汽車用各種傳感器及應(yīng)用

傳感器作為大多數(shù)自動化應(yīng)用中閉環(huán)控制不可缺少的輸入設(shè)備，隨著汽車電子技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車傳感器(汽車傳感器類型)在汽車發(fā)動機(jī)、底盤和車身的各個系統(tǒng)中負(fù)擔(dān)著信息的采集和傳輸?shù)墓δ?，汽車各個系統(tǒng)的控制過程正是依靠傳感器及時感知外界變化和系統(tǒng)本身的變化，再根據(jù)變化的信息去控制系統(tǒng)本身的工作的。因此汽車傳感器在汽車電子控制中有著非常重要的作用(汽車傳感器的作用)。那么，這些傳感器是如何工作的呢?小編通過搜集整理資料，對應(yīng)用在汽車不同控制系統(tǒng)的傳感器原理作了簡單分析總結(jié)。
　　不同位置汽車傳感器原理介紹
　　1、車外溫度傳感器原理
　　車外溫度傳感器一般以熱敏電阻制成，當(dāng)車外溫度變化時其電阻發(fā)生改變。溫度低時電阻大，溫度高時電阻小。
　　
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　　壓縮機(jī)控制原理
　　2、車內(nèi)溫度傳感器原理
　　車內(nèi)溫度傳感器同樣采用熱敏電阻材料，具有負(fù)溫度系數(shù)特性。一般安裝在儀表盤下方，并以空氣管連接到空調(diào)通風(fēng)管上，當(dāng)氣流迅速通過時，產(chǎn)生的真空將空氣引經(jīng)車內(nèi)溫度傳感器。
　　
氣流分送示意圖
 
　　氣流分送示意圖
　　3、日照傳感器原理
　　日照傳感器以光二極管或電池制成，用以感應(yīng)陽光照射車輛的強(qiáng)度，但并不是溫度。通常裝在儀表盤上方。
　　
蒸發(fā)器溫度傳感器控制電路
 
　　蒸發(fā)器溫度傳感器控制電路
　　4、蒸發(fā)器溫度傳感器原理
　　蒸發(fā)器溫度傳感器一般安裝在蒸發(fā)器翼片上，以感應(yīng)蒸發(fā)器的溫度，同樣采用熱敏電阻制造，具有負(fù)溫度系數(shù)特性。
　　5、光電式曲軸與凸輪軸位置傳感器原理
　　光電式傳感器的工作原理如圖所示。
　　
光電式傳感器的工作原理
光電式傳感器的工作原理
 
　　信號盤安裝在發(fā)光二極管(LED)與光敏晶體管(或光敏二極管)之間。當(dāng)信號盤上的透光孔旋轉(zhuǎn)到LED與光敏晶體管之間時，LED發(fā)出的光線就會照射到光敏晶體管上，此時光敏晶體管導(dǎo)通，其集電極輸出低電平(0.1～O.3V);當(dāng)信號盤上的遮光部分旋轉(zhuǎn)到LED與光敏晶體管之間時，LED發(fā)出的光線就不能照射到光敏晶體管上，此時光敏晶體管截止，其集電極輸出高電平(4.8～5.2V)。
　　如果信號盤連續(xù)旋轉(zhuǎn)，透光孔和遮光部分就會交替地轉(zhuǎn)過LED而透光或遮光，光敏晶體管集電極就會交替地輸出高電平和低電平。當(dāng)傳感器軸隨曲軸和配氣凸輪軸轉(zhuǎn)動時，信號盤上的透光孔和遮光部分便從LED與光敏晶體管之間轉(zhuǎn)過，LED發(fā)出的光線受信號盤透光和遮光作用就會交替照射到信號發(fā)生器的光敏晶體管上，信號傳感器中就會產(chǎn)生與曲軸位置和凸輪軸位置對應(yīng)的脈沖信號。
　　由于曲軸旋轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)，傳感器軸帶動信號盤旋轉(zhuǎn)一圈，因此，G信號傳感器將產(chǎn)生6個脈沖信號。Ne信號傳感器將產(chǎn)生360個脈沖信號。因?yàn)镚信號透光孔間隔弧度為60。，曲軸每旋轉(zhuǎn)120。就產(chǎn)生一個脈沖信號，所以通常G信號稱為120。
　　6、磁感應(yīng)式傳感器原理
　　磁感應(yīng)式傳感器的原理如圖所示，
　　
磁感應(yīng)式傳感器的原理
 
　　磁感應(yīng)式傳感器的原理
　　磁力線穿過的路徑為磁鐵N極一定子與轉(zhuǎn)子間的氣隙一轉(zhuǎn)子凸齒一轉(zhuǎn)子凸齒與定子磁頭間的氣隙一磁頭一導(dǎo)磁板一磁鐵S極。當(dāng)信號轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，磁路中的氣隙就會周期性地發(fā)生變化，磁路的磁阻和穿過信號線圈磁頭的磁通量隨之發(fā)生周期性變化。根據(jù)電磁感應(yīng)原理，傳感線圈中就會感應(yīng)產(chǎn)生交變電動勢。
　　由于轉(zhuǎn)子凸齒與磁頭間的氣隙直接影響磁路的磁阻和傳感線圈輸出電壓的高低，因此在使用中，轉(zhuǎn)子凸齒與磁頭間的氣隙不能隨意變動。氣隙如有變化，必須按規(guī)定進(jìn)行調(diào)整，氣隙一般設(shè)計(jì)在0.2～0.4mm范圍內(nèi)。
　　7、霍爾式曲軸與凸輪軸位置傳感器原理
　　霍爾式傳感器原理
　　霍爾式曲軸與凸輪軸位置傳感器及其他形式的霍爾式傳感器都是根據(jù)霍爾效應(yīng)制成的傳感器。
　　
霍爾式傳感器工作原理
 
　　霍爾式傳感器工作原理
　　霍爾式傳感器工作原理：當(dāng)傳感器軸轉(zhuǎn)動時，觸發(fā)葉輪的葉片便從霍爾集成電路與磁鐵之間的氣隙中轉(zhuǎn)過：當(dāng)葉片離開氣隙時，磁鐵的磁經(jīng)霍爾集成電路和導(dǎo)磁鋼片構(gòu)成回路，此時霍爾元件產(chǎn)生電壓(UH=1.9～2.0V)，霍爾集成電路輸出級的晶體管導(dǎo)通，傳感器輸出的信號電壓U0為低電平。
　　發(fā)動機(jī)工作時，磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器(CPS)和霍爾式凸輪軸位置傳感器(CIS)產(chǎn)生的信號電壓不斷輸入電子控制單元(ECU)。當(dāng)ECU同時接收到曲軸位置傳感器大齒缺對應(yīng)的低電平(15。)信號和凸輪軸位置傳感器窗口對應(yīng)的低電平信號時，便可識別出此時為氣缸1活塞處于壓縮行程、氣缸4活塞處于排氣行程，并根據(jù)曲軸位置傳感器小齒缺對應(yīng)輸出的信號控制點(diǎn)火提前角。電子控制單元識別出氣缸1壓縮上止點(diǎn)位置后，便可進(jìn)行順序噴油控制和各缸點(diǎn)火時刻控制。
　　如果發(fā)動機(jī)產(chǎn)生了爆燃，電子控制單元還能根據(jù)爆燃傳感器輸入的信號判別出是哪一個缸產(chǎn)生了爆燃，從而減小點(diǎn)火提前角，以便爆燃。
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