傳感器的多方面應(yīng)用

傳感器在現(xiàn)代汽車中的應(yīng)用1、汽車結(jié)構(gòu)及工作過程概述

汽車類型繁多，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，大體可分為發(fā)動機、底盤和電氣設(shè)備三大部分，可分成燃料系、點火系、傳動系、轎廂系等幾個系統(tǒng)，每一部分均安裝有許多檢測和控制用的傳感器。汽車底盤示意圖后輪懸掛傳動軸轉(zhuǎn)向機構(gòu)福特林肯Navigator底盤發(fā)動機傳動軸排氣管前剎車盤后輪懸掛減速箱汽車發(fā)動機

發(fā)動機是汽車的動力裝置，其作用是使吸入的燃料燃燒而產(chǎn)生動力，通過傳動系統(tǒng)，使汽車行駛。汽油發(fā)動機主要由汽缸、燃料系、點火系、起動系、冷卻系及潤滑系等組成。汽車的工作過程均是在電控單元ECU控制下進行的。

汽車發(fā)動機的解剖圖與發(fā)動機配套使用的各種傳感器進氣壓力傳感器曲軸位置傳感器進氣壓力、溫度傳感器ECU結(jié)構(gòu)

a）外形

b）ECU內(nèi)部原理框圖及輸入/輸出信號

各種ECU外形

汽車ECU的應(yīng)用

ECU用于控制方向盤的助力系統(tǒng)ECU在汽車四輪獨立懸掛避振中的應(yīng)用前懸掛后懸掛

為了減小汽車在崎嶇的道路上的顛簸，提高舒適性，ECU還能根據(jù)四個車輪的獨立懸掛系統(tǒng)的受力情況，控制油壓系統(tǒng)，調(diào)節(jié)四個車輪的高度，跟蹤地面的變化，保持轎廂的平穩(wěn)。

汽車ECU的應(yīng)用（續(xù)）

ECU用于防碰撞和控制安全氣囊

傳感器將速度、距離等與碰撞有關(guān)的參數(shù)傳送給ECU。汽車避撞系統(tǒng)原理框圖安全氣囊ECU在接收到碰撞傳感器的信號后，打開折疊式安全氣囊。折疊式安全氣囊2、傳感器在汽車運行中的作用

空氣系統(tǒng)中的傳感器

為了得到最佳的燃燒狀態(tài)和最小的排氣污染，必須對油氣混合氣中的空氣-燃油比例（空燃比）進行精確的控制?？諝庀到y(tǒng)中傳感器的作用是計量和控制發(fā)動機燃燒所需要的空氣量?？諝膺M氣量還與油門踏板有關(guān)。駕駛員通過操作油門踏板控制進氣道的節(jié)氣門開度，以改變進氣流通截面積，從而控制進氣量，由此控制發(fā)動機的功率。ECU必須知道節(jié)氣門的開度，才能控制噴油器的噴油量?？諝饬髁總鞲衅?/p>

空氣流量傳感器有多種類型，使用較多的有熱絲式氣體測速儀以及卡門渦街流量計。

節(jié)氣門及節(jié)氣門角位移開度傳感器節(jié)氣門角度位移傳感器節(jié)氣門

受ECU控制的噴油器汽車水溫傳感器

氧含量傳感器在汽車中的應(yīng)用

當汽車節(jié)氣門的開合度不正確時，汽缸中的燃油燃燒可能不正常。通過測量尾氣的氧含量，并將信號傳輸給ECU，從而改變節(jié)氣門的開合度，使燃油的燃燒達到最佳工況?，F(xiàn)代汽車還在排氣總管前端安裝一只氧含量傳感器。當排氣中的氧含量不足時，由ECU控制增大空燃比，改變油氣濃度，提高燃燒效率，減少黑煙污染。氧含量傳感器及其在汽車中的安裝位置

排氣總管

傳感器在汽車ABS中的作用

當汽車緊急剎車時，使汽車減速的外力主要來自地面作用于車輪的摩擦力，即所謂的地面附著力。而地面附著力的最大值出現(xiàn)在車輪接近抱死而尚未抱死的狀態(tài)。這就必須設(shè)置一個“防抱死制動系統(tǒng)”又稱為ABS。ABS由車輪速度傳感器、ECU以及電—液控制閥等組成。ECU根據(jù)車輪速度傳感器來的脈沖信號控制電液制動系統(tǒng)，使各車輪的制動力滿足少量滑動但接近抱死的制動狀態(tài)，以使車輛在緊急剎車時不致失去方向性和穩(wěn)定性。汽車防抱死解決方案剎車裝置汽車防抱死使用效果及注意事項在用力緊急剎車時，ABS自動啟動。使用ABS能改善剎車效果使用ABS前易發(fā)生“甩尾”汽車防側(cè)滑系統(tǒng)

汽車在行駛過程中必須保持驅(qū)動車輪在冰雪等易滑路面上的穩(wěn)定性并防止側(cè)偏力的產(chǎn)生，故在前后四個車輪中安裝有車輪速度傳感器（轉(zhuǎn)速傳感器）。當發(fā)生側(cè)滑時，ECU分別控制有關(guān)車輪的制動控制裝置及發(fā)動機功率，提高行駛的穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向操作性。

安裝防側(cè)滑傳感器前后比較防側(cè)滑系統(tǒng)涉及到的的傳感器

汽車在雪地中的安全行駛有賴于防側(cè)滑系統(tǒng)

汽車性能測試儀表及各點信號

汽車部件的檢測現(xiàn)代汽車性能測試用的部分儀表ECU模擬信號發(fā)生器ECU歷史記錄讀出器（汽車故障診斷儀）汽車性能測試儀表汽車尾氣分析儀

電噴系統(tǒng)清洗測試儀三、傳感器在機器人中的應(yīng)用

機器人是由計算機控制的復(fù)雜機器，它具有類似人的肢體及感官功能；動作程序靈活；有一定程度的智能；在工作時可以不依賴人的操縱。機器人傳感器在機器人的控制中起了非常重要的作用，正因為有了傳感器，機器人才具備了類似人類的知覺功能和反應(yīng)能力。

類別檢測內(nèi)容應(yīng)用目的傳感器件明暗覺是否有光，亮度多少判斷有無對象，并得到定量結(jié)果光敏管、光電斷續(xù)器色覺對象的色彩及濃度利用顏色識別對象的場合彩色攝影機、濾色器、彩色CCD位置覺物體的位置、角度、距離物體空間位置，判斷物體移動光敏陣列、CCD等形狀覺物體的外形提取物體輪廓及固有特征，識別物體光敏陣列、CCD等接觸覺與對象是否接觸，接觸的位置決定對象位置，識別對象形態(tài)，控制速度，安全保障，異常停止，尋徑光電傳感器、微動開關(guān)、薄膜接點、壓敏高分子材料壓覺對物體的壓力、握力、壓力分布控制握力，識別握持物，測量物體彈性壓電元件、導(dǎo)電橡膠、壓敏高分子材料力覺機器人有關(guān)部件（如手指）所受外力及轉(zhuǎn)矩控制手腕移動，伺服控制，正確完成作業(yè)應(yīng)變片、導(dǎo)電橡膠接近覺對象物是否接近，接近距離，對象面的傾斜控制位置，尋徑，安全保障，異常停止光傳感器、氣壓傳感器、超聲波傳感器、電渦流傳感器、霍爾傳感器滑覺垂直握持面方向物體的位移，重力引起的變形修正握力，防止打滑，判斷物體重量及表面狀態(tài)球形接點式、光電旋轉(zhuǎn)傳感器、角編碼器、振動檢測器機器人傳感器分類

傳感器在機器人身上的分布

能踢球的機器人對運動的球類有正確反應(yīng)的機器人能打網(wǎng)球的機器人機器人足球比賽能行走的機器人服務(wù)機器人機器人伴舞機器人奏樂可愛的小機器人能上臺階并避