汽车加速度传感器工作原理

第 1 页 共 4 页 加速度传感器的原理及其选型方法

这个看似极小的幅度上的差异在积分之后将产生重大的误差1。直流响应的加速度传感器却没有这样的问题，由于其输出能够精确

的尾随缓慢变幻的输入。在实际的日常应用中，输入信号可能不是单纯的半正弦脉冲，但是用沟通耦合的传感器测试任何缓慢变幻的信号时这样的问题始终会存在。

现在我们看看各种常用的加速度传感器技术。

沟通响应加速度传感器

最常用的沟通响应加速度传感器是采纳压电元件作为其敏感单元的。当有加速度输入时，传感器中的检测质量块“移动”使压电元件产生正比于输入加速度的电荷信号。从电学角看，压电元件犹如一个有源的器，其内阻在10x9欧姆级别。由内阻和电容打算了RC时光常数，这也打算了传感器的高频通过特性。因为这个缘由，压电加速度传感器不能用于测量静态大事。压电元件可来自于自然界或人造。它们有不同的信号转换效率和线性。市场上有两类压电加速度传感器－电荷输出型，输出型。

电荷输出型加速度传感器

主要的压电加速度传感器采纳锆钛酸盐陶瓷，具有很宽的工作温度范围，宽的动态量程，宽的频率范围（可用频率>10kHz）。电荷输出型加速度传感器把压电陶瓷封装在具有气密性的金属外壳中。因为具有反抗严酷环境的能力，其具有十分好的耐久性。因为其具有很高的阻抗，该传感器需要协作电荷和低噪声屏蔽电缆用法，最好是同轴电缆。低噪声电缆是指其具有低的摩擦电噪声2，这是一种运动产生的来自电缆本身的噪声。无数传感器厂家同时提供这种低噪声电缆。电荷放大器和电荷输出型加速度传感器衔接，从而可以消退电缆电容和传感器电容并联带来的影响。协作先进的电荷放大器，电荷输出型加速度传感器很简单实现宽的动态响应（>120dB）。因为压电陶瓷的工作温度范围很宽，有些传感器可以用于-200°C到+400°C，甚至更宽温度

第２５卷第２期　２０１２年４月　河南广播电视大学学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｈｅｎａｎ　Ｒａｄｉｏ＆ＴＶ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　Ｖｏ１．２５．Ｎｏ．２　Ａｐｔ．２０１２　

用单片机与加速度传感器　

控制汽车空调器节能的原理与方法　

姜小兰　

（新乡广播电视大学，河南新乡４５３０００）　

摘　要：通过ＡＤＸＬ２０２加速度传感器检测出汽车行驶是处于加速、减速、上坡或下坡等哪种状态．用　ＳＴＣ１２Ｃ５４１０ＡＤ单片机准确控制汽车空调器压缩机的接通或断开。可以相对提升汽车的加速功率，且起到节能的目的。　关键词：ＡＤＸＬ２０２加速度传感器；ＤＳ１８Ｂ２０集成温度传感器；ＳＴＣ１２Ｃ５４ｌＯＡＤ单片机；Ａ／Ｄ转换　

中图分类号：ＴＭ５７　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７１—２８６２（２０１２）０２—０１０９—０２　

汽车发动机是汽车空调器的主要原动力．当空调器消　

耗的功率较大时．空调器的使用对汽车的加速性能有显著　

的影响。有经验的驾驶员当汽车处于长时间爬陡坡时．往往　

先把空调器关掉以减轻发动机的负荷．用全部的功率爬坡　

汽车处在比较平稳的路况不需要太大功率时才把空调器打　

开　豪华轿车用近百个单片机去控制和改善汽车的各种性　

能．而传统中低档汽车仅靠单一检测空调器的蒸发器温度　

来控制温度。可是由于汽车在行驶中车室冷空气流失或者　

经常停车开门使热量造成损耗．有可能蒸发器设定的目标　温度值已经达到而车室的设定温度仍未达到　此时压缩机　

终因蒸发器的控制温度已达到而停止工作．因而出现制冷　

效果不够的弊端　同样当蒸发器的目标温度值没有达到而　

车室的设定温度已达到．此时又出现制冷过度的现象　每当　

出现这种情况时只有通过司机手动调整设定温度来达到控　

制温度的目的　鉴于以上情况．为汽车加装加速度传感器和　

车室温度传感器以便更好地监控汽车的运行状态、车室温　

度和蒸发器温度　三者统一协调实时控制压缩机的启停是　

比较理想的控制方法，实践证明此方法可行，具有节能、改　善汽车加速性能的目的　

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汽车氧传感器的工作原理及应用

作者：刘 踊

来源：《中国新技术新产品精选》2009年第21期

摘要:本文对氧传感器波形在电控汽车、维修检测中的应用进行了分析。

关键词:波形检测;氧传感嚣;工作原理;应用技术

0前言

随着汽车排放法规的逐渐严格和人们对汽车排污控制的日渐重视,“电喷”加三元催化器的发动机正在我国普及。这种发动机采用了混合气成分的闭环控制和三效催化反应装置联合使用的技术,这是当今汽油机最有效的排气净化方法,氧传感器是实现这一闭环控制必不可少的重要部件。它不但对发动机排放控制有着重要的作用,还可以通过示波器读取其波形进而分析判断发动机的多种故障。在汽车维修之后,还可以通过检测氧传感器波形判断发动机是否真正修好,作为向客户交车之前的一项检验。在维修检测方面,氧传感器波形某种程度上类似于人体诊断的心电图。

1 氧传感器的工作原理

氧化锆是一种多孔性的固体电解质,当温度较高时,允许渗入该固体电解质内的氧气发生电离,电离后的氧离子能够由氧浓度高的内侧向浓度低的外侧扩散,使两电极之间产生电动势,形成微电池,因此可以检测出排气中氧的含量,从而能检测出混合气的浓度。图1是氧化锆氧传感器的工作原理示意图。

三元催化转化器处理能有效地全面净化CO、HC和NOx这三种有害气体,但其净化效率依赖于混合气浓度,一般要求保持在理论空燃比为(14.7)左右的狭小范围内。一旦混合气体浓度偏离了这个狭小的范围,则三效催化转化器全面净化上述有害气体的能力急剧下降。由于混合气空燃比的变化会引起排气中氧浓度相应的变化,因此,在排气管中设置了氧传感器,氧传感器随时检测排气中的氧浓度,并随时向微机控制装置反馈信号,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,则减少喷油延续;反之,如信号反映混合气较稀,则延长喷油龙源期刊网

加速度传感器原理以及选用

关键词：传感器

什么是加速度传感器？

加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备。加速力就是当物体在加速过程中作用在物体上的力，就好比地球引力，也就是重力。加速力可以是个常量，比如g，也可以是变量。

图1：ADXL 加速度传感器

加速度传感器一般用在哪里？

通过测量由于重力引起的加速度，你可以计算出设备相对于水平面的倾斜角度。通过分析动态加速度，你可以分析出设备移动的方式。但是刚开始的时候，你会发现光测量倾角和加速度好像不是很有用。但是，现在工程师们已经想出了很多方法获得更多的有用的信息。

加速度传感器可以帮助你的机器人了解它现在身处的环境。是在爬山？还是在走下坡，摔倒了没有？或者对于飞行类的机器人来说，对于控制姿态也是至关重要的。更要确保的是，你的机器人没有带着炸弹自己前往人群密集处。一个好的程序员能够使用加速度传感器来回答所有上述问题。加速度传感器甚至可以用来分析发动机的振动。 目前最新IBM Thinkpad手提电脑里就内置了加速度传感器，能够动态的监测出笔记本在使用中的振动，并根据这些振动数据，系统会智能的选择关闭硬盘还是让其继续运行，这样可以最大程度的保护由于振动，比如颠簸的工作环境，或者不小心摔了电脑做造成的硬盘损害，最大程度的保护里面的数据。另外一个用处就是目前用的数码相机和摄像机里，也有加速度传感器，用来检测拍摄时候的手部的振动，并根据这些振动，自动调节相机的聚焦。

图2：IBM Thinkpad 内置的 Active protection 系统界面

加速度传感器是如何工作的？

多数加速度传感器是根据压电效应的原理来工作的。

所谓的压电效应就是 "对于不存在对称中心的异极晶体加在晶体上的外力除了使晶体发生形变以外，还将改变晶体的极化状态，在晶体内部建立电场，这种由于机械力作用使介质发生极化的现象称为正压电效应 "。

图3：压电效应

一般加速度传感器就是利用了其内部的由于加速度造成的晶体变形这个特性。由于这个变形会产生电压，只要计算出产生电压和所施加的加速度之间的关系，就可以将加速度转化成电压输出。当然，还有很多其它方法来制作加速度传感器，比如电容效应，热气泡效应，光效应，但是其最基本的原理都是由于加速度产生某个介质产生变形，通过测量其变形量并用相关电路转化成电压输出。