汽车传感器范文

汽车传感器范文（精选12篇）

汽车传感器 第1篇

成果应用领域

该产品不仅适用于汽车, 还可用于油井、轮船、机车、管道热油管的压力检测和过程控制, 市场需求很大。

市场分析

汽车机油压力传感器是测量发动机润滑系统机油压力的重要汽车传感器, 是现有传感器中用量较大的一种。目前国内汽车行业仍广泛采用滑线式或双金属片结构电热式油压表。这种机械式结构型油压表存在精度低、生产质量稳定性差、寿命短、密封差、输出信号不能与数字化仪表相匹配等缺点, 已不能满足新型汽车的需要, 急需研制新型的汽车用机油压力传感器替代。由于汽车需在野外各种复杂的路面上高速行驶, 机油压力传感器实际承受的工作条件十分恶劣, 高温达+110℃以上, 低温达-30℃, 还有频繁的冲击、震动、腐蚀、过载等, 然而价格又要求十分低廉, 通常比工业过程控制、检测用传感器低1-2个数量级。常用的各种硅压阻式及金属箔式压力传感器都难以满足需求。在国外, 汽车工业已成为传感器市场首屈一指的最大市场, 而国内传感器生产厂达数百家, 但至今尚无一种压力传感器能真正用在汽车上。

经济效益

两年形成10万只机油压力传感器的生产能力;三年形成年产100万只机油压力传感器的生产能力。每只售价90元, 则每年销售收入可达9000万元, 利税2000万元。

主要技术指标

工作温度: (-30～+110℃) ;压力范围:0～0.6MPa (并在0.08±0.01MPa时报警) ;过载:5倍;输出特性:满足YG2221G所配油压表特性, 符合JB3014-81《汽车用压力表》标准;耐久性:应经受2万次循环交变压力试验;精度:不低于现有YG2221G;外型尺寸:和现有YG2221G一致, 能替换。

成果成熟度

该产品目前处于小批量装车实验阶段。

合肥荣事达科源公司享有自主知识产权。

合作方式

合作开发产品。

联系人:薛文法孙怡宁

浅论汽车氧传感器的检修 第2篇

浅论汽车氧传感器的检修

随着汽车排放法规的.逐渐严格和社会对汽车排放污染控制的重视,氧传感器就起着至关重要的作用.汽车氧传感器故障会对发动机的工作、汽车的经济性及大气环保造成很大的影响.本文叙述氧传感器的工作原理,由氧传感器引发的故障实例,介绍检测与维修方法.

作 者：曹向红 作者单位：天津交通职业学院刊 名：科技信息英文刊名：SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：“”(2)分类号：U4关键词：排气污染 氧传感器 检测

汽车传感器的检测思路分析 第3篇

【关键词】传感器;汽车传感器的检测;解码器;数据流;信号线

0.前言

在对汽车传感器电路进行检测时，我们经常要面对这么些问题，并解决好这些问题才能更加有效很好的进行检测。

（1）汽车上常见传感器有哪些?

（2）各传感器都有些什么特点?

（3）传感器的线路从哪到哪？

（4）各传感器的线数不一样？都有哪些类型的线？

（5）当汽车上的传感器出现问题该怎么办？是不是先立即换掉传感器，如果换了还不行呢？

1.汽车传感器的检测思路

通过以上这些问题，其实我们不难看出，不同的传感器线路是不一样的，线数也是不一样的，结构原理也是不一样的。但不管如何，传感器仍然都有其共性。虽然传感器不同，但其线路最后归纳起来就只有四种，线路的走向很多都和ECU有关。最终汽车传感器的检测思路我们可以规纳为只有两个方面：

（1）传感器的线路检测。

（2）传感器的本身检测。

2.传感器的线路检测分析

为了更加有效的对传感器的线路进行检测，那就要对传感器的线路进行分析。搞清楚这么几个问题，第一个问题是传感器的线从哪到哪？第二个问题为什么各传感器的线数不一样？都有哪些类型的线?

1是各类常见的汽车传感器的电路，可以看出传感器虽然很多种，线数也不一样，但其实不管多少根线，归纳起来最多只有四种类型的线。

（1）信号线VS。

（2）地线E。

（3）5V参考电压线VC。

（4）12V工作电压线或电源线VB或+B。

从上面各传感器的电路，我们也可以看出，线路从哪到哪，为了更好地表达，如空气流量计的线路走向，我们可以这样表达描述：

MAF 5/3—ECU T80/12。

解决了以上两个问题，那么我们就开始对传感器的线路进行检测了。传感器的线路检测方法有以下两种：

方法一：

电阻检测：

关闭点火钥匙，断开蓄电池负极，拔下传感器线束插头，拔下电脑线束插头，用万用表200欧姆档，依次测量各传感器到ECU或其它元件的线路的导通情况，要求阻值小于0.5欧姆。

方法二：

电压检测：

关闭点火钥匙，拔下传感器线束插头，打开点火钥匙，选取万用表20V直流电压档，用万用表黑表笔搭线，红表笔依次测传感器线束插头来电情况。

3.传感器的本身检测分析

由于各传感器的结构原理不同，材料不同，对于不同的传感器检测方法也不大一样， 传感器的本身检测方法有：

（1）万用表纯电阻检测。

（2）解码器读数据流。

（3）万用表直流电压检测。

这里主要介绍其中两种通用的检测方法：

（a）万用表电压检测。

（b）解码器读数据流。

4.桑塔纳3000 CKP传感器引起无着车迹象的故障诊断与排除实例

4.1故障现象

起动时，根本无着车迹象，起动机工作正常，试火时各缸均无高压火花，用力压进油管，进油管无油压，油箱有油。

4.2故障原因分析

可能引起原因：

（1）ECU故障。

（2）油泵或油泵继电器和点火器同时故障。

（3）曲轴位置传感器故障。

（4）防盗问题等。

4.3故障检查诊断排除

为了确定故障原因，将解码器金德KT600连接到该车OBD诊断座的接口，进行故障码的读取，连接后，进入系统读故障码时，发现系统正常。能进入发动机电脑读取故障码，说明ECU应没有问题，可能原因（1）排除。

进一步检查油路，短接油泵继电器，再次用力压进油管，发现有来油脉动。同时对油泵继电器及其线路来电检测，也没有发现问题。怀疑应该是电脑没有得到喷油信号，导致不喷油，油泵不工作。

对曲轴位置传感器本身进行检测，拔下曲轴位置传感器线束插头，检测2-3号针脚电阻为900欧姆，符合规定电阻450欧姆到1000欧姆之间，说明该电磁式曲轴位置传感器线圈无问题，1-3和1-2号针脚阻值均为无穷大，正常。接着对曲轴位置传感器线路进行检测，拔下ECU电脑，将万用表检测曲轴位置传感器（CKP）的2号针脚-ECU电脑的63号针脚，导通。

4．4诊断排除过程的反思

从无着车迹象，同时不来电不来油，起动机无问题，油箱有油，电瓶电压正常，仪表也无防盗锁止，这些现象就应该先想到是发动机电脑没有得到转速信号或者是发动机电脑根本就没有工作从而不喷油点火，导致没有着车迹象。从而先直接对曲轴位置传感器或ECU进行检查。且在读故障码时，如防盗起作用了。应有故障码提示，ECU锁止，无故障码，说明不是防盗方面的问题。如联不上ECU电脑，那很可能是ECU电源电路或ECU电脑问题。通过本次故障排除分析，我们发现掌握好传感器的检测方法，在以后的类似故障排除检测过程中确实可以帮助我们少走一些弯路，少费一些时间。

5.检修过程应注意的常见事项

（1）接通点火开关时，不允许拆开任何的12Ｖ电器装置，防止电器装置中的线圈自感作用产生的瞬时电压损坏ＥＣＵ或传感器。

（2）发动机发生故障时，忌盲目拆检。确定机械部分无故障后在检查电控系统。

（3）故障诊断时，先根据“故障指示灯”工作情况进行相应检查。

（4）注意检查线束连接器是否清洁、连线是否可靠。

（5）对燃油系统检修前，应拆开蓄电池负极以免损坏电控系统的元件。

（6）维修中，注意个别车型线束连接器的锁扣型式，不可盲目用力硬拉。安装时要插接到位，锁扣锁住。

（7）对电控系统电路或元件进行检查时，必须使用高阻抗数字万用表检查电压、电阻或电流。

（8）发动机熄火后，燃油供给系统残余压力仍较高，对该系统进行拆检前，必须释放燃油系统的残余压力。

6.结束语

在对传感器进行检测时，经常会出现一些和线路及传感器无关的问题。传感器的线路和传感器均无问题，但在检测过程中却发现ECU收不到传感器的信号，这时我们要检测一下到ECU的针脚是不是虚焊或者是ECU是否有故障。[科]

【参考文献】

［１］李增国编著.传感器与检测技术.北京航空航天大学出版社,2009.

［２］贺建波编著.汽车传感器的检测.机械工业出版社,2005.

［３］王晓晖,杨建新编著.新款汽车传感器检测数据手册.辽宁科学技术出版社出版,2008.

［４］李鲲编著.电控发动机原理与维修.山东科学技术出版社,2010.

［５］吴喜骊编著.汽车发动机电控技术.同济大学出版社,2010.

汽车氧传感器故障检修 第4篇

1.1 单氧传感器

汽车氧传感器一般位于排气歧管或接近于排气歧管的排气总管上。如果氧传感器的数量为1个, 则作用是检测发动机尾气中的氧含量, 产生一个与其成比例的电压信号并输入发动机ECU, ECU根据该信号判断出实际空燃比值。发动机ECU根据实际空燃比对喷油持续时间进行修正, 从而调节混合气浓度, 提高发动机的经济性、环保性。

1.2 多氧传感器

部分车型设置有2-4个氧传感器 (见图1与图2) , 分别位于三元催化器前后, 这种情况下位于三元催化器前的氧传感器是主氧传感器, 而位于三元催化器后的氧传感器的作用是检测三元催化器的尾气净化效果, 与前氧传感器的监测值作比较。

2 分类与原理

2.1 氧化锆式氧传感器

氧化锆式氧传感器, 它的结构如图3所示 (1正极接触点;2外电极保护层;3多孔铂极;4空气 (接触内电极) ;5废气 (接触外电极) ;6二氧化锆传感元件) 。氧化锆式氧传感器内部的关键物质是二氧化锆 (Zr O2) , 二氧化锆是一种多孔陶瓷材料, 其孔径大小能够能离子但是不通过原子。氧化锆式氧传感器的工作原理相当于一个微电池, 因为铂电极内外氧气浓度不同, 因此电极附近电离的氧离子有浓度差, 浓度差扩散产生电位差 (0.1~0.9V) 。电位差间接反映出发动机可燃混合气的浓度。氧化锆式氧传感器的正常工作温度是300℃左右, 低于该温度值, 氧传感器不输出电压, 发动机电子控制系统处于开环控制状态。因此, 传感器的引出线常常有三根或四根, 有一根是供加热使用的导线 (12~14V) 。

2.2 氧化钛式传感器

氧化钛式氧传感器, 它的结构如图4所示 (1加热元件;2二氧化钛传感元件;3基片;4垫圈;5密封圈;6壳体;7滑石粉填料;8密封釉;9护套;10电极引线;11连接焊点;12密封衬垫;13传感器引线) 。二氧化钛 (Ti O2) 属于N型半导体材料, 具有电阻值随氧离子浓度的变化而变化的特性, 其阻值大小取决于材料温度以及周围环境中氧离子的浓度。

3 氧传感器的检修

3.1 检测前准备

首先举升车辆, 检测氧传感器外观有无损坏。

3.2 万用表信号电压检测

关闭点火开关, 断开氧传感器连线插头。打开点火开关, 检查信号电压, 应为0.45~0.55V。起动发动机, 暖机后, 急加速, 供给浓混合气, 信号电压应为0.7~1V之间;拔下进气歧管上的真空管, 供给稀混合气, 信号电压应为0.1~0.3V之间。

3.3 万用表加热装置检测

关闭点火开关, 拔下氧传感器插头。打开点火开关, 起动发动机至怠速, 检查来自ECU的加热装置供电电压, 该值不应该低于11.5V。在常温下, 检测加热元件的电阻应该满足维修手册中的规定范围, 温度升高时电阻应增大。

3.4 万用表连接线路检测

关闭点火开关, 拔下氧传感器插头与ECU插头, 按照电路图测量各连接线路的电阻值应满足维修手册中的规定范围。需要注意的是, 电加热装置的供电来自油泵继电器, 需要从油泵继电器与传感器插头之间辨别线路检测。

3.5 示波器、万用表信号灵敏度检测

起动发动机, 加速至约2500r/min运转2分钟左右, 以清除积碳。检测信号电压, 应该在在0-1V之间摆动, 要求1分钟内信号波动10次以上。也可以通过串联发光二极管, 通过观察二极管闪烁次数来检测。

3.6 尾气分析仪检测

为判断氧传感器工作信号反应的发动机混合气情况与发动机实际混合气浓度的差异性, 可以通过使用尾气分析仪检测尾气浓度来比对。

3.7 注意事项

汽车传感器 第5篇

载重汽车油箱晃动对其传感器强度的分析

油的粘性较大,汽车在行驶过程中加速度的.变化幅度也很大,在现有的试验手段中,对油箱内传感器受到的冲击力大小很难测定.通过CFD仿真的方法和有限元分析相结合,以流体计算软件计算出传感器受到的压力,分析油箱晃动对传感器产生了怎样的影响;并作为边界条件,计算材料强度是否符合要求,燃油的晃动是否会对传感器造成破坏.

作 者：耿广锐 杨宇 GENG Guang-rui YANG Yu  作者单位：东风汽车有限公司,东风商用车技术中心,武汉,430056 刊 名：汽车科技 英文刊名：AUTOMOBILE SCIENCE & TECHNOLOGY 年，卷(期)： “”(2) 分类号：U464.136.5 关键词：油箱晃动   传感器   流体体积函数  

一种汽车传感器故障诊断的研究 第6篇

关键词：BP神经网络；传感器故障

0.引言

伴随着人民生活水平的提高，汽车已经成为了人民生活中重要组成部分。但是伴随着的汽车自身某些故障的产生，使得汽车故障的研究成为了人们研究的重点，文献[1]指出计算机和信息化技术的广泛运用到汽车中，其中传感器逐步应用到汽车控制中，它能够对汽车信息进行感知，采集，转换和处理。将感知的信息转换其他需要的信息输出。汽车传感器是汽车电子控制的关键部件，也是汽车电子技术的核心部分。文献[2-3] 提出一种基于数据驱动的多模型传感器故障软闭环容错控制方法，并对非线性系统中卡死、恒增益、恒偏差等常见传感器故障进行了研究。文献[4]指出目前传感器控制主要是分布是针对衡秤体下方，通过传感器输出来完成故障传感器输出信号，但容易偏离中心，影响估计精度。文献[5]指出数字称重传感器可以实现不间断工作，能够在短时间内获得故障信号，但缺点是价格昂贵。文献[6]提出基于结构振动响应特性利用改进的模态滤波方法对阵列式传感器系统进行故障诊断。

本文主要BP神经网络的基础上引入静态模糊控制，对汽车传感器控制的故障进行有效、准确的分类。并针对汽车传感器的故障准确的进行诊断和恢复，从而可以有效的来保证汽车传感器的正常的运作。

1.汽车传感器控制故障模型矩阵

汽车传感器的输出信号主要是电压信号，当汽车传感器与 （传感器与发动机控制装置）之间的接线发生断路的时候，电压信号就会超出正常范围从而引起故障。通常设定汽车传感器器的输出信号电压的正常范围为 ，如果实际输入 ECU 信号电压大于 或小于 ，则认为该信号不可靠，表示传感器有故障。只有传感器信号持续一定时间后， 才会判断为有故障。假设车辆传感器网络中传感器节点个数为 ，每个节点在数据采集过程进行 次采样，单节点数据长度为 。单个节点采集数据作为矩阵的列，则网络数据可表示为

为便于表述，将各节点数据以此衔接，网络数据可写为向量形式

（1）

其中 ， 。

网络数据的测量过程可由如下的矩阵向量形式表示：

其中 ， ，测量矩阵 。 （2）

2.改进的BP神经网络在汽车传感器诊断

2.1汽车静态模糊函数构建

汽车传感器网络故障具有一定的随机性，是一种典型的非线性结构，而静态模糊函数可以很好找到传感器故障中的死亡节点。静态模糊基函数构造如下：

（3）

通过将汽车节点传感器能量（设定为 ）输入公式（3）中，得到相应的改进节点能量如下：

（4）

在公式（6）中，其中 表示传感器节点的个数。 为固定参数，通过在模糊函数中构造静态函数如下：

（5）

在公式5）中， 为模糊变量， 表示参考参考模糊变量集。其中 设定为0-1之间的实数， 表示 的可能性是 ；该准则设定的含义是当 达到 的时候， 的可能性则是 。设定 用mamdani蕴涵表示，通过 采用mamdani来进行推理得出 。使用公式（8）对 进行自学习得到 ，其中 的精度远大于 。

（6）

将公式（4），（5）和（6）进行三者结合，得到针对汽车传感器的静态控制节点的自学习能力函数，从而能够快速的对汽车传感器节点能量损失进行判断。

2.2 BP神经网络

BP神经网络是一种单向传递的网络，通常是由输入层，隐含层，输出层组成。它将信号进行前向传递和反向传播。其中反向传播时权值按Delta学习规则进行调整。在前向传递中依次按式（9）计算各层的输入输出直到输出层。当输出层得不到期望的输出则进行反向传播，根据期望与实际输出之间的误差调整权值和阈值。权值的调整公式见式（10）。

（7）

在公式（1）中 为第 层节点的激活值， 为阈值， 为输入信号， 为第 节点与第 节点的连接权系数， 为节点 的输出值。

（8）

在公式（8）中， 为神经网络期望输出与实际输出的误差。

2.3本文算法的描述

本文首先通过自学习中的静态模糊函数来确定汽车传感器故障的支撑集，然后通过BP神经网络算法来针对传感器的故障进行快速分类，从而缩短检测时间，提高检测效率。通过求解以 为自变量的目标函数 的极小值

： （9）

其中对 。正则化参数 、 分别对变换系数和生成矩阵的稀疏度进行加权。为便于表述，不妨假设 ，稀疏度量使用1范数。

3.试验仿真与分析

本文选取本公司下属的汽车修理厂中的汽车故障100组数据，每组分为为50组数据，前30组用于训练，余下20组用于测试。然后通过静态模糊函数来分类进行故障样本，同时设计1个BP神经网络分类器，以此来验证静态模糊函数自学习的作用。两组BP神经网络分类器诊断结果比较如表1所示。选取冲击传感器故障下的三组数据如表2所示，BP神经网络分类器的实际输出数据如表3所示。

从表1-3中发现利用改进的BP网络算法对汽车传感器故障样本数据进行处理后，神经网络的输入层从20个减少为8个，训练次数大幅度减少为100次显然CPU的耗时明显缩短。并且基本保持故障识别率不变。通过采用静态模糊函数保证识别率的同时，简化了BP神经网络的结构，提高了诊断速度，是实现增加BP神经网络对故障样本分类实时性的行之有效的方法。

4.结束语

本文提出了基于BP网络神经中引入静态模糊控制的方法对故障进行快速分类，首先对故障样本的输入数据运用静态模糊函数进行数据收集，再对神经网络的输出结果进行数据数据分类。同时具体的实验数据表明本文的算法在保证故障准确率的同时简化了神经网络结构，提高了故障诊断速度。

参考文献：

[1]赵炯等.基于传感器融合技术的电动汽车自动驾驶系统的开发[J].制造业自动化，2013.35（5）：43-46

[2]李炜，张婧瑜.多模型传感器故障软闭环容错控制研究[J].计算机应用研究，2015，32（2）：447-450

[3]王千等.K-means聚类算法研究综述[J].电子设计工程，2012，20（7）：40-43

[4]BLISS D，STICKEL C，BENTZ J W.Load cell diagnostics and failure prediction weighing apparatus and process[P].Uunited State Patent：728638，2000

[5]PENG X F.Application of digital load cells[J].Industrial Measurement，2008，（01）：62-63

汽车传感器技术的应用研究 第7篇

一、汽车传感器的种类

汽车传感器的分类方法有很多, 一般业内按照功能将传感器分为3类:驱动系统传感器、安全管理系统传感器和车身舒适系统传感器。其中, 驱动系统传感器目前数量最多, 但安全系统和舒适系统传感器市场发展最快。下面分别做一简介:

1驱动系统传感器

主要有进气压力传感器、空气温度传感器、缸压传感器、爆震传感器、曲轴传感器、水温传感器、滑油温度传感器、氧气浓度传感器、节气门位置传感器、怠速传感器;此外, 在当今广泛发展的自动变速箱技术中, 车轮速传感器、发动机转速传感器和油门踏板位置传感器是必不可少的。

驱动系统传感器向发动机的电子控制单元 (ECU) 提供发动机的工作状况信息, ECU则根据这些信息对发动机各项工况进行准确控制, 从而提高发动机的动力性、可维护性, 降低油耗和减轻排放。由于工作环境恶劣, 因此驱动系统的传感器比一般工业用传感器在精度上和可靠性上都要求高出1-2个数量级。

2安全管理系统传感器

现代汽车的安全系统发展趋势是采用主动安全控制技术。在这一类技术当中, 当前比较成熟、并被广泛采用的有ABS防抱死制动系统、EBD防侧滑系统、安全气囊系统、安全预警系统等。所采集的信息有汽车的各向加速度、胎压、制动踏板位置、碰撞压力、接近警告等。这一类传感器是近年来汽车应用领域中创新最为活跃的部分。

3舒适系统传感器

比较常见的是空调温度、车内烟雾和承重传感器, 随着人们对舒适的要求不断提高, 像车椅调节与加温, 底盘调节、安全带检测等功能传感器日益普及。此外, 为提高舒适度、减轻驾驶员疲劳而设计的定速巡航、侧倾调节、导航、辅助驾驶、环境感知、车窗调节等各类应用层出不穷, 直接推动了这类传感器的应用与发展。

二、车用传感器技术的发展趋势

目前, 汽车技术正向着智能、绿色、安全的方向发展, 国内外车企都将车用传感器技术列为重点发展的高技术。其技术发展趋势为:微型化、智能化、非接触测量和微电子机械系统传感技术, 并将逐步取代传统的机械式、应变片式、滑动电位器等测量技术。

1快速发展的微型传感器

新型传感器离不开新工艺的采用, 特别是近年来随着集成电路工艺发展起来的离子束、电子束、分子束、激光和化学刻蚀等加工技术, 越来越多地应用于传感器领域, 例如溅射、蒸镀、等离子体刻蚀、化学气相沉积、外延、扩散、激光束加工等手段, 都已大大普及, 有力推动了传感器产业的升级。

MEMT (微机械加工技术) 的出现, 直接推动了片上系统 (Soc) 技术的发展, 使得在一片芯片上能够实现信号采集、分析和处理的系统功能, 大大推动了传感器技术的进步。更加微型化、智能化和多功能的传感器不断涌现。像某传感器能够同时测量进气压力和温度, 并通过芯片内运算消去压力测量中的温度影响, 实现更准确、更快速处理相关信息。

2新技术原理和新材料的应用

随着微电子、光电子、生物化学、信息处理等各学科的互相渗透和综合利用, 未来可望研制出新技术原理传感器。如:新一代光纤传感器、超导传感器、焦平面阵列红外探测器、生物传感器、诊断传感器、智能传感器、基因传感器以及模糊传感器等。它们对于推动汽车向自动驾驶、节能环保、安全可靠等方面发展将发挥至关重要的作用。

3生产成本不断降低

传感器产业的自动化程度将不断提高, 利用现代成熟的微电子/微机械加工、测试和封装技术, 可以大大提高生产的自动化、专业化和规模化水平。可以预见到, 未来一大批廉价传感器将广泛应用于汽车产业, 并使汽车上的传感器应用数量大为提高, 汽车技术水平更上一层楼。

三、汽车传感器在我国的应用与发展

我国是世界汽车工业增长最快、市场规模最大的国家, 2010年国内市场共销售1806万辆汽车。但是与之对应的是, 我国汽车用传感器产业在低水平艰难前进。据有关资料显示, 2010年我国车用传感器进口额超过25亿美元, 是世界第一大汽车传感器进口国。传感器技术往往是汽车技术进步的关键推动因素, 因此我国在车用传感器领域急需自主创新动力。但另一方面, 汽车传感器产业又有赖于汽车系统技术的牵引, 因此自主品牌汽车产业应当加强在自动驾驶、绿色能源与新材料领域的研究力度, 并与上游传感器产业形成互相促进的良性循环, 从而抓住当前汽车产业新能源和自动驾驶革命的机遇, 形成我国汽车用传感器生产的突破, 并进而带动我国汽车产业的升级。

四、加快发展传感器产业的途径

传感器产业是我国制造业中一个较小的行业类别, 而其对于工业生产的重要性日益提高。因此, 必须重视传感器行业的发展。

1提供系统解决方案。汽车传感器对整车厂而言是配套产品, 必须以系统形式进入整车厂配套。系统配套商的实力关系到主机厂的品牌, 所以必须建立系统平台, 以系统带动传感器的发展。当前, 汽车传感器产业趋势是以系统解决方案的形式进入整车 (机) 生产线, 因此产业的发展必须围绕整车厂的需求展开, 并形成自有供应链, 例如日本汽车产业就是如此。

2大力加强前沿研究。当前汽车行业正在经历深刻产业技术变革。自动驾驶和新能源技术发展迅猛, 成熟度在迅速提高。在传统汽车传感器领域由于产业集中度较高, 技术标准准入门槛较高等因素, 我国汽车传感器厂家将面临越来越不利的局面。因此, 我国应当大力开展前沿技术预先研究, 并以此为契机带动传感器行业的跨越式发展。

3努力调整政策, 扶持汽车传感器行业的发展。传感器行业作为汽车零部件领域的重要一环, 有其自身发展的客观规律。建议国家有关方面, 在制定产业政策时参考日本和韩国的经验, 采用横向分类法, 将整个MC (材料及零部件) 行业作为整体予以扶持, 以最大限度发挥产业的扩散效应。如果仅仅将汽车传感器行业划分到汽车产业中, 往往会使传感器行业与汽车整车产业在资源上产生竞争, 不利于传感器行业的发展。

汽车传感器是工业用传感器领域的一部分, 作为现代工业产品的“神经”, 我国应通过科研与产业政策的调整, 加大扶持包括汽车传感器在内的整个零部件行业, 为实现经济转型和工业进步夯实基础。

摘要：“没有传感器技术就没有现代汽车”, 汽车传感器作为汽车电子控制系统的信息源, 是汽车电子控制系统的关键部件, 也是汽车电子技术领域研究的核心内容之一。本文简要介绍了汽车传感器的种类, 论述了汽车传感器的应用领域与重要性。并就我国发展汽车传感器产业的途径做出了探讨。

关键词：汽车,传感器,应用,发展

参考文献

[1]韩伟.汽车传感器的发展[J].自动化与仪器仪表, 2005.

汽车氧传感器的检测与维修 第8篇

电子控制技术的广泛应用,实现了对汽车整体控制和对发动机燃油喷射、点火、进气、排放的控制以及故障自诊断等。现以D型集中控制燃油喷射系统为例,研究氧传感器的作用、工作原理和检测程序,以及电控汽车中如何实现检测与维修。

1 氧传感器的工作原理

氧传感器及其接线如图1所示。

氧传感器通过探测废气中氧含量的多少,获得上次喷油时间过长或过短信号,并将该信号转变为电信号传送给ECU,实现对本次喷油持续时间的修正。氧传感器由氧化锆(Zr O2)固溶体制成试管状电解质元件(锆管),内外表面覆盖一层多孔性的铂膜作为电极。内侧电极通大气,外侧电极与废气接触,如图2所示。氧传感器工作原理是:在高温下氧气发生电离,锆管内外侧的氧气存在浓度差,氧离子从浓度较高的大气侧向浓度较低的排气侧扩散,结果在锆管内外侧之间产生电动势,通过电动势即可测定出排气管中的含氧浓度。当发动机燃烧的是稀混合气时,则排气中氧含量高,传感器产生低电压,约为0 V;当发动机燃烧的是浓混合气时,则排气中氧含量低,传感器产生高电压,约为1V;氧传感器的这种阶跃性变化的信号,传送到ECU就可以对空燃比加以反馈控制,以保证混合气的浓度在怠速及部分负荷条件下,总是处于理论空燃比(A/F=14.7)附近很窄范围内变化。

2 故障检测

例如某电控轿车故障现象为怠速时转速不稳,加速时排气管排黑烟,针对该故障现象,进行以下检测。

2.1 发动机基本检测

a)测量发动机各气缸的压缩压力,压力值均在1 080k Pa左右,说明正常;

b)检测电控燃油系统压力值为280 k Pa,说明正常;

c)检测尾气排放CO含量为7.5%,该值严重超标(正常值为1.5%),说明存在故障,燃烧不完全。

2.2 读取发动机控制系统故障码

a)检测条件:蓄电池电压正常(高于11.5 V);燃油泵继电器熔断丝正常;发动机和变速器搭铁线正常;

b)检测准备:接通点火开关,进行220 s的试运转。其中:1)须在冷却液温度高于70℃的情况下至少运转174 s;2)发动机至少高速运转6 s;3)发动机至少怠速运转10 s(在发动机运转210 s后);4)发动机转速至少有一次超过2 200 r/min。

c)仪器连接:关闭点火开关,打开诊断接口盖板,将X-431诊断仪与汽车上16针OBD-Ⅱ诊断座连接。

d)读故障码:起动发动机,利用X-431诊断仪读取故障码,所测得的打印结果如图3所示。读到“故障码031Lambda探针G39下限值”的故障内容,该故障码说明氧传感器本体或线路有故障。为了进一步确认这一判断,利用X-431读取动态数据流如图4所示。

2.3 对动态数据流进行分析

a)经过数据分析确认氧传感器工作不正常:在发动机冷却液温度达到84℃时,氧传感器本体加热温度达到了300℃以上,传感器已开始工作。氧传感器正常工作时会产生0~0.9 V的变化电压信号输送给ECU。但实测电压信号最高为0.51 V并且变化很小(图4)。ECU接收这个电压信号后,判断发动机混合气过稀。所以ECU控制喷油器延长喷油时间,使喷油量增加,供给较浓的混合气。由于ECU得不到正常的变化信号电压反馈,就不能自动调节混合气空燃比,造成混合气一直处于过浓状态。初步分析是氧传感器错误的信号电压造成ECU不能精确地计算喷油量而导致混合气过浓。

b)经过研究分析排除了其他因素的影响:发动机在怠速及部分负荷条件下,空气流量、冷却水温、发动机转速、节气门开度等都是影响空燃比的重要因素。但X-431检测结果显示,以上这些影响因素的指标值均为正常。说明这些因素没有影响ECU的正常工作,更进一步证明是氧传感器的故障。

2.4 检测氧传感器的工作状况

根据以上的诊断和分析,对氧传感器进行如下检测:

a)检测加热元件:利用KES-200的数字万用表功能,检测氧传感器插头的1和2(图1)之间的电阻值,结果显示为1Ω(该电阻值与温度有关),说明加热元件正常。

b)测试氧传感器电压信号波形:利用KES-200的示波器功能,按要求将示波器信号夹夹在氧传感器信号正极线上(即4号线),测得电压信号波形如图5所示。

图5中波形排除杂波干扰基本无变化,说明氧传感器无信号输出,由此可判断氧传感器或连接线路有故障。经排查发现,氧传感器信号负极线(即3号线)断路,故障部位确定后,按照规定正确连接3号线,重新进行电压信号波形测试,所测波形如图6所示。通过波形分析表明,氧传感器输出电压信号变化正常,说明故障已排除。

c)进一步确认氧传感器工作状况:

用急加速的方法对氧传感器进行测试,步骤如下:1)以2 500 r/min预热发动机和氧传感器2~6 min,然后使发动机怠速运转20 s;2)在2 s内将油门从怠速加至节气门完全打开5~6次,注意,加速时发动机转速不要超过4 000 r/min,只要得到一个急加速和全减速的波形即可,所测波形如图7所示;3)锁定屏幕上的波形进行分析,按照表1内容检查氧传感器的最高电压、最低电压以及响应时间。

通过对波形的分析,氧传感器的最大电压、最小电压以及响应时间均符合表1要求,因此可以断定氧传感器恢复正常工况。故障排除后,用X-431清除故障码。

d)起动发动机,怠速运转平稳,急加速时转速提升灵敏且排气管无黑烟,上路行驶试验,加速性能恢复良好。试车后再用X-431读取发动机动态数据流:转速840 r/min,氧传感器信号电压在0~0.9 V之间变化,发动机负荷为2.0 ms,测尾气CO的质量百分率为0.14%,结果显示正常,证明故障完全排除。

3 结论

综上所述,通过对氧传感器工作原理的正确理解和对动态数据流以及氧传感器电压信号波形的深入分析研究,准确地找到了因氧传感器而造成发动机故障的原因和部位,并排除故障。在检测过程中,正确掌握发动机分析仪和故障解码器的使用操作方法至关重要。实践证明,借助汽车检测诊断设备对整车故障进行不解体的检测与诊断,效果是非常明显的,提高了汽车检测与维修的品质和效率,非常值得推广应用。

参考文献

[1]韩顺武.汽车检测与诊断[M].大连:大连理工大学出版社,2007.

[2]KES-200便携式发动机分析仪使用说明书.

浅析汽车传感器的应用与发展 第9篇

随着汽车电子技术的发展, 各种高新技术的应用, 许多机械装置已被电子系统取代。据分析, 汽车上的技术创新, 有75%以上与汽车电子技术有关[6]。所谓传感器, 类似于人类的感觉器官, 其将各部件的运动状态进行测量, 并将测量结果转变成电量信号, 如人体的皮肤可以感觉温度, 而汽车上采用很多的热敏元件来检测各部分的工作温度[1]。60 年代, 在汽车上的传感器只有温度传感器、压力传感器、液位传感器等, 它们的作用只是将仪表和指示灯或仪表相连, 显示各系统的大体情况[3]。70 年代, 又新增加了很多传感器来帮助汽车发动机进行节油和减少尾气污染。80 年代后, 随着电子技术的飞速发展, 电子控制系统也不断变化, 逐渐形成了今天性能完善的电子集中控制系统, 传感器在汽车上得到了非常广泛的应用[2]。

从早期的汽车上只有几只传感器, 发展到现在汽车普遍都装有二十只左右的传感器, 高级的汽车上则有更多各式各样的传感器, 这些传感器分布在汽车发动机、底盘、车身等各种电子控制系统中, 如图1 所示[6]。

汽车传感器根据汽车电子控制系统的特殊需求而设计, 不同于其他常见传感器。而目前汽车电子技术的不断发展, 对于新型的电子系统就需要更多的新传感器, 为了满足市场, 就需要大力的研发新型传感器。此外, 各种传感器将不断被更先进的传感器所替代[2]。因此, 汽车传感器的研发中, 必须符合汽车电子控制系统的发展趋势, 满足更多更新的要求。

二、传感器在汽车电子控制技术上的应用

(一) 传感器在发动机上的应用

传感器在发动机上主要起到利用检测的信息通过控制, 降低排放、减少污染的作用, 根据发动机不同温度、工况、条件等, 适时适量的增加或减少喷油量, 从而使发动机动力性、经济性以及排放性达到最佳标准[3]。在燃油喷射控制上, 主要根据发动机的不同工况下需要的不同燃油量, 适时适量的喷射。在点火控制上, 主要控制最佳的点火时间, 并防止发动机爆燃, 使发动机达到最大的输出功率。在尾气排放控制上, 可利用废弃再循环、发动机闭环控制等使发动机充分燃烧, 降低尾气排放污染。

此外, 很多传感器还直接影响发动机的正常工作, 如发动机转速传感器 (又名曲轴位置传感器) , 该传感器向发动机电脑提供发动机的转速信号, 如果该传感器出现异常, 发动机电脑无法接受到此信号, 那么电脑就会认为发动机没有工作, 所以我们在起动的过程中, 即便起动机带动发动机运转, 但是由于电脑没有接收到传感器的信号, 也不会控制喷油和点火, 所以此时的发动机不会正常工作[4]。

(二) 传感器在底盘上的应用

此部分传感器主要分布在变速器、悬架、转向、制动等电子控制系统中。在变速器上主要用于电控自动变速器的控制, 根据转速传感器、车速传感器、加速传感器、温度传感器等检测信息利用执行器控制档位, 实现最大动力输出。在悬架上通过对操纵、行车等稳定性的控制, 从而提高车辆舒适性。在转向系统中可实现提高响应特性, 使转向操纵轻便。而在制动系统中可根据车速控制制动力, 从而保证车辆的安全性。

(三) 传感器在车身上的应用

此部分传感器主要是提高车辆的安全性和舒适性, 如SRS和自动空调系统。SRS可在汽车发生碰撞时, 根据车速可碰撞力度弹出气囊, 保证驾驶员及乘客的安全[5]。而自动空调系统可根据车内、外温度适度的控制车内温度, 提高乘客的舒适性。

三、汽车传感器的未来发展

汽车行业追求的目标即为汽车的动力性、安全性、经济性和排放性, 实现这个目标的前提就是汽车电子控制技术的发展, 而该系统的发展就需要更多的数据采集, 这就需要更多各式各样的传感器[3]。目前很多传感器纯在着体积大、精度低等问题, 限制了汽车电子控制系统的发展, 所以未来汽车传感器的发展将向多功能化、集体化、智能化的方向发展, 并具有更高的精度。

四、结语

总之, 虽然汽车电子控制技术发展迅速, 但人类对于汽车的环保性、舒适性、安全性以及动力性的要求越来越高, 这使得当前的电子控制技术还无法满足更多的需求, 并且汽车电子控制技术目前属于瓶颈工业, 国内对于该领域还比较落后, 因此研发新型的温度、速度、压力及流量等各种传感器迫在眉睫, 加速发展国内汽车电子控制系统的发展, 使我国的汽车电子行业在国际上占有一席之地。

参考文献

[1]陈丙辰.汽车传感器使用与检修[M].北京:金盾出版社, 2002.

[2]曹家喆.汽车电子控制基础[M].北京:机械工业出版社, 2007.

[3]凌永成.汽车电子控制技术[M].北京:北京大学出版社, 2006.

[4]尹力.汽车电子控制技术[M].天津:天津科学技术出版社, 2014:38-44.

[5]韩天龙.现代汽车传感器的智能化研究与发展[J].农业装备与车辆工程, 2007 (8) .

汽车传感器的波形分析研究 第10篇

空气流量计是用来计量单位时间内进入进气总管中的空气量, 发动机ECU根据所测得的进气量及其他一些辅助信号确定喷油量。空气流量传感器是非常重要的传感器, 发动机ECU可以根据此信号测算出发动机负荷、点火正时、怠速控制等参数, 不良的空气流量计会造成喘震和怠速不稳的现象。

常见的空气流量计一般有卡门涡旋式、翼板式以及热线式, 热线式空气流量计是一种模拟输出电压信号传感器, 随着进气流量的增大输出电压随之增大。

启动发动机并预热至正常工作温度, 运用汽车专用示波器读取各种工况下的空气流量计波形, 将发动机节气门从全关闭状态逐渐打开直至全开并持续2S, 再关闭节气门使发动机怠速运转2S, 接着再急加速至节气门全开, 最终再回到怠速状态并读取波形。

空气流量计波形如图一所示, 怠速的时候空气流量计输出信号电压为0.2V左右, 随着节气门开度的增大输出电压也随之增大, 当节气门全开的时候, 输出电压为4V左右, 当急减速的时候空气流量计输出电压会比怠速时的电压稍低。如果实测波形与标准波形存在明显差异则表明空气流量计存在故障。[1]

二、节气门位置传感器波形分析

节气门位置传感器是用来检测发动机节气门开度大小的传感器, 它一般安装在节气门转轴上, 分为模拟式节气门位置传感器和开关式节气门位置传感器。节气门位置传感器是一个非常重要的传感器, 发动机ECU根据它检测到的信号可推算得出发动机的负荷、点火正时以及怠速控制等参数, 如果节气门位置传感器损坏会引起发动机故障, 比如说加速滞后。

节气门位置传感器有三根线, 其中一根是ECU提供给它的电源线, 另一根为传感器的接地线。模拟式节气门位置传感器实为一个可变电位计, 它由一个与节气门转轴相连的滑动触针构成, 所以第三根线是连接到这个可变电位计的可动触点上, 输出信号电压是和节气门的开度成正比的。[2]

模拟式节气门位置传感器波形的读取方法如下:打开点火点开, E-CU的传感器电源给传感器供电, 缓慢地转动节气门转轴使得节气门从全闭到全开再从全开到全闭, 反复几次即可读取信号波形, 在整个读取过程中发动机是不需要启动运转的。节气门位置传感器信号输出波形如图二所示。当节气门关闭发动机怠速的时候其输出信号电压不足1V, 随着节气门开度的增大其输出电压也随之增大, 当节气门全开时输出信号电压不足5V, 整个波形应该是连续的, 不应有断裂出现, 同时也不应该出现对地尖峰或大的跌落。

节气门位置传感器波形中经常会出现一种异样波形, 当节气门开度到达不足一半的时候波形出现了对地大跌落, 当节气门从全开后逐渐关闭到同样位置的时候又出现了对地大跌落, 由此可以判断触点在该位置的时候出现了故障, 经检查发现传感器该位置处的碳膜损坏断裂了, 在日常驾驶过程中节气门开度一般都不超过50%, 所以前段碳膜会更容易磨损, 这样就不能向ECU提供正确的节气门位置信息, 从而影响发动机的正常运行。[3]

三、进气压力传感器波形分析

进气压力传感器是用来检测进气管真空度的, 分为模拟式和数字式进气压力传感器。模拟式进气压力传感器也有三条线, 其中一条是ECU提供的5V参考电压线, 另一条是搭铁, 第三条是输出信号线。在信号读取过程中, 应该关闭其他附属电气设备, 启动发动机待怠速稳定后方可读取输出信号波形。

具体操作步骤如下:发动机怠速运转逐步缓慢增大节气门开度至全开, 并保持全开2秒, 然后再逐渐关闭节气门, 保持怠速运转2秒, 接着急加速至节气门全开, 最后再关闭节气门, 此刻即可读取进气压力传感器的输出信号波形。不同的进气压力对应不同的输出电压, 可以查阅不同车型的对应数据来判断波形是否正常, 发动机节气门全闭的时候其输出信号电压一般为1.25V, 节气门全开时其输出信号电压稍低于5V, 全减速时其输出信号电压接近于0V。

数字输出式进气压力传感器输出的是频率调制式数字信号, 其输出频率随着真空度的变化而变化, 该类型传感器也是三线制。打开点火开关运用手动真空泵给传感器施以不同的真空度, 读取波形。当真空泵不工作的时候其输出信号的频率为160Hz, 发动机怠速时的真空度一般在19in Hg, 其输出信号频率约为150 Hz, 具体波形如图三所示, 进气压力传感器波形的幅值应该是满5V的脉冲, 频率对应的真空度要符合资料数值。[4]

四、爆震传感器波形分析

爆震传感器是点火正时的闭环反馈信号, 当发动机因点火过早或燃油标号偏低而发生爆燃时, 爆震传感器检测到相关信息并把该信息反馈给发动ECU, ECU重新调整点火正时以防进一步爆燃, 从而有效保证发动机的正常运行。爆震传感器通常安装在发动机的缸体上, 当发动机发生爆燃时缸体会出现震动, 一旦震动该传感器就会产生一个电压峰值, 爆燃越厉害震动越明显, 传感器产生的电压峰值就越大。

爆震传感器的波形检测方法如下:首先打开点火开关, 不用启动发动机, 找到爆震传感器的安装位置, 用金属棒敲打传感器附近的缸体, 每敲击一下示波器显示上就会有相应的波形振动, 敲击力度越大, 波形振动幅值越大, 其波形图如图四所示。

参考文献

[1]朱永成.氧传感器波形分析在电喷汽车维修检测中的应用[J].韶关学院学报, 2008 (3) :48-49.

[2]陈明.汽车传感器波形分析在故障诊断中的应用[J].汽车电器, 2009 (4) :33-34

[3]魏秋兰.波形分析在汽车电子控制系统故障诊断中的应用[J].汽车实用技术, 2015 (1) :136-137.

汽车传感器 第11篇

关键词 电子汽车衡 称重传感器 工作原理 技术故障 解决方法

一、前言

电子汽车衡是一种利用力—电变换原理将非电量的重力转变为电量的称重设备。而能实现这一目的的关键装置就是称重传感器（ 即被称为一次仪表元件） ，它处于称重台面的着力支点上， 必须具有良好的刚度、强度、抗疲劳等机械性能，并承载着台面所受负载的合力。目前普遍采用电阻应变式称重传感器。

二、称重传感器的工作原理

弹性体（弹性元件，敏感梁）在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在他表面的电阻应变片（转换元件）也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化（增大或减小），再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成了将外力变换为电信号的过程。电阻应变片、弹性体和检测电路是电阻应变式称重传感器中不可缺少的几个主要部分。

1.电阻应变片。电阻应变片是把一根电阻丝机械的分布在一块有机材料制成的基底上，即成为一片应变片。它的一个重要参数是灵敏系数K。我们来介绍一下它的意义。

设有一个金属电阻丝，其长度为L，横截面是半径为r的圆形，其面积记作S，其电阻率记作ρ，这种材料的泊松系数是μ。当这根电阻丝未受外力作用时，它的电阻值为R：

当它的两端受F力作用时，将会伸长，也就是说产生变形。设其伸长ΔL，其横截面积则缩小，即它的截面圆半径减少Δr。此外，还可用实验证明，此金属电阻丝在变形后，电阻率也会有所改变，记作Δρ。

对式（2-1）求全微分，即求出电阻丝伸长后，他的电阻值改变了多少。我们有：

用式（2-1）去除式（2-2）得到ΔR/R = Δρ/ρ + ΔL/L - ΔS/S （2-3）

另外，我们知道导线的横截面积S = πr2，则 Δs = 2πr×Δr，所以

从材料力学我们知道：

其中，负号表示伸长时，半径方向是缩小的。μ是表示材料横向效应泊松系数。

把式（2-4）（2-5）代入（2-3），有

式（2-6））说明了电阻应变片的电阻变化率（电阻相对变化）和电阻丝伸长率（长度相对变化）之间的关系。

需要说明的是：灵敏度系数K值的大小是由制作金属电阻丝材料的性质决定的一个常数，它和应变片的形状、尺寸大小无关，不同的材料的K值一般在1.7-3.6之间；其次K值是一个无因次量，即它没有量纲。

在材料力学中，ΔL/L称作为应变，记作ε，用它来表示弹性往往显得太大，很不方便。常常把它的百万分之一作为单位，记作με。这样，式（2-6）常写作：

2.弹性体。弹性体是一个有特殊形状的结构件。它的功能有两个，首先是它承受称重传感器所受的外力，对外力产生反作用力，达到相对静平衡；其次，它要产生一个高品质的应变场（区），使粘贴在此区的电阻应变片比较理想的完成应变棗电信号的转换任务。

以托利多公司的SB系列称重传感器的弹性体为例，来介绍一下其中的应力分布。

设有一带有肓孔的长方体悬臂梁。肓孔底部中心是承受纯剪应力，但其上、下部分将会出现拉伸和压缩应力。主应力方向一为拉神，一为压缩，若把应变片贴在这里，则应变片上半部将受拉伸而阻值增加，而应变片的下半部将受压缩，阻值减少。下面列出肓孔底部中心点的应变表达式，而不再推导。

其中：Q-截面上的剪力；E-扬氏模量：μ-泊松系数；B、b、H、h-为梁的几何尺寸。

需要说明的是，上面分析的应力状态均是“局部”情况，而应变片实际感受的是“平均”状态。

3.检测电路。检测电路的功能是把电阻应变片的电阻变化转变为电压输出。因为惠斯登电桥具有很多优点，所以惠斯登电桥在称重传感器中得到了广泛的应用。称重传感器均采用全桥式等臂电桥。

三、称重传感器常见技术故障及解决方法

l.由于称重不当使传感器受损。（1）被称车辆（ 或物体） 严重超载。（2）在称重过程中产生撞击，此时物体自身重量加上因重力下坠而产生的动能使物体在接触称重平台时产生的撞击力大大超过传感器的额定载荷， 导致传感器受损。

解决的方法：（1）必须严禁超负荷称量。（2）为称重平台安装减震或防撞击保护装置。（3）增加称重传感器的额定载荷， 电子汽车衡器使用中时有出现丢车、测量不准的现象，多数是由于称重传感器发生的故障引起的。确认是传感器故障后，可通过更换传感器使动态衡 恢复正常工作。

2.由于选用传感器密封方式不当，使传感器受损。电子汽车衡器经常在恶劣环境下使用，如果使用了密封性能较差的传感器，由于工业粉尘、各类腐蚀性介质等因素的影响， 极易使电阻应变片的阻值发生改变， 使得称量结果产生误差。 此时可用数字万用表对传感器的输入、输出阻抗进行测量。当测量值与产品提供的技术参数或合格证书所标示值的偏差较大时，即可认定该传感器已损坏，此时应更换密封性能优良的传感器（ 如选用硅胶密封方式甚至焊接密封方式的称重传感器） 。

3.由于受潮使称量时产生偏差。当传感器受潮后，显示仪表经常出现无法自动回零，数字来回变动等现象。用手动进行复零后，仍会出现数字跳动现象，在空称状态下跳动的数字在某区间范围内无规律波动。当用万用表对其输入、输出阻抗进行测量时，测量值却并不超差， 此时可按下述方法进行判断处理：

（1） 拆下所有称重传感器，将其逐一单独进入测量电路，空秤状态下，未受潮的传感器会立即自动回零且显示值稳定。而受潮后的传感器就可能出现数字跳动，无法回零等现象。手动回零后，上述现象又会重复出现。

（2）若上述方法仍无法判断时，可采用标准计量法进行分辨，方法是用标准砝码（ 或标准比对物） 对所有传感器逐一进行载荷标定。未受潮的传感器所显示的测量值即为逐渐加载的标准砝码值，而受潮后的传感器显示的测量值会与标准砝码（ 或比对物） 值产生较大的偏差（ 汽车衡或轨道衡出现显示偏差般≤5 t ） 。故在易受潮的场所除选用合适的密封方式外， 在安装之前先用黄油涂抹整个传感器，当所有传感器安装完毕，有必要对传感器与安装基座接触处、接线口、接线盒缝等易受潮处涂抹黄油进行彻底密封。

4.其他因素的影响。由于客观环境 的制约，许多电子衡器 （ 特别是大型电子轨道衡） 的电源线、信号线、屏蔽线、接地线等通过穿线管与传感器与显示器进行连接，有时穿线管道必须埋设在地下，而雨水的作用易使导线短路、断路及接地现象。各线路间的绝缘性能降低，也会对称重测量产生一定的误差。

摘 要 电子汽车衡是一种利用力—电变换原理将非电量的重力转变为电量的称重设备，而能实现这一目的的关键装置就是称重传感器（ 即被称为一次仪表元件） ，它处于称重台面的着力支点上， 必须具有良好的刚度、强度、抗疲劳等机械性能。

关键词 电子汽车衡 称重传感器 工作原理 技术故障 解决方法

一、前言

电子汽车衡是一种利用力—电变换原理将非电量的重力转变为电量的称重设备。而能实现这一目的的关键装置就是称重传感器（ 即被称为一次仪表元件） ，它处于称重台面的着力支点上， 必须具有良好的刚度、强度、抗疲劳等机械性能，并承载着台面所受负载的合力。目前普遍采用电阻应变式称重传感器。

二、称重传感器的工作原理

弹性体（弹性元件，敏感梁）在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在他表面的电阻应变片（转换元件）也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化（增大或减小），再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成了将外力变换为电信号的过程。电阻应变片、弹性体和检测电路是电阻应变式称重传感器中不可缺少的几个主要部分。

1.电阻应变片。电阻应变片是把一根电阻丝机械的分布在一块有机材料制成的基底上，即成为一片应变片。它的一个重要参数是灵敏系数K。我们来介绍一下它的意义。

设有一个金属电阻丝，其长度为L，横截面是半径为r的圆形，其面积记作S，其电阻率记作ρ，这种材料的泊松系数是μ。当这根电阻丝未受外力作用时，它的电阻值为R：

当它的两端受F力作用时，将会伸长，也就是说产生变形。设其伸长ΔL，其横截面积则缩小，即它的截面圆半径减少Δr。此外，还可用实验证明，此金属电阻丝在变形后，电阻率也会有所改变，记作Δρ。

对式（2-1）求全微分，即求出电阻丝伸长后，他的电阻值改变了多少。我们有：

用式（2-1）去除式（2-2）得到ΔR/R = Δρ/ρ + ΔL/L - ΔS/S （2-3）

另外，我们知道导线的横截面积S = πr2，则 Δs = 2πr×Δr，所以

从材料力学我们知道：

其中，负号表示伸长时，半径方向是缩小的。μ是表示材料横向效应泊松系数。

把式（2-4）（2-5）代入（2-3），有

式（2-6））说明了电阻应变片的电阻变化率（电阻相对变化）和电阻丝伸长率（长度相对变化）之间的关系。

需要说明的是：灵敏度系数K值的大小是由制作金属电阻丝材料的性质决定的一个常数，它和应变片的形状、尺寸大小无关，不同的材料的K值一般在1.7-3.6之间；其次K值是一个无因次量，即它没有量纲。

在材料力学中，ΔL/L称作为应变，记作ε，用它来表示弹性往往显得太大，很不方便。常常把它的百万分之一作为单位，记作με。这样，式（2-6）常写作：

2.弹性体。弹性体是一个有特殊形状的结构件。它的功能有两个，首先是它承受称重传感器所受的外力，对外力产生反作用力，达到相对静平衡；其次，它要产生一个高品质的应变场（区），使粘贴在此区的电阻应变片比较理想的完成应变棗电信号的转换任务。

以托利多公司的SB系列称重传感器的弹性体为例，来介绍一下其中的应力分布。

设有一带有肓孔的长方体悬臂梁。肓孔底部中心是承受纯剪应力，但其上、下部分将会出现拉伸和压缩应力。主应力方向一为拉神，一为压缩，若把应变片贴在这里，则应变片上半部将受拉伸而阻值增加，而应变片的下半部将受压缩，阻值减少。下面列出肓孔底部中心点的应变表达式，而不再推导。

其中：Q-截面上的剪力；E-扬氏模量：μ-泊松系数；B、b、H、h-为梁的几何尺寸。

需要说明的是，上面分析的应力状态均是“局部”情况，而应变片实际感受的是“平均”状态。

3.检测电路。检测电路的功能是把电阻应变片的电阻变化转变为电压输出。因为惠斯登电桥具有很多优点，所以惠斯登电桥在称重传感器中得到了广泛的应用。称重传感器均采用全桥式等臂电桥。

三、称重传感器常见技术故障及解决方法

l.由于称重不当使传感器受损。（1）被称车辆（ 或物体） 严重超载。（2）在称重过程中产生撞击，此时物体自身重量加上因重力下坠而产生的动能使物体在接触称重平台时产生的撞击力大大超过传感器的额定载荷， 导致传感器受损。

解决的方法：（1）必须严禁超负荷称量。（2）为称重平台安装减震或防撞击保护装置。（3）增加称重传感器的额定载荷， 电子汽车衡器使用中时有出现丢车、测量不准的现象，多数是由于称重传感器发生的故障引起的。确认是传感器故障后，可通过更换传感器使动态衡 恢复正常工作。

2.由于选用传感器密封方式不当，使传感器受损。电子汽车衡器经常在恶劣环境下使用，如果使用了密封性能较差的传感器，由于工业粉尘、各类腐蚀性介质等因素的影响， 极易使电阻应变片的阻值发生改变， 使得称量结果产生误差。 此时可用数字万用表对传感器的输入、输出阻抗进行测量。当测量值与产品提供的技术参数或合格证书所标示值的偏差较大时，即可认定该传感器已损坏，此时应更换密封性能优良的传感器（ 如选用硅胶密封方式甚至焊接密封方式的称重传感器） 。

3.由于受潮使称量时产生偏差。当传感器受潮后，显示仪表经常出现无法自动回零，数字来回变动等现象。用手动进行复零后，仍会出现数字跳动现象，在空称状态下跳动的数字在某区间范围内无规律波动。当用万用表对其输入、输出阻抗进行测量时，测量值却并不超差， 此时可按下述方法进行判断处理：

（1） 拆下所有称重传感器，将其逐一单独进入测量电路，空秤状态下，未受潮的传感器会立即自动回零且显示值稳定。而受潮后的传感器就可能出现数字跳动，无法回零等现象。手动回零后，上述现象又会重复出现。

（2）若上述方法仍无法判断时，可采用标准计量法进行分辨，方法是用标准砝码（ 或标准比对物） 对所有传感器逐一进行载荷标定。未受潮的传感器所显示的测量值即为逐渐加载的标准砝码值，而受潮后的传感器显示的测量值会与标准砝码（ 或比对物） 值产生较大的偏差（ 汽车衡或轨道衡出现显示偏差般≤5 t ） 。故在易受潮的场所除选用合适的密封方式外， 在安装之前先用黄油涂抹整个传感器，当所有传感器安装完毕，有必要对传感器与安装基座接触处、接线口、接线盒缝等易受潮处涂抹黄油进行彻底密封。

4.其他因素的影响。由于客观环境 的制约，许多电子衡器 （ 特别是大型电子轨道衡） 的电源线、信号线、屏蔽线、接地线等通过穿线管与传感器与显示器进行连接，有时穿线管道必须埋设在地下，而雨水的作用易使导线短路、断路及接地现象。各线路间的绝缘性能降低，也会对称重测量产生一定的误差。

摘 要 电子汽车衡是一种利用力—电变换原理将非电量的重力转变为电量的称重设备，而能实现这一目的的关键装置就是称重传感器（ 即被称为一次仪表元件） ，它处于称重台面的着力支点上， 必须具有良好的刚度、强度、抗疲劳等机械性能。

关键词 电子汽车衡 称重传感器 工作原理 技术故障 解决方法

一、前言

电子汽车衡是一种利用力—电变换原理将非电量的重力转变为电量的称重设备。而能实现这一目的的关键装置就是称重传感器（ 即被称为一次仪表元件） ，它处于称重台面的着力支点上， 必须具有良好的刚度、强度、抗疲劳等机械性能，并承载着台面所受负载的合力。目前普遍采用电阻应变式称重传感器。

二、称重传感器的工作原理

弹性体（弹性元件，敏感梁）在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在他表面的电阻应变片（转换元件）也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化（增大或减小），再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成了将外力变换为电信号的过程。电阻应变片、弹性体和检测电路是电阻应变式称重传感器中不可缺少的几个主要部分。

1.电阻应变片。电阻应变片是把一根电阻丝机械的分布在一块有机材料制成的基底上，即成为一片应变片。它的一个重要参数是灵敏系数K。我们来介绍一下它的意义。

设有一个金属电阻丝，其长度为L，横截面是半径为r的圆形，其面积记作S，其电阻率记作ρ，这种材料的泊松系数是μ。当这根电阻丝未受外力作用时，它的电阻值为R：

当它的两端受F力作用时，将会伸长，也就是说产生变形。设其伸长ΔL，其横截面积则缩小，即它的截面圆半径减少Δr。此外，还可用实验证明，此金属电阻丝在变形后，电阻率也会有所改变，记作Δρ。

对式（2-1）求全微分，即求出电阻丝伸长后，他的电阻值改变了多少。我们有：

用式（2-1）去除式（2-2）得到ΔR/R = Δρ/ρ + ΔL/L - ΔS/S （2-3）

另外，我们知道导线的横截面积S = πr2，则 Δs = 2πr×Δr，所以

从材料力学我们知道：

其中，负号表示伸长时，半径方向是缩小的。μ是表示材料横向效应泊松系数。

把式（2-4）（2-5）代入（2-3），有

式（2-6））说明了电阻应变片的电阻变化率（电阻相对变化）和电阻丝伸长率（长度相对变化）之间的关系。

需要说明的是：灵敏度系数K值的大小是由制作金属电阻丝材料的性质决定的一个常数，它和应变片的形状、尺寸大小无关，不同的材料的K值一般在1.7-3.6之间；其次K值是一个无因次量，即它没有量纲。

在材料力学中，ΔL/L称作为应变，记作ε，用它来表示弹性往往显得太大，很不方便。常常把它的百万分之一作为单位，记作με。这样，式（2-6）常写作：

2.弹性体。弹性体是一个有特殊形状的结构件。它的功能有两个，首先是它承受称重传感器所受的外力，对外力产生反作用力，达到相对静平衡；其次，它要产生一个高品质的应变场（区），使粘贴在此区的电阻应变片比较理想的完成应变棗电信号的转换任务。

以托利多公司的SB系列称重传感器的弹性体为例，来介绍一下其中的应力分布。

设有一带有肓孔的长方体悬臂梁。肓孔底部中心是承受纯剪应力，但其上、下部分将会出现拉伸和压缩应力。主应力方向一为拉神，一为压缩，若把应变片贴在这里，则应变片上半部将受拉伸而阻值增加，而应变片的下半部将受压缩，阻值减少。下面列出肓孔底部中心点的应变表达式，而不再推导。

其中：Q-截面上的剪力；E-扬氏模量：μ-泊松系数；B、b、H、h-为梁的几何尺寸。

需要说明的是，上面分析的应力状态均是“局部”情况，而应变片实际感受的是“平均”状态。

3.检测电路。检测电路的功能是把电阻应变片的电阻变化转变为电压输出。因为惠斯登电桥具有很多优点，所以惠斯登电桥在称重传感器中得到了广泛的应用。称重传感器均采用全桥式等臂电桥。

三、称重传感器常见技术故障及解决方法

l.由于称重不当使传感器受损。（1）被称车辆（ 或物体） 严重超载。（2）在称重过程中产生撞击，此时物体自身重量加上因重力下坠而产生的动能使物体在接触称重平台时产生的撞击力大大超过传感器的额定载荷， 导致传感器受损。

解决的方法：（1）必须严禁超负荷称量。（2）为称重平台安装减震或防撞击保护装置。（3）增加称重传感器的额定载荷， 电子汽车衡器使用中时有出现丢车、测量不准的现象，多数是由于称重传感器发生的故障引起的。确认是传感器故障后，可通过更换传感器使动态衡 恢复正常工作。

2.由于选用传感器密封方式不当，使传感器受损。电子汽车衡器经常在恶劣环境下使用，如果使用了密封性能较差的传感器，由于工业粉尘、各类腐蚀性介质等因素的影响， 极易使电阻应变片的阻值发生改变， 使得称量结果产生误差。 此时可用数字万用表对传感器的输入、输出阻抗进行测量。当测量值与产品提供的技术参数或合格证书所标示值的偏差较大时，即可认定该传感器已损坏，此时应更换密封性能优良的传感器（ 如选用硅胶密封方式甚至焊接密封方式的称重传感器） 。

3.由于受潮使称量时产生偏差。当传感器受潮后，显示仪表经常出现无法自动回零，数字来回变动等现象。用手动进行复零后，仍会出现数字跳动现象，在空称状态下跳动的数字在某区间范围内无规律波动。当用万用表对其输入、输出阻抗进行测量时，测量值却并不超差， 此时可按下述方法进行判断处理：

（1） 拆下所有称重传感器，将其逐一单独进入测量电路，空秤状态下，未受潮的传感器会立即自动回零且显示值稳定。而受潮后的传感器就可能出现数字跳动，无法回零等现象。手动回零后，上述现象又会重复出现。

（2）若上述方法仍无法判断时，可采用标准计量法进行分辨，方法是用标准砝码（ 或标准比对物） 对所有传感器逐一进行载荷标定。未受潮的传感器所显示的测量值即为逐渐加载的标准砝码值，而受潮后的传感器显示的测量值会与标准砝码（ 或比对物） 值产生较大的偏差（ 汽车衡或轨道衡出现显示偏差般≤5 t ） 。故在易受潮的场所除选用合适的密封方式外， 在安装之前先用黄油涂抹整个传感器，当所有传感器安装完毕，有必要对传感器与安装基座接触处、接线口、接线盒缝等易受潮处涂抹黄油进行彻底密封。

汽车传感器的应用及发展趋势探讨 第12篇

电子技术、传感技术以及微处理器等高科技的发展已经引领汽车行业进入了电子控制系统的时代。而汽车传感器则是整个控制系统中的核心部件, 其作用是将振动、温度、速度、压力、位置等参数转换成信号传输给控制系统, 确保汽车驾驶员及时了解车况, 为车辆的安全行驶提供保障。汽车传感器主要分布于汽车的导航系统、底盘控制系统、发动机控制系统等, 并且可以在恶劣的行车环境下可靠工作, 提供准确和实时的监测数据, 具有良好的抗振动、防电磁干扰、寿命长等特点。

2 汽车传感器的应用

2.1 汽车传感器在发动机系统的应用

发动机是车辆的核心部件, 因此也是多种类型传感器监控的重点。传感器为车辆的控制系统提供各种信息, 并对发动机进行精确控制, 提高车辆的动力性能、降低故障率, 确保其可靠运行。

2.1.1 爆震传感器

此类传感器主要用于监测发动机运行中的振动情况, 并及时把爆震信号传输给控制系统, 然后控制系统利用对电火提前角的控制来消除发动机爆震的发生。目前爆震传感器的工作方式主要有非共振型压电式和磁致伸缩式两种类型。

2.1.2 气体浓度传感器

气体浓度传感器的监测对象为废气排放的情况, 主要利用氧传感器对排气管内的氧气含量进行测量, 得出发动机实际空燃比和理论值之间的误差, 从而为控制系统提供参数, 进而对可燃混和气的浓度进行合理的调节, 以达到降低尾气污染, 提高经济效益。

2.1.3 流量传感器

流量传感器主要用于对发动机的燃料流量和进气流量情况进行精确测量。其中燃料流量传感器主要有球循环式和水车式两种。而空气流量传感器实际应用的有热线式、卡门式以及叶片式。

2.1.4 转速和位置传感器

这类传感器主要对发动机的转速、车辆速度、发动机的曲轴转角等进行监测。工作方式主要有霍尔效应式、电磁式、磁阻式等。

2.1.5 温度传感器

温度传感器主要对发动机的吸入气体、燃油、冷却水等的温度进行测量并转换成电信号, 进而车辆控制系统可以对信息进行分析, 控制喷油嘴针阀的启动时刻以及持续时间, 达到提高燃油利用率, 降低污染的效果。温度传感器的实际应用主要有三种类型, 但各有优缺点。热电偶式的不仅精度高而且测温范围宽, 但是必须要考虑放大器和冷端处理问题。而热敏式的灵敏度好, 但线性差, 线绕式电阻式的温度传感器响应特性差, 但优点在于精度较高。

2.2 车身系统传感器

这类传感器的目前在于提高车辆的舒适度和安全性。如用于车内空调自动调节系统的温度传感器、湿度传感器, 安全气囊中的加速器传感器, 倒车时应用的激光传感器和超声波传感器, 提高驾驶员视野的图像传感器等。

2.3 导航系统传感器

导航系统传感器主要有陀螺传感器、车速传感器等, 通过与全球定位系统相连接, 为驾驶员提供详细的交通信息, 为车辆指引道路方向、感知车辆位置等。

2.4 底盘控制系统传感器

这类传感器主要应用在动力转向系统、变速器控制系统、悬架控制系统等, 让驾驶员提供安全舒适的驾驶汽车。如悬挂系统控制利用转向盘转角传感器、速度传感器、倾斜角传感器等对车辆的姿势, 高度等进行及时调整, 达到操作和行驶的稳定性。

3 汽车传感器的发展趋势

近年随着微电子、信息处理、通信技术、光电技术等多学科的发展和融合以及一大批新型材料的应用, 汽车传感器的已经迎来了新的发展锲机, 总体的发展趋势为多功能化、集成化、微型化、智能化。

3.1 多功能化的发展方向

多功能化指的是将多种敏感元件组装在一块芯片上, 在节省空间和成本并保证系统可靠性的基础上对不同类型的参数进行监测。例如, 把温度传感器和压力传感器集成在一起, 运用芯片内的元件和程序消除温度和压力之间的相互影响。目前已经有不少微型传感器得到应用, 如用于防撞的硅加速度计等。

3.2 智能化的发展方向

智能化是现代汽车传感器主要的发展方向, 这类传感器不仅可以对信息存储和处理而且具备一定的逻辑思考和判断能力, 具有自我诊断, 多参数混合测量及分析、误差补偿等功能。

3.3 新材料和新工艺的应用

新材料是汽车传感器技术发展的基础, 目前超导材料、纳米材料、光导纤维等新型材料都已经得到应用。如光导纤维型传感器由于抗干扰性强、灵敏度高、重量轻、体积小, 适于遥测等特点正受到人们的普遍重视。

传感器的加工技术在新型传感器的生产中占有越来越重要的地位, 集成电路工艺的发展促进了微机械加工技术已经广泛应用于汽车传感器的制造, 为汽车传感器更好发展提供有力的技术支持。

4 结束语

现代汽车的技术竞争更多的体现在汽车电子水平方面, 而汽车传感器在其中的重要性不言而喻, 具有巨大的市场潜力。为适应为了汽车智能化的发展趋势, 我国应该加大汽车传感器的研发力度, 积极培养高技术的专业人才, 建立一流的自主知识产权的汽车传感器品牌, 促进我国汽车传感器工业更好的发展。

摘要：近年来我国汽车产业发展迅猛, 产销量已经跃居为世界第一大国, 成为了国民经济重要的支柱。新形势下的汽车产业正着眼于提升汽车的电子化水平, 努力向着安全性、舒适性、低污染的方向发展, 这个进程中汽车传感器发挥着不可替代的作用。传感器的数量和技术水平代表了车辆的性能, 决定了其电子化的程度。本文重点对汽车传感器的应用进行分析, 并对其发展方向进行探讨, 希望可以促进汽车传感器的技术革新。

关键词：汽车传感器,应用,发展,探讨

参考文献

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[2]余黎煌.现代汽车传感器的应用及发展前景[J].科技信息, 2010 (32) .

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