常见汽车氧传感器的原理与检测
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常见汽车氧传感器的原理与检测
作者：惠黎生翁荣伟
来源：《科技传播》2009年第23期
摘要氧传感器是电控发动机的重要部件,对发动机的正常工作和尾气排放控制起着至关重要的作用,如果氧传感器或其连接线路出现故障,不但会使汽车排放超标,还会有发动机燃料消耗量增加、怠速不稳等多种故障。本文对汽车氧传感器的预案次于检测进行了论述。
关键词汽车;氧传感器;原理;检测
中图分类号 TP212文献标识码 A文章编号 1674-6708(2009)09-0053-02
在电控发动机控制系统中,氧传感器用来监测发动机排气中残余氧的含量或浓度,并根据所测得的数据输出一个信号电压,反馈给发动机控制单元,从而来控制喷油量的多少,一般直接安装在排气管上,常见汽车氧传感器有传统的氧化锆氧传感器和新型的宽域氧传感器。
1 氧化锆氧传感器
1.1 氧化锆氧传感器的工作原理
氧传感器采用氧化锆(一种在有氧气的情况下能产生小电压的陶瓷材料)作敏感元件,在高温时与废气中的氧发生反应,输出微弱的电压信号。随着废气中氧量的不同,产生和输出的电压值不同,从而对废气中氧的含量进行监测。
当混合气的实际空燃比高于理论空燃比(14.7,即稀混合气)时,废气中剩余的氧分子浓度相对较高,这时氧传感器内外氧分子浓度相差较小,只能输出大约0.1V的电压,而当混合气的实际空
燃比小于理论空燃比(即混合气)时,废气中剩余的氧分子非常少,这时氧传感器内外表面氧分子
浓度相差较大,可以输出大约1.0V左右的电压。发动机控制单元就可以通过该信号了解当前混合气浓度相对于理论值的偏差,来相应调整喷油器的通电时间,从而调整喷油量,提高了对混合气浓度控制的精度。
1.2 氧化锆氧传感器的检测
1.2.1 检查氧传感器加热器电阻
《传感器原理及应用》课后答案
第1章传感器基础理论思考题与习题答案 1.1什么是传感器？（传感器定义） 解：能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件、转换元件和调节转换电路组成。 1.2传感器特性在检测系统中起到什么作用？ 解：传感器的特性是指传感器的输入量和输出量之间的对应关系，所以它在检测系统中的作用非常重要。通常把传感器的特性分为两种：静态特性和动态特性。静态特性是指输入不随时间而变化的特性，它表示传感器在被测量各个值处于稳定状态下输入输出的关系。动态特性是指输入随时间而变化的特性，它表示传感器对随时间变化的输入量的响应特性。 1.3传感器由哪几部分组成？说明各部分的作用。 解：传感器通常由敏感元件、转换元件和调节转换电路三部分组成。其中，敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分，转换元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成电信号的部分，调节转换电路是指将非适合电量进一步转换成适合电量的部分，如书中图1.1所示。 1.4传感器的性能参数反映了传感器的什么关系？静态参数有哪些？各种参数代表什么意 义？动态参数有那些？应如何选择？ 解：在生产过程和科学实验中，要对各种各样的参数进行检测和控制，就要求传感器能感受被测非电量的变化并将其不失真地变换成相应的电量，这取决于传感器的基本特性，即输出—输入特性。衡量静态特性的重要指标是线性度、灵敏度，迟滞和重复性等。意义略（见书中）。动态参数有最大超调量、延迟时间、上升时间、响应时间等，应根据被测非电量的测量要求进行选择。 1.5某位移传感器，在输入量变化5mm时，输出电压变化为300mV，求其灵敏度。 解：其灵敏度 3 3 30010 60 510 U k X - - ?? === ?? 1.6某测量系统由传感器、放大器和记录仪组成，各环节的灵敏度为：S1=0.2mV/℃、
传感器原理及应用
温度传感器的应用及原理 温度测量应用非常广泛，不仅生产工艺需要温度控制，有些电子产品还需对它们自身的温度进行测量，如计算机要监控CPU的温度，马达控制器要知道功率驱动IC的温度等等，下面介绍几种常用的温度传感器。 温度是实际应用中经常需要测试的参数，从钢铁制造到半导体生产，很多工艺都要依靠温度来实现，温度传感器是应用系统与现实世界之间的桥梁。本文对不同的温度传感器进行简要概述，并介绍与电路系统之间的接口。 热敏电阻器 用来测量温度的传感器种类很多，热敏电阻器就是其中之一。许多热敏电阻具有负温度系数(NTC)，也就是说温度下降时它的电阻值会升高。在所有被动式温度传感器中，热敏电阻的灵敏度(即温度每变化一度时电阻的变化)最高，但热敏电阻的电阻/温度曲线是非线性的。表1是一个典型的NTC热敏电阻器性能参数。 这些数据是对Vishay-Dale热敏电阻进行量测得到的，但它也代表了NTC热敏电阻的总体情况。其中电阻值以一个比率形式给出(R/R25)，该比率表示当前温度下的阻值与25℃时的阻值之比，通常同一系列的热敏电阻器具有类似的特性和相同电阻/温度曲线。以表1中的热敏电阻系列为例，25℃时阻值为10KΩ的电阻，在0℃时电阻为28.1KΩ，60℃时电阻为4.086KΩ；与此类似，25℃时电阻为5KΩ的热敏电阻在0℃时电阻则为 14.050KΩ。 图1是热敏电阻的温度曲线，可以看到电阻/温度曲线是非线性的。
虽然这里的热敏电阻数据以10℃为增量，但有些热敏电阻可以以5℃甚至1℃为增量。如果想要知道两点之间某一温度下的阻值，可以用这个曲线来估计，也可以直接计算出电阻值，计算公式如下： 这里T指开氏绝对温度，A、B、C、D是常数，根据热敏电阻的特性而各有不同，这些参数由热敏电阻的制造商提供。 热敏电阻一般有一个误差范围，用来规定样品之间的一致性。根据使用的材料不同，误差值通常在1%至10%之间。有些热敏电阻设计成应用时可以互换，用于不能进行现场调节的场合，例如一台仪器，用户或现场工程师只能更换热敏电阻而无法进行校准，这种热敏电阻比普通的精度要高很多，也要贵得多。 图2是利用热敏电阻测量温度的典型电路。电阻R1将热敏电阻的电压拉升到参考电压，一般它与ADC的参考电压一致，因此如果ADC的参考电压是5V，Vref 也将是5V。热敏电阻和电阻串联产生分压，其阻值变化使得节点处的电压也产生变化，该电路的精度取决于热敏电阻和电阻的误差以及参考电压的精度。
《汽车传感器技术》课程标准
《汽车传感器技术》课程教学标准 课程编码：课程类别：专业素质课 适用专业：汽车电子技术课程管理单位：汽车工程系 学时：60 学分：3 制定日期：2010-11-12 第一次修订日期：2011-03-26 第二次修订日期： ... 1、课程概述 1. 1课程性质 《汽车传感器技术》属于人才培养方案中四个课程模块中的专业基础课，是汽车电子技术专业的专业必修课，是技能考证课程，《汽车传感器技术》是一门实践性很强的技术应用型课程，它是来自企业的特色课程。 1.2课程的定位 《汽车传感器技术》课程，是汽车电子技术专业课程开发与教学资源建设中的一门课程，是汽车电子技术专业一门重要的职业必修课程。 该课程的学习需要以前修课程《汽车电工技术》、《汽车电子技术》、《汽车机械制图》为前导课程；该课程在后续课程《汽车电器与电子设备》、《汽车车身电控系统故障诊断与维修》、《发动机电控系统检修》、《汽车底盘电控系统检修》、《汽车总成拆装实训》、《整车电路实训》、《汽车性能检测与故障诊断》的学习以及企业顶岗实习、毕业实践等环节中，起着重要的支撑作用。该课程与前后续课程共同形成了完整的职业能力培养体系，是实现汽车电器与电子检测与维修专业人才培养目标的重要环节。该课程属于能力培养第二阶段，是一门重要的专业基础课程。 1.3修读条件 具有高等数学和简单的工程数学的分析和应用能力，具有基本的物理和化学基础；具有基本的读图和识图能力，英语水平较好。前期必须已经合格修读完电工技术和电子技术等专业基础课程。 2、课程目标 2.1知识目标： ①能正确描述传感器的作用、组成和常用术语。 ②能正确描述汽车电控系统中各传感器的类型和工作原理。 ③掌握汽车电控系统中各传感器的故障现象、故障检测与故障排除的流程方法。 2.2技能目标： ①能辨别和说出汽车电器设备各部位传感器的名称和功用。 ②能将传感器实物转化成简图并分析工作过程。 ③通过简图能在实物中找出相应的零部件并分析它的工作过程和工作原理。 ④能正确拆装汽车电器的各个传感器，并有维修和排除故障的能力。
汽车传感器的检测方法Microsoft-Word-文档
汽车传感器的检测方法 1、汽车曲轴位置传感器 汽车曲轴位置传感器一般安装于曲轴皮带轮或链轮侧面，有的安装于凸轮轴前端、分电器内或飞轮上。 汽车曲轴位置传感器检测： 1)开路检测：关闭点火开关，拔下传感器插头，用万用表R×10欧挡测量感应线圈的电阻值一般为300-1500欧。 2)动态检测：1)用万用表AC电压档测量其输出电压，启动为0.1V;运转时为0.4-0.8V。用频率表测其工作频率。再用万用表测其电压信号和用示波器检测其信号波形。 2、汽车节气门位置传感器 为了使喷油量满足不同工况的要求，电子控制汽油喷射系统在节气门体上装的传感器统称为节气门位置传感器。 节气门位置传感器检测： 线性输出型节气门位置传感器检测 1)静态检测：用万用表检测各端子的电阻值与标准相比对动。态检测：接通点火开关不发动发电机检测各端子是否导通。 2)、动态检测：先检测端电压和线束的导通性，接通点火开关测量不通状态下的电压信号和ECU的输出量与标准相比对。 线性输出型节气门位置传感器检测波形图 开关量输出型节气门位置传感器检测
1)静态检测：关闭火花塞，取下传感器线束用万用表检测各端电阻值。 2)、动态检测：现检测线路的导通性然后接通点火开关，用万用表电压档检测供电电压12V启动发动机测量怠速时的信号电压功率触点时的信号电压。 开关量输出型节气门位置传感器检测波形图 3、汽车进气歧管压力传感器 汽车进气歧管压力传感器分为电压型汽车进气歧管压力传感器(半导体压敏电阻式，膜盒传动式);频率型汽车进气歧管压力传感器(电容式，表面弹性波式)。汽车进气歧管压力传感器安装在进气歧管上，发动机机舱内，发动机电脑内。汽车进气歧管压力传感器检测： 1)、开路检测：关闭点火开关，拔下传感器插头，用万用表欧姆挡测量其各端子电阻动态电阻随压力的变化电阻值的测量。 2)、用万用表检测时因信号类型不同应选用不同的挡位，电压信号选用直流电压挡，频率信号选用频率挡。拔下进气压力传感器插头，打开点火开关，测量线束端插头上VCC与E2端子之间的电压应为4.5-5.5V。若无电压，则应检查ECU与传感器之间的线路和ECU。将插头插回，拆下传感器上的真空软管，打开点火开关，测量ECU连接器上端子在大气压下的输出电压。 4、汽车流量传感器 汽车流量传感器分为汽车体积流量型传感器和汽车质量流量型传感器。安装于空气滤清器、节气门、进气歧管等位置。 1)、汽车体积流量型传感器检测： 静态检测：万用表测各端电阻值和导通状态动态检测接通点火开关,空气的流量大小测相应的电阻值大小。
汽车碰撞传感器原理
安全气囊系统传感器的结构原理 1碰撞传感器 碰撞传感器是安全气囊系统和座椅安全带收紧系统必不可少的传感器，其工作状态取决于汽车碰撞时的减速度大小。因此碰撞传感器实际上是一种减速度传感器，其公用是收紧电控单元（ECU），以便ECU确定是否引爆气囊点火器和安全带收紧点火器。 1.1碰撞传感器的分类 碰撞传感器种类繁多、形式各异，常用的碰撞传感器可按用途与结构进行分类。 ⑴按碰撞传感器的用途分类 按传感器用途不同，碰撞传感器可分为碰撞信号传感器和碰撞防护传感器两种类型。 碰撞信号传感器又称为碰撞烈度（激烈程度）传感器，安装在汽车左前与右前翼子板内侧，两侧前照灯支架下面，发动机散热器支架左、右两侧，左右仪表台下面等。 碰撞防护传感器又称为安全传感器或保险传感器，简称防护传感器，一般都安装在SRS ECU内部。防护传感器和碰撞信号传感器的结构原理完全相同。换句话说，一只碰撞传感器即可用作碰撞信号传感器，也可用作碰撞防护传感器，但是必须重新设定其减速度阈值。设定减速度阈值的原则是碰撞防护传感器的减速度阈值比碰撞信号传感器的减速度阈值稍小。当汽车以40km/h左右的速度撞到一辆静止或同样大小的汽车上或以20km/h左右的速度迎面撞到一个不可变形的障碍物上时，减速度就会达到碰撞信号传感器设定的阈值，传感器就会动作。 ⑵按碰撞传感器的结构类型分 按传感器结构不同，碰撞传感器可分为机电结合式、水银开关式和电子式三种类型。 机电结合式是一种利用机械机构运动（滚动或转动）来控制电器触电运动，再由触电断开与闭合来控制气囊点火器电路接通与切断的传感元件。目前常用的有滚球式碰撞传感器、滚轴式碰撞传感器和偏心锤式碰撞传感器。 水银开关式碰撞传感器是利用水银导电良好的特性来控制气囊点火器电路接通与切断，一般用作防护传感器。 电子式碰撞传感器没有电器触点，常用的有压阻效应式和压电效应式两种，一般用 一
常用车辆检测传感器综述
常用车辆检测传感器综述 前言随着城市规模的不断扩大以及人口持续增加，人们的工作生活越来越依赖于各种交通工具。经济不断发展，人们收入的增加，以及国家一系列的购车优惠政策，越来越多的人拥有汽车。城市各种车辆的增加给人们出行提供了方便，但是由于交通量的增加，容易造成交通拥堵，甚至出现交通事故。为了解决日益严重的交通问题，不能够仅仅依靠扩宽现有的道路或者修建新的道路，构建智能交通系统（Intelligent Transportation Systems，简称ITS）此时解决日益严重的道路交通问题的有效办法，而车辆检测传感器则是ITS中最重要的交通数据采集部分。 实时准确地检测道路车辆的交通流信息并预测未来道路交通状况,进而将预测信息提供给交通控制中心,才可能有效避免交通阻塞,减少出行时间和交通事故的发生。精确和可靠的检测数据是在交通控制中进行合理的信号配时优化的基础，有效地利用实时的交通数据预测未来的交通状况,是实现有效的交通控制关键所在。本文集中介绍了集中生活中常用的几种固定式车辆检测传感器的原理和特点，分析了在不同环境中，车辆检测传感器的选择方式。 固定式车辆检测传感器一般包括感应线圈式检测器、超声波检测器、微波检测器、红外线检测器、视频检测器、磁力检测器以及声学检测器等。 一、感应线圈检测器 1.1 工作原理 感应线圈车辆检测器在检测过程中利用了涡流效应，即根据电磁感应定律，当金属导体置于交变磁场中时，导体内就会产生感应电流，在导体内形成闭合回路电流。检测器LC谐振电路产生一定频率的正弦振荡信号，同时，正弦振荡信号经互感线圈感应到埋设在路面的环形激励线圈上，使其周围空间形成正弦交变磁场。 图1 线圈检测系统组成示意图 其主要构成包括:埋于路面以下较浅处的绝缘线圈、路边拉紧盒到控制箱的数据输入线以及装于控制箱内的电子元件，如图1所示。环形线圈检测系统与控制中心的主控机通过电缆连接、通信，主控机可发送信号，设置检测器的检测周期等工作状态，并监测检测器故障；检测器则将检测数据如车辆计数、占有率等传送至主控机，以便完成控制系统的信息存储、优化配置、方案选择和事件检测等功能，实现系统的最佳控制效果。当汽车停在或驶过绝缘线圈,车辆的金属部分产生涡流电流,且电流方向与线圈电流的方向相反,因此,引起涡流电流产生的磁场与线圈电流产生的磁场方向相反,使得线圈磁场场强减小,而线圈磁场场强的减小使得振荡电路的振荡频率增加,从而引发电子元件向控制箱发出脉冲,以表征车辆的出现和经过。 1.2 典型应用 感应线圈车辆检测器具有稳定性好、技术成熟、正常使用寿命长、性价比和精确度高等
汽车常见传感器工作原理及检测
汽车常见传感器工作原理及检测 各种汽车传感器的作用 目录 1、进气压力传感器:..................................................................... ............................................2 2、空气流量传感器:..................................................................... ............................................2 3、节气门位置传感器:..................................................................... ........................................2 4、曲轴角度传感器:..................................................................... ............................................3 5、凸轮轴位置传感器(又称气缸识别传感器)..................................................................... 3 6、氧传感器:..................................................................... ........................................................3 7、发动机转速传感器...................................................................... ...........................................4 8、进气温度传感器:..................................................................... ............................................5 9、水温传感
汽车传感器类型及其工作原理
汽车传感器类型及其工作原理 汽车技术的发展，使得越来越多的元器件用到整个汽车系统的控制上面。 最常用的就是使用传感器来检测各种需要检测或者对汽车行驶、控制需要参考 的重要参数，并将这些信号转化成电信号等待再次处理。下面，小编来和大家 分享一些汽车传感器类型，并针对这些不同性能的传感器它的工作原理，来告 诉大家它在汽车中是用在什么地方，具体是怎么操作的，并且它在整个系统中 有什么样的作用。常用的汽车传感器类型、工作原理和使用方式(1) 里程表传感器在差速器或者半轴上面的传感器，来感觉转动的圈数，一般 用霍尔，光电两个方式来检测信号，其目的利用里程表记数可有效的分析判断 汽车的行驶速度和里程，因为半轴和车轮的角速度相等，已知轮胎的半径，直 接通过历程参数来计算。在传动轴上设计两个轴承，大大减轻了运行中的力距，减少了摩擦力，增强了使用寿命;由原来的动态检测信号改为齿轮运转式检测信号;由原来直插式垂直变速箱改为倒角式接口变速箱。里程表传感器插头一般是在变速箱上，有的打开发动机盖可以看到，有的要在地沟操作。 (2) 机油压力传感器是指集微型传感器、执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的微型机电系统。常用的有硅压阻式和硅电 容式，两者都是在硅片上生成的微机械电子传感器。一般情况上，我们通过机 油压力传感器来检测汽车的机油向内的汽油还有多少，并将检测到的信号转换 成我们可以理解的信号，提醒我们还有多少汽油，或者还可以走多远，甚至是 提醒汽车需要加汽油了。(3) 水温传感器它的内部是一个半导体热敏电阻，温度愈低，电阻愈大;反之电阻愈小，安装在发动机缸体或缸盖的水套上，与冷却水直接接触。从而侧得发动机冷却水的温度。电控单元根据这一变化测 得发动机冷却水的温度，温度愈低，电阻愈大;反之电阻愈小。电控单元根据这
常用传感器的工作原理及应用
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3.1.1电阻式传感器的工作原理 应变：物体在外部压力或拉力作用下发生形变的现象 弹性应变：当外力去除后，物体能够完全恢复其尺寸和形状的应变 弹性元件：具有弹性应变特性的物体 3.1.3电阻应变式传感器 电阻应变式传感器利用电阻应变片将应变转换为电阻值变化的传感器。 工作原理：当被测物理量作用于弹性元件上，弹性元件在力、力矩或压力等的作用下发生变形，产生相应的应变或位移，然后传递给与之相连的应变片，引起应变片的电阻值变化，通过测量电路变成电量输出。输出的电量大小反映被测量的大小。 结构：应变式传感器由弹性元件上粘贴电阻应变片构成。 应用：广泛用于力、力矩、压力、加速度、重量等参数的测量。 1．电阻应变效应 ○
电阻应变片的工作原理是基于应变效应，即导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时，其电阻值相应发生变化，这种现象称为“应变效应”。 2．电阻应变片的结构 基片 b l 电阻丝式敏感栅 金属电阻应变片的结构 4．电阻应变式传感器的应用 （1）应变式力传感器 被测物理量：荷重或力 一
二 主要用途：作为各种电子称与材料试验机的 测力元件、 发动机的推力测试、水坝坝体承载状况监测等。 力传感器的弹性元件：柱式、筒式、环式、悬臂式等 （2）应变式压力传感器 主要用来测量流动介质的动态或静态压力 应变片压力传感器大多采用膜片式或筒式 弹性元件。 （3）应变式容器内液体重量传感器 感压膜感受上面液体的压力。 （4）应变式加速度传感器 用于物体加速度的测量。 依据：a =F/m 。 3.2电容式传感器 3.2.1电容式传感器的工作原理 由绝缘介质分开的两个平行金属板组成的 平板电容器，如果不考虑边缘效应，其电容量为 当被测参数变化使得S 、d 或ε发生变化时， 电容量C 也随之变化。 d S C ε=
传感器原理及其应用考试重点
传感器原理及其应用 第一章传感器的一般特性 1）信息技术包括计算机技术、通信技术和传感器技术，是现代信息产业的三大支柱。 2）传感器又称变换器、探测器或检测器，是获取信息的工具 广义：传感器是一种能把特定的信息（物理、化学、生物）按一定规律转换成某种可用信号输出的器件和装置。 狭义：能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。 国家标准（GB7665-87）：定义：能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。 3）传感器的组成： 敏感元件是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。 转换元件：将敏感元件输出的非电物理量转换成电路参数或电量。 基本转换电路：上述电路参数接入基本转换电路（简称转换电路），便可转换成电量输出。 4）传感器的静态性能指标 （1）灵敏度 定义: 传感器输出量的变化值与相应的被测量（输入量）的变化值之比, 传感器输出曲线的斜率就是其灵敏度。 ①纯线性传感器灵敏度为常数，与输入量大小无关；②非线性传感器灵敏度与x有关。（2）线性度 定义:传感器的输入-输出校准曲线与理论拟合直线之间的最大偏离与传感器满量程输出之比，称为传感器的“非线性误差”或“线性度”。 线性度又可分为： ①绝对线性度：为传感器的实际平均输出特性曲线与理论直线的最大偏差。 ②端基线性度：传感器实际平均输出特性曲线对端基直线的最大偏差。 端基直线定义：实际平均输出特性首、末两端点的连线。 ③零基线性度：传感器实际平均输出特性曲线对零基直线的最大偏差。 ④独立线性度：以最佳直线作为参考直线的线性度。 ⑤最小二乘线性度：用最小二乘法求得校准数据的理论直线。 （3）迟滞 定义：对某一输入量，传感器在正行程时的输出量不同于其在反行程时的输出量，这一现象称为迟滞。 即：传感器在正(输入量增大)反（输入量减小）行程中输出输入曲线不重合称为迟滞。 （4）重复性 定义：在相同工作条件下，在一段短的时间间隔内，同一输入量值多次测量所得的输
《传感器原理及应用》课后答案
第1章传感器基础理论思考题与习题答案 什么是传感器（传感器定义） 解：能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件、转换元件和调节转换电路组成。 传感器特性在检测系统中起到什么作用 解：传感器的特性是指传感器的输入量和输出量之间的对应关系，所以它在检测系统中的作用非常重要。通常把传感器的特性分为两种：静态特性和动态特性。静态特性是指输入不随时间而变化的特性，它表示传感器在被测量各个值处于稳定状态下输入输出的关系。动态特性是指输入随时间而变化的特性，它表示传感器对随时间变化的输入量的响应特性。 传感器由哪几部分组成说明各部分的作用。 解：传感器通常由敏感元件、转换元件和调节转换电路三部分组成。其中，敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分，转换元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成电信号的部分，调节转换电路是指将非适合电量进一步转换成适合电量的部分，如书中图所示。 传感器的性能参数反映了传感器的什么关系静态参数有哪些各种参数代表什么意义动态参数有那些应如何选择 解：在生产过程和科学实验中，要对各种各样的参数进行检测和控制，就要求传感器能感受被测非电量的变化并将其不失真地变换成相应的电量，这取决于传感器的基本特性，即输出—输入特性。衡量静态特性的重要指标是线性度、灵敏度，迟滞和重复性等。意义略（见书中）。动态参数有最大超调量、延迟时间、上升时间、响应时间等，应根据被测非电量的测量要求进行选择。 某位移传感器，在输入量变化5mm时，输出电压变化为300mV，求其灵敏度。 解：其灵敏度 3 3 30010 60 510 U k X - - ?? === ?? 某测量系统由传感器、放大器和记录仪组成，各环节的灵敏度为：S1=℃、S2=mV、S3=V，求系统的总的灵敏度。 某线性位移测量仪，当被测位移由变到时，位移测量仪的输出电压由减至，求该仪器的灵敏度。
汽车传感器与测试技术实验指导书(2个实验)
实验一位移传感器性能实验 一、实验目的： 1、、了解电涡流传感器原理； 2、掌握电涡流传感器的应用方法； 二、基本原理： 电涡流传感器的基本原理 通以高频电流的线圈产生磁场，当有导电体接近时，因导电体涡流效应产生涡流损耗，而涡流损耗与导电体离线圈的距离有关，因此可以进行位移测量。三、需用器件与单元： 电涡流传感器、电涡流传感器实验模块、测微头、直流电源、数显单元（主控台电压表）、测微头、铁圆片。 四、实验步骤： 测微头的组成与使用测微头组成和读数如图8-2测微头读数图 图8-2 测位头组成与读数 测微头组成：测微头由不可动部分安装套、轴套和可动部分测杆、微分筒、微调钮组成。 测微头读数与使用：测微头的安装套便于在支架座上固定安装，轴套上的主尺有两排刻度线，标有数字的是整毫米刻线(1ｍｍ／格)，另一排是半毫米刻线(0.5ｍｍ／格)；微分筒前部圆周表面上刻有50等分的刻线(0.01ｍｍ／格)。 用手旋转微分筒或微调钮时，测杆就沿轴线方向进退。微分筒每转过1格，
测杆沿轴方向移动微小位移0.01毫米，这也叫测微头的分度值。 测微头的读数方法是先读轴套主尺上露出的刻度数值，注意半毫米刻线；再读与主尺横线对准微分筒上的数值、可以估读1／10分度，如图8-2甲读数为3.678ｍｍ，不是 3.178ｍｍ；遇到微分筒边缘前端与主尺上某条刻线重合时，应看微分筒的示值是否过零，如图6-2乙已过零则读2.514ｍｍ；如图8-2丙未过零，则不应读为2ｍｍ，读数应为1.980ｍｍ。 测微头使用：测微头在实验中是用来产生位移并指示出位移量的工具。一般测微头在使用前，首先转动微分筒到10ｍｍ处(为了保留测杆轴向前、后位移的余量)，再将测微头轴套上的主尺横线面向自己安装到专用支架座上，移动测微头的安装套(测微头整体移动)使测杆与被测体连接并使被测体处于合适位置(视具体实验而定)时再拧紧支架座上的紧固螺钉。当转动测微头的微分筒时，被测体就会随测杆而位移。 电涡流传感器测位移 1）电涡流传感器和测微头的安装、使用参阅图8-5。按图8-6示意图接线。 2）观察传感器结构，这是一个扁平绕线圈。 3）将电涡流传感器输出线接入实验模块上标有Ti的插孔中，作为振荡器的一个元件。 4）在测微头端部装上铁质金属圆片，作为电涡流传感器的被测体。 5）将实验模块输出端V o 与数显单元输入端V i 相接。数显表量程切换开关选 择电压20V档。 6）用连接导线从主控台接入+15V直流电源到模块上标有+15V的插孔中，同时主控台的“地”与实验模块的“地”相连。
汽车测速传感器检测系统设计
汽车车速传感器检测系统设计 目前，随着人们生活水平的逐渐提高，人们对于生活质量的要求也日益增加，尤其是对生活质量舒适度的要求。汽车在中国普遍作为代步工具。而在国外，汽车却是一项十分受欢迎的交通方式。因此爱好汽车人十分学要一款能测速的装置，以知道自己的运行情况。并根据外界条件，如温度，风速等进行适当的调节，已达到最佳的运行效果。因此需要寻找一种装置与方法进行对训练中各种参数的测定记录。 本文讲详细的具体的讨论这些方法在汽车上的应用。 汽车要实现测速必须满足以下这些要求： ⒈对汽车进行实时速度的测量。显示出速度值。 ⒉能针对不同的车型进行选择。从而采用不同的模块进行测量。 ⒊能测量出当前的环境，以供使用者决定是否适宜出行。 ⒋显示当前日期时间，可以任意设定当前工作时间。 ⒌显示行车里程，运动时间。 ⒍可以自行设定采样频率 ⒎记录一段时间内的定时采样速度，存入制定单元。通过与PC机进行通讯，将数据传送到PC机中用如见进行处理，分析。得出运动或训练的情况。 8. 可以进入系统休眠方式以节省电能，并随时激活唤醒系统重新进行工作。可以调节液晶对比度，可以打开背景灯显示。
系统框图 通过传感器对外部物理量进行测量，再将物理信号转换为电信号，输入单 片机，单片机对所输入的电信号进行处理，最后输出显示，并可以通过与上位机通讯将数据采集到电脑中。 其中传感器元件用霍尔传感器，霍尔传感器外形图和与磁场的作用关系如右图所示。磁场由磁钢提供，所以霍尔传感器和磁钢需要配对使用。 霍尔传感器检测转速示意图如下。在非磁材料的圆盘边上粘贴一块磁钢，霍尔传感器固定在圆盘外缘附近。圆盘每转动一圈，霍尔传感器便输出一个脉冲。通过单片机测量产生脉冲的频率就可以得出圆盘的转速。 提醒：当没有信号产生时，可以改变一下磁钢的方向，霍尔对磁钢方向有要求。没有磁钢时输出高电平，有磁钢时输出低电平。 被测量对象 传感器 单片机系统 数据处理并显示 PC 机通信处理
传感器原理及应用习题及答案
第1章 传感器的一般特性 1.1 什么叫传感器？它由哪几部分组成？并说出各部分的作用及其相互间的关系。 1.2 简述传感器的作用和地位及其传感器技术的发展方向。 1.3 传感器的静态特性指什么？衡量它的性能指标主要有哪些？ 1.4 传感器的动态特性指什么？常用的分析方法有哪几种？ 1.5 传感器的标定有哪几种？为什么要对传感器进行标定？ 1.6 某传感器给定精度为2%F·S ，满度值为50mV ，零位值为10mV ，求可能出现的最大误差δ(以mV 计)。当传感器使用在满量程的1/2和1/8时，计算可能产生的测量百分误差。由你的计算结果能得出什么结论? 解：满量程（F?S ）为50﹣10=40(mV) 可能出现的最大误差为： δ＝40?2%=0.8(mV) 当使用在1/2和1/8满量程时，其测量相对误差分别为： % 4%10021408.01=??=γ % 16%10081408 .02=??=γ 结论：测量值越接近传感器（仪表）的满量程，测量误差越小。 1.7 有两个传感器测量系统，其动态特性可以分别用下面两个微分方程描述，试求这两个系统的时间常数τ和静态灵敏度K 。 1) T y dt dy 5105.1330 -?=+ 式中, y ——输出电压，V ；T ——输入温度，℃。 2) x y dt dy 6.92.44 .1=+ 式中，y ——输出电压，μV ；x ——输入压力，Pa 。 解：根据题给传感器微分方程，得 (1) τ=30/3=10(s)， K=1.5 10 5/3=0.5 10 5(V/℃)； (2) τ=1.4/4.2=1/3(s)， K=9.6/4.2=2.29(μV/Pa)。 1.8 已知一热电偶的时间常数τ=10s ，如果用它来测量一台炉子的温度，炉内温度在540℃至500℃之间接近正弦曲线波动，周期为80s ，静态灵敏度K=1。试求该热电偶输出的最大值和最小值。以及输入与输出之间的相位差和滞后时间。 解：依题意，炉内温度变化规律可表示为 x(t) =520+20sin(ωt)℃ 由周期T=80s ，则温度变化频率f =1/T ，其相应的圆频率 ω=2πf =2π/80=π/40； 温度传感器（热电偶）对炉内温度的响应y(t)为 y(t)=520+Bsin(ωt+?)℃ 热电偶为一阶传感器，其动态响应的幅频特性为 ()()786 010******** 2 2 .B A =??? ? ???π+= ωτ+== ω 因此，热电偶输出信号波动幅值为 B=20?A(ω)=20?0.786=15.7℃ 由此可得输出温度的最大值和最小值分别为 y(t)|m ax =520+B=520+15.7=535.7℃ y(t)|m in =520﹣B=520-15.7=504.3℃ 输出信号的相位差?为 ?(ω)= -arctan(ωτ)= -arctan(2π/80?10)= -38.2? 相应的时间滞后为
汽车传感器与检测技术课程整体设计
《汽车传感器与检测技术》 课程整体设计 黔东南民族职业技术学院汽车专业 2011.8
课程代码: 4134032 课程名称：汽车传感器与检测技术 课程类型: 专业必修课 总学时：36 讲课学时：18 实验学时：18 学分：2 适用对象: 高等职业院校汽车检测与维修技术专业 1.学习情境设计思想 汽车传感器与检测技术采用以行动为导向、基于工作过程的课程开发方法进行设计，整个学习领域由4个学习情境组成。学习情境的设计要考虑以下因素： 1）学习情境的设计要符合基于工作过程的教学设计思想的要求。学习情境是在职业学校实验场地对真实工作过程的教学化加工，以完成具体的工作任务为目标。 2）学习情境的前后排序要符合学生认知规律，可以考虑从简单到复杂、从单一到综合的排序方法。 通过对维修企业维修汽车传感器检测的典型工作任务进行分析，结合学生的认知规律，共为汽车传感器与检测技术学习领域设计了4个学习情境，如表1所示。学习情境按照从简单到复杂，从单一到综合的规律进行排序。由于汽车传感器检测是多个控制系统的高度耦合系统，一个故障现实可能是由多个系统的故障引起，因此，在学习时先从各系统故障入手，最后再学习发动机综合故障的诊断与修复。 表1 汽车传感器与检测技术学习情境 2.学习情境描述 学习情境的描述包括：学习情境的名称、学时、学习目标及学习内容、教学方法和建议、工具教学载体、学生已有基础和教师所需执教能力。学习目标主
要描述通过该学习情境的学习学生应获得的能力；学习内容主要描述在该学习情境中所需学习的知识点。各学习情境的描述见下表： 3.《汽车传感器检测检修》学习情境设计 学习情境设计1 专业领域：汽车检测与维修专业 学习领域：汽车传感器检测 教师姓名日期
汽车传感器的检测
第十二章汽车常用传感器的检测 1.水温传感器 水温传感器的精密度对喷油量有一定的影响，当混合气过浓或者过稀时，应先检查水温传感器，然后检查其它传感器。在检查时，可拆下水温传感器，将其置于茶壶内对其进行加热测试，用万用表测量在不同水温时的电阻值，在水温20℃时其阻值应为２～３ＫΩ阻值左右，80℃时应为0.2～0.4KΩ阻值左右，如果测量结果不符合规定要求，则应更换水温传感器。 2.进气温度传感器 其结构与水温传感器基本相似，检查时可使用万用表测量阻值进行判断。在正常情况下，当温度在20℃左右时，其阻值应为２～３ＫΩ阻值左右，60℃时应为0.4～0.7KΩ阻值左右，如果测量结果不符合规定要求，则应更换其传感器。当安装于空气流量计内的进气温度传感器损坏时应更换空气流量计，清洗节气门体，更换原厂滤清器。 3.进气压力传感器 采用速度－密度方式检测进气量的电控燃油喷射系统，是利用进气岐管压力传感器来间接地测量发动机吸入的空气量，检测时通常检查传感器的电源电压和输出电压。 方法如下： 1）电源电压的检查：拆下进气岐管上的压力传感器的线束插头，将点火开关置于ON位置，然后用万用表的电压档来测量线束插
头上的电源端子之间的电压，其值应符合规定（具体数值请查看被维修车辆的维修手册），否则应更换或修复其电控线束； 2）输出电压的检查：拆下传感器与进气岐管相连接的真空软管，使传感器直接与大气相通，然后将点火开关置于ON位置，用电压表在电控单元线束插头处测量传感器的输出电压，接着向传感器内加真空。并测量不同真空下它的输出电压，该电压值随真空密度的增大而降低，其变化情况应符合技术参数规定，否则应更换其传感器。 4.氧气传感器的检测 氧传感器安装在发动机排气管上，其作用是检测排气管中氧分子的浓度，并将其转换成电压信号或电阻信号，使电控单元依此信号来控制混合气的浓度。 发动机油耗过大时，严重冒黑烟。正常的数据是：诊断仪检查发动机故障的数据流，氧传感器电压变化频率为10～20次/秒，这是比较理想的状态。如果低于10次，那么可以初步判断氧传感器故障，如果是在0.45V的电压上没有变化，那么可以判定氧传感器损坏，信号处于中断状态。 简单的检查方法：用万用表测量其接线端中加热器（电压加热电阻）的两根接线柱之间的电阻，其正常值应为4～40ＫΩ.否则应更换氧传感器； 5.检查霍尔凸轮轴位置传感器 发动机运转时，用汽车示波器测量霍尔凸轮轴位置传感器的信号
传感器原理及应用习题及答案
习题集及答案 第1章概述 1.1 什么是传感器？按照国标定义，“传感器”应该如何说明含义？ 1.2 传感器由哪几部分组成？试述它们的作用及相互关系。 1.3传感器如何分类？按传感器检测的畴可分为哪几种？ 答案 1.1答： 从广义的角度来说，感知信号检出器件和信号处理部分总称为传感器。我们对传感器定义是：一种能把特定的信息（物理、化学、生物）按一定规律转换成某种可用信号输出的器件和装置。从狭义角度对传感器定义是：能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。 我国国家标准（GB7665—87）对传感器（Sensor/transducer）的定义是：“能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件和装置”。定义表明传感器有这样三层含义：它是由敏感元件和转换元件构成的一种检测装置；能按一定规律将被测量转换成电信号输出；传感器的输出与输入之间存在确定的关系。按使用的场合不同传感器又称为变换器、换能器、探测器。 1.2答： 组成——由敏感元件、转换元件、基本电路组成； 关系，作用——传感器处于研究对象与测试系统的接口位置，即检测与控制之首。传感器是感知、获取与检测信息的窗口，一切科学研究与自动化生产过程要获取的信息都要通过传感器获取并通过它转换成容易传输与处理的电信号，其作用与地位特别重要。 1.3答：（略）答： 按照我国制定的传感器分类体系表，传感器分为物理量传感器、化学量传感器以及生物量传感器三大类，含12个小类。按传感器的检测对象可分为：力学量、热学量、流体量、光学量、电量、磁学量、声学量、化学量、生物量、机器人等等。 第3章电阻应变式传感器 3.1 何为电阻应变效应？怎样利用这种效应制成应变片？ 3.2 图3-31为一直流电桥，负载电阻R L趋于无穷。图中E=4V，R1=R2=R3=R4=120Ω，试 求：① R1为金属应变片，其余为外接电阻，当R1的增量为ΔR1=1.2Ω时，电桥输出电压U0=? ②R1、R2为金属应变片，感应应变大小变化相同，其余为外接电阻，电桥输出电压U0=? ③R1、R2为金属应变片，如果感应应变大小相反，且ΔR1=ΔR2 =1.2Ω，
无人驾驶汽车地传感器系统设计及技术展望
一、无人驾驶汽车传感器的研究背景和意义 无人驾驶汽车是人工智能的一个非常重要的验证平台，近些年成为国内外研究热点．无人驾驶汽车作为一种陆地轮式机器人，既与普通机器人有着很大的相似性，又存在着很大的不同．首先它作为汽车需保证乘员乘坐的舒适性和安全性，这就要求对其行驶方向和速度的控制更加严格；另外，它的体积较大，特别是在复杂拥挤的交通环境下，要想能够顺利行驶，对周围障碍物的动态信息获取就有着很高的要求。无人驾驶的研究目标是完全或部分取代驾驶员，是人工智能的一个非常重要的实现平台，同时也是如今前沿科技的重要发展方向。当前，无人驾驶技术具有重大的应用价值，生活和工程中，能够在一定程度上减轻驾驶行为的压力；在军事领域内，无人驾驶技术可以代替军人执行侦查、排雷、以及战场上危险环境中的任务；在科学研究的领域，无人驾驶技术可以实现外星球等极端环境下的勘探活动。无人驾驶车辆技术，又称智能车辆，即利用将无人驾驶的技术应用于车辆的控制中。 国外的无人驾驶车辆技术大多通过分析激光传感器数据进行动态障碍物的检测。代表有斯坦福大学的智能车“Junior”，利用激光传感器对跟踪目标的运动几何特征建模，然后用贝叶斯滤波器分别更新每个目标的状态；卡耐基?梅隆大学的“BOSS”智能车从激光传感器数据中提取障碍物特征，通过关联不同时刻的激光传感器数据对动态障碍物进行检测跟踪。牛津大学研制的无人车辆“WildCat”，不使用GPS，使用激光雷达和相机监控路面状况。我国相关技术开展较晚，国防科学技术大学研制的自主车“开路雄狮”，采用三维激光雷达Velodyne作为主要传感器，将Velodyne获取的相邻两激光数据作差，并在获得的差分图像上进行聚类操作，对聚类结果建立方盒模型。 无人驾驶车辆是一项融合了认知科学、人工智能、机器人技术与车辆工程等多学科的技术，涉及到电子电路，计算机视觉，自动控制，信号处理等多学科技术。无人驾驶汽车的出现从根本上改变了传统的“人——车——路”闭环控制方式，将无法用规则严格约束的驾驶员从该闭环系统中请出去，从而大大提高了交通系统的效率和安全性，是汽车工业发展的革命性产物。 二、无人驾驶汽车的传感器系统整体设计 无人驾驶汽车的实现需要大量的科学技术支持，而其中最重要的就是大量的传感器定位。核心技术是包括高精度地图、定位、感知、智能决策与控制等各个模块。其中有几个关键的技术模块，包含精确GPS定位及导航、动态传感避障系统、机械视觉三个大部分，其他的如只能行为规划等不属于传感器范畴，
知识讲解 传感器(原理及典型应用)
传感器（原理及典型应用） 编稿：张金虎审稿：代洪 【学习目标】 1．知道什么是传感器，常见的传感器有哪些。 2．了解一些传感器的工作原理和实际应用。 3．了解传感器的应用模式，能够运用这一模式去理解传感器的实际运用。 4．了解传感器在生活、科技中的运用和发挥的巨大作用。 【要点梳理】 要点一、传感器 1．现代技术中，传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转化为电路的通断。把非电学量转换为电学量以后，就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。 2．传感器原理 传感器感受的通常是非电学量，如压力、温度、位移、浓度、速度、酸碱度等，而它输出的通常是电学量，如电压值、电流值、电荷量等，这些输出信号是非常微弱的，通常要经过放大后，再送给控制系统产生各种控制动作。传感器原理如下图所示。 3．传感器的分类 常用传感器是利用某些物理、化学或生物效应进行工作的。根据测量目的不同，可将传感器分为物理型、化学型和生物型三类。 物理型传感器是利用被测量物质的某些物理性质（如电阻、电压、电容、磁场等）发生明显变化的特性制成的，如光电传感器、力学传感器等。 化学型传感器是利用能把化学物质的成分、浓度等化学量转换成为电学量的敏感元件制成的。 生物型传感器是利用各种生物或生物物质的特性做成的，用以检测与识别生物体内化学成分的传感器，生物或生物物质主要是指各种酶、微生物、抗体等，分别对应酶传感器、微生物传感器、免疫传感器等等。 要点二、光敏电阻 光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻大小这个电学量，一般随光照的增强电阻值减小。 要点诠释：光敏电阻是用半导体材料制成的，硫化镉在无光时，载流子（导电电荷）极少，导电性能不好，随着光照的增强，载流子增多，导电性能变好。 要点三、热敏电阻和金属热电阻 1．热敏电阻 热敏电阻用半导体材料制成，其电阻值随温度变化明显。如图为某一热敏电阻的电阻—温度特性曲线。
汽车检测与维修教案(DOC)
汽车检测与维修教案(DOC)
《汽车检测与维修》 教案 教师:
一、汽车检测概论 一、汽车综合性能概况 汽车从发明到今天已经一个多世纪了，一方面要不断研制性能优良的汽车；另一方面要借助维护和修理，恢复其技术状况。我国从60年代开始研究汽车检测技术，70年代，我国大力发展了汽车检测技术，进入80年代，汽车检测及诊断技术也随之得到快速发展，80年代初，交通部在大连市建立了国内第一个汽车检测站。到1997年，全国已建立汽车综合性能检测站近千家，其中A级站140多家。工业发达国家的汽车检测在管理上已实现了“制度化”；在检测基础技术方面已实现了“标准
化”；在检测技术上向“智能化、自动化检测”方向发展。 二、基本术语 1、汽车故障：指汽车部分或 完全丧失工作能力的现象，其实质 是汽车零件本身或零件之间的配 合状态发生了异常变化。 2、汽车故障诊断：指在不解 体（或仅拆下个别小件）的情况下， 确定汽车的技术状况，查明故障部 位及故障原因的汽车应用技术。 3、汽车技术状况：指定量测 得的表征某一时刻汽车外观和性 能参数值的总和。 4、汽车检测：是指为确定汽
车技术状况或工作能力所进行的 检查和测量。按汽车检测的目的可 分为安全环保检测和综合性能检 测两大类。 5、汽车诊断参数：指供诊断 用的，表征汽车、总成及机构技术 状况的量，它包括工作过程参数、 伴随过程参数和几何尺寸参数。 6、诊断标准：是表征汽车、 总成或机构工作能力状态的一系 列诊断参数的界限值。 三、诊断方法 汽车技术状况的诊断是通过检查、 测量、分析、判断等一系列活动完 成的，其基本方法主要分为两种：