《汽车用传感器》课程学习指导资料

《汽车用传感器》课程学习指导资料本课程学习指导资料根据该课程教学大纲的要求，参照现行采用教材《汽车用传感器》（董辉编著，北京理工大学出版社，2007年7月），并结合远程网络业余教育、成人教育、继续教育的教学特点和教学规律进行编写，适用于工科类汽车电子技术专业大专层次学生。第一部分课程学习目的及总体要求一、课程的学习目的《汽车用传感器》是一门理论与实践并重的课程，也是一门应用性非常强的课程。它是学习与研究汽车电子技术最基础的课程之一，也是探索汽车电子技术领域必修课程，因此，学习《汽车用传感器》课程，使学生对汽车传感器的理论和应用有较深刻的了解，了解传感器的结构，掌握传感器的工作原理、熟练领会传感器的基本检测方法以及常用各类传感器在汽车上应用，有效地将基础理论与实际应用紧密结合起来，为后续《汽车电子控制技术》等课程学习打下的基础；同时学生通过对典型传感器的检测方法的掌握，便于与汽车实际维修检测工作相联系，增加学生的分析实际问题的能力；学生通过对新型传感器的了解，拓展了学生对汽车电子新技术发展的知识面。二、课程的总体要求《汽车用传感器》技术是一个与实践和应用结合非常紧密的学科，首先要求学生一定理解掌握各传感器的结构、工作原理、工作特性，在此基础上举一反三；同时，希望学生们多多查阅汽车电子技术资料，不断巩固高中物理知识和工业电子学方面知识，认真完成课后练习题目，并把课堂上所学知识与实际实践操作紧密和结合，利用业余时间多多参与汽车4S店维修实习。本课程是以现代汽车传感器为核心，详细介绍汽车传感器技术的基础理论，包括传感器的结构、工作原理、数据检测、故障检查方法。以及各类汽车常用传感器的工作原理、性能和特点以及在汽车上的应用，以及更新型传感器与集成型传感器、电动车与代用燃油车用传感器等19章。主要内容包括：传感器概述、温度传感器、空气流量传感器、压力传感器、位置传感器与角度传感器、氧传感器、全范围空燃比传感器、转速传感器、加速度传感器与保真传感器、光检测传感器、液位传感器、车辆周围识别传感器、磁场传感器、电流检测、磨损检测、角速度检测、载荷检测传感器、其它传感器、以及新型传感器等等的结构、工作原理及典型汽车传感器的检测方法。第二部分课程学习的基本要求及重点难点内容分析传感器概述开发与研究传感器的目的就是利用传感器来代替人的五官，“减轻人的工作负担”，进而采用“超过人的感觉”的传感器，提高工作效率。传感器的定义有广义和狭义之分，传感器（广义）：是指根据的被测量的大小，定量提供有用的电输出信号的部件。传感器（狭义）：是把光、时间、电、温度、压力、及气体等的物理化学量转换成电信号的变换器。1、本章学习要求（1）应熟悉的内容开发和研究传感器的意义。（2）应掌握的内容传感器的基本概念，传感器定义的分类。信号变换与能量变换、能量变化型与能量控制型传感器、模拟输出信号和数字输出信号、深入掌握汽车用传感器的种类与项目分类。2、本章重点难点分析重点本章主要介绍开发与研究传感器的意义，传感器定义的分类；对传感器阐述时重点从人的感觉与机械的感觉、信号变换与能量变换、能量变换型与能量控制型传感器、模拟输出信号和数字输出信号四个方面进行概括地说明传感器不仅具有感官功能，而且具有信息处理功能的微型计算机形成一个整体的检测系统，这就是集成化传感器。集成化传感器的典型例子就是半导体压力传感器。难点本章的难点就在于准确理解人的感觉与机械的感觉、信号变换与能量变换、能量变换型与能量控制型传感器、模拟输出信号和数字输出信号的概念。通过完成下面作业可以更详细地理解和掌握：什么是信号变换，什么是能量变换？什么是能量变换型与能量控制型传感器？模拟输出信号和数字输出信号的概念如何了解？汽车用传感器的种类与控制项目分别有哪些？集成化传感器的定义与代表传感器是什么？温度传感器温度传感器是利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为电量的传感器。这些呈现规律性变化的物理性质主要有体。温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻、热敏电阻、热电偶三类。1、本章学习要求（1）应熟悉的内容关于温度的单位、温度传感器的分类。（2）应掌握的内容对温度传感器的温度特性的理解；温度传感器的实际应用。本章重点难点分析重点3.1金属热电阻定义：大部分金属导体的电阻随着温度的变化而变化，而且具有正温度系数，即温度越高，电阻越大，由此称为“热电阻”。铂易于提纯、复制性好，在氧化性介质中，甚至高温下，其物理化学性质极其稳定，因此主要用于高精度温度测量和标准测量装置，测量范围在--220至850℃。前面介绍铂电阻-温度特性方程。在0至850℃的温度范围内为：式中：RT——温度为t℃时铂的电阻值；R0——温度为0℃时铂的电阻值；A、B为常数，其中A=3.968×10-3/℃，B=−5.847×10-7/℃2由等式得出：当t=0℃时的铂的电阻为R0。我国工业铂电热电阻有10欧姆、50欧姆、100欧姆等几种，它们的分度号号分别是Pt10，Pt50，Pt100，其中Pt100最常用。铂热电阻不同分度号对应有相应的分度表，及Rt--t的关系表。在实际测量中，只要测得热电阻的阻值？，就可以从分度表上查到对应的温度表。用W（100）=R100/日表示铂丝的的纯度，比值越大，纯度越高，测量越精确。3.2热敏电阻热敏电阻用陶瓷半导体材料制成，一般说来，这是一种温度系数很高的电阻材料。金属电阻与热力学温度成比例，而陶瓷半导体的电阻呈指数关系。热敏电阻可分为正温度PTC电阻器、负温度NTC热敏电阻器、临界温度电阻器、线性温度电阻器。与金属热电阻相比热敏电阻的特点是：•电阻温度系数大，灵敏度高，约为金属电阻的10倍；•结构简单，体积小，可测试点温度；•电阻率高，热惯性小，适用于热态测量（氧化锰—氧化镍等用于发动机空气温度传感器、水温传感器）；•易于维护和进行远距离控制；•制造简单，寿命长；•互换性差，非线性严重；热敏电阻分为两类：低温（氧化锰、氧化镍、三氧化二铁、COO）适用于300℃以下；高温（氧化锆、氧化钇、三氧化二铝）适用于300℃以上，高达2800℃；3.3热电式温度传感器（热电偶）塞贝克效应：当在B、C两点间形成温度差△TBC时，两点间就会出现电位差△VBC，称这种现象为塞贝克效应。温差电动势温度传感器就是通过测定△VBC来求出温度的。塞贝克系数（热电势率）：即△VBC与△TBC的之比。对于不同金属的，它是一项固定的数值实际运用的见课本表2—6热电式温度传感器（热电偶）将详细介绍热电偶名称、简称、大致化学成分、测量范围、以及优缺点。在汽车发动机上主要用的是高温传感器，分别是：铂铑-铂PR、镍铬-镍铝CA、镍铬-康铜CRC、铜-康铜CC，其中最常用的是一部分PR型。补偿导线：当B、C两点间距离增大时，测量线束就会出现振动与弯曲引起的线路断开、电路增大，与检测电路阻抗不匹配的问题等，因此就采用了补偿导线法。（加入耐热能力与价格低廉的导线）典型的补偿导线：见课本表2—7典型的补偿导线。难点本章的难点就在于领会各温度传感器在汽车上的实际应用。通过完成下面作业可以更详细地理解和掌握：（1）简述水温传感器的作用及温度特性？（2）车外温度传感器的温度特性？（3）进气温度传感器的作用和温度特性？（4）空调用温度传感器的作用？（5）热敏开关和热敏铁氧体式热敏开关的工作原理？空气流量传感器空气流量传感器，也称空气流量计，是电喷发动机的重要传感器之一。它将吸入的空气流量转换成电信号送至电控单元(ECU)，作为决定喷油的基本信号之一。是测定吸入发动机的空气流量的传感器。电子控制汽油喷射发动机为了在各种运转工况下都能获得最佳浓度的混合气，必须正确地测定每一瞬间吸入发动机的空气量，以此作为ECU计算(控制)喷油量的主要依据。如果空气流量传感器或线路出现故障，ECU得不到正确的进气量信号，就不能正常地进行喷油量的控制，将造成混合气过浓或过稀，使发动机运转不正常。电子控制汽油喷射系统的空气流量传感器有多种型式，目前常见的空气流量传感器按其结构型式可分为叶片(动片)式、量芯式、热线式、热膜式、卡门涡旋式等几种。1、本章学习要求（1）应熟悉的内容动片式空气流量传感器、热丝式空气流量传感器及其它各种空气流量传感器的结构。（2）应掌握的内容各空气流量传感器的测试原理、各空气流量传感器的比较。本章重点难点分析（1）重点动片式空气流量传感器及工作过程：滑动变阻的电压降把测量片的开度转化成电信号出入ECU。动片式空气流量传感器的测试原理：在回位弹簧的弹簧常数很小时，可以吧动片上下游的压力看成是一定值，所以可以认为空气流量趋近于动片的开口面积。动片的开口面积与开口角度相对应，即与电位计的输出电压US相关，所以在设定电位计时就要保证空气流量与输出电压US的关系符合：空气流量趋近于（1/US）。而且要消除蓄电池电压UB变化对测试值的影响，将US/UB比作为空气流量传感器的输出。另外，采用进气温度热敏电阻修正空气密度，采用大气压力传感器对高原行车产生的压力变化进行修正。空气流量传感器向外输出模拟电压信号，还要利用AD变化器把信号做数字化处理再输入到ECU。（空气量增大，误差增大，精度不高，触点易出现烧蚀、响应特性设阻尼机构，增大了体积加大重量等）卡门涡旋式空气流量传感器的工作原理：卡门涡旋式空气流量传感器通常与空气滤清器外壳安装成一体，其结构图如图3.6所示。在进气管道中间设有流线形或三角形的涡流发生器，当空气流经涡流发生器时，在其后部的气流中会不断产生不对称却十分规则的被称为卡门涡流的空气涡流。根据卡门涡流理论，这个旋涡行列是紊乱的依次沿气流流动方向移动，其移动的速度与空气流速成正比，即在单位时间内通过涡流发生器后方某点的涡流数量与空气流速成正比。因此，通过测量单位时间内涡流的数量就可计算出空气流速，再将空气通道的有效截面与空气流速相乘，就可以知道吸入空气的量。卡门涡旋式空气流量传感器测量方法：测量单位时间内旋涡数量的方法有反光镜检出式和超声波检出式2种。图3.7所示是反光镜检出式卡门涡旋式空气流量传感器的工作原理图，其内有一只发光二极管和一只光敏三极管。发光二极管发出的光束被一片反光镜反射到光敏三极管上，使光敏三极管导通，输出电流信号，再转换成电压信号。反光镜安装在一个很薄的金属簧片上。涡旋发生器由于发生旋涡而产生的压力变化通过压力基准孔导至金属簧片上，在进气气流旋涡的压力作用下金属簧片振动，其振动频率与单位时间内产生的旋涡数量相同。由于反光镜随簧片一同振动，因此被反射的光束也以相同的频率变化，致使光敏三极管也随光束以同样的频率导通、截止。进气流速越大，涡流强度也越大，光敏电压信号的频率越高，反之频率低。ECU根据所接收到的电压信号的频率高低来判别进气流量的大小，然后再向喷油器发出喷油指令。（2）难点本章的难点就在充分掌握各种空气流量传感器的工作原理与测试方法后，对各空气流量传感器的输出特性、怠速时流量的测定精度、加速时的响应特性、减速时的流量测试能力、脉动气流量的测定功能、管道压力损耗、管道湿度的影响、进行综合比较。通过完成下面作业可以更详细地理解和掌握：（1）热丝式、卡曼涡旋式、动片式空气流量传感器的输出特性？（2）各空气流量传感器怠速时流量的测定精度？（3）各空气流量传感器加速时的响应特性？（4）各空气流量传感器减速时的流量测试能力？（5）各空气流量传感器脉动气流量的测定功能？（6）各空气流量传感器管道压力损耗？（7）各空气流量传感器管道湿度的影响？（8）各空气流量传感器的综合比较？压力传感器压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。本章主要介绍汽车上使用的压力传感器。1、本章学习要求（1）应熟悉的内容压力的概念及单位、汽车用压力传感器的种类与用途。（2）应掌握的内容各压力传感器的结构与工作原理，特性。本章重点难点分析（3）重点本章主要介绍半导体进气压力传感器的工作原理与特性。压力传感器的结构如图4.8所示，它是由硅片、底座、硅杯及盖子等组成的。硅片上形成有膜片，膜片上埋入了检测压力的测量电阻，底座上设置了导压管及作为输入输出端子的引线端子。在硅与底座之间设有用硅单晶制作的硅杯，其作用是缓和与吸收底座传入的热应力，盖子与底座等形成标准压力腔并对硅片及内部组成件起机械保护作用。电桥是将电阻、电感、电容等参量的变化转换为电压或电流输出的一种测量电路。其输出既可用指示仪表直接测量，也可以送入放大器进行放大。半导体进气压力传感器就是采用惠斯顿电桥法将四个电阻在硅片内部连接起来。工作原理：利用半导体的压阻效应制成的，其工作原理是将压力变换成电信号；（1）压力加到膜片上时，膜片上产生应力；（2）随膜片应力状况测量电阻的阻值发生变化；（3）将一定的电压或电流输入到惠斯顿电桥的输入端时，电阻值的平衡被打破，在电桥的输出端就可以得到电压或电流的输出变化值。半导体输出电压与温度特性控制电压的含义：是指传感器加上额定电压的输出电压减去上述的偏置电压，它表明了压力传感器的灵敏度。所以：将半导体压力传感器作为高精度传感器使用时，就需要温度补偿、灵敏度调整、以及偏置电压的零点调整。（4）难点本章的难点就在于惠斯顿电桥法在进气压力传感器中的应用；半导体压力传感器的补偿与放大电路。电桥原理：电桥是将电阻、电感、电容等参量的变化转换为电压或电流输出的一种测量电路。其输出既可用指示仪表直接测量，也可以送入放大器进行放大。结论：单臂电桥的灵敏度为Ue/4；半桥的灵敏度为Ue/2；全桥的灵敏度Ue。显示出电桥的接法不同，其输出电压也不同，其中全桥接法获得的最大输出灵敏度，其灵敏度为单臂的四倍。半导体压力传感器的补偿与放大电路半导体压力传感器可作检测进气压力，以便实现排气再循环控制，空燃比控制及点火时间控制。作为汽车采用进气压力检测装置，为了实现高精度检测，将包括有温度补偿电路、放大电路的例子图4-11。对温度补偿的要求就是修正偏置电压随温度的变化以及控制电压随温度的变化。在桥式电路的一臂上并联了一个Rp，通过设定该电阻就可以实现温度补偿。在图4-11所示电路中，通过四个运算放大器将传感器的输出电压方大数10至100倍，同时完成传感器的偏置电压零调整，增益调整以及规定压力下的输出电压调整等，通过这些措施保证了传感器的性能和精度。通过完成下面作业可以更详细地理解和掌握：（1）阐述半导体进气压力传感器的工作原理与特性？（2）阐述集成电路型（IC）大气压传感器的结构与工作原理？（3）阐述半导体微差压力传感器的工作原理？（4）阐述半导体压力传感器的补偿与放大电路？位置传感器与角度传感器位置传感器用来测量机器人自身位置的传感器。位置传感器可分为两种，直线位移传感器和角位移传感器。其中直线位移传感器常用的有直线位移定位器等，具有工作原理简单、测量精度高、可靠性强的特点；角位移传感器则可选旋转式电位器，具有可靠性高、成本低的优点。角位移器还可使用光电编码器，有增量式与绝对式两种形式。其中增量式码盘在机器人控制系统中得到了广泛的应用。角度传感器，顾名思义，是用来检测角度的。它的身体中有一个孔，可以配合乐高的轴。当连结到RCX上时，轴每转过1/16圈，角度传感器就会计数一次。往一个方向转动时，计数增加，转动方向改变时，计数减少。计数与角度传感器的初始位置有关。当初始化角度传感器时，它的计数值被设置为0，如果需要，你可以用编程把它重新复位。1、本章学习要求（1）应熟悉的内容各位置传感器与角度传感器的结构。（2）应掌握的内容各位置传感器与角度传感器的工作原理。本章重点难点分析（1）重点线性节气门位置传感器、电子节气门、方向盘角度位置传感器、光电式车高传感器的结构与工作原理：线性节气门位置传感器：节气门位置传感器向变速器电控单元传递一个节气门所处位置的信号。电控单元根据该信号何以判断驾驶习惯、选择换挡规则、提供kick-down功能以及进行换挡。节气门位置传感器为双输出滑动电阻型，分别向自动变速箱和发动机的ECU提供节气门开度信号，这样保证了数据的一致性。变速器控制单元通过51、52脚向传感器提供5V电压，传感器通过56脚向电控单元反馈0.5---0.45V随节气门开度变化的电压。节气门位置传感器是不可调整的，当加速踏板抬起时，V56—51约0.5V,R56—51约1.1KΩ；当加速踏板踩到底时，V56—51约4.5V,R56—51约1.5KΩ；电子节气门：工作原理：发动机电脑(1320)管理电子节气门的电机产生非连续性电流。为了使节气门位置传感器能够满足发动机计算器的要求，输出信号电压互补（两个信号），并成反比例。方向盘角度位置传感器：它同时用于有线连接的GEP(可变频方波信号)和多路传输连接的ESP和DBL(网络信号)，传感器采用有线连接的方式连接到电动泵组。光电式车高传感器：车高位置传感器的作用是把车高（汽车悬架装置的位移量）变换成传感器轴的旋转，并检测出其旋转角度。在传感器的内部，有一靠连杆带动旋转的轴，在轴上装有一个开有许多槽的遮光板，遮光板的两侧装有4组光电耦合元件，当连杆带动轴旋转时，光电耦合元件之间或者被遮光盘遮上，或者元件之间透光。因此，光电耦合元件将把这种变化转化成电信号，并输入到计算机中。图所示的4组光电耦合元件，利用这4组光电耦合元件导通与截止的组合，就可以把车高的变化范围分为多个区域进行检测。在丰田车上，这种传感器被用于后轮车高的调整装置上，所谓后轮车高调整装置就是能够根据乘车人数及载荷的变化自动调整后部车高的变化，一直保持车辆姿势正常的系统。车高传感器控制过程：计算机根据车高控制传感器传来的信号，控制空气压缩机及排气阀，以此增加或减小减震器内的空气量，从而保持车高位一定。车高检测分4个区域：1）过高区域；2）高侧规定区域；3）低侧规定区域；4）过低区域。但是车辆减震器在行驶过程中总是振动的，很难判定当时车高所处的区域，所以采取下述方法进行检测：用计算机每隔数十毫秒就检测一次车高控制传感器输出的信号，并对一定时间内各区域所占的百分比做出判断。车身上升的过程见P95页，空气压缩机工作，向减震器内输送压缩空气，使车高上升。降低过程，排气阀打开，减震器内的空气散到大气中去，从而使车高降低。（2）难点本章的难点就在于线性节气门位置传感器、电子节气门、方向盘角度位置传感器、光电式车高传感器的结构与工作原理的理解和实际应用。通过完成下面作业可以更详细地理解和掌握：（1）线性位置传感器的主要特点？（2）电子节气门传感器的工作原理与初始化操作？（3）阐述光电式车高传感器的工作原理？氧量传感器氧量（O2）传感器可用于电子控制燃油喷射装置中的反馈系统；用以检测排放气体中的氧气的浓度、空燃比的浓稀，监测气缸内是否按理论空燃比（15：1）进行燃烧，并向发动机ECU进行反馈。1、本章学习要求（1）应熟悉的内容氧量（O2）传感器的基本介绍、开发背景、在三元系统中的作用。（2）应掌握的内容氧量（O2）传感器的材料工作原理、特点、存在的问题以及评定技术。本章重点难点分析（1）重点二氧化锆型氧量传感器：结构：由产生电动势的二氧化锆管、起电极作用的衬套、以及防止二氧化锆管损坏和导入汽车排气管的进气孔组成的。组成：二氧化锆管的内、外表面均涂覆有薄薄一层铂，铂既可成为电极又具有电势放大作用。二氧化锆管的外表面处于氧气浓度较低的汽车所排放的气体中，而管的内表面则导入周围空气，两表面氧气浓度之差就会产生电动势。浓混合气燃烧所排放的废气与催化剂铂接触时，因为废气中残存的低浓度氧Q2与CO大致全部参加化学反应，铂表面的Q2浓度为0，CO浓度也减小，所以，氧浓度之差变得非常大，由此而产生了1V左右的电动势。当稀薄混合气燃烧时，因为排放气体中存在有高浓度的Q2和低浓度的CO，即使CO与Q2进行化学反应，还是有多余的O2存在，氧浓度差很小，所以，几乎不会产生电压。二氧化钛型氧量传感器：作用：用作检测排放气体中的氧浓度。结构：采用了半导体材料二氧化钛、二氧化钛属N型半导体，其阻值大小取决于周围环境的氧浓度情况。工作原理：当周围氧气较多时，二氧化钛的阻值增大；反之，当周围氧气较少时，二氧化钛的阻值减小，所以，二氧化钛传感器的阻值在理论空燃比附近处急剧变化，输出电压也急剧变化。与二氧化钛串联的热敏电阻起温度补偿作用。当温度降低时，二氧化钛的阻值很大而无法正常工作，对此进行快速预热激活，所以传感器上配备了加热器。（2）难点本章的难点就在氧量传感器的材料与工作原理和氧量传感器的评定技术。通过完成下面作业可以更详细地理解和掌握：（1）简述二氧化锆型、二氧化钛型氧量传感器的材料与工作原理？（2）氧量传感器在使用中的问题？（3）具体阐述氧量传感器的评定技术有哪些？全范围空燃比传感器全范围空燃比传感器是利用氧浓差电池原理和氧气泵的泵电原理，能连续检测混合气从过浓到理论空燃比再到稀薄状态整个过程的一种传感器。当混合气过浓时，氧泵就会吸入0到测定室中；而当排放气比混合气空燃比稀薄时，则从测定室中放出0到排气中去。全范围空燃比就是利用这一特点用氧气泵供给出人测定室的O2，使排放气保持在理论空燃比上。这样就通过测定氧泵的电流值I，来测定排放气体中的空燃比A/F。1、本章学习要求（1）应熟悉的内容全范围空燃比传感器的发展过程及种类。（2）应掌握的内容固体电解质型传感器原理与应用、阻值变化型传感器原理与应用。本章重点难点分析（1）重点固体电解质型传感器：这种传感器与氧量传感器完全相同，只不过用于稀燃区域。装有二氧化锆元件的氧浓差电池的输出电压，用下式表示：E=（RT/4F）LnPs/P’q式中：R为气体常数；T为绝对温度；F为法拉第常数；Ps、P’q为基准极、测试极的氧分压。但在用于汽车上，尾气的温度、流量都是变化着的，所以测量输出的电压有一定局限性。1978年通用汽车公司发表了在二氧化锆传感器元件掺入少量的Fe2O3后，可以较少温度的变化引起的传感器性能的变化。这种做法的原理是基于上式中二氧化锆陶瓷中氧离子的移动。掺入Fe后，Fe呈现电子传导性，使公式中的输出电压下降。缺点是铁不能稳定的溶于二氧化锆中，在使用过程中铁会析出，所以没有得到批量生产。阻值变化型传感器过度金属氧化物的原子价是可以改变的，其表面附近的O2离子容易放出或吸收，这时电阻会发生变化，通过测量电阻，就可以判定空燃比。氧化物与氧气的反应有两种情况：1、是氧分子进入氧化物的晶格中变成氧离子，从母体上夺取电子，形成点穴，电阻下降。2、从氧化物上夺取氧，造成其缺少氧离子，此时因电子留在母体，造成电阻下降。一般的氧化物在PO2少时，呈n型；在PO2多时，呈p型；在可实用的空燃比传感器工作范围里，往往是n型或p型半导体。TiO2是典型的n型半导体，可用于氧量传感器。但是n型半导体传感器在稀薄领域里电阻很高，难以得到应用。阻值变化型传感器缺点在于：其阻值随温度成指数函数变化。（2）难点本章的难点就在于准确理解固体电解质型传感器、阻值变化型传感器的结构与原理。通过完成下面作业可以更详细地理解和掌握：（1）阐述浓差电池型传感器与发动机转速的关系？（2）阐述空燃比与固体电解质型稀燃传感器的关系？（3）简述临界电池型二氧化锆氧量泵的电压电流特性？（4）简述氧化物半导体电阻-PO2的特性？控制燃烧所用传感器为了为了进化尾气，节省燃油，以符合不断加严的法规规定，就素要实现更加状态下的燃烧，也就需要更高精度的控制。本章将介绍更靠近燃烧的燃烧压力传感器、燃烧温度传感器、燃烧光传感器、离子电流传感器、以及事先检测燃油性质、用于控制燃烧的燃油传感器等。1、本章学习要求（1）应熟悉的内容控制燃烧所用传感器的必要性与作用。（2）应掌握的内容控制燃烧所用传感器的结构、原理以及功能。本章重点难点分析（1）重点PGS工作原理：早燃烧压力的作用下，形成将火花塞上推的一个力，PGS上的紧固载荷发生变化，由此可以测定燃烧压力。因此燃烧压力的检测与气缸上的火花塞安装螺纹及火花塞螺纹部分密切相关，利用装在燃烧室的压力表可测得输出信号。也可测得类似信号波形。功能：1、用PGS实现各气缸的控制爆震对于多缸发动机，各缸的混合比、冷却状态不同，所以控制是按最容易发生爆震的气缸条件进行控制点火时间。2利用PGS检测出燃烧压力来判定断火的方法，虽然可以采用将上止点的压力值与压力峰值比较的办法，或上止点前后同样曲轴角下的压力值加以比较等方法，但是要测出发动机所有条件下的断火是很难得。如图所示，将上止点（TDC）前后同样曲轴角度（a度）之间的压力值分别加以积分，当上止点后的积分值大于上止点前积分值时，燃烧正常。反之，就断火，通过这种方法，就可以准确的测出各种工作条件下的断火情况。3、利用PGS完成MBT控制（即可得到最大扭矩的最佳提前角来控制点火时间）。4、内装压力传感器式火花塞，可以直接检测燃烧压力峰值的分布情况。燃烧温度传感器顶置安装式燃烧气体温度传感器：直径为0.015铂—铂铑丝测定气体燃烧温度，受热容量的影响，难以准确测量气体的温度；装于火花塞内的燃烧气体温度传感器：（测定燃烧时温度的变化），采用热模型热电偶；采用铜银类传热系数较高的材料。通过测定的结果表明，还可以测量气缸内的压力信号；可以看出中心电极表面温度与燃烧压力的峰值位置一致，。在压缩行程温度并不上升，推测出这是中心电极的温度高于混合气温度所致。燃烧光传感器优点：对发动机来说，从燃烧光可以获得很多有用信息；在火花塞的中心电极处可以设置玻璃纤维；不受发动机振动与电磁干扰的影响。离子电流传感器器概念：就是通过火花塞周围的离子电流，就可以在一定程度上掌握混合气燃烧状况。火花塞电极本身就可形成为离子电流传感器。作用：1、可以测量火焰的传播及者或延迟；2、利用离子电流检测早燃；3、离子电流与空燃比A/F；4、离子电流在发动机上的应用。通过检测光点位置变化检测折射率变化的工作原理：它是由红外发光二极管（LED）、半导体光点检测元件（PSD）、聚光透镜、窗口玻璃及带反射镜的棱镜构成。近红外LED射出的平行光，透过窗口玻璃滞后，入射至被测定的燃油中，再入射到棱镜上，根据斯内尔定律，光是按由燃料与棱镜分界面处的折射率所决定的折射角入射的。入射到棱镜上的光，被反射镜反射，并再次在燃油与棱镜的分界面处折射，穿过窗口玻璃，以相应于燃油折射率的入射角入光透镜上。聚光透镜根据光的入射角度在半导体检测光元件处的X位置上集成平行光，因而，由半导体光检测元件测出的光的入射位置X就相当于燃油的折射率。（2）难点本章的难点就在于准确理解燃烧压力传感器、离子电流传感器、燃油传感器的结构与工作原理。通过完成下面作业可以更详细地理解和掌握：（1）简述PGS的工作原理与功能？（2）阐述PDS的结构与原理及功能？（3）简述离子电流传感器的作用与在汽车上的应用？（4）简述检测光点位置变化检测折射率变化的工作原理？转速传感器将旋转物体的转速转换为电量输出的传感器。转速传感器属于间接式测量装置，可用机械、电气、磁、光和混合式等方法制造。按信号形式的不同，转速传感器可分为模拟式和数字式两种。前者的输出信号值是转速的线性函数,后者的输出信号频率与转速成正比,或其信号峰值间隔与转速成反比。转速传感器的种类繁多、应用极广，其原因是在自动控制系统和自动化仪表中大量使用各种电机，在不少场合下对低速（如每小时一转以下）、高速（如每分钟数十万转）、稳速（如误差仅为万分之几）和瞬时速度的精确测量有严格的要求。常用的转速传感器有光电式、电容式、变磁阻式以及测速发电机等。1、本章学习要求（1）应熟悉的内容转速传感器的作用以及应用。（2）应掌握的内容电磁式、脉冲信号式、光电式转速传感器、磁阻元件式、光电式车速传感器的结构与工作原理。本章重点难点分析（1）重点电磁式工作原理：即当铁材此轮在永磁铁附近旋转时，通过线圈的磁力线发生变化，在线圈中就会产生感应电动势，即感应电压。脉冲信号式传感器，当信号转子上带有凸起，当信号转子旋转时，信号转子与线圈铁芯之间的气隙是变化的。由此通过信号线圈的磁通也发生变化，随着磁通的变化在信号线圈的两端就会产生感应电压。光电式转速（曲轴角度）传感器结构：它通常装于分电器内，在这种传感器上设有与分电器同轴旋转的转子板，转子板上开有用于检测各气缸活塞位置（各气缸压缩上止点前度数）的检测窗，如果4缸就有4个检测窗。在转子板外周上还设有检测曲轴角度的检测窗，即1度信号检测窗，共360个。车速传感器转速信号齿的每个齿经过车轮转速传感器时引起线圈磁通量的变化，在线圈中产生感生电动势。感生电动势的电压和频率与车轮转速及信号齿数成正比，电压的频率是计算机所采集的信号。磁阻元件式车速传感器原理：利用磁阻元件的阻值变化就可以检测出磁铁旋转引起的磁通变化。阻值的变化引起其上电压的变化，将电压的变化输入到比较器中进行比较，再由比较器输出信号控制晶体管的导通和截止。光电式车速传感器原理：当遮光盘没有遮光时，发光二极管的光射到光敏晶体管上，光敏晶体管的集电极中有电流通过，该管导通，这时晶体管Tr1也导通，因此在Si端子上就有5V的电压输出。（2）难点本章的难点灵活理解各传感器的结构与原理。通过完成下面作业可以更详细地理解和掌握：（1）简述电磁式转速传感器的工作原理？（2）简述脉冲信号式转速传感器的工作原理？（3）简述磁阻元件式车速传感器的原理？（4）简述光电式车速传感器的工作原理？加速度（G）传感器与爆震传感器本章主要介绍加速度传感的的工作原理及概述、钢球式加速度、半导体加速度传感器、防爆震传感器、及宽频带防爆震传感器的原理及特性。1、本章学习要求（1）应熟悉的内容加速度传感器、爆震传感器的定义与作用。（2）应掌握的内容加速度传感的的工作原理及概述、钢球式加速度的原理、爆震传感器的原理。本章重点难点分析（1）重点半导体加速度传感器的原理及特性；非共振型与共振型传感器的原理及特性。半导体加速度传感器的工作原理：因为要将加速度形成的惯性力变换成位移（应变），如图10.23，将半导体硅片制成悬臂梁结构，为提高灵敏度将硅片固定端附近的一部分作等方向腐蚀，减薄其厚度的同时，在其自由端附件加配重。非共振型爆震传感器：是一种加速度传感器，它可以检测发动机出现的所有振动。为测定爆震需要带通滤波器和放大器。优点：可适用于所有发动机。共振型爆震传感器的内部设有共振体，要根据各发动机的品种。使共振体的频率与爆震频率协调一致，较为困难。优点是输出电压高，即便有干扰输出电压也比较稳定。（2）难点本章的难点就在于准确理解各种加速度传感器与爆震传感器的结构、原理与特性。通过完成下面作业可以更详细地理解和掌握：（1）简述机械式气囊用传感器工作原理？（2）简述偏心锤式加速度传感器的工作原理？（3）简述非共振型与共振型传感器的原理及特性？（4）宽频带防爆震传感器的优点有哪些？光检测传感器包括电视机在内的音响设备用遥控器、照相机的自动调焦机构、CD唱机用的传感器装置等上都采用了光传感器。在各种电子产品向小型、轻巧、高功能的发展过程中，在汽车电子技术的发展过程中，光传感器将会得到进一步发展。1、本章学习要求（1）应熟悉的内容熟悉光传感器的种类。（2）应掌握的内容各种光传感器的原理与特性、内装控制器的周围光线传感器、日照传感器、灯光控制传感器、光电导式光亮传感器原理。本章重点难点分析（1）重点光敏二极管工作原理：光敏二极管是利用硅PN结的光电动势的一种部件，它与一般的PN结二极管结构基本相同。工作原理如图所示：当PN结上有光照时，PN结吸收光能产生大量的电子和空穴，P型半导体上产生的电子向N型半导体中移动，N型半导体上产生的空穴向P型半导体上移动，因当把半导体分别装上电极并从外部短路时，从P侧电极到N侧电极有光电流通过，光敏二极管就是利用这种现象制成的；光敏二极管中的电流与射到元件的光亮成正比例。光敏电阻原理：光敏电阻有一块两边带有金属电极的光电半导体组成，使用时在它的两级施加直流或交流工作电压，如右图所示。当无光照射时，光敏电阻RG呈高阻，回路中仅有微弱的电流（称为暗电流）通过。在有光照射时，光敏材料吸收光能，使电阻变小，RG呈低阻态，从而在回路中有较强的电流（称为亮电流）通过。光照越强，阻值越小，亮电流越大。如果将该亮电流取出，经放大后即可作为其他电路的控制电流。当光照射停止时，光敏电阻又逐渐恢复原有的高阻抗。日照传感器工作原理：日照传感器把日照变化转换成电流，根据电流的大小就可以知道准确的日照量。日照传感器的特性如下图。也可用于自动空调系统，利用它检测出日射对温度的影响，并把它输送到计算机中去，以便计算机修正日照所引起的车内温度升高光电导式光量传感器，该传感器内部装有半导体元件硫化镉。当有光照到传感器上时，半导体元件的阻值发生变化。即这种传感器把周围亮度的变化置换成元件阻值的变化。它可以用于汽车上各种灯具亮灯、熄灯的自动控制。（2）难点本章的难点就在于准确理解各种光传感器的原理与特性、内装控制器的周围光线传感器、日照传感器、灯光控制传感器、光电导式光亮传感器原理。通过完成下面作业可以更详细地理解和掌握：（1）简述各种光传感器的原理与特性？（2）简述内装控制器的周围光线传感器原理？（3）简述日照传感器原理与特性？（4）简述灯光控制传感器的原理与应用？（5）简述光电导式光亮传感器原理？液位传感器液位传感器（静压液位计／液位变送器／液位传感器／水位传感器）是一种测量液位的压力传感器．静压投入式液位变送器（液位计）是基于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理，采用国外先进的隔离型扩散硅敏感元件或陶瓷电容压力敏感传感器，将静压转换为电信号，再经过温度补偿和线性修正，转化成标准电信号（一般为4～20mA／１～５ＶＤＣ）。汽车用大部分液位传感器不使用特殊的半导体器件，而是利用浮子与连杆，用机械方式判定液面水平使仪表动作的，可以将其看作是老式传感器。1、本章学习要求（1）应熟悉的内容浮子笛簧开关式液位传感器、热敏电阻式液位传感器、可变电阻式液位传感器、电极式液位传感器的结构。（2）应掌握的内容浮子笛簧开关式液位传感器、热敏电阻式液位传感器、可变电阻式液位传感器、电极式液位传感器的工作原理。本章重点难点分析（1）重点各液位传感器的工作原理与特性：浮子笛簧开关式液位传感器结构与原理：这种传感器是由树脂圆管制成的轴和可沿轴上下移动的环状浮子组成的。圆管状轴内装有易磁化的强磁性材料制成的触点（笛簧开关），浮子内嵌有永久磁铁。笛簧开关的内部是一对很薄的金属触头，随浮子位置的不同触头之间或者闭合，或者断开，由此可判定出夜量是否达到规定值以内。热敏电阻式液位传感器原理：利用热敏电阻上加油电压时，就有微小的电流通过，在电流的作用下，热敏电阻自身就要发热这一性质。当热敏电阻置于油中时，因为其上的热量容易散出，所以热敏电阻的温度不会升高而是其阻值增加；反之，当油量减少，热敏电阻暴露在空气中时，因为其上的热量难以散出，所以热敏电阻的阻值降低。可变电阻式液位传感器原理：可变电阻式液位传感器是由浮子、内装滑动电阻的本体以及连接这两者的浮子臂构成，浮子可随液位上、下移动，这时滑动臂就在电阻上滑动，从而改变搭铁与浮子之间的阻值，利用这一阻值的变化来控制回路中电流的大小，并在仪表上显示出来。可用于测量汽油油量表。电极式液位传感器结构：主要的就是装在蓄电池盖子上的铅棒，这时的铅棒起电极的作用。当蓄电池电解液低于规定值时，报警灯亮，以通知驾驶员，电解液不足。电极式液位传感器原理：当蓄电池液位符合规定值时，右图a所示，传感器即铅棒侵在电解液中，铅棒上产生电动势，晶体管Tr1导通，电流从蓄电池正极按箭头方向经点火开关，晶体管Tr1再回到蓄电池负极，因为A点电位接近于零，所以晶体管Tr1截止，报警灯不亮。当蓄电池液位低于规定值时，右图b所示，传感器即铅棒没有侵在电解液中，铅棒上没有产生电动势，晶体管Tr1截止，这时A点电位上升，晶体管Tr2导通，报警灯亮，通报电解液不足。（2）难点本章的难点就在于理解各液位传感器的工作原理。通过完成下面作业可以更详细地理解和掌握：（1）简述浮子笛簧开关式液位传感器工作原理？（2）简述热敏电阻式液位传感器的工作原理？（3）简述可变电阻式液位传感器的原理？（4）简述电极式液位传感器的工作原理？车辆周围识别用传感器随着电子技术的不断发展，车辆周围传感器器控制系统已经运用到汽车电子技术装备上，当然要准确检测到周围环境变化状况，此技术的关键就是就是车辆周围识别用传感器技术。按照传感器的工作原理，可分为：超声波传感器；利用激光雷达的车辆周围雷达识别系统；采用CCD摄像机的立体图像识别系统；采用红外线传感器的夜间步行者报警系统。1、本章学习要求（1）应熟悉的内容各车辆周围识别传感器的结构。（2）应掌握的内容超声波传感器；利用激光雷达的车辆周围雷达识别系统；采用CCD摄像机的立体图像识别系统；采用红外线传感器的夜间步行者报警系统的工作原理。本章重点难点分析（1）重点超声波传感器主要是检测近距离的障碍物。在倒车及低车速时，利用超声波测出至车后及转弯处障碍物的距离，并按距离用报警声及显示等通知司乘人员车到障碍物的距离。检测距离一般是1米左右，研究的主要是改进型超声波，测量范围至5米左右。激光雷达的车辆周围识别系统：与前车车距离的检测，检测与前车之间的距离时，向前面的车发射激光光束，并接收其反射光，根据其时间差计算距离。本系统采用了光脉冲式，优点是输出功率大、耗电小、体积小、采用复数脉冲进行取样，在扩大时间轴，减少感光波形失真的影响，以保证总是稳定的测量与前车之间的距离。信号处理过程如下图所示：发射出光脉冲之后，将利用延时定时器顺次打开感光栅的时间，按各脉冲发光时间延迟下去（△t：取样时间）。通过将此时间差△t的感光电平顺次同步，就可以得到时间轴延长的感光波形。从脉冲发光到感光的时间T，就可以通过N×△t求出，N是感光波形上升为止的取样数，，利用此时间T,就可以计算出被测物体之间的距离R（R=c×T/2，c：光速；T=）N×△t）。热红外线技术是作为夜间发生事故的措施之一。利用红外线技术，可能事先预测及检测夜间步行者。有选择性的检测步行者、动物、排气管及车用发动机等温热体是红外线技术的特点。红外光的特点：是波长从0.78-1000um的电磁波，从实现角度来讲，在大气的透过率频带区可分为近红外、中红外、远红外三个区。1，肉眼看不见对视觉没有影响；2、具有电磁波特性，可以传输大量信息；3、红外线可从雨、雾、烟中检测发热体；夜间行人报警系统系统概念：检测出人的脸部辐射出的红外线，通过图像处理检测，判断出夜间难以发现的行人，在费鞥窗玻璃上显示行人的存在方向并发出警报，以提高行人的视觉功能。（2）难点本章的难点就在于准确理解超声波传感器；利用激光雷达的车辆周围雷达识别系统；采用CCD摄像机的立体图像识别系统；采用红外线传感器的夜间步行者报警系统的工作原理。通过完成下面作业可以更详细地理解和掌握：（1）简述超声波传感器回声原理？（2）简述激光雷达的车辆周围识别系统检测原理与应用？（3）简述CCD摄像机的立体图像识别系统的原理与应用？（4）简述红外线传感器的夜间步行者报警系统的结构、原理与应用？磁场传感器汽车用导航系统内部都包含有位置检测系统，其功能就是根据传感器的输出信号检测出车辆本身位置。那么车辆实际位置的测量究竟有哪些方法呢？所以本章主要介绍地磁场传感器及应用，三维集成型磁场传感器，应用磁阻元件与磁透镜的磁场传感器，采用磁阻元件的车用电子罗盘，螺旋仪等磁场传感器。通过本章内容的学习，就会深入了解磁场传感器相关原理及应用。（1）应熟悉的内容地磁场传感器原理及应用。（2）应掌握的内容倍频式磁场传感器的原理、地磁场传感器的模型、输出绕组中电流的灵敏度关系地磁场传感器的模拟、磁场传感器在老式罗盘中的应用、地磁场传感器的应用、地磁场传感器在车用罗盘上的应用、磁阻元件与磁透镜的地磁场传感器原理、电子罗盘的原理、螺旋仪原理等。本章重点难点分析（1）重点倍频式磁场传感器的原理：原理图与波形图如下课本所示：在圆环状的铁氧体芯上绕有激磁绕组，在铁芯外周直径方向上设有检测绕组，当对激磁绕组加上频率为f的交流电进行激磁时，从检测绕组看，交流激磁所形成的磁芯内部A点与B点的磁场（H）的方向相反；当设外部磁场（H0）为0时，A点与B点各磁通密度的变化情况如图虚线所示，结果检测绕组的A、B部分所感应的电压分别为eA、eB，因为检测绕组两端电压是用eA-eB表示的，所以，当（H0）等于0时，两端电压也等于0。在外部磁场（H0）不等于0时，假设A、B点内部磁场方向如图所示，A点的磁场强度可用H+H0表示，B点的磁场强度可用H-H0表示，这时磁通密度变化：在正方向上，与B点相比，A点的磁场首先饱和，从此时刻起到B点达到饱和期间里，激磁绕组的阻抗变成原来的1/2，所以激磁电流增大，电流曲线的斜率是原来的2倍。当B点达到磁饱和时，激磁绕组的阻抗只包含直流电阻部分，激磁电流增大并达到一定值，此激磁电流也发生变化。因此eA、eB的感应电压随着磁通密度的变化而变化。检测绕组两端电压以激磁信号频率的两倍的频率为基频，对外输出信号。信号波形的脉冲宽度随外部磁场的强度变化而变化，当外部磁场方向相反时，eA-eB信号波形也构成方位计还需要增设一个与图中所示检测绕组垂直的第二个检测绕组。地磁场传感器的结构，它是具有矩形特性的环状磁芯上饶有激磁绕组而成的，对此通一交流电时，就可以使磁心充分达到饱和。输出绕组与激磁绕组没有真正的耦合，按理说不可能得出任何输出信号。因为这种传感器是以大振幅磁动势对非线性非常大的磁心进行激磁的，故表现的磁导率被调制，按外加直流磁场的大小，在输出绕组上出现交流信号。罗盘的组成：一个电流输出型模块、一个显示模块（将接口电路、A/D变换器及微机、显示电路等汇在一起，装在一个壳体之内）。这种罗盘具有剩磁磁化修正功能与磁偏角修正功能。具体操作：关于剩磁场的修正，按下修正开关之后，使车辆旋转一圈，从几何学角度找出由此可得到的圆轨迹的中心，再给传感器模块通以修正电流，以消除该中心座标上显示的剩磁磁化部分。磁偏角的修正：就是将车辆所在区域的磁偏角输入到微机中，以此区域地图上的北方为基准来显示方位。进入粗偏角修正状态时，，排成圆环状的显示方位扇形区每隔一定时间一次亮灯，根据用户预先给定的磁偏角数值表，当属于用户所在区域（磁偏角）的扇形区亮灯时，再次按下修正要求开关，其它地区的磁偏角被输入到微机中，到此时磁偏角修正状态结束。以上功能非常有用的，在北美大陆等地，东西方向上的磁偏角差40°，在这宽阔的大地上，无论哪一辆车，很方便的就容易得出该地区的地图上的北为基准的方位。电子罗盘：构成：电子罗盘方框图如图所示：它是装到仪表板上的部件，显示模块与地磁场传感器模块分开设置。在地磁场传感器模块上，用两个MR元件测定地磁场、用热敏电阻测量温度，用放大器放大、调整输出电压。在显示模块上，利用微机来计算和处理地磁场传感器模块传来的模拟信号，在液晶显示器上显示方位。测量温度的目的是为了地磁场传感器模块进行温度补偿。地磁场传感器是有放大微弱地磁场的磁透镜（导磁板）及两组垂直配置、检测磁场用MR元件构成。在MR元件采用了偏置永久磁铁，所以可以确保弱磁场下输出电压的直线性。此外，由于采用了等效电路为桥型的磁阻薄膜图案（选用了受温度影响很小的强磁性材料），故灵敏度高。汽车导航系统已进入实际应用阶段，许多高级轿车已经标准件进行装备。采用地磁场传感器的方位传感器，这种传感器容易受到建筑物引起的对地磁场的干扰影响，以及道口引起的车身磁化的影响，因此作为性能比较稳定，精度比较高的方位传感器------压电振动螺旋仪，正在引起人们的注意。可分为：以GE型为基型的音频型振动螺旋仪；以斯佩里性、瓦特生型为基型的音叉型振动螺旋仪；原理：给振动着的物体加上旋转角度时，在与振动垂直的方向上就会产生哥氏力，振动螺旋仪就是利用了这一力学现象。这与著名的傅克摆基于同一原理。具体的说：将压电陶瓷粘接在音片型或音叉振子上，驱动振子振荡（X轴）。将旋转角速度Ωo加到振子中心轴（Z轴）上时，与其振动（X轴）垂直的方向上（Y轴）就会产生哥氏力，利用粘接在Y轴的压电陶瓷就可以测算出旋转角速度。能构成为高性能振动螺旋仪的条件是：对旋转角速度的灵敏度高，而且在不旋转时测得的电压应为0，以下就称为0电压。（2）难点本章的难点就在于准确理解地磁场传感器及应用，三维集成型磁场传感器，应用磁阻元件与磁透镜的磁场传感器，采用磁阻元件的车用电子罗盘，螺旋仪等磁场传感器的原理及应用。通过完成下面作业可以更详细地理解和掌握：分别阐述三维集成型磁场传感器，应用磁阻元件与磁透镜的磁场传感器，采用磁阻元件的车用电子罗盘，螺旋仪等磁场传感器的原理及应用？电流检测用传感器磨损检测用传感器器角速度检测用传感器载荷检测用传感器1、本章学习要求（1）应熟悉的内容熟悉电流检测用传感器、磨损检测用传感器、角速度检测用传感器、载荷检测用传感器的结构。（2）应掌握的内容掌握电流检测用传感器、磨损检测用传感器、角速度检测用传感器、载荷检测用传感器的工作原理。本章重点难点分析（1）重点晶体管式电流传感器原理：传感器内设有检测用电阻。使负荷电流通过此电阻，并利用运算放大器将其电压降值与基准电压进行比较。当电力监测电阻上的电压降低于基准电压时，比较器的输出电流点亮报警灯。集成电路型灯泡断丝检测传感器原理：是利用IC比较器来进行检测的。笛簧开关式电流传感器原理：当开关闭合时，若灯泡都正常的话，电流线圈中有规定的电流通过，这时，在电流线圈所产生的电磁力的作用下，笛簧开关闭合如果灯泡有断线的话，哪怕一个，相应的电流线圈中的电流减小，电磁力减弱，笛簧开关断开，，告知已处于异常状态。PTC电流传感器（正温度系数）PTC是陶瓷半导体构成的，它是用钛酸钡再加上各种添加物烧结而成。电热式自动阻风门就是所用的PTC电流传感器。电阻---集成电路式电流传感器工作原理：电阻---集成电路式电流传感器的作用是检测尾灯、牌照灯、制动灯、及前照灯是否有断线。当出现故障时，传感器点亮报警灯以通知驾驶人员。内部电路设有比较放大器IC1，这是一种专用的断丝检测集成电路，C点处有基准电压形成。正常情况下，检测电阻R1上的电流要大于基准电流，A点电压低于基准电压，比较放大器IC1的输出为0，晶体管T1截止，报警灯不亮。当出现故障时，通过检测电阻的电流减小，这时比较放大器IC1的输出为1，晶体管T1的基极中有电流通过，T1导通，报警灯亮，表示已出现故障。磨损检测传感器可用于当检测部位的磨损超过规定限度时，检测部位部位就要开始传感器本身磨损或者与传感器相接触，通过这样的办法，使传感器发出报警信号。哥氏力的振动型角速度传感器的工作原理：如图，在振动型角速度传感器上，作为振子的四方体的相邻两面上，粘接着兼起驱动和检测作用的压电元件，当电压加到压电元件上时，就会使振子振动，当将旋转又加到振动着的金属柱上时，按其转速就会产生哥氏力。压电元件就是压电陶瓷片，其主要成分是铅、锆、钛。这种元件的特性是，在加力瞬间变形时会产生电荷（压电效应），反之，在加上电压时，就会产生位移，即负压电效应。利用这种性质根据载荷或载荷的变化率输出信号的部件就叫做压电型在和传感器。（2）难点本章的难点就在于准确理解掌握电流检测用传感器、磨损检测用传感器、角速度检测用传感器、载荷检测用传感器的工作原理。通过完成下面作业可以更详细地理解和掌握：（1）简述电流传感器的种类、原理及应用？（2）简述磨损检测用传感器的种类、原理及应用？（3）简述角速度传感器的种类、原理及应用？（4）简述载荷检测用传感器的种类、原理及应用？其它传感器主要介绍检测雨滴用传感器、微机控制动力座椅、微机控制预置转向器、有存贮式反射镜用、电子油门与电子节气门传感器的工作原理与应用。1、本章学习要求（1）应熟悉的内容检测雨滴用、微机控制动力座椅、微机控制预置转向器、有存贮式反射镜用、电子油门与电子节气门传感器的结构。（2）应掌握的内容检测雨滴用、微机控制动力座椅、微机控制预置转向器、有存贮式反射镜用、电子油门与电子节气门传感器的原理及具体应用。本章重点难点分析（1）重点雨点冲击能力的变化进行检测的工作原理：是利用压电振子的压电效应进行工作，当雨滴滴到传感器表面时，压电振子表现按雨滴的强度与频率发生振动，因其振动，压电元件的端子上产生电压，雨小时振动较弱，雨大时，振动较强。雨滴检测传感器的刮水系统工作原理1）当有雨滴滴在振动板上时，压电元件就产生与雨滴成比例的电压波形，如图A点波形；2）电压波形在传感器内放大，与装用20ms定时器的电路输出一齐对刮水器放大器内的充电电路充电。3）随着电容器充电电压的增高，其电压值输送到比较电路，见B点波形；比较电路中输入有固定电压Vo。并在此电路中判定输入电压的大小，如输入电压值高的话，就向刮水器驱动电路输入一定时间的信号，见C点波形，在此，刮水器刮片工作一次。4）比较电路的输出信号同时也加在充电电路上，由此，使电容器贮存的电荷在瞬间内放出，并使其复原准备下次充电，见B点波形；5）在传感器器没有任何信号的情况下，仅20s定时器的定电流电路输出信号，充电回路被充电，在20s内充电电压达到一定值Vo时，刮片动作。微机控制动力座椅用传感器作用：这种传感器运用在微机控制的动力座椅上，当要再次调整到预先记忆位置时（导轨位置、前后垂直位置、靠背角度）时，只按按钮就可以了。存贮式反射镜用传感器原理：这种传感器利用了霍尔元件的输出电压与磁通密度成正比例的特性，将反射镜角度的变化置换成输出电压的变化，再将电压信号输入至存贮式反射镜的微机控制模块中。电子节气门（ETC）的结构和外形见图（不同车型不一样）。一方面执行来自电控单元的指令调节节气门开度以控制进气量，同时还可以输出反映节气门位置的信号，供系统监控节气门的实际开度。在采用电子节气门控制的进气系统中，油门踏板位置传感器安装在发动机舱或驾驶舱内，通过一根拉索接在油门踏板上或直接作用在传感器上，可用于检测加速踏板的运动行程，向发动机计算机反映驾驶员驾驶意图的信息。（2）难点本章的难点就在于准确理解检测雨滴用、微机控制动力座椅、微机控制预置转向器、有存贮式反射镜用、电子油门与电子节气门传感器的原理及具体应用。通过完成下面作业可以更详细地理解和掌握：分别简述检测雨滴用、微机控制动力座椅、微机控制预置转向器、有存贮式反射镜用、电子油门与电子节气门传感器的原理及具体应用？直喷式发动机与传感器作为世界上碳排放量最大的两个国家，中国和美国是全世界关注的焦点。2009年11月26日，中国政府宣布自己的温室气体减排计划，中国到20