第7讲 传感器与执行器

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1、2022-5-301第第 6 6 章章传感器与执行器传感器与执行器 2022-5-302目录目录 概述概述汽车中的传感器汽车中的传感器汽车中的执行器汽车中的执行器2022-5-3036.1 6.1 概述概述l 传感器：指能感受规定的物理量，并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，即把非电量转换成电量的装置。l 智能化、集成化和数字化将是传感器的未来发展趋势。l 传感器通常由敏感元件、转换元件及测量电路组成。l 敏感元件直接感受被测量；l 转换元件将非电量转换成电量，有些敏感元件可以直接输入电量；l 测量电路将转换元件输入的电量经过处理，以便进行显示、记录和控制。测量电路中较多地使用电桥电

2、路。2022-5-3046.1 6.1 概述（续）概述（续）l 分类：可按被测物理量来分，按工作原理来分，或者按输出信号的性质来分。l 按被测物理量l 温度传感器l 湿度传感器l 压力传感器l 位移传感器l 流量传感器l 液位传感器l 力传感器l 加速度传感器l 转矩传感器2022-5-3056.1 6.1 概述（续）概述（续）l 按工作原理l 电学式传感器l 磁学式传感器l 光电式传感器l 电势型传感器（热电效应、光电效应、霍尔效应）l 电荷传感器l 半导体传感器l 谐振式传感器l 电化学传感器l 按输出信号的性质l 开关型传感器2022-5-3066.1 6.1 概述（续）概述（续）l 模

3、拟型传感器l 脉冲或代码数字型传感器l 传感器的基本特性l 静态特性：指传感器转换的被测量处在稳定状态时，传感器的输出与输入之间的关系。l 线性度：传感器实际输入/输出特性曲线与理论直线之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度误差。l 灵敏度：稳态时传感器输出变化量与输入变化量之比。l 迟滞：在相同条件下，传感器的正行程特性与反行程特性的不一致程度。2022-5-307l 重复性：在相同条件下，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。6.1 6.1 概述（续）概述（续）l 测量范围：在允许的误差范围内，被测量的下限到上限之间的范围，上限值与下限值之差

4、称为量程。l 分辨率：在规定的测量范围内能够检测出的被测量的最小变化量，受噪声的限制。l 零漂：在无输入或输入为某一定值时，输出值偏离原示值的最大偏差与满量程的百分比。l 温漂：温度每升高1度，输出值的最大偏差与满量程的百分比。 2022-5-3086.1 6.1 概述（续）概述（续）l 动态特性：指输入变化时，传感器的输出特性。l 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。l 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。l 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。2

5、022-5-3096.2 6.2 汽车中的传感器汽车中的传感器2022-5-30106.2 6.2 汽车中的传感器（续）汽车中的传感器（续）l 空气流量传感器l 风门式空气流量计：安装在空气滤清器和节气门之间，用于检测吸入空气量的多少，并把检测结果转换成电信号。由风门和电位计组成。2022-5-30116.2 6.2 汽车中的传感器（续）汽车中的传感器（续）l 热线式空气流量计：利用空气流过热金属线时的冷却效应进行工作。l 将一根铂丝热线置于进气空气流中，当恒定电流通过铂丝使其加热后，如果流过铂丝周围的空气增加，金属丝温度就会降低。如果要使铂丝的温度保持恒定，就应根据空气量调节热线的电流，空气

6、流量越大，需要的电流越大。l 这种空气流量计由于没有运动部件，因此工作可靠，而且响应特性较好；缺点是在空气流速分布不均匀时误差较大。 2022-5-30126.2 6.2 汽车中的传感器（续）汽车中的传感器（续）l 压力传感器：在汽车上主要有两个方面的应用。l 一是用于气压的检测，包括进气真空度、大气压力、气缸内的气压及轮胎气压等；l 二是用于用于油压的检测，包括变速箱油压、制动阀油压及悬挂油压等。l 电容式压力传感器 2022-5-3013l 由一个被测量引起两个传感元件参数等量、相反变化的结构，称为差动结构。l 差动结构具有较高的灵敏度。6.2 6.2 汽车中的传感器（续）汽车中的传感器（

7、续）2022-5-30146.2 6.2 汽车中的传感器（续）汽车中的传感器（续）l 差动变压器式压力传感器l 由波纹管、铁芯、差动变压器组成2022-5-30156.2 6.2 汽车中的传感器（续）汽车中的传感器（续）l 应变式压力传感器2022-5-3016l 节气门位置传感器l 节气门位置传感器安装在节气门体上，将节气门开度转换成电压信号输出，以便计算机控制喷油量。6.2 6.2 汽车中的传感器（续）汽车中的传感器（续）l 节气门位置传感器有开关量输出和线性输出两种类型。2022-5-30176.2 6.2 汽车中的传感器（续）汽车中的传感器（续）2022-5-30186.2 6.2 汽

8、车中的传感器（续）汽车中的传感器（续）l 氧传感器 l 常安放在排气管中检测排气中氧的含量，从而间接地判断进入气缸内混合气的浓度，以对实际空燃比进行闭环控制。l 当排气中氧的含量过高时，说明混合气过稀，应增加喷油量；反之，说明混合气过浓，应减少喷油量。l 它是按照大气与排气中氧浓度之差而产生电动势的一种电池。 当混合气较稀，只产生小的电压；而当混合气较浓，产生大的电压。2022-5-30196.2 6.2 汽车中的传感器（续）汽车中的传感器（续）l 在陶瓷电介质的内、外两面分别涂有白金以形成电极。当它插入排气管中时，其外表面接触废气，内表面则通大气。在约300度以上的温度时，陶瓷电介质可变为氧