德國(guó)EPRO傳感器規(guī)格型號(hào)齊全

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一、 傳感器概述

傳感器的概念：指能感受規(guī)定的物理量，并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。簡(jiǎn)單的說，傳感器即使把非電量轉(zhuǎn)換成電量的裝置。

汽車傳感器的工作條件極為惡劣，因此，傳感器能否可靠地工作至關(guān)重要。在該領(lǐng)域中，理論研究及材料應(yīng)用發(fā)展迅速，半導(dǎo)體和金屬膜技術(shù)研究及材料應(yīng)用技術(shù)發(fā)展迅速，半導(dǎo)體和金屬膜技術(shù)、陶瓷燒結(jié)技術(shù)等得到迅猛發(fā)展。智能化、集成化和數(shù)字化將是傳感器的未來發(fā)展趨勢(shì)。

傳感器通常由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件及測(cè)量電路組成。敏感元件是指能直接感受被測(cè)量的部分。轉(zhuǎn)換元件是指能將非電量轉(zhuǎn)換成電量的部分。有些敏感元件可以直接輸入電量。測(cè)量電路是指將轉(zhuǎn)換元件輸入的電量經(jīng)過處理，以便進(jìn)行顯示、記錄和控制的部分。測(cè)量電路中較多的使用電橋電路。比如后面要講到的式空氣流量計(jì)。

傳感器的種類比較多，像我們一般碰到的傳感器一般有：

溫度傳感器（冷卻水溫度傳感器THW，進(jìn)氣溫度傳感器THA）；

流量傳感器（空氣流量傳感器，燃油流量傳感器）；

進(jìn)氣壓力傳感器MAP

節(jié)氣門位置傳感器TPS

發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器

車速傳感器SPD

曲軸位置傳感器（點(diǎn)火正時(shí)傳感器）

氧傳感器

爆震傳感器（KNK）

德國(guó)EPRO傳感器規(guī)格型號(hào)齊全

傳感器的特征參數(shù)也有很多，且不同類型的傳感器，其特征參數(shù)的定義和要求也各有差異。下面我們來介紹一些主要的、通用的靜態(tài)特性參數(shù)指標(biāo)的定義。

1、 靈敏度

概念：靈敏度是指溫態(tài)時(shí)傳感器輸出量y與輸入量x之比，或者是傳感器輸出量y的增量與輸入量x的增量之比。

靈敏度用K表示為K=dy/dx，線性傳感器的靈敏度為一常數(shù)，而非線性的傳感器的靈敏度是隨輸入量變化的。

2、 分辨率

概念：傳感器在規(guī)定的測(cè)量范圍內(nèi)能夠檢測(cè)出的被測(cè)量的zui小變化量。

由于分辨率要受到嘈聲的限制，我們就用相當(dāng)于 嘈聲電平N若干倍C 的被測(cè)量表示分辨率，即M=CN/K，式中，M為zui小檢測(cè)量；C取1-5。

3、 測(cè)量范圍和量程

在允許的誤差范圍內(nèi)，被測(cè)量的下限到上限之間的范圍稱為測(cè)量范圍。上限值與下限值之差稱為量程。

4、 線性度（非線性誤差）

在規(guī)定的條件下，傳感器校準(zhǔn)曲線與擬和直線間的zui大偏差與滿量程輸出值的百分比，稱為線性度或非線性度誤差。

5、 遲滯

遲滯是指在相同的條件下，傳感器的正行程特性與反行程特性的不一致程度。

6、 重復(fù)性

重復(fù)性是指在同一工作條件下，輸入量按同一方向在全測(cè)量范圍內(nèi)連續(xù)變化多次所得特性曲線的不一致性。

7、 零漂和溫漂

零漂是指在無輸入或輸入為某一定值時(shí)，每隔一段時(shí)間，其輸入值偏離原示值的zui大偏差與滿量程的百分比。

溫漂是指溫度每升高1度，傳感器輸出值的zui大偏差與滿量程的百分比。

二、空氣流量傳感器

為了形成符合要求的混合氣，使空燃比達(dá)到*值，我們就必須對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣空氣流量進(jìn)行控制。下面我們來介紹一下幾種常用的空氣流量傳感器。

1、 風(fēng)門式空氣流量計(jì)

這種空氣流量計(jì)安裝在空氣濾清器和節(jié)氣門之間。

作用：檢測(cè)吸入空氣量的多少，并把檢測(cè)結(jié)果轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。

組成：風(fēng)門式空氣流量計(jì)由兩大部分組成，一是擔(dān)任檢測(cè)任務(wù)的風(fēng)門部分（看圖2-4a），二是擔(dān)任轉(zhuǎn)換任務(wù)的電位計(jì)（看圖2-4b）。

節(jié)氣門與電位計(jì)之間的關(guān)系圖

由圖2-4a可知，空氣流量計(jì)的風(fēng)門部分由測(cè)量葉片、緩沖葉片及殼體組成。測(cè)量葉片隨空氣流量的變化在空氣主通道內(nèi)偏轉(zhuǎn)。電位計(jì)部分主要由電位計(jì)、回位彈簧、調(diào)整齒圈等組成。

由節(jié)氣門與電位計(jì)之間的關(guān)系圖可知，風(fēng)門式空氣流量計(jì)是根據(jù)空氣流動(dòng)產(chǎn)生的壓力差將風(fēng)門葉片推開的原理進(jìn)行工作的。而電位計(jì)與風(fēng)門葉片是同軸的，所以當(dāng)葉片偏轉(zhuǎn)時(shí)，電位計(jì)滑臂必然轉(zhuǎn)動(dòng)。由于轉(zhuǎn)軸一端裝有螺旋回位彈簧，當(dāng)其彈力與吸入空氣流量對(duì)測(cè)量葉片產(chǎn)生的推力平衡時(shí)，風(fēng)門葉片就會(huì)處于某一個(gè)穩(wěn)定偏轉(zhuǎn)位置，而電位計(jì)滑臂也處于鍍膜電阻的某一對(duì)應(yīng)位置。

如下圖是葉片式空氣流量計(jì)的檢測(cè)圖，蓄電池的電壓經(jīng)主繼電器加到空氣流量計(jì)的VB端子上，Vc端子的電壓加到電子控制器上，其值是由VB與 Vc間的電阻、Vc與E2之間的電阻來決定的，當(dāng)然Vc端子的電阻稍稍要低于VB端子的電壓，且大致為一定值。VS端子的電壓隨動(dòng)觸點(diǎn)的移動(dòng)而變化。也就是說，風(fēng)門葉片的開度大時(shí)，VS端子的電壓升高；當(dāng)開度減少時(shí)，VS端子的電壓下降。VS端子電壓是理解空氣流量計(jì)時(shí)的一個(gè)重要數(shù)據(jù)。電子控制器根據(jù)Vc端子電壓和VS端子電壓之差與蓄電池VB端子電壓比來求得進(jìn)氣量，見下式Q=K（Vc-VS）/VB，式中Q為進(jìn)氣量，K為系數(shù)，Vc 、VS、 VB分別是Vc 、VS、 VB的端子電壓。

德國(guó)EPRO傳感器規(guī)格型號(hào)齊全

在豐田1G-EU型發(fā)動(dòng)機(jī)上，電子控制器的VB-E2間的電壓約為12V，VC-E2之間的電壓為8-9V。在風(fēng)門全閉時(shí)，VS-E2間的電壓約為1.7V。在風(fēng)門全開時(shí)，VS-E2間的電壓約為6.5V。VC-E2曲線與VS-E2曲線之間的距離越短，風(fēng)門開度越大。

下面我們?cè)趯?duì)空氣流量計(jì)的各部位加以說明，我們來看書上圖2-4a。

在圖中空氣流量計(jì)葉片下側(cè)還有一個(gè)旁通空氣通道。當(dāng)主空氣道內(nèi)的節(jié)流閥將主空氣通道幾乎全閉時(shí)，允許有少量的空氣由此流過。在旁通空氣道上還設(shè)有一個(gè)怠速調(diào)節(jié)螺釘（CO調(diào)節(jié)螺釘），可以調(diào)節(jié)通過旁通道的空氣量，以調(diào)節(jié)怠速工況下的混合氣濃度。此怠速調(diào)節(jié)螺釘與節(jié)流閥旁通道的怠速調(diào)整螺釘?shù)淖饔檬遣煌?。?jié)流閥旁通道的怠速調(diào)整螺釘所調(diào)整的是怠速進(jìn)氣量，此進(jìn)氣量是由空氣流量計(jì)計(jì)量過的，調(diào)整它可以使進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的混合氣增多或減少，從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，但混合氣濃度基本不變。而空氣流量計(jì)中的旁通道的空氣流量計(jì)使不由流量計(jì)計(jì)量的，當(dāng)此旁通道截面面積變大時(shí)，流過葉片的空氣量相對(duì)變少，也就是經(jīng)過傳感器計(jì)量的空氣減少，因而就使噴油量減少，從而使混合氣變稀。因此，調(diào)節(jié)此螺釘改變的是混合氣濃度，也就是空燃比，從而調(diào)節(jié)怠速時(shí)的廢氣排放。值得注意的是，此螺釘大多數(shù)在出廠時(shí)已經(jīng)鉛封，是不可調(diào)的。在一些有ISCV（怠速控制閥）的發(fā)動(dòng)機(jī)中，沒有此螺釘，ECU通過控制ISCV來實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)速的控制。

發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)、吸入空氣以后，電位計(jì)內(nèi)的燃油泵開關(guān)觸點(diǎn)閉合，使燃油泵的供電線路接通，燃油泵開始工作。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)停止、不吸入空氣時(shí)，燃油泵觸點(diǎn)斷開，燃油泵停止工作。即根據(jù)風(fēng)門的工作狀態(tài)控制燃油泵電源。

風(fēng)門式空氣流量計(jì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高，但進(jìn)氣阻力大，響應(yīng)較慢且體積較大。

2、 卡門旋渦式空氣流量計(jì)

卡門旋渦式空氣流量計(jì)的原理圖如下：

渦流式空氣流量傳感器是利用超聲波或光電信號(hào)，通過檢測(cè)旋渦頻率來測(cè)量空氣流量的一種傳感器。

*，當(dāng)野外架空的電線被風(fēng)吹時(shí)，就會(huì)發(fā)出“嗡、嗡”的聲音，且風(fēng)速越高聲音頻率越高，這是氣體流過電線后形成旋渦（即渦流）所致。液體、氣體等流體均會(huì)產(chǎn)生這種現(xiàn)象。

同樣，如果我們?cè)谶M(jìn)氣道中放置一個(gè)渦流發(fā)生器，比如說一個(gè)柱狀物，在空氣流過時(shí)，在渦流發(fā)生器后部將會(huì)不斷產(chǎn)生如圖所示的兩列旋轉(zhuǎn)方向相反，并交替出現(xiàn)的旋渦。這個(gè)旋渦就稱為卡門旋渦。

卡門旋渦式空氣流量計(jì)就是利用這種這種旋渦形成的原理，測(cè)量氣體流速，并通過流速的測(cè)量直接反映空氣流量。

對(duì)于一臺(tái)具體的卡門旋渦式空氣流量計(jì)，有如下關(guān)系式：qv=kf , qv為體積流量，f為單列旋渦產(chǎn)生的頻率，k為比例常數(shù)，它與管道直徑，柱狀物直徑等有關(guān)。由這個(gè)關(guān)系式可知，體積流量與卡門渦流傳感器的輸出頻率成正比。利用這個(gè)原理，我們只要檢測(cè)卡門旋渦的頻率f，就可以求出空氣流量。

根據(jù)旋渦頻率的檢測(cè)方式的不同，汽車用渦流式空氣流量傳感器分為超聲波檢測(cè)式和光學(xué)式檢測(cè)式兩種。例如，中國(guó)大陸進(jìn)口的豐田凌志LS400型轎車和中國(guó)臺(tái)灣進(jìn)口的皇冠3.0型轎車采用了光電檢測(cè)渦流式空氣流量器；日本三菱吉普車和韓國(guó)現(xiàn)代轎車采用了超聲波檢測(cè)渦流式空氣流量傳感器。

（1） 光學(xué)式卡門旋渦空氣流量計(jì)

光學(xué)式卡門旋渦空氣流量計(jì)的工作原理圖可以看書上圖2-7。（具體結(jié)構(gòu)可視情況講述）

現(xiàn)代物理學(xué)光的粒子說認(rèn)為，光是一種具有能量的粒子流，當(dāng)物體受到光照射時(shí)，由于吸收了光子能量而產(chǎn)生的效應(yīng)，稱為光電效應(yīng)。光敏晶體管是一種半導(dǎo)體器件，它的特點(diǎn)就是受到光的照射時(shí)，它們都會(huì)產(chǎn)生內(nèi)光電效應(yīng)的光生伏特現(xiàn)象，從而產(chǎn)生電流。

工作原理：在產(chǎn)生卡門旋渦的過程中，旋渦發(fā)生器兩側(cè)的空氣壓力會(huì)發(fā)生變化，通過導(dǎo)孔作用在金屬箔上，從而使其振動(dòng)，發(fā)光二極管的光照在振動(dòng)的金屬箔上時(shí)，光敏晶體管接收到的金屬箔上的反射光是被旋渦調(diào)制的光，再由光敏晶體管輸出調(diào)制過的頻率信號(hào)，這種頻率信號(hào)就代表了空氣的流量信號(hào)。

（2） 超聲波式卡門旋渦式空氣流量計(jì)

超聲波是指頻率高于20HZ，人耳聽不到的機(jī)械波。它的特性就是方向性好，穿透力強(qiáng)，遇到雜質(zhì)或物體分界面會(huì)產(chǎn)生顯著的反射，譬如自然界里的蝙蝠，鯨魚等動(dòng)物都是通過超聲波來進(jìn)行方位定向的。利用這種物理特性，我們可以把一些非電量轉(zhuǎn)換成聲學(xué)參數(shù)，通過壓電元件轉(zhuǎn)換成電量。

超聲波式卡門旋渦式空氣流量計(jì)的工作原理與光學(xué)式卡門旋渦空氣流量計(jì)的工作原理大致相同，只是光學(xué)元件換成了聲學(xué)元件。

在日常生活中，常常會(huì)遇到這樣的現(xiàn)象，即當(dāng)順著風(fēng)向喊話人時(shí)，對(duì)方很容易聽到；而逆著風(fēng)向喊人時(shí)，對(duì)方就不容易聽到。這是因?yàn)榍罢叩目諝饬鲃?dòng)方向與聲波的前進(jìn)方向相同，聲波被加速的結(jié)果，而后者是聲波受阻而減速的結(jié)果。在超聲波式流量傳感器中，同樣存在著這種現(xiàn)象。

工作原理是：在旋渦發(fā)生器下游管路兩側(cè)相對(duì)安裝超聲波發(fā)射探頭和超聲波接收探頭，超聲波發(fā)射探頭不斷向超聲波接收探頭發(fā)出一定頻率（一般為40KHZ）的超聲波，當(dāng)超聲波通過進(jìn)氣氣流到達(dá)超聲波接收器時(shí)，由于受到氣流移動(dòng)速度及壓力變化的影響，因此接收到的超聲波信號(hào)的相位（時(shí)間間隔）以及相位差（時(shí)間間隔之差）就會(huì)發(fā)生變化，集成控制電路根據(jù)相位或相位差的變化情況計(jì)量出渦流的頻率。渦流頻率信號(hào)輸入ECU后，ECU就可以計(jì)算出進(jìn)氣量。

3、 式空氣流量計(jì)

構(gòu)成：我們來看書上的結(jié)構(gòu)圖，它的基本構(gòu)成包括感知空氣流量的白金、根據(jù)進(jìn)氣溫度進(jìn)行修正的溫度補(bǔ)償電阻（冷線）、控制電流的控制電路以及殼體等。根據(jù)白金在殼體內(nèi)安裝部位的不同，可分為安裝在空氣主通道內(nèi)的主流測(cè)量方式和安裝在空氣旁通道內(nèi)的旁通道測(cè)量方式。

式空氣流量計(jì)是利用空氣流過熱金屬線時(shí)的冷卻效應(yīng)工作的。將一根鉑絲置于進(jìn)氣空氣流中，當(dāng)恒定電流通過鉑絲使其加熱后，如果流過鉑絲周圍的空氣增加，金屬絲溫度就會(huì)降低。如果要使鉑絲的溫度保持恒定，就應(yīng)根據(jù)空氣量調(diào)節(jié)的電流，空氣流量越大，需要的電流越大。下面的圖是主流測(cè)量方式的式空氣流量計(jì)的工作原理圖。其中RH為是直徑為0.03-0.05的細(xì)鉑絲（），RK是作為溫度補(bǔ)償?shù)睦渚€電阻。RA和RA是精密線橋電阻。四個(gè)電阻共同組成一個(gè)惠斯登電橋。在實(shí)際工作中，代表空氣流量的加熱電流是通過電橋中的RA轉(zhuǎn)換成電壓輸出的。當(dāng)空氣以恒定流量流過時(shí)，電源電壓使保持在一定溫度，此時(shí)電橋保持平衡。當(dāng)有空氣流動(dòng)時(shí)，由于RH的熱量被空氣吸收而變冷，其電阻值發(fā)生變化，電橋失去平衡。此時(shí)，放大器即增加通過鉑絲的電流，直到恢復(fù)原來的溫度和電阻值，使電橋重新平衡。由于電量的增加，RA的電壓增加，這樣就在RA上得到了代表空氣流量的新的電壓輸出。

進(jìn)氣溫度的任何變化都會(huì)使電橋失去平衡。為此，在靠近的空氣流中，設(shè)有一個(gè)補(bǔ)償電阻絲（冷線）。冷線補(bǔ)償電阻的溫度起一個(gè)參照值的作用。在工作中，放大器會(huì)使溫度高出進(jìn)氣溫度100度。式空氣流量計(jì)長(zhǎng)期使用，會(huì)使上積累雜質(zhì)。為此，在式流量計(jì)上采用了燒盡措施解決這個(gè)難題。每當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火時(shí)，ECU自動(dòng)接通空氣流量計(jì)殼體內(nèi)的電子電路，被自動(dòng)加熱，使其溫度在1S內(nèi)升高了1000度。由于燒盡溫度必須是非常的，因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后4S后，該電路才被接通。

這種空氣流量計(jì)由于沒有運(yùn)動(dòng)部件，因此工作可靠，而且響應(yīng)特性較好；缺點(diǎn)是在空氣流速分布不均勻時(shí)誤差較大。

4、 熱膜式空氣流量計(jì)

式空氣流量計(jì)雖然可以提供的進(jìn)氣空氣流量，但造價(jià)太高，主要用于轎車，為了滿足精度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)又便宜的要求，德國(guó)博世公司厚膜工藝，開發(fā)出了熱膜式空氣流量計(jì)。熱膜式空氣流量計(jì)的工作原理與式空氣流量計(jì)類似，都是用惠斯登電橋工作的。所不同的是熱膜式空氣流量計(jì)不用鉑金作為，而是將電阻、補(bǔ)償電阻和線橋電阻用厚膜工藝集中在一塊陶瓷片上。這種空氣流量計(jì)已大量使用于各種電控汽油噴射系統(tǒng)中。