《汽车速度传感器》PPT课件

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霍尔开关集成电路
霍尔开关集成电路把稳压器、霍尔电压发 生器、信号放大器、信号变换器和输出驱 动器都集中在一块芯片上。霍尔开关集成 电路中的信号放大器将霍尔元件产生的幅 值随磁场强度变化的霍尔电压UH放大后再 经信号变换器、驱动嚣进行整形、放大后 输出幅值相等、频率变化的方波信号。
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霍尔开关集成电路方框图
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线性元件
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霍尔开关
开关包括单极性的和双极性的，单极性开 关只响应磁铁的一个极，当磁场到达某一 数值时，霍尔开关接通，而磁感应强度降 低到某一值以下，霍尔开关断开。这些事 件的触发点叫吸合点和释放点。单极性产 品一般都给出吸合点和释放点的最大和最 小磁感应强度。霍尔开关的技术指标和线 性元件一样，也是灵敏度(以吸合点和释放 点表示)、温度范围和频率响应。
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霍尔传感器的工作特点
1、工作电压范围宽：由于其内部已集成有稳 压器，故其在4．5V'-'24V这样一个较宽的范围 内均能正常工作。
2、具有高速响应特性及很高的工作频率：由 于产生霍尔电压的条件与所感应磁体的变化速 率无关，因而可以用来感应快速物体(磁体)的 变化，工作频率可达100kHz。
转速传感器中常用的磁路有背磁式(Back．Biased)、 多极圆环磁铁式和隔断式等。
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背磁式
由永磁铁、霍尔开关集成电路和一高导磁率的 齿轮组成，霍尔芯片位于磁铁和齿轮之间。
应用背磁式时，芯片需要使用差分式，这样随 着齿轮的旋转，差分式芯片中的一个霍尔盘对 着齿，另外一个霍尔盘对着两齿之间的间隙， 从而产生差分信号△B，由△B的值来判断传感 器的“开”和“关”。
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光电式曲轴位置传感器
构造
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121
原理
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现代轿车的光电式曲轴位置传感器
精选ppt
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霍尔式曲轴位置传感器
霍尔效应
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构造
精选ppt
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桑塔纳2000Gli轿车的霍尔式凸轮轴位置传感器
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桑塔纳2000GSi综合式节气门位置传感器
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103
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曲轴位置传感器（发动机转速传感器）
曲轴位置传感器和发动机转速传感器制成一体， 既用于发动机曲轴位置、上止点位置的测定， 又用于发动机转速的测定。
发动机转速传感器的转速信号输入ECU，以便 使发动机控制系统、起动系统、ABS/TRAC （ASR）制动防滑控制系统、悬架系统、导航 系统等各种装置能正常工作。
1-膜盒;2-接进气管；3-输出电压；4-基准电压
精选ppt
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可变电感式
振荡器输出的交变电压通过线圈W1， 由互感作用而使线圈W2产生电压，电 压的大小由两线圈耦合情况而定。耦 和越紧，输出电压越大，所以在铁心 向两线中间运动时，输出电压信号会 得到增强。
1-膜盒;2-接进气管；3-线圈W1；4-铁心；5-线圈W2
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检测
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参考值
温度（℃）
0 20 40 60 80
电阻（kΩ） 6 2.2 1.1 0.6
0.25
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桑塔纳2000GSi轿车的冷却液温度传感器
精选ppt
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捷达轿车冷却液温度传感器
1-电源插座 2-壳体 3-NTC电阻 4-冷却液温度传感器G62及水温表传感器（G2）

2.车速传感器的类型
车速传感器的类型有：舌簧开关式、电磁感应式、光电 式、可变磁阻式、霍尔式等
一、舌簧开关式车速传感器的结构、原理与检测
（一）舌簧开关式车速传感器的结构、原理
1.传感器的结构
如图为舌簧开关式 车速传感器的结构。舌 簧开关式传感器安置在 车速表转子附近，当车 速表驱动软轴回转时， 永久磁铁也回转，磁铁 的 N、S 极将靠近或远 离舌簧开关的触点。
车轮转速传感器：其功用是检测车轮转速，并把检测结 果输入ABS/ASR系统ECU，用于汽车的制动或驱动控制。
减速传感器：其功用是检测汽车的减速度，并把检测结 果输入ABS系统的ECU，用于汽车的制动或驱动控制。
速度/减速度传感器的结构、原理一览表
传感器
结构
安装位置
发动机转速 舌簧开关式
分电器内部
传感器 电磁感应式 柴油机喷油泵、汽油机分电器
光电式车速传感器是利用光敏元器件将轴类零件的旋 转的主要部件有光敏二极管、光敏晶体管及光电池
车速表软轴
遮光板
车速表软轴
光耦合器件
车速表软轴
舌簧开关式车速传感器应用于电子式车速/里程表
信号 处理电路
车速表 里程表
（二）舌簧开关式车速传感器的检测 用指针式万用表电压档检测舌簧开关式车速传感器，把
表笔接在传感器连接器插头两端子上，起动机转动12s，观 察电压表指针是否有脉冲电压产生，若无脉冲电压产生，表 示传感器有故障，应当更换。
一、电磁感应式车速传感器的结构、原理与检测 （一）电磁感应式车速传感器的结构、原理
测结果输入到汽车仪表系统显示发动机工况；或输入发动机 控制系统和底盘某些控制系统的ECU，用于燃油喷射量、点 火提前角、动力传动等控制。发动机转速的检测通常利用曲 轴位置传感器的检测信号实现的。

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10.1 加速度传感器工作原理概述
10. 1. 5“西维克”牌车安全气囊用传感器
西维克牌车安全气囊用传感器分主传感器和辅助传感器两种， 前者为气体阻尼型，后者为笛簧开关型，这两种传感器均内 装于转向器轿车辅助保护系统(SRS)中。 主传感器的本体内装于封有惰性气体的金属壳中，且采用了 耐久性非常好的镀金触头。主传感器的工作原理:当前方受到 强烈冲击时，在克服了弹簧弹力与阻尼力后，在惯性力的作 用下，重块即动触头滑动，与触头接触，传感器有ON信号 输出。
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10.1 加速度传感器工作原理概述
偏心锤式加速度传感器的工作原理:因旋转触头与偏心转子是 一个整体式结构，在弹簧预压力的作用下，偏心转子和偏心 锤都靠在挡块上，挡块与外壳也是一个整体结构，固定触头 与旋转触头处于断开状态。但当受到冲击有减速度加到传感 器上时，与偏心转子为一体的旋转触头旋转，并与固定触头 连通，输出ON信号. 辅助传感器的结构与前安全气囊用传感器的结构相同。
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10.2 钢球式加速度传感器
10. 2. 4钢球式加速度传感器的性能与可靠 性
(1)传感器的性能。传感器的各项性能见表10一1。 从使产品更加完善的角度概括说明下列几点。 ①滞后。 ②关于温度漂移。 (2)可靠性。为使产品更加完善，对需注意的两点稍加说明 ①抗干扰性能。 ②耐热冲击性能。
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10.1 加速度传感器工作原理概述
10. 1. 8“希玛”4WD车用G传感器
希玛4WD车具有牵引力控制、ABS功能，因此车上设置了 检测车辆前、后加速度的传感器及检测横向加速度的横G传 感器。 树脂外壳内充满了硅油，永久磁铁置于中间，当车辆加、减 速时，形成了永久磁铁的位移，此位移通过霍尔元件变换成 电信号，再输入到控制组件中。

检测汽车行驶速度，并把检测结果输入给汽车仪表系统 用于显示车速；或将检测的车速信号输入到需要车速信号的 汽车控制系统的ECU。
2.车速传感器的类型
车速传感器的类型有：舌簧开关式、电磁感应式、光电 式、可变磁阻式、霍尔式等
一、舌簧开关式车速传感器的结构、原理与检测
（一）舌簧开关式车速传感器的结构、原理
光电式车速传感器是利用光敏元器件将轴类零件的旋 转运动周期性（遮光和透光交替）地将电压信号传递给ECU， 常用的主要部件有光敏二极管、光敏晶体管及光电池
车速表软轴
遮光板
车速表软轴
光耦合器件
车速表软轴
遮光板
车速表软轴
光耦合器件
车速表软轴每转一圈，传感器产生20个脉冲。
图 光电转速传感器原理
表笔接在传感器连接器插头两端子上，起动机转动12s，观 察电压表指针是否有脉冲电压产生，若无脉冲电压产生，表 示传感器有故障，应当更换。
一、电磁感应式车速传感器的结构、原理与检测 （一）电磁感应式车速传感器的结构、原理
1.传感器的结构 如图车速传感器由永久磁铁和电磁感应线圈组成，它被
固定安装在变速器输出轴附近的壳体上，输出轴上的驻车锁 定齿轮为感应转子。
感
时间
应
电
压
-U
2.传感器的安装位置 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。该传感器的安装情况如图所示。
驻车锁定齿轮
输出轴
车速传感器
（二）电磁感应式车速传感器的检测 1.开路检测：检测传感器的电阻。 3.开路检测：检测感应脉冲。
速度/减速度传感器的结构、原理一览表

图 光电转速传感器原理
1－光源 2、4、6－透镜 3－半透明膜片 5－被测轴 7－光电管
汽车传感器
速度与减速度传感器的 结构、原理与检测
第一节 概述 第二节 发动机转速传感器 第三节 车速传感器 第四节 轮速传感器 第五节 减速度传感器
第一节 概 述
应用在汽车上的速度/减速度传感器有： 发动机转速传感器：其功用是检测发动机转速，并把检测结果输入到汽车仪
表系统显示发动机工况；或输入发动机控制系统和底盘某些控制系统的ECU，用 于燃油喷射量、点火提前角、动力传动等控制。发动机转速的检测通常利用曲轴 位置传感器的检测信号实现的。
美国GM公司霍尔式曲轴位置传感器安装在曲轴前端，采用触发叶片式。曲 轴皮带轮前端装内外两个带触发叶片的信号轮，与曲轴一起旋转。外信号轮均 匀分布着18个触发叶片和 18个窗口，叶片和窗口的宽度为10º弧长，外信号轮每 旋转1周产生18个脉冲信号，称为18信号。
内信号轮设有3个触发叶片和3个窗口，脉冲周期均为120º曲轴转角的时间， 脉冲上升沿分别产生于第1、4缸、第3、6缸和第2、5缸上止点前75º作为判别气 缸基准信号，此信号相当于前述光电式曲轴位置传感器产生的120º信号。
减速传感器
光电式 水银式
车身、车架上
差动变压器式
工作原理 舌簧开关 电磁感应 舌簧开关 电磁感应 光电效应 改变磁阻 电磁感应 霍尔效应
惯性作用
第二节 发动机转速传感器
由于发动机转速的检测通常利用曲轴位置传感器的检测信号实现的。若已知曲 轴旋转360º曲轴位置传感器发出的脉冲数，即可检测发动机转速。各种类型的曲 轴位置传感器的结构、原理和检测在第四章已介绍。下面简单介绍美国GM公司霍 尔式曲轴位置传感器，其它传感器不再重复。

压力传感器
总结词
检测压力变化
详细描述
压力传感器主要用于检测汽车各部位的压力变化，如发动机进气压力、制动系统压力、 气瓶压力等。它能够实时监测压力，并将数据传输给控制系统，以确保汽车各部件的正
常运行。
压力传感器
总结词
高精度测量
详细描述
压力传感器的测量精度对于汽车的稳 定运行至关重要。它能够提供准确的 压力数据，帮助控制系统及时调整工 作状态，以确保发动机和制动系统的 正常工作。
高精度
为了提高汽车的安全性和舒适性，传感器需要具备更高的 精度和灵敏度，以满足更精确的测量和控制需求。
汽车传感器面临的挑战
01
安全性和可靠性
汽车传感器需要具备高可靠性和长寿命，以保证汽车的安全性和稳定性
。同时，需要采取有效的措施来确保传感器的安全性和可靠性。
02 03
成本和价格
汽车传感器的制造成本和价格需要控制在合理的范围内，以确保传感器 的普及和应用。同时，需要采取有效的措施来降低制造成本和提高生产 效率。
底盘控制系统传感器
01
轮速传感器
检测车轮转速，用于控制ABS、ESP 等底盘控制系统。
横摆角速度传感器
检测车辆横摆运动，用于控制ESP等 底盘控制系统。
03
02
转向角传感器
检测方向盘转向角度，用于控制EPS 等底盘控制系统。
纵向加速度传感器
检测车辆纵向加速度，用于控制ESP 等底盘控制系统。
04
04
03
汽车传感器应用
发动机控制系统传感器
01
02
03
04
温度传感器
检测发动机冷却液温度和进气 温度，用于控制发动机启动、

光电车速传感器原理
车速表电路框图
报警蜂鸣器
车速表 软轴 车速
传感器
100km/h 报警灯
km/h 车速传感器
专用IC
显示电路
判断电路
记忆电路
整形电路
计数器
1/5分频电路
定时电路
其他控制系统
• 光电式车速传感器
• 光电式车速传感器的 结构如图3-75所示， 它用于数字式速度表 上，由发光二极管 （LED）、光敏三极 管以及装在速度表驱 动轴上的遮光板构成。
如图当N极或S极接近触点 时，上下两个触点变为同一极 性的磁极，触点互相排斥，所 以舌簧开关断开。
转子磁铁一般是4极的，车速表驱动轴每回转一圈，就 会输出4个脉冲。
舌簧开关式车速传感器应用于电子式车速/里程表
信号 处理电路
车速表 里程表
（二）舌簧开关式车速传感器的检测 用指针式万用表电压档检测舌簧开关式车速传感器，把
汽车匀速行驶时，传感器的透光板静止不动；汽车制动 时，即减速行驶时，透光板由于惯性则随着减速度的变化而 沿汽车的纵轴方向进行摆动。
透光板 减速度 传感器
匀速行驶时
减速行驶时
透光板的作用是穿过或隔断发光二极管到光电三极管之
间的光线，以此控制光电三极管的开与关。两对发光二极管 和光电三极管的组合可以将汽车的减速度分为4个等级。
1.轮速传感器的功用 是检测车轮转速，并把检测结果输入ABS/ASR等用于制
动或驱动控制的系统的ECU。 2.轮速传感器的类型
本节介绍的轮速传感器有电磁式、霍尔式两类。其结构 与原理与汽车其他位置的这类转速检测传感器类似。
一、电磁式轮速传感器的结构、原理与检测 1.传感器的结构 传感头：安装在不随车轮旋转的部件上，如转向节、悬架

8.湿度传感器
图2-51 电控自动空调上日照强度传感器的布置 1—日照强度传感器 2—按钮与微机 3—电动机 4—车 内温度传感器 5—动力伺服 6—主微机 7—鼓风机控制
9.日照强度传感器
图2-52 日照强度传感器结构与工作特性 a)传感器结构 b)工作特性
9.日照强度传感器
图2-53 凌志LS400轿车日照传感器的 安装位置及其工作原理 a) 安装位置 b)工作电路
2.电磁感应式车速传感器
图2-16 电磁感应式车速传感器工作原理示意图 a)结构 b)感应电压波形
1—停车锁止齿轮 2—车速传感器 3—永久磁铁 4—电磁感应线圈 5—电控单元
3.光电式车速传感器
图2-17 光电式车速传感器的结构 1—带槽的遮光板 2—发光二极管
3—光耦合器 4—光敏晶体管
3.光电式车速传感器
态
3.热敏铁氧体温度传感器
图2-10 铁氧体型热敏开关的工作方式 ａ)常闭型 b)常开型 c)频带型
二、车速传感器
1.舌簧开关式车速传感器 2.电磁感应式车速传感器 3.光电式车速传感器 4.可变磁阻式车速传感器
1.舌簧开关式车速传感器
图2-11 舌簧开关式车速传感器的结构 1—舌簧开关 2—指针 3—弹簧 4—磁铁 5—转子 6—输出端
1.雨滴传感器
图2-41 间歇式风窗刮水器系统的构成
2.电动座椅用传感器
图2-42 微机控制动力座椅用传感器的结构 1—霍尔元件 2—永久磁铁 3—座位导轨、前与后垂直传感器 4—靠背位置传感器
2.电动座椅用传感器
图2-43 座椅用传感器电路与控制电路 1—位置控制用微机电路 2—座椅用传感器电路
第三节 车身传感器的研究和发展趋势