汽车传感器及执行器共28页文档
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传感器和执行器
3、热膜式空气流量计：
（1）构造及工作原理：
3、热膜式空气流量计：
与热线式类似，都是用惠斯通电桥工 作的。 不同的是：热膜式不使用铂丝作为热 线，而是将热线电阻、温度补偿电阻、桥 路电阻用厚膜工艺制作在同一陶瓷基片上 构成的。
4、卡尔曼涡流式空气流量计：
卡尔曼涡流：
在流体中放置一个圆柱状或三角状物体时， 在这一物体的下游就会产生两列旋转方向相反， 并交替出现的旋涡。
一、常用传感器
（1）空气流量计（AFS） （2）进气管绝对压力传感器（MAP） （3）节气门位置传感器（TPS） （4）凸轮轴位置传感器（CMPS） （5）曲轴位置传感器（CKPS） （6）进气温度传感器（IATS） （7）发动机冷却液温度传感器（ECTS） （8）车速传感器（VSS）
一、常用传感器
2、热线式空气流量计：
（1）构造：
2、热线式空气流量计：
（2）工作原理：
RA、RB、RH、RK组成 惠斯登电桥电路。 空气流过RH→ RH温度降 低→ RH电阻值减小→电桥失 去平衡→控制电路增大流经 RH的电流以恢复RH的阻值， 使电桥重新平衡→RA两端的 电压增大，此电压即为热线 式空气流量计的传感信号。
4、卡尔曼涡流式空气流量计： 工作原理图：
4、卡尔曼涡流式空气流量计：
工作原理：
发动机工作时，超声波发生器就不断地向超声波接收 器发出一定频率的超声波。与此同时，进气流通过涡流 发生器，并在其后产生涡流。 当由发射器发射的超声波通过进气流到达接收器 时，由于涡流的影响，使接收器接收到超声波信号的时 间和时间差（相邻波间的相位差）发生变化，且此变化 与涡流频率成正比。集成控制电路据此可计算出涡流的 频率。
4、卡尔曼涡流式空气流量计：
《新型汽车传感器、执行器原理与故障检测 第2版》课件
第一章 汽车传感器概述
❖ 4）串行数据多路信号 串行数据信号是按时序逐位将组成 数据和字符的码元予以传输的信号。串行数据传输，所需 通信线少，串行传送的速度低，但传送的距离可以很长， 因此串行适用于长距离而速度要求不高的场合。若汽车中 具备有自诊断能力和其他串行数据送给能力的控制模块， 则串行数据是由发动机控制电脑PCM、车身控制电脑BCM、 防盗和防滑制动系统ABS或其控制模块产生，以及配各自我 诊断的各种电脑之间传递的信号。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第一章 汽车传感器概述
❖ 2）频率调制信号 保持波的幅度恒定而改变频率称为频率调 制。在汽车中产生可变频率信号的传感器主要是光电式和霍 尔式传感器。
❖ 3）交流信号AC 交流信号AC大小和方向随时间变化的信号属 于交流信号。在汽车中产生交流信号的传感器主要是磁电式 传感器和爆震传感器等，如图1-2所示磁电式传感器产生的交 流信号波形。 。
新型
汽车
传感
器、
执行
器原
理与
故障
检测
第一章 汽车传感器概述
第一章 汽车传感器概述
❖ 一、传感器的定义组成 ❖ 1.传感器定义 ❖ 传感器是一种信号转化装置，它可以将非电信号
转换为电信号，其主要作用是向汽车电脑提供运 行的各种工况信息。汽车传感器过去单纯用于发 动机上，现在已扩展到底盘、车身和灯光、电气 等各个系统
项目一 汽车电路图的识读
❖ 3）通过解码器查出的故障码，只是说明某一系统或相关系 统有故障，不要看到故障码就断定是该传感器或执行器有 故障，就要更换，其他与之相关系统同样会造成同样故障 而出现相同的故障码。
❖ 例如在检查ABS系统时，如果出现“轮速传感器信号不良” 故障码时，不要立即更换轮速传感器，首先要检查电路各 连接插头与插座针脚接触是否良好，传感器触发轮是否有 脏污、锈蚀、断路或短路等现象，有些安装在车轮上的传 感器其磁芯经常会吸附一些制动鼓磨掉的铁屑而导致工作 不良，此时只需拆下传感器并清除磁芯上的污垢即可解决 问题。同时还要观察感应齿圈是否有变形、缺齿等现象， 这些都是导致出现“轮速传感器信号不良”故障码的原因， 而轮速传感器本身并不一定损坏。
汽车电子技术第4章汽车电脑传感器与执行器
• 一、氧传感器的结构与工作原理• 根据内部敏感材料的不同
氧化锆式（也称锆管式） 氧化钛式
第四章 汽车电脑传感器与执行器
• 1、氧化锆式氧传感器
氧化锆式氧传感器是目前应用最多的氧传感器
主要
锆管 电极
氧化锆式氧传感器
氧化锆式氧传感器内部的敏感元件是二氧化锆（ZrO2）固体电解质。在二氧 化锆固体电解质粉末中添加少量的添加剂并烧制成管状，便称为锆管。紧贴 锆管内、外表面的是作为锆管内、外电极的铂膜，内、外电极通过电极引线 与传感器的线束插接器相连。锆管的内电极与外界大气相通，外电极与排气 管内的排气相通。为防止发动机排出的废气腐蚀外层的铂电极，在外层铂电 极表面都覆盖着一层多孔性地陶瓷层。
第四章 汽车电脑传感器与执行器
• 3、光电式曲轴位置传感器的工作电路
光电式曲轴位置传感器的工作电路
第四章 汽车电脑传感器与执行器
• 三、曲轴位置传感器的检测
• 曲轴位置传感器的常见故障有：导线断路、短路，无工作电压等。另外，霍 尔式曲轴位置传感器还可能由于内部的霍尔元件发生故障而出现信号时有时 无、高温时无信号等故障。曲轴位置传感器信号消失会导致汽油喷射系统停 止喷油，点火系统停止点火，使发动机不能运转。
第四章 汽车电脑传感器与执行器
• 3、光电式发动机转速与曲轴位置传感器
光
电
信号盘（即信号转子）
式
曲
轴 与
信号发生器
凸
轮 轴
配电器
位
置 传
传感器壳体
感
器
线束插头
信号盘是传感器的信号转子，压装在传感器轴上。在靠近信号盘的边缘位置制作有均匀间隔弧度的内、外两圈透光
孔。其中，外圈制作有360个透光孔（缝隙），间隔弧度为1°。用于产生曲轴转角与转速信号；内圈制作有4个透 光孔（长方形孔），间隔弧度为90°，用于产生各个汽缸的上止点信号，其中有一个长方形的宽边稍长，用于产生 汽缸1的上止点信号。信号发生器固定在传感器壳体上，它由Ne信号（转速与转角信号）发生器、G信号（上止点信 号）发生器以及信号处理电路组成。由于曲轴旋转两转，传感器轴带动信号盘旋转一圈，因此，G信号传感器将产 生4个脉冲信号。
氧化锆式（也称锆管式） 氧化钛式
第四章 汽车电脑传感器与执行器
• 1、氧化锆式氧传感器
氧化锆式氧传感器是目前应用最多的氧传感器
主要
锆管 电极
氧化锆式氧传感器
氧化锆式氧传感器内部的敏感元件是二氧化锆（ZrO2）固体电解质。在二氧 化锆固体电解质粉末中添加少量的添加剂并烧制成管状，便称为锆管。紧贴 锆管内、外表面的是作为锆管内、外电极的铂膜，内、外电极通过电极引线 与传感器的线束插接器相连。锆管的内电极与外界大气相通，外电极与排气 管内的排气相通。为防止发动机排出的废气腐蚀外层的铂电极，在外层铂电 极表面都覆盖着一层多孔性地陶瓷层。
第四章 汽车电脑传感器与执行器
• 3、光电式曲轴位置传感器的工作电路
光电式曲轴位置传感器的工作电路
第四章 汽车电脑传感器与执行器
• 三、曲轴位置传感器的检测
• 曲轴位置传感器的常见故障有：导线断路、短路，无工作电压等。另外，霍 尔式曲轴位置传感器还可能由于内部的霍尔元件发生故障而出现信号时有时 无、高温时无信号等故障。曲轴位置传感器信号消失会导致汽油喷射系统停 止喷油，点火系统停止点火，使发动机不能运转。
第四章 汽车电脑传感器与执行器
• 3、光电式发动机转速与曲轴位置传感器
光
电
信号盘（即信号转子）
式
曲
轴 与
信号发生器
凸
轮 轴
配电器
位
置 传
传感器壳体
感
器
线束插头
信号盘是传感器的信号转子，压装在传感器轴上。在靠近信号盘的边缘位置制作有均匀间隔弧度的内、外两圈透光
孔。其中，外圈制作有360个透光孔（缝隙），间隔弧度为1°。用于产生曲轴转角与转速信号；内圈制作有4个透 光孔（长方形孔），间隔弧度为90°，用于产生各个汽缸的上止点信号，其中有一个长方形的宽边稍长，用于产生 汽缸1的上止点信号。信号发生器固定在传感器壳体上，它由Ne信号（转速与转角信号）发生器、G信号（上止点信 号）发生器以及信号处理电路组成。由于曲轴旋转两转，传感器轴带动信号盘旋转一圈，因此，G信号传感器将产 生4个脉冲信号。
传感器与执行器共92页
传感器与执行器
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
46、我们若已接受最坏的，就再没ห้องสมุดไป่ตู้什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
46、我们若已接受最坏的，就再没ห้องสมุดไป่ตู้什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
传感器和执行器
线圈
锯齿状/片状轮子
感应式脉冲发生器
元件测试
感应式脉冲发生器的电压输出可用以下仪器检测： - 电压表，设置为AC档 - 汽车示波器
线圈阻抗可用欧姆表检测
霍尔效应传感器
功能描述
来自控制单元的电压供应: 5 V 或 12 V 带缺口的轮子 从正到负通过传感器的电流பைடு நூலகம்
磁铁
信号线上的电压： 5V, 10 V 或12 V
5V
?V 信号电压 5
信号地线 (<0.2 Volts)
信号电 压
4 3
参考接地 (<0.2 Volts)
温度传感器
2 1
当温度升高，信号线上的电压逐渐 下降。
25
50
75
100
温度 (°C)
控制电路: NTC 电阻器
发动机温度传感器
发动机控制模块
微处理芯片
12V
5V
信号电 压
信号接地 (<0.2 Volts)
空气流量传感器
空气流量传感器
MAF传感器由下面主要部件组成： • 集成控制模块 • 带感应元件的热线电阻器
12 v
5v
0v
信号 (?v) 集成控制模块 热线感应元件
气流
空气流量传感器
MAF传感器控制模块保持热线的温度在一个特定的温度（标准值为100 °C ）上，此温度高 于进入发动机的空气温度。 当空气的速率增加，吹风冷却效应在热线上发生..... 控制模块增加通过热线上的电流..... 信号电压输出增加. 12 v 5v 0v 信号 (?v) 集成控制单元 热线感应元件
+
_
最小峰值
感应式脉冲发生器
功能描述
信息与通信第7讲传感器与执行器课件
[信息与通信]第7讲 传感器与执行
2024/4/3
器
23
6.2 汽车中的传感器（续）
霍尔位置传感器：利用半导体的磁电转换原理进行工作。霍 尔元件是一种半导体四端薄片。
霍尔式曲轴位置传感器有两个部件，一个是由导磁材料 制成的触发叶轮，另一个是霍尔信号发生器。触发叶轮上 的叶片数与发动机的气缸数相同，触发叶轮由分电器带动。
[信息与通信]第7讲 传感器与执行
2024/4/3
器
6
6.1 概述（续）
动态特性：指输入变化时，传感器的输出特性。 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。 对标准输入信号的响应与对任意输入信号的响应之间存 在一定的关系，往往知道了前者就能推定后者。 最常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种，所 以传感器的动态特性也常用阶跃响应和频率响应来表示。
[信息与通信]第7讲 传感器与执行
2024/4/3
器
31
6.3 汽车中的执行器（续）
步进电机
将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。
在非超载的情况下， 电机的转速、停止的位 置只取决于脉冲信号的 频率和脉冲数，而不受 负载变化的影响，即给 电机加一个脉冲信号， 电机则转过一个步距角。
2024/4/3
器
3
6.1 概述（续）
按工作原理 电学式传感器 磁学式传感器 光电式传感器 电势型传感器（热电效应、光电效应、霍尔效应） 电荷传感器 半导体传感器 谐振式传感器 电化学传感器
按输出信号的性质 开关型传感器
[信息与通信]第7讲 传感器与执行
2024/4/3
器
4
6.1 概述（续）
有些发动机上专门设汽油泵ECU，通过控制加到汽油泵电动 机上的不同电压来实现对汽油泵转速和泵油量的控制。
汽车传感器及执行器
《发动机实训课程》
气缸磨损测量
外径千分尺是用于外径宽度测量的千分 尺，测量范围一般为0～25mm。 根据所测零部件外径粗细， 可选用测量 范围为0～25mm、25～50mm、50～75mm、 75～100mm等多种规格的千分尺。
《发动机实训课程》
气缸磨损测量
2.外径千分尺的读数
例1： 套筒刻度可以精确
气缸磨损测量
二
想一想：发动机曲轴的磨损 量用直尺或游标卡尺能否测 量？为什么？有没有更适合 的量具呢？
《发动机实训课程》
气缸磨损测量
1.概述
千分尺也称为螺旋测微器， 它是利用螺纹节距来测量长
度的精密测量仪器，是一种
用于测量加工精度要求较高的 零部件，汽车维修工作中一般 使用可以测至1/100mm的千分尺， 其测量精度可达到0.01mm。
（2）零点校正 （3）游标的移动状况
《发动机实训课程》
气缸磨损测量 3.游标卡尺的维护注意事项
游标卡尺是一种精密的测量工具，要获得很好的精 度应小心轻放和妥善保存； 测量前要清洁、查看精度； 读数时目光对其刻度线，以减小误差； 测量后要清洁并涂上防锈油、小心存放。
《发动机实训课程》
气缸磨损测量
气缸磨损测量
二、测量步骤
1.清洁气缸筒内部，并检查是否有明显 的划痕 ；清洁工作台检查工量具。
《发动机实训课程》
气缸磨损测量
2、游标卡尺清洁和校零，测 量气缸直径
使用游标卡尺测量缸径后获得 基本尺寸，利用这些长度作为选 择合适杆件的参考。 再根据所测缸径的基本尺寸 选用合适的替换杆件和调整垫 圈，使量杆长度比缸径0.5～ 1.0mm。
《发动机实训课程》
气缸磨损测量
三
想一想？ 测量发动机气缸的磨 损量我们用千分尺能做到 吗？
气缸磨损测量
外径千分尺是用于外径宽度测量的千分 尺，测量范围一般为0～25mm。 根据所测零部件外径粗细， 可选用测量 范围为0～25mm、25～50mm、50～75mm、 75～100mm等多种规格的千分尺。
《发动机实训课程》
气缸磨损测量
2.外径千分尺的读数
例1： 套筒刻度可以精确
气缸磨损测量
二
想一想：发动机曲轴的磨损 量用直尺或游标卡尺能否测 量？为什么？有没有更适合 的量具呢？
《发动机实训课程》
气缸磨损测量
1.概述
千分尺也称为螺旋测微器， 它是利用螺纹节距来测量长
度的精密测量仪器，是一种
用于测量加工精度要求较高的 零部件，汽车维修工作中一般 使用可以测至1/100mm的千分尺， 其测量精度可达到0.01mm。
（2）零点校正 （3）游标的移动状况
《发动机实训课程》
气缸磨损测量 3.游标卡尺的维护注意事项
游标卡尺是一种精密的测量工具，要获得很好的精 度应小心轻放和妥善保存； 测量前要清洁、查看精度； 读数时目光对其刻度线，以减小误差； 测量后要清洁并涂上防锈油、小心存放。
《发动机实训课程》
气缸磨损测量
气缸磨损测量
二、测量步骤
1.清洁气缸筒内部，并检查是否有明显 的划痕 ；清洁工作台检查工量具。
《发动机实训课程》
气缸磨损测量
2、游标卡尺清洁和校零，测 量气缸直径
使用游标卡尺测量缸径后获得 基本尺寸，利用这些长度作为选 择合适杆件的参考。 再根据所测缸径的基本尺寸 选用合适的替换杆件和调整垫 圈，使量杆长度比缸径0.5～ 1.0mm。
《发动机实训课程》
气缸磨损测量
三
想一想？ 测量发动机气缸的磨 损量我们用千分尺能做到 吗？
(完整word版)汽车传感器与执行器
2. 传感器与执行器2.1 传感器有了形式各样的传感器，车载控制模块才能监控整个电气系统的工作状况，获得它想要得到的信息，并对系统的工作状况进一步作出有必要的调整。
传感器可以用来监测不同的物理属性值，比如：位置、速度、压力、温度等。
这些属性值最终均以电信号的形式与其他数据流一起，传送至控制网络。
2.1.1 信号1.信号的类型1）按照信号的波形图特征，传感器信号可以分为数字信号（Digital Signal）和模拟信号（Analog Signal）。
（1）数字信号 Digital Signal图2-1 数字信号波形图由于车载控制单元的基础是单片机，所有能接受的数字信号也是二进制信号，如图2-1所示。
二进制信号是电压信号，也叫方波信号，最大的特点是，随着时间的变化，电压值只在两个域值之间瞬间切换，并不存在过渡区，每一个电压值代表着一种状态。
（例如：Vmax表示开，Vmin表示关）。
虽然开关并不属于传感器，但开关信号是最简单的数字信号的例子，开关的状态无非有两种，打开和关闭；对应的电压信号值，就是12V（或5V）和0V。
（2）模拟信号 Analog Signal图2-2 模拟信号波形图模拟信号与电压信号最大的不同在于，随着时间的变化，输入的电压值是连续变化的，如图2-2所示。
在某一时刻的电压值，具体指的是什么状态，控制单元无法识别出来。
最简单的例子就是温度传感器：测量的时间不同，物体不同，那么测量的结果就是电压值在0―5V之间的任意值。
2）按照传感器类型的不同，传感器信号可以分为：电阻信号（Resistive Signal）、开关信号（Switches Signal）、和感应电压信号（Voltage Generating）。
（1）电阻信号 Resistive Signal随着机械位置发生改变，电阻值也跟着变化，这一类的传感器称为电阻传感器。
传感器的阻值发生变化，那么传感器上的电压也会随之变化。
控制模块通过监测传感器上的电压值变化，并与参考标志电压相比较，就可以知道测量值所代表的状态。
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汽车传感器及执行器
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克