傳感器應(yīng)用及其內(nèi)部原理.ppt

1、名車+傳感器=如虎添翼,傳感器監(jiān)測(cè)四個(gè)車輪的轉(zhuǎn)速，縱向和橫向的加速度和轉(zhuǎn)向角的變量，以此來調(diào)節(jié)分配給前后橋的動(dòng)力，以實(shí)現(xiàn)平衡。,保時(shí)捷Panamera 4S,轉(zhuǎn)速傳感器 轉(zhuǎn)速傳感器主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及車速的檢測(cè)。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)與曲軸位置檢測(cè)原理相同，但為了提高轉(zhuǎn)速檢測(cè)精度，需要增加每一轉(zhuǎn)的輸出脈沖。 轉(zhuǎn)速傳感器一般有兩種形式，一種是舌簧開關(guān)型，一種是光電耦合型。 1、舌簧開關(guān)型 舌簧開關(guān)安裝在組合儀表內(nèi)。舌簧開關(guān)是在一個(gè)玻璃管內(nèi)裝有兩個(gè)細(xì)長(zhǎng)的觸頭構(gòu)成的開關(guān)元件。其觸頭由磁性材料制成。當(dāng)由磁場(chǎng)作用時(shí)，兩個(gè)觸頭就會(huì)相互吸引而閉合或者互相排斥而斷開。 車速傳感器由帶有四磁極的轉(zhuǎn)子、舌簧開關(guān)組成。當(dāng)變

2、速器輸出軸通過軟軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，舌簧開關(guān)就會(huì)在轉(zhuǎn)子永久磁鐵的作用下進(jìn)行周期性的開關(guān)動(dòng)作，轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，舌簧開關(guān)開閉四次，通過外電路輸出4個(gè)脈沖。如果將該脈沖信號(hào)送數(shù)字電路或者計(jì)算機(jī)進(jìn)行記數(shù)和運(yùn)算，就可以得到車速輸出。 2、光電耦合型 光電型車速傳感器主要由轉(zhuǎn)子、遮光板、光電傳感器等組成。遮光板安裝在轉(zhuǎn)子軸上，其開槽的徑向部位恰好位于光電傳感器的U形開口內(nèi)，U形開口一側(cè)裝有二級(jí)發(fā)光管，另一側(cè)裝有光敏晶體管。當(dāng)軟軸帶動(dòng)遮光板旋轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)光二極管射向光敏二極管的光線被斷續(xù)遮擋，從而使光敏二極管輸出脈沖。如果遮光板開槽數(shù)為20，則轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，傳感器輸出20個(gè)脈沖。該脈沖信號(hào)經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后，就可以得到

3、車速輸出。,新領(lǐng)馭較老款有所提高，雙氙氣放電式頭燈/頭燈清洗裝置、雙件式LED尾燈、雨量傳感器、前排6.5英寸觸摸式顯示屏(帶DVD、MP3、CD)、SD卡接口等都能在新領(lǐng)馭上找到,帕薩特新領(lǐng)馭,雨量傳感器暗藏在前風(fēng)擋玻璃后面，它能根據(jù)落在玻璃上雨水量的大小來調(diào)整雨刷的動(dòng)作，因而大大減少了開車人的煩惱。雨量傳感器不是以幾個(gè)有限的擋位來變換雨刷的動(dòng)作速度，而是對(duì)雨刷的動(dòng)作速度做無級(jí)調(diào)節(jié)。它有一個(gè)被稱為L(zhǎng)ED的發(fā)光二級(jí)管負(fù)責(zé)發(fā)送遠(yuǎn)紅外線，當(dāng)玻璃表面干燥時(shí)，光線幾乎是100%地被反射回來，這樣光電二級(jí)管就能接收到很多的反射光線。玻璃上的雨水越多，反射回來的光線就越少，其結(jié)果是雨刷動(dòng)作越快。,雨量傳感

4、器,新奔馳E級(jí),它可以通過坡度傳感器由控制器給出準(zhǔn)確的駐車力。使車輛可以平穩(wěn)的在坡道上起步，同時(shí)也可以提高在雨天時(shí)的制動(dòng)效果。,應(yīng)用范圍：它在汽車上主要有兩個(gè)方面的應(yīng)用。一是用于氣壓的檢測(cè)，包括進(jìn)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(cè)，包括變速箱油壓、制動(dòng)閥油壓及懸掛油壓等。 下面介紹一下電容式壓力傳感器的原理。,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(duì)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(duì)有效面積，d為兩金屬電極板間距離。由這個(gè)關(guān)系式可以看出，當(dāng)其中

5、兩個(gè)參數(shù)不變，而另一個(gè)參數(shù)作為變量時(shí)，電容量就會(huì)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(gè)動(dòng)片（彈性金屬膜片）、兩個(gè)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(dòng)片與兩個(gè)定片之間形成了兩個(gè)串聯(lián)的電容。,當(dāng)進(jìn)氣壓力作用于彈性膜片時(shí)，彈性膜片產(chǎn)生位移，勢(shì)必與一個(gè)定片距離減小，而與另一個(gè)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(gè)被測(cè)量量引起兩個(gè)傳感元件參數(shù)等量、相反變化的結(jié)構(gòu)，稱為差動(dòng)結(jié)構(gòu)。如果彈性膜片置于被側(cè)壓力與大氣壓之間（彈性膜片上部空腔通大

6、氣），測(cè)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(cè)得的是絕對(duì)壓力。,寶馬7系,電子機(jī)械泊車制動(dòng)器能保證在需要的時(shí)候保持完全靜止，在您駕乘BMW旅行的每一個(gè)時(shí)刻，智能安全信息系統(tǒng)會(huì)用14個(gè)不同的傳感器監(jiān)控該車的安全狀況。,凱迪拉克全新SRX,電子控制集成系統(tǒng)(ECU)通過布置在全車超過20個(gè)傳感器每秒200次對(duì)來自車速、車輪轉(zhuǎn)速、油門深淺、橫向加速、發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩、車身偏擺角度、方向盤轉(zhuǎn)向角度的信息，進(jìn)行采集、計(jì)算和分析，并進(jìn)行扭矩分配，從而實(shí)現(xiàn)以上的五種驅(qū)動(dòng)方式。,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(hào)輸出，以便計(jì)算機(jī)控制

7、噴油量。,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(shí)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(dòng)觸點(diǎn)、怠速觸點(diǎn)、滿負(fù)荷觸點(diǎn)。利用怠速觸點(diǎn)和滿負(fù)荷觸點(diǎn)可以檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速狀態(tài)及重負(fù)荷狀態(tài)。,一般將動(dòng)觸點(diǎn)稱為TL觸點(diǎn)，怠速觸點(diǎn)稱為IDL觸點(diǎn)，滿負(fù)荷觸點(diǎn)稱為PSW觸點(diǎn)。從結(jié)構(gòu)圖可以看出，在與節(jié)氣門聯(lián)動(dòng)的連桿的作用下，凸輪可以旋轉(zhuǎn)，動(dòng)觸點(diǎn)可以沿凸輪的槽運(yùn)動(dòng)。這種節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但其輸出是非連續(xù)的。,在節(jié)氣門全關(guān)閉時(shí)，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(hào)時(shí)，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

8、以上時(shí)，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。 當(dāng)有IDL信號(hào)輸出并且發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速超過規(guī)定轉(zhuǎn)速時(shí)，則中斷供油，以防止催化劑過熱及節(jié)省燃油。當(dāng)IDL信號(hào)從有輸出轉(zhuǎn)換到無輸出時(shí)，電子控制器判斷出節(jié)氣門從全關(guān)閉狀態(tài)換至打開狀態(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(huì)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的暖機(jī)狀態(tài)進(jìn)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(hào)輸入到電子控制器中時(shí)，則發(fā)揮輸出加濃功能，增大噴油量。在重負(fù)荷行車時(shí)，若沒有PSW信號(hào)輸出的話，就會(huì)沒有輸出加濃作用，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的力量就要稍微低一些。,在使用三元催化進(jìn)化裝置的汽油噴射

9、發(fā)動(dòng)機(jī)中，一般都在排氣管中安排氧傳感器，用以檢測(cè)排氣中氧的含量，從而間接地判斷進(jìn)入氣缸內(nèi)混合氣的濃度，以便對(duì)實(shí)際空燃比進(jìn)行閉環(huán)控制。當(dāng)排氣中氧的含量過高時(shí)，說明混合氣過稀，氧傳感器即輸出一個(gè)電信號(hào)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(shí)， 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。,氧傳感器,工作原理：氧傳感器裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管里，用來測(cè)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(dòng)勢(shì)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(shí)，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(shí)，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(shí)，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(shí)，排氣中氧含量較少，同時(shí)伴有大量的未