车辆电子控制系统-传感器03-02

1、 车用传感器复习汽车电子控制系统的组成；车用传感器的初步介绍，其中包括车用传感器的种类、以及对车用传感器的基本要求。3.3.2 车用传感器原理及其电路 3.3.2.1 温度传感器 在汽车的控制系统中，温度检测是重要的项目之一。温度传感器是一种能将温度转换成电信号的传感器。温度传感器不应影响测点处的温度分布并能再现温度的瞬态变化。热容量惯性尽量小。保持敏感元件测得的温度不受外界的温度影响，要求敏感元件与外界绝热良好。3.3.2.1 温度传感器 汽车上部分测温介质和范围 根据温度检测的不同部位和用途，温度传感器的类型也不一样。介绍:热敏电阻式。3.3.2.1 温度传感器（1）热敏电阻式温度传感器

2、概念：所谓热敏电阻式温度传感器，就是以热敏电阻为敏感元件对温度进行测量的传感器。 热敏电阻就是电阻值随着温度的变化而变化的元件。 根据电阻值和温度的关系，热敏电阻可以分为负温度系数（NTC）和正温度系数（PTC）两类。 3.3.2.1 温度传感器NTC型热敏电阻传感器 材料：以NiO， CoO，MnO等过渡性金属的氧化物为主要成分，把两种以上氧化物混合成形，进行烧结制成。构造3.3.2.1 温度传感器用途：测量发动机冷却水温度、发动机吸入空气温度、各种机油温度以及空调装置的空气温度控制。 温度特性3.3.2.1 温度传感器PTC型热敏电阻传感器 材料：以BaTiO3（钡钛合金）为主要成分，是由

3、混合金属氧化物烧结成型。温度特性： PTC型热敏电阻式传感器的温度特性 3.3.2.1 温度传感器用途：液面高度传感器。热量使传感器温度升高热量扩散在液体中3.3.2.1 温度传感器热敏电阻的连接方法：热敏电阻的连接方法3.3.2.1 温度传感器对于恒定电压的情况，热敏电阻随温度变化的特性转换为电压随温度变化的特性，即对于恒定电压的情况，热敏电阻随温度变化的特性转换为电压随温度变化的特性，即3.3.2.1 温度传感器（2）温度传感器应用举例采用NTC热敏电阻传感器测量发动机冷却液温度，主要用于电子控制式燃油喷射系统上的检测冷却水温，以控制冷却液温度，测量温度范围为-40130。将该传感器装在冷

4、却液回路中，把温度的变化以电阻值的方式检测出来。随温度的不同电阻值发生很大的变化。发动机冷却液温度传感器3.3.2.1 温度传感器发动机冷却液温度传感器1-插头；2-壳体；3-密封环；4-螺纹 5-测量电阻；6-冷却液 3.3.2.2 压力传感器 压力传感器是车辆控制系统，尤其是发动机控制系统中最为常见的一种传感器。按照原理的不同，也有不同种类的压力传感器，介绍两种：半导体压力传感器和金属膜片式压力传感器。压力传感器是将压力转换成电信号的传感器。用于检测气体压力或液体压力，大多数测定的是差压。基准压力就是通常的大气压。3.3.2.2 压力传感器（1）半导体压力传感器原理：半导体晶体受到一个外力

5、作用时，因半导体的压阻效应，其内部电阻将会发生很大的变化。所谓晶体的压阻效应，是指当晶体受到一个外部压力时，晶体内部会产生应变，从而引起该晶体的阻抗变化。 3.3.2.2 压力传感器半导体压力传感器的结构1-盖子；2-硅杯；3-真空模；4-焊锡；5-硅片；6-金线；7-端子；8-底座；9-压力接管3.3.2.2 压力传感器半导体压力传感器的结构主要包括硅片、底座、硅杯及盖子等。硅片上形成有膜片，膜片上埋入了检测压力的测量电阻，底座上设置了导压管及作为输入输出的引线端子。3.3.2.2 压力传感器半导体压阻电效应解释：1-测量电阻；2-膜片半导体压电电阻效应（a）原理 （b）检测电路+-3.3.

6、2.2 压力传感器设：R1=R2=R3=R4=R ，当薄膜受力时，引起应变电阻值的变化。设：R1，R3的电阻变化量为R，则R2 ， R4的变化量为-R。设：电桥的输入电压为VE，则C-与膜片材料有关的常数；r膜片半径；h膜片厚度。3.3.2.2 压力传感器输出电压V0与压力P、 成正比。若膜片半径、厚度保持恒定，则输出电压V0便与压力P成正比。压力接管接入所测量压力后，薄膜在该压力的作用下产生应力，电桥回路就输出与测量压力成比例的电压。因为真空压力作为基准压力，所以就能测量绝对压力。3.3.2.2 压力传感器为了补偿应变电阻值和薄膜厚度的不均以及应变电阻的温度系数等影响，需要进行各电压和温度等

7、补偿，而且与传感器制成一体。由于半导体压力传感器具有体积小、重量轻、灵敏度高、功耗低、便于集成等优点，发展十分迅速，应用也很广泛。3.3.2.2 压力传感器（2）金属膜片式压力传感器原理：钢质膜片是该类型传感器的核心。在膜片上蒸发沉积有4个桥式应变片电路。传感器的测量范围与膜片的厚度有关。高压用较厚的膜片，低压用较薄的膜片。3.3.2.2 压力传感器1 插头2 信号处理电路3 带有应变片的钢制膜片4 压力插头5 紧固罗纹 （a）构造 (b) 输出特性金属膜片式压力传感器3.3.2.2 压力传感器只要测量压力通过压力接头4作用在膜片3下面，膜片弯曲变形使膜片上面的应变片的电阻发生变化。电桥上产生的电压（mV级）经导线输入到传感器上的信号处理电路2中。处理电路将电桥电压放大至05V的输出电压，再输入到控制单元。控制单元利用所存储的压力-电压信号变化关系，算出压力值。3.3.2.2 压力传感器进气压力传感器测量发动机的进气管中气体的绝对压力，典型的进气绝对压力值为250kPa。该绝对