车用传感器是汽车计算机系统的输入装置。

什么是汽车传感器

 

汽车传感器

 

它把汽车运行中各种工况信息,如车速、各种介质的温度、发动机运转工况等,转化成电信号输给计算机,以便发动机处于最佳工作状态。车用传感器很多,判断传感器出现的故障时,不应只考虑传感器本身,而应考虑出现故障的整个电路。因此,在查找故障时,除了检查传感器之外,还要检查线束、插接件以及传感器与电控单元之间的有关电路。

 

汽车传感器的工作原理

我们知道汽车传感器的作用就是将一些我们需要检测的信号转换成电信号并输出,让我们可以通过反馈回来的信号来判定系统现在的状态。汽车速度传感器就是这样一种设备,它通过检测电控汽车的车速并将具体的车速信号转换成电信号传输给汽车的核心控制电脑,控制电脑用这个输入信号来进行判定运行的状态,并发出指令来控制发动机怠速,它还可以实现自动变速器的变扭器锁止,自动变速器换档及发动机冷却风扇的开闭和巡航定速等功能。总的来说,汽车要安全有效的行驶,出来需要一些传动机构、发电机、点火装置等这些大的机械设备之外,还需要通过速度检测来实时的检测我们的车速,无论是汽车的发动还是加速减速,或者我们需要将汽车停止运行,它都发挥着重要的作用。

 

不同类型如何工作

一)磁电效应

根据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

 

直线移动式磁电传感器

直线移动式磁电传感器由永久磁铁、线圈和传感器壳体等组成。

 

当壳体随被测振动体一起振动且在振动频率远大于传感器的固有频率时,由于弹簧较软,运动件质量相对较大,运动件来不及随振动体一起振动(静止不动)。此时,磁铁与线圈之间的相对运动速度接近振动体的振动速度。

 

转动式

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。

 

二)霍尔式传感器

⒈霍尔效应

半导体或金属薄片置于磁场中,当有电流(与磁场垂直的薄片平面方向)流过时,在垂直于磁场和电流的方向上产生电动势,这种现象称为霍尔效应。

 

⒉霍尔元件

常用的霍尔材料锗(Ge)、硅(Si)、锑化铟(InSb)、砷化铟(InAs)等。N 型锗容易加工制造,霍尔系数、温度性能、线性度较好;P 型硅的线性度最好,霍尔系数、温度性能同 N 型锗,但电子迁移率较低,带负载能力较差,通常不作单个霍尔元件。

 

三)压电式传感器

⒈压电效应

对某些电介质沿着一定方向加力而使其变形时,在一定表面上产生电荷,当外力撤除后,又恢复到不带电状态,这种现象称为正压电效应。在电介质的极化方向施加电场,电介质会在一定方向上产生机械变形或机械压力,当外电场去除后,变形或应力随之消失,此现象称为逆压电效应。

 

⒉压电元件

压电式传感器是物性型的、发电式传感器。常用的压电材料有石英晶体(SiO2)和人工合成的压电陶瓷。

压电陶瓷的压电常数是石英晶体的几倍,灵敏度较高。

 

四)光电式传感器

⒈光电效应

当光线照射物体时,可看作一串具有能量 E 的光子轰击物体,如果光子的能量足够大,物质内部电子吸收光子能量后,摆脱内部力的约束,发生相应电效应的物理现象,称为光电效应。

 

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、光敏三极管、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。

 

⒉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。

 

⒊光敏管

光敏管(光敏二极管、光敏三极管、光敏晶闸管等)属于半导体器件。

 

⒋电致发光

固体发光材料在电场激发下产生的发光现象称为电致发光。电致发光是将电能直接转换成光能的过程。发光二极管(LED)是以特殊材料掺杂制成的半导体电致发光器件。当其 PN 结正向偏置时,由于电子—空穴复合时产生过剩能量,该能量以光子形式放出而发光。

 

五)热电式传感器

1.热电效应

将两种不同性质的金属导体 A、B 接成一个闭合回路,如果两接合点温度不相等(T0≠T),则在两导体间产生电动势,并且回路中有一定大小的电流存在,此现象称为热电效应。

 

⒉热电阻传感器

热电阻材料通常为纯金属,广泛使用的是铂、铜、镍、铁等

 

⒊热敏电阻传感器

热敏电阻用半导体制成,与金属热电阻相比有以下特点:

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。

 

汽车传感器的作用

发动机控制系统用传感器是整个汽车传感器的核心,种类很多,包括温度传感器、压力传感器、位置和转速传感器、流量传感器、气体浓度传感器和爆震传感器等。供 ECU 对发动机工作状况进行精确控制,来提高发动机的动力性、降低油耗、减少废气排放和进行故障检测。(温度传感器)(压力传感器)(流量传感器)(爆震传感器)等等