文档介绍：汽车电子控制技术汽车电子控制技术Electronic Control TechnologyElectronic Control Technology for Automobile for Automobile第二章第二章传感器传感器1 1 传感器概述传感器概述2 2 空气流量计空气流量计3 3 压力传感器压力传感器4 4 节气门位置传感器节气门位置传感器5 5 氧传感器氧传感器6 6 温度传感器温度传感器7 7 爆燃传感器爆燃传感器8 8 曲轴位置传感器曲轴位置传感器9 9 转速传感器转速传感器第一节第一节传感器概述传感器概述一、传感器特性一、传感器特性传感器是指能感受规定的物理量,并按一定规律转换成可用输入信号的器件或装置。把非电量转换成电量的装置。传感器由敏感元件、转换元件、测量电路组成。敏感元件是指能直接感受被测量,将被测量转换成与其有确定关系的非电量或其它量的部分。转换元件是指将敏感元件输出的非电量转换成电参量的部分。测量电路是指将转换元件输出的电参量经过处理转换成电压、电流或频率等可测电量,以便进行显示、记录、控制和处理的部分。敏感元件转换元件测量电路辅助电源被测量电量传感器的组成传感器特性传感器特性传感器特性是指传感器特性是指输出与输入之间的关系输出与输入之间的关系。。当输入量为常量或变化极慢时,其关系为当输入量为常量或变化极慢时,其关系为静静态特性态特性。例如:灵敏度、分辨率、线性度等。。例如:灵敏度、分辨率、线性度等。当输入量随时间较快变化时,其关系为当输入量随时间较快变化时,其关系为动态动态特性特性。。⑴⑴灵敏度灵敏度:稳态时传感器输出量:稳态时传感器输出量yy与输入量与输入量xx之比,之比,或输出量的增量或输出量的增量dydy和输入量的增量和输入量的增量dxdx之比。之比。K=dy/dxK=dy/dx⑵⑵分辨率分辨率::传感器在规定的测量范围内能够检测出被传感器在规定的测量范围内能够检测出被测量的最小变化量。测量的最小变化量。⑶⑶测量范围测量范围和和量程量程:在允许误差限内,被测量的下:在允许误差限内,被测量的下限到上限之间的范围称为测量范围。上限值与下限到上限之间的范围称为测量范围。上限值与下限值的差称为量程。限值的差称为量程。⑷⑷线性度线性度:在规定条件下,传感器校准曲线与拟合:在规定条件下,传感器校准曲线与拟合直线间的最大偏差与满量程输出值的百分比。直线间的最大偏差与满量程输出值的百分比。(也称为非线性误差)(也称为非线性误差)⑸⑸迟滞迟滞:在相同的工作条件下,传感器正行程特性:在相同的工作条件下,传感器正行程特性和反行程特性的不一致程度。和反行程特性的不一致程度。⑹⑹重复性重复性:在同一工作条件下,输入量按同一方向:在同一工作条件下,输入量按同一方向在全测量范围内连续变化多次所得特性曲线的不在全测量范围内连续变化多次所得特性曲线的不一致性。一致性。⑺⑺零漂零漂和和温漂温漂:传感器在无输入或输入为另一值时,:传感器在无输入或输入为另一值时,每隔一定时间,其输入值偏离原示值的最大偏差每隔一定时间,其输入值偏离原示值的最大偏差与满量程的百分比称为零漂。温度每升高与满量程的百分比称为零漂。温度每升高11℃℃,传,传感器输出值的最大偏差与满量程的百分比称为温感器输出值的最大偏差与满量程的百分比称为温漂。漂。二、常用传感器工作机理二、常用传感器工作机理㈠磁电式传感器⒈磁电效应:法拉第电磁感应定律N匝线圈在磁场中运动,切割磁力线(或线圈所在磁场的磁通变化)时,线圈中所产生的感应电动势的大小取决于穿过线圈的磁通的变化率,即E——感应电动势N ——线圈的工作匝数dФ/dt ——磁通量变化率一般可构成直线式和转动式两类传感器。⒉直线移动式磁电传感器组成:永久磁铁、线圈、传感器壳体运动件为线圈通过弹簧与传感器壳体相连接,组成动圈式结构;运动件为磁铁通过弹簧与传感器壳体相连接,组成动铁式结构。原理:动铁式恒定磁感应强度传感器:测量振动量,壳体随振动体一起振动,运动件(动铁)质量较大,弹簧较软,惯性作用静止不动,磁铁与线圈的相对运动速度接近振动体振动速度。E= -NBL v L—线圈长度振动频率低于传感器固有频率,灵敏度随振动频率变化;振动频率远高于传感器固有频率,灵敏度基本不随振动频率变化(近似常数),更高时灵敏度会有所下降。⒊转动式磁电传感器有变磁阻式和变气隙式两种,仅介绍变磁阻式磁电感应传感器组成:软铁、线圈、永久磁铁、测量齿轮。原理:运动件为由导磁材料制成的测量齿轮,随被测旋转体转动;固定件为软铁、线圈、永久磁铁;测量齿轮每转过一个齿,与软铁之间构成的磁路磁阻变化一次,磁通也变化一次。线圈中的感应电动势的变化频率(脉冲数)等于测量齿轮上齿数与转速的乘积。㈡霍尔式传感器⒈霍尔效