光电式传感器

1.反光镜式卡尔曼涡流空气流量传感器结构与原理(1)反光镜式卡尔曼涡流空气流量传感器结构反光镜式卡尔曼涡流空气流量计(图5.12)主要由涡流发生器、发光二极管LED、光电晶体管、反光镜、张紧带、厚膜集成控制电路和进气温度传感器组成。其中涡流发生器后面设置有导压孑L,用来将变化的涡流压力导入导压腔内。反光镜安装在张紧带上，发光二极管和光电晶体管设置在反光镜的上面，发光二极管发出的光经反光镜反射后使光电晶体管导通。丰田雷克萨斯LS400型和丰田皇冠3.0型轿车安装了反光镜式卡尔曼涡流卒气流量计。r1ft就r1ft就M欄图应光虢式忖尔憂隅流空％说试愕腫歸前站购(2)反光镜式卡尔曼涡流空气流量传感器的工作原理反光镜式卡尔曼涡流空气流量传感器的空气入口处设有蜂窝状整流网栅,其作用是使吸入的空气在涡流发生器上游形成比较稳定的气流，从而保证气流经涡流发生器后产生与其流速成正比的涡流。涡流发生器用合成树脂与厚膜集成控制电路封装成一体。当进气气流流过涡流发生器时，发生器两侧就会交替产生涡流，两侧的压力就会交替发生变化。进气量越大，产生的涡流数量越多，压力变化频率就越高。变化的压力被导压孑L引导到导压腔中使张紧带产生振动，从而带动张紧带上面的反光镜一起振动，且振动频率与单位时间内产生的涡流数量(即旋涡频率力成正比。由于反光镜的振动，被反光镜反射的光束也以同样频率变化，使得光电晶体管也随光束的变化以同样的频率导通和截止，所以光电晶体管导通与截止的频率与旋涡频率成正比。信号处理电路将涡流频率信号转换成方波电压信号输入ECU后，ECU便可计算出进气量的大小。第五节光电式燃油流量传感器2.光电式燃油流量传感器结构与原理光电式燃油流量传感器主要由光电耦合元件、叶轮、透光板组成。当叶轮旋转时，透光板也随叶轮在光电耦合件之间旋转，光敏晶体管就一会儿导通，一会儿截止，根据导通的次数就可以检测出燃油量。光电式燃油流量传感器的结构与电路如图5。37所示。朮电嶽含尤律朮电嶽含尤律惱头畀光电式燃iHi流灯低聒器结拘与电跻1.光电式曲轴位置传感器的结构与原理1）光电式曲轴位置传感器的结构光电式曲轴位置传感器一般安装在分电器内（无分电器则一般安装在凸轮轴左前部）,如图6.5a所示。该传感器由带缝隙、光孔的信号盘和信号发生器组成。信号盘安装在分电器轴上，和分电器轴随曲轴一起转动，其结构如图6.5b所示。它的外围均布有360条缝隙（即透光孑L），用于产生1。信号。对于六缸发动机，在信号盘外围稍靠内的圆上，均匀分布着6个间隔60。的透光孔，分别产生120。曲轴转角信号，其中有一个较宽的光孑L是用于产生第一缸上止点对应的120。信号缝隙。图z比电或曲輔位麗雄捕雑的安装位逍展样◎牡的精枸图6—5光电式曲轴位置传感器的安装位置及信号盘的结构信号发生器安装在分电器壳体上，它由两只发光二极管、两只光电二极管和电子电路组成.如图6—6所示。两只发光二极管分别对正着两只光敏二极管.信号盘在发光二极管和光敏二极管之间。2）光电式曲轴位置传感器的工作原理光电式曲轴位置传感器的工作原理如图6-7所示。光电式曲轴位置传感器是利用发动机曲轴运转时带动分电器轴和信号盘转动，使发光二极管发出的光线通过信号盘上边缘的4,；fL产生交替变化的透光，从而使光电二极管导通与截止产生脉冲电压信号的原理制成的。m&6棉号发生器结构 團乳光屯式曲轴位置梅悠器匸柞原理当信号发生器中的发光二极管的光束通过信号盘的小孑L照射到对面与其正对的光敏二极管上时，光敏二极管感光导通产生电压信号。当发光二极管的光束被信号盘遮挡时，光敏二极管截止，产生的电压为零。由于信号盘边缘刻有360个小孔，因此，信号盘每旋转一罔将产生360个脉冲电压信号，其中每个脉冲信号代表曲轴20转角（分电器转一周曲轴转两周即曲轴转7200），每个脉冲信号又由一个高电压信号（光敏二极管导通时产生）和一个零电压信号（光敏二极管截止时产生）所组成，因此后两者便分别代表曲轴1o转角。120。转角产生的原理相同，其由小孔里面的6个光孑L产生，对应的信号指活塞位于上止点位置时的曲轴位置。将光敏二极管产生的脉冲电压信号经电子电路放大后，便向ECU输入曲轴转角的1。信号和120。信号。但由于信号发生器安装位置的关系，1200信号实际并不代表活塞上止点时曲纳信罟而早对府活寨卜I卜占前70。flh轴侍罟.第四节光电式车高传感器与转角传感器1.光电式车高传感器的结构与原理光电式车高传感器一般安装在左右前轮胎的挡泥板上或后桥的中部，用以将车身高度的变化（悬架的位移变形量）转变成传感器轴的转角的变化，并检测出此轴的旋转角度，把它变成电信号输入ECU。ECU根据输入的车身高度变化的电信号和汽车载荷的大小，通过执行元件，对车身高度进行调节，保持车身高度基本不随载荷的变化而变化，同时还可以在汽车起步、转向、制动以及前、后、左、右车轮载荷相应变化时，调整车轮悬架刚度，提咼汽车抗俯仰、抗侧倾的能力，维持车身高度基本不变。

光电式车高传感器的结构与外形如图6—36所示。该传感器主要由传感器轴、光电元件及透光板组成，其中传感器轴通过导杆与拉紧螺栓的一端铰连(拉紧螺栓的另一端与后悬架臂相连)，安装位置如图6.37所示。叫传易抽站轴 M传班霑侔晤圈卜％比电式牛:誌俸感器帖构与外陪m6-37传酸器的安装位強光电式车高传感器的工作原理如图6—38所示。传感器的光电元件由发光二级管和光敏晶体管组成，且分布在带孔的透光板的两侧；车身高度变化时，悬架的位移发生变化，与悬架连在一起的拉紧螺栓移动，从而带动导杆和传感器轴转动，传感器轴的转动带动透光板的转动，使发光二极管和光敏晶体管之间时而透光，时而被透光板挡住，从而使光敏晶体管导通与截至，进而使电路接通(ON)或断开(OFF)。传感器将这种电路的通断信号(即ON、OFF信号)输入给悬架ECU,ECU根据输入的信号检测出透光板的转动角度，即可检测出车身高度的变化。

图弘3X光电式车阳他感器匚柞加理i一比电冗件？一略感能挡$—詠杆心一透此BiLIw图弘3X光电式车阳他感器匚柞加理i一比电冗件？一略感能挡$—詠杆心一透此Bit)OFF^二、光电式转角传感器转向盘转角传感器主要用于车辆稳定控制系统、电子助力转向系统和电子悬挂系统中,用于检测转向盘的中间位置、转动方向、转动角度和转动速度等转向信息，从而使相关控制单元实施不同的控制策略。，早期的转向盘转角传感器主要安装在转向轴管上来检测转向轴的旋转角度，如今的转向盘转角传感器，一般与时钟弹簧集成安装。转向盘转角传感器主要有滑动电阻式、磁感应式、霍尔式、光电式、各向异性磁阻式,应用最广泛的是光电式转向盘转角传感器。光电式转角传感器安装在转向轴管上，用于检测转向盘的中间位置、转动方向、转动角度和转动速度，即转向轮的偏转方向和偏转角度，并将所检测的信号输入给电子悬架控制系统ECU,使电子悬架控制系统ECU根据转角传感器输入的信号和车速传感器输入的车速信号判断汽车转向时侧向力的大小，从而对车身的侧倾进行控制。1.光电式转角传感器的结构与原理光电式转角传感器的结构与安装位置如图6—40所示。转向圆盘（透光盘）安装在转向轴上，圆盘的圆周上均匀地开有很多小槽，圆盘随着转向主轴的旋转而旋转。加在圆盘两侧的是两组光电元件（由发光二极管和光敏晶体管组成），光电元件套在转向柱管上。阳石・阳石・如光电虫转m楼感器的結构打安装位程1转角忖磨器2—转向圖盘【逋舱监、3—光电炯書応件4—ffl5-转向轴光电式转角传感器的工作原理如图6—41a所示。该传感器的工作原理与车身高度传感器的工作原理基本相同，都是利用带有槽的转向圆盘的转动，使圆盘一侧的发光二极管发出的光线透过圆盘的小槽或被圆盘挡住，从而使圆盘另一侧的光敏晶体管导通与截至，进而使电路导通与截止，产生“ON”或“OFF”电压信号。不同的是转角传感器根据光敏晶体管的导通、截止速度可检测出转向器的速度，根据检测到的脉冲信号的相位差可判断转向盘的转动方向。光电式转角传感器的电路如图6.41b所示。La)La)［^6-4］比电式转価桂越器r作原理灯趾蹄囲［一址I打2-YKCE；3—Jt电几忡2从图6—41中可以看出，光敏晶体管在透光盘的作用下，或者导通产生“ON”信号，或者截止产生“OFF”信号，根据光敏晶体管的导通、截止速度，可以检测出转向器的速度。在设计时使两个光电耦合元件（晶体管T。和T。）之间的导通与截止的相位差定在90度，根据先导通