发动机测试技术第四章传感器基本类型及其工作原理
认识发动机各传感器及作动原理
电流大
温度高
电阻小
加熱器作動原理
电阻大
温度低
电流小
21
车速信号(VSS) 车速信号提供了车辆是否为加速中或减速的参考信号，在部份车型提供了车速达60公里以上时水箱风扇
停止作动功能。 此信号提供给其它系统ABS。TCS。ESP等相关讯息以利适当和安全的控制全车。
22
动力方向机信号 动力方向机压力信号提供电脑重负载信号，以使发动机得以提升发动机转速及切开冷气压缩机使其暂时
认识发动机各传感器及 作动原理
前言 对于售后服务领域的我们而言，在作任何事情必需永远保持高度新鲜感，尤其是在面对我们的客户时，我们 必需改变已经使用很久的旧方式，而使用提升客户满意度的新方法。 请记得：假如你始终只做你平常在做的事情，那你也将只能一直得到相同的东西。而这些课程是帮助你全面 思考的新方法，并让你能超越客户的期望，而达到客户满意。 技师在工作岗位的团队合作上，对提高客满意度最重要的是：进厂第一次就将车修好。
用来修正闭回路时的燃油喷射脉冲宽度。
空燃比14.7 : 1
电压下降
电压上升
喷油脉冲时间增加
含氧量下降
燃油增浓
20
加热型含氧传感器2
加热器作动原理：
1. 加热器由ECM所控制依需要提供必要的加 热作动。
2. 为避免加热过度造成含氧传感器故障，所 以本身以正温度系数电阻抑制加热电流使 感知器达到恒温状态。
一定程度时即打开电磁阀使油箱内油气得以送到活性碳罐回收以控制空气污染，本感知因可以侦油 箱压力所以可以比单向阀式系统更能降低燃油蒸发的空气污染。
30
油位传感器 本传感器提供发动机电脑油箱油量信息避免油量少时造成有些汽缸间歇性不点火而设定故障码。
传感器及其工作原理
传感器及其工作原理传感器是一种可以感知和测量环境中物理量的装置。
它通过获取并转化环境中的物理量为电信号或其他可读取的形式，从而实现对环境信息的检测、分析和控制。
传感器广泛应用于工业生产、环境监测、医疗健康、安全防护等领域。
传感器的工作原理主要包括以下几个方面：1.电阻型传感器：电阻型传感器是利用物体对电流的阻力变化来实现测量的。
它由感应元件、改变元件和信号处理电路组成。
当物体与感应部分接触时，感应元件的电阻发生变化，进而改变电流通过改变元件的阻值，从而在电阻上产生电压变化。
信号处理电路通过测量这个电压变化来获得物体的信息。
2.电容型传感器：电容型传感器是利用物体之间的电容变化来实现测量的。
它由两个电极或电容板组成，当物体靠近电容板时，物体之间的电容变化会导致电容器中储存的电荷量和电压发生变化。
通过测量这个电荷量或电压变化，可以得到物体与电容器之间的距离或其他信息。
3.磁感应型传感器：磁感应型传感器是利用磁场的变化来实现测量的。
它由感应元件和信号处理电路组成。
感应元件可以是磁致伸缩材料、霍尔元件、磁电阻元件等，当磁场的强度发生变化时，感应元件的电磁特性也会发生变化，进而变化了其电阻、电感或电容等物理量。
信号处理电路通过测量这个电磁特性的变化来获取物体的信息。
4.光电型传感器：光电型传感器是利用光的特性来实现测量的。
它由光源、光敏元件和信号处理电路组成。
光源发出的光线照射到光敏元件上，当光线受到物体的遮挡或反射时，光敏元件会发生电流或电压的变化，信号处理电路通过测量这个电流或电压的变化来获取物体的信息。
除了以上几种常见的传感器工作原理外，还有一些其他类型的传感器，如压力传感器、温度传感器、湿度传感器、加速度传感器等。
它们的工作原理各不相同，但都是基于物理量的变化来实现测量的。
总之，传感器是一种将物理量转化为电信号或其他可读取形式的装置，不同类型的传感器有着不同的工作原理，但都能够通过测量和分析环境中的物理量来获取相关信息。
传感器的种类和基本工作原理
传感器的种类和基本工作原理介绍传感器是一种能够感知和测量环境变量的设备，其在现代科技中发挥着重要作用。
本文将介绍几种常见的传感器类型，并讨论它们的基本工作原理。
1. 光学传感器光学传感器利用光线的特性来测量和检测物体的属性。
常见的光学传感器包括光电传感器、光敏电阻器和光纤传感器等。
光电传感器通过光敏电池和光源组成，当光照强度发生变化时，光敏电池产生的电流也会发生变化，从而实现测量和检测功能。
光敏电阻器则根据光敏材料的阻值随光照强度变化而变化来实现测量。
光纤传感器利用光的折射原理，通过光纤的弯曲和折射来测量物体的形态和位移。
2. 声学传感器声学传感器用于测量和检测声音和振动。
常见的声学传感器包括麦克风、声波传感器和压电传感器。
麦克风是一种将声音转换为电信号的设备，通过测量声波的振动来实现测量功能。
声波传感器则利用声波在介质中传播的特性来检测和测量距离、流速等属性。
压电传感器则利用压电材料的特性，当受到压力或振动时，会产生电荷或电势差，从而实现测量和检测功能。
3. 温度传感器温度传感器用于测量和检测物体的温度。
常见的温度传感器包括热电偶、热敏电阻和红外线传感器等。
热电偶利用两种不同金属的导线形成的热电偶电路，当温度变化时，会产生电势差，从而实现测量功能。
热敏电阻则根据材料的电阻随温度的变化而变化来实现测量。
红外线传感器则利用物体在不同温度下辐射出的红外线来测量物体的温度。
4. 压力传感器压力传感器用于测量和检测物体的压力和力量。
常见的压力传感器包括应变计、电容式传感器和气体压力传感器等。
应变计通过测量物体的形变和变形来测量压力。
电容式传感器则利用电容的变化来实现测量。
气体压力传感器则利用气体分子与传感器之间发生的碰撞和压缩来检测和测量压力。
5. 气体传感器气体传感器用于测量和检测空气中特定气体的浓度和成分。
常见的气体传感器包括CO2传感器、氧气传感器和气体化学传感器等。
CO2传感器利用化学材料与CO2发生反应的原理来测量CO2浓度。
传感器工作原理详解
传感器工作原理详解传感器是一种能够将特定的物理量或化学量转化为可测量的电信号或其他形式输出的装置。
它在现代科技中起着至关重要的作用，广泛应用于各个领域，如工业、农业、医疗、环境监测等。
本文将详细解析传感器的工作原理，以便更好地理解传感器的功能与应用。
一、传感器的基本原理传感器的基本原理是通过感知外界物理或化学量的变化，并将其转化为与之相对应的电信号。
以下将介绍几种常见的传感器工作原理。
1. 压阻式传感器压阻式传感器利用外界物理量对材料电阻的影响来进行测量。
它由敏感材料和电极组成，当外界物理量引起敏感材料的变形或压力变化时，敏感材料的电阻值也会相应改变，通过测量电阻值的变化来得到外界物理量的信息。
2. 光电传感器光电传感器基于光电效应，将光辐射能转化为电信号。
它由光敏元件和电子电路组成，当光源照射到光敏元件上时，光敏元件吸收光的能量并产生电荷。
通过电子电路的放大和处理，最终得到与光强度相关的电信号。
3. 磁敏传感器磁敏传感器利用磁场对材料磁性的影响来进行测量。
它包括感应式磁敏传感器和霍尔效应磁敏传感器等。
感应式磁敏传感器利用线圈中感应出的电动势来检测磁场变化；霍尔效应磁敏传感器则利用霍尔元件的磁场感应效应，通过测量输出电压或电流来获得磁场信息。
二、传感器应用案例传感器广泛应用于各个领域，下面将介绍几个常见的传感器应用案例。
1. 温度传感器温度传感器是以测量物体温度为目的的传感器，常见的应用有室内温度监测、电子设备温度控制等。
它一般采用热敏电阻、热电偶或半导体材料作为敏感元件，通过测量敏感元件的电阻、电势或电流来获得温度信息。
2. 湿度传感器湿度传感器用于测量空气中的湿度，常见应用有气象观测、农业温室环境调节等。
它一般使用湿度敏感材料或电容式湿度传感器作为敏感元件，通过测量敏感元件的电容或电阻值来获取湿度信息。
3. 加速度传感器加速度传感器用于测量物体在空间中的加速度，广泛应用于汽车安全、运动监测等领域。
传感器及其工作原理
温度传感器
用于测量和监测温度，广泛应用于气象、 工业、医疗等领域。
湿度传感器
用于测量和监测空气中的湿度，常见于气 象、农业、建筑等领域。
压力传感器
用于测量气体或液体的压力，广泛应用于 汽车、工业控制、生物医学等领域。
光敏传感器
用于检测环境中的光照强度，常见于照明、 安防、消费电子等领域。
传感器的基本工作原理
声传感器的原理及其应用
1
压电传感器
利用压电效应将声波转换为电信号，广泛应用于声音采集、噪音控制等领域。
2
麦克风
将声压信号转化为电信号，常见于通信、音频设备、语音识别等领域。
3
声呐
利用声波在介质中的传播和反射，进行距离测量和物体探测，常用于声纳、雷达 等领域。
气体传感器的原理及其应用
电化学气体传感器
1
转换信号
2
传感器将感应到的信息转换为电信
号，通常使用电阻、电容、霍尔效
应等技术。
3
输出结果
4
传感器的输出结果可以以模拟电压、 数字信号或其他形式呈现，供系统
进行进一步处理或控制。
感应原理
传感器利用物理特性或化学反应来 感应环境变化。
信号处理
传感器通过内置或外部电路对输出 信号进行处理和放大，以便与其他 设备进行通信。
氧气传感器
利用氧化反应测量氧气浓度，用于呼吸设备、气体分析等领域。
电导率传感器
通过测量溶液的电导率测量离子浓度和溶液浓度，广泛应用于水质监测、化学分析等领域。
光敏电阻
根据环境光照强度导致电阻值变化，广泛 用于自动亮度调节、光控开关等领域。
光电二极管
将光能转换为电能，可用于光电检测、通 信、遥感等领域。
传感器及其工作原理
传感器及其工作原理传感器是一种将物理量转换为可测量的电信号的装置。
它们在各种领域中发挥着关键的作用，如工业自动化、环境监测、医疗诊断和智能手机等。
传感器的工作原理基于物质与物质相互作用的基本原理，通过使用不同的物理效应来测量和检测所感兴趣的物理量。
下面将介绍几种常见的传感器及其工作原理。
1.温度传感器温度传感器是用于测量温度变化的设备，常见的温度传感器有热敏电阻、热电偶和红外测温传感器等。
其中，热敏电阻是最常见的温度传感器之一，它的工作原理基于材料的电阻随着温度的变化而变化。
当温度升高时，传感器中的电阻值降低，反之亦然。
2.压力传感器压力传感器用于测量气体或液体的压力。
电阻式压力传感器是最常见的一种，它借助于物理量与电阻值的线性关系来测量压力。
压力传感器具有薄膜或弹性元件，其电阻值会随着外部压力的变化而发生变化。
通过测量电阻值的变化，可以确定外部压力的大小。
3.光传感器光传感器用于检测光线的强度和频率。
最常见的光传感器是光敏电阻和光电二极管。
光敏电阻基于光线的照射产生电阻的变化，光电二极管则利用光线照射在半导体材料上产生的电流来测量光强度。
光传感器在自动照明、光电开关和光学通信等领域有广泛的应用。
4.加速度传感器加速度传感器用于测量物体的加速度或振动。
其中，最常见的是MEMS加速度传感器。
它利用微机电系统技术制造出微小的机械加速度计件，通过测量件的微小位移或电容的变化来判断物体的加速度。
MEMS加速度传感器在汽车安全系统、智能手机和运动监测等领域中得到广泛应用。
5.湿度传感器湿度传感器用于测量空气中的湿度或水分含量。
热电阻湿度传感器是一种常见的湿度传感器，它利用湿度的变化导致传感器加热元件温度的变化来测量湿度。
传感器中的温度变化将与湿度成正比。
总结起来，传感器通过利用不同的物理效应来测量感兴趣的物理量，如温度、压力、光强度、加速度和湿度等。
它们在各个领域中发挥着关键作用，实现了自动控制、环境监测和数据采集等功能。
传感器工作原理详解
传感器工作原理详解传感器是一种能够感知外部环境并将信号转化为可用电信号的器件。
它在各个领域中起着重要的作用，例如工业自动化、航空航天、医疗设备等。
为了更好地了解传感器的工作原理，我们需要先了解传感器的分类。
一、分类传感器可分为多种类型，其中常见的有光学传感器、压力传感器、温度传感器、湿度传感器、加速度传感器等。
每种传感器都有其独特的工作原理。
二、光学传感器光学传感器是利用光的特性进行测量的传感器。
其工作原理主要是基于光的吸收、散射、透射等现象。
例如，红外线传感器利用人体的热辐射发出红外线并通过传感器接收到的红外线来检测人体的存在。
三、压力传感器压力传感器是用于测量压力变化的传感器。
其工作原理是利用压力作用在传感器上产生的变形来测量压力大小。
一般采用钢片或薄膜等材料制成传感器，通过测量材料的变形程度来获得压力值。
四、温度传感器温度传感器是用于测量温度变化的传感器。
其工作原理是基于物质的热膨胀性质。
常见的温度传感器有热敏电阻传感器和热电偶传感器。
热敏电阻传感器的电阻值随温度变化而变化，通过测量电阻值的变化来获得温度值。
五、湿度传感器湿度传感器是用于测量空气湿度的传感器。
其工作原理主要是基于湿度对某种物质的影响。
例如，湿度对一些带有水分敏感性的材料的电导率、电容率等产生影响，通过测量这些物质的性质变化来获得湿度值。
六、加速度传感器加速度传感器是用于测量物体加速度的传感器。
其工作原理基于牛顿第二定律，通过测量传感器所受到的惯性力来获得加速度值。
常见的应用包括汽车碰撞检测、手机屏幕旋转等。
七、其他传感器除了以上常见的传感器之外，还有许多其他类型的传感器，如声音传感器、气体传感器、磁力传感器等。
每种传感器都有其独特的工作原理和应用领域。
综上所述，传感器是一类能够感知外部环境并将信号转化为可用电信号的器件。
不同类型的传感器有不同的工作原理，如光学传感器基于光的特性测量、压力传感器基于压力的变形测量等。
深入了解传感器的工作原理将有助于我们更好地理解其应用和优化设计。
传感器工作原理
传感器工作原理一、引言传感器是现代科技中不可或者缺的重要组成部份，广泛应用于各个领域。
本文将详细介绍传感器的工作原理，包括传感器的定义、分类、工作原理、应用等方面的内容。
二、传感器的定义与分类传感器是一种能够将被测量物理量转换为可供测量或者处理的信号的装置。
根据被测量的物理量不同，传感器可以分为多种类型，如温度传感器、压力传感器、湿度传感器、光传感器等。
三、传感器的工作原理1. 温度传感器工作原理温度传感器是用于测量环境或者物体的温度的传感器。
常见的温度传感器有热电偶和热敏电阻。
热电偶利用两种不同金属的导线连接处产生的热电势来测量温度，而热敏电阻则是利用电阻值随温度变化而变化的特性来测量温度。
2. 压力传感器工作原理压力传感器用于测量气体或者液体的压力。
常见的压力传感器有压阻式传感器和压电式传感器。
压阻式传感器利用电阻值随压力变化而变化的特性来测量压力，而压电式传感器则是利用压电效应将压力转换为电荷或者电压信号来测量压力。
3. 湿度传感器工作原理湿度传感器用于测量环境中的湿度。
常见的湿度传感器有电容式传感器和电阻式传感器。
电容式传感器利用湿度对电容值的影响来测量湿度，而电阻式传感器则是利用湿度对电阻值的影响来测量湿度。
4. 光传感器工作原理光传感器用于测量光的强度或者光的特性。
常见的光传感器有光敏电阻和光电二极管。
光敏电阻是利用光照射时电阻值随之变化的特性来测量光的强度，而光电二极管则是利用光照射时产生的电流来测量光的强度。
四、传感器的应用传感器广泛应用于各个领域，如工业自动化、环境监测、医疗设备、汽车工业等。
在工业自动化中，传感器可以用于测量温度、压力、湿度等参数，实现对生产过程的控制和监测。
在环境监测中，传感器可以用于测量大气中的温度、湿度、气体浓度等，匡助人们了解环境状况并采取相应的措施。
在医疗设备中，传感器可以用于测量患者的体温、心率、血压等，为医生提供准确的数据。
在汽车工业中，传感器可以用于测量车辆的速度、转向角度、轮胎压力等，提高行车安全性。
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发动机测试技术第四章传感器基本类型
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及其工作原理
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4.1 传感器概述
3 传感器分类
常用传感器根据其作用原理的不同，可以分为两 大类。
“能量型” ：这类传感器可以输出电信号，故称能 量型传感器，也称发电型传感器。包括磁电式 (电动式、感应式)、压电式、热电式、光电式、 霍耳效应式、电涡流式等传感器。
2
1
3
直线型
123
旋转型
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及其工作原理
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4.2 电阻式传感器
2.电位计式传感器
优点：
结构简单、尺寸小、重量轻、价格低廉且性 能稳定；受环境因素(如温度、湿度、电磁场 干扰等)影响小；可以实现输出-输入间任意函 数关系；输出信号大，一般不需放大。
表征传感器静态特性的主要参数有：线性度、灵敏 度、分辨力等。
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4.1 传感器概述
3.传感器特性
传感器的特性主要包括以下两种。
静态特性
动态特性 是指传感器在输入动态参数时，它的输出特
性。在实际工作中，传感器的动态特性常用 它对某些标准输入信号的响应来表示。测定 动态特性最常用的标准输入信号有阶跃信号 和正弦信号两种。
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3 传感器分类
按被测物理量分类: ➢ 位移,力,温度等
按工作的物理基础分类: ➢ 机械式,电气式,光学式,流体式等.
按信号变换特征: ➢ 物性型,结构型.
按敏感元件与被测对象之间的能量关系: ➢ 能量转换型和能量控制型
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换成电阻的测量，根据这个原理，可制成以 下传感器：电位计式、应变式等传感器。
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4.2 电阻式传感器
2.电位计式传感器
常用电位器式传感器有直线位移型、角位移 型和非线性型等，可作为角位移和线位移测 量的电阻式传感器。其工作原理如4-2-1 所示。
“参数型”：这类传感器工作中只能相应改变其物 性参数，所以称参数型。包括电阻式、电感式、 电容式等传感。
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常见的被测物理量
机械量:长度,厚度,位移,速度,加速度,旋转角,转数,长度, 厚度,位移,速度,加速度,旋转角,转数,质量,重量,力,压力, 真空度,力矩,风速,流速, 流量;
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4.1 传感器概述
4.传感器特性
传感器的特性主要包括以下两种。
静态特性
静态特性是指对静态的输入信号，传感器的输出量 与输入量之间所具有相互关系。这时输入量和输出 量都和时间无关，所以它们之间的关系，即传感器 的静态特性可用一个不含时间变量的代数方程，或 以输入量作横坐标，把与其对应的输出量作纵坐标 而画出的特性曲线来描述。
第四章 传感器的基本类型及其工作原理
学习要求
➢ 了解常见的传感器的分类。 ➢ 熟悉常见的传感器（电阻式，电感式，电容式,
压电式，磁电式，热电式，霍耳传感器等）的 组成 、工作原理和用途等。
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4.1 传感器概述
1.传感器的定义
热能与动力机械测试技术发展的特点与趋向，是普 遍采用电测仪表测定非测量。非电量电测系统一般 由传感器、测量电路、记录和显示或处理装三部分 组成。如图:4-1-1
及其工作原理
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3 传感器分类
A 物性型与结构型传感器 物性型:依靠敏感元件材料本身物理性质的变化来实现信号变换.
例如:水银温度计,压电测力计. 结构型:依靠传感器结构参数的变化实现信号转变.
例如:电容式和电感式传感器.
B 能量转换型和能量控制型传感器 能量转换型:直接由被测对象输入能量使其工作.
例如:热电偶温度计,压电式加速度计. 能量控制型:从外部供给能量并由被测量控制外部供给能量的变化.
声: 声压,声强； 磁: 磁通,磁场； 温度: 温度,热量,比热； 光： 亮度，色彩
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4.1 传感器概述
3 传感器分类
传感器通常根据其类型以及所测参数的含义来 命名，如电容式压力计，压力式加速度计，磁 电式测振计，光电式转速表。因为传感器的种 类过于繁多，后续章节只是针多热能动力方面 用得多的传感器作介绍。
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4.2 电阻式传感器
1.电阻式传感器工作原理
我们知道导体的电阻与导体的材料性能(电阻
率ρ)，导体的尺寸(如长度 ，l 横截面积S)，形
状以及导体的温度有关。其关系式如下：
R l
S
从式中可以看出，在匀质导体中，电阻R与其
长度 l 成正比。那么长度变化的测量就可以转
原材料
原理
用弹簧将力转换为位移;再用变 阻器将位移转换为电阻的变化
传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息， 并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电 信号或其他所需形式的输出，满足信息的传输、存 储、显示、记录和控制要求。
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4.1 传感器概述
1.传感器的定义
目前，传感器转换后的信号大多为电信号。 因而从狭义上讲，传感器是把外界输入的非 电信号转换成电信号的装置。
缺点：
因为存在电刷与线圈或电阻膜之间摩擦，因 此需要较大的输入能量；由于磨损不仅影响 使用寿命和降低可靠性，而且会降低测量精 度，所以分辨力较低；动态响应较差，适合 于测量变化较缓慢的量。
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应用案例： 重量的自动检测--配料设备
物理量
电量
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2. 传感器的构成
传感器一般由敏感器件与辅助器件组成。敏感器件是传 感器的核心，它的作用是直接感受被测物理量，并对信 号进行转换输出。辅助器件则是对敏感器件输出的电信 号进行放大、阻抗匹配，以便于后续仪表接入。
d
V
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