汽車感測器的種類和作用

2021-05-27 13:58:59 字數 4551 閱讀 4563

汽車感測器把汽車執行中各種工況資訊,如車速、各種介質的溫度、發動機運轉工況等,轉化成電訊號輸給計算機,以便發動機處於最佳工作狀態。

車用感測器很多,判斷感測器出現的故障時,不應只考慮感測器本身,而應考慮出現故障的整個電路。因此,在查詢故障時,除了檢查感測器之外,還要檢查線束、插接件以及感測器與電控單元之間的有關電路。下面我們來認識一下汽車上的主要感測器。

空氣流量感測器

空氣流量感測器是將吸入的空氣轉換成電訊號送至電控單元(ecu),作為決定噴油的基本訊號之一。根據測量原理不同,可以分為旋轉翼片式空氣流量感測器(豐田previa旅行車)、卡門渦游式空氣流量感測器(豐田凌志ls400轎車)、**式空氣流量感測器(日產千里馬車用vg30e發動機和國產天津三峰客車tj6481aq4裝用的沃爾沃b230f發動機)和熱膜式空氣流量感測器四種型式。前兩者為體積流量型,後兩者為質量流量型。

目前主要採用**式空氣流量感測器和熱膜式空氣流量感測器兩種。

進氣壓力感測器

進氣壓力感測器可以根據發動機的負荷狀態測出進氣歧管內的絕對壓力,並轉換成電訊號和轉速訊號一起送入計算機,作為決定噴油器基本噴油量的依據。國產奧迪100型轎車(v6發動機)、桑塔納2000型轎車、北京切諾基(25l發動機)、豐田皇冠3.0轎車等均採用這種壓力感測器。目前廣泛採用的是半導體壓敏電阻式進氣壓力感測器。

節氣門位置感測器

節氣門位置感測器安裝在節氣門上,用來檢測節氣門的開度。它通過槓桿機構與節氣門聯動,進而反映發動機的不同工況。此感測器可把發動機的不同工況檢測後輸入電控單元(ecu),從而控制不同的噴油量。

它有三種型式:開關觸點式節氣門位置感測器(桑塔納2000型轎車和天津三峰客車)、線性可變電阻式節氣門位置感測器(北京切諾基)、綜合型節氣門位置感測器(國產奧迪100型v6發動機)。

曲軸位置感測器

也稱曲軸轉角感測器,是計算機控制的點火系統中最重要的感測器,其作用是檢測上止點訊號、曲軸轉角訊號和發動機轉速訊號,並將其輸入計算機,從而使計算機能按氣缸的點火順序發出最佳點火時刻指令。曲軸位置感測器有三種型式:電磁脈衝式曲軸位置感測器、霍爾效應式曲軸位置感測器(桑塔納2000型轎車和北京切諾基)、光電效應式曲軸位置感測器。

曲軸位置感測器型式不同,其控制方式和控制精度也不同。曲軸位置感測器一般安裝於曲軸皮帶輪或鏈輪側面,有的安裝於凸輪軸前端,也有的安裝於分電器(桑塔納2000型轎車)。

爆震感測器

爆震感測器安裝在發動機的缸體上,隨時監測發動機的爆震情況。目前採用的有共振型和非共振型兩大類。

現代汽車技術發展特徵之一就是越來越多的部件採用電子控制。根據感測器的作用,可以分類為測量溫度、壓力、流量、位置、氣體濃度、速度、光亮度、乾濕度、距離等功能的感測器,它們各司其職,一旦某個感測器失靈,對應的裝置工作就會不正常甚至不工作。因此,感測器在汽車上的作用是很重要的。

汽車感測器過去單純用於發動機上,現在巳擴充套件到底盤、車身和燈光電氣系統上了。這些系統採用的感測器有100多種。在種類繁多的感測器中,常見的有∶

進氣壓力感測器:反映進氣歧管內的絕對壓力大小的變化,是向ecu(發動機電控單元)提供計算噴油持續時間的基準訊號;

空氣流量計:測量發動機吸入的空氣量,提供給ecu作為噴油時間的基準訊號;

節氣門位置感測器:測量節氣門開啟的角度,提供給ecu作為斷油、控制燃油/空氣比、點火提前角修正的基準訊號;

曲軸位置感測器:檢測曲軸及發動機轉速,提供給ecu作為確定點火正時及工作順序的基準訊號;

氧感測器:檢測排氣中的氧濃度,提供給ecu作為控制燃油/空氣比在最佳值(理論值)附近的的基準訊號;

進氣溫度感測器:檢測進氣溫度,提供給ecu作為計算空氣密度的依據;

冷卻液溫度感測器:檢測冷卻液的溫度,向ecu提供發動機溫度資訊;

爆震感測器:安裝在缸體上專門檢測發動機的爆燃狀況,提供給ecu根據訊號調整點火提前角。

這些感測器主要應用在變速器、方向器、懸架和abs上。

變速器:有車速感測器、溫度感測器、軸轉速感測器、壓力感測器等,方向器有轉角感測器、轉矩感測器、液壓感測器;

懸架:有車速感測器、加速度感測器、車身高度感測器、側傾角感測器、轉角感測器等;

下面我們來認識一下汽車上的主要感測器。

空氣流量感測器是將吸入的空氣轉換成電訊號送至電控單元(ecu),作為決定噴油的基本訊號之一。根據測量原理不同,可以分為旋轉翼片式空氣流量感測器(豐田previa旅行車)、卡門渦游式空氣流量感測器(豐田凌志ls400轎車)、**式空氣流量感測器(日產千里馬車用vg30e發動機和國產天津三峰客車tj6481aq4裝用的沃爾沃b230f發動機)和熱膜式空氣流量感測器四種型式。前兩者為體積流量型,後兩者為質量流量型。

目前主要採用**式空氣流量感測器和熱膜式空氣流量感測器兩種。

進氣壓力感測器可以根據發動機的負荷狀態測出進氣歧管內的絕對壓力,並轉換成電訊號和轉速訊號一起送入計算機,作為決定噴油器基本噴油量的依據。國產奧迪100型轎車(v6發動機)、桑塔納2000型轎車、北京切諾基(25l發動機)、豐田皇冠3.0轎車等均採用這種壓力感測器。目前廣泛採用的是半導體壓敏電阻式進氣壓力感測器。

節氣門位置感測器安裝在節氣門上,用來檢測節氣門的開度。它通過槓桿機構與節氣門聯動,進而反映發動機的不同工況。此感測器可把發動機的不同工況檢測後輸入電控單元(ecu),從而控制不同的噴油量。

它有三種型式:開關觸點式節氣門位置感測器(桑塔納2000型轎車和天津三峰客車)、線性可變電阻式節氣門位置感測器(北京切諾基)、綜合型節氣門位置感測器(國產奧迪100型v6發動機)。

也稱曲軸轉角感測器,是計算機控制的點火系統中最重要的感測器,其作用是檢測上止點訊號、曲軸轉角訊號和發動機轉速訊號,並將其輸入計算機,從而使計算機能按氣缸的點火順序發出最佳點火時刻指令。曲軸位置感測器有三種型式:電磁脈衝式曲軸位置感測器、霍爾效應式曲軸位置感測器(桑塔納2000型轎車和北京切諾基)、光電效應式曲軸位置感測器。

曲軸位置感測器型式不同,其控制方式和控制精度也不同。曲軸位置感測器一般安裝於曲軸皮帶輪或鏈輪側面,有的安裝於凸輪軸前端,也有的安裝於分電器(桑塔納2000型轎車)。

爆震感測器安裝在發動機的缸體上,隨時監測發動機的爆震情況。目前採用的有共振型和非共振型兩大類。

感測器是指能感受規定的物理量,並按一定規律轉換成可用輸入訊號的器件或裝置。簡單地說,感測器是把非電量轉換成電

量的裝置。

感測器通常由敏感元件、轉換元件和測量電路三部分組成。

(1)、敏感元件是指能直接感受(或響應)被測量的部分,即將被測量通過感測器的敏感元件轉換成與被測量有確定關係的非電量或其它量。

(2)、轉換元件則將上述非電量轉換成電參量。

(3)、測量電路的作用是將轉換元件輸入的電參量經過處理轉換成電壓、電流或頻率等可測電量,以便進行顯示、記錄、控制和處理的部分。

感測器的靜態特性引數指標

1.靈敏度

靈敏度是指穩態時感測器輸出量y和輸入量x之比,或輸出量y的增量和輸入量x的增量之比,用k表示為

k=dy/dx

2.分辨力

感測器在規定的測量範圍內能夠檢測出的被測量的最小變化量稱為分辨力。

3.測量範圍和量程

在允許誤差限內,被測量值的下限到上限之間的範圍稱為測量範圍。

4.線性度(非線性誤差)

在規定條件下,感測器校準曲線與擬合直線間的最大偏差與滿量程輸出值的百分比稱為線性度或非線性誤差。

5.遲滯

遲滯是指在相同的工作條件下,感測器的正行程特性與反行程特性的不一致程度。

6.重複性

重複性是指在同一工作條件下,輸入量按同一方向在全測量範圍內連續變化多次所得特性曲線的不一致性。

7.零漂和溫漂

感測器在無輸入或輸入為另一值時,每隔一定時間,其輸入值偏離原示值的最大偏差與滿量程的百分比為零漂。而溫度每公升高1℃,感測器輸出值的最大偏差與滿量程的百分比,稱為溫漂。

二、發動機常用感測器工作機理

(1)磁電效應

根據法拉第電磁感應定律,n匝線圈在磁場中運動,切割磁力線(或線圈所在磁場的磁通變化)時,線圈中所產生的感應電動勢的大小取決於穿過線圈的磁通的變化率,

直線移動式磁電感測器

直線移動式磁電感測器由永久磁鐵、線圈和感測器殼體等組成

當殼體隨被測振動體一起振動且在振動頻率遠大於感測器的固有頻率時,由於彈簧較軟,運動件質量相對較大,運動件來不及隨振動體一起振動(靜止不動)。此時,磁鐵與線圈之間的相對運動速度接近振動體的振動速度。

轉動式磁電感測器

軟鐵、線圈和永久磁鐵固定不動。由導磁材料製成的測量齒輪安裝在被測旋轉體上,每轉過乙個齒,測量齒輪與軟鐵之間構成的磁路磁阻變化一次,磁通也變化一次。線圈中感應電動勢的變化頻率(脈衝數)等於測量齒輪上的齒數和轉速的乘積。

(2)霍耳式感測器

1.霍耳效應

半導體或金屬薄片置於磁場中,當有電流(與磁場垂直的薄片平面方向)流過時,在垂直於磁場和電流的方向上產生電動勢,這種現象稱為霍耳效應。

2.霍耳元件

目前常用的霍耳材料鍺(ge)、矽(si)、銻化銦(insb)、砷化銦(inas)等 。n型鍺容易加工製造,霍耳係數、溫度效能、線性度較好;p型矽的線性度最好,霍耳係數、溫度效能同n型鍺,但電子遷移率較低,帶負載能力較差,通常不作單個霍耳元件。

(3)壓電式感測器

1.壓電效應

對某些電介質沿著一定方向加力而使其變形時,在一定表面上產生電荷,當外力撤除後,又恢復到不帶電狀態,這種現象稱為正壓電效應。在電介質的極化方向施加電場,電介質會在一定方向上產生機械變形或機械壓力,當外電場去除後,變形或應力隨之消失,此現象稱為逆壓電效應。

感測器的種類介紹

感測器凡是利用一定的物性 物理 化學 生物 法則 定理 定律 效應等進行能量轉換與資訊轉換,並且輸出與輸入嚴格一一對應的器件和裝置均可稱為感測器 感測器又被稱為變換器 轉換器 檢測器 敏感元件 換能器和一次儀表等。感測器具有以下作用與功能 1 測量與資料採集 2 檢測與控制作用 3 診斷與監測作用 ...

感測器種類的介紹

感測器凡是利用一定的物性 物理 化學 生物 法則 定理 定律 效應等進行能量轉換與資訊轉換,並且輸出與輸入嚴格一一對應的器件和裝置均可稱為感測器 感測器又被稱為變換器 轉換器 檢測器 敏感元件 換能器和一次儀表等。感測器具有以下作用與功能 1 測量與資料採集 2 檢測與控制作用 3 診斷與監測作用 ...

感測器作用

二 感測器的型別及功用 空氣流量計 測量發動機的進氣量,將訊號輸入ecu。2 進氣絕對壓力感測器 測量進氣管內氣體的絕對壓力,將訊號輸入ecu。3 節氣門位置感測器 檢測節氣門的開度及開度變化,訊號輸入ecu。4 凸輪軸位置感測器 提供曲軸轉角基準位置訊號。5 曲軸位置感測器 檢測曲軸轉角位移,給e...