传感器资料(大佐打印版)

1、.汽车用传感器考题资料一、填空题1. 传感器被形象地称为“电五官”，是现代检测和控制装置的重要组成部分。2. 传感器一般由敏感元件、传感元件、测量转换电路组成。3. 热电阻信号连接主要有三种方式：二线制、三线制、四线制。4. 空气流量传感器按特征分有L型和D型两种。5. 常见的空气流量传感器有动片式、卡曼涡旋式、热丝式。6. 半导体压力传感器从结构与功能上大致可以分为绝对压力形、差压型和应变压力形三种。7. 常见的节气门位置传感器有编码器式、直线式、滑动式等。8. 传感器的电路特性主要有灵敏度、偏置电压、密度的温度系数、偏置电压的温度特性。9. 混合气的空燃比一旦偏离理论空燃比，三元催化剂对C

2、O、HC和NOx的净化能力将急剧下降。10. 目前使用的氧传感器有氧化锆式和氧化钛式两种。11氧传感器的外侧处于尾气中，内侧导入空气，当两侧氧气的浓度之差会产生电动势，其中内侧为正极。12. 氧传感器的基本特性：空燃比特性、响应特性、内阻特性。13. 传感元件输出的电信号转换为便于显示、记录、处理和控制的有用电信号（电压、电流或频率量）。例如电桥、放大器、振荡器等。14. 把-273.15 定作热力学温标（绝对温标）的零度，叫做绝对零度。15. 热敏电阻用陶瓷半导体材料制成，是一种温度系数很高的电阻材料。16. 压力的单位：1bar=1at1kgf/cm2=0.1MPa=100KPa。二、判断

3、题1全范围空燃比传感器相对普通氧传感器而言，可以检测从浓到稀的这个范围的空燃比。（对）2. PDS型燃烧压力传感器是紧固在火花塞上的垫圈型传感器。（错）3. 在发生爆震时延迟点火时间，而在不出现爆震时，提前点火，总是将点火时间设置在近于爆震区域。 （对）4. 电磁式传感器的线圈中只要存在着磁力线，就会产生感应电压。 （错）5. 氧传感器安装在发动机的排气管上，位于三元催化转化器之前，用于测量废气中的氧含量。 （对）6. G加速度传感器能广泛应用于汽车的安全气囊、防抱死以及四轮转向及自动变速器系统上。 （错）7. 角度传感器按输出信号分类，可分为模拟式与数字式两种。 （对）8. 温度补偿电路担负

4、传感元件偏置温度特性的补偿及灵敏度的温度特性补偿作用。 （对）9. 在发动机利用氧传感器进行闭环控制时，一般情况下，尾气总处于理论空燃比的附近。 （对）10. 铅与三元催化剂及氧量传感器的贵金属电极之间易发生反应，所以禁止铅汽油。 （对）11. 半导体压力传感器是利用单晶硅材料的压阻效应和集成电路技术制成的传感器。 （对）12. 按能量的传递方式分类，可分为有源能量控制型传感器、无源能量转换型传感器两种。 （对）13. 对汽车用传感器的主要要求体现在高可靠性、低生产成本、苛刻的工作条件、体积小、高精度等方面。 （对）14. 理想的混合气是燃料蒸气和空气的气态均匀混合。 （对）15. 为了避免因

5、爆震损伤发动机，同时又可在爆震临界区域附近设定点火时间，以达到节省燃油，提高输出功率的目的，于是开发了防爆震系统。 （对）16. 为提高输出电压，用稳压电路来驱动压力检测部分，由运算放大器、电阻和电容组成了多级放大电路，能提高传感器的灵敏度。 （对）三、简答题1. 传感器定义答：传感器是借助检测元件将一种形式的信息转换成另一种信息的装置。通常传感器是指一个能把被测的非电量变换成电量的器件。2. 何为压阻效应？答：当力作用于硅晶体时，晶体的晶格发生变形，使载流子从一个能谷向另一个能谷散射，引起载流子的迁移率发生变化，扰动了载流子纵向和横向的平均量，从而使硅的电阻率发生变化。 压阻效应的强弱可以用

6、压阻系数来表征。压阻系数被定义为单位应力作用下电阻率的相对变化。 压阻效应有各向异性特征，沿不同的方向施加应力和沿不同方向通过电流，其电阻率变化会不相同。 例如：在室温下测定N型硅时，沿（100）方向加应力，并沿此方向通过电流的压阻系数11=102.2×10-11m2/N;而沿（100）方向施加应力，再沿（110）方向通电流时，其压阻系数12=53.7×10-11m2/N。 此外，不同半导体材料的压阻系数也不同。如在与上述N型硅相同条件下测出N型锗的压阻系数分别为11=5.2×10-11m2/N；12=5.5×10-11m2/N。3.何为单晶硅的晶向？答

7、：晶体中各种方向上的原子列叫晶向。 在晶胞上建立坐标系，即晶体立方系，则： （100）就是方向向量的坐标。 即：（110）表示过原点和点x=1，y=0，z=0的直线上所经过的原子。 （110）就是方向向量的坐标。 即：（110）表示过原点和点x=1，y=1，z=0的直线上所经过的原子。 （111）就是方向向量的坐标。 即：（111）表示过原点和点x=1，y=1，z=1的直线上所经过的原子。如果晶体为体心立方晶胞，则此晶向经过正方体对角线上的原子。4. 金属热电阻的特征。答：温度升高，金属内部原子晶格的振动加剧，从而使金属内部的自由电子通过金属导体时的阻碍增大，宏观上表现出电阻率变大，电阻值增加

8、，我们称其为正温度系数，即电阻值与温度的变化趋势相同。易提纯、复现性好、化学性质稳定的金属材料可制作热电阻。电阻的温度系数很小且也比较稳定，一般精度在（30007000）×10-6/。金属做成细丝或薄膜。常用来做热电阻的金属有铂（Pt）、镍（Ni）、铜（Cu）等。5.何为氧传感器的基本特性？答：（1）空燃比特性 空燃比在适当范围内变化时，三元催化剂本身的净化效率还高些，所以要根据发动机的性能选用特性适当的氧传感器。氧传感器的基本空燃比特性、浓与稀状态的响应特性对尾气空燃比的影响很敏感。 （2）响应特性 响应特性过于滞后时，会越出三元催化剂净化效率窗口范围，造成净化效率下降。反之响应特

9、性过快时，空燃比特性则不够稳定，过快没有什么意义，反而存在问题。 （3）内阻特性 在常温下，氧传感器的内阻过高，与控制器的一般输入阻抗（10M以下）相比，已经无法进行测量，尾气造成传感元件处于高温状态。要测量的话，就要等到内阻下降。就目前氧传感器的品种来看，有很多是带加热器的氧传感器，以便启动发动机之后，尽快使传感器进入工作状态。6. 何为赛贝克效应？答：将两种不同材质的金属导线连接在一起来，构成一个闭合回路。当A、B两点之间形成温度差TAB时，两者之间就会出现电位差VAB，这种现象称为赛贝克效应。热电偶就是利用这一热电效应来工作的。7.影响空气流量传感器测量精度的主要因素有哪些？写出各种空气

10、流量传感器综合性能比较。答：（1）主要因素有非线性、温度、加速时的响应特性、急减速时因水锤现象产生气柱振动、脉动气流、管道阻力、温度。 （2）各种空气流量传感器综合性能比较8. 何为传感器的电路特性？答：传感器的制造过程中有一定的杂散性，需要分别予以调整和补偿。电路设计的最大问题是如何很好的对这些特性进行调整与补偿，使得这些特性符合要求。 传感器的电路特性主要有灵敏度、偏置电压、灵敏度的温度系数、偏置电压的温度特性。灵敏度：为提高输出电压，用稳压电路来驱动压力检测部分，由运算放大器、电阻和电容组成了多级放大电路；偏置电压温度补偿：是利用Rp完成，利用该电阻的温度特性，打破桥式电阻的平衡而实现温

11、度补偿。因此需要预先测好检测部位的偏置电压的温度特性。偏置电压：是通过调整Ra、Rb实现对差动放大器反相输入完成的。不仅可以调整检测部分的偏置电压，还可以吸收差动放大部分的偏置电压。灵敏度的温度特性：因其温度系数的特性，在末级放大器采用正温度系数的反馈电阻Rf实现增益温度补偿。此外，通过调整Rf可缩小灵敏度的杂散范围。四、作图题1.画出热敏电阻温度传感器报警系统控制原理温度T1 时2画出超声波式卡曼涡旋空气流量传感器结构示意图。3.画出传感器的结构示意简图。4.画出热线式空气流量计(H/W)的等效示意图。5.画出加热型氧传感器的结构示意图。6.画出晶向为（100）、（110）的N型单晶硅示意图

12、。7.画出车高调整装置方框图。8.画出热敏开关控制汽车空调系统的示意图。五、计算题1. 已知空气中按质量计，氧气约占23%，氮气约占77%，汽油的质量成分碳约占86%，氢约占14%。质量为2KG的汽油在发动机气缸内完全燃烧做功，需要多少空气？求理论空燃比。解：空气中的主要元素是氧和氮，按质量计，O2约占23%，N2约占77%，与燃油中的C、H完全燃烧，化学反应方程式分别是： C+ O2=CO2 2H2+ O2=2H2O 按照化学反应当量关系，可求出1KG燃油完全燃烧所需的理论空气量LO在CO2中O和C之比：g01/gC=16*2/12=8/3 在H2O中C和H的质量之比：gO2/gH=16/1

13、*2=8/1 则燃烧需要氧的质量为： GO=gO1+gO2 故燃烧需要空气的质量为：LO=GO/23% LO=( gO1+gO2)/0.23 LO=1/0.23(8/3 gC+8 gH) 2kg汽油中含C的质量： gC=2kg*86% 2kg汽油中含H的质量： gH=2kg*14% 将式代入式得 LO=1/0.23(8/3 gC+8 gH)= 1/0.23（8/3 *2*86%+8*2*14%）=29.4理论空燃比为： A/F=29.4/2=14.7答：2kg汽油完全燃烧需要29.4kg空气，理论空燃比A/F为14.7.2. 某动片式空气流量传感器的等效电路如图，求电位计的滑动臂分别在100%、75%、50%、25%、0%位置（100%为进气量最大的位置，0%为进气量最小位置）时输出电压Us，并作出特性曲线图。（已知VB=12V，R1=10千欧，R2=10千欧，R2为线性电位计）。 解：设R2cs为电位计的滑动臂至上端的电阻值。Us为输出电压。(1)求R2cs :