第五章 位置传感器VIP专享VIP免费

1第五章位置传感器与角度传感器2•应用在汽车上的位置传感器：曲轴位置传感器、节气门位置传感器、液位传感器和车辆高度传感器等。•（1）曲轴位置传感器（凸轮轴位置传感器）：•发动机电子控制系统的主要部件，是控制发动机点火正时、曲轴位置的信号源。用于检测活塞上止点信号和曲轴转角信号，它也是测量发动机转速的信号。•（2）节气门位置传感器：•电子燃油喷射系统中用于检测节气门开度的传感器。电脑利用其传递过来的信号计算发动机负荷，作为点火时间，排气再循环控制，怠速控制和变速器换档点等的重要参数。概述3•（3）液位传感器：•用于检测燃油箱油量、冷却液液位和润滑油液位等。•（4）车辆高度传感器：•简称车高传感器，它用来把车身高度的变化转变为电信号输入电子控制单元，ECU根据高度变化信号控制执行元件，调节车身高度。4§5.1曲轴位置传感器一、定义：曲轴位置传感器也称曲轴转角传感器（CPS，CrankshaftPositionSensor）。凸轮轴(Camshaft）位置传感器又称为气缸识别传感器（CIS，CylinderIdentificationSensor）。二、类型：（1）电磁脉冲式（2）霍尔效应式（3）光电效应式三、安装位置：曲轴皮带轮或链轮侧面，或凸轮轴前端，或分电器。5§5.1.1电磁脉冲式曲轴位置传感器根据电磁感应定律，当W匝线圈在均恒磁场中运动时，设穿过线圈的磁通为φ，则线圈的感应电势e为：dtdWedtdWe一、磁感应原理6二、磁感应式曲轴位置传感器的工作原理图5-1磁感应式传感器工作原理（b）接近；（c）对正；（d）离开1-信号转子；2-传感器线圈；3-永久磁铁；4-支架磁感应式传感器组成：信号转子、传感线圈、永久磁铁等。图5-2传感器线圈中的磁通Φ和电动势E波形（a）低速时输出波形；（b）高速时输出波形(b)(d)(c)7•（1）不需要外加电源，永久磁铁起着将机械能转换为电能的作用，其磁能不会损失。•（2）发动机转速越高，磁通变化率也就越大，传感线圈中的感应电动势也就越高。三、磁感应式曲轴位置传感器的特点8•光电传感器：光信号转变成为电信号的器件。•一、光电效应物体吸收了光能后转换为该物体中某些电子的能量，从而产生的电效应。光电传感器的工作原理基于光电效应。光电效应分为外光电效应和内光电效应两大类。•1、外光电效应•在光线的作用下，物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效应。向外发射的电子叫做光电子。基于外光电效应的光电器件有光电管、光电倍增管等。§5.1.2光电式曲轴位置传感器9•2、内光电效应当光照射在物体上，使物体的电阻率发生变化，或产生光生电动势的现象叫做内光电效应，它多发生于半导体内。根据工作原理的不同，内光电效应分为光电导效应和光生伏特效应两类：（1）光电导效应在光线作用下，电子吸收光子能量从键合状态过渡到自由状态，而引起材料电导率的变化，这种现象被称为光电导效应。基于这种效应的光电器件有光敏电阻。（2）光生伏特效应在光线作用下能够使物体产生一定方向的电动势的现象叫做光生伏特效应。基于该效应的光电器件有光电池和光敏二极管、三极管。10二、光电式曲轴位置传感器•1、结构图5-3•组成：信号发生器、信号盘（即信号转子安装在传感器轴上）、配电器、传感器壳体和线束插头等。11信号发生器结构三122、工作原理图5-4光电式传感器工作原理1-发光二极管LED；2-信号盘；3-光敏三极管三13图5-5光电式曲轴位置传感器输出波形Ne信号（转速与转角信号）G信号（上止点信号）14§5.1.3霍尔式曲轴位置传感器•一、霍尔元件的结构和工作原理•半导体薄片置于磁感应强度为B的磁场中，磁场方向垂直于薄片，当有电流I流过薄片时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势UH，这种现象称为霍尔效应。霍尔效应是美国约翰·霍普金斯大学物理学家霍尔博士首先发现的。UH=I·BRHdRH---霍尔系数d---白金导体的厚度UH图5-6霍尔效应原理图15•二、霍尔式曲轴与凸轮轴传感器工作原理图5-7霍尔式传感器结构原理图•结构：触发叶轮、霍尔集成电路、导磁钢片（磁轭）与永久磁铁。霍尔式集成电路有霍尔元件、放大电路、稳压电路、温度补偿电路、信号变换电路和输出电路等组成。原理：当叶片进入...