汽車傳感器簡介

1、幾種重要的汽車傳感器原理淺析     立幟汽車電子網(wǎng) 幾種重要的汽車傳感器原理淺析。一、傳感器概述傳感器的概念：指能感受規(guī)定的物理量，并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸信號的器件或裝置。簡單的說，傳感器即使把非電量轉(zhuǎn)換成電量的裝置。汽車傳感器的工作條件極為惡劣，因此，傳感器能否精確可靠地工作至關(guān)重要。在該領(lǐng)域中，理論研究及材料應(yīng)用發(fā)展迅速，半導(dǎo)體和金屬膜技術(shù)研究及材料應(yīng)用技術(shù)發(fā)展迅速，半導(dǎo)體和金屬膜技術(shù)、陶瓷燒結(jié)技術(shù)等得到迅猛發(fā)展。智能化、集成化和數(shù)字化將是傳感器的未來發(fā)展趨勢。傳感器通常由敏感元件、轉(zhuǎn)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(zhuǎn)

2、換元件是指能將非電量轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換元件輸入的電量經(jīng)過處理，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。比如后面要講到的熱線式空氣流量計。傳感器的種類比較多，像我們一般碰到的傳感器一般有：溫度傳感器（冷卻水溫度傳感器THW，進氣溫度傳感器THA）；流量傳感器（空氣流量傳感器，燃油流量傳感器）；進氣壓力傳感器MAP節(jié)氣門位置傳感器TPS發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器車速傳感器SPD曲軸位置傳感器（點火正時傳感器）氧傳感器爆震傳感器（KNK）二、空氣流量傳感器為了形成符合要求的混合氣，使空燃比達到最佳值，我們就必須對發(fā)動機進氣空氣流量進行精確控

3、制。下面我們來介紹一下幾種常用的空氣流量傳感器。1、 卡門旋渦式空氣流量計卡門旋渦式空氣流量計的原理圖如下：渦流式空氣流量傳感器是利用超聲波或光電信號，通過檢測旋渦頻率來測量空氣流量的一種傳感器。眾所周知，當(dāng)野外架空的電線被風(fēng)吹時，就會發(fā)出“嗡、嗡”的聲音，且風(fēng)速越高聲音頻率越高，這是氣體流過電線后形成旋渦（即渦流）所致。液體、氣體等流體均會產(chǎn)生這種現(xiàn)象。同樣，如果我們在進氣道中放置一個渦流發(fā)生器，比如說一個柱狀物，在空氣流過時，在渦流發(fā)生器后部將會不斷產(chǎn)生如圖所示的兩列旋轉(zhuǎn)方向相反，并交替出現(xiàn)的旋渦。這個旋渦就稱為卡門旋渦?？ㄩT旋渦式空氣流量計就是利用這種這種旋渦形成的原理，測量氣體流速，并

4、通過流速的測量直接反映空氣流量。對于一臺具體的卡門旋渦式空氣流量計，有如下關(guān)系式：qv=kf , qv為體積流量，f為單列旋渦產(chǎn)生的頻率，k為比例常數(shù)，它與管道直徑，柱狀物直徑等有關(guān)。由這個關(guān)系式可知，體積流量與卡門渦流傳感器的輸出頻率成正比。利用這個原理，我們只要檢測卡門旋渦的頻率f，就可以求出空氣流量。根據(jù)旋渦頻率的檢測方式的不同，汽車用渦流式空氣流量傳感器分為超聲波檢測式和光學(xué)式檢測式兩種。例如，中國大陸進口的豐田凌志LS400型轎車和臺灣進口的皇冠3.0型轎車采用了 光電檢測渦流式空氣流量器；日本三菱吉普車、中國長風(fēng)獵豹吉普車和韓國現(xiàn)代轎車采用了超聲波檢測渦流式空氣流量傳感器。（1）光

5、學(xué)式卡門旋渦空氣流量計光學(xué)式卡門旋渦空氣流量計的工作原理圖。（具體結(jié)構(gòu)可視情況講述）現(xiàn)代物理學(xué)光的粒子說認為，光是一種具有能量的粒子流，當(dāng)物體受到光照射時，由于吸收了光子能量而產(chǎn)生的效應(yīng)，稱為光電效應(yīng)。光敏晶體管是一種半導(dǎo)體器件，它的特點就是受到光的照射時，它們都會產(chǎn)生內(nèi)光電效應(yīng)的光生伏特現(xiàn)象，從而產(chǎn)生電流。工作原理：在產(chǎn)生卡門旋渦的過程中，旋渦發(fā)生器兩側(cè)的空氣壓力會發(fā)生變化，通過導(dǎo)孔作用在金屬箔上，從而使其振動，發(fā)光二極管的光照在振動的金屬箔上時，光敏晶體管接收到的金屬箔上的反射光是被旋渦調(diào)制的光，再由光敏晶體管輸出調(diào)制過的頻率信號，這種頻率信號就代表了空氣的流量信號。（）超聲波式卡門旋渦式

6、空氣流量計超聲波是指頻率高于20HZ，人耳聽不到的機械波。它的特性就是方向性好，穿透力強，遇到雜質(zhì)或物體分界面會產(chǎn)生顯著的反射，譬如自然界里的蝙蝠，鯨魚等動物都是通過超聲波來進行方位定向的。利用這種物理特性，我們可以把一些非電量轉(zhuǎn)換成聲學(xué)參數(shù)，通過壓電元件轉(zhuǎn)換成電量。超聲波式卡門旋渦式空氣流量計的工作原理與光學(xué)式卡門旋渦空氣流量計的工作原理大致相同，只是光學(xué)元件換成了聲學(xué)元件。在日常生活中，常常會遇到這樣的現(xiàn)象，即當(dāng)順著風(fēng)向喊話人時，對方很容易聽到；而逆著風(fēng)向喊人時，對方就不容易聽到。這是因為前者的空氣流動方向與聲波的前進方向相同，聲波被加速的結(jié)果，而后者是聲波受阻而減速的結(jié)果。在超聲波式流量

7、傳感器中，同樣存在著這種現(xiàn)象。工作原理是：在旋渦發(fā)生器下游管路兩側(cè)相對安裝超聲波發(fā)射探頭和超聲波接收探頭，超聲波發(fā)射探頭不斷向超聲波接收探頭發(fā)出一定頻率（一般為40KHZ）的超聲波，當(dāng)超聲波通過進氣氣流到達超聲波接收器時，由于受到氣流移動速度及壓力變化的影響，因此接收到的超聲波信號的相位（時間間隔）以及相位差（時間間隔之差）就會發(fā)生變化，集成控制電路根據(jù)相位或相位差的變化情況計量出渦流的頻率。渦流頻率信號輸入ECU后，ECU就可以計算出進氣量。、 熱線式空氣流量計構(gòu)成：我們來看書上的結(jié)構(gòu)圖，它的基本構(gòu)成包括感知空氣流量的白金熱線、根據(jù)進氣溫度進行修正的溫度補償電阻（冷線）、控制熱線電流的控制電

8、路以及殼體等。根據(jù)白金熱線在殼體內(nèi)安裝部位的不同，可分為安裝在空氣主通道內(nèi)的主流測量方式和安裝在空氣旁通道內(nèi)的旁通道測量方式。熱線式空氣流量計是利用空氣流過熱金屬線時的冷卻效應(yīng)工作的。將一根鉑絲熱線置于進氣空氣流中，當(dāng)恒定電流通過鉑絲使其加熱后，如果流過鉑絲周圍的空氣增加，金屬絲溫度就會降低。如果要使鉑絲的溫度保持恒定，就應(yīng)根據(jù)空氣量調(diào)節(jié)熱線的電流，空氣流量越大，需要的電流越大。下面的圖是主流測量方式的熱線式空氣流量計的工作原理圖。其中RH為是直徑為0.03-0.05的細鉑絲（熱線），RK是作為溫度補償?shù)睦渚€電阻。RA和RA是精密線橋電阻。四個電阻共同組成一個惠斯登電橋。在實際工作中，代表空氣

9、流量的加熱電流是通過電橋中的RA轉(zhuǎn)換成電壓輸出的。當(dāng)空氣以恒定流量流過時，電源電壓使熱線保持在一定溫度，此時電橋保持平衡。當(dāng)有空氣流動時，由于RH的熱量被空氣吸收而變冷，其電阻值發(fā)生變化，電橋失去平衡。此時，放大器即增加通過鉑絲的電流，直到恢復(fù)原來的溫度和電阻值，使電橋重新平衡。由于電量的增加，RA的電壓增加，這樣就在RA上得到了代表空氣流量的新的電壓輸出。進氣溫度的任何變化都會使電橋失去平衡。為此，在靠近熱線的空氣流中，設(shè)有一個補償電阻絲（冷線）。冷線補償電阻的溫度起一個參照值的作用。在工作中，放大器會使熱線溫度高出進氣溫度100度。熱線式空氣流量計長期使用，會使熱線上積累雜質(zhì)。為此，在熱線

10、式流量計上采用了燒盡措施解決這個難題。每當(dāng)發(fā)動機熄火時，ECU自動接通空氣流量計殼體內(nèi)的電子電路，熱線被自動加熱，使其溫度在1S內(nèi)升高了1000度。由于燒盡溫度必須是非常精確的，因此，在發(fā)動機熄火后4S后，該電路才被接通。這種空氣流量計由于沒有運動部件，因此工作可靠，而且響應(yīng)特性較好；缺點是在空氣流速分布不均勻時誤差較大。、 熱膜式空氣流量計熱線式空氣流量計雖然可以提供精確的進氣空氣流量，但造價太高，主要用于高級轎車，為了滿足精度高，結(jié)構(gòu)簡單，造價又便宜的要求，德國博世公司厚膜工藝，開發(fā)出了熱膜式空氣流量計。熱膜式空氣流量計的工作原理與熱線式空氣流量計類似，都是用惠斯登電橋工作的。所不同的是熱

11、膜式空氣流量計不用鉑金作為熱線，而是將熱線電阻、補償電阻和線橋電阻用厚膜工藝集中在一塊陶瓷片上。這種空氣流量計已大量使用于各種電控汽油噴射系統(tǒng)中。三、壓力傳感器功用：把壓力信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?。?yīng)用范圍：它在汽車上主要有兩個方面的應(yīng)用。一是用于氣壓的檢測，包括進氣真空度、大氣壓力、氣缸內(nèi)的氣壓及輪胎氣壓等；二是用于用于油壓的檢測，包括變速箱油壓、制動閥油壓及懸掛油壓等。1、電容式壓力傳感器首先我們來了解一下電容器。電容器的容量與組成的電容的兩極板間的電介質(zhì)及其相對有效面積成正比，而與兩極板間的距離成反比，即C= A/d，其中為電介質(zhì)的介電常數(shù)，A為兩金屬電極板間相對有效面積，d為兩金屬電極板間距

12、離。由這個關(guān)系式可以看出，當(dāng)其中兩個參數(shù)不變，而另一個參數(shù)作為變量時，電容量就會隨著變化的參數(shù)而變化。電容壓力傳感器由置于空腔內(nèi)的兩個動片（彈性金屬膜片）、兩個定片（彈性膜片上下凹玻璃上的金屬涂層）、輸出端子和殼體等組成。其動片與兩個定片之間形成了兩個串聯(lián)的電容。當(dāng)進氣壓力作用于彈性膜片時，彈性膜片產(chǎn)生位移，勢必與一個定片距離減小，而與另一個定片距離加大（可以通過一張紙來示范）。我們可以從公式中看出，兩金屬電極板間距離是影響電容量的重要因素之一，距離增大，則電容量減少，距離減少，則電容量增大。這種由一個被測量量引起兩個傳感元件參數(shù)等量、相反變化的結(jié)構(gòu)，稱為差動結(jié)構(gòu)。如果彈性膜片置于被側(cè)壓力與大

13、氣壓之間（彈性膜片上部空腔通大氣），測得的是表壓力；如果彈性膜片置于被側(cè)壓力與真空之間（彈性膜片上部空腔通真空），測得的是絕對壓力。與電容式傳感器配合使用的測量電路有很多種，下面我們來以電橋電路為例說明電容差動式傳感器測量電路的工作原理，如圖，由于電容是交流參數(shù)，所以電橋通過變壓器用交流激勵。變壓器的兩個線圈與兩個電容組成電橋，當(dāng)無進氣壓力時，電橋處于平衡狀態(tài)，兩電容值相等并且為C0，當(dāng)有壓力作用時，其中一個電容值為C0+C，另一個電容值為C0-C，（C為外部壓力作用時引起的電容值的變化量），則電橋失去平衡，電容值高的地方電壓也高，兩個電容之間產(chǎn)生了電壓差，由此電橋產(chǎn)生代表進氣壓力的電壓輸出U

14、。2、 差動變壓器進氣壓力傳感器差動壓力傳感器是一種開磁互感式電感傳感器。由于具有兩個接成差動結(jié)構(gòu)的二次線圈，所以又稱為差動變速器。當(dāng)差動變壓器的一次線圈由交變電源激勵時，其二次線圈就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。由于二次線圈作差動連接，所以總的輸出是兩線圈感應(yīng)電動勢之差。當(dāng)鐵心不動時，其總輸出量為零；當(dāng)鐵心移動時，輸出電動勢與鐵心位移呈線性變化。差動變壓器進氣壓力傳感器的檢測與轉(zhuǎn)換過程是：先將壓力的變化轉(zhuǎn)換成變壓器鐵心的位移，然后通過差動變速器再將鐵心位移轉(zhuǎn)換為電信號輸出。這種壓力傳感器主要有真空膜盒（波紋管）、差動變速器等組成。當(dāng)氣壓變化時，波紋管變形，帶動差速變壓器的鐵心移動，由于鐵心的位移，差動變

15、壓器的輸出端即有電壓產(chǎn)生，將此電壓經(jīng)過處理后送至ECU輸入端。如果按照電壓的高低來確定噴射時間并使噴油器工作的話，就可以確定基本噴油量。3、 半導(dǎo)體應(yīng)變式進氣壓力傳感器半導(dǎo)體壓力進氣傳感器是利用應(yīng)變效應(yīng)工作的。所謂應(yīng)變效應(yīng)，就是指當(dāng)導(dǎo)體、半導(dǎo)體在外力作用下產(chǎn)生應(yīng)變時，其電阻值發(fā)生變化的現(xiàn)象。電阻應(yīng)變片是一種片狀電阻傳感器，它是利用半導(dǎo)體材料當(dāng)在其軸向施加一定載荷產(chǎn)生應(yīng)力時，它的電阻率會發(fā)生變化的所謂壓阻效應(yīng)原理工作的。由電阻應(yīng)變片構(gòu)成的進氣壓力傳感器主要由半導(dǎo)體應(yīng)變片、真空室、混合集成電路板等組成。半導(dǎo)體應(yīng)變片是在一個膜片上用半導(dǎo)體工藝制做的四個等值電阻，并且連接成電橋電阻。半導(dǎo)體電阻電橋應(yīng)變

16、片放置在一個真空室內(nèi)，在進氣壓力的作用下，應(yīng)變片產(chǎn)生變形，電阻值發(fā)生變化，電橋失去平衡，從而將進氣壓力的變化轉(zhuǎn)換成電阻電橋輸出電壓的變化。四、氣門位置傳感器節(jié)氣門位置傳感器安裝在節(jié)氣門體上，它將節(jié)氣門開度轉(zhuǎn)換成電壓信號輸出，以便計算機控制噴油量。節(jié)氣門位置傳感器有開關(guān)量輸出和線性輸出兩種類型。（1）、開關(guān)式節(jié)氣門位置傳感器這種節(jié)氣門位置傳感器實質(zhì)上是一種轉(zhuǎn)換開關(guān)，又稱為節(jié)氣門開關(guān)。這種節(jié)氣門位置傳感器包括動觸點、怠速觸點、滿負荷觸點。利用怠速觸點和滿負荷觸點可以檢測發(fā)動機的怠速狀態(tài)及重負荷狀態(tài)。一般將動觸點稱為TL觸點，怠速觸點稱為IDL觸點，滿負荷觸點稱為PSW觸點。從結(jié)構(gòu)圖可以看出，在與節(jié)

17、氣門聯(lián)動的連桿的作用下，凸輪可以旋轉(zhuǎn)，動觸點可以沿凸輪的槽運動。這種節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)比較簡單，但其輸出是非連續(xù)的。在節(jié)氣門全關(guān)閉時，電壓從TL端子加到IDL端子上，再回到電子控制器上。通過這樣的途徑傳遞信號時，電子控制器明白節(jié)氣門現(xiàn)在是全關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)踏下加速踏板，節(jié)氣門處于某一開度以上時，電壓從TL端子經(jīng)過PSW端子再傳遞給電子控制器。電子控制器明白了，現(xiàn)在節(jié)氣門打開了一定的角度。下面我將怠速信號與負荷信號對噴油量的影響加以說明。當(dāng)有IDL信號輸出并且發(fā)動機轉(zhuǎn)速超過規(guī)定轉(zhuǎn)速時，則中斷供油，以防止催化劑過熱及節(jié)省燃油。當(dāng)IDL信號從有輸出轉(zhuǎn)換到無輸出時，電子控制器判斷出節(jié)氣門從全關(guān)閉狀態(tài)換至

18、打開狀態(tài)，當(dāng)然也就判斷出車輛處于起步或再加速狀態(tài)，所以就會根據(jù)發(fā)動機的暖機狀態(tài)進行加速加濃，增大噴油量，以供給加速所需要的較濃混合氣。當(dāng)有PSW信號輸入到電子控制器中時，則發(fā)揮輸出加濃功能，增大噴油量。在重負荷行車時，若沒有PSW信號輸出的話，就會沒有輸出加濃作用，發(fā)動機輸出的力量就要稍微低一些。（2）線性節(jié)氣門位置傳感器線性節(jié)氣門位置傳感器裝在節(jié)氣門上，它可以連續(xù)檢測節(jié)氣門的開度。它主要由與節(jié)氣門聯(lián)動的電位器、怠速觸點等組成。電位計的動觸點（即節(jié)氣門開度輸出觸點）隨節(jié)氣門開度在電阻膜上滑動，從而在該觸點上（TTA 端子）得到與節(jié)氣門開度成正比例的線性電壓輸出。如圖。當(dāng)節(jié)氣門全閉時，另外一個與

19、節(jié)氣門聯(lián)動的動觸點與IDL觸點接通，傳感器輸出怠速信號。節(jié)氣門位置輸出的線性電壓信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后輸送給計算機。五、氧傳感器在使用三元催化進化裝置的汽油噴射發(fā)動機中，一般都在排氣管中安排氧傳感器，用以檢測排氣中氧的含量，從而間接地判斷進入氣缸內(nèi)混合氣的濃度，以便對實際空燃比進行閉環(huán)控制。當(dāng)排氣中氧的含量過高時，說明混合氣過稀，氧傳感器即輸出一個電信號給ECU，讓其指令噴油器增加噴油量；當(dāng)排氣中氧的含量過低時，說明混合氣過濃，氧傳感器立刻將此信息傳遞給ECU，讓其指令噴油器減少噴油量。目前在汽車上使用的氧傳感器主要有二氧化鈦氧傳感器和二氧化鋯氧傳感器兩種類型的傳感器。工作原理：氧傳感器裝在發(fā)動

20、機的排氣管里，用來測量排氣中氧的含量。它是按照大氣與排氣中氧濃度之差而產(chǎn)生電動勢的一種電池。如圖，在陶瓷電解質(zhì)的內(nèi)、外兩面分別涂有白金以形成電極。當(dāng)它插入排氣管中時，其外表面接觸廢氣，內(nèi)表面則通大氣。在約300度以上的溫度時，陶瓷電解質(zhì)可變?yōu)檠蹼x子的傳導(dǎo)體。當(dāng)混合氣較稀，也就是過量空氣系數(shù)1時，排氣中含氧必然多，陶瓷電解質(zhì)的內(nèi)外表面的氧濃度差小，只產(chǎn)生小的電壓；而當(dāng)混合氣較濃，也就是過量空氣系數(shù)1時，排氣中氧含量較少，同時伴有大量的未完全燃燒物如CO、碳氫化合物等，這些成分都可能在催化劑的作用下與氧發(fā)生反應(yīng)，消耗排氣中殘余的氧，使陶瓷電解質(zhì)外表面的氧濃度趨向于零，這樣就使得電解質(zhì)內(nèi)外的氧濃度差

21、突然增大，傳感器輸出電壓也突然增大了，其數(shù)值趨向于1V。六、溫度傳感器作用：用來測量冷卻水溫度、進氣溫度和排氣溫度。種類：溫度傳感器的種類很多，如熱敏電阻式、半導(dǎo)體式和熱電偶式等。所謂熱敏電阻，是指這種電阻對溫度敏感，當(dāng)作用在這種電阻上的溫度變化時，其阻值會隨溫度的變化而變化。其中，隨溫度升高的叫做正溫度型熱敏電阻，相反隨溫度升高阻值減少的，叫做負溫度系數(shù)型熱敏電阻。熱敏電阻溫度傳感器的測量電路比較簡單，只要把傳感器與一個精密電阻串聯(lián)接到一個穩(wěn)定的電源上，就能夠用串聯(lián)電阻的分壓輸出反映溫度的變化。七、爆震傳感器爆震傳感器是發(fā)動機集中控制系統(tǒng)中的重要部件，它的功用是用來檢測發(fā)動機有無爆震現(xiàn)象發(fā)生

22、，并把信號輸送給發(fā)動機微機控制裝置。檢測發(fā)動機爆震可以有三個路徑，一是檢測氣缸壓力，二是檢測發(fā)動機振動，三是檢測燃燒噪聲。根據(jù)氣缸壓力的檢測法，精度最好，但是存在著傳感器的耐久性差和難以安裝的問題。根據(jù)燃燒噪聲的檢測法，由于是非接觸式的，其耐久性很好，但是精度和靈敏度偏低，?，F(xiàn)在常用檢測發(fā)動機振動的方法來判斷有無爆震。采用振動檢測方法的爆震傳感器有磁滯伸縮式和壓電式兩種。（1）磁滯伸縮式爆震傳感器磁滯伸縮式爆震傳感器應(yīng)用的較早，它安裝在發(fā)動機上，是一種電感式傳感器，其內(nèi)部有永久磁鐵、強磁性鐵心以及電磁繞組等。其工作原理是：當(dāng)爆震發(fā)生，也就是當(dāng)發(fā)動機氣缸體出現(xiàn)振動時，鐵心受振使電磁繞組的磁通發(fā)生

23、變化，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，通過線圈的磁通變化時，線圈就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這個電動勢就是爆震傳感器的輸出電壓信號。當(dāng)傳感器的固有頻率與發(fā)動機爆震時的振動頻率相同時，傳感器輸出最大信號。（）壓電式爆震傳感器壓電式爆震傳感器是利用壓電效應(yīng)原理制成的傳感器。什么是壓電效應(yīng)呢？壓電效應(yīng)就是指當(dāng)沿著一定方向向某些電介質(zhì)施力而使其變形時，其內(nèi)部會發(fā)生極化，同時在其表面產(chǎn)生電荷的現(xiàn)象。壓電式傳感器是一種力敏元件，發(fā)誓能夠轉(zhuǎn)換為力的動態(tài)物理量，比如說應(yīng)力、壓力、加速度等都能夠進行檢測。壓電式傳感器又可分為共振型和非共振型兩種。共振型電壓爆震傳感器共振型電壓爆震傳感器主要由壓電元件、振蕩片、基座等組成。壓電元件緊密

24、地貼合在振蕩片上，振蕩片則固定在傳感器的基座上。振蕩片隨發(fā)動機的振蕩而振蕩。波及壓電元件，使其變形而產(chǎn)生電壓信號。當(dāng)發(fā)動機爆震時的振動頻率與振蕩片的固有頻率相符合時，振蕩片產(chǎn)生共振，此時壓電元件將產(chǎn)生最大的電壓信號。它的輸出特性與磁致伸縮式類似。非共振型壓電式爆震傳感器非共振型壓電式爆震傳感器是以接收加速度信號的形式，來判斷爆震是否產(chǎn)生。這種傳感器與共振型傳感器的不同之處在于：它內(nèi)部沒有振蕩片，但設(shè)置了一個配重塊。配重塊以一定的預(yù)緊力壓緊在壓電片上。當(dāng)發(fā)動機產(chǎn)生爆震時，配重塊就以一個正比于加速度的交變力，施加在壓電片上，從而產(chǎn)生輸出信號。這種傳感器產(chǎn)生的輸出電壓不會很大，不象磁致伸縮式爆震傳感

25、器在爆震頻率產(chǎn)生一個較高的輸出電壓，而是具有平的輸出特性。因此，必須將反映發(fā)動機振動頻率的輸出電壓信號輸送給識別爆震的濾波器中，判別是否由爆震信號產(chǎn)生。比較共振型壓電式傳感器，共振型在爆震時輸出電壓明顯增大，易于測量，但傳感器必須有發(fā)動機配套使用；非共振型用于不同發(fā)動機時，只須調(diào)整濾波器的頻率范圍就可以工作，不需要更換傳感器，通用性比較強，這是非共振型壓電式爆震傳感器的突出優(yōu)點。壓電式爆震傳感器與其他壓電傳感器一樣，必須配合一定的電壓放大器，將信號放大并將高阻抗輸入變換為低阻抗輸出。八、曲軸位置傳感器曲軸位置傳感器（又稱點火信號發(fā)生器），是發(fā)動機集中控制系統(tǒng)中最主要的傳感器，它用于點火正時控制

26、，也就是控制點火時刻，確定點火的提前角。另外，它還是檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)速的信號源。曲軸位置傳感器可分為磁脈沖式、光電式、霍爾式等等，其中磁脈沖式和霍爾式應(yīng)用的比較多。（1）磁脈沖式曲軸位置傳感器磁脈沖式曲軸位置傳感器由定時轉(zhuǎn)子、永久磁鐵、耦合線圈等組成。（具體結(jié)構(gòu)看書）定時轉(zhuǎn)子裝在分電器軸上并由良好的導(dǎo)磁材料制成。轉(zhuǎn)子外緣設(shè)有與氣缸數(shù)相等且等距離分布的定時齒。在書中轉(zhuǎn)子有四個齒，分別代表四缸發(fā)動機的四個缸。耦合線圈繞在銜鐵上，銜鐵固定在分電器殼體上。當(dāng)曲軸帶動分電器旋轉(zhuǎn)時，由于轉(zhuǎn)子定時齒相對線圈位置的變化，使線圈內(nèi)的磁通發(fā)生變化，從而在線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢輸出。在a圖中，當(dāng)該缸定時齒接近線圈時，磁通

27、增加（如曲線所示），到達A點時磁通量的變化率最大，由于感應(yīng)電動勢的大小與磁通的變化率成正比，因此轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到這個點上，線圈上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大；當(dāng)定時齒對準線圈時，磁通達到最大值（圖中B點），但磁通量的變化率卻最小，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，這個時候線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢是最小的。當(dāng)定時齒離開線圈時，磁通開始下降如圖，到達C點時磁通量下降的幅度最大，這個時候線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢又達到了最大值。把上述信號進行轉(zhuǎn)換、放大后送入功率開關(guān)電路，就可以控制點火線圈一次電流的通斷。以上介紹的是磁脈沖式曲軸位置傳感器的基本原理，實際的要遠比這個復(fù)雜。（） 霍爾式曲軸位置傳感器霍爾傳感器是一種磁敏元件。它是利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體的磁電轉(zhuǎn)換原理工作的。如圖霍爾元件是一種半導(dǎo)體四端薄片，其四端均有引出線。它的工作原理是：當(dāng)在其a、b兩端以電流激勵并有垂直于薄片的磁場作用時，在垂直于電流和磁場方向的c、d端會出現(xiàn)與激勵電流I和磁場強度H乘積成正比的電動勢，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。所產(chǎn)生的電動勢稱為霍爾電動勢。上面介紹了霍爾元件，那么，我們將霍爾元件、放大器、穩(wěn)定電源、功能電路及輸出電路集成在一個芯片上，就構(gòu)成了霍爾集成電路?；魻柤呻娐房煞譃榫€性和開關(guān)