【文章內容簡介】 對角度。 這種傳感器安裝于被檢測件上（例如節(jié)氣門）通過驅動臂的動作，使動觸點在電阻膜上作華東旋轉。電阻膜具有開關輸出圖形及現(xiàn)行輸出圖形。圖1是線性式（也叫滑動電阻式）節(jié)氣門位置傳感器的結構。圖2是其電路原理圖，圖3是其輸出特性，其線性輸出可改為函數(shù)輸出。因為這種傳感器的輸出信號是電壓，所以，它具有以下特點：檢測及處理角度很方便；適于學習控制用，因為它是用開關找出確定絕對角度的原點；可直接安裝于發(fā)動機上；耐環(huán)境能力強；其內設有回位彈簧，與被測定部件容易連接。下面說明豐田車用節(jié)氣門位置傳感器的工作過程，其結構圖如圖4所示。它檢測節(jié)氣門的開度并將其轉換成電壓信號輸入到發(fā)動機用控制微機中（ECU）。當打開節(jié)氣門時，節(jié)氣門開度信號動觸點（Vta）與怠速信號動觸點（IDL）在電阻膜上滑移。Vc端子上一直加有穩(wěn)定的5V電壓,動觸點則依照節(jié)氣門的開度在電阻體上滑移，由此在Vta端子上就會有與節(jié)氣門開度成比例的電壓輸出。當節(jié)氣門全關閉時，檢測怠速狀態(tài)的動觸點使IDL~E2兩個端子導通，從而輸出怠速狀態(tài)信號。傳感器與ECU的連接方法如圖5所示。傳感器內阻r的兩端一直加有ECU輸送來的5V電壓，動觸點a根據(jù)節(jié)氣門開度的狀況在電阻r上滑移，由此改變ECU的Vta端子的電位。這一電壓信號經A/D變換器變換成數(shù)字信號，再輸入到計算機中去。從圖中可以看出，傳感器通過Vta端ECU內部的電阻R1與穩(wěn)壓電源電路相連，通過Vta電阻R2端與E2端子相連，但是因為RR2都大于r，所以電流的流經途徑是Vc端子→電阻r→E2端子，Vta端的電位并不受電阻RR2的影響。當節(jié)氣門全閉時，IDL觸點閉合，IDL端的電位為0，這樣就把節(jié)氣門全閉的這一情況通知了計算機。收到Vta端子、IDl端子傳來的信號之后，計算機根據(jù)這些信號判斷出車輛的行駛狀態(tài)，再決定進行過渡時期的空燃比修正或者是輸出增量修正，或是切斷油路，或是進行怠速穩(wěn)定修正。圖1節(jié)氣門傳感器簡化結構圖圖2特性圖圖3圖5冷卻溫度傳感器 PN結溫度傳感器PN結溫度傳感器是利用半導體材料和器件的某些性能參數(shù)的溫度依賴性，實現(xiàn)對溫度的檢測、控制和補償?shù)裙δ堋嶒灡砻?，在一定的電流模式下，PN結的正向電壓與溫度之間具有很好的線性關系。根據(jù)PN結理論，對于理想二極管，只要正向電壓UF大于幾個ksT／e(kBT為波爾茲曼常數(shù)，e為電子電荷)。其正向電流I，與正向電壓u，和溫度T之間的關系可表示為：珥=q+爭h等一(3+手)加r)T(8)式中，Us,=EJe，E。為材料在T=一273．15。C時的禁帶寬度(以ev為單位)，B和r為常數(shù)。由半導體理論可知，對于實際二極管，只要它們丁作的PN結空間電荷區(qū)中的復合電流和表面漏電流可以忽略，而又未發(fā)生大注入效應的電壓和溫度范圍內，其特性與上述理想二極管是相符合的。實驗表明，對于砷化鎵、鍺和硅二極管，在一個相當寬的溫度范圍內，其正向電壓與溫度之間的關系與式(8)是一致的，如圖2所示實驗發(fā)現(xiàn)晶體管發(fā)射結上的正向電壓隨溫度的上升而近似線性下降，這種特性與二極管十分相似，但晶體管表現(xiàn)出比二極管更好的線性和互換性。二極管的溫度特性只對擴散電流成立，但實際二極管的正向電流除擴散電流成分外，還包括空間電荷區(qū)中的復合電流和表面漏電流成分。這兩種電流與溫度的關系不同于擴散電流與溫度的關系，因此，實際二極管的電壓一溫度特性是偏離理想情況的。由于三極管在發(fā)射結正向偏置條件下，雖然發(fā)射結也包括上述3種電流成分，但是只有其中的擴散電流成分能夠到達集電極形成集電極電流，而另外兩種電流成分則作為基極電流漏掉，并不到達集電極。因此，晶體管的IcUBE關系比二極管的I，一U，關系更符合理想情況。所以表現(xiàn)出更好的電壓一溫度線性關系。根據(jù)晶體管的有關理淪可以證明，NPN晶體管的基極一發(fā)射極電胝u晡與溫度T和集電極電流I。的函數(shù)關系與_極管的u，與T和I，函數(shù)關系式(8)相同。因此，在集電傲電流I。：恒定條件下，晶體管的基極一發(fā)射極電壓u。與溫度T呈線性關系。但嚴格地說，這種線性關系是不完全的，因為關系式中存在非線性項。PN結溫度傳感器應用電路如圖3所示，圖中的RRD、W1組成測溫電橋，其輸出信號接差動放大器A1，經放大后的信號輸入0—5V數(shù)字式電壓表(DVM)顯示。放大后的靈敏度10mV／℃。A2接成電壓跟隨器，與W2配合可調節(jié)放大器A1的增益。通過PN結溫度傳感器的工作電流不能過大，以免二極管自身的溫升影響測量精度。一般1二作電流為100～300mA。采用恒流源作為傳感器的T作電流較為復雜，一般采用恒壓源供電，但必須有較好的穩(wěn)壓精度。精確的電路調整非常重要，可以采用廣口瓶裝入碎冰渣(帶水)作為0。C的標準，采用恒溫水槽或油槽及標準溫度計作為100℃或其它溫度標準。在沒有恒水槽時，可用沸水作為100℃的標準(由于各地的氣壓不同，其沸點不一定是100℃，可用O～100℃的水銀溫度計來校準)。將PN結傳感器插人碎冰渣廣口瓶中，等溫度平衡，調整W1，使DVM顯示為0V，將PN結傳感器插人沸水中(設沸水為100℃)，調整W2，使DVM實現(xiàn)為100V，若沸水溫度不是100℃時，可按照水銀溫度計上的讀數(shù)調整W2，使DVM顯示值與水銀溫度計的數(shù)值相等。再將傳感器插入0。C環(huán)境中，等平衡后看顯示是否仍為0V，必要時再調整W1使之為0V，然后再插入沸水，看是否與水銀溫度計計數(shù)相等，經過幾次反復調整即可。采用PN結溫度傳感器的數(shù)字式溫度計，測溫范圍一50～150℃，分辨率為0．1℃。MCS51單片機MCS51的信號引腳MCS51微處理器采用40引腳的雙列直插封裝（DIP）方式，如圖所示