常用车辆检测传感器综述
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一、概述随着汽车行业的不断发展和技术的不断进步,汽车上的各种传感器在车辆运行中扮演着越来越重要的角色。
其中,温度传感器作为汽车电子控制系统中的重要组成部分,对于汽车的安全性能和能效性能有着重要的影响。
本文将对汽车上的温度传感器进行简述并介绍其应用。
二、温度传感器的类型1. 热电阻温度传感器热电阻温度传感器是一种使用热电阻作为敏感元件的温度传感器,它的原理是通过测量金属电阻率随温度的变化来间接测量温度。
常见的热电阻材料有铂铑合金、镍铬合金等。
热电阻温度传感器具有精度高、线性好等优点,在汽车发动机的冷却系统、空调系统以及变速器油温监测等方面广泛应用。
2. 热敏电阻温度传感器热敏电阻温度传感器是一种利用热敏电阻的温度特性来测量温度的传感器。
常见的热敏电阻材料有氧化锌、氧化铜等。
热敏电阻温度传感器具有结构简单、成本低等优点,在汽车内部空调系统、发动机温度监测等方面应用较为广泛。
3. 热电偶温度传感器热电偶温度传感器是利用两种不同金属导体与温度有关的热电势来测量温度的传感器。
热电偶温度传感器具有响应速度快、测量范围广等优点,在汽车排气系统、发动机排气温度监测等方面得到广泛应用。
三、温度传感器的应用1. 发动机温度监测温度传感器在发动机温度监测中起到了至关重要的作用。
通过监测发动机的温度,可以及时发现发动机过热或者过冷的情况,从而采取相应的措施,保证发动机的正常运行。
温度传感器还可以为发动机的燃油喷射和点火等系统提供温度数据,从而保证发动机在不同工况下的工作状态。
2. 空调系统温度控制在汽车的空调系统中,温度传感器可以实时监测车内外部的温度情况,并根据设定的温度值来控制空调系统的工作状态,包括制冷量、风速等参数。
通过温度传感器的监测和反馈,可以使车内空调系统始终维持在用户设定的舒适温度范围内。
3. 变速器油温监测变速器油温的过高或者过低都会影响到变速器的正常工作,甚至造成损坏。
而温度传感器可以实时监测变速器油的温度,一旦发现异常情况可以及时警告驾驶员或者通过车辆电控系统自动调整工作状态,以保证变速器的正常工作和延长使用寿命。
交通流量监测中的传感器技术在当今社会,交通流量的监测对于城市的规划、交通管理以及公众的出行都具有至关重要的意义。
而在交通流量监测中,传感器技术发挥着不可或缺的作用。
它就像是交通领域的“眼睛”,为我们提供了实时、准确的数据,帮助我们更好地了解交通状况,做出合理的决策。
传感器技术的种类繁多,每种都有其独特的特点和适用场景。
其中,常见的包括电磁感应传感器、微波传感器、视频传感器以及超声波传感器等。
电磁感应传感器是一种较为传统的交通流量监测技术。
它通过检测车辆通过时对电磁场的干扰来获取交通信息。
这种传感器通常安装在道路下方,当车辆驶过,会引起磁场的变化,从而被传感器捕捉到。
电磁感应传感器的优点是稳定性高、可靠性强,能够准确地检测车辆的存在和通过时间。
然而,它的缺点也比较明显,例如安装和维护成本较高,而且对于车辆的类型和速度的分辨能力相对较弱。
微波传感器则是利用微波的反射和散射原理来监测交通流量。
它可以安装在道路旁的杆子上,向道路发射微波,并接收反射回来的信号。
根据信号的变化,可以判断车辆的数量、速度和车型等信息。
微波传感器具有安装方便、检测范围广的优点,能够同时监测多个车道的交通情况。
但它也存在一些局限性,比如容易受到环境因素(如恶劣天气)的影响,测量精度可能会有所下降。
视频传感器是近年来发展迅速的一种交通流量监测技术。
它通过摄像头拍摄道路上的图像或视频,然后利用图像处理和分析算法来提取交通信息。
视频传感器可以提供非常丰富的信息,不仅包括车辆的数量、速度和车型,还可以监测车辆的行驶轨迹、交通拥堵情况以及交通事故等。
然而,视频传感器对光照条件和图像质量要求较高,数据处理量较大,需要较高的计算能力和存储空间。
超声波传感器则是通过发射和接收超声波来测量车辆与传感器之间的距离和速度。
它通常安装在道路上方或路边,适用于短距离的交通监测。
超声波传感器具有响应速度快、精度高的优点,但检测范围相对较小,容易受到其他声音的干扰。
汽车上八大传感器是哪八个?都有什么作用?壹车热评,原创不易,谢绝搬运!现代汽车总体上就是一个集机械结构与电路设计于一身的产物,它的核心除了传统认识中的三大件以外,就是它的核心大脑发动机的ECU管理系统。
这个系统通过读取车上传感器所传递的数据信号,随时随刻地检测着汽车的各种工作状态。
下面各位看官就随着壹车热评的脚步,我们来交接一下汽车身上究竟都有哪些传感器1、水温传感器这个算得上是我们最熟知,也最容易直观了解到的传感器,它直接检测的是冷却液的工作温度。
水温传感器是通过在水箱里装设的测温节点器进行感应,这个检测结果我们可以在仪表盘上很容易看到。
2、氧传感器这也是我们经常能听到的一种传感器名字,它的作用从名字上就可以看出是和“含氧量”有关系的。
氧传感器一般有两个,一个在排气歧管后面,另一个在三元催化器后面。
前者被称为前氧传感器,后者被称为后氧传感器。
氧传感器通过检测排期中的含氧量,来判定燃油是否在进行正常燃烧,它的检测结果为ECU提供了控制发动机空燃比值的重要数据。
3、爆燃传感器发动机震动是很多人都遇到过的问题,产生这种现象的原因之一,就是爆震,而爆震传感器所读取的数据,正是为ECU提供识别发动机是否产生爆震的重要依据。
当检测到爆震发生后,ECU就会调整自己的点火提前角,以降低或消除爆震的产生。
4、进气压力传感器后面要讲的就是一些人们很少听到,甚至都想不到会存在的传感器,首先就是进气压力传感器。
这个传感器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。
5、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ECU,从而作为决定喷油的基本信号。
6、节气门位置传感器这是我们踩油门加速时,控制喷油量的关键传感器,其实踩油门控制的是节气门,而不是喷油嘴,所以壹车热评认为“踩油门”三个字应该改为“加气门”更为准确。
说到这里你可能觉得节气门位置传感器和空气流量传感器,不都是控制喷油量的吗?其实这两个传感器的作用是不一样的,节气门位置传感器是检测节气门阀片开合度,以此来控制你加速或减速过程中的喷油量,而空气流量传感器是检测进气量的大小,它给ECU提供了一个喷油的基准信号。
发动机八大传感器作用简洁解释发动机是现代汽车的核心组件之一,它负责产生动力,并驱动车辆行驶。
然而,发动机的正常运行和性能表现不仅依赖于其内部构造和机械部件,还依赖于一系列关键的传感器。
这些传感器扮演着监测和控制发动机运行的重要角色。
在本文中,我们将深入探讨发动机的八大传感器的作用,以帮助读者更好地理解和利用这些关键部件。
1. 氧气传感器(O2传感器)氧气传感器监测发动机排气中的氧气含量。
通过检测排气中的氧气水平,氧气传感器能够判断燃烧过程的质量,并根据需要调整燃油供应以实现最优的燃烧效率。
它有助于减少废气排放和提高燃油经济性。
2. 曲轴位置传感器(Crankshaft Position Sensor)曲轴位置传感器用于检测发动机曲轴的旋转速度和位置。
它提供发动机转速的关键信息,以便控制点火系统和燃油喷射系统的操作。
通过准确测量曲轴位置,曲轴位置传感器确保点火系统按时点火,以实现最佳的动力输出。
3. 曲轴相位传感器(Crankshaft Phase Sensor)曲轴相位传感器用于测量曲轴的旋转相位。
通过监测曲轴相位,曲轴相位传感器可以帮助控制发动机的点火和喷射时机,并调整气缸内压强的分布。
它对于发动机的节能、减排和动力输出都起着至关重要的作用。
4. 凸轮轴位置传感器(Camshaft Position Sensor)凸轮轴位置传感器用于检测发动机凸轮轴的位置和速度。
凸轮轴位置传感器的作用类似于曲轴位置传感器,但它专门用于控制凸轮轴的操作,以确保气门的开闭时间和幅度与发动机控制系统的要求相匹配。
5. 气体温度传感器(Intake Air Temperature Sensor)气体温度传感器测量进气道中的空气温度。
准确的气体温度信息对于燃烧过程的控制和发动机性能至关重要。
气体温度传感器可以帮助调整燃油喷射量和点火时机,以适应不同的气温条件。
6. 大气压力传感器(Manifold Absolute Pressure Sensor)大气压力传感器测量进气道中的绝对压力。
汽车中常见的传感器有哪些?汽车传感器的类型很多,已由从前⼀般的电磁、光电传感器等发展为利⽤激光、光导纤维、磁敏、⽓敏、⼒敏、热敏、陶瓷、霍尔效应、半导体、光栅、雷达等技术做成的各类传感器,精度也有很⼤提⾼。
且⼀种被测参数可⽤多种不同类型的传感器来测量,⽽同⼀种传感器往往也可以测量多种被测参数。
汽车传感器的常见类型温度传感器如发动机冷却液温度传感器、进⽓温度传感器、排⽓温度传感器、燃油温度传感器,⾃动变速系统采⽤的⾃动传动液温度传感器,空调控制系统采⽤的车内温度传感器等。
压⼒传感器如发动机控制系统采⽤的进⽓歧管压⼒传感器、⼤⽓压⼒传感器、排⽓压⼒传感器、⽓缸压⼒传感器,⾃动变速系统采⽤的燃油压⼒传感器,发动机爆震控制系统采⽤的爆震传感器等。
浓度传感器如发动机控制系统采⽤的氧传感器,安全控制系统采⽤的酒精浓度传感器和烟雾传感器等。
流量传感器如发动机燃油喷射系统采⽤的翼⽚式、量芯式、涡流式、热丝式与热膜式空⽓流量传感器等。
位置传感器如发动机燃油喷射和微机控制点⽕系统采⽤的曲轴位置传感器(⼜称为发动机转速与曲轴转⾓传感器)、凸轮轴位置传感器、节⽓门位置传感器,电⼦调节悬架系统采⽤的车⾝⾼度传感器,信息显⽰系统和液⾯监控系统采⽤的各种液⾯位置(或⾼度)传感器,⾃动变速系统采⽤的选挡操纵⼿柄位置传感器;巡航控制系统采⽤的节⽓门拉线位置传感器,电⼦控制动⼒转向系统采⽤的⽅向盘转⾓传感器等。
速度传感器发动机控制系统采⽤的转速传感器,⾃动变速以及巡航控制系统采⽤的车速传感器、温度传感器、变速器输⼊轴转速传感器、输出轴转速传感器、压⼒传感器,⽅向器上采⽤的转⾓传感器、转矩传感器、液压传感器,防抱死制动系统采⽤的车轮速度传感器、车⾝纵向和横向加(减)速度传感器,悬架上采⽤的车速传感器、加速度传感器、车⾝⾼度传感器、侧倾⾓传感器、转⾓传感器等。
碰撞传感器如辅助防护系统采⽤的滚球式、滚轴式、偏⼼锤式、压电式和⽔银式碰撞传感器等。
常用车辆检测传感器综述
前言随着城市规模的不断扩大以及人口持续增加,人们的工作生活越来越依赖于各种交通工具。
经济不断发展,人们收入的增加,以及国家一系列的购车优惠政策,越来越多的人拥有汽车。
城市各种车辆的增加给人们出行提供了方便,但是由于交通量的增加,容易造成交通拥堵,甚至出现交通事故。
为了解决日益严重的交通问题,不能够仅仅依靠扩宽现有的道路或者修建新的道路,构建智能交通系统(Intelligent Transportation Systems,简称ITS)此时解决日益严重的道路交通问题的有效办法,而车辆检测传感器则是ITS中最重要的交通数据采集部分。
实时准确地检测道路车辆的交通流信息并预测未来道路交通状况,进而将预测信息提供给交通控制中心,才可能有效避免交通阻塞,减少出行时间和交通事故的发生。
精确和可靠的检测数据是在交通控制中进行合理的信号配时优化的基础,有效地利用实时的交通数据预测未来的交通状况,是实现有效的交通控制关键所在。
本文集中介绍了集中生活中常用的几种固定式车辆检测传感器的原理和特点,分析了在不同环境中,车辆检测传感器的选择方式。
固定式车辆检测传感器一般包括感应线圈式检测器、超声波检测器、微波检测器、红外线检测器、视频检测器、磁力检测器以及声学检测器等。
一、感应线圈检测器
1.1 工作原理
感应线圈车辆检测器在检测过程中利用了涡流效应,即根据电磁感应定律,当金属导体置于交变磁场中时,导体内就会产生感应电流,在导体内形成闭合回路电流。
检测器LC谐振电路产生一定频率的正弦振荡信号,同时,正弦振荡信号经互感线圈感应到埋设在路面的环形激励线圈上,使其周围空间形成正弦交变磁场。
图1 线圈检测系统组成示意图
其主要构成包括:埋于路面以下较浅处的绝缘线圈、路边拉紧盒到控制箱的数据输入线以及装于控制箱内的电子元件,如图1所示。
环形线圈检测系统与控制中心的主控机通过电缆连接、通信,主控机可发送信号,设置检测器的检测周期等工作状态,并监测检测器故障;检测器则将检测数据如车辆计数、占有率等传送至主控机,以便完成控制系统的信息存储、优化配置、方案选择和事件检测等功能,实现系统的最佳控制效果。
当汽车停在或驶过绝缘线圈,车辆的金属部分产生涡流电流,且电流方向与线圈电流的方向相反,因此,引起涡流电流产生的磁场与线圈电流产生的磁场方向相反,使得线圈磁场场强减小,而线圈磁场场强的减小使得振荡电路的振荡频率增加,从而引发电子元件向控制箱发出脉冲,以表征车辆的出现和经过。
1.2 典型应用
感应线圈车辆检测器具有稳定性好、技术成熟、正常使用寿命长、性价比和精确度高等
特点。
感应线圈检测器是一种非常容易设置和安装的检测装置,主要应用在道口收费、交通控制、停车场及车辆计数等方面。
但感应线圈式检测器安装和维护比较复杂,需要动用大量人力和物力等缺点和不足,需要进一步改进来提高性能。
二、超声波检测器
2.1 工作原理
超声波检测器是一种在高速公路上应用较多的检测器,它利用车辆形状对超声波波前的影响来实现检测。
超声波车辆检测的探头具有发射和接受双重功能,被设置于道路的正上方或斜上方,向路面发射超声波,并接收来自车辆的反射波。
如图2所示。
图2 超声波检测器示意图
超声波车辆检测器的工作原理可分为两种:传播时间差法和多普勒法。
传播时间差法即将超声波分割成脉冲射向路面并接收其反射波的方法。
当有车辆时,超声波会经车辆提前返回,检测出超前于路面的反射波,就表明车辆存在或通过。
多普勒法即超声波探头向空间发射超声波同时接收信号,如果有移动物体,那么接收到的反射波信号就会呈现多普勒效应。
利用此方法可检测正在驶近或正在远离的车辆,而不能检测出处于检测范围内的静止车辆。
2.2 典型应用
由于超声波传感器的检测区域由超声波发射器的波幅决定,因此,利用超声波传感器发射脉冲波,通过测量由路面或车辆表面发射的脉冲超声波的波形,可确定从传感器到路面或车辆表面的距离;同时,因路上有车和路上无车时的传感器所测信号有差别,可借此确定车辆的出现;传感器再利用接收的声信号转换为电信号,通过信号处理模块进行分析和处理,就可以得出车辆数量、车速以及车道占有率等交通流参数。
三、微波检测器
3.1 工作原理
微波检测器也称为雷达检测器,是基于多普勒效应原理进行工作的。
当发射换能器向地面发射微波时,如果由车辆在微波发射线的覆盖区域内通过,会视部分微波发生反射,且被接收换能器收到。
根据多普勒效应,接收到的微波频率将比原发射频率略高或略低,即产生频差(频率偏差)。
利用检测电路,将频差转化为脉冲信号,即可检测车辆的存在或通过,同时也可以测定车速。
3.2 典型应用
微波车辆检测传感器一般安装在单车道道路中央的上方来测量过往车流的交通参数;也可在多车道道路的路边安装以测量多条车道上车辆的交通参数。
四、红外线检测器
4.1 工作原理
红外检测一般采用反射式或阻断式检测技术。
例如反射式检测探头,它包括一个红外发光管和一个接收管。
无车时,接收管不受光;有车时,接受车体反射的红外线。
其工作原理是由调制脉冲发生器产生调制脉冲,经红外探头向道路上辐射,当由车辆通过时,红外线脉冲从车体反射回来,被探头的接收管接收。
经红外调解器调解,再通过选通、放大、整流和滤波后触发驱动器输出一个检测信号,如图3。
图3 红外检测器工作示意图
4.2 典型应用
主动式红外线检测器可以提供车流中的各种参数,如流量、车道占有率、车速、车辆长度和车辆排队长度及车辆分类。
可在一个交叉口上安装多个红外线检测器,而不存在发射红外线和接收红外线间的相互干扰。
为适应车辆分类的需要,许多先进的红外线检测器能自动生成二维或三维的监视图像。
这类检测器存在的缺点是:工作现场的灰尘、冰雾会影响系统的正常工作。
五、声学检测传感器
5.1 工作原理
声学检测传感器检测来自车辆内部和车辆轮胎与地面接触的声音,可测量车辆通过、车辆出现及车速等交通流参数。
当车辆通过检测区域时,信号处理算法感知到声音能量的提高,并产生车辆出现信号;当车辆驶离检测区域时,声音能量减少,低于传感器的检测阈值时,车辆出现信号消失。
5.2 典型应用
声学检测传感器通常用在高速公路检测现场和路口检测现场。
在高速路处,它们被安装于桥上或者路中间的电杆上,从侧面对车辆进行检测。
其中,在电杆上检测的效果较好。
在路口处,设备在检测停在检测区域的车辆时非常困难,有时会漏记,有时少计。
观察发现:少计和气温较低有关系,路上的积雪和少计也有关系。
六、视频检测器
基于视频图像处理的车辆检测技术是近年来逐步发展起来的一种新型车辆检测方法,它具有无线、可一次检测多参数和检测范围较大的特点,使用灵活,有着良好的应用前景。
图4图像处理车辆检测系统
视频检测传感器通过分析交通场景的图像来确定连续画面之间的变化,以达到检测车辆的目的。
如图4所示,视频图像处理车辆检测系统通常由电子摄像机、图像处理机(包含微处理器)、显示器等部分组成。
摄像机对道路的一定区域范围摄像,图像经传输线送入图像处理机,图像处理机对信号进行模/数转换、格式转换等,再由微处理器处理图像背景,实时识别车辆的存在,判别车型,由此进一步推导其他交通参数。
图像处理机还可根据需要给监控系统的主控机、报警器等设备提供信号,控制中心则根据这些信号制定控制策略,发出整个控制系统的控制信号。
七、磁力检测传感器
由于当铁质物体通过地球磁场时,会引起地磁场的扰动,同理,磁力检测传感器就是通过检测磁场强度的异常来确定车辆出现。
磁力检测传感器是被动接收设备,其工作原理是:当车辆接近磁力检测传感器的检测区域时,检测区域的磁力线受挤压;当车辆将要通过检测区域时,磁力线沿中心聚合;当车辆正在通过检测区域时,磁力线沿中心发散,这样,利用车辆接近、将要通过及正在通过检测区域时的磁力线的变化对车辆进行检测。
八、车辆检测器的选择
在不同的道路、交通和天气条件下,不同的检测技术所表现出来的技术性能也具有一定的差异,检测器的选用也不同,各传感器优缺点对比如下图所示,表1给出了不同应用场所常用的检测技术分析比较(不包括常用的环形线圈)。
表1不同应用场所可选用的检测技术
九、总结
交通检测器以车辆为检测目标,检测车辆的通过或存在状况,也检测路上车流的各种参数,其作用是为控制系统提供足够的信息以便进行最优的控制。
各种车辆检测器分别有各种优点,但也因感应线圈式检测器安装维护比较复杂,需要动用大量人力物力;脉冲超声检测器、雷达检测器的检测精度和抗干扰性能较差,容易受环境的干扰;视频检测器其检测精度受天气、光线的影响比较大,镜头容易受灰尘的影响等各自缺点,所以需要对车辆检测器进行进一步改进,并通过对具体环境进行分析来选择合适的车辆检测传感器,从而使各车辆检测器发挥其最大的作用,为道路安全畅通提供保障。
参考文献
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4 彭春华, 刘建业.车辆检测传感器综述[J].传感器与微系统.2007.。