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传感器在工程中的应用20世纪60年代以前，传感器只作为测量工程的一部分加以分析研究，随着材料科学的发展，特别是20世纪80年代以后计算机技术的发展和芯片集成水平提高，使传感器技术也随之提高和发展。
传感器不仅应用在工业自动控制、工作环境及工作介质的参数测量等范围内，而且传感器技术与计算机技术结合，形成了微型的多功能、智能化传感器，使之对移动机械设备的状态控制更易普及和发展，因此，在汽车、工程机械等设备上大量使用传感器技术，以提高这些设备的技术性能。
传感器的作用就是将各种非电量按一定规律转接成电量输出的装置，以便于对其进行分析处理和调整受控装置的工作状态，先进的传感器大多于微处理器结合形成自控装置。
实际上现在工程机械上使用的传感器也大都是这样的装置。
目前，在各个领域内使用的传感器很多，特别是某些专业范围内使用的传感器多为复合式的：即一个传感器同时测控2个以上的不同性质的参数。
传感器的分类没有统一的标准，按传统惯用的分类方法有以下三种：①按测控参数类型分类如温度、压力、位移、速度、加速度等物理量，则把相应的传感器成为温度、压力、位移、速度等传感器。
②按测控原理分类如依据变电阻原理，分类为电位式、应变式传感器；依据变磁阻原理，分类为差动变压式电感式电涡流式传感器；依据半导体理论，分类为热敏式、气敏式、光敏式、力敏式等传感器。
⑧按传感器结构和敏感元件所使用的材料进行分类，这样分类方法多用于某一专业的专用传感器的分类。
20世纪80年代以后，随着工程机械生产制造中新技术的应用，特别是电喷式柴油机在工程机械中的应用，传感器技术在工程机械中的应用更为普遍和广泛。
传感器在工程机械中应用主要包括三个方面：第一是发动机工况的控制；第二是液压系统的控制；第三是工程机械整体性能的控制。
1、传感器在工程机械发动机工况控制的应用近几年出现的电喷柴油发动机借鉴了汽油发动机的一些传感控制技术，它的应用提高了工程机械整体技术水平。
另外，新近生产的一些采用普通柴油机的工程机械也采用了一些传感器测控技术。
国三电喷柴油发动机常见故障诊断国三柴油机故障诊断一、发动机起动困难。
案例1故障症状：起动机和发动机均有正常起动转速，但不着火；或者有时经过多次长时间的起动方可着火。
故障原因：燃油管路有空气。
故障性质：机械故障。
处理方法：燃油管路排空气。
故障分析：国车采用共轨系统，油路排空气相对困难一些，往往操作人员感觉到空气排除干净的，实际还是没有彻底排干净。
根据实际使用情况来看，应该松开油泵回油螺栓来排空气，必要时可松开高压油管，利用起动机带动发动机空转来排空气；如果仅仅是松开燃油滤清器的放气螺钉来排空气，可能不容易彻底排除燃油管路的空气，比较费力。
案例2故障症状：起动机和发动机均有正常起动转速，但不着火。
故障原因：柴油管路或油水分离器堵塞。
故障性质：机械故障。
处理方法：清理柴油管路或油水分离器、对有水分离器进行放水，必要时更换，最后要对油路进行彻底排空气。
故障分析：目前，我国的柴油品质还不能完全满足国系统的柴油机对于柴油品质的要求，因此，国发动机的柴油滤清器或油水分离器要经常保养，其保养周期要比以前的发动机大大缩短。
（还有一种情况，如果进油软管或回油软管内径太细太长导致进回油进回油不畅，比较严重的也会使发动机启动困难或无法起动。
此时，需要更换符合要求的进回油管，内径最好12毫米以上）。
案例3故障症状：起动机和发动机均有正常起动转速，但不着火。
故障原因：存在故障码。
故障性质：电器故障。
处理方法：清除故障码。
故障分析：此车从机械方面检查均正常，用诊断仪诊断发现有“水温传感器”、“轨压传感器”、“油门踏板”等一些故障显示，清除故障码后，发动机顺利起动。
这种情况估计是维修或操作人员对电控系统的接插件进行了带电插拔的操作，这样系统会产生故障码储存在中，系统起保护作用会限制一些功能甚至无法起动。
案例4故障症状：起动机和发动机均有正常起动转速，但不着火。
故障原因：发动机线束损坏或接插件接触不良。
故障性质：电器故障。
处理方法：更换发动机线束或重新拔插各接插件（注意：此时一定要先关闭电源）。
柴油机的电子控制系统的故障排除方法柴油机是我们生活中不可或缺的一部分，它广泛应用于农业、工业、交通等诸多领域。
而作为柴油机核心部件的电子控制系统，在使用过程中也难免出现故障。
因此，我们有必要了解柴油机电子控制系统的故障排除方法，以便在出现故障时快速解决问题。
一、故障现象的分析在排除柴油机电子控制系统故障时，首先要做的就是分析故障现象。
因为不同的故障现象可能对应着不同的故障原因，采取不同的排除方法。
常见的故障现象有启动困难、不稳定、失速、功率下降等。
针对不同的故障现象，我们需要找出故障原因，采取相应的排除方法。
例如，启动困难可能是由于高压泵供油不足，气缸压力不足等问题导致的，因此我们需要检查高压泵、燃油管路、气缸压力等情况，并针对性地排除故障。
二、故障代码的诊断现代柴油机电子控制系统具备自我诊断功能，当出现故障时会自动产生故障码，并保存在控制器中。
因此，当我们需要排除柴油机电子控制系统故障时，可以通过读取故障码来进行诊断。
读取故障码的方法不尽相同，需要根据具体的柴油机型号和控制系统采用相应的读取方法。
一般来说，我们需要使用检测工具读取故障码，对照故障码手册找出对应故障原因，并采取相应的技术措施进行排除。
故障码的诊断可以提高排除效率，减少排除成本。
三、传感器的检查传感器是柴油机电子控制系统中重要的组成部分，常见的传感器有氧传感器、气压传感器、排气传感器等。
当传感器损坏或失灵时，会影响柴油机的正常工作，导致故障发生。
因此，当我们排除柴油机电子控制系统故障时，需要对传感器进行检查。
检查方法包括对传感器的电气性能进行测试、碳氢比的测试等。
针对不同的传感器，需要采用不同的检查方法。
一般来说，当发现传感器损坏或失灵时，需要更换相应的传感器。
四、电路连接的检查柴油机电子控制系统中的许多元器件都需要进行电路连接，包括传感器、执行机构、控制器等。
当连接电路出现故障时，会影响柴油机电子控制系统的正常工作。
因此，当我们排除柴油机电子控制系统故障时，需要对电路连接进行检查。
氧化锆式氧传感器的性能与应用摘要：氧传感器安装在排气管上，将检测到的废气中氧浓度的电信号传递给ECU，ECU根据此信号对喷油和废气再循环量进行反馈控制，为尾气净化装置（如三元催化转换器、存储式NOx净化器等）提供良好的外部环境，从而降低尾气排放，以满足严格的排放法规。
氧传感器性能的优劣对于尾气净化的效果起着关键作用。
本文通过简述氧化锆式氧传感器的工作原理，重点论述了氧化锆式氧传感器的类型、性能特点、应用及发展情况，并阐述了其使用方法和注意事项。
关键词：氧化锆式氧传感器；性能；应用；发展1 氧化锆式氧传感工作原理1.1 氧传感器类型根据检测电信号不同：可分为氧化锆式氧传感器和二氧化钛（Ti02）式氧传感器，前者为电压型，后者为电阻型。
发动机电控系统常用氧化锆式氧传感器（下文氧传感器均为氧化锆式氧传感器）。
1.2 氧传感器的工作原理当气缸内混合气空燃比较浓时，排放气体中的氧气比较少，大气中的氧通过二氧化锆管在两电极（通常为Pt电极）间通过氧的渗透产生较大的电压（1V）左右；反之，当空燃比较低时，排气管中氧气浓度较高，大气中的氧通过二氧化锆管在两电极（Pt电极）间氧通过氧的渗透产生较小的电压（0V）左右。
因此，氧传感器是一个反应排气管氧含量浓稀的一个开关，形象地称为是一个随时向ECU反馈空燃比信息的“通信员”。
ECU则根据反馈来的氧传感器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，如信号反映较稀，则延长喷油时间。
从而使混合气的空燃比始终保持在理论空燃比（14.7：1）附近，这就是氧传感器闭环控制或氧传感器反馈控制。
2 氧化锆式氧传感器的应用与发展2.1 普通型氧化锆传感器氧化锆式传感器的基本元件是氧化锆管。
氧化锆管固定在带有安装螺纹的固定套内，在氧化锆管的内、外表面均覆盖着一薄层铂（Pt）作为电极，传感器内侧通大气，外侧直接与排气管中的废气接触。
在氧化锆管外表面的铂层上，还覆盖着一层多孔的陶瓷涂层，并加有带槽的防护套管，用来防止废气对铂电极产生腐蚀；在传感器的线束连接器端有金属护套，其上设有小孔，以便使氧化锆管内侧通大气。
电喷柴油机控制原理
电喷柴油机控制原理是通过电子控制单元（ECU）对柴油喷油系统进行精确控制，实现燃油的喷射时间、喷射量以及喷油压力的调节，从而达到优化燃烧和提高发动机性能的目的。
电喷柴油机控制原理分为以下几个关键步骤：
1. 传感器采集：引入多个传感器，如气温传感器、气压传感器、曲轴传感器等，用于检测环境条件和发动机工作状态参数。
2. 数据处理：ECU接收传感器信号，并将其转换成数字信号
进行处理。
通过对各种传感器信号的综合分析和计算，ECU
可以判断当前发动机工况。
3. 控制策略：ECU根据当前发动机工况和预设的控制策略，
计算出需要调节的喷油时间、喷油量和喷油压力等参数。
4. 喷油控制：根据计算结果，ECU通过驱动喷油器的电磁阀
来控制喷油量和喷油时间。
电磁阀会周期性地开关来控制喷油器的喷油时间，从而实现精确的喷油控制。
5. 反馈调节：ECU通过返回的实际工作参数，如转速、燃油
压力等，与设定值进行比较并进行修正，以保持发动机的稳定运行。
整个控制过程是一个不断循环的闭环控制系统，通过不断的反馈和修正，ECU可以实现对发动机喷油系统的精确控制。
电喷柴油机控制原理的优点是可以实现高精度的喷油控制，提高燃烧效率和发动机性能。
同时，通过电子控制的方式，还可以更好地适应不同工况下的喷油需求，提供更多的动力输出和更少的尾气排放。
柴油机传感器的检测原理柴油机传感器的检测原理是通过测量柴油机运行过程中的各种参数，从而实时监测柴油机的运行状态并做出相应的控制。
以下是柴油机传感器的几种常见检测原理：1. 压力传感器检测原理：柴油机的燃油、涡轮增压器、进气歧管、气缸压力等参数都可以通过安装在相应部位的压力传感器进行检测。
传感器通过感应压力并转化为电信号，通过电气线路传输到控制单元，然后由控制单元根据压力值做出相应控制策略。
例如，气缸压力传感器检测气缸压力并反馈给控制单元用于实现精确的燃油喷射控制，从而提高发动机的燃烧效率和动力输出。
2. 温度传感器检测原理：柴油机中的燃油、水冷剂、润滑油等温度参数可以通过相应的温度传感器来检测。
温度传感器通常采用热敏电阻、热电偶或红外线探头等原理工作，通过感应温度变化将其转化为电信号，并通过电气线路传输到控制单元。
控制单元通过检测到的温度数值来判断柴油机的运行状态，并作出相应的控制策略。
例如，燃油温度传感器检测燃油温度，控制单元根据实时温度值来调整燃油喷射的时机和喷射量，以确保燃油的完全燃烧和柴油机的正常运行。
3. 速度传感器检测原理：柴油机的转速是指单位时间内发动机曲轴（或其他旋转部件）的转动圈数。
速度传感器通常安装在发动机的曲轴上，通过感应曲轴的转动速度变化并将其转化为电信号，然后通过电气线路传输到控制单元。
控制单元通过检测到的转速数值来判断柴油机的运行状态，并作出相应的控制。
例如，转速传感器可以监测到柴油机的转速变化，并将其反馈给控制单元用于确定燃油喷射的时机和喷射量，从而实现发动机的高效燃烧和动力输出。
4. 氧气传感器检测原理：氧气传感器主要用于监测排气氧含量，以实现柴油机的燃烧效率控制。
柴油机的燃烧产生的废气中的氧含量与燃烧效率密切相关。
传统的氧气传感器是基于电化学原理工作的，通过感应废气中氧气的变化并将其转化为电信号，从而控制燃烧过程中的燃油喷射量，以保持氧含量在适当范围，实现柴油机的高效燃烧和排放控制。
传感器在电喷柴油机上的应用及检测
摘要：由于传统柴油机采用机械式供油系统，供油正时及供油量不够精确，电喷柴油机利用ECU收集布置在发动机各个位置的传感器信号，进行修正计算最终确定最佳喷油时刻及时长，有效满足了当今社会节能减排的要求。
关键词：ECU；传感器；喷油时刻；节能减排
中图分类号TE08：文献标识码： A
柴油机机械式供油系统中，凸轮驱动柱塞往复运动产生高压油，供油量的控制依靠柱塞的转动从而改变柱塞有效供油行程，机械离心式供油提前角自动调节器依据转速进行喷油正时。
由于机械控制缺乏精度，加之节能减排的要求，电控柴油机开始普及。
电喷柴油喷射系统由传感器、ECU(计算机)和执行机构三部分组成。
曲轴位置（凸轮轴位置）、油门踏板位置、进气温度、进气压力、冷却液温度等传感器，将实时发生的数据传送至ECU，与已储存的设定参数值或参数图谱进行比较，ECU通过分析处理计算得出最佳目标值，同时把指令送到执行器，执行器依据ECU传达的指令控制喷油正时和喷油量。
或者简单理解为ECU根据转速传感器和加速踏板位置传感器的输入信号计算出基本喷油量，然后根据水温、进气温度、进气压力等传感器的信号进行修正，确定最佳喷油量；喷油时刻主要是由曲轴位置传感器进行控制，凸轮轴位置传感器进行辅助校正。
本文将逐一对各传感器在柴油机上的位置、结构形式、工作原理以及检测方法进行介绍。
1．曲轴位置及转速传感器
1.1 安装位置：一般安装在曲轴端部飞轮壳上或正时罩盖上
1.2 结构形式：常见结构形式有磁电型和霍尔型两种[1]。
1.3 工作原理
⑴磁电型：利用齿轮或具有等间隔的凸起部位的圆盘在旋转过程中引起感应线圈产生与转角位置和转速相关的脉冲电压信号, 经整形后变为时序脉冲信号, 通过计算机计算处理来确定曲轴转角位置及其转速。
⑵霍尔型：控制电流I流经霍尔基片,当旋转叶轮缺口对准永久磁铁和霍尔基片时，磁力线通过霍尔基片，则在垂直于电流I和磁场B的方向产生霍尔电压,经放大器放大输出电压为5V。
1.4 检测方法：首先判断传感器的类型，对于霍尔型传感器，其外接插头一般由三根线组成，而磁电型传感器外接插头一般由两根线组成（若三根线，其中一根为屏蔽线，与其它两根绝缘），根据其工作原理，我们可以利用万用表检验其是否正常工作。
磁电型传感器会产生一个微弱的交变电压信号（示波器），感应线圈的阻值在800～1200Ω左右；霍尔型传感器的检测需要进行在线检测，首先确定是否有电压供给传感器，确认有电压输入后，启动发动机，在信号线和地线之间会产生0V与5V交替的矩形波。
2.凸轮轴位置传感器
2.1 安装位置：安装在高压泵壳体上。
2.2 常见机构形式有磁电型和霍尔型两种，工作原理和检测方法已作介绍。
3.冷却液温度传感器
3.1 安装位置：发动机水箱出水口处。
3.2 结构形式：目前普遍使用的是热敏电阻式。
3.3 工作原理：冷却液温度传感器（水温传感器），常用一个铜壳与需要测量的介质接触,壳内装有热敏电阻。
一般金属热敏电阻的阻值随温度升高而增加, 具有正温度系数。
与此相反, 由半导体材料（通常是硅) 制成的传感器具有负温度系数, 其电阻值随温度升高而降低。
实际应用中，水温传感器通装在发动机冷却水箱出水口或上水管处，其输出与冷却液温度成比例的直流电压作为修正点火提前角的依据，发动机冷却液温度传感器一般采用负温度系数热敏电阻特性。
3.4 检测方法：简单的方法是将水温传感器从发动机上卸下，然后放到加热杯里进行加热(注意别淹没插头部分)，用万用表的电阻档进行检测（档位处于2K 位置），当温度升高时，其阻值呈现逐渐变小的趋势，也可根据标准值进行准确检测。
如果没有变化，则证明其不能正常工作。
4.增压进气温度传感器
4.1 安装位置：中冷器后进气歧管上。
4.2 增压进气温度传感器结构形式、工作原理以及检测方法与水温传感器基本一致。
5.增压压力传感器
5.1 安装位置：与增压进气温度传感器相同（或附近）。
5.2 结构形式：常见结构形式为压阻应变式(真空传感器)。
它是由压力转换
原件应变电阻和对输出信号进行放大的集成电路组成[2]，为压阻应变式压力传感器原理结构图，它实际上是一个由硅杯组成的半导体应变元件，硅杯的一端通大气,另一端接发动机进气管。
硅杯的主要部位为一个很薄的(3μm )硅片,外围较厚(约250μm ),中部最薄，硅片上、下两面各有一层二氧化硅膜。
在膜层中,沿硅片四周有四个应变电阻。
在硅片四角各有一个金属块通过导线与应变电阻相连。
在硅片底部粘贴了一块硼硅酸玻璃片,使硅膜中部形成一个真空窗以感应压力。
使用时,用橡胶或塑料管将发动机吸气歧管的真空负压连接到真空窗口(真空室)即可。
5.3 工作原理：传感器的四个电阻连接成桥形电路,无变形时将电桥调到平衡状态。
当硅杯2中硅膜片1受真空负压弯曲时,引起电阻值的变化,其中1和4的阻值增加,2和3的阻值等量减小,使电桥失去平衡,从而在ab 端形成电势差，变形与压力变化成正比,故可作为发动机的负荷信号。
5.4检测方法
情况1：进气压力传感器独立布置。
必须进行在线检测，点火开关处于ON 位置，首先确定其外界插头的地线，然后确定其火线接头，两者之间电压值约为5V，然后利用万用表红黑表笔测量其信号线和地线之间电压，观察其怠速情况下的电压值是否符合维修手册标准，踩下油门，观察其信号电压值是否变化，如有变化，说明其性能良好，否则需进行更换维修。
情况2：进气压力传感器与进气温度传感器一体的集成传感器. 进气压力与进气温度集成传感器外接端共有四个接头，进气压力传感器与进气温度传感器公用地线（17），地线的确定很容易实现（利用万用表的通断档测量实现），根据进气温度传感器的阻值确定进气温度传感器的信号线（15），接下来其压力传感器性能判定的方法与情况1大致相同。
6.油门踏板传感器
6.1 安装位置：油门踏板（加速踏板）处，
6.2结构形式：常见有滑动变阻器式和霍尔式两种[3]。
6.3 工作原理
（1）滑动变阻器式：当驾驶员踩动加速踏板时，K30和K09之间的电阻值发生变化，进而信号线K09传送至ECU的电压信号值发生变化，电压值大小与油门位置成比例变化，ECU根据信号电压值与设定参考值进行比照计算出喷油量。
一般情况下，在油门踏板位置安装有两个油门踏板传感器，目的是利于比对校正，当其中某一传感器出现故障时，另外一个传感器可以继续发挥作用。
（2）霍尔式：EAP与VCPA间输入电压值为5V左右，EAP端为火线，即电压输入端；VCPA为零线，因此霍尔元件有电流通过，永磁铁以油门踏板为轴
进行旋转，使得垂直通过霍尔元件的磁通量发生变化，EPA端作为信号输出端子，输出霍尔电压，其电压值在0～5V之间变化，每一个油门位置对应唯一电压值，ECU根据电压值确定计算喷油量。
6.4检测方法
（1）滑动变阻器式:首先进行传感器电压值测量，关闭点火开关，拔下加速踏板传感器插头，点火开关处于ON位置，1端和2端与搭铁之间的电压值为5V 左右，3端和5端与打铁之间的电压值应为0V；然后进行传感器电阻值测量，关闭点火开关，拔下加速踏板传感器插头，分别测量3端与4端、5端与6端之间的阻值，在踩下加速踏板的同时，阻值应呈连续线性变化。
（2）霍尔式:霍尔式油门位置传感器必须进行在线测量，点火开关处于ON 位置.利用万用表测量。
测量ECU连接端子VCPA和EPA，VCPA2和EPA2之间的电压，电压标准值为5V。
测量传感器端子VPA和EPA、VPA2和EPA2之间的电压，在踩下加速踏板的同时，其电压值应大致在0～5V之间呈连续正弦变化[4]。
本文仅对电喷柴油机的主要传感器从安装位置、结构形式、工作原理三个方面做了简单介绍，同时依据各传感器的工作原理和信号特性，讲解了如何利用万用表和示波器对其性能进行初步判断的操作方法，文中不当之处在所难免，望大家见谅并指正。
参考文献
[1]张建民.传感器在汽车发动机上的典型应用[J].MECHATRONICS，1997，2：21-23
[2]郭绍俊.发动机进气增压压力传感器故障的处理[J].工程机械与维修，2012，2：133
[3]龚文资.电控汽油发动机传感器故障的综合分析与检修[J].小型内燃机与摩托车，2012，41：91-92
[4]韦浩群.加速踏板传感器的应用原理及故障分析[J].广西轻工业，2011，8：82-84。
