汽車電子控制基礎(chǔ)（高職）全套教學(xué)課件

項(xiàng)目一

汽車電子控制系統(tǒng)認(rèn)知項(xiàng)目1汽車電子控制系統(tǒng)認(rèn)知.pptx項(xiàng)目2汽車常用傳感器認(rèn)知.pptx項(xiàng)目3汽車電子控制單元認(rèn)識(shí).pptx項(xiàng)目4汽車常用執(zhí)行器認(rèn)知.pptx全套可編輯PPT課件任務(wù)一

認(rèn)識(shí)汽車電子控制系統(tǒng)任務(wù)一

認(rèn)識(shí)汽車電子控制系統(tǒng)一、汽車電子技術(shù)簡(jiǎn)介1．汽車電子技術(shù)與電子控制技術(shù)汽車電子技術(shù)按功能不同，分為車體汽車電子控制裝置和車載汽車電子控制裝置。車體汽車電子控制裝置包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、底盤控制系統(tǒng)和車身電子控制系統(tǒng)三部分。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)汽車電子控制系統(tǒng)1．汽車電子技術(shù)與電子控制技術(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)：包括怠速控制（ISC）、點(diǎn)火提前角控制（ESA）、燃油噴射控制（EFI）等。底盤控制系統(tǒng)：包括爆胎監(jiān)測(cè)與安全控制系統(tǒng)（BMBS）、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）、巡航控制系統(tǒng)（CCS）等。車身電子控制系統(tǒng)：包括安全氣囊、車燈控制、中央門鎖及門窗、自動(dòng)調(diào)節(jié)座椅、自適應(yīng)空調(diào)等。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)汽車電子控制系統(tǒng)1．汽車電子技術(shù)與電子控制技術(shù)車載汽車電子控制裝置是一類能夠獨(dú)立使用的電子裝置，包括汽車信息系統(tǒng)、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)和汽車娛樂(lè)系統(tǒng)。這些裝置和汽車本身的性能沒(méi)有直接關(guān)系，主要用于提供各種信息或提高汽車內(nèi)的娛樂(lè)性。汽車電子控制技術(shù)主要是針對(duì)車體汽車電子控制裝置，即利用微型計(jì)算機(jī)直接對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤及車身部件進(jìn)行控制并影響其性能的技術(shù)。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)汽車電子控制系統(tǒng)1．汽車電子技術(shù)與電子控制技術(shù)談?wù)劥蠹乙娺^(guò)哪些汽車電子技術(shù)的應(yīng)用，它們對(duì)自己的出行產(chǎn)生了哪些影響？任務(wù)一

認(rèn)識(shí)汽車電子控制系統(tǒng)2．汽車電子控制系統(tǒng)的基本組成汽車車型不同、檔次不同，采用的電子控制系統(tǒng)或多或少也不同。但是，汽車上每一個(gè)電子控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)都是由傳感器（傳感元件）、電控單元（ECU）和執(zhí)行器（執(zhí)行元件）三部分組成，這是汽車電子控制系統(tǒng)的共同特點(diǎn)，如圖所示。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)汽車電子控制系統(tǒng)2．汽車電子控制系統(tǒng)的基本組成任務(wù)一

認(rèn)識(shí)汽車電子控制系統(tǒng)2．汽車電子控制系統(tǒng)的基本組成1）傳感器世界是由物質(zhì)組成的。物質(zhì)按照電特性可分為電量和非電量?jī)煞N。電量一般是指物理學(xué)中的電學(xué)量，如電壓、電流、電感和電容等；非電量則是指除電量之外的一些參數(shù)，如壓力、流量、重量（質(zhì)量）、速度及酸堿度等。非電量的測(cè)量不能直接使用一般的電工儀表和電子儀器測(cè)量，因?yàn)橐话愕碾姽x表和電子儀器只能測(cè)量電量，要求輸入的信號(hào)為電信號(hào)。非電量需要轉(zhuǎn)換成與非電量有一定關(guān)系的電量，再進(jìn)行測(cè)量，實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換技術(shù)的器件稱為傳感器。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)汽車電子控制系統(tǒng)2．汽車電子控制系統(tǒng)的基本組成傳感器在發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤和車身系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)著信息的采集和傳輸?shù)墓τ茫娍貑卧獙⒉杉降男畔⑦M(jìn)行處理后，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令，從而進(jìn)行電子控制。各個(gè)系統(tǒng)的控制正是依靠傳感器及時(shí)識(shí)別外界和系統(tǒng)本身的變化信息而實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)本身的。因此，汽車傳感器在汽車電子控制中是非常重要的裝置。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)汽車電子控制系統(tǒng)2．汽車電子控制系統(tǒng)的基本組成2）電控單元因?yàn)槠囍圃旃静煌?，汽車電子控制單元又稱汽車電控單元或集成電路控制單元、多路控制裝置等，它們都統(tǒng)稱為電控單元。電控單元是由集成電路組成的用于實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的分析、處理、發(fā)送等一系列功能的控制裝置。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)汽車電子控制系統(tǒng)2．汽車電子控制系統(tǒng)的基本組成ECU輸入接口電路微控制器輸出接口電路任務(wù)一

認(rèn)識(shí)汽車電子控制系統(tǒng)2．汽車電子控制系統(tǒng)的基本組成（1）輸入接口電路輸入接口電路的主要作用是從傳感器中采集到的轉(zhuǎn)速、油門踏板位置、冷卻水溫度等各種發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)進(jìn)行放大、整形、電壓轉(zhuǎn)換、濾波等，以保證實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地為中央處理器（CPU）提供發(fā)動(dòng)機(jī)的各種參數(shù)，以便CPU進(jìn)行監(jiān)控。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)汽車電子控制系統(tǒng)2．汽車電子控制系統(tǒng)的基本組成（2）微控制器微控制器又稱MCU，它以所選定的單片機(jī)為核心，主要包括存儲(chǔ)區(qū)擴(kuò)展電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、通信電路等。微控制器是ECU的心臟部分，它將輸入信號(hào)進(jìn)行分析運(yùn)算處理，并根據(jù)處理的結(jié)果向執(zhí)行器發(fā)出相應(yīng)的操作命令信息。其存儲(chǔ)器中不僅存放著專用處理程序，往往還有大量的數(shù)據(jù)表。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)汽車電子控制系統(tǒng)2．汽車電子控制系統(tǒng)的基本組成微控制器的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，它類似于我們常說(shuō)的“單片機(jī)”，但在汽車電子控制系統(tǒng)中較少使用“單片機(jī)”一詞。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)汽車電子控制系統(tǒng)2．汽車電子控制系統(tǒng)的基本組成（3）輸出接口電路輸出接口電路主要用于驅(qū)動(dòng)和隔離電路。它可將微控制器發(fā)出的命令信息進(jìn)行功率放大，驅(qū)動(dòng)被控的執(zhí)行器件工作；還可隔離ECU與外部執(zhí)行器件，避免外部器件對(duì)ECU造成干擾。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)汽車電子控制系統(tǒng)2．汽車電子控制系統(tǒng)的基本組成提示：ECU從用途上講是汽車專用的微機(jī)控制器，又稱汽車專用單片機(jī)。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)汽車電子控制系統(tǒng)2．汽車電子控制系統(tǒng)的基本組成3）執(zhí)行器執(zhí)行器可實(shí)現(xiàn)電控系統(tǒng)要完成的各種控制功能。在控制過(guò)程中，執(zhí)行器將ECU傳來(lái)的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成某種機(jī)械運(yùn)動(dòng)或電運(yùn)動(dòng)，從而引起發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)的改變，完成控制功能。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)汽車電子控制系統(tǒng)2．汽車電子控制系統(tǒng)的基本組成常用的執(zhí)行器包括各類機(jī)械式繼電器、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)、控制閥及電磁閥。繼電器主要用來(lái)控制開關(guān)信號(hào)，如點(diǎn)火線圈的通斷、空調(diào)的開關(guān)等；電動(dòng)機(jī)多用于驅(qū)動(dòng)與之相連接的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，從而控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作，如控制怠速轉(zhuǎn)速、控制電動(dòng)油泵轉(zhuǎn)速等；閥類執(zhí)行器主要用于控制汽車中的氣體或液體介質(zhì)量的改變，如ABS制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器的電磁閥、電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油器、控制廢氣再循環(huán)的電磁閥等。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)汽車電子控制系統(tǒng)二、自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念自動(dòng)控制是利用儀器設(shè)備，特別是計(jì)算機(jī)根據(jù)實(shí)際情況自動(dòng)命令執(zhí)行器完成一定動(dòng)作而達(dá)到預(yù)定目的。汽車電子控制系統(tǒng)就是自動(dòng)控制系統(tǒng)。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)汽車電子控制系統(tǒng)1．開環(huán)控制與閉環(huán)控制開環(huán)控制和閉環(huán)都是以微控制器為核心的控制方式。它們的區(qū)別在于傳感器輸入的信號(hào)（輸入量）與控制對(duì)象執(zhí)行的狀態(tài)或過(guò)程信號(hào)（輸出量）之間有無(wú)反饋。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)汽車電子控制系統(tǒng)1．開環(huán)控制與閉環(huán)控制1）開環(huán)控制開環(huán)控制是指控制裝置與被控對(duì)象之間只有順向作用而沒(méi)有反向聯(lián)系的控制過(guò)程，按這種方式組成的系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)，如圖所示。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)汽車電子控制系統(tǒng)1．開環(huán)控制與閉環(huán)控制開環(huán)控制的特點(diǎn)是系統(tǒng)的輸出量不會(huì)對(duì)系統(tǒng)的控制作用發(fā)生影響，不具備自動(dòng)修正的能力。例如，打開電燈的開關(guān)，在按下開關(guān)的一瞬間，控制活動(dòng)就已經(jīng)結(jié)束，燈是否亮起已對(duì)按開關(guān)這個(gè)活動(dòng)沒(méi)有影響。開環(huán)控制的輸入可分為給定值輸入和干擾輸入。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)汽車電子控制系統(tǒng)1．開環(huán)控制與閉環(huán)控制2）閉環(huán)控制閉環(huán)控制又稱反饋控制，它是將輸出量直接或間接地反饋到輸入端形成閉環(huán)以參與控制的控制方式，如圖所示。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)汽車電子控制系統(tǒng)1．開環(huán)控制與閉環(huán)控制由于系統(tǒng)周圍存在干擾，使得系統(tǒng)實(shí)際輸出偏離期望輸出，系統(tǒng)自身便利用負(fù)反饋測(cè)量元件的控制作用去消除偏差，使系統(tǒng)輸出量恢復(fù)到期望值上，這正是反饋工作原理?？梢?，閉環(huán)控制具有較強(qiáng)的抗干擾能力，家用空調(diào)溫度的控制，就屬于閉環(huán)控制。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)汽車電子控制系統(tǒng)1．開環(huán)控制與閉環(huán)控制生活中你還知道哪些電器使用了開環(huán)控制或閉環(huán)控制，列舉幾個(gè)例子并闡述其控制的現(xiàn)象和原理。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)汽車電子控制系統(tǒng)2．比例、積分、微分控制（PID控制）在工程實(shí)際中，應(yīng)用最為廣泛的控制為比例、積分、微分控制，簡(jiǎn)稱PID控制或PID調(diào)節(jié)。它具有原理簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)、適用面廣、控制參數(shù)相互獨(dú)立、參數(shù)選定較簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)汽車電子控制系統(tǒng)2．比例、積分、微分控制（PID控制）PID控制的框圖如圖所示。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)汽車電子控制系統(tǒng)2．比例、積分、微分控制（PID控制）PID控制器（比例、積分、微分控制器）是一個(gè)在工業(yè)控制應(yīng)用中常見的反饋回路部件，由比例單元P、積分單元I和微分單元D組成，各部件作用如下。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)汽車電子控制系統(tǒng)2．比例、積分、微分控制（PID控制）比例單元（P）：可進(jìn)行比例控制，它是一種最簡(jiǎn)單的控制方式。其控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)成比例關(guān)系。當(dāng)僅有比例控制時(shí)系統(tǒng)輸出依然會(huì)存在一些誤差。積分單元（I）：可進(jìn)行積分控制，控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的積分成正比關(guān)系，其可消除穩(wěn)態(tài)誤差。微分單元（D）：可進(jìn)行微分控制，控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的微分（即誤差的變化率）成正比關(guān)系。它能預(yù)測(cè)誤差變化的趨勢(shì)，這樣就能提前使抑制誤差的控制作用等于零，甚至為負(fù)值，從而避免了被控量的因反饋產(chǎn)生新的誤差。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)汽車電子控制系統(tǒng)2．比例、積分、微分控制（PID控制）PID控制常用于某個(gè)物理量的穩(wěn)定性控制，例如溫度控制和節(jié)氣門開度控制等。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)汽車電子控制系統(tǒng)3．最優(yōu)控制最優(yōu)控制是使控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的基本條件和綜合方法?？筛爬椋簩?duì)一個(gè)受控的動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)或運(yùn)動(dòng)過(guò)程，從一類允許的控制方案中找出一個(gè)最優(yōu)的控制方案，使系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)在由某個(gè)初始狀態(tài)轉(zhuǎn)移到指定的目標(biāo)狀態(tài)的同時(shí)，其性能指標(biāo)值為最優(yōu)。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)汽車電子控制系統(tǒng)3．最優(yōu)控制在汽車電子控制系統(tǒng)中，一個(gè)控制器常要接受多個(gè)傳感器信號(hào)輸入，例如點(diǎn)火提前角的控制與車速、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷等多種因素都有關(guān)系。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)汽車電子控制系統(tǒng)4．自適應(yīng)控制所謂自適應(yīng)，是指生物能改變自己的習(xí)性以適應(yīng)新的環(huán)境的一種特征。直觀地說(shuō)，自適應(yīng)控制就是能修正自己的特性以適應(yīng)對(duì)象和擾動(dòng)的動(dòng)態(tài)特性的變化，以保證控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)符合規(guī)定的性能指標(biāo)。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)汽車電子控制系統(tǒng)4．自適應(yīng)控制自適應(yīng)控制是一項(xiàng)比較新的技術(shù)，例如在發(fā)動(dòng)機(jī)控制中，容易污染、老化的氧傳感器采用自適應(yīng)控制后，可以減少污染、老化的程度，并及時(shí)修正控制參數(shù)，提高控制的可靠性。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)汽車電子控制系統(tǒng)任務(wù)實(shí)訓(xùn)——汽車電子控制系統(tǒng)的研討實(shí)訓(xùn)題目汽車電子控制系統(tǒng)的研討實(shí)訓(xùn)目的①通過(guò)調(diào)研與討論，了解汽車電子控制技術(shù)及自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念。②提高同學(xué)對(duì)課題研究的調(diào)研搜索能力，提高對(duì)個(gè)人觀點(diǎn)的表達(dá)能力。調(diào)研方法及討論方式1．調(diào)研方法通過(guò)圖書館或相關(guān)網(wǎng)站等渠道，查閱有關(guān)汽車電子控制系統(tǒng)的資料，具體內(nèi)容涉及車身、發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤等方面的控制技術(shù)，盡量選擇有權(quán)威、學(xué)術(shù)性的文章。2．討論方式課堂上根據(jù)班級(jí)人數(shù)分為幾個(gè)小組，每個(gè)小組分別確定本小組的題目，根據(jù)自己手中的資料及素材，討論并制作出關(guān)于本組選題演示文稿，最后選派一個(gè)發(fā)言人進(jìn)行演講，由指導(dǎo)老師進(jìn)行總結(jié)。注意：選題和發(fā)言不能過(guò)于空泛，涉及知識(shí)過(guò)于晦澀；演講稿要有自己的思想和觀點(diǎn)。實(shí)訓(xùn)總結(jié)

任務(wù)二探討汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用任務(wù)二

探討汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用任務(wù)描述當(dāng)前，汽車電子控制技術(shù)進(jìn)入了對(duì)人、汽車、環(huán)境的整體優(yōu)化階段。汽車的性能提高更多地依賴于電子控制技術(shù)。隨著汽車工業(yè)與電子工業(yè)的不斷發(fā)展，在現(xiàn)代汽車上，電子控制技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，尤其在控制精度、控制范圍、智能化和網(wǎng)絡(luò)化等多方面有了較大突破。時(shí)至今日，汽車已經(jīng)全面進(jìn)入電腦控制的時(shí)代。任務(wù)二

探討汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用一、汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展汽車電子控制技術(shù)已成為現(xiàn)代汽車的重要組成部分，其性能的好壞直接影響汽車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、安全性和舒適性，而電子化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化也成為現(xiàn)代汽車發(fā)展的重要標(biāo)志之一。任務(wù)二

探討汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用1．汽車電子控制技術(shù)的歷史發(fā)展汽車電子控制技術(shù)是汽車技術(shù)與電子技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。汽車電子化是汽車技術(shù)發(fā)展進(jìn)程中的一次重要革命，汽車電子化的程度被看作是衡量現(xiàn)代汽車水平的重要標(biāo)志之一。如圖所示，汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展可分為以下幾個(gè)階段。任務(wù)二

探討汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用1．汽車電子控制技術(shù)的歷史發(fā)展第一階段，20世紀(jì)60年代末之前，汽車電子控制技術(shù)主要著重于開發(fā)單一的電子零部件，改善汽車某些機(jī)械部件的性能，應(yīng)用電子裝置代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械部件，此階段代表的電子器件有整流器、電壓調(diào)節(jié)器、晶體管無(wú)觸點(diǎn)點(diǎn)火裝置等。任務(wù)二

探討汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用1．汽車電子控制技術(shù)的歷史發(fā)展第二階段，從20世紀(jì)70年代初到80年代中期，汽車電子控制技術(shù)主要是開發(fā)汽車各系統(tǒng)專用的獨(dú)立控制部分，電子裝置被應(yīng)用在某些機(jī)械裝置無(wú)法解決的復(fù)雜控制功能方面，如發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)等。任務(wù)二

探討汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用1．汽車電子控制技術(shù)的歷史發(fā)展第三階段，從20世紀(jì)80年代中期到90年代中期，隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的快速發(fā)展和計(jì)算機(jī)在控制技術(shù)方面的應(yīng)用，汽車電子控制技術(shù)主要是開發(fā)可完成各種功能的綜合系統(tǒng)及各種汽車整體系統(tǒng)的微機(jī)控制，如集發(fā)動(dòng)機(jī)控制與自動(dòng)變速器控制為一體的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)控制，制動(dòng)防抱死與防滑轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)等。任務(wù)二

探討汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用1．汽車電子控制技術(shù)的歷史發(fā)展第四階段，從20世紀(jì)90年代中期至今，汽車電子控制技術(shù)主要研究發(fā)展車輛的智能控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，更好地實(shí)現(xiàn)控制的實(shí)時(shí)性、可靠性以及各控制系統(tǒng)之間的資源共享和協(xié)調(diào)控制，使汽車更加自動(dòng)化、智能化，如汽車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、汽車自動(dòng)導(dǎo)航及巡航系統(tǒng)。任務(wù)二

探討汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用1．汽車電子控制技術(shù)的歷史發(fā)展①汽車電子控制技術(shù)從單一的控制逐步發(fā)展到綜合控制，如點(diǎn)火時(shí)刻、燃油噴射、怠速控制、排氣再循環(huán)。②電子技術(shù)從發(fā)動(dòng)機(jī)控制擴(kuò)展到汽車的各個(gè)組成部分，如制動(dòng)防抱死系統(tǒng)、自動(dòng)變速系統(tǒng)、信息顯示系統(tǒng)等。③從汽車本身到融入外部社會(huì)環(huán)境。任務(wù)二

探討汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用2．發(fā)展汽車電子控制技術(shù)的優(yōu)越性由于電子技術(shù)、信息技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，汽車電子控制在控制的精度、范圍、適應(yīng)性和智能化等多方面都有了較大發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了汽車的全面優(yōu)化運(yùn)行。在降低排放污染、減少燃油消耗、提高安全性和舒適性等方面，電子控制汽車有著明顯的優(yōu)勢(shì)。任務(wù)二

探討汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用2．發(fā)展汽車電子控制技術(shù)的優(yōu)越性1）減少汽車修復(fù)時(shí)間汽車電氣設(shè)備的故障約占汽車總故障的1/3。由于汽車機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，零部件比較多，工作環(huán)境不可控制，加上人為的因素，所以汽車的可靠性差，無(wú)故障間隔時(shí)間短。隨著電氣設(shè)備在汽車零部件中比例的增加，電氣設(shè)備的故障率還會(huì)提高。但電子控制汽車均裝有自診斷系統(tǒng)，提高了故障診斷的速度和準(zhǔn)確性，從而縮短了汽車的修復(fù)時(shí)間，帶來(lái)了很好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。任務(wù)二

探討汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用2．發(fā)展汽車電子控制技術(shù)的優(yōu)越性2）節(jié)油汽車發(fā)動(dòng)機(jī)采用了電子綜合優(yōu)化控制，與傳統(tǒng)的化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)相比，可以節(jié)約燃油消耗10%～15%。汽車是一個(gè)較復(fù)雜的多參數(shù)控制的機(jī)械，而且形式條件隨機(jī)變化。對(duì)其采用電子控制后，計(jì)算機(jī)可以對(duì)控制對(duì)象的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)采樣，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最終控制汽車的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，這樣便可使汽車在最佳工況下工作，以達(dá)到節(jié)油的目的。任務(wù)二

探討汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用2．發(fā)展汽車電子控制技術(shù)的優(yōu)越性3）減少空氣污染用傳感器控制的發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比閉環(huán)控制系統(tǒng)，可以保證空燃比處在理論值附近工作。若加裝廢氣再循環(huán)的三元催化凈化裝置，不但可以節(jié)約燃油，而且廢氣中碳?xì)浠衔锏捏w積分?jǐn)?shù)可降低40%，氮氧化合物的體積分?jǐn)?shù)可降低60%左右，減少了對(duì)空氣的污染。任務(wù)二

探討汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用2．發(fā)展汽車電子控制技術(shù)的優(yōu)越性任務(wù)二

探討汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用2．發(fā)展汽車電子控制技術(shù)的優(yōu)越性4）減少交通事故電子控制技術(shù)在汽車安全方面得到應(yīng)用后，使整車的安全性能大幅度提高。交通事故主要由人的主觀因素和客觀因素所造成，減少人的主觀因素造成事故的電子裝置包括防止酒后駕車和駕駛員瞌睡的電子裝置、檢查人的生理狀態(tài)和反應(yīng)時(shí)間的電子裝置等；減少由于客觀原因造成事故的電子裝置包括電子控制制動(dòng)防滑裝置、汽車主要參數(shù)報(bào)警裝置和安全氣囊（如圖所示）等。任務(wù)二

探討汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用2．發(fā)展汽車電子控制技術(shù)的優(yōu)越性任務(wù)二

探討汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用2．發(fā)展汽車電子控制技術(shù)的優(yōu)越性電子安全氣囊系統(tǒng)是一種被動(dòng)安全性的保護(hù)系統(tǒng)，它與座椅安全帶配合使用，可以為乘員提供有效的防撞保護(hù)。在汽車相撞時(shí)，汽車安全氣囊可使頭部受傷率減少25%，面部受傷率減少80%左右。任務(wù)二

探討汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用2．發(fā)展汽車電子控制技術(shù)的優(yōu)越性5）提高乘坐舒適性汽車的舒適性包括平順性、噪聲控制、空氣溫度和濕度調(diào)節(jié)等。通常所說(shuō)的乘坐舒適性，主要是指乘客對(duì)振動(dòng)的適應(yīng)程度。振動(dòng)主要是由路面、輪胎、發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系通過(guò)不同途徑傳遞到人體，其振動(dòng)的幅度和頻率對(duì)人體影響較大。采用電子控制技術(shù)后，它可以根據(jù)汽車的運(yùn)行情況和路況適時(shí)控制減震器的阻尼等參數(shù)，從而提高乘坐舒適性。對(duì)于車內(nèi)溫度、濕度、燈光等內(nèi)部環(huán)境，電子控制技術(shù)可根據(jù)環(huán)境條件及人的要求自動(dòng)控制在合適的程度。任務(wù)二

探討汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用2．發(fā)展汽車電子控制技術(shù)的優(yōu)越性汽車電子技術(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)控制技術(shù)汽車底盤控制技術(shù)車身電子技術(shù)任務(wù)二

探討汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用1．發(fā)動(dòng)機(jī)控制技術(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制包括電子控制燃油噴射裝置（EFI）、電子點(diǎn)火提前（ESA）、可變氣門正時(shí)和升程電子控制系統(tǒng)（VTEC）、怠速控制（ISC）、排氣再循環(huán)（EGR）、發(fā)動(dòng)機(jī)爆震控制和其他相應(yīng)的控制以及自診斷系統(tǒng)、后備系統(tǒng)等。發(fā)動(dòng)機(jī)控制技術(shù)用于實(shí)現(xiàn)低油耗、低污染，提高汽車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性，是電子控制技術(shù)在汽車上應(yīng)用的主要部分。任務(wù)二

探討汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用1．發(fā)動(dòng)機(jī)控制技術(shù)1）電子控制燃油噴射裝置（EFI）EFI可以自動(dòng)地保證發(fā)動(dòng)機(jī)始終工作在最佳狀態(tài)，使其在輸出一定功率的條件下最大限度地節(jié)油和凈化空氣。任務(wù)二

探討汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用1．發(fā)動(dòng)機(jī)控制技術(shù)經(jīng)過(guò)試驗(yàn)并修正得到發(fā)動(dòng)機(jī)最佳工況時(shí)的供油控制規(guī)律，事先把這些客觀規(guī)律編成程序存在微機(jī)的存儲(chǔ)器中。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，EFI根據(jù)各傳感器測(cè)得的空氣流量、排氣管中含氧量、進(jìn)氣溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及工作溫度等參數(shù)，按預(yù)先編好的運(yùn)算程序進(jìn)行運(yùn)算，然后和內(nèi)存中的最佳工況的參數(shù)進(jìn)行比較和判斷再調(diào)整供油量，實(shí)現(xiàn)最佳空燃比。任務(wù)二

探討汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用1．發(fā)動(dòng)機(jī)控制技術(shù)2）電子點(diǎn)火提前（ESA）ESA由微機(jī)、傳感器及其接口、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等幾部分構(gòu)成。微機(jī)及時(shí)處理各種傳感器傳來(lái)的大量工況信息后，輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，控制最佳點(diǎn)火提前角。引入微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)后，使得點(diǎn)火提前角的控制、通電時(shí)間的控制等都能達(dá)到比較理想的精度。任務(wù)二

探討汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用1．發(fā)動(dòng)機(jī)控制技術(shù)3）可變氣門正時(shí)和升程電子控制系統(tǒng)（VTEC）VTEC控制系統(tǒng)由控制部分、執(zhí)行部分和傳感器組成。它能隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、水溫等運(yùn)行參數(shù)的變化而調(diào)整配氣正時(shí)和氣門升程，使發(fā)動(dòng)機(jī)在高、低速下均能達(dá)到最高效率。任務(wù)二

探討汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用2．汽車底盤控制技術(shù)底盤電子控制包括電控自動(dòng)變速器（ECT）、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）、電子轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)（EPS）、驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)（ASR）、懸架控制系統(tǒng)、巡航控制系統(tǒng)（CCS）等。底盤控制技術(shù)用于提高汽車的舒適性、安全性和動(dòng)力性。任務(wù)二

探討汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用2．汽車底盤控制技術(shù)1）電控自動(dòng)變速器（ECT）ECT根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的載荷、轉(zhuǎn)速、車速、制動(dòng)器工作狀態(tài)及駕駛員所控制的各種參數(shù)，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)的計(jì)算、判斷后自動(dòng)地改變變速桿的位置，從而實(shí)現(xiàn)變速器換擋的最佳控制，并得到最佳擋位和最佳換擋時(shí)間。ECT具有加速性能好、靈敏度高、能準(zhǔn)確地反映行駛負(fù)荷和道路條件等優(yōu)點(diǎn)。任務(wù)二

探討汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用2．汽車底盤控制技術(shù)2）防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）ABS通過(guò)控制防止汽車制動(dòng)時(shí)車輪的抱死來(lái)保證車輪與地面達(dá)到最佳滑動(dòng)率（15%～20%），從而使汽車在各種路面上制動(dòng)時(shí)，車輪與地面都能達(dá)到縱向的峰值附著系數(shù)和較大的側(cè)向附著系數(shù)，以保證車輛制動(dòng)時(shí)不發(fā)生抱死拖滑、失去轉(zhuǎn)向能力等不安全的情況，提高汽車的操縱穩(wěn)定性和安全性。任務(wù)二

探討汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用2．汽車底盤控制技術(shù)3）驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)（ASR）驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)（ASR）又稱牽引力控制系統(tǒng)，是ABS的完善和補(bǔ)充，它可以防止啟動(dòng)和加速時(shí)的驅(qū)動(dòng)輪打滑，既有助于提高汽車加速時(shí)的牽引性能，又能改善其操作穩(wěn)定性。任務(wù)二

探討汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用2．汽車底盤控制技術(shù)4）電子轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)（EPS）EPS用一部直流電機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的液壓助力缸、用蓄電池和電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。這種微機(jī)控制的轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)和傳統(tǒng)的液壓助力系統(tǒng)比起來(lái)具有部件少、體積小、重量輕的特點(diǎn)，最優(yōu)化的轉(zhuǎn)向作用力、轉(zhuǎn)向回正特性，提高了汽車的轉(zhuǎn)向能力和轉(zhuǎn)向響應(yīng)特性，增加了汽車低速時(shí)的機(jī)動(dòng)性以及調(diào)整行駛時(shí)的穩(wěn)定性。任務(wù)二

探討汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用3．車身電子技術(shù)1）儀表方面

汽車儀表包括電子轉(zhuǎn)速表、電子車速里程表、電子燃油表、多功能綜合屏幕顯示等。2）安全方面汽車安全包括電控安全氣囊、防盜報(bào)警系統(tǒng)、電控安全帶、電控前照燈系統(tǒng)、雷達(dá)防撞系統(tǒng)等。3）舒適方面

汽車舒適性控制包括中央門鎖系統(tǒng)、電動(dòng)門窗與電動(dòng)天窗系統(tǒng)、電動(dòng)座椅、電動(dòng)后視鏡與電動(dòng)除霜系統(tǒng)、汽車音像系統(tǒng)、自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)等。4）通信與智能化方面

汽車通信與智能化包括衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)、車載電話與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、安全維護(hù)與監(jiān)控系統(tǒng)、故障自診系統(tǒng)等。任務(wù)二

探討汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用3．車身電子技術(shù)請(qǐng)同學(xué)們查閱資料，找一找在近期的各大汽車展覽會(huì)上，都出現(xiàn)了哪些最新的電子控制技術(shù)，它們的主要作用是什么？任務(wù)二

探討汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用3．車身電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)題目汽車電子控制系統(tǒng)發(fā)展的研討實(shí)訓(xùn)目的①通過(guò)調(diào)研與討論，了解汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用。②提高同學(xué)對(duì)課題研究的調(diào)研搜索能力，提高對(duì)個(gè)人觀點(diǎn)的表達(dá)能力。調(diào)研方法及討論方式1．調(diào)研方法通過(guò)圖書館或相關(guān)網(wǎng)站等渠道，查閱有關(guān)汽車電子控制技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用的資料，也可在課余時(shí)間走訪汽車企業(yè)、4S店等，了解汽車電子控制的最新技術(shù)。2．討論方式課堂上根據(jù)班級(jí)人數(shù)分為幾個(gè)小組，每個(gè)小組分別確定本小組的題目，根據(jù)自己手中的資料及素材，討論并制作出關(guān)于本組選題演示文稿，最后選派一個(gè)發(fā)言人進(jìn)行演講，由指導(dǎo)老師進(jìn)行總結(jié)。注意：選題和發(fā)言要貼合實(shí)際，內(nèi)容上要求以較新技術(shù)為主要講解對(duì)象；演講稿要有自己的思想和觀點(diǎn)，杜絕抄襲。實(shí)訓(xùn)總結(jié)Thanks!項(xiàng)目二

汽車常用傳感器認(rèn)知任務(wù)一

認(rèn)識(shí)傳感器任務(wù)一

認(rèn)識(shí)傳感器任務(wù)描述作為汽車“感覺器官”的傳感器將各種輸入?yún)⒘哭D(zhuǎn)換為電信號(hào)，這些信號(hào)是調(diào)節(jié)和控制發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)、安全系統(tǒng)和舒適系統(tǒng)所必須的。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)傳感器一、傳感器的現(xiàn)狀和發(fā)展1．傳感器概述傳感器是一種檢測(cè)裝置，它能感受到被測(cè)量的信息，并能將感受到的信息按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)傳感器1．傳感器概述傳感器是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)，如表所示為人體感知器官與相應(yīng)傳感器的功用。有關(guān)現(xiàn)象人的感覺與器官傳感器光視覺——眼睛光電池光導(dǎo)元件光敏二極管聲波聽覺——耳朵振動(dòng)傳感器壓敏二極管任務(wù)一

認(rèn)識(shí)傳感器1．傳感器概述傳感器是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)，如表所示為人體感知器官與相應(yīng)傳感器的功用。有關(guān)現(xiàn)象人的感覺與器官傳感器位移壓力觸覺——皮膚稱重傳感器溫度冷熱覺——皮膚熱敏電阻溫度傳感器分子吸附嗅覺——鼻子氣敏傳感器煤氣傳感器離子檢測(cè)FET味覺——舌頭任務(wù)一

認(rèn)識(shí)傳感器1．傳感器概述汽車傳感器是汽車計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的輸入裝置，它把汽車運(yùn)行中各種工況信息，如車速、介質(zhì)溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況等，轉(zhuǎn)化成電信號(hào)輸入給計(jì)算機(jī)，以便發(fā)動(dòng)機(jī)處于最佳工作狀態(tài)。一旦某個(gè)傳感器失靈，它所對(duì)應(yīng)裝置的運(yùn)行就會(huì)不正常甚至不工作。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)傳感器任務(wù)描述以自己身邊的電子產(chǎn)品（如手機(jī)、平板電腦、小家電）為例，談一談在它上面都應(yīng)用到了什么傳感器技術(shù)？任務(wù)一

認(rèn)識(shí)傳感器1．傳感器概述現(xiàn)代汽車電子控制系統(tǒng)所用傳感器與使用目的如表所示。系

統(tǒng)傳感器使用目的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣壓力，爆燃，進(jìn)氣溫度，空燃比，曲軸角度，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，冷卻水溫閥，冷卻水溫度開關(guān)

燃油噴射，點(diǎn)火時(shí)間的程序控制，冷卻水溫穩(wěn)定，怠速轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定控制，空燃比修正反饋控制，爆燃區(qū)控制變速器

變速器位置開關(guān)，節(jié)流閥開關(guān)

換擋控制車身行駛

車速，輪速，車高，結(jié)露開關(guān)，車內(nèi)、外開關(guān)，車內(nèi)、外溫度，日照量，濕度，冷卻水溫開關(guān)，冷卻水溫開關(guān)，冷媒壓力開關(guān)

定速行駛控制，車高穩(wěn)定控制，防抱死控制，防結(jié)露車窗，變速鎖止控制，懸架系統(tǒng)控制，車內(nèi)空調(diào)，前照燈控制，防眩目后視鏡，雨滴檢測(cè)刮水器任務(wù)一

認(rèn)識(shí)傳感器1．傳感器概述現(xiàn)代汽車電子控制系統(tǒng)所用傳感器與使用目的如表所示。系

統(tǒng)傳感器使用目的顯示診斷

發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，車速，燃油余量，冷卻水溫，油壓，方位車距，進(jìn)氣壓力，燃油流量，排氣溫度開關(guān)，燃油余量開關(guān)，冷卻水量開關(guān)，制動(dòng)液量開關(guān)，洗滌劑量開關(guān)，蓄電池液量開關(guān)，車門開關(guān)，座椅安全帶開關(guān)，行李箱蓋開關(guān)，油溫開關(guān)

計(jì)量顯示：車速，里程表，燃油余量，冷卻水溫，耗油量，進(jìn)氣壓力，行車路線

診斷顯示：機(jī)油壓力，燃油余量，高速區(qū)，排氣溫度警報(bào)區(qū)，冷卻水位，制動(dòng)液位，風(fēng)窗洗滌劑液位，蓄電池液位等任務(wù)一

認(rèn)識(shí)傳感器2．傳感器的分類2．傳感器的分類傳感器在汽車工業(yè)中應(yīng)用廣泛，種類多樣，一種被測(cè)參數(shù)可用多種不同類型的傳感器來(lái)測(cè)量，而同一種傳感器也往往可以測(cè)量多種被測(cè)參數(shù)。常用汽車傳感器的各種分類方法如下。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)傳感器2．傳感器的分類1）按能量關(guān)系分類根據(jù)能量關(guān)系不同，傳感器可分為主動(dòng)型和被動(dòng)型兩類。汽車傳感器大多使用被動(dòng)型傳感器，這種傳感器需要外加電源才能產(chǎn)生電信號(hào)，其自身本質(zhì)上是一個(gè)能量控制器。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)傳感器2．傳感器的分類2）按信號(hào)轉(zhuǎn)換的角度分類如圖所示，根據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換的角度不同，傳感器可分為由一種非電量變換為另一種非電量的傳感器（如彈性敏感元件和氣動(dòng)傳感器），以及由非電量變換為電量的傳感器（如熱電偶溫度傳感器、壓電式加速度傳感器）。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)傳感器2．傳感器的分類

（a）氣動(dòng)傳感器（b）壓電式加速度傳感器任務(wù)一

認(rèn)識(shí)傳感器2．傳感器的分類3）按檢測(cè)變換原理分類根據(jù)檢測(cè)變換原理不同，傳感器可分為物理性能型和結(jié)構(gòu)型兩類。物理性能型傳感器是指在測(cè)量過(guò)程中，結(jié)構(gòu)參數(shù)基本不變，依靠敏感元件的物理性能變化實(shí)現(xiàn)信號(hào)的變換（如熱電傳感器、光電傳感器、壓電傳感器）；結(jié)構(gòu)型傳感器則依靠傳感器某些結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的變換（如電感傳感器、電容傳感器）。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)傳感器3．感器的發(fā)展趨勢(shì)汽車在汽車電子控制系統(tǒng)中的重要作用和快速增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求，促進(jìn)了汽車傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展。未來(lái)汽車傳感器的發(fā)展總體趨勢(shì)是智能化、微型化、集成化、多功能化以及新材料和新工藝制成的新型傳感器。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)傳感器3．感器的發(fā)展趨勢(shì)1）智能化能夠執(zhí)行信息存儲(chǔ)和信息處理，而且能夠進(jìn)行邏輯思考和結(jié)論判斷，相當(dāng)于傳感器與微型機(jī)的結(jié)合，將信息處理和控制電路集成到了單個(gè)芯片中，具有自診斷、多參數(shù)混合測(cè)量、誤差補(bǔ)償?shù)裙δ?。任?wù)一

認(rèn)識(shí)傳感器3．感器的發(fā)展趨勢(shì)2）微型化利用微電子機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)將微米數(shù)量級(jí)的敏感元件、信號(hào)處理器、數(shù)據(jù)處理裝置封裝在同一芯片上，其具有體積小、價(jià)格低、工作壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，并且可以提高系統(tǒng)測(cè)試準(zhǔn)確度，有取代傳統(tǒng)傳感器的趨勢(shì)。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)傳感器3．感器的發(fā)展趨勢(shì)3）多功能化將若干種敏感元件組裝在同一種材料或單獨(dú)一塊芯片上的一體化、多功能傳感器。能夠?qū)Σ煌N類的參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，即用單獨(dú)一個(gè)傳感器系統(tǒng)來(lái)同時(shí)實(shí)現(xiàn)多種傳感器的功能，可以減少傳感器的數(shù)量，提高系統(tǒng)可靠性。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)傳感器3．感器的發(fā)展趨勢(shì)4）集成化利用微電子機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)將敏感元件和處理器集成在一個(gè)芯片上，稱為IC式傳感器，如圖所示。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)傳感器3．感器的發(fā)展趨勢(shì)5）新材料、新工藝的應(yīng)用新材料的應(yīng)用是傳感器技術(shù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。現(xiàn)在光導(dǎo)纖維、納米材料、超導(dǎo)材料等新型材料的出現(xiàn)促進(jìn)了汽車傳感器的發(fā)展。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)傳感器3．感器的發(fā)展趨勢(shì)傳感器的性能不僅與其材料有關(guān)，還與其加工技術(shù)有關(guān)，加工技術(shù)的微精細(xì)化在傳感器的生產(chǎn)中占有越來(lái)越重要的地位。近年來(lái)，隨著集成電路工藝的發(fā)展，微機(jī)械加工技術(shù)已越來(lái)越多地用于傳感器制造工藝。隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展，將會(huì)有更多的先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用到汽車傳感器制作中。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)傳感器3．感器的發(fā)展趨勢(shì)6）探索研發(fā)新型傳感器傳感器的工作原理是基于各種物理、化學(xué)和生物效應(yīng)，由此啟發(fā)人們進(jìn)一步探索具有新效應(yīng)的敏感功能材料，并以此研制具有新原理的新型傳感器，這是發(fā)展低成本、高性能、多功能和微型化傳感器的重要途徑。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)傳感器3．感器的發(fā)展趨勢(shì)目前，傳感器行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)傳感器、生物傳感器、納米傳感器等更尖端的傳感器已進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，進(jìn)入我們的生活。課后請(qǐng)同學(xué)們查閱相關(guān)資料進(jìn)行了解。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)傳感器二、汽車傳感器的性能要求及使用原則1．汽車傳感器的性能要求汽車傳感器的性能指標(biāo)包括精度指標(biāo)、響應(yīng)性、可靠性、耐久性、結(jié)構(gòu)緊湊性、適應(yīng)性、輸出電平和制造成本等。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)汽車電子控制系統(tǒng)1．汽車傳感器的性能要求①有較好的環(huán)境適應(yīng)性。汽車工作環(huán)境溫度是在40～80℃，各種道路條件下運(yùn)行，特別是發(fā)動(dòng)機(jī)承受著巨大的熱負(fù)荷、熱沖擊和振動(dòng)等，因此要求傳感器能適應(yīng)溫度、濕度、沖擊、振動(dòng)、腐蝕及油液污染等惡劣工作環(huán)境。②要求汽車傳感器工作穩(wěn)定性好、可靠性高。③再現(xiàn)性好。由于計(jì)算機(jī)在汽車上的應(yīng)用，要求傳感器再現(xiàn)性一定要好，因?yàn)榧词箓鞲衅骶€性特性不良，也可以通過(guò)電腦來(lái)修正。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)汽車電子控制系統(tǒng)1．汽車傳感器的性能要求④具有批量生產(chǎn)和通用性。由于汽車工業(yè)的發(fā)展，要求傳感器應(yīng)具有批量生產(chǎn)的可能性。一種傳感器可用于多種控制，如把速度信號(hào)微分，可求得加速度信號(hào)等，所以傳感器應(yīng)具有通用性。⑤要求小型化，便于安裝使用，檢測(cè)識(shí)別方便。⑥應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。⑦傳感器數(shù)量不受限制。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)傳感器1．汽車傳感器的性能要求在現(xiàn)代汽車電子控制系統(tǒng)中，傳感器可把被測(cè)參數(shù)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，無(wú)論參數(shù)數(shù)量怎樣多，只要把傳感器信號(hào)輸入電腦，就可以進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)高精度控制。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)傳感器1．汽車傳感器的性能要求檢測(cè)項(xiàng)目測(cè)量范圍精度要求進(jìn)氣歧管壓力（kPa）10～100±2%空氣流量（kg/h）6～600±2%溫度（℃）-50～150±2.5%曲軸轉(zhuǎn)角（°）10～360±0.5%燃油流量（L/h）0～110±1%排氣中氧濃度

0.4～1.4±1%任務(wù)一

認(rèn)識(shí)汽車電子控制系統(tǒng)2．汽車傳感器的使用原則①量程的選擇。量程是傳感器測(cè)量上限和下限的代數(shù)差。例如，檢測(cè)車高用的位移傳感器，要求測(cè)量上限為40mm，測(cè)量下限為-40mm，則選擇位移傳感器的量程應(yīng)為80mm。②靈敏度的選擇。傳感器輸出變化值與被測(cè)量的變化值之比稱為靈敏度。例如，測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)水溫的傳感器，它的測(cè)量變化值為170℃（-50～120℃），而它的輸出電壓值要求為0～5V，所以選擇其靈敏度為5V/170℃。③分辨率的選擇。分辨率表示傳感器可能檢測(cè)出的被測(cè)信號(hào)的最小增量。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸位置傳感器，要求分辨率為0.1°。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)汽車電子控制系統(tǒng)2．汽車傳感器的使用原則④誤差的選擇。誤差是指測(cè)量指示值與真值之間的差。有的誤差用絕對(duì)值表示，如溫度傳感器的絕對(duì)誤差為±2℃；而有的用相對(duì)于滿量程之比表示，如空氣流量傳感器的相對(duì)誤差為±1%。傳感器誤差是系統(tǒng)總體誤差所要求的，應(yīng)當(dāng)加以注意。⑤重復(fù)性的選擇。重復(fù)性是傳感器在工作條件下，被測(cè)量的同一數(shù)值，在一個(gè)方向上進(jìn)行重復(fù)測(cè)量時(shí)，測(cè)量結(jié)果的一致性。例如，檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)速上升時(shí)期對(duì)某一個(gè)速度重復(fù)測(cè)量時(shí)數(shù)值的一致性或誤差值多大，應(yīng)滿足規(guī)定要求。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)汽車電子控制系統(tǒng)2．汽車傳感器的使用原則⑥線性度的選擇。汽車傳感器的線性度是指它的輸入輸出關(guān)系曲線與其理論擬合直線之間的偏差。這種偏差要大小一定，重復(fù)性好，且有一定的規(guī)律，這樣在電腦處理數(shù)據(jù)時(shí)可以用硬件或軟件進(jìn)行補(bǔ)償。⑦過(guò)載的選擇。過(guò)載表示傳感器允許承受的最大輸入量（被測(cè)量）。在這個(gè)輸入量作用下，傳感器的各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)保證不超過(guò)其規(guī)定的公差范圍。過(guò)載一般可用超過(guò)測(cè)量上限（或下限）的被測(cè)量值與量程的百分比表示。選擇過(guò)載時(shí)只要實(shí)際工況超載量不大于傳感器說(shuō)明書上規(guī)定值就可以。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)汽車電子控制系統(tǒng)2．汽車傳感器的使用原則⑧可靠度的選擇?？煽慷鹊暮x是在規(guī)定條件下，傳感器正常工作的可能性。例如，壓力傳感器的可靠度為0.997（2000h），它是指壓力傳感器符合上述條件時(shí)，工作2000h，它的可靠性為0.997（99.7%）。在選擇工作時(shí)間長(zhǎng)短及概率指標(biāo)時(shí)都要符合要求，才能保證整個(gè)系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)。⑨響應(yīng)時(shí)間的選擇。傳感器的響應(yīng)時(shí)間是在信號(hào)產(chǎn)生后，傳感器輸出值達(dá)到穩(wěn)定值的最小規(guī)定百分?jǐn)?shù)時(shí)所需的時(shí)間。例如，壓力傳感器響應(yīng)時(shí)間要求是10ms，也就是要求該傳感器在工作條件下，從輸入信號(hào)加入后，要經(jīng)10ms后，它的輸出值才達(dá)到所要求的數(shù)值。這個(gè)參數(shù)大小會(huì)直接影響汽車啟動(dòng)時(shí)間的大小，所以在選擇時(shí)只能小于10ms，才能滿足汽車啟動(dòng)的時(shí)間要求。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)傳感器1．汽車傳感器的性能要求傳感器應(yīng)用廣泛，使用時(shí)需要考慮的原則不僅限于上述幾點(diǎn)，需要結(jié)合實(shí)際要求及環(huán)境選用。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)汽車電子控制系統(tǒng)任務(wù)實(shí)訓(xùn)——汽車電子控制系統(tǒng)的研討實(shí)訓(xùn)題目觀察汽車傳感器實(shí)訓(xùn)目的①通過(guò)實(shí)際接觸及觀察汽車傳感器，對(duì)傳感器有初步的認(rèn)識(shí)。②提高同學(xué)的動(dòng)手和觀察能力。實(shí)訓(xùn)設(shè)備溫度傳感器、壓力傳感器、液位傳感器、光傳感器等汽車常用傳感器。實(shí)訓(xùn)方法及步驟觀察汽車傳感器的大小、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)及接口，選擇其中一種傳感器，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或圖書資料查詢各傳感器的參數(shù)、功能及在車中的安裝位置，將查詢出來(lái)的資料記錄在實(shí)訓(xùn)總結(jié)報(bào)告上。汽車傳感器實(shí)物圖如圖2-1-3所示。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)汽車電子控制系統(tǒng)任務(wù)實(shí)訓(xùn)——汽車電子控制系統(tǒng)的研討實(shí)訓(xùn)方法及步驟

（a）溫度傳感器

（b）壓力傳感器

（c）液位傳感器圖2-1-3汽車傳感器實(shí)物圖注意：①進(jìn)入實(shí)訓(xùn)室時(shí)必須做好課前準(zhǔn)備，與實(shí)訓(xùn)無(wú)關(guān)的物品不得帶入實(shí)訓(xùn)室內(nèi)。②實(shí)訓(xùn)時(shí)要隨時(shí)保持臺(tái)面整潔，將需要的工具放在實(shí)訓(xùn)臺(tái)上的指定位置。③實(shí)訓(xùn)結(jié)束時(shí)，應(yīng)清潔工作臺(tái)，清理垃圾，將實(shí)訓(xùn)器材恢復(fù)原位。實(shí)訓(xùn)總結(jié)

任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器任務(wù)描述在汽車工業(yè)，甚至整個(gè)工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程中，溫度傳感器都是極其重要的傳感器之一。隨著現(xiàn)代汽車電子化程度的提高，越來(lái)越多的機(jī)構(gòu)總成開始使用溫度傳感器。只有確定發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度狀態(tài)后，才可以正確的控制燃油噴射、點(diǎn)火正時(shí)、怠速轉(zhuǎn)速和尾氣排放，以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能。任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器一、溫度傳感器概述應(yīng)用在汽車上的溫度傳感器主要有冷卻液溫度傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器、排氣溫度傳感器、油溫度傳感器、蒸發(fā)器出口溫度傳感器和車內(nèi)（外）溫度傳感器等。它們的作用是檢測(cè)氣體、液體的溫度，并把檢測(cè)結(jié)果轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸入給ECU進(jìn)行處理。任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器一、溫度傳感器概述常用的溫度傳感器有熱電阻式、熱電偶式、熱敏電阻式及晶體管和集成型。目前，汽車日常用的有熱電阻式、熱電偶式和熱敏鐵氧體式溫度傳感器。常見溫度傳感器的比較如表所示。實(shí)際當(dāng)中，用一種傳感器難以滿足實(shí)際溫度的測(cè)量范圍，所以就需要按照使用目的來(lái)選定傳感器。任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器一、溫度傳感器概述類

型優(yōu)

點(diǎn)缺

點(diǎn)IC溫度傳感器

線性極高、成本低、精度高、輸出幅度大、易于系統(tǒng)集成、尺寸小

響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、溫度范圍有限、固有的自身發(fā)熱、需要外部參考源RTD

線性中等、穩(wěn)定性好、精度極高、配置靈活多樣

溫度范圍有限、價(jià)格昂貴、需要外部電流源任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器一、溫度傳感器概述談?wù)勗谌粘Ｉ钪?，溫度傳感器都?yīng)用在了哪些方面，它們的主要作用是什么？任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器二、熱電阻式溫度傳感器熱電阻式溫度傳感器是根據(jù)物質(zhì)的電阻率隨其本身溫度變化而變化的現(xiàn)象制成的，這種現(xiàn)象稱為熱電阻效應(yīng)。其按材料特性不同可分為金屬熱電阻式溫度傳感器和半導(dǎo)體熱敏電阻式溫度傳感器。任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器1．金屬熱電阻式溫度傳感器1）熱電阻的類型熱電阻一般用鉑、銅、鎳等純金屬制成，現(xiàn)在也有用銦、錳、銠等材料制成的新型熱電阻。下面以最為常見的鉑熱電阻和銅熱電阻為例做簡(jiǎn)單介紹。任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器1．金屬熱電阻式溫度傳感器（1）鉑熱電阻鉑熱電阻是利用鉑絲的熱電阻效應(yīng)這一基本原理設(shè)計(jì)和制作的，其外形如圖所示。鉑熱電阻是一種較理想的熱電阻材料，因?yàn)殂K的化學(xué)性質(zhì)極其穩(wěn)定，可以在很寬的溫度范圍內(nèi)保持良好的特性，適合在-200～850℃的溫度范圍內(nèi)測(cè)量，是世界上使用最多的溫度傳感器。任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器1．金屬熱電阻式溫度傳感器目前國(guó)內(nèi)統(tǒng)一設(shè)計(jì)的一般工業(yè)用標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻的值有100Ω和10Ω兩種，并將電阻值RT，與溫度T的相應(yīng)關(guān)系統(tǒng)一列成表格，稱為鉑電阻的分度表。任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器1．金屬熱電阻式溫度傳感器（2）銅熱電阻銅熱電阻是利用銅絲的熱電阻效應(yīng)這一基本原理設(shè)計(jì)和制作的，其外形與鉑熱電阻類似。與鉑熱電阻相比，銅熱電阻的測(cè)量精度低，測(cè)量范圍較?。?50～150℃），機(jī)械強(qiáng)度低，但其在測(cè)量范圍內(nèi)穩(wěn)定性好，有強(qiáng)大的溫度系數(shù)、線性特性，而且金屬銅易提純，價(jià)格低廉，可應(yīng)用在測(cè)量要求不高的場(chǎng)合。銅熱電阻還具有良好的電輸出特性，可用來(lái)為顯示儀、記錄儀、調(diào)節(jié)器、掃描器、數(shù)據(jù)記錄儀以及計(jì)算機(jī)提供準(zhǔn)確的溫度變化信號(hào)。任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器二、熱電阻式溫度傳感器2）熱電阻的結(jié)構(gòu) 不論是鉑熱電阻還是銅熱電阻，其結(jié)構(gòu)都由電阻體、絕緣套管和接線盒組成，如圖所示。任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器二、熱電阻式溫度傳感器電阻體主要由電阻絲、骨架和引出線組成，如圖所示。任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器1．金屬熱電阻式溫度傳感器3）熱電阻傳感器的測(cè)量電路由于汽車使用環(huán)境較為惡劣，因此熱電阻的引出線對(duì)測(cè)量結(jié)果有較大影響，為了減小或消除引出線內(nèi)阻的影響，熱電阻RT的引出線連接方式常采用三線制或四線制，如圖所示。任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器1．金屬熱電阻式溫度傳感器（1）三線制在熱電阻根部的一端連接一根引線，另一端連接兩根引線的方式稱為三線制，這種方式通常與電橋配套使用，可以較好地消除引線內(nèi)阻的影響，提高測(cè)量精度，在工業(yè)過(guò)程控制中最常用。任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器1．金屬熱電阻式溫度傳感器（2）四線制在熱電阻的根部?jī)啥烁鬟B接兩根導(dǎo)線的方式稱為四線制，其中兩根引線為熱電阻提供恒定電流I，把RT轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)U，再通過(guò)另兩根引線把U引至二次儀表?？梢娺@種引線方式可完全消除引線內(nèi)阻影響，主要用于高精度的溫度檢測(cè)。任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器2．半導(dǎo)體熱敏電阻式溫度傳感器熱敏電阻是一類敏感元件，按照溫度系數(shù)不同分為正溫度系數(shù)熱敏電阻（PTC）和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻（NTC）。熱敏電阻的典型特點(diǎn)是對(duì)溫度敏感，不同的溫度下表現(xiàn)出不同的電阻值。正溫度系數(shù)熱敏電阻（PTC）在溫度越高時(shí)電阻值越大，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻（NTC）在溫度越高時(shí)電阻值越低，它們同屬于半導(dǎo)體器件。任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器2．半導(dǎo)體熱敏電阻式溫度傳感器半導(dǎo)體熱敏電阻由陶瓷半導(dǎo)體制成，它具有非常大的電阻溫度系數(shù)和高的電阻率，用其制成的傳感器的靈敏度也相當(dāng)高。熱敏電阻的主要特性有溫度特性和伏安特性。任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器2．半導(dǎo)體熱敏電阻式溫度傳感器1）溫度特性正溫度系數(shù)熱敏電阻（PTC）廣泛應(yīng)用在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、儀器、儀表等測(cè)溫、感溫部件中，它的主要成分為鈦酸鋇，并混合其他金屬氧化物燒結(jié)而成，其溫度特性如圖中曲線1所示。任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器2．半導(dǎo)體熱敏電阻式溫度傳感器負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻（NTC）廣泛應(yīng)用在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器、機(jī)油溫度傳感器和空調(diào)用溫度傳感器中，其外形如圖所示。任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器2．半導(dǎo)體熱敏電阻式溫度傳感器負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻是以錳、鈷、鎳和銅等金屬氧化物為主要材料，采用陶瓷工藝制造而成。這些金屬氧化物材料都具有半導(dǎo)體性質(zhì)，在導(dǎo)電方式上完全類似硅、鍺等半導(dǎo)體材料。溫度低時(shí)，這些氧化物材料的載流子（電子和孔穴）數(shù)目少，電阻值較高；隨著溫度的升高，載流子數(shù)目增加，電阻值降低，如圖中曲線2所示。任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器2．半導(dǎo)體熱敏電阻式溫度傳感器2）伏安特性靜態(tài)情況下熱敏電阻上的端電壓與通過(guò)熱敏電阻的電流之間的關(guān)系稱為伏安特性。它是熱敏電阻的重要特性，如圖所示。任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器2．半導(dǎo)體熱敏電阻式溫度傳感器當(dāng)電流很小時(shí)，元件的功耗小，電流不足以引起熱敏電阻發(fā)熱，元件的溫度基本上就是環(huán)境的溫度，在這種情況下，熱敏電阻相當(dāng)于一個(gè)固定電阻，電壓與電流之間的關(guān)系符合歐姆定律。隨著電流的增加，熱敏電阻的耗散功率增加，使工作電流引起熱敏電阻的自身溫度超過(guò)介質(zhì)溫度，則熱敏電阻的阻值下降。當(dāng)電流繼續(xù)增加時(shí)，電壓的增加卻逐漸緩慢。若繼續(xù)增加電流強(qiáng)度，熱敏電阻自身加溫更劇烈，使其阻值迅速減小，其阻值減小的速度超過(guò)電流增加的速度，因此熱敏電阻的電壓降隨電流的增加而降低。當(dāng)電流超過(guò)某一允許值時(shí)，熱敏電阻將被燒壞。任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器2．半導(dǎo)體熱敏電阻式溫度傳感器因此，要根據(jù)熱敏電阻的允許功耗來(lái)確定電流，測(cè)量溫度時(shí)電流不能選得太高。任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器三、熱電偶式溫度傳感器1．熱電偶的測(cè)溫原理將兩種不同材料的導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）A和B的兩端分別焊接或鉸接在一起，形成一個(gè)閉合回路，如果兩個(gè)接點(diǎn)的溫度不同，則回路中將產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)勢(shì)，稱為熱電動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，如圖所示。任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器1．熱電偶的測(cè)溫原理熱電偶就是利用熱電效應(yīng)原理進(jìn)行溫度測(cè)量的。其中，直接用作測(cè)量介質(zhì)溫度的一端稱為工作端（又稱測(cè)量端），用T0表示；另一端稱為冷端（又稱補(bǔ)償端），用T1表示。冷端與顯示儀表或配套儀表連接，顯示儀表會(huì)指出熱電偶所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)。任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器1．熱電偶的測(cè)溫原理熱電偶實(shí)際上是一種能量轉(zhuǎn)換器，它將熱能轉(zhuǎn)換為電能，用所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)測(cè)量溫度，對(duì)于熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)，應(yīng)注意如下幾個(gè)問(wèn)題。任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器1．熱電偶的測(cè)溫原理①熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)是熱電偶工作端的兩端溫度函數(shù)的差，而不是熱電偶冷端與工作端溫度差的函數(shù)。②當(dāng)熱電偶的材料均勻時(shí)，熱電偶所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)的大小，與熱電偶的長(zhǎng)度和直徑無(wú)關(guān)，只與熱電偶材料的材質(zhì)和兩端的溫差有關(guān)。③當(dāng)熱電偶的兩個(gè)熱電偶絲材料材質(zhì)確定后，熱電偶熱電動(dòng)勢(shì)的大小，只與熱電偶的溫度差有關(guān)；若熱電偶冷端的溫度保持一定，熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)僅是工作端溫度的單值函數(shù)。任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器三、熱電偶式溫度傳感器熱電偶是工業(yè)中使用最為普遍的接觸式測(cè)溫裝置。汽車上使用的熱電偶式溫度傳感器測(cè)量溫度高、測(cè)量范圍寬、性能穩(wěn)定、體積小、響應(yīng)速度快，但熱電位差不高，需放大后進(jìn)行處理。任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器2．熱電偶式溫度傳感器的結(jié)構(gòu)熱電偶式溫度傳感器的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，普通熱電偶式溫度傳感器的結(jié)構(gòu)如圖所示。其主要由熱電極、絕緣套管、保護(hù)管和接線盒等組成。任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器2．熱電偶式溫度傳感器的結(jié)構(gòu)熱電偶式溫度傳感器還有鎧裝式和薄膜式等形式。鎧裝式熱電偶式溫度傳感器的特點(diǎn)是撓性好，適用于復(fù)雜表面和狹小空間的溫度測(cè)量；薄膜式熱電偶式溫度傳感器的特點(diǎn)是熱慣性小、響應(yīng)速度快，主要用于表面溫度的動(dòng)態(tài)測(cè)量。任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器2．熱電偶式溫度傳感器的結(jié)構(gòu)金屬熱電阻式溫度傳感器和熱電偶式溫度傳感器的區(qū)別是什么？任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器四、探究溫度傳感器的應(yīng)用1．發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器冷卻液溫度傳感器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體或缸蓋的水套上，與冷卻液直接接觸，用于測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液溫度，其結(jié)構(gòu)如圖所示。任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器1．發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器冷卻液溫度傳感器使用的溫度傳感器是一個(gè)負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻（NTC），其特性是阻值隨溫度升高而降低，如圖所示。任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器1．發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器當(dāng)出現(xiàn)因汽車負(fù)載過(guò)大、缺水、點(diǎn)火時(shí)間不對(duì)、風(fēng)扇不轉(zhuǎn)等故障時(shí)，冷卻液溫度過(guò)高，會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體溫度上升，出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)不能工作的故障。所以，當(dāng)冷卻液溫度過(guò)高時(shí)，冷卻液溫度傳感器會(huì)檢測(cè)出其溫度變化，并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸入給ECU，ECU會(huì)根據(jù)信號(hào)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油量進(jìn)行修正，使進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的可燃混合氣燃燒穩(wěn)定，防止故障的發(fā)生。任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器2．進(jìn)氣溫度傳感器進(jìn)氣溫度傳感器用來(lái)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣溫度，將進(jìn)氣溫度信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸入給ECU，ECU根據(jù)此信號(hào)修正噴油量與點(diǎn)火提前角，其結(jié)構(gòu)如圖所示。任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器2．進(jìn)氣溫度傳感器進(jìn)氣溫度傳感器內(nèi)部是一個(gè)負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，它的電阻隨溫度的上升而下降；反之隨溫度的下降而上升，如圖所示。任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器2．進(jìn)氣溫度傳感器進(jìn)氣溫度傳感器的安裝位置有兩種，在D型（進(jìn)氣壓力型）電子燃油噴射系統(tǒng)中，它安裝在空氣濾清器之后的進(jìn)氣管上；在L型（進(jìn)氣流量型）電子燃油噴射系統(tǒng)中，它安裝在空氣流量計(jì)內(nèi)。任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器2．進(jìn)氣溫度傳感器進(jìn)氣溫度傳感器與ECU的連接如圖所示，當(dāng)信號(hào)THA的電壓高時(shí)，熱敏電阻值大，ECU可判斷進(jìn)氣溫度低，空氣密度大，單位體積的空氣質(zhì)量大。此時(shí)，同樣的進(jìn)氣體積流量，進(jìn)氣質(zhì)量流量大，應(yīng)適量增加噴油量；反之，應(yīng)適量減少噴油量。當(dāng)混合氣過(guò)濃或過(guò)稀時(shí)，會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)工作不穩(wěn)，這時(shí)應(yīng)檢查進(jìn)氣溫度傳感器是否故障。任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器3．排氣溫度傳感器排氣溫度傳感器主要用來(lái)檢測(cè)再循環(huán)廢氣的溫度，判斷再循環(huán)系統(tǒng)的工作是否正常，其外形及結(jié)構(gòu)如圖所示。任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器3．排氣溫度傳感器排氣溫度傳感器安裝在汽車尾氣裝置三元催化轉(zhuǎn)換器上，可用來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)換器內(nèi)的排氣溫度。該系統(tǒng)是為了防止催化轉(zhuǎn)化裝置過(guò)熱老化，損傷及損害車輛而設(shè)置的。若排氣溫度異常，則傳感器會(huì)將異常的溫度信號(hào)輸入ECU分析處理，然后啟動(dòng)異常高溫警報(bào)系統(tǒng)，使排氣溫度警告燈亮起，以告知司機(jī)。任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器3．排氣溫度傳感器如圖所示為異常高溫警報(bào)系統(tǒng)圖。任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器3．排氣溫度傳感器三元催化轉(zhuǎn)換器是安裝在汽車排氣系統(tǒng)中的凈化裝置，它可將汽車尾氣排出的一氧化碳、碳?xì)浠衔锖偷趸衔锏扔泻怏w通過(guò)氧化和還原作用轉(zhuǎn)換為無(wú)害的二氧化碳、水和氮?dú)?。任?wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器4．車內(nèi)、外溫度傳感器車內(nèi)、外溫度傳感器均采用負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻制成，即電阻值隨空氣溫度的升高而明顯減少。任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器4．車內(nèi)、外溫度傳感器1）車內(nèi)溫度傳感器車內(nèi)空氣溫度傳感器將熱敏電阻裝在塑料殼內(nèi)，利用抽風(fēng)裝置將車內(nèi)空氣從吸氣孔處吸入塑料殼內(nèi)來(lái)檢測(cè)車內(nèi)溫度。車內(nèi)空氣溫度傳感器，一個(gè)安裝在駕駛室內(nèi)儀表板下面；另一個(gè)安裝在后風(fēng)窗玻璃下面。車內(nèi)空氣溫度傳感器的結(jié)構(gòu)如圖所示。任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器4．車內(nèi)、外溫度傳感器2）車外溫度傳感器車外溫度傳感器用于檢測(cè)車外環(huán)境的溫度，其阻值也隨環(huán)境溫度的變化而變化，并把這種變化信號(hào)輸入給空調(diào)控制系統(tǒng)的ECU，使ECU啟動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而保證車內(nèi)的溫度在恒定范圍內(nèi)。車外空氣溫度傳感器一般安裝在汽車前部，其結(jié)構(gòu)與特性如圖所示。任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器5．空調(diào)蒸發(fā)器出風(fēng)口溫度傳感器如圖所示，蒸發(fā)器出口溫度傳感器安裝在汽車空調(diào)系統(tǒng)的蒸發(fā)器片上，用以檢測(cè)蒸發(fā)器表面的溫度變化，控制壓縮機(jī)的工作狀況。

任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器5．空調(diào)蒸發(fā)器出風(fēng)口溫度傳感器工作時(shí)，空調(diào)蒸發(fā)器出口溫度傳感器檢測(cè)蒸發(fā)器表面的溫度信號(hào)，并將它轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸入給ECU，ECU將輸入的溫度信號(hào)與設(shè)定的溫度調(diào)節(jié)信號(hào)進(jìn)行比較后，控制空調(diào)壓縮機(jī)電磁離合器的通斷，從而對(duì)壓縮機(jī)的工作進(jìn)行控制，同時(shí)還能利用此傳感器檢測(cè)到的溫度信號(hào)，防止蒸發(fā)器出現(xiàn)冰堵現(xiàn)象。

任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器5．空調(diào)蒸發(fā)器出風(fēng)口溫度傳感器蒸發(fā)器出口溫度傳感器安裝在汽車空調(diào)系統(tǒng)上。其采用負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻為檢測(cè)元件，工作溫度為20～60℃，其結(jié)構(gòu)與特性如圖所示。

任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器任務(wù)實(shí)訓(xùn)——溫度傳感器的檢測(cè)實(shí)訓(xùn)題目溫度傳感器的檢測(cè)實(shí)訓(xùn)目的能識(shí)別常見傳感器，并學(xué)習(xí)汽車常用溫度傳感器的檢測(cè)方法。實(shí)訓(xùn)設(shè)備溫度傳感器、溫度計(jì)、萬(wàn)用表、電阻、直流電源、導(dǎo)線等。實(shí)訓(xùn)方法及步驟1．檢查溫度傳感器的好壞檢查傳感器的外觀有無(wú)損壞，并用萬(wàn)用表測(cè)量傳感器的電阻，正常情況下應(yīng)有一定的阻值。任務(wù)二認(rèn)識(shí)溫度傳感器任務(wù)實(shí)訓(xùn)——溫度傳感器的檢測(cè)實(shí)訓(xùn)方法及步驟2．測(cè)量傳感器電阻值的變化特性如圖（a）所示連接電路，R=1k

。如圖（b）所示，將溫度傳感器和溫度計(jì)浸入到熱水中，在水溫下降的過(guò)程中，記錄不同溫度下傳感器的電阻值和兩端的電壓值，并填入實(shí)訓(xùn)數(shù)據(jù)表內(nèi)。依照記錄的數(shù)據(jù)繪制傳感器電阻隨溫度變化的曲線，以及其兩端電壓隨溫度變化的曲線。

（a）

（b）注意：測(cè)量時(shí)只需將傳感器螺紋以下部分浸入到水中，防止引腳接觸到水而引起短路。任務(wù)三

認(rèn)識(shí)壓力傳感器任務(wù)三認(rèn)識(shí)壓力傳感器一、壓力傳感器概述壓力是指發(fā)生在兩個(gè)物體的接觸表面的作用力，或是氣體對(duì)于固體和液體表面的垂直作用力，又或是液體對(duì)于固體表面的垂直作用力。在力學(xué)和多數(shù)工程學(xué)科中，習(xí)慣上將“壓力”一詞與物理學(xué)中的壓強(qiáng)同義，單位為帕斯卡，簡(jiǎn)稱帕，單位符號(hào)為Pa。任務(wù)三認(rèn)識(shí)壓力傳感器一、壓力傳感器概述壓力傳感器可用來(lái)檢測(cè)氣體壓力和液體壓力，并將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，其基本原理是靠測(cè)定壓力差來(lái)工作的。檢測(cè)過(guò)程中的基準(zhǔn)壓力通常是指大氣壓。汽車上應(yīng)用的壓力傳感器較多，分別用來(lái)檢測(cè)進(jìn)氣歧管壓力、氣缸壓力、發(fā)動(dòng)機(jī)油壓、變速器油壓、車外大氣壓力及輪胎壓力等。任務(wù)三認(rèn)識(shí)壓力傳感器一、壓力傳感器概述進(jìn)氣歧管壓力點(diǎn)火提前角控制輪胎氣壓輪胎氣壓檢測(cè)器空燃比控制EGR控制車外大氣壓空燃比修正氣缸壓力爆燃控制制動(dòng)閥油壓制動(dòng)控制變速器油壓變速器控制懸架油壓懸架控制汽車壓力傳感器的作用如表示所。任務(wù)三認(rèn)識(shí)壓力傳感器一、壓力傳感器概述汽車壓力傳感器的量程和精度如表所示。應(yīng)用位置量

程精

度工作溫度汽油蒸發(fā)5kPa2%-30～120℃懸掛2MPa2%-30～120℃空調(diào)3.5MPa2%-30～135℃汽油缸內(nèi)直噴14MPa0.5%-30～130℃電子液壓剎車25MPa1%-30～120℃柴油高壓共軌180MPa0.5%-30～130℃任務(wù)三認(rèn)識(shí)壓力傳感器一、壓力傳感器概述汽車壓力傳感器可分為壓電式、霍爾式、應(yīng)變式、半導(dǎo)體式和膜片式等多種形式。任務(wù)三認(rèn)識(shí)壓力傳感器二、壓電式壓力傳感器壓電式傳感器以某些電介質(zhì)的壓電效應(yīng)為基礎(chǔ)，在外力作用下，電介質(zhì)表面產(chǎn)生電荷，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)量壓力的目的。任務(wù)三認(rèn)識(shí)壓力傳感器1．壓電效應(yīng)某些電介質(zhì)在受到沿一定方向上的外力作用而變形時(shí)，在它的兩個(gè)相對(duì)表面上會(huì)出現(xiàn)正負(fù)相反的電荷。當(dāng)外力去掉后，它又會(huì)恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。當(dāng)作用力的方向改變時(shí)，電荷的極性也隨之改變。相反，若在電介質(zhì)上施加電場(chǎng)，這些電介質(zhì)也會(huì)發(fā)生變形，電場(chǎng)去掉后，電介質(zhì)的變形隨之消失，這種現(xiàn)象稱為逆壓電效應(yīng)。任務(wù)三認(rèn)識(shí)壓力傳感器1．壓電效應(yīng)具有壓電效應(yīng)的電介質(zhì)稱為壓電材料，其大部分為晶體，如石英晶體、磷酸二氫胺、鈦酸鋇和鋯鈦酸鉛等，都是性能優(yōu)良的壓電材料，如圖所示。任務(wù)三認(rèn)識(shí)壓力傳感器2．壓電式壓力傳感器的等效電路和測(cè)量電路1）壓電晶體的連接方式以壓電效應(yīng)為基礎(chǔ)制成的壓電傳感器是一種高內(nèi)阻，但輸出信號(hào)弱的有源傳感器。在進(jìn)行非電量測(cè)量時(shí)，為了提高靈敏度和測(cè)量精度，一般采取多片壓電材料組成一個(gè)壓電敏感元件，并接入高輸入阻抗的前置放大器。多片壓電材料有串聯(lián)和并聯(lián)兩種連接方式，如圖所示。任務(wù)三認(rèn)識(shí)壓力傳感器2．壓電式壓力傳感器的等效電路和測(cè)量電路串聯(lián)接法的輸出電壓高，其本身電容小，適宜電壓輸出信號(hào)或測(cè)試電路輸入阻抗很高的情況。并聯(lián)接法的輸出電荷大，但由于本身電容大，故時(shí)間常數(shù)大，只適合測(cè)量慢變化信號(hào)。任務(wù)三認(rèn)識(shí)壓力傳感器2．壓電式壓力傳感器的等效電路和測(cè)量電路2）壓電傳感器的等效電路當(dāng)壓電傳感器中的壓電晶體受到被測(cè)機(jī)械的壓力作用時(shí)，在它的兩個(gè)極面上出現(xiàn)極性相反但電量相等的電荷。這時(shí)可把壓電傳感器看成一個(gè)靜電發(fā)生器，也可把它視為一個(gè)電容器。在實(shí)際使用時(shí)，壓電傳感器總要與測(cè)量?jī)x器或測(cè)量電路相連接，因此還應(yīng)考慮連接電纜的等效電容Cc，放大器的輸入電阻Ri，輸入電容Ci，以及壓電傳感器的泄漏電阻Ra。任務(wù)三認(rèn)識(shí)壓力傳感器2．壓電式壓力傳感器的等效電路和測(cè)量電路壓電傳感器在測(cè)量系統(tǒng)中的實(shí)際等效電路如圖所示。任務(wù)三認(rèn)識(shí)壓力傳感器2．壓電式壓力傳感器的等效電路和測(cè)量電路3）壓電傳感器的測(cè)量轉(zhuǎn)換電路電路通常需要接入一個(gè)高輸入阻抗的前置放大器，可將高輸出阻抗變換為低輸出阻抗，也可提高放大傳感器輸出的微弱信號(hào)。壓電傳感器的輸出可以是電壓信號(hào)，也可以是電荷信號(hào)，因此前置放大器有電壓放大器和電荷放大器兩種形式。任務(wù)三認(rèn)識(shí)壓力傳感器2．壓電式壓力傳感器的等效電路和測(cè)量電路以電荷放大器為例，它實(shí)際上是有負(fù)反饋的高增益運(yùn)算放大器，如圖所示。任務(wù)三認(rèn)識(shí)壓力傳感器2．壓電式壓力傳感器的等效電路和測(cè)量電路圖中CF為電荷放大器的反饋電容，Rf為反饋電阻。在理想狀態(tài)下，傳感器泄漏電阻Ra、放大器的輸入電阻Ri和反饋電阻Rf都趨于無(wú)窮大，因此可全部忽略不計(jì)。圖中未標(biāo)出Ra和Ri。常用電荷放大器將壓電傳感器輸出的電荷轉(zhuǎn)換為電壓（Q/u轉(zhuǎn)換器），電荷放大器的輸出電壓僅與輸入電荷和反饋電容有關(guān)，電纜長(zhǎng)度等因素的影響很小，電壓公式為

（2-3-1）任務(wù)三認(rèn)識(shí)壓力傳感器三、霍爾式壓力傳感器霍爾式傳感器是基于霍爾效應(yīng)原理，將被測(cè)量的電流、磁場(chǎng)、位移、壓力、壓差、轉(zhuǎn)速等轉(zhuǎn)換成電動(dòng)勢(shì)輸出的一種傳感器。雖然它的轉(zhuǎn)換率較低、溫度影響大，要求轉(zhuǎn)換較高精度時(shí)必須進(jìn)行溫度補(bǔ)償，但霍爾式傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、堅(jiān)固、頻率響應(yīng)寬（從直流到微波）、動(dòng)態(tài)范圍大、無(wú)觸點(diǎn)、使用壽命長(zhǎng)、可靠性高、易于微型化和集成電路化，因此在測(cè)量技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和信息處理等方面得到了廣泛的應(yīng)用。任務(wù)三認(rèn)識(shí)壓力傳感器1．霍爾效應(yīng)霍爾效應(yīng)是電磁效應(yīng)的一種，這一現(xiàn)象是美國(guó)物理學(xué)家霍爾于1879年在研究金屬的導(dǎo)電機(jī)制時(shí)發(fā)現(xiàn)的。如圖所示，將金屬或半導(dǎo)體薄片置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中，當(dāng)有電流I流過(guò)時(shí)，在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)UH，這種物理現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)?；魻栃?yīng)可以使用左手定則進(jìn)行判斷。任務(wù)三認(rèn)識(shí)壓力傳感器1．霍爾效應(yīng)能夠產(chǎn)生霍爾效應(yīng)的金屬或半導(dǎo)體薄片稱為霍爾元件，用于制造霍爾元件的材料有鍺、銻化銦或砷化銦。任務(wù)三認(rèn)識(shí)壓力傳感器2．霍爾式壓力傳感器的工作原理1）霍爾式位移傳感器霍爾式壓力傳感器由霍爾式位移傳感器變化而來(lái)，所以需要先了解霍爾式位移傳感器的工作原理，下面通過(guò)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明。首先選定霍爾元件，并使電流保持恒定。在線性不均勻磁場(chǎng)中，霍爾元件所處的位置不同，所受到的磁感應(yīng)強(qiáng)度也有所不同，這樣就可輸出一個(gè)與位移成比例的霍爾電動(dòng)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)位移—電動(dòng)勢(shì)的線性轉(zhuǎn)換。任務(wù)三認(rèn)識(shí)壓力傳感器2．霍爾式壓力傳感器的工作原理1）霍爾式位移傳感器霍爾式壓力傳感器由霍爾式位移傳感器變化而來(lái)，所以需要先了解霍爾式位移傳感器的工作原理，下面通過(guò)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明。首先選定霍爾元件，并使電流保持恒定。在線性不均勻磁場(chǎng)中，霍爾元件所處的位置不同，所受到的磁感應(yīng)強(qiáng)度也有所不同，這樣就可輸出一個(gè)與位移成比例的霍爾電動(dòng)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)位移—電動(dòng)勢(shì)的線性轉(zhuǎn)換。任務(wù)三認(rèn)識(shí)壓力傳感器2．霍爾式壓力傳感器的工作原理如圖所示，用兩個(gè)相同的磁鐵，就可得到一個(gè)線性的不均勻磁場(chǎng)。兩個(gè)磁極間的磁感應(yīng)強(qiáng)度分布曲線如圖所示。為得到較好的線性分布，磁極端面常被做成特殊形狀的磁靴。任務(wù)三認(rèn)識(shí)壓力傳感器2．霍爾式壓力傳感器的工作原理組成霍爾式位移傳感器磁路系統(tǒng)的是兩塊半環(huán)形五類磁鋼，兩端由工業(yè)純鐵構(gòu)成磁靴。任何非電量只要能轉(zhuǎn)換成位移量的變化，均可利用霍爾式位移傳感器的原理變換成霍爾電動(dòng)勢(shì)。任務(wù)三認(rèn)識(shí)壓力傳感器2．霍爾式壓力傳感器的工作原理2）霍爾片式彈簧管壓力傳感器將霍爾元件與彈簧管配合，就組成了霍爾片式彈簧管壓力傳感器，結(jié)構(gòu)如圖所示。被測(cè)壓力由彈簧管1的固定端引入，彈簧管的自由端與霍爾片3相連接，在霍爾片的上、下方垂直安放兩對(duì)磁極，使霍爾片處于兩對(duì)磁極形成的非均勻磁場(chǎng)中?；魻柶乃膫€(gè)端面引出四根導(dǎo)線，其中與磁鋼2相平行的兩根導(dǎo)線和直流穩(wěn)壓電源相連接，另兩根導(dǎo)線用來(lái)輸出信號(hào)。任務(wù)三認(rèn)識(shí)壓力傳感器2．霍爾式壓力傳感器的工作原理當(dāng)引入被測(cè)壓力后，在被測(cè)壓力的作用下，彈簧管自由端會(huì)產(chǎn)生位移，從而改變霍爾片在非均勻磁場(chǎng)中的位置，所產(chǎn)生的霍爾電動(dòng)勢(shì)也發(fā)生改變，其大小與被測(cè)壓力成線性比例關(guān)系。傳感器利用這一原理，即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離顯示和自動(dòng)控制。任務(wù)三認(rèn)識(shí)壓力傳感器四、應(yīng)變式壓力傳感器應(yīng)變式壓力傳感器屬于力學(xué)傳感器，其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格極低、精度較高，并有較好的線性特性。任務(wù)三認(rèn)識(shí)壓力傳感器1．電阻應(yīng)變效應(yīng)電阻絲的電阻值隨著它受外力所產(chǎn)生機(jī)械變形（拉伸或壓縮）的大小而發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)。若電阻絲的長(zhǎng)度為l，截面積為S，電阻率為

，在未受力時(shí)的電阻值為

（2-3-2）任務(wù)三認(rèn)識(shí)壓力傳感器1．電阻應(yīng)變效應(yīng)若電阻絲在拉力F的作用下，長(zhǎng)度l增加，截面積S減小，電阻率

也相應(yīng)變化，將引起電阻變化

R，即

（2-3-3）式中，K——電阻絲靈敏度系數(shù)；

——電阻絲的軸向應(yīng)變，任務(wù)三認(rèn)識(shí)壓力傳感器1．霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)證明，在電阻絲拉伸比例極限內(nèi)，電阻的相對(duì)變化與應(yīng)變成正比，即K為常數(shù)。通常金屬絲的K=1.7~3.5。任務(wù)三認(rèn)識(shí)壓力傳感器2．電阻應(yīng)變片1）金屬電阻應(yīng)變片金屬絲式應(yīng)變片：將直徑0.02～0.04mm的金屬絲貼在兩層薄膜之間制成。為了增加金屬絲長(zhǎng)度，一般將其彎成柵狀，兩端焊接引出線。金屬箔式應(yīng)變片：是指用金屬薄膜代替金屬絲制成的應(yīng)變片。其厚度一般在0.001～0.01mm之間。由于箔式應(yīng)變片很薄，散熱性好，因此在測(cè)量時(shí)可通過(guò)較大電流，使靈敏度提高。任務(wù)三認(rèn)識(shí)壓力傳感器2．電阻應(yīng)變片金屬應(yīng)變片結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、頻率特性好、價(jià)格低，并可在惡劣條件下工作，但其輸出信號(hào)微弱、抗干擾能力較差、不耐高溫、不是線性測(cè)量，所以在使用時(shí)往往需要對(duì)信號(hào)線采取屏蔽保護(hù)措施。任務(wù)三認(rèn)識(shí)壓力傳感器2．電阻應(yīng)變片2）半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)如圖所示。半導(dǎo)體式壓力傳感器就是利用半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)制成。任務(wù)三認(rèn)識(shí)壓力傳感器2．電阻應(yīng)變片半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片的工作原理和金屬應(yīng)變片相似，但是對(duì)半導(dǎo)體施加應(yīng)力時(shí)，電阻率也會(huì)發(fā)生變化，這種半導(dǎo)體電阻率隨應(yīng)力變化而變化的關(guān)系稱為半導(dǎo)體壓阻效應(yīng)。同金屬導(dǎo)體一樣，半導(dǎo)體應(yīng)變電阻也由兩部分組成，即由于受應(yīng)力后幾何尺寸變化引起的電阻變化和電阻率變化引起的電阻變化兩部分，這里電阻率變化引起的電阻變化是主要的，可用公式表示為

（2-3-4）式中，

R/R——電阻的相對(duì)變化；

/

——電阻率的相對(duì)變化；

——半導(dǎo)體壓阻系數(shù)；

——應(yīng)力。任務(wù)三認(rèn)識(shí)壓力傳感器2．電阻應(yīng)變片不同導(dǎo)體的壓阻系數(shù)以及彈性模量都不一樣，所以靈敏系數(shù)也不一樣。即使是同一導(dǎo)體，晶向不同壓阻系數(shù)也不同。半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片有靈敏度高、工作頻帶寬、機(jī)械遲滯小、分辨率高等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是溫度穩(wěn)定性差、靈敏度離散性大、非線性誤差大。任務(wù)三認(rèn)識(shí)壓力傳感器3．應(yīng)變式壓力傳感器的形式應(yīng)變式壓力傳感器常設(shè)計(jì)成兩種不同的形式，膜式和測(cè)力計(jì)式。任務(wù)三認(rèn)識(shí)壓力傳感器3．應(yīng)變式壓力傳感器的形式1）膜式應(yīng)變傳感器膜式應(yīng)變傳感器是近年來(lái)出現(xiàn)的一種結(jié)構(gòu)新穎的傳感器，它是將應(yīng)變片直接貼在感受被測(cè)壓力的彈性膜上。膜片直接感受被測(cè)壓力而產(chǎn)生變形，應(yīng)變片貼在膜片的內(nèi)表面，膜片產(chǎn)生變形時(shí)，會(huì)使應(yīng)變片產(chǎn)生一定的電阻變化并向外輸出信號(hào)。任務(wù)三認(rèn)識(shí)壓力傳感器3．應(yīng)變式壓力傳感器的形式膜式應(yīng)變傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈敏度高，但它不適用于測(cè)量高溫介質(zhì)，輸出線性差。如圖所示為膜式應(yīng)變傳感器各種膜片的粘貼形式。任務(wù)三認(rèn)識(shí)壓力傳感器3．應(yīng)變式壓力傳感器的形式2）測(cè)力計(jì)式應(yīng)變傳感器如圖所示為一種帶水冷的測(cè)力計(jì)式應(yīng)變壓力傳感器。它與膜式傳感器最大的區(qū)別是被測(cè)壓力不直接作用到貼有應(yīng)變片的彈性元件上，而是傳到一個(gè)測(cè)力應(yīng)變筒上。被測(cè)壓力經(jīng)膜片轉(zhuǎn)換成相應(yīng)大小的集中力，這個(gè)力再傳給測(cè)力應(yīng)變筒。應(yīng)變筒的應(yīng)變由貼在它上面的應(yīng)變片測(cè)量。1—應(yīng)變片；2—外殼；3—墊片；4—冷卻水管；5—密封圈；6—墊片；7—接線柱；8—電纜；9—壓帽；10—定位銷；11—密封圈；12—應(yīng)變筒；13—