第1章 汽车传感器概述

1、第1章传感器的概要，1.1人的感觉和机械的感觉1.2信号转换和能量转换1.3能量转换型传感器和能量控制型传感器1.4模拟输出信号和数字输出信号1.5汽车用传感器的种类和项目，1.1人的感觉和机械的感觉，人的视觉、听觉、触觉等人类的味觉、嗅觉等一般被称为化学感觉，相应地在离子电极和溶液的电导率等的测定中采用了化学传感器。 当然，物理传感器和化学传感器没有本质的差异。 下一页，回到1.1人的感觉和机器的感觉，如果把人的感觉器官和传感器比较，哪个好？ 这是一个非常难的主题。 人类的感觉是我们生活的基础，生活是以感觉为前提的。 所以，在我们的生活中，如果从感觉器官的尺度来评价传感器，一定是我们的感觉器

2、官好。 以嗅觉为例，与狗的鼻子相比，鼻子的感受性相当差，但在某些物质上，鼻子的感受性超过了现代的化学分析技术。 下一页，返回，上一页，1.1人的感觉和机械的感觉，但是，通过光传感器可以看到，有能检测人感觉不到的红外线和紫外线的传感器。 另外，作为温度传感器的热电偶可以直接放入熔化的钢和燃烧的液化天然气中测量温度，精度达到11，而且可以测量的温度范围在-1601600之间。 下一页，返回，上一页，1.1人的感觉和机械的感觉，有人发烧时，有时把手放在额头附近判断体温，因为两者的温差不大，温差太大就很难定量判断。 很多人聚集在一起吵闹的时候，喊着自己的名字的话，自己也能从吵闹的声音中识别出来，但是麦

3、克不希望这样。 另外，附近的列车通过的声音，在不知不觉中就习惯了。 虽然也可以说是五官，但是人类的五官和机械传感器是有差异的。 返回前一页，1.2信号变换和能量变换通过五感得到必要的信息。 机器和系统用传感器取得周围环境的条件和测量对象的信息。 传感器将接收到的信号转换成电信号并输出到外部。 传感器以怎样的灵敏度检测信号，与原输入信号相比转换后的信号发生失真？ 这些项目可以用于评价传感器的优劣。 也就是说，根据传感器处理的信息的质量和量来评价传感器的性能。 对“物质”和“能源”来说，“信息”是一个新概念。 因为研究传感器时重视信息在信号检测和转换过程中的质量和数量，所以总把能量和物质在这个过程

4、中的作用放在第二位。 下一页，返回1.2信号转换和能量转换，信息以信号的形式转换。 信号的转换过程一定有能量的传递和转换。 传感器是能量转换器。 例如，光传感器的太阳能电池是把光能转换成电能的转换器温度传感器的热电偶是把热能转换成电能的转换器。 前页，1.3能量转换型传感器和能量控制型传感器，太阳能电池和热电偶输出的电力，分别来自传感器吸收的光能和热能。 由于这些能量除了传感器之外还被转换后输出，因此将该传感器称为“能量转换型传感器”。 另一方面，温度传感器和照相机用自动曝光机构的光传感器向外部输出信号以改变电阻值。 此时，输入传感器的热能或光能不能成为其他形式的能量，传感器的电源由测试电路供

5、给，但是从电源输出的能量被从测试对象输出的信号(热和光)控制，将该传感器称为“能量控制型传感器”回到下一页，1.3能量转换型传感器和能量控制型传感器，“能量控制型传感器”消耗输入信号的能量，但与控制的输出能量和输出功率相比，通常要小很多。 着眼于输入能量和输出能量的对比，可知该传感器具有放大作用，因此也将“能量控制型传感器”称为“有源型传感器”。 与之相应，“能量转换型传感器”没有能量放大作用，因此也被称为“无源型传感器”。 返回前一页，1.4模拟输出信号和数字输出信号、模拟信号是什么？ 一般来说，电压、电流、阻抗等是模拟信号。 另外，频率和光输出传感器的输出也是模拟信号。 阻抗变化的传感器也

6、是能量控制型的，所以输出信号是电压或电流。 以直流电压为例，对模拟信号进行说明。 在传递从0到v的电压即“量”的情况下，将“量”的值变换为直流电压即可。 电压低时传递的“量”小，电压高时传递的“量”大，电信号的变化传递“量”的变化。 有时使用电流信号而不是电压信号，转换规则相似。 下一页，返回1.4模拟输出信号和数字输出信号，“数字信号”是表示量的符号，最简单的例子是用两个符号表示量。 我们平时使用。 09这十个数字的组合表示量。 但是，这并不是说表示“量”的数字必须是十进制的。 当用两个符号“0，1”表示数时，称为二进制数。 与连续的模拟不同，数字传感器的输出是离散的数值和符号。 数字转换中

7、最简单的输出信号是“0，1，与其对应的ON/OFF型传感器或开关接点的ON/OFF状态。 数字技术飞速发展，出现了精度和分解能力非常高的数字输出传感器。 这种传感器的优点在于：信号传输的衰减量小，并且即使有噪声混入，误差也很小。 返回，在前页、1.5汽车用传感器的种类和项目、传感器一词被广泛使用之前，汽车上装有带传感器的仪表，例如温度计、转速表、速度表等。 随着电子技术的发展，在汽车电子控制系统中，自己的微机迅速普及，这又促进了信息处理技术和控制技术的进步，为了为微机提供必要的信息，人们开发了各种传感器，达到了各种目的。 有些车配备了50多种传感器。 其中大部分传感器用于动力传递系统、车辆控制

8、系统、车身控制系统、通信系统和提高工作性能的系统。 现在，为了创造舒适的驾驶环境，为了重视安全也使用了很多传感器。 下一页，回到1.5汽车用传感器的种类和项目，提高发动机性能的关键是燃料喷射量和点火时期。 为了确定这两个参数，需要很多信息，如发动机的吸入空气量、温度、发动机转速、曲柄位置等。 因此，汽车配备了温度传感器、流速传感器、角度传感器、位置传感器等测量废气中的氧浓度并正确控制的传感器。 为了使汽车安全行驶而采用电子技术，在进一步提高汽车性能的过程中，传感器的作用变得更加重要。 汽车电子技术的应用是否成功的关键是传感器，这种说法不为过。 汽车传感器如系统、使用日的表1-1、图1-1所示，

9、采用了下页、前页、1.5汽车用传感器的种类和项目、(1)与发动机控制相关的检测项目。 (2)与转向控制系统相关的检测项目。 (3)有关空调控制的检查项目。 (4)与仪表、警报、诊断等有关的控制项目。 (5)变速系统的控制项目。 (6)制动系统控制项目。 (7)悬挂系统的控制项目。 (8)对系统控制项目进行介绍。 (9)关于安全控制项目。、下页、返回、前页、1.5汽车用传感器的种类和项目、各控制系统中使用的传感器根据其检测项目进行分类，分为：温度传感器的压力传感器空气流量传感器位置、角度传感器气体浓度传感器转速传感器加速度振动传感器光量传感器液位传感器距离传感器要想在汽车上大量安装传感器，除了传

10、感器的测量范围、精度、分辨率、响应性等基本因素满足要求外，还需要考虑参数的完整性、耐久性、经济性。 根据使用目的选定适当水平的传感器。 发动机的一些典型的计量项目和特性要求见表1-2 .下页，1.5汽车用传感器的种类和项目，还有发动机的使用环境也非常广泛，从寒带到热带，汽车的一部分达到了1000左右的高温，机械的振动、腐蚀、防水等，无法考虑的苛刻环境很多发动机用传感器的典型环境条件如表1-3、表1-4所示。 几年前，排气装置的零件要求十年保修期。 因此，汽车用传感器的开发，比起传感器本身的开发，更重视对传感器的互换性和耐久性等可靠性的开发。下页、返回、前页、1.5汽车用传感器的种类和项目，已经介绍了，传感器相当于人的感觉感受器，在检测各种物理量、化学量的同时，传感器还可以测定稳定度和危险度等状态，对舒适性、不快感、臭味等官能功能的项目进行了定量也就是说，传感器不仅能检测到单一的变量，还要求能够测量各变量的时间变化状况及其空间分布，或者与其他变量进行对比，具有进行估计和判断的功能。 也就是说，传感器不仅是官能功能