气就达到了自燃温度，并开始猛烈燃烧的不正常燃烧现象。、点火提前角：从点火时刻起到活塞到达压缩上止点，这段时间内曲轴转过的角度。18 、占空比：高电平在一个周期之内所占的时间比率。19 、传感器：能感受规定的被测量件并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置。20 21、转换元件 、敏感元件：指传感器中能直接感受被测量的变化，并转换为易于转换的非电量的元件。2223、热敏电阻：用半导体材料制成的敏感元件，大多为负温度系数，即阻值随温度增加而降低。 24、测量：是以确定被测量值为目的的一系列操作。 直接测量：指在使用仪表或传感器进行测量时，不需要经过任何运算就能直接从仪表或传感器上得出测量结果的方法。间接测量：指用直接测量法测得与被测量有确切函数关系的一些物理量，然后通过计算求得被测量的方法。 25、检测：是利用传感器，将生产科研需要的电量和非电量信息转化成为易于测量、传输、显示和处理的电信号的过程。 26、测量方法：指针对不同测量任务进行具体分析以找出切实可行的办法。 27、测量误差：被测量的测量值与真值之间的差异。 绝对误差：指被测量的测量值与被测量的真值之间的差值。 精品文档． 精品文档 满度相对误差：绝对误差与仪器满量程的百分比。 标称相对误差：绝对误差与被测量的测量值的百分比。 系统误差：在形同条件下，多次重复测量同一被测量时，其测量误差的大小和符号保持不变，或在条件改变时，误差按某一确定的规律变化。
汽车发动机上各传感器 进气压力传感器和进气温度传感器整个系统有6个传感器随时感知发动机的工作状况。其中进气压力、进气温度是两个重要的参数。在早期的电喷发动机上，这两个参数的传感器制成一体；在AJR发动机上是独立的。一为硅电容绝对压力传感器，探测进气压力，它被安装在进气管上，也可安装在进气管附近。进气温度传感器也安装在进气管上。 大气环境，如季节变化、地理位置高低，都会影响进气温度与进气的绝对压力，根据工况随时测得上述两参数，传输到ECU中。 当传感器出现故障时，发动机控制单元能够检测到，并能使发动机进入挂帐应急状态下运行，通过V.A.G.1552或V.A.G.1551故障阅读仪，可以知道故障信息。 进气温度传感器是一个负热敏电阻，代号G72。 （3）冷却液温度传感器（也叫水温传感器）装在发动机冷却液出水管上，由此测出发动机温度，转变为电信号传给ECU，用来修正喷油定时，从而获得浓度更合适的混合气。它也是一个负热敏电阻，当该传感器发生故障时，上述故障阅读仪可读取此有关信息。而且，ECU能检测到这种故障，并使发动机转入故障应急状态运行 （4）节气门位置传感器安装在节气门下方，节气门轴带动节气门位置传感器内的可变电阻转动，用来改变阻值大小。它将节气门开度大小转变为电信号传给发动机控制单元ECU，ECU根据节气门开度大小获得发动机的工况，如怠速工况、部分负荷工况、满负荷工况、调节、修正喷油定时。 该传感器发生故障时，ECU能检测到，并能使发动机进入故障应急状态
下运行，通过V.A.G.1522或V.A.G.1521故障阅读仪可以知道故障信息。 （5）氧传感器是完成混合气闭环控制的重要组件，它又称λ传感器，其外侧电极面暴露在废气流中，而其内侧电极面与外界空气相接触。该传感器由一个特殊陶瓷体（ZiO2或TiO2）构成，在它的表面涂有透气性好的铂电极。 其工作原理为：陶瓷材料表面多孔，能够允许空气的氧分子在其中扩散。着种陶瓷在温度较高时成为导电体。如果电极两面上的氧含量不一样的话，电极两侧就会有一个电压形成。当λ=1时，混合气完全燃烧，外侧电极面无氧分子存在，这时输出电压就会产生一个突变。 氧传感器通过探测废气中含氧量的多少，能获得上次喷油时间过长或过短的信号，并将该信号??修正。 混合气通过氧传感器闭环调节后，能将空燃比控制在λ=0.98—1.02之间范围内，从而得到一个最佳的混合气浓度，同时也使废气中的有害物排放量大大减少。 氧传感器在满足下述条件后才能进行正常调节： 发动机温度>60℃； 氧传感器温度>300℃； 发动机在怠速或部分负荷下工作。 为了使氧传感器迅速加热，尽早正常工作，在氧传感器中装有加热装置。 桑塔纳2000型轿车发动机氧传感器出现故障时，ECU不能检测，但发动机仍能运转，此时发动机工作状况不是最好。 通过V.A.G.1552或V.A.G.1551故障阅读仪，读取氧传感器的数据，获得其发生故障的信息
几种重要的汽车传感器原理 一、传感器概述 传感器的概念：指能感受规定的物理量，并按照一定规律转换成可用输信号的器件或装置。简单的说，传感器即使把非电量转换成电量的装置。 汽车传感器的工作条件极为恶劣，因此，传感器能否精确可靠地工作至关重要。在该领域中，理论研究及材料应用发展迅速，半导体和金属膜技术研究及材料应用技术发展迅速，半导体和金属膜技术、陶瓷烧结技术等得到迅猛发展。智能化、集成化和数字化将是传感器的未来发展趋势。 传感器通常由敏感元件、转换元件及测量电路组成。敏感元件是指能直接感受被测量的部分。转换元件是指能将非电量转换成电量的部分。有些敏感元件可以直接输入电量。测量电路是指将转换元件输入的电量经过处理，以便进行显示、记录和控制的部分。测量电路中较多的使用电桥电路。比如后面要讲到的热线式空气流量计。 传感器的种类比较多，像我们一般碰到的传感器一般有： 温度传感器（冷却水温度传感器THW，进气温度传感器THA）； 流量传感器（空气流量传感器，燃油流量传感器）； 进气压力传感器MAP 节气门位置传感器TPS 发动机转速传感器 车速传感器SPD 曲轴位置传感器（点火正时传感器） 氧传感器 爆震传感器（KNK） 二、空气流量传感器 为了形成符合要求的混合气，使空燃比达到最佳值，我们就必须对发动机进气空气流量进行精确控制。下面我们来介绍一下几种常用的空气流量传感器。 1、卡门旋涡式空气流量计
涡流式空气流量传感器是利用超声波或光电信号，通过检测旋涡频率来测量空气流量的一种传感器。 众所周知，当野外架空的电线被风吹时，就会发出“嗡、嗡”的声音，且风速越高声音频率越高，这是气体流过电线后形成旋涡（即涡流）所致。液体、气体等流体均会产生这种现象。 同样，如果我们在进气道中放置一个涡流发生器，比如说一个柱状物，在空气流过时，在涡流发生器后部将会不断产生如图所示的两列旋转方向相反，并交替出现的旋涡。这个旋涡就称为卡门旋涡。 卡门旋涡式空气流量计就是利用这种这种旋涡形成的原理，测量气体流速，并通过流速的测量直接反映空气流量。 对于一台具体的卡门旋涡式空气流量计，有如下关系式：qv=kf , qv为体积流量，f为单列旋涡产生的频率，k为比例常数，它与管道直径，柱状物直径等有关。由这个关系式可知，体积流量与卡门涡流传感器的输出频率成正比。利用这个原理，我们只要检测卡门旋涡的频率f，就可以求出空气流量。 根据旋涡频率的检测方式的不同，汽车用涡流式空气流量传感器分为超声波检测式和光学式检测式两种。例如，中国大陆进口的丰田凌志LS400型轿车和台湾进口的皇冠3.0型轿车采用了光电检测涡流式空气流量器；日本三菱吉普车、中国长风猎豹吉普车和韩国现代轿车采用了超声波检测涡流式空气流量传感器。 （1）光学式卡门旋涡空气流量计 现代物理学光的粒子说认为，光是一种具有能量的粒子流，当物体受到光照射时，由于吸收了光子能量而产生的效应，称为光电效应。光敏晶体管是一种半 导体器件，它的特点就是受到光的照射时，它们都会产生内光电效应的光生伏特现象，从而产生电流。 工作原理：在产生卡门旋涡的过程中，旋涡发生器两侧的空气压力会发生变化，通过导孔作用在金属箔上，从而使其振动，发光二极管的光照在振动的金属箔上时，光敏晶体管接收到的金属箔上的反射光是被旋涡调制的光，再由光敏晶体管输出调制过的频率信号，这种频率信号就代表了空气的流量信号。 （２）超声波式卡门旋涡式空气流量计 超声波是指频率高于20HZ，人耳听不到的机械波。它的特性就是方向性好，穿透力强，遇到杂质或物体分界面会产生显著的反射，譬如自然界里的蝙蝠，鲸鱼等动物都是通过超声波来进行方位定向的。利用这种物理特性，我们可以把一些非电量转换成声学参数，通过压电元件转换成电量。
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
一、名词解释（5个×6） 1、逆压电效应：指当在某些电介质的极化方向施加电场时，电介质就会在一定方向上产生机械变形或机应压力，电场撤去时，电介质变形随之消失的现象。 正压电效应：某些电介质在沿着一定方向受到外力而变形时，内部极化，同时在它的两个表面上会产生极性相反的电荷，外力去掉后，又恢复到不带电状态，外力方向改变，电荷极性随之改变的现象。 2、传感器的迟滞：指传感器在输入量增大和输入量减小行程间，输入-输出特性曲线不一致的程度。 3、传感器灵敏度：指传感器在稳态下，输出量变化值与输入量变化值的比值，K=dy/dx。 分辨力：指传感器能检测到输入量最小变化量的能力。 线性度：指传感器输入量与输出量之间的静态特性曲线偏离直线的程度。 传感器量程：传感器能够测量的上限值与下限值的差称为量程。 传感器的准确度：准确度常用最大引用误差来定义。 4、内光电效应：指在光线的作用下使物体的电阻率发生改变的光电效应。 外光电效应：指在光线的作用下使电子逸出物体表面的光电效应。 5、压阻效应：在一块半导体的某一轴向施加一定的应力时，其电阻率产生变化的现象。 6、霍耳效应：把霍尔元件至于磁感应强度为B的磁场中，磁场方向垂直于霍尔元件，当有电流I流过霍尔元件时，在垂直于电流和磁场的方向上产生感应电动势的现象。 7、差动电桥：菱形的四条边各接一个测量温度或应变力的电阻传感器，相邻桥臂传感器应变方向应相反，相对桥臂传感器应变方向应相同，组成一个电桥电路，用以消除电桥的相对非线性误差。 对称电桥：由四个测量温度或应变力的电阻传感器组成互相对称的电桥电路，四个电阻达到某一关系时，电桥的输出为零，称电桥平衡，否则就有电压或电流输出。 8、光电效应：当用光照射在某一物体上时，可以看做是物体受到一连串能量为E的光子轰击，组成这种物体的材料吸收了光子能量而发生相应电效应的现象。 9、热电效应：闭合回路中存在电动势并且有电流产生，电流的强弱与两个结点的温度有关。 10、压电效应：某些电介质，沿着一定方向对其施加外力而使它变形时，内部极化，相应地会在它的表面产生符号相反的电荷，外力去掉后，又重新恢复不带电状态的现象。 11、应变效应：导体或半导体材料在外力作用下产生机械形变，其电阻发生变化的现象。 12、电涡流效应：电涡流的产生必然要消耗一部分能量，从而使产生磁场的线圈阻抗发生变化。 13、磁阻效应：由载流子在磁场中受到洛伦兹力而产生的致使某些金属或半导体的电阻值变化的现象。 14、塞贝克效应：两种不同导电材料构成的闭合回路中，当两个接点温度不同，回路中产生的电势使热能转变为电能的一种现象。 15、莫尔条纹：两条线或两个物体之间以恒定的角度和频率发生干涉的视觉结果，当人眼无法分辨这两条线或两个物体时，只能看到干涉的花纹，这种光学现象就是莫尔条纹。 16、感应同步器：利用电磁原理将线位移和角位移转换成电信号的一种装置。 17爆震：混合气处在压缩过程中，火花塞还没有跳火时，高压混合气就达到了自燃温度，并开始猛烈燃烧的不正常燃烧现象。 18、点火提前角：从点火时刻起到活塞到达压缩上止点，这段时间内曲轴转过的角度。 19、占空比：高电平在一个周期之内所占的时间比率。 20、传感器：能感受规定的被测量件并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置。 21、转换元件 22、敏感元件：指传感器中能直接感受被测量的变化，并转换为易于转换的非电量的元件。 23、热敏电阻：用半导体材料制成的敏感元件，大多为负温度系数，即阻值随温度增加而降低。 24、测量：是以确定被测量值为目的的一系列操作。 直接测量：指在使用仪表或传感器进行测量时，不需要经过任何运算就能直接从仪表或传感器上得出测量结果的方法。 间接测量：指用直接测量法测得与被测量有确切函数关系的一些物理量，然后通过计算求得被测量的方法。 25、检测：是利用传感器，将生产科研需要的电量和非电量信息转化成为易于测量、传输、显示和处理的电信号的过程。 26、测量方法：指针对不同测量任务进行具体分析以找出切实可行的办法。 27、测量误差：被测量的测量值与真值之间的差异。 绝对误差：指被测量的测量值与被测量的真值之间的差值。 满度相对误差：绝对误差与仪器满量程的百分比。 标称相对误差：绝对误差与被测量的测量值的百分比。
磁电转速传感器的工作原理和特点 发布时间：2011-06-16 来源：本站原创作者：无忧备件网 磁电式转速传感器是利用磁电感应来测量物体转速的，属于非接触式转速测量仪表。磁电式转速传感器可用于表面有缝隙的物体转速测量，有很好的抗干扰性能，多用于发动机等设备的转速监控，在工业生产中有较多应用。 磁电式转速传感器的工作原理 磁电式转速传感器是以磁电感应为基本原理来实现转速测量的。磁电式转速传感器由铁芯、磁钢、感应线圈等部件组成的，测量对象转动时，转速传感器的线圈会产生磁力线，齿轮转动会切割磁力线，磁路由于磁阻变化，在感应线圈内产生电动势。 磁电式转速传感器的感应电势产生的电压大小，和被测对象转速有关，被测物体的转速越快输出的电压也就越大，也就是说输出电压和转速成正比。但是在被测物体的转速超过磁电式转速传感器的测量范围时，磁路损耗会过大，使得输出电势饱甚至是锐减。 磁电式转速传感器的特点 磁电式转速传感器的工作方式决定了它有很强的抗干扰性，能够在烟雾、油气、水汽等环境中工作。磁电式转速传感器输出的信号强，测量范围广，齿轮、曲轴、轮辐等部件，及表面有缝隙的转动体都可测量。 磁电式转速传感器的工作维护成本较低，运行过程无需供电，完全是靠磁电感应来实现测量，同时磁电式转速传感器的运转也不需要机械动作，无需润滑。磁电式转速传感器的结构紧凑、体积小巧、安装使用方便，可以和各种二次仪表搭配使用。 现在的柴油机正在经历以柴油机电控化为核心的第3 次技术飞跃。ECU 技术是柴油机电控化的核心技术之一，它采集发动机的相位、转速（ n ）、燃油压力、油门位置、温度等信号,通过一定的算法得出泵油和喷油的参数，并驱动相应的执行器工作。在ECU 中，曲轴和凸轮轴相位传感器信号是整个发动机工作时序的基础，其作用相当于芯片中的时钟。发动机的n 、喷油相位以及判缸信号等都是通过这两个传感器计算处理得出的。因此，设计一种抗干扰能力强，可靠性高的曲轴和凸轮轴传感器信号处理模块对整个柴油机电控单元来说至关重要。 常用的发动机曲轴和凸轮轴相位传感器有霍尔式传感器和磁电式传感器两种。磁电式传感器具有成本低、结构简单、耐腐蚀、耐冲击、可靠性高和稳定性好等优点,故本研究采用两个磁电式传感器分别测量6 缸发动机的曲轴和凸轮
Endevco （恩德福克）加速度传感器在汽车领域的应用 近30年来，Endevco 的压阻式加速度传感器已成为汽车障碍物及模拟假人安全性测试的行业标准。Endevco 的压电式，集成压电式和可变电容式加速度传感器能够用于汽车发动机，排气系统，部件和停车系统的动态测试是基于它尺寸微小，耐高温及结构牢固的特点。Endevco 压力传感器主要是用于防刹车锁死系统（ABS ），传动装置，燃料油系统以及安全气囊充气器等汽车检测系统的测试。这些压力传感器运用了先进的硅微技术元件并能产生高宽频响和高信号输出，从而使其成为那些过去由于尺寸原因而无法实现应用的理想选择。 Endevco 加速度传感器是有国家公路交通安全管理局（NHTSA ）和其他政府机构认定的用于制定原厂规格的首要产品。同时继续提供技术指导，Endevco 的碰撞传感器已经达到或超过了SAE 规格的J211和J2579的要求。 Model 7264系列是一组重量只有1g 的压阻式加速度传感器。用于颤振试验，模型检验，生物动态测试及其他相关领域，要求低质量加载且宽频率响应。还可以用于轻量级物件的冲击测试，符合模拟假人测试SAEJ211规格。高精度的型号及各种线缆和连接器可供选择 Model 7264B 相对Model 7264有所改进。它利用了一个先进的带有完整机 械限动气的微型元件。这个单片传感器相对原来的设计提供了更加良好的坚固性，稳定性和可靠性。Model 7264B 阻尼极小，因此在有效频率范围内不会产生相位移。Model 7264B 符合SAEJ211冲击试验性能规格和SAEJ2570假人测试装置传感器规格。高精度的型号及各种线缆和连接器可供选择。 Model 7264C 相对Model 7264有所改进。并可直接替换Model 7264，因为测 震质量的中心位置是相同的。它利用了一个先进的带有完整机械限动器的微型元件。Model 7264C 同样符合SAEJ211冲击试验性能和SAEJ2570假人测试装置传感器规格。高精度的型号及各种线缆和连接器可供选择。 Model 7264D 相对这个类型的其他型号的传感器做了很大的改进。它大于 40000HZ 的高谐振频率可以使其在不受杂散影响的情况下对许多频率作出响应。可直接替换Model 7264和Model 7264C ，因为测震质量的中心位置是相同的。Model 7264D 同样符合SAEJ211冲击试验性能和SAEJ2570假人测试装置传感器规格。Model 7264D 可提供优良的线性，标准低横向灵敏度和低零测量输出（ZMO ）误差。有各种线缆和连接器供选择。 Model 7231C-750是一款专为汽车碰撞试验研究的坚固，无阻尼，中等g 值的压阻式加速度传感器。已经成为假人响应研究的FMVSS208标准，可用来测量假人头部、胸部 、臀部及身体其他部位的加速度进而研究车辆安全性能及约束设计。高精度的型号及各种线缆和连接器可供选择。 Model 7265A 系列是一组低质量的压阻式加速度传感器，它是专为那些要求 G&P Technology 冠标科技有限公司 Endevco
汽车传感器的种类和作 用 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
汽车传感器的种类和作用 汽车传感器把汽车运行中各种工况信息，如车速、各种介质的温度、发动机运转工况等，转化成电讯号输给计算机，以便发动机处于最佳工作状态。 车用传感器很多，判断传感器出现的故障时，不应只考虑传感器本身，而应考虑出现故障的整个电路。因此，在查找故障时，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。根据测量原理不同，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发动机和国产天津三峰客车tj6481aq4装用的沃尔沃b230f发动机）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。目前主要采用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根据发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发动机）、桑塔纳2000型轿
车、北京切诺基（25l发动机）、丰田皇冠3．0轿车等均采用这种压力传感器。目前广泛采用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 节气门位置传感器安装在节气门上，用来检测节气门的开度。它通过杠杆机构与节气门联动，进而反映发动机的不同工况。此传感器可把发动机的不同工况检测后输入电控单元（ecu），从而控制不同的喷油量。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发动机）。 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、曲轴转角信号和发动机转速信号，并将其输入计算机，从而使计算机能按气缸的点火顺序发出最佳点火时刻指令。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同，其控制方式和控制精度也不同。曲轴位置传感器一般安装于曲轴皮带轮或链轮侧面，有的安装于凸轮轴前端，也有的安装于分电器（桑塔纳2000型轿车）。 爆震传感器 爆震传感器安装在发动机的缸体上，随时监测发动机的爆震情况。目前采用的有共振型和非共振型两大类。