汽车电子控制技术1

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1、第二章第一节　传感器概述第二节　空气流量计第三节　压力传感器第四节　节气门位置传感器第五节　氧传感器第六节　温度传感器第七节　爆燃传感器第八节　曲轴位置传感器第九节　转速传感器第一节　传感器概述一、传感器特性二、常用传感器工作机理一、传感器特性1.灵敏度灵敏度是指稳态时传感器输出量ｙ和输入量ｘ之比，或输出量ｙ的增量和输入量ｘ的增量之比，用Ｋ表示为Ｋ＝ｄｙ／ｄｘ(2-1)线性传感器的灵敏度为一常数，而非线性传感器的灵敏度是随输入变化的量。2.分辨率汽车电子控制技术　　第二章　传　感　器　　　传感器在规定的测量范围内能够检测出的被测量的最小变化量称为分辨率。由于它往往受噪声的限

2、制，所以一般用相当于噪声电平N若干倍C的被测量表示，即Ｍ＝ＣＮ／Ｋ(Ｃ取１～５)(2-2)式中M——最小检测量。3.测量范围和量程在允许误差限内，被测量值的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。4.线性度(非线性误差)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称为线性度或非线性误差。5.迟滞迟滞是指在相同的工作条件下，传感器的正行程特性与反行程特性的不一致程度。6.重复性重复性是指在同一工作条件下，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一致性。7.零漂和温漂传感器在无输入或输入为另一值时，每隔一定时间

3、，其输入值偏离原示值的最大偏差与满量程的百分比为零漂。而温度每升高1℃，传感器输出值的最大偏差与满量程的百分比，称为温漂。一、传感器特性图2-1　传感器的组成二、常用传感器工作机理(一)磁电式传感器(二)霍尔式传感器(三)压电式传感器(四)光电式传感器(五)热电式传感器(一)磁电式传感器1.磁电效应2.直线移动式磁电传感器3.转动式磁电传感器1.磁电效应图2-2　直线移动式磁电传感器结构1—金属骨架　2—弹簧　3—线圈4—永久磁铁　5—壳体2.直线移动式磁电传感器图2-3　变磁阻式磁电感应传感器结构1—被测旋转体　2—测量齿轮　3—线圈　4—软铁　5—永久磁铁3.转动式磁电

4、传感器软铁、线圈和永久磁铁固定不动。由导磁材料制成的测量齿轮安装在被测旋转体上，每转过一个齿，测量齿轮与软铁之间构成的磁路磁阻变化一次，磁通也变化一次。线圈中感应电动势的变化频率(脉冲数)等于测量齿轮上的齿数和转速的乘积。变磁阻式电磁感应传感器可测试转动体的转角和转速。(二)霍尔式传感器1.霍尔效应2.霍尔元件1.霍尔效应图2- ４　霍尔效应原理2.霍尔元件图2-5　霍尔元件a)外形　b)结构　c)符号(三)压电式传感器1.压电效应2.压电元件1.压电效应图2- ６　正压电效应示意图2.压电元件图2-7　压电元件的连接a)并联　b)串联(四)光电式传感器1.光电效应2.光敏

5、电阻3.光敏管4.电致发光1.光电效应1)在光线作用下，电子逸出物体表面的现象，称为外光电效应，如光电管、光电倍增管等。2)在光线作用下，物体的电阻率改变的现象，称为内光电效应，如光敏电阻、光敏二极管、光敏晶体管、光敏晶闸管等。3)在光线作用下，物体产生一定方向电动势的现象，称为光生伏特现象，如光电池(属于对感光面入射光点位置敏感的器件)等。2.光敏电阻光敏电阻受到光线照射时，电子迁移，产生电子—空穴对，使电阻率变小。光照越强，阻值越低。入射光线消失，电子—空穴对恢复，电阻值逐渐恢复原值。3.光敏管光敏管(光敏二极管、光敏晶体管、光敏晶闸管等)属于半导体器件。光敏二极管与普

6、通晶体二极管不同之处在于PN结面积较大且距表面较浅，可以直接接受光的照射。在没有光线照射时，在电路中反向偏置，反向电流很小(称为暗电流)；当光线照射PN结时，在PN附近产生电子—空穴对，并越过PN结产生光电流，光电流随入射光线强度改变。光敏三极管有两个PN结，二者均开有接收光照的窗口，从而可以获得电流的增益(电流放大作用类似于普通晶体管)。当受到光照时，它们都会产生内光电效应的光生伏特现象，从而产生电流。4.电致发光图2- ８　光敏二极管和光敏晶体管a)光敏二极管符号　b)光敏二极管基本应用c)光敏晶体管符号　d)光敏晶体管基本应用4.电致发光图2-9　发光二极管a)发光二

7、极管符号b)发光二极管基本应用(五)热电式传感器1.热电效应2.热电阻传感器3.热敏电阻传感器1.热电效应图2-10　热电效应2.热电阻传感器导体的电阻随温度变化的特性称为热阻效应。实验可知，大多数电阻在温度升高1℃时电阻值将增加0.4%～0.6%。热电阻的测量精度较高，温度特性稳定，且无热电偶的参照端误差。3.热敏电阻传感器1)电阻温度系数大，灵敏度高。2)结构简单，体积小，易于点测量。3)电阻率高，且适合动态测量。4)阻值与温度变化的关系是非线性的。5)稳定性较差。图2-11　热敏电阻的特性曲线第二节　空气流量