車輛電子控制系統(tǒng)-傳感器03-02

1、 車用傳感器復(fù)習(xí)汽車電子控制系統(tǒng)的組成；車用傳感器的初步介紹，其中包括車用傳感器的種類、以及對車用傳感器的基本要求。3.3.2 車用傳感器原理及其電路 3.3.2.1 溫度傳感器 在汽車的控制系統(tǒng)中，溫度檢測是重要的項(xiàng)目之一。溫度傳感器是一種能將溫度轉(zhuǎn)換成電信號的傳感器。溫度傳感器不應(yīng)影響測點(diǎn)處的溫度分布并能再現(xiàn)溫度的瞬態(tài)變化。熱容量慣性盡量小。保持敏感元件測得的溫度不受外界的溫度影響，要求敏感元件與外界絕熱良好。3.3.2.1 溫度傳感器 汽車上部分測溫介質(zhì)和范圍 根據(jù)溫度檢測的不同部位和用途，溫度傳感器的類型也不一樣。介紹:熱敏電阻式。3.3.2.1 溫度傳感器（1）熱敏電阻式溫度傳感器

2、概念：所謂熱敏電阻式溫度傳感器，就是以熱敏電阻為敏感元件對溫度進(jìn)行測量的傳感器。 熱敏電阻就是電阻值隨著溫度的變化而變化的元件。 根據(jù)電阻值和溫度的關(guān)系，熱敏電阻可以分為負(fù)溫度系數(shù)（NTC）和正溫度系數(shù)（PTC）兩類。 3.3.2.1 溫度傳感器NTC型熱敏電阻傳感器 材料：以NiO， CoO，MnO等過渡性金屬的氧化物為主要成分，把兩種以上氧化物混合成形，進(jìn)行燒結(jié)制成。構(gòu)造3.3.2.1 溫度傳感器用途：測量發(fā)動機(jī)冷卻水溫度、發(fā)動機(jī)吸入空氣溫度、各種機(jī)油溫度以及空調(diào)裝置的空氣溫度控制。 溫度特性3.3.2.1 溫度傳感器PTC型熱敏電阻傳感器 材料：以BaTiO3（鋇鈦合金）為主要成分，是由

3、混合金屬氧化物燒結(jié)成型。溫度特性： PTC型熱敏電阻式傳感器的溫度特性 3.3.2.1 溫度傳感器用途：液面高度傳感器。熱量使傳感器溫度升高熱量擴(kuò)散在液體中3.3.2.1 溫度傳感器熱敏電阻的連接方法：熱敏電阻的連接方法3.3.2.1 溫度傳感器對于恒定電壓的情況，熱敏電阻隨溫度變化的特性轉(zhuǎn)換為電壓隨溫度變化的特性，即對于恒定電壓的情況，熱敏電阻隨溫度變化的特性轉(zhuǎn)換為電壓隨溫度變化的特性，即3.3.2.1 溫度傳感器（2）溫度傳感器應(yīng)用舉例采用NTC熱敏電阻傳感器測量發(fā)動機(jī)冷卻液溫度，主要用于電子控制式燃油噴射系統(tǒng)上的檢測冷卻水溫，以控制冷卻液溫度，測量溫度范圍為-40130。將該傳感器裝在冷

4、卻液回路中，把溫度的變化以電阻值的方式檢測出來。隨溫度的不同電阻值發(fā)生很大的變化。發(fā)動機(jī)冷卻液溫度傳感器3.3.2.1 溫度傳感器發(fā)動機(jī)冷卻液溫度傳感器1-插頭；2-殼體；3-密封環(huán)；4-螺紋 5-測量電阻；6-冷卻液 3.3.2.2 壓力傳感器 壓力傳感器是車輛控制系統(tǒng)，尤其是發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)中最為常見的一種傳感器。按照原理的不同，也有不同種類的壓力傳感器，介紹兩種：半導(dǎo)體壓力傳感器和金屬膜片式壓力傳感器。壓力傳感器是將壓力轉(zhuǎn)換成電信號的傳感器。用于檢測氣體壓力或液體壓力，大多數(shù)測定的是差壓?；鶞?zhǔn)壓力就是通常的大氣壓。3.3.2.2 壓力傳感器（1）半導(dǎo)體壓力傳感器原理：半導(dǎo)體晶體受到一個外力

5、作用時(shí)，因半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)，其內(nèi)部電阻將會發(fā)生很大的變化。所謂晶體的壓阻效應(yīng)，是指當(dāng)晶體受到一個外部壓力時(shí)，晶體內(nèi)部會產(chǎn)生應(yīng)變，從而引起該晶體的阻抗變化。 3.3.2.2 壓力傳感器半導(dǎo)體壓力傳感器的結(jié)構(gòu)1-蓋子；2-硅杯；3-真空模；4-焊錫；5-硅片；6-金線；7-端子；8-底座；9-壓力接管3.3.2.2 壓力傳感器半導(dǎo)體壓力傳感器的結(jié)構(gòu)主要包括硅片、底座、硅杯及蓋子等。硅片上形成有膜片，膜片上埋入了檢測壓力的測量電阻，底座上設(shè)置了導(dǎo)壓管及作為輸入輸出的引線端子。3.3.2.2 壓力傳感器半導(dǎo)體壓阻電效應(yīng)解釋：1-測量電阻；2-膜片半導(dǎo)體壓電電阻效應(yīng)（a）原理 （b）檢測電路+-3.3.

6、2.2 壓力傳感器設(shè)：R1=R2=R3=R4=R ，當(dāng)薄膜受力時(shí)，引起應(yīng)變電阻值的變化。設(shè)：R1，R3的電阻變化量為R，則R2 ， R4的變化量為-R。設(shè)：電橋的輸入電壓為VE，則C-與膜片材料有關(guān)的常數(shù)；r膜片半徑；h膜片厚度。3.3.2.2 壓力傳感器輸出電壓V0與壓力P、 成正比。若膜片半徑、厚度保持恒定，則輸出電壓V0便與壓力P成正比。壓力接管接入所測量壓力后，薄膜在該壓力的作用下產(chǎn)生應(yīng)力，電橋回路就輸出與測量壓力成比例的電壓。因?yàn)檎婵諌毫ψ鳛榛鶞?zhǔn)壓力，所以就能測量絕對壓力。3.3.2.2 壓力傳感器為了補(bǔ)償應(yīng)變電阻值和薄膜厚度的不均以及應(yīng)變電阻的溫度系數(shù)等影響，需要進(jìn)行各電壓和溫度等

7、補(bǔ)償，而且與傳感器制成一體。由于半導(dǎo)體壓力傳感器具有體積小、重量輕、靈敏度高、功耗低、便于集成等優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展十分迅速，應(yīng)用也很廣泛。3.3.2.2 壓力傳感器（2）金屬膜片式壓力傳感器原理：鋼質(zhì)膜片是該類型傳感器的核心。在膜片上蒸發(fā)沉積有4個橋式應(yīng)變片電路。傳感器的測量范圍與膜片的厚度有關(guān)。高壓用較厚的膜片，低壓用較薄的膜片。3.3.2.2 壓力傳感器1 插頭2 信號處理電路3 帶有應(yīng)變片的鋼制膜片4 壓力插頭5 緊固羅紋 （a）構(gòu)造 (b) 輸出特性金屬膜片式壓力傳感器3.3.2.2 壓力傳感器只要測量壓力通過壓力接頭4作用在膜片3下面，膜片彎曲變形使膜片上面的應(yīng)變片的電阻發(fā)生變化。電橋上產(chǎn)生的電壓（mV級）經(jīng)導(dǎo)線輸入到傳感器上的信號處理電路2中。處理電路將電橋電壓放大至05V的輸出電壓，再輸入到控制單元?？刂茊卧盟鎯Φ膲毫?電壓信號變化關(guān)系，算出壓力值。3.3.2.2 壓力傳感器進(jìn)氣壓力傳感器測量發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣管中氣體的絕對壓力，典型的進(jìn)氣絕對壓力值為250kPa。該絕對