各种传感器讲解.ppt

第八章 汽车电子控制技术基础 三、进气管压力传感器 进气管压力传感器是用于监测发动机负荷状况的另一种形式，其作用如同空气流量传感器，是发动机电子控制系统计算基本喷油时间和确定最佳的基本点火提前角的重要参数之一。 进气管压力传感器有多种形式，根据其信号产生的原理可分为 压电式 半导体压敏电阻式 电容式 差动变压器式(真空膜盒传动) 表面弹性波式 目前汽车电子控制系统中使用最多的是半导体压敏电阻式进气管压力传感器 1．半导体压敏电阻式 进气管压力传感器 (1)测量原理 半导体压敏电阻式传感器是利用半导体的压阻效应将压力转换为相应的电压信号，其原理如图所示 1．半导体压敏电阻式 进气管压力传感器 在硅膜片上布置有应变片丛并连接成惠斯登电桥，当硅膜片受力变形时，各应变片受拉或受压而引起其电阻发生变化，电桥就会有相应的电压输出。电桥输出的信号较弱，需经集成放大电路放大后输出 (2)传感器结构与特性 压力转换元件 硅膜片的一面是真空，另一面导入进气管压力，当进气管压力变化时，硅膜片的变形量就会随之改变，并产生与进气管压力相对应的电压信号。 进气管压力越大，硅膜片的变形量也越大．传感器的输出压力也就越大 半导体压敏电阻式进气管压力传感器电压输出特性 半导体压敏电阻式进气管压力传感器特点 线性度好 具有结构尺寸小 精度高 响应特性好 安装位置灵活等优点 应用较为广泛 2．电容式进气管压力传感器 (1)测量原理 电容式进气管压力传感器利用膜片构成一个电容值可变的压力敏感元件，并连接于振荡电路。 组成电容的膜片受力变形后其电容值改变，经传感器测量电路处理后，输出与压力变化相对应的电信号。 根据测量电路的不同，电容式传感器输出电信号的形式也不同．典型的电路形式如图8—22所示。 (2)传感器结构 电容式进气管压力传感器的结构示意图如图8—23所示 氧化铝膜片与中空的绝缘介质构成一个内部为真空的电容式压力敏感元件，并连接传感器混合集成电路。 传感器导入进气管压力后．氧化铝膜片在进气管压力的作用下产生变形，使其电容值发生改变，经混合集成电路处理后，输出频率变化与进气管压力变化成正比的脉冲信号。 电子控制器根据传感器的信号频率得到进气管的绝对压力参数 频率式进气压力传感器 进气管压力传感器的检测 测试方法一：利用手动真空泵模拟进气歧管压力的变化，测试在不同真空度的时候传感器的输出电压，观察信号电压、频率是否满足参数要求。 测试方法二：利用汽车专用示波器进行动态测试，在不同发动机转速和负荷条件下，测量传感器的输出信号的电压、频率，观察传感器的信号波形是否满足要求。 进气管压力传感器的检测 5A发动机进气歧管压力传感器的检测 一、传感器电源电压的检测 二、传感器输出电压的检测 在ECU导线连接器侧用万用表电压档测量进气歧管绝对压力传感器PIM-E2端子间在大气压力状态下的输出电压，并记下这一电压值。 然后用真空泵向进气歧管绝对压力传感器内施加真空，从13.3kPa（100mmHg）起，每次递增13.3kPa（100mmHg），一直增加到66.7kpa（500mmHg）为止，然后测量在不同真空度下进气歧管压力传感器（PIM-E2端子间）的输出电压。 四、温度传感器 温度传感器一般是通过其温度敏感元件将被测对象温度的变化转换为电阻的变化，并由电阻值的改变，转变成电压或电流信号向电子控制器输出电信号 汽车电子控制系统中使用的温度传感器有多种形式，根据其结构与工作原理分有热敏电阻式、线绕式、半导体扩散电阻式、半导体晶体管式、金属芯式和热电偶式等。 1．热敏电阻式温度传感器 (1)测量原理 半导体的电阻随温度变化而改变，其对温度的灵敏度比金属材料高，变化也比较复杂，可归为三种情况： 电阻随温度的上升而增大 正温度系数热敏电阻(PTC) 电阻随温度的上升而减小 负温度系数热敏电阻(NTC) 在某一临界温度下电阻跃变 电阻突变的热敏电阻(CTR) 热敏电阻就是利用牛导体的这种温度特性制成的 (图8—24)。 图8-24热敏电阻的温度特性 (2)传感器结构 热敏电阻式温度传感器的核心元件为热敏电阻，其结构如图8—25所示。 从热敏电阻的温度特性中可知，使热敏电阻式传感器具有较高灵敏度和线性度的温度变化范围都是有限的。 汽车电子控制系统中各温度传感器的工作温度是不同的，比如： 发动机冷却液的温度为-20～130℃ 排气温度传感器工作温度则为600—l000℃ 选择不同的氧化物、控制掺入氧化物的比例和烧结温度等就可得到适用于不同工作温度的热敏电阻. 热敏电阻式