传感器

汽车诊断

传感器，是用电量（如电压、电流）测量非电量（如流量、温度、压力、速度、浓度、位置等）的装置。

传感器通常由敏感元件、转换元件和测量电路三部分组成。
1）、敏感元件是指能直接感受（或响应）被测量的部分，即将被测量通过传感器的敏感元件转换成与被测量有确定关系的非电量或其它量。
2）、转换元件则将上述非电量转换成电参量。
3）、测量电路的作用是将转换元件输入的电参量经过处理转换成电压、电流或频率等可测电量，以便进行显示、记录、控制和处理的部分。

传感器输出的信号一般是模拟信号或数字脉冲信号。

常见传感器的工作原理
1、电磁感应式
电磁感应式传感器一般的信号波形是正弦交变波形。

2、霍尔效应式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，这种现象称为霍耳效应。
霍尔效应式传感器一般输出方波波形。

3、压电式

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，这种现象称为压电效应。

常用的压电材料有石英晶体（SiO2）和人工合成的压电陶瓷。

4、光电式

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。

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。

5、热电式

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

汽车上的传感器，一般是指发动机电子控制系统上的传感器。
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，转化成电讯号输给控制单元，以便发动机处于最佳工作状态。

温度传感器
温度传感器主要用于检测发动机温度、吸入气体温度、冷却水温度、燃油温度以及催化温度等。温度用传感器有线绕电阻式、热敏电阻式和热偶电阻式三种主要类型。
三种类型传感器各有特点，其应用场合也略有区别。线绕电阻式温度传感器的精度高，但响应特性差；热敏电阻式温度传感器灵敏度高，响应特性较好，但线性差，适应温度较低；热偶电阻式温度传感器的精度高，测量温度范围宽，但需要配合放大器和冷端处理一起使用。

压力传感器
压力传感器主要用于检测气缸负压、大气压、涡轮发动机的升压比、气缸内压、油压等。吸气负压式传感器主要用于吸气压、负压、油压检测。汽车用压力传感器应用较多的有电容式、压阻式、差动变压器式（LVDT）、表面弹性波式（SAW）。
电容式压力传感器主要用于检测负压、液压、气压，测量范围20~100kPa，具有输入能量高，动态响应特性好、环境适应性好等特点；压阻式压力传感器受温度影响较大，需要另设温度补偿电路，但适应于大量生产；LVDT式压力传感器有较大的输出，易于数字输出，但抗干扰性差；SAW式压力传感器具有体积小、质量轻、功耗低、可靠性高、灵敏度高、分辨率高、数字输出等特点，用于汽车吸气阀压力检测，能在高温下稳定地工作，是一种较为理想的传感器。

流量传感器
流量传感器主要用于发动机空气流量和燃料流量的测量。空气流量的测量用于发动机控制系统确定燃烧条件、控制空燃比、起动、点火等。空气流量传感器有旋转翼片式（叶片式）、卡门涡旋式、热线式、热膜式等四种类型。
旋转翼片式（叶片式）空气流量计结构简单，测量精度较低，测得的空气流量需要进行温度补偿；卡门涡旋式空气流量计无可动部件，反映灵敏，精度较高，也需要进行温度补偿；热线式空气流量计测量精度高，无需温度补偿，但易受气体脉动的影响，易断丝；热膜式空气流量计和热线式空气流量计测量原理一样，但体积少，适合大批量生产，成本低。空气流量传感器的主要技术指标为：工作范围0.11~103立方米/min，工作温度-40℃~120℃，精度≤1%。燃料流量传感器用于检测燃料流量，主要有水轮式和循环球式，其动态范围0~60kg/h，工作温度-40℃~120℃，精度 1%，响应时间<10ms。

位置和转速传感器
位置和转速传感器主要用于检测曲轴转角、发动机转速、节气门的开度、车速等。
汽车使用的位置和转速传感器主要有交流发电机式、磁阻式、霍尔效应式、簧片开关式、光学式、半导体磁性晶体管式等。

气体浓度传感器
气体浓度传感器主要用于检测车体内气体和废气排放。其中，最主要的是氧传感器，实用化的有氧化锆传感器（使用温度-40℃~900℃，精度1%）、氧化锆浓差电池型气体传感器（使用温度300℃~800℃）、固体电解质式氧化锆气体传感器（使用温度0℃~400℃，精度0．5%），另外还有二氧化钛氧传感器。和氧化锆传感器相比，二氧化钛氧传感器具有结构简单、轻巧、便宜，且抗铅污染能力强的特点。

爆震传感器
爆震传感器用于检测发动机的振动，通过调整点火提前角控制和避免发动机发生爆震。可以通过检测气缸压力、发动机机体振动和燃烧噪声等三种方法来检测爆震。
爆震传感器有磁致伸缩式和压电式。

发动机上常见的传感器有：
空气流量传感器、进气歧管绝对压力传感器、节气门位置传感器
凸轮轴传感器、曲轴传感器
水温传感器、燃油压力传感器、氧传感器、爆震传感器
车速传感器
这些传感器通常是电磁感应式或霍尔效应式。

这些传感器的具体构造和波形可以下载picoscope6 automotive软件，在菜单栏-汽车-传感器下了解。

发动机上的传感器，通常是一个插接头，一般至少有三条线束，
分别是：一条电源供给线（5V或12V，大部分是5V）、一条接地线（俗称搭铁）、一条信号输出线（输出电压）。
每条线束都用不同的颜色区分，如下图的进气歧管绝对压力传感器（MAP）：