位移传感器在汽车中的应用.ppt

位移传感器在汽车中应用 班级 仪表中1131老师 张雪琴 小组成员 刘彦花廖慧珍史小凤张倩杨金凤 图2 3汽车空调自动控制系统中传感器的安装位置1 车外空气温度传感器2 车内空气温度传感器 前 3 日照传感器4 控制板5 后控制板6 车内空气温度传感器 后 7 计算机8 功率伺服机构 位移传感器在汽车中的应用 车在生活中的用途 测量参量速度温度压力 目录 传感器的定义传感器的组成传感器的功能温度传感器原理汽车常用传感器原理汽车传感器的性能要求汽车用压力传感器的种类与用途微差压力传感器的特点压力传感器的额定值与特性主油缸压力传感器 传感器的定义 国家标准GB7665 87对传感器下的定义是 能感受规定的被测量件并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置 通常由敏感元件和转换元件组成 传感器是一种检测装置 能感受到被测量的信息 并能将检测感受到的信息 按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出 以满足信息的传输 处理 存储 显示 记录和控制等要求 它是实现自动检测和自动控制的首要环节 传感器 在新韦式大词典中定义为 从一个系统接受功率 通常以另一种形式将功率送到第二个系统中的器件 根据这个定义 传感器的作用是将一种能量转换成另一种能量形式 所以不少学者也用 换能器 Transducer 来称谓 传感器 Sensor 返回 传感器的组成 返回 传感器的功能 常将传感器的功能与人类5大感觉器官相比拟 光敏传感器 视觉声敏传感器 听觉气敏传感器 嗅觉化学传感器 味觉压敏 温敏 流体传感器 触觉敏感元件的分类 物理类 基于力 热 光 电 磁和声等物理效应 化学类 基于化学反应的原理 生物类 基于酶 抗体 和激素等分子识别功能 通常据其基本感知功能可分为热敏元件 光敏元件 气敏元件 力敏元件 磁敏元件 湿敏元件 声敏元件 放射线敏感元件 色敏元件和味敏元件等十大类 还有人曾将敏感元件分46类 返回 热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件 是由两种不同成分的导体两端接合成回路时 当两接合点热电偶温度不同时 就会在回路内产生热电流 如果热电偶的工作端与参比端存有温差时 显示仪表将会指示出热电偶产生的热电势所对应的温度值 热电偶的热电动热将随着测量端温度升高而增长 它的大小只与热电偶材料和两端的温度有关 与热电极的长度 直径无关 各种热电偶的外形常因需要而极不相同 但是它们的基本结构却大致相同 通常由热电极 绝缘套保护管和接线盒等主要部分组成 通常和显示仪表 记录仪表和电子调节器配套使用 热电偶温度传感器 返回 携带式液体热电偶 手持式测温仪 热电偶测温仪 热电偶测温仪 红外热电偶测温仪 返回 热电阻温度传感器是利用导体或半导体的电阻值岁温度变化而变化的原理进行测温的一种传感器温度计 它分为金属热电阻和半导体热敏电阻两大类 热电阻广泛用于测量 200 850 C范围内的温度 少数情况下 低温可测至1K 高温达1000 C 热电阻传感器由热电阻 连接导线及显示仪表组成 热电阻也可以与温度变送器连接 将温度转换为标准电流信号输出 用于制造热电阻的材料应具有尽可能大和稳定的电阻温度系数和电阻率 输出最好呈线性 物理化学性能稳定 复线性好等 目前最常用的热电阻有铂热电阻和铜热电阻 热电阻是把温度变化转换为电阻值变化的一次元件 通常需要把电阻信号通过引线传递到计算机控制装置或者其它一次仪表上 工业用热电阻安装在生产现场 与控制室之间存在一定的距离 因此热电阻的引线对测量结果会有较大的影响 热电阻温度传感器 返回 二 温度传感器原理 现代汽车发动机 自动变速器和空调等系统均使用温度传感器 它们用于测量发动机的冷却液温度 进气温度 自动变速器油温度 空调系统环境温度等 为发动机的燃油喷射 自动变速器的换档 离合器锁定 油压控制以及空调自动控制提供了重要依据 汽车上实际应用的温度传感器主要有绕组电阻式 热敏电阻式和热电偶三种 面以铜热电阻传感器和汽车常用的热敏电阻传感器为例讲述其工作原理 返回 1 雨滴传感器 图2 40压电元件的结构1 陶瓷 钛酸钡 2 电极 金属蒸发 返回 雨滴传感器的工作原理 优点 检测出的雨滴转变成电信号的大小 自动设定工作时间 主要应用 压电式压电振子的关键 压电式传感器 电压放大器 单片机 主要工作原理 雨滴传感器检测出的雨量变成电信号 根据信号的大小设定工作时间间隔 利用压电振子受到雨淋 按照雨滴的强弱和雨量做振动 返回 汽车常用传感器原理 一 进气压力传感器原理进气压力传感器一般安装在节气门后部的进气岐管上 节气门前部与大气相通 进气压力为大气压 而其后部的气压为负压 节气门的前后部均有进气管与附加空气阀相通 进气压力传感器的作用是将进气管道中的气体压力转换成电信号 并送给电子控制装置 再由电子控制装置控制电动喷油器喷油时间的长短 返回 1 舌簧开关式车速传感器 图2 11舌簧开关式车速传感器的结构1 舌簧开关2 指针3 弹簧4 磁铁5 转子6 输出端 返回 汽车传感器的性能要求 1 好的环境适应性 因为汽车是在环境温度变化范围较宽 40 80OC 道路表面优劣程度相差较大 烈日 暴雨或冰雪天气造成温度悬殊 有时甚至在强大的电磁场的情况下工作的 因此要求耐振 耐水 耐温 耐冲击 抗电磁干扰等 2 批量生产性 为了使传感器用在适合于一般用户购买力的成本而生产的汽车上 必须要求传感器具有批量生产的可能性 换句话说 汽车传感器在保障其性能的基础上 成本尽可能低 而且通过简单的调整就能更换 3 可靠性 同一般传感器一样 汽车传感器的可靠性应是最重要 并且稳定性要好 4 尽可能小型 质量轻 便于安装 5 符合有关法规的要求 返回 四 转速传感器原理 1 电磁式转速传感器原理图9 12 a 为电磁式转速传感器的工作原理图 它由永久磁铁 感应线圈 信号盘等组成 在信号盘上加工有齿形凸起 信号盘装在被测转轴上 与转轴一起旋转 当转轴旋转时 信号盘的凸凹齿形将引起信号盘与永久磁铁间气隙大小的变化 从而使永久磁铁组成的磁路中磁通量随之发生变化 磁路通过感应线圈 当磁通量发生突变时 感应线圈会感应出一定幅度的脉冲电势 其频率为 f zn 9 5 式 9 5 中 z为信号盘的齿数 n为信号盘的转速 转 秒 由上式可知 转数越大 感应线圈感应的脉冲电势的频率就越高 如图9 12 b 所示 如果将这些脉冲电压信号输入发动机ECU 通过计算单位时间内脉冲电压的数目 即可确定发动机的转速 返回 五 压电式爆燃传感器 压电传感器在力的测量中应用也十分广泛 某些晶体受一定方向外力作用而发生机械变形时 相应地在一定的晶体表面产生符号相反的电荷 外力去掉后 电荷消失 力的方向改变时 电荷的符号也随之改变 这种现象称为压电效应 具有压电效应的晶体称为压电晶体 下面以石英晶体为例讲述压电元件的工作原理 返回 3 光电式车速传感器 图2 20车速表的电路框图 返回 4 超声波距离传感器 图2 45超声波距离传感器难以检测的场合 返回 汽车用压力传感器的种类与用途 作用 检测空气滤清器是否堵漏 主要用于化油器规格的车辆上 利用压力差检测堵漏状况 工作原理 当产生压力差时 A B 在B腔负压的作用下 膜片推压弹簧向下移动 笛簧开关导通 1真空开关 返回 克拉玛依职业技术学院 当空气滤清器发生堵塞时 B接头处为负压 笛簧开关闭合 报警指示灯亮 返回 微差压力传感器的特点 1 压力检测范围宽 2 耐压能力高 3 差压工作 对卡曼涡旋之外因素引起的压力变化 同相成分 的灵敏度很低 4 耐环境性能好 5 半导体芯片的壳体与涡旋发生柱做成一个整体 缩小体积 返回 压力传感器的额定值与特性 1 压力额定值额定电压 传感器正常工作时的最佳电压过载电压 在不影响各项特性的范围里可以加上的最大压力值 2 输出电压特性传感器输出电压 在外加电压与压力时桥式电路输出端上的电压偏置电压 外加压力为0Pa时的输出电压 桥不平衡零点电压 控制电压 表明传感器的灵敏度 传感器加上额定压力的输出电压减去偏置电压 3 精度与温度特性精度 将定义域内输出电压的上限值与下限值连接的直线定为基准线 确定的最大偏差温度特性 与硅片和硅杯的材料形状有关 返回 主油缸压力传感器 作用 检测主油缸的输出压力 原理 制动压力 膜片