汽车传感器原理与检修 课件 第六章 位置与角度传感器

汽车传感器原理与检修汽车传感器原理与检修汽车传感器原理与检修曲轴位置传感器1凸轮轴位置传感器2本章课程的主要内容节气门位置传感器3车高传感器与转角传感器4第六章位置与角度传感器汽车传感器原理与检修液位传感器5溢流环位置传感器6加速踏板位置传感器7齿杆位置传感器8喷油器针阀升程传感器9座椅位置传感器10方位传感器11

EGR阀位置传感器12超声波距离传感器与激光传感器13

6.1.1构成6.1曲轴位置传感器

曲轴位置传感器器又称为曲轴转角传感器，是发动机集中控制系统中最主要的传感器之一。汽车传感器原理与检修

6.1.1磁脉冲式曲轴位置传感器的工作原理6.1曲轴位置传感器

磁力铁按永久磁铁N极→定子与转子间的空气间隙→转子凸齿→转子凸齿与定子磁头间的空气间隙→磁头→永久磁铁S极，最终形成一个闭合回路。信号转子一般安装在正时罩内或曲轴前端的带轮之后或分电器内，随曲轴一起旋转。汽车传感器原理与检修

6.1.2光电式曲轴位置传感器的结构6.1曲轴位置传感器

光电式曲轴位置传感器一般安装在分电器内（无分电器则一般安装在凸轮轴左前部）。汽车传感器原理与检修

6.1.3光电式曲轴位置传感器的工作原理6.1曲轴位置传感器

该传感器由带缝隙、光孔的信号盘和信号发生器组成。汽车传感器原理与检修

6.1.4光电式曲轴位置传感器的连接电路6.1曲轴位置传感器

该传感器由带缝隙、光孔的信号盘和信号发生器组成。汽车传感器原理与检修

6.1.5霍尔式曲轴位置传感器的结构6.1曲轴位置传感器

霍尔效应是指把一块金属或半导体薄片垂直放在磁感应强度为B的磁场中，沿着垂直于磁场方向通过电流时，会在薄片的另一对侧面产生电动势。汽车传感器原理与检修

6.1.5霍尔式曲轴位置传感器的工作原理6.1曲轴位置传感器

触发式霍尔曲轴位置传感器的工作原理与触发翼片式霍尔曲轴位置传感器的工作原理相同。汽车传感器原理与检修

6.2.1安装在分电器内的霍尔式同步信号发生器6.2凸轮轴位置传感器

此信号发生器由脉冲环和霍尔传感器组成。汽车传感器原理与检修

6.2.2安装在凸轮轴上的霍尔式同步信号发生器6.2凸轮轴位置传感器

此信号发生器位于气缸盖前端凸轮轴链条之后。汽车传感器原理与检修

6.2.3磁阻元件式凸轮轴位置传感器工作原理6.2凸轮轴位置传感器

此传感器由信号发生器、磁铁和信号处理电路组成。汽车传感器原理与检修

6.2.3磁阻元件式凸轮轴位置传感器连接电路6.2凸轮轴位置传感器

此信号发生器连接电路如下图所示:汽车传感器原理与检修

6.3.1开关触点式节气门位置传感器6.3节气门位置传感器

结构与原理:主要由节气门轴、全负荷触点、怠速触点、动触点等组成。汽车传感器原理与检修

6.3.1开关触点式节气门位置传感器6.3节气门位置传感器

检测:主要是检测怠速触点电阻和功率触点电阻。汽车传感器原理与检修

6.3.2线性输出型节气门位置传感器6.3节气门位置传感器

结构与原理:主要由活动触点1、活动触点2、电阻器等组成，输出特性曲线如右图所示：汽车传感器原理与检修

6.3.2线性输出型节气门位置传感器6.3节气门位置传感器

检测:主要是开路检测和在路检测，电路图如右图所示：汽车传感器原理与检修

6.4.1光电式车高传感器6.4车高传感器与转角传感器

光电式车高传感器结构:车身高度传感器一般安装在左右前轮胎的挡泥板上或后桥的中部汽车传感器原理与检修

6.4.1光电式车高传感器6.4车高传感器与转角传感器

光电式车高传感器工作原理:主要由光电元件、传感器轴、导杆、透光板构成汽车传感器原理与检修

6.4.1车高传感器6.4车高传感器与转角传感器

舌簧开关式传感器工作原理:有4组开关触点和4个检测回路。汽车传感器原理与检修

6.4.1车高传感器6.4车高传感器与转角传感器

滑动电阻式车高传感器电路:凌志LS400应用的是这种传感器。汽车传感器原理与检修

6.4.2转角传感器6.4车高传感器与转角传感器

光电式转角传感器：结构与安装位置如图所示。转向圆盘（透光盘）安装在转向轴上，圆盘的圆周上均匀地开有很多小槽，圆盘随着转向主轴的旋转而旋转。加在圆盘两侧的是两组光电元件（由发光二极管和光敏晶体管组成），光电元件套在转向柱管上。汽车传感器原理与检修

6.4.2转角传感器6.4车高传感器与转角传感器

别克荣御ESP系统中使用了各向异性磁阻式转向盘转角传感器，转向盘转角传感器位于转向盘下面，其内部结构如图所示汽车传感器原理与检修

6.4.2转角传感器6.4车高传感器与转角传感器

扭矩传感器与动力转向ECU总成之间的线路连接如图所示汽车传感器原理与检修

6.5.1浮子舌簧开关式液位传感器6.5液位传感器浮子舌簧开关式液位传感器由树脂圆管制成的轴和可沿其上下移动的环状浮子组成，如图所示。在管状轴内装有舌簧开关（强磁性材料制成的触点），浮子内嵌有永久磁铁。舌簧开关内部是一对很薄的触点，随浮子位置的不同而闭合或断开，从而可以判定液量是多于规定值还是少于规定值。汽车传感器原理与检修

6.5.1浮子舌簧开关式液位传感器6.5液位传感器浮子舌簧开关式液位传感器用于检测制动液液位时的报警系统电路。用于检测洗涤液液位和冷却液液位时的报警电路如图666所示汽车传感器原理与检修

6.5.2浮子舌簧开关式液位传感器6.5液位传感器浮子可变电阻式液位传感器由浮子、内装滑动电阻的电位器以及连接浮子组成汽车传感器原理与检修

6.5.3浮子可变电阻式液位传感器6.5液位传感器浮子可变电阻式液位传感器串联，当汽油满油箱时，浮子升到最高位置，滑动臂滑向低电阻方向，此时通过回路中的电流增大，使双金属片弯曲增大，指针指向F侧。当油箱内油量较少时，浮子降到较低的位置，滑动臂滑向高电阻方向，此时通过回路中的电流减小，仪表内双金属片弯曲变小，指针指向E侧，这样就可以通过指针的位置来判断油量的大小。汽车传感器原理与检修

6.5.4热敏电阻式液位传感器6.5液位传感器热敏电阻上加有电压时，就有电流通过，在电流的作用下，热敏电阻本身会发热。当热敏电阻置于燃油中时，其热量易散发，所以热敏电阻的温度不会升高而是其电阻值增加。反之，当燃油量减少，热敏电阻暴露在空气中时，因为其热量难以散发，所以热敏电阻的电阻值降低。当热敏电阻的电阻值下降到一定值时，线路中流过的电流增大到可以使继电器触点闭合，而使油面过低报警灯点亮报警。如图所示，使用热敏电阻和指示灯组成的电路，通过指示灯的亮、灭，就可判断燃油量的多少。汽车传感器原理与检修

6.6.1可调电感式溢流环位置传感器的结构与原理6.6溢流环位置传感器溢流环位置传感器在电子式柴油喷射装置上，用来检测溢流环的位置，实现电子控制喷油量的控制。该传感器的工作原理如图682所示，在线圈内部有铁心，铁心与被检测位置的部件一起动作。当铁心上下移动时，线圈的电感发生变化，输出的信号也随之变化。根据输出信号的大小，即可检测出被测部件的位置，从而实现对喷油量的瞬时控制。汽车传感器原理与检修

6.7.1加速踏板式位置传感器的结构与原理6.7加速踏板位置传感器该传感器为双电位计式传感器，如图所示。两个电位器输出信号为同相，当电子加速踏板位置发生变化时，其电阻同时线性增加或减小。传感器由控制单元供5V参考电压，这样就能将电阻值变化转变为电压输出信号。汽车传感器原理与检修

6.7.2双霍尔式加速踏板位置传感器的连接电路6.7加速踏板位置传感器三菱格蓝迪轿车使用的双霍尔式加速踏板传感器，其线路连接图和端子如图。汽车传感器原理与检修

齿杆位置传感器的安装位置6.8齿杆位置传感器齿杆位置传感器用于电控直列泵燃油系统中，其功用是检测喷油泵调节齿杆的位置。齿杆位置传感器安装在电控直列泵系统中电子调速器内，喷油泵齿杆罩上，如图所示。汽车传感器原理与检修差动变压器式电感位置传感器6.8齿杆位置传感器差动变压器式电感位置传感器的结构和工作原理与一个变压器类似，由一次线圈、二次线圈、衔铁和线圈骨架组成，只不过它的铁心是可以移动的，使在二次线圈上感应的电压随铁心的位移成线性增加，其典型结构如图所示。汽车传感器原理与检修差动自感式位置传感器6.8齿杆位置传感器差动变压器式传感器的实质是按变压器线圈的互感原理工作。若将差动变压器式传感器中的一次线圈取消，只保留一次线圈两边的二次线圈，则就变成了差动自感式位置传感器。差动自感式位置传感器是变磁式位置传感器。变磁式位置传感器由线圈、铁心和衔铁组成。汽车传感器原理与检修电涡流式齿杆位置传感器6.8齿杆位置传感器电涡流传感器主要可分为高频反射式涡流传感器和低频投射式涡流传感器两类。高频反射式涡流传感器的应用较为广泛汽车传感器原理与检修6.9喷油器针阀升程传感器喷油器针阀升程传感器主要用于电控分配泵或柴油机中，用来确定喷油阀喷油始点，使喷油阀喷油始点进行闭环控制（根据发动机转速、发动机负荷和温度）。它安装在喷油器内部，用于电控分配喷式燃油系统中。差动式喷油器针阀升程传感器主要由电磁线圈、传动杆等组成。汽车传感器原理与检修喷油器针阀升程传感器的结构6.9喷油器针阀升程传感器喷油器针阀升程传感器主要有差动式和霍尔式两大类型，差动式喷油器针阀升程传感器结构如图所示。汽车传感器原理与检修喷油器针阀升程传感器的检测6.9喷油器针阀升程传感器用示波器测试针阀升程传感器测试方法：连接好示波器，起动发动机，测试喷油器针阀升程传感器波形，如图所示。若达不到标准值，则应更换带针阀升程传感器的3缸喷油器。汽车传感器原理与检修6.10座椅位置传感器座椅位置传感器用于电控单元控制的动力座椅上，电控单元预先记忆座椅的位置状态（前后直立位置、斜躺角度、滑动位置等），再设定电钮操作，用电控单元自动调节座椅状态。使用时只需按指定按键开关，即能自动地调节到预先选定的位置。为了能够获得存储功能，必须有能够感测座椅位置的传感器来确定座椅的位置，即座椅位置传感器。汽车传感器原理与检修6.10座椅位置传感器座椅位置传感器是通过霍尔元件将旋转永久磁铁的变化位置引起的磁通密度变化检测出来，并转换成电压，作为脉冲信号的形式送入电控单元。座椅位置传感器与ECU的连接电路如图所示，电控单元接受该信号来控制各电动机。由于转向器用倾斜和可伸缩与电控单元相互连通，根据记忆控制再现工作。汽车传感器原理与检修6.10座椅位置传感器带有记忆功能的座椅控制系统组成如图所示。霍尔式位置传感器与滑动调节电动机（滑动传感器）、升降电动机（升降传感器）、前部高度调节电动机（前部垂直高度传感器）、靠背倾斜角度电动机（倾斜角度传感器）集成在一起，协同座椅存储器开关工作。汽车传感器原理与检修带有记忆功能的座椅控制6.10座椅位置传感器滑动电阻式座椅位置传感器主要由壳体、螺杆、滑块、电阻组成。它的作用是将座椅的位置转变成电压信号输送给电子模块存储起来。汽车传感器原理与检修带有记忆功能的座椅控制6.11方位传感器方位传感器从电磁的角度看，它是利用地磁产生电信号进行检测的传感器，可应用于车辆的导航系统，以指示方向偏差。汽车传感器原理与检修磁通量闸门式方位传感器6.11方位传感器导向系统的工作原理：首先从地图上找出从出发地到目的地的东西方向距离a，南北方向距离b，输入到系统的操纵部分，同时也把到目的地的直线距离i0输入到电控单元中，如图所示。当车辆行驶后，无论车辆在哪个方向上移动，地磁方位传感器都能检测出绝对方向θ1，并将其显示在仪表盘上，而且通过电控单元计算距离目的地的方向θ2和距离l，并显示出来。汽车传感器原理与检修磁通量闸门式方位传感器6.11方位传感器汽车传感器原理与检修磁通量闸门式方位传感器6.11方位传感器汽车传感器原理与检修双线圈发电机型地磁矢量方位传感器日产公司研制的导向系统使用双线圈发电机型地磁矢量方位传感器，如图所示。这种方位传感器的上、下线圈的相位相反，所以垂直方向的磁感应电动势互相抵消。6.12EGR阀位置传感器汽车传感器原理与检修EGR阀位置传感器结构EGR阀位置传感器位于EGR阀的上部，一般使用电位计式传感器来检测EGR阀阀杆的上下移动位置，发动机ECU以此确定阀门开度的大小。6.12EGR阀位置传感器汽车传感器原理与检修EGR阀位置传感器的检测（1）供电的检测（2）输出电压的检测（3）电阻的检测6.13超声波距离传感器与激光传感器汽车传感器原理与检修目前测定汽车之间或汽车与物体之间距离的方法，根据检测介质的不同，主要有超声波法、红外法、激光法和微波雷达法等几种。6.13超声波距离传感器与激光传感器汽车传感器原理与检修压电式超声波传感器压电式超声波传感器采用了压电元件锆钛化铅，一般称为PZT。这种传感器的特点在于它具有方向性，传感器用蜂鸣器的纸盒为椭圆形，其目的是使传感器的水平方向特性宽，而垂直方向受到限制，其结构如图所示。6.13超声波距离传感器与激光传感器汽车传感器原理与检修压电式超声波传感器超声波传感器在汽车上的主要应用就是汽车倒车系统。下图所示系统有2对超声波传感器，并均匀地分布在汽车后保险杠上，其中2个为发射器，2个为接收器，该系统由ECU进行自动检测、控制、显示及报警。6.13超声波距离传感器与激光传感器汽车传感器原理与检修现以现代伊兰特倒车雷达系统为例，说明超声波传感器的检测方法。现代伊兰特倒车雷达系统由控制单元、检测障碍物的超声波传感器、发出警报音的报警器等部件组成。6.13超声波距离传感器与激光传感器汽车传感器原理与检修激光雷达是以发射激光束来探测目标位置的雷达系统，其功能包含搜索和发现目标；检测其距离、速度、角位置等运动参数；检测目标反射率、散射截面和形状等特征参数。激光雷达根据扫描机构的不同，有二维和三维两种。激光传感器6.13超声波距离传感器与激光传感器汽车传感器原理与检修毫米波雷达是指工作频率介于微波和光之间，选在30～300GHz频域（波长为1～10mm，即1mm