传感器概述

09-16
什么叫传感器

传感器是指能感受规定的物理量,并按照一定规律转换成可用输信号的器件或装置,简单的说,传感器即是把非电量转换成电量的装置。发动机控制用传感器有许多种,其中包括温度传感器、压力传感器、转速和角度传感器、流量传感器、位置传感器、气体浓度传感器、爆震传感器等,这类传感器是整个发动机的核心,利用它们可提高发动机动力性、降低油耗、减少废气、反映故障等。
传感器通常由敏感元件、转换元件及测量电路组成。

世界是由物质组成的,根据物质的电特性,可分为电量和非电量两种。电量一般是指物理学中的电学量,例如电压、电流、电感和电容等;非电量则是指除电量之外的一些参数,例如压力、流量、重量、速度及酸碱度等。非电量的测量不能直接使用一般的电工仪表和电子仪器测量,因为一般的电工仪表和电子仪器只能测量电量,要求输入的信号为电信号。非电量需要转换成与非电量有一定关系的电量,再进行测量,实现这种转换技术的器件被称为传感器。

传感器的组成
传感器是能感受被测物理量,并按照一定的规律将其转换成可用输出信号的器件或装置。传感器通常由敏感元件、转换元件和转换电路三部分组成,如图。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适于传输或测量的电信号部分。转换电路的作用是把转换元件输出的电信号变换为便于处理、显示、记录和控制的可用电信号。

传感器的组成框图

传感器的分类
传感器的种类繁多,分类方法也很多,但目前一般采用两种分类方法;一种是按传感器的工作原理分类,另一种是按被测参数分类。

1. 按传感器工作原理分类
这种分类方法是以工作原理划分,将物理、化学、生物等学科的原理、规律和效应作为分类的依据。这种子分类法的优点是对传感器的工作原理表达比较清楚,而且类别少,有利于传感器专业工作者对传感器进行深入研究分析。其缺点是不便于使用者根据用途选用,其划分见表

按传感器的工作原理分类

序号

工作原理

序号

工作原理

1

电阻式

8

光电式

2

电感式

9

谐振式

3

电容式

10

霍尔式

4

阻抗式

11

超声波式

5

磁电式

12

同位素式

6

热电式

13

电化学式

7

压电式

14

微波式

2.按被测物理量分类
这一种分类方法是根据测量的性质进行类,它把种类繁多的被测量分为基本被测量和派生被测量两种。例如力可视为基本被测量,从力可派生出压力、重量、应力和力矩等派生被测量。当需要测量这些被测量时,只要采用力传感器就可以了。常见的非电基本被测量和派生被测量及其所对应的汽车用传感器检测量或检测对象,如表9—2所示。这种分类方法的优点是比较明确地表达了传感器的用途,便于使用者根据其用途用。其缺点是没有区分每种传感器在转换机理上有何共性和差异,不便于使用者掌握其基本原理及分析方法。

传感器按基本被测量和派生被测量分类

基本被测量

派生被测量

汽车用传感器检测量或检测对象

位移

线位移

长度、厚度、振动

车辆高度

角位移

旋转角、偏转角、角振动

节气门开度、废气再循环阀开度

速度

线速度

速度、振动、流量

车速、吸入空气量、燃料流量、废气再循环量、

角速度

转速、角振动

凸轮轴转速、曲轴转速、转向盘转角、车轮速度

加速度

线加速度

振动、冲击、质量

加速度

角加速度

角振动、转矩、转动惯量

压力

重量、应力、力矩

进气歧管压力、大气压力、燃烧压力、发动机机油压力、自动变速器油压、制动压力、各种泵压、轮胎压力

时间

频率

周期、计数、统计分布

温度

热容、气体速度、涡流

冷却液、排出气体、吸入空气、发动机机油、自动变速器油。

光通量与密度、光谱分布

日照、光照

湿度

水气、水分、露点

湿度

汽车传感器的性能要求
1 、好的环境适应性。
因为汽车是在环境温度变化范围较宽(—40~80OC),道路表面优劣程度相差较大,烈日、暴雨或冰雪天气造成温度悬殊,有时甚至在强大的电磁场的情况下工作的,因此要求耐振、耐水、耐温、耐冲击、抗电磁干扰等。
2、批量生产性。
为了使传感器用在适合于一般用户购买
力的成本而生产的汽车上,必须要求传感器具有批量生产
的可能性,换句话说,汽车传感器在保障其性能的基础
上,成本尽可能低,而且通过简单的调整就能更换。

3、可靠性
同一般传感器一样,汽车传感器的可靠性应是最重要,并且稳定性要好。
4、尽可能小型、质量轻、便于安装。
5、符合有关法规的要求。

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来源:智能汽车网
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