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汽车中的电阻传感器转换原理传感器名称典型应用移动电位器触点改变电阻电位移传感器位移改变电阻丝或片的尺寸电阻丝应变传感器、半导体应变传感器微应变、力、负荷利用电阻的温度效应热丝传感器气流速度、液体流量电阻温度传感器温度、辐射热热敏电阻传感器温度利用电阻的光敏效应光敏电阻传感器光强利用电阻的湿度效应湿敏电阻传感器湿度电参数电阻电阻传感器分类冷却液温度传感器水温传感器器热电阻式进气温度传感气敏与湿敏电阻式应变片式转矩传感器进气压力传感器节气门位置传感器电阻应变片式一电阻应变片式•电阻应变片的结构结构组成与下图给出的电阻丝式应变片的结构基本相同。L——应变片的标距（或称工作基长），它是敏感栅沿轴向测量变形的有效长度；b——敏感栅的宽度（或称基宽）。下图列举了几种不同类型的电阻应变片：（a）金属丝式应变片（b）金属箔式应变片（c）半导体应变片工作原理电阻应变片的工作原理基于金属的应变效应。即导体或半导体材料在外力作用下产生机变形（拉伸或压缩）时，其电阻值也要随之发生相应的变化。金属丝的电阻（R）与材料的电阻率（）及其几何尺寸（长度L、截面积A）有关，即R=L/A金属丝在承受机械变形的过程中，L、A都要发生相应变化，因而就必然要引起金属丝的电阻值发生变化。应用举例：进气岐管压力传感器（压阻效应）•进气歧管压力传感器又称进气增压压力传感器，它是用来检测进气歧管内的压力变化，并将其转换成电信号，然后将信号电压送至电子控制器（ECU），ECU依据此信号电压的大小，控制基本喷油量的大小。1.半导体压敏电阻式进气压力传感器的结构•它是利用半导体的压阻效应制成的，主要由硅膜片、真空室、硅杯、底座、真空管和引线电极组成，其结构如下图所示。半导体压敏电阻式进气压力传感器的工作原理•如下图所示，硅膜片一面通过真空室，一面承受来自进气歧管中气体的压力，在此气体压力的作用下，硅膜片会产生变形，且压力越大形变越大，膜片上应变电阻的阻值在此压应力的作用下就会发生变化，使传感器上以惠斯顿电桥方式连接的硅膜片应变电阻的平衡被打破，当电桥的输入端输入一定的电压或电流时，在电桥的输出端便可得到相应变化的信号电压或信号电流，因为此信号比较微弱，故采用了混合集成电路进行放大后输入给ECU。•因为压阻效应式歧管压力传感器的功能部件是硅膜片和应变电阻，其工作参数取决于作用于膜片上的压力的大小，因此传感器的取样压力应从压力波动较小的部位选取。电阻应变计式碰撞传感器•电阻应变计式碰撞传感器的结构如图a所示，主要由电子电路、电阻应变计、振动块、缓冲介质和壳体等组成。电子电路包括稳压与温度补偿电路W、信号处理与放大电路A。电阻应变计的电阻R1、R2、R3、R4制作在硅膜片上，如图b所示。当硅膜片产生变形时，应变电阻的阻值就会发生变化。应变电阻一般都连接成电桥电路，并设计有稳压和温度补偿电路，如图c所示。•当汽车遭受碰撞时，碰撞传感器的振动块振动，缓冲介质随之振动，进而使应变计的应变电阻产生变形，应变电阻值随之变化。由于应变电阻以电桥电路的方式连接，随着应变电阻阻值的变化，电桥电路的输出电压就发生变化，经过信号处理与放大后，传感器将变化的信号电压输入SRSECU。SRSECU根据传感器输入的信号电压的强弱便可判断碰撞的强度或碰撞激烈度。当信号电压超过设定值时，SRSECU就会立即向点火器发出点火指令引爆点火剂，进而向气囊充气，打开气囊。•二电位器式传感器•电位器是一种把机械的线位移或角位移输入量转换为与它成一定函数关系的电阻或电压输出的传感元件。•电位器式传感器具有一系列优点，如结构简单、尺寸小、重量轻、精度高、输出信号大、性能稳定并容易实现任意函数。其缺点是要求输入能量大，电刷与电阻元件之间容易磨损。•电位器的种类很多，按其结构形式不同，可分为线绕式、薄膜式等；按特性不同，可分为线性电位器和非线性电位器。目前常用的以单圈线绕电位器居多。线性电位器•线性电位器的理想空载特性曲线应具有严格的线性关系。maxmaxxxRRx•若把它作为分压器使用,且假定加在电位器A、B之间的电压为则输出电压为maxmaxxxUUx图2-1电位器式位移传感器原理图作变阻器使用,maxmaxaaRRa作为分压器使用,则有maxmaxUaaUa图2-2电位器式角度传感器图2-3线性线绕电位器示意图•线性线绕电位器理想的输出、输入关系遵循上述四个公式。因此对如图2-3所示的位移传感器来说,因为maxmax2()RbhnAxnt其灵敏度应为AthbIxUkAthbxRkR)(2)(2maxmaxumaxmax其中,t为节距,表示相邻两线绕线的距离。•由式可以看出,线性线绕电位器的电阻灵敏度和电压灵敏度除与电阻率ρ有关外,还与骨架尺寸h和b、导线横截面积A(导线直径d）、绕线节距t等结构参数有关;电压灵敏度还与通过电位器的电流I的大小有关。发动机机油压力传感器（电位器式）•发动机机油压力传感器用于检测发动机机油压力的大小，它一般通过螺钉拧入在缸体的油道里，其内部有一个可变电阻，一端输出信号，一端与搭铁的滑动臂相连。当油压增大时，油压通过润滑油道接口推动膜片弯曲，膜片推动滑动臂移动到低电阻位置，使电路中的输出电流增大；反之，油压降低时，膜片推动滑动臂移动到高电阻位置，使电路中输出电流减小，最终在机油压力表上将机油压力的大小以指针指示出来，如图所示。节气门位置传感器(电位器式）•节气门位置传感器又称为节气门开度传感器或节气门开关。其主要功用是检测出发动机是处于怠速工况还是负荷工况，是加速工况还是减速工况。它实质上是一只可变电阻器和几个开关，安装于节气门体上。线性输出型节气门位置传感器的结构与原理•线性输出型节气门位置传感器也叫可变电阻式节气门位置传感器，其结构如下图所示，由活动触点1、活动触点2、电阻器、节气门轴、接线插头等组成。传感器的两个活动触点与节气门轴联动，分别是用于测量节气门开度的活动触点1和用于确定节气门全闭位置时的活动触点2。•当活动触点随节气门的打开而改变电位器的电阻值时，其输出电压与节气门的开度成正比例增大•节气门位置传感器的工作原理如图所示。当节气门逐渐(向右)打开时，活动触点也向右移动，电路中所串人的电阻值逐渐减小，输出电压增大；反之，输出电压减小。通过这种方式。将其输出信号送至电子控制装置输入端，由它来控制喷油器的开闭时间，以满足汽车加速时发动机所要求供给的燃油量。翼片式空气流量传感器（电位器式）•翼片式空气流量传感器又称翼片式或活门式空气流量传感器，是利用力矩平衡原理和电位器原理开发研制的机械式传感器，已生产使用多年，具有结构简单、价格便宜、可靠性高的优点，广泛用于丰田皇冠、佳美、子弹头、马自达等轿车的燃油喷射系统中。它主要由翼片部分、电位计部分和接线端子三部分组成，其结构如图所示。•翼片部分。翼片式空气流量传感器的翼片部分包括测量翼片(在主空气道内旋转)和缓冲翼片(在缓冲室内偏转，对翼片起阻尼作用，当发动机吸入的空气量急剧变化和气流脉动时，减小翼片的脉动）两者铸成一体，如图所示。•电位计部分。电位计位于空气流量传感器上壳体上方，内有平衡配重、滑臂、复位弹簧、调整齿圈和印制电路板等，其结构如图所示。翼片式空气流量传感器的工作原理•翼片式空气流量传感器的工作原理如下图所示。当空气通过传感器的主通道时，叶片将受吸人空气气流的压力和回位弹簧的弹力共同作用，节气门开度增大时，空气流量增大，气流压力将增大，此压力作用在翼片上使其偏转，令其转角d逐渐增大，直到气流的压力和回位弹簧的弹力平衡。与此同时，电位计的滑臂与翼片转轴同轴旋转，使接线端子Vc与Vs之间的电阻减小，使其分压电压Us的值降低。当吸入空气的流量减小时，翼片转角α减小，接线端子Vc与Vs之间的电阻增大，Us电压值升高。这样，发动机电控单元ECU就可根据空气流量传感器输出的Us/Ub的信号大小感知空气流量的大小。Us/Ub的电压比值与空气流量成反比，其变化关系如下图所示。