汽车传感器的工作原理

一

安全气囊系统传感器的结构原理

1碰撞传感器

碰撞传感器是安全气囊系统和座椅安全带收紧系统必不可少的传感器，其工作状态

取决于汽车碰撞时的减速度大小。因此碰撞传感器实际上是一种减速度传感器，其公用

是收紧电控单元（ECU），以便ECU确定是否引爆气囊点火器和安全带收紧点火器。

1.1碰撞传感器的分类

碰撞传感器种类繁多、形式各异，常用的碰撞传感器可按用途与结构进行分类。

⑴按碰撞传感器的用途分类

按传感器用途不同，碰撞传感器可分为碰撞信号传感器和碰撞防护传感器两种类

型。

碰撞信号传感器又称为碰撞烈度（激烈程度）传感器，安装在汽车左前与右前翼子

板内侧，两侧前照灯支架下面，发动机散热器支架左、右两侧，左右仪表台下面等。

碰撞防护传感器又称为安全传感器或保险传感器，简称防护传感器，一般都安装在

SRS ECU内部。防护传感器和碰撞信号传感器的结构原理完全相同。换句话说，一只碰

撞传感器即可用作碰撞信号传感器，也可用作碰撞防护传感器，但是必须重新设定其减

速度阈值。设定减速度阈值的原则是碰撞防护传感器的减速度阈值比碰撞信号传感器的

减速度阈值稍小。当汽车以40km/h左右的速度撞到一辆静止或同样大小的汽车上或以

20km/h左右的速度迎面撞到一个不可变形的障碍物上时，减速度就会达到碰撞信号传感

器设定的阈值，传感器就会动作。

⑵按碰撞传感器的结构类型分

按传感器结构不同，碰撞传感器可分为机电结合式、水银开关式和电子式三种类型。

机电结合式是一种利用机械机构运动（滚动或转动）来控制电器触电运动，再由触

电断开与闭合来控制气囊点火器电路接通与切断的传感元件。目前常用的有滚球式碰撞

传感器、滚轴式碰撞传感器和偏心锤式碰撞传感器。

水银开关式碰撞传感器是利用水银导电良好的特性来控制气囊点火器电路接通与

切断，一般用作防护传感器。

电子式碰撞传感器没有电器触点，常用的有压阻效应式和压电效应式两种，一般用 二

作防护传感器。

1.2滚球式碰撞传感器

1 汽车传感器原理、种类及作用

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，传感器已是无处不大。在动力系统中，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，还需要乘员位置、体重等传感器来保证其及时和准确的工作。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。总之,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，它们的输出值将得到更多的相关利用。为此，制造商们正在开发和生产更好的传感器。

2

现代汽车技术发展特征之一就是越来越多的部件采用电子控制。例如电控喷油喷射、废气排放、刹车防抱死系统、自动空调、大灯亮度控制、驾驶座位自动调整、转向控制、电控悬挂，等等。电子自动控制的工作要依赖传感器的信息反缋。据统计，目前一般轿车上大约有几十只传感器，高级轿车有100多个传感器，预计到2005年，全球的车用传感器需求量将达到12.7亿只。

汽车轮数传感器的工作原理

汽车轮数传感器是一种用于测量车辆车轮旋转速度和轮胎压力变化的装置。它通常由车轮和轮毂安装在轴上，通过传感器感知车轮旋转状态，然后将信息传输到车辆的电子控制单元（ECU）进行处理。

工作原理：

1. 轮速传感器（Wheel Speed Sensor，简称WSS）工作原理：

- WSS基于霍尔效应或磁电感应原理，含有一个磁性传感器或霍尔传感器。

- 传感器被安装在车辆的旋转部件上，如车轮或差速器。

- 当车轮旋转时，车轮的齿轮或磁性物体通过传感器。

- 传感器检测到磁性物体时，会产生电信号，并将该信号传输到ECU。

- ECU根据每个车轮的旋转速度来计算车辆的速度，并作出相应的调整。

2. 轮胎压力传感器（Tire Pressure Sensor，简称TPS）工作原理：

- TPS通常由压力传感器和无线电发射器组成。

- 压力传感器被安装在车轮上，可以感知轮胎内部的气压变化。

- 当气压发生变化时，传感器会通过无线电发射器将压力信息发送给车辆的接收器。

- 接收器将这些信息传输给车辆的ECU，ECU会根据传感器提供的数据来监控和控制轮胎压力。

通过测量车轮旋转速度和轮胎压力的变化，车辆可以在驾驶过程中及时获得必要的信息来调整车辆的控制，提高行驶安全性和驾驶体验。

汽车各类传感器的结构介绍与工作原理解析

在现代社会，传感器的应用已经渗透到人类的生活中。传感器是一种常见的装置，主要起到转换信息形式的作用，大多把其他形式的信号转换为更好检测和监控的电信号。汽车传感器作为汽车电子控制系统的信息源，把汽车运行中各种工况信息转化成电讯号输送给中央控制单元，才能使发动机处于最佳工作状态。发动机、底盘、车身的控制系统，另外还有导航系统都是汽车传感器可以发挥作用的位置；汽车传感器还可检测汽车运行的状态，提高驾驶的安全性、舒适性。汽车中的传感器按测量对象可分为温度、压力、流量、气体浓度、速度、光亮度、距离等。以应用区域来分，又可分为作用于发动机、底盘、车身、导航系统等。按输出信号，有模拟式的也有数字式的。按功能分，有控制汽车运行状态的，也有检测汽车性能及工作状态的。下面我们就按功能分别具体介绍汽车控制用传感器以及汽车性能检测传感器。

一、汽车控制用传感器

1、发动机控制系统用传感器

流量传感器 汽车中的流量传感器大多测发动机空气流量和燃料流量，它能将流量转换成电信号。其中空气流量传感器应用更多，主要用于监测发动机的燃烧条件、起动、点火等，并为计算供油量提供依据。按原理分为体积型、质量型流量计，按结构分为热膜式、热线式、翼片式、卡门旋涡式流量计。翼片式流量计测量精度低且要温度补偿；热线式和热膜式测量精度高，无需温度补偿。总的来说，热膜式流量计因为较小的体积，更受工业化生产的青睐。

2、压力传感器

压力传感器主要以力学信号为媒介，把流量等参数与电信号联系起来，可测量发动机的进气压力、气缸压力、大气压、油压等，常用压力传感器可分为电容式、半导体压阻式、差动变压器式和表面弹性波式。电容式多检测负压、液压、气压，可测 20～100kPa 的压力，动态响应快速敏捷，能抵御恶劣工作条件；压阻式需要另设温度补偿电路，它常用于工业生产；相对于差动变压器式不稳定的数字输出，表面弹性波式表现最优异，它小巧节能、灵敏可靠，受温度影响小。