【正文】 基礎培訓 汽車傳感器分析 北京運通興恩一汽大眾 基礎培訓 汽車傳感器分析 傳感器的概念： 指能感受規(guī)定的物理量，并按照一定規(guī)律轉換成可用輸出信號的器件或裝置。即傳感器是將非電量轉換成電量的裝置。 傳感器的組成： 傳感器通常由敏感元件、轉換元件及測量電路組成。 敏感元件是指能直接感受被測量的部分。 轉換元件是指能將非電量轉換成電量的部分。有些敏感元件可以直接輸入電量。 測量電路是指將轉換元件輸入的電量經過處理轉換成電壓、電流或頻率等可測量電量，以便進行顯示、記錄和控制的部分。測量電路中較多的使用電橋電路。 基礎培訓 汽車傳感器分析 傳感器的靜態(tài)特性參數(shù)指標的含義 傳感器的特性主要是指輸出與輸入之間的關系。當輸入量為常量或變化極慢時，其關系為靜態(tài)特性；當輸入量隨時間較快變化時，其關系為動態(tài)特性。 靈敏度： 指穩(wěn)態(tài)時傳感器輸出量 Y與輸入量 X之比，或者是傳感器輸出量 Y的增量與輸入量 X的增量之比。 K=dy/dx 線性傳感器的靈敏度為一常數(shù)，而非線性傳感器的靈敏度隨輸入變化的量。 分辨率： 傳感器在規(guī)定的測量范圍內能夠檢測出的被測量的最小變化量。 測量范圍和量程： 在允許的誤差范圍內，被測量的下限到上限之間的范圍稱為測量范圍。 基礎培訓 汽車傳感器分析 線性度（非線性誤差）： 在 規(guī)定的條件下，傳感器校準曲線與嚙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度誤差。 遲滯： 指在相同的條件下，傳感器的正行程特性與反行程特性的不一致度。 重復性： 在同一工作條件下，輸入量按同一方向在全測量范圍內連續(xù)變化多次所得的特性曲線的不一致性。 飄零： 指在無輸入或輸入為某一定值時，每隔一段時間，其輸入值偏離原示值的最大偏差與滿量程的百分比。 溫漂 : 指溫度每升高 1度，傳感器輸出值的最大偏差與滿量程的百分比 基礎培訓 汽車傳感器分析 汽車傳感器 分 類 部 件 名 稱 功 能 傳感器 進氣管壓力傳感器 檢測發(fā)動機吸入的空氣量 空氣流量傳感器 檢測發(fā)動機吸入的空氣量 空氣溫度傳感器 檢測進氣溫度、用以計算空氣量 冷卻水溫度傳感器 檢測發(fā)動機溫度 發(fā)動機轉速與曲軸位置傳感器 檢測發(fā)動機轉速及曲軸位置 節(jié)氣門位置傳感器 檢測節(jié)氣門開度 氧傳感器 檢測空燃比 車速傳感器 測量車速 爆震傳感器 檢測有沒有爆震產生 開關量及其信號發(fā)生裝置 向 ECU提供各用電設備的開關狀態(tài) 基礎培訓 汽車傳感器分析 一、磁電式傳感器 磁電感應式傳感器 霍爾式傳感器 光電式傳感器 壓電傳感器 電渦流傳感器 電流式傳感器 磁電感應式傳感器 磁電感應式傳感器又稱磁電式傳感器，是利用電磁感應原理將被測量（如振動、位移、轉速等）轉換成電信號的一種傳感器。 它是一種有源傳感器（自源型傳感器）。即不需要輔助電源，就能把被測對象的機械量轉換成易于測量的電信號。由于它有較大的輸出功率，故不需要外部供電電源，電路簡單，性能穩(wěn)定，輸出阻抗小，又具有一定的頻率響應范圍。 基礎培訓 汽車傳感器分析 基礎培訓 汽車傳感器分析 變磁通式： 線圈與磁鐵之間沒有相對運動，由運動著的被測物體（導磁材料）改變磁路的磁阻，引起磁通量變化從而在線圈中產生感應電動勢。 恒磁通式： 恒定的直流磁場，磁場中的氣隙固定不變，因而氣隙中的磁通也是恒定不變的。線圈與 磁鐵間存在相對運動，線圈切割磁力線產生與相對速度 V成 比例的感應電勢 e。 基礎培訓 汽車傳感器分析 基礎培訓 汽車傳感器分析 磁電式傳感器結構分類： 變磁通 式（磁阻式）：開磁路、閉磁路 恒磁通式： 動圈式、動鐵式 基礎培訓 汽車傳感器分析 恒磁通式磁電傳感器： 它 由 永久磁鐵、線圈、彈簧、金屬骨架等組成。 磁路系統(tǒng)產生恒定的直流磁場，磁路中的工作氣隙固定不變，因而氣隙中磁通也是恒定不變的。其運動部件可以是線圈（動圈式），也可以是磁鐵（動鐵式），動圈式和動鐵式的工作原理是完全相同的，當殼體隨被測振動體一起振動時，由于彈簧較軟，運動部件質量相對較大。當振動頻率足夠高（遠大于傳感器固有頻率）時，運動部件慣性較大，來不及隨振動體一起振動，近乎靜止不動，振動能量幾乎全被彈簧吸收，永久磁鐵與線圈之間的相對運動速度接近于振動體振動速度，磁鐵與線圈的相對運動切割磁力線，從而產生感應電動勢。 基礎培訓 汽車傳感器分析 車輛上的應用： 轉速傳 感器：測量 23腳 電阻： 4001000Ω ABS轉速傳感器：測量 12腳 電阻： 磁阻式傳感器 脈沖輪為 60個齒，其中兩個齒缺失確定一缸上止點。 檢測： 波形測試： 基礎培訓 汽車傳感器分析 基礎培訓 汽車傳感器分析 非線性誤差： 磁電式傳感器產生非線性誤差的主要原因是：由于傳感器內有電流 I流過時，將產生一定的交變磁通，此交變磁通疊加在永久磁鐵所產生的工作磁通上，使恒定的氣隙磁通變化。 基礎培訓 汽車傳感器分析 溫度誤差： 當溫度變化時，圖中右側三項數(shù)值都不為零，會隨溫度的變化放生變化，從而影響測量的數(shù)值。 解決： 進行溫度補償。補償通常采用熱磁分流器。熱磁分流器由具有很大負溫度系數(shù)的特殊磁性材料做成。它在正常工作溫度下已經將空氣隙磁通分路掉一小部分。當溫度升高時，熱磁分流器的磁導率顯著下降，經它分流掉得磁通比正常時顯著下降，從而保證空氣隙的工作磁通不隨溫度變化，維持傳感器靈敏度為常數(shù)。 基礎培訓 汽車傳感器分析 霍爾傳感器 半導體薄片置于磁場感應強度為 B的磁場中，磁場方向垂直與薄片，當有電流 I流過薄片時，在垂直于電流和磁場的方向上將產生電動勢 EH， 這種現(xiàn)象稱為霍爾效應 。 基礎培訓 汽車傳感器分析 磁感應強度 B為零時的情況： 基礎培訓 汽車傳感器分析 磁感應強度 B較大時的情況： 作用在半導體薄片上的磁場強度 B越強，霍爾電勢也就越高。 基礎培訓 汽車傳感器分析 霍爾傳感器的應用： 利用霍爾效應制作的霍爾器件，不僅在磁場測量方面，而且在測量技術、無線電技術、計算機技術和自動化技術等領域中均得到了廣泛應用。利用霍爾電勢與外加磁通密度成比例的特性，可借助于固定元件的控制電流，對磁量以及其他可轉換成磁量的電量、機械量和非電量等進行測量和控制。應用這類特性制作的器具有磁通計、電流計、磁讀頭、位移計、速度計、振動計、羅盤、轉速計、無觸點開關等。 基礎培訓 汽車傳感器分析 轉速傳感器應用： 曲軸位置傳感器（ CkS） Crankshaft position sensor 作用：采集曲軸轉動角度和發(fā)動機轉速信號，并輸入電子控制單元，以便確定點火時刻和噴油時刻。 凸輪軸位置傳感器 (CpS) Camshaft position sensor 又稱氣缸識別傳感器（ cylinder identification sensor， CIS）為了區(qū)別凸輪軸位置傳感器一般都用 CIS表示。也叫同步信號傳感器，它是一個氣缸判別定位裝置，向 ECU輸入凸輪軸位置信號，是點火控制的主控信號。 基礎培訓 汽車傳感器分析 結構： 霍爾曲軸和凸輪軸位置傳感器內部都采用了一個由霍爾開關集成電路和遮斷方式的磁路設計制成的霍爾翼片傳感器，該傳感器主要由霍爾集成電路、永久磁鐵和導磁片組成?；魻柤呻娐放c永磁體之間有 1mm的間隙，導磁片又稱信號轉子安裝在進氣凸輪軸上，用螺栓和座圈固定。 原理： 信號 轉子的隔板又叫做葉片，在隔板上有一個窗口，窗口對應產生的信號為低電平信號，隔板對應產生的信號為高電平信號 。當信號轉子隨進氣凸輪軸一同轉動時，隔板和窗口從集成電路與永磁鐵之間的間隙中轉過，當信號轉子的隔板進入間隙時，霍爾集成電路中的磁場被旁路，霍爾元件上沒有磁力線穿過，霍爾電壓 UH為零。集成電路輸出三極管截止，輸出信號電壓為高電位，約 ；當信號轉子的隔板離開間隙時，永磁鐵的磁通經導磁片和霍爾元件集成電路構成回路，集成電路輸出三極管導通，傳感器輸出的信號電壓為，為低電位。 基礎培訓 汽車傳感器分析 工作原理： 發(fā)動 機工作時，曲軸位置傳感器和凸輪軸位置傳感器產生的信號不斷的輸入 ECU。當 ECU同時接收到曲軸位置傳感器大齒對應地低電位（15176。 ）和凸輪軸位置傳感器窗口對應地低電位信號時，可以識別出 1缸 活塞在壓縮上止點、 4缸活塞處于排氣行程，并根據(jù)曲軸位置傳感器小齒對應輸出