汽車電子學車用傳感器概述

目錄同濟大學汽車學院CollegeofAutomotive,TongjiUniversity車用傳感器

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車用傳感器概述傳感器分傳感器及其工作原理類位置測量傳感器及其工作原理速度轉(zhuǎn)速傳感器及其工作原理溫度傳感器及其工作原理電流傳感器及其工作原理目錄汽車電子學車用傳感器

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車用傳感器車用傳感器概述傳感器分傳感器及其工作原理類位置測量傳感器及其工作原理速度轉(zhuǎn)速傳感器及其工作原理溫度傳感器及其工作原理電流傳感器及其工作原理2車用傳感器概述工程測試技術(shù)模擬電子技術(shù)信號處理技術(shù)自動控制理論基礎(chǔ)“科學是從測量開始的”-門捷列夫賀桂芳．汽車與工程機械用傳感器．北京：人民交通出版社．2002．3發(fā)動機：向發(fā)動機的電子控制單元（ECU）提供發(fā)動機的工作狀況信息，對發(fā)動機工作狀況進行精確控制溫度、壓力、位置、轉(zhuǎn)速、流量、氣體濃度和爆震傳感器等

汽車傳感器：汽車電子控制系統(tǒng)的信息源，關(guān)鍵部件，核心技術(shù)內(nèi)容普通轎車：約安裝幾十到近百只傳感器，豪華轎車：傳感器數(shù)量可多達二百余只。

底盤：控制變速器系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)、動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動防抱死系統(tǒng)等車速、踏板、加速度、節(jié)氣門、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、水溫、油溫車身：提高汽車的安全性、可靠性和舒適性等溫度、濕度、風量、日照、加速度、車速、測距、圖象等車用傳感器概述檢測技術(shù)在汽車中的應(yīng)用日新月異4車用傳感器概述溫度傳感器冷卻水、吸氣、排氣、車內(nèi)外空氣、發(fā)動機機油流量傳感器吸入空氣量、燃油流量、排氣再循環(huán)量、二次空氣量壓力傳感器進氣歧管絕對壓力、大氣壓力、發(fā)動機油壓、燃燒混合氣壓、制動液壓、輪胎氣壓位置傳感器曲軸位置、節(jié)氣門位置、排氣再循環(huán)閥開量、行駛方位、踏板位置、轉(zhuǎn)向液位傳感器冷卻水、燃油、機油、電解液、制動液、洗窗器液速度、加速度傳感器發(fā)動機轉(zhuǎn)速、車速、輪速、加速度、負加速度其他傳感器氣體濃度傳感器、爆震、濕度、電流、雨滴、光照、轉(zhuǎn)矩汽車常用傳感器的種類和檢測對象5車用傳感器概述汽車常用傳感器空氣質(zhì)量流量傳感器壓力傳感器加速度傳感器胎壓傳感器6目錄汽車電子學車用傳感器

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車用傳感器車用傳感器概述傳感器分傳感器及其工作原理類位置測量傳感器及其工作原理速度轉(zhuǎn)速傳感器及其工作原理溫度傳感器及其工作原理電流傳感器及其工作原理7汽車電子控制系統(tǒng)是典型的測控系統(tǒng)。測量系統(tǒng)是此類系統(tǒng)的重要組成。測量一般由以下環(huán)節(jié)組成。傳感器分類和組成傳感器測量原理8傳感器分類和組成“傳感器”定義為能感受被測量，并按一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成輸出信號的器件或裝置，它通常有敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。有時也將信號調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)換電路作為傳感器的組成部分。V傳感器定義思考題：請列舉你已知的傳感器轉(zhuǎn)換原理9分類法型式說明按構(gòu)成原理分類結(jié)構(gòu)型物性型以轉(zhuǎn)換元件結(jié)構(gòu)參數(shù)變化實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換以轉(zhuǎn)換元件物理特性變化實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換按能量關(guān)系分類能量轉(zhuǎn)換型能量控制型傳感器輸出量直接由被測量能量轉(zhuǎn)換而來傳感器輸出量能量由外部能源提供，但受輸入量控制按工作原理分電阻式電容式電感式壓電式磁電式熱電式光電式光纖式利用電阻參數(shù)變化實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換利用電容參數(shù)變化實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換利用電感參數(shù)變化實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換利用壓電效應(yīng)實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換利用電磁感應(yīng)原理實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換利用熱電效應(yīng)實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換利用光電效應(yīng)實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換利用光纖特性參數(shù)變化實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換按被測量分類長度、角度、振動、位移、壓力、溫度、流量、距離、速度等以被測量命名（即按用途分類）按輸出量分類模擬式數(shù)字式輸出量為模擬信號（電壓、電流、……）輸出量為數(shù)字信號（脈沖、編碼、……）傳感器分類和組成傳感器的分類101)按被測測量分類機械量:長長度,厚度度,位移,速度,加加速度,旋轉(zhuǎn)角,轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù),質(zhì)量量,重量,力,壓力,真空空度,力矩矩,風速,流速,流量;聲:聲聲壓,噪聲.磁:磁磁通,磁場.溫度:溫溫度,熱熱量,比熱熱.光：亮亮度，色色彩傳感器分類類和組成傳感器的分分類11機械式,電電氣式,光光學式,流流體式等.2)按工作作的物理基基礎(chǔ)分類:傳感器分類類和組成傳感器的分分類12能量轉(zhuǎn)換型和能量控制型.3)按信號變換特征:能量轉(zhuǎn)換型型:直接由被測測對象輸入入能量使其其工作.例如:熱電電偶溫度計計,壓電式式加速度計計.能量控制型型:從外部供給給能量并由由被測量控控制外部供給能量的的變化.例例如:電阻阻應(yīng)變片.傳感器分類類和組成傳感器的分分類134)按敏感感元件與被被測對象之之間的能量量關(guān)系:物性型:依靠敏感元元件材料本本身物理性性質(zhì)的變化化來實現(xiàn)信信號變換.如:水銀溫溫度計.結(jié)構(gòu)型:依靠傳感器器結(jié)構(gòu)參數(shù)數(shù)的變化實實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變.例如:電容容式和電感感式傳感器器.傳感器分類類和組成傳感器的分分類14目錄汽車電子學學車用傳感器器AutomotiveSensors車用傳感器器車用傳感器器概述傳感器分傳傳感器及其其工作原理理類位置測量傳傳感器及其其工作原理理速度轉(zhuǎn)速傳傳感器及其其工作原理理溫度傳感器器及其工作作原理電流傳感器器及其工作作原理15位置測量傳傳感器及其其工作原理理位置傳感器器采集不同同形式運動動部件的行行程位置和和角度位置置，它在汽汽車用的所所有傳感器器中居首位位。測量參數(shù)測量范圍汽油機上節(jié)氣門角度90°加速踏板、制動踏板角度30°燃油箱液面高度20~50cm離合器位置50mm轉(zhuǎn)向角度±2×360°車用位置傳傳感器也用用來間接測測量一些變變量，如扭扭矩、流量量、轉(zhuǎn)速等等。16利用金屬導(dǎo)導(dǎo)線電阻或或薄膜電阻阻的長度與與電阻值的的正比對應(yīng)應(yīng)關(guān)系實現(xiàn)現(xiàn)對位置的的測量，這這是典型的的結(jié)構(gòu)型傳傳感器。1變阻器器式傳感器器位置測量傳傳感器及其其工作原理理EE117位置測量傳傳感器及其其工作原理理如圖所示，，利用滑動動變速器Rl和電壓壓表V測量量一位置，，R0為保保護電阻。。測量電路路的總電壓壓為12V?；瑒幼冏冏杵麟婋妷簤罕韮?nèi)阻。。計算測測量電壓El對應(yīng)位位置x的關(guān)關(guān)系。例題：變阻器式式傳感器的的負載效應(yīng)應(yīng)解：代入18變換原理:將被測量量的變化轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為電容容量變化兩平行極板板組成的電電容器,它它的電容量量為:+++Aδ、A或εε發(fā)生變化化時，都會會引起電容容的變化。。2電容式式傳感器位置測量傳傳感器及其其工作原理理19a)極距δδ變化型++++++位置測量傳傳感器及其其工作原理理2電容式式傳感器b)面積變變化型c)介質(zhì)變變化型角位移型平面線位移型柱面線位移型.20位置測量傳傳感器及其其工作原理理例題：比較不同測測量原理的的靈敏度解：根據(jù)靈靈敏度定義義公式和電電容公式可以分別求求出相對面面積，間隙隙和介質(zhì)的的介電常數(shù)數(shù)的靈敏度度對與面積對與間隙對與間隙常數(shù)常數(shù)間隙的靈敏敏度21測量電路a)電橋電電路b)諧振振電路c)運算算放大器電電路位置測量傳傳感器及其其工作原理理2電容式式傳感器22無接觸式位位置傳感器器，其基本本工作原理理是將位移移變化轉(zhuǎn)化化為等效阻阻抗或差動動阻抗變化化，通過在在線圈輸入入端輸入交交變激勵信信號可測得得上述阻抗抗值，進而而實現(xiàn)對位位置測量分類:電感式傳感器自感型可變磁阻型渦流式互感型位置測量傳傳感器及其其工作原理理3磁感式式傳感器23a)自感型型--可變變磁阻式（（活動鐵芯芯式）位置測量傳傳感器及其其工作原理理3磁感式式傳感器活動鐵芯式式傳感器的的基本原理理改變氣隙隙的長度來來改變磁通通量的大小小。由于激激勵線圈在在電路中相相當于一個個電感，所所以最后可可以通過對對電感變化化的測量得得到位置的的變化。。例題：活動鐵芯式式位置傳感感器的基本本表達式和和其靈敏度度解：根據(jù)磁磁路歐姆定定律：磁阻有兩部部分組成，，分別是鐵鐵芯和氣隙隙。由磁阻阻公式：其中為相對對磁導(dǎo)率，，為真真空中的磁磁電導(dǎo)率24位置測量傳傳感器及其其工作原理理例題：活動鐵芯式式位置傳感感器的基本本表達式和和其靈敏度度由于鐵芯的的磁阻相對對于空氣的的磁阻可以以忽略不計計?？諝獾牡南鄬Υ艑?dǎo)導(dǎo)率為1。式中A為氣隙的橫橫截面積，，再由電感感公式其靈敏度為為代入得得到圖像。。25b)自感型型--渦流流式原理:渦流流效應(yīng)渦流效應(yīng)是是指處于交交變磁場中中的閉合鐵鐵芯會產(chǎn)生生感應(yīng)電流流，形成渦渦電流。渦渦電路會部部分抵消線線圈產(chǎn)生的的磁場，使使敏感元件件勵磁線圈圈的電感量量、阻抗和和品質(zhì)因數(shù)數(shù)發(fā)生變化化。原線圈的等效阻抗Z變化：位置測量傳傳感器及其其工作原理理3磁感式式傳感器26位置測量傳傳感器及其其工作原理理例題：渦流式位置置傳感器的的基本表達達式有一個扁平平線圈距離離金屬導(dǎo)體體x的距離離，線圈兩兩段加以的的電壓,線圈圈于金屬導(dǎo)導(dǎo)體之間可可以定一個個互感系數(shù)數(shù)M，它隨隨x的減小小而增大。。求等效阻阻抗的表達達式。解：把導(dǎo)體體看成一個個短路線圈圈，將其結(jié)結(jié)構(gòu)簡化為為如右圖的的電路路圖。根據(jù)據(jù)克西荷夫夫定律：式中R1、、L1———線圈的電電阻和電感感；R2、L2——金屬屬導(dǎo)體的電電阻和電感感27位置測量傳傳感器及其其工作原理理例題：渦流式位置置傳感器的的基本表達達式解得由表達式我我們可以看看出線圈受受到渦電流流影響后的的等效阻抗抗為等效電阻等效電感28c）互感感型WW1W2Esx-x工作原理:互感現(xiàn)象象.位置測量傳傳感器及其其工作原理理3磁感式式傳感器EwEout29目錄汽車電子學學車用傳感器器AutomotiveSensors車用傳感器器車用傳感器器概述傳感器分傳傳感器及其其工作原理理類位置測量傳傳感器及其其工作原理理速度轉(zhuǎn)速傳傳感器及其其工作原理理溫度傳感器器及其工作作原理電流傳感器器及其工作作原理30速度轉(zhuǎn)速傳傳感器及其其工作原理理轉(zhuǎn)速和速度度傳感器測測量單位時時間哪物體體轉(zhuǎn)過的角角度或者移移動的位移移。在汽車車上大多測測量兩物體體間或相對對道路的相相對角度或或相對位移移。主要測量原原理靜磁式磁敏磁阻型霍爾式光電式電磁感應(yīng)式式31

金屬或半導(dǎo)體薄片置于磁場中，當有電流流過時，在垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電動勢，這種物理現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。

霍爾效應(yīng)

速度/轉(zhuǎn)速速傳感器及及其工作原原理1霍爾式式:32汽車速度測測量:速度/轉(zhuǎn)速速傳感器及及其工作原原理1霍爾式式:33分類電磁感應(yīng)式動圈式磁阻式線速度型角速度型N速度/轉(zhuǎn)速速傳感器及及其工作原原理1電磁感感應(yīng)式:電磁感應(yīng)式式傳感器是是把被測量量的物理量量轉(zhuǎn)換為感感應(yīng)電動勢勢的一種轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器。它所利用的的就是法拉拉第電磁感感應(yīng)現(xiàn)象，，即變化磁磁通量產(chǎn)生生感應(yīng)電動動勢的現(xiàn)象象。341例題：：推導(dǎo)測速電電機轉(zhuǎn)速與與電壓的關(guān)關(guān)系式。速度/轉(zhuǎn)速速傳感器及及其工作原原理電磁感應(yīng)式式的代表就就是測速電電機。是屬屬于動圈式式角速度型型傳感器。。測速電機的的結(jié)構(gòu)類似似于永磁交交流發(fā)電機機，其簡化化結(jié)構(gòu)如圖圖所示，其其發(fā)電線圈圈于被測物物體的軸心心相連。其其感應(yīng)電勢勢e于磁通量Φ的變化率成成正比，即即：設(shè)線圈轉(zhuǎn)速速為n，那那么穿越線線圈的磁通通量為感應(yīng)電動勢勢35光電傳感器器通常是指指能敏感到到由紫外線線到紅外線線光的光能能量，并能能將光能轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化成電信信號的器件件。其工作作原理是基基于一些物物質(zhì)的光電電效應(yīng)。內(nèi)光電效應(yīng)應(yīng)半導(dǎo)體材料料受到光照照時會產(chǎn)生生電子-空空穴對,使使其導(dǎo)電性性能增強,光線愈強強，阻值愈愈低，這種種光照后電電阻率發(fā)生生變化的現(xiàn)現(xiàn)象,稱為為內(nèi)光電效效應(yīng)。速度/轉(zhuǎn)速速傳感器及及其工作原原理3光電式式傳感器外光電效應(yīng)應(yīng)在電磁波的的照射下，，某些物質(zhì)質(zhì)內(nèi)部的電電子會被光光子激發(fā)向向外發(fā)射而而形成電流流。+++---PN光敏電阻光電池36速度/轉(zhuǎn)速速傳感器及及其工作原原理1---光源；；2---柱面面鏡；3---碼碼盤；4---狹縫；；5---元件件原理：平行行光源→碼碼盤→光光電元件→→電信號輸輸出光學碼盤式式傳感器---用用光電方方法將被測測角位移轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化成數(shù)字字電信號3光電式式傳感器a)絕對編編碼器37測量電路：編碼碼制：十進制碼---0123456789二進制碼---00000001001000110100格雷碼碼---循環(huán)碼碼：相鄰兩兩數(shù)只有一一位不同每次只有一一位變化→→轉(zhuǎn)換放大→足足夠電平平，驅(qū)動動整形→接接近理想想方波細分→提提高分辨辨率（光學學+電路））多位碼同時時動作→同同步誤差→→錯碼讀數(shù)直觀，，不易電路路處理直觀，易于于后續(xù)電路路和計算機機處理速度/轉(zhuǎn)速速傳感器及及其工作原原理3光電式式傳感器a)絕對編編碼器38結(jié)構(gòu)：與絕對對編碼器類類似碼道：最外(A)---增量量碼道：透透光扇形區(qū)區(qū)→分辨率率中間(B)---辨向碼碼道：錯開開半個扇形形區(qū)最內(nèi)(Z)---零位碼碼道：透光光狹縫→基基準脈沖應(yīng)用：相對位置置測量---角度、、直線位置置，位移、速度度測量特點：結(jié)構(gòu)簡單單、精度高高、分辨率率高，可靠靠性好，脈沖數(shù)字輸輸出，測量量范圍無限限速度不高（（最高幾千千轉(zhuǎn)/分））怕振動---丟丟數(shù)速度/轉(zhuǎn)速速傳感器及及其工作原原理3光電式式傳感器b)相對編編碼器39目錄汽車電子學學車用傳感器器AutomotiveSensors車用傳感器車用傳感器概概述傳感器分傳感感器及其工作作原理類位置測量傳感感器及其工作作原理速度轉(zhuǎn)速傳感感器及其工作作原理溫度傳感器及及其工作原理理電流傳感器及及其工作原理理40溫度傳感器及及其工作原理理溫度傳感器一一般與被測介介質(zhì)直接、緊緊密地接觸，，以便可能精精確地測量介介質(zhì)溫度。特特定情況下也也使用無接觸觸式的溫度傳傳感器，器依依據(jù)物體的熱熱輻射，如熱熱成像計等。。幾乎所有的物物理特性(電電阻，體積)都隨溫度變變化，所以有有很多測溫方方法。但在實實際應(yīng)用中應(yīng)應(yīng)滿足的要求求有：溫度靈敏度較較高；輸入入-輸出特性性良好，較較大的測溫范范圍，環(huán)境境適應(yīng)性好測量介質(zhì)測溫范圍/℃冷卻液-40~130機油油溫-40~170廢氣100~1000空調(diào)蒸發(fā)器-10~5041溫度分類:應(yīng)用:測溫接觸測溫非接觸測溫熱輻射測溫熱傳導(dǎo)測溫壓電效應(yīng)熱阻效應(yīng)熱電勢效應(yīng)金屬熱電阻半導(dǎo)體熱敏電阻熱電偶溫度度傳感器壓電陶瓷（熱熱釋電效應(yīng)））→敏感元元件→電參數(shù)數(shù)光電效應(yīng)紅外溫度傳感感器、光纖溫度傳傳感器熱電阻電渦流傳感器器PN結(jié)熱電效效應(yīng)熱敏二極管/三極管、集成溫度傳感感器工作原理：溫度傳感器及及其工作原理理42熱電阻原理與與特性:要求：（1）溫度系系數(shù)、電阻率率較高→提提高靈敏度度，體積小，，反應(yīng)快（2）理化性性能穩(wěn)定→→提高穩(wěn)定定性和準確性性，復(fù)現(xiàn)性好好（3）良好的的輸入-輸出出特性→線線性/接近近線性，測量量精度高（4）良好的的工藝性→→批量生產(chǎn)產(chǎn)，降低成本本材料：純金屬屬---鉑鉑、銅、鎳、、鐵（5）較大的的測溫范圍→→特別是是在低溫范圍圍溫度傳感器及及其工作原理理1.熱電阻原理：熱能熱電阻阻電電阻值溫度熱熱電阻阻阻值43特點：0~+850℃：0~-200℃：：應(yīng)用：(1)在高高溫和氧化介介質(zhì)中性能極極為穩(wěn)定，易易于提純，工工藝性好(2)輸入入輸出特性接接近線性(4)貴重重金屬，成本本較高標準溫度計，，高精度工業(yè)業(yè)測溫，高低低溫測試構(gòu)成：金屬鉑絲(0.02~0.07mm)繞制成線線圈(3)測量量精度高：<0℃:±1℃、0~100℃℃:±0.5℃、100~650℃:±±0.5%R0：0℃時的溫溫度–標標準值(Pt100,Pt500)a)鉑電阻(Pt)溫度傳感器及及其工作原理理1.熱電阻44特點：-50~180℃：：應(yīng)用：(1)易于于提純，在-50~150℃范范圍內(nèi)性能穩(wěn)穩(wěn)定，價格低低(2)輸入入輸出特性接接近線性:(3)電阻阻率低（為鉑鉑電阻的1/6），體積積較大(Cu50,Cu100)(4)高溫溫易被氧化，，易被腐蝕(5)測量量精度低于鉑鉑電阻：-50~50℃℃:±0.5℃、50~150℃:±±1%小范圍，較低低溫度，測量量精度要求低低，沒有浸蝕蝕性介質(zhì)，代代替鉑構(gòu)成：金屬鉑絲(0.02~0.07mm)繞制成線線圈b)銅電阻(Cu)R0：0℃時的溫溫度–標標準值溫度傳感器及及其工作原理理1.熱電阻45材料：特點：分類：（1）溫度系系數(shù)大→靈靈敏度高（為熱電阻10~100倍）（2）結(jié)構(gòu)簡簡單，體積小小→可以以測量點溫度度（3）電阻率率高、熱慣性性小→適適于動態(tài)測溫溫（4）易于維維護、使用壽壽命長→→適于現(xiàn)現(xiàn)場測溫（5）互換性性差，非線性性嚴重，精度度低正溫度系數(shù)熱熱敏電阻(PTC)負溫度系數(shù)熱熱敏電阻(NTC)臨界溫度系數(shù)數(shù)熱敏電阻(CTR)半導(dǎo)體---半導(dǎo)體體熱電阻（6）成本低低，應(yīng)用廣泛泛溫度傳感器及及其工作原理理2.熱敏電阻阻非線性46測溫原理———熱敏電阻例題：NTC熱敏電阻的溫溫度電阻關(guān)系系和靈敏度已知一種熱敏敏電阻的溫度度和電阻變化化規(guī)律為式中；判別它是那一一種熱敏電阻阻并畫出溫度度電阻函數(shù)圖圖像和靈敏度度解：假設(shè)它在0℃℃時，具有的的電阻量為1000歐姆姆；B取1000；溫度電阻關(guān)系系式：靈敏度為：47測溫原理———熱敏電阻例題：NTC熱敏電阻的溫溫度電阻關(guān)系系和靈敏度可以看出其電電阻——溫度度變化曲線可可近似表示成成指數(shù)變化曲曲線。溫度變化系數(shù)數(shù)，，電阻隨溫溫度變化劇烈烈減小，故稱稱NTC負溫溫度系數(shù)熱敏敏電阻。48熱敏電阻的應(yīng)應(yīng)用家用電器電熨斗、電冰箱、電飯煲、洗衣機、電暖壺、烘干機、電烤箱、空調(diào)機、電熱毯、熱水器、熱得快、電磁爐、汽車電子電子噴油嘴、空調(diào)機、發(fā)電機防熱裝置、電熱座椅測量儀器流量計、風速表、真空計、濃度計、濕度計、空氣傳感器、環(huán)境監(jiān)測儀、辦公設(shè)備復(fù)印機、傳真機、打印機、掃描儀農(nóng)業(yè)園藝溫室控制、人工氣候箱、烘干系統(tǒng)、醫(yī)療器具體溫計、人工透析、散熱系統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)電動機過熱保護、溫度傳感器及及其工作原理理2.熱敏電阻阻49溫度傳感器及及其工作原理理3.熱電偶(1)工作作原理:溫差電勢：σA-溫差系數(shù)TA,TB-A、B兩節(jié)節(jié)點絕對溫度度k-波爾茲曼曼常數(shù)e-電子電電荷量NA,NB-導(dǎo)體AB的的自由電子密密度→材料T-節(jié)點絕對對溫度接觸電勢：不同導(dǎo)體→自自由電子密度度不同→擴散散→帕爾帖電勢同一導(dǎo)體→兩兩端溫度不同同→電子遷移移（高→低低）→湯姆遜電勢塞貝克效應(yīng)，，即如果在兩兩根金屬導(dǎo)線線兩端間有不不同的溫度,則其兩端形形成熱電勢。。帕爾貼接觸電動勢湯姆遜溫差電電動勢塞貝克熱電勢50溫度傳感器及及其工作原理理若兩種導(dǎo)體相同：σA=σB→E=0若兩端無溫差：T=T0→E=0兩種情況TT0TTV導(dǎo)體不同兩端溫差測溫條件在由于電動勢勢和溫差的關(guān)關(guān)系非常復(fù)雜雜，在實際應(yīng)應(yīng)用時，一般般使用一級近近似即可。其其溫差電動勢勢為：式中C———塞貝克系數(shù)數(shù)，與材料特特性相關(guān)的比比例系數(shù)3.熱電偶51常用熱電偶金屬材料：材料測溫范圍特點應(yīng)用鉑鐒10純鉑0~1000℃準確性高，成本高工業(yè)銥鐒10純銥0~2100℃科學研究銥鐒40鉑鐒400~1900℃氧化、中性氣體鎳鐵鎳銅50~500℃<50℃無電勢火災(zāi)報警鎳鉻康銅-200~900℃各種場合鎳鉻鎳硅-50~1300℃電勢大，線性好各種場合、常用銅康銅-200~400℃各種場合鎳鉻金鐵-270~10℃低溫銅金鐵-270~-250℃靈敏度高低溫溫度傳感器及及其工作原理理3.熱電偶52(3)熱電電偶結(jié)構(gòu)：a)普通熱熱電偶：應(yīng)用：測量氣氣體、蒸汽、、液體等介質(zhì)質(zhì)溫度結(jié)構(gòu)：1-熱熱電極2-絕緣套管管3-保護套管管4-接線線盒b)鎧裝熱熱電偶：結(jié)構(gòu)：熱電極極+絕緣緣材料+金屬保護護套特點：細長(1~3mm)，可以彎彎曲，撓性好好，強度高測端熱容量小小，動態(tài)響應(yīng)應(yīng)快(0.01s)，應(yīng)用：適于狹狹小空間、點點溫度c)其他熱熱電偶：薄膜熱電偶、、浸入式熱電電阻、溫度傳感器及及其工作原理理3.熱電偶53目錄汽車電子學車用傳感器AutomotiveSensors車用傳感器車用傳感器概概述傳感器分傳感感器及其工作作原理類位置測量傳感感器及其工作作原理速度轉(zhuǎn)速傳感感器及其工作作原理溫度傳感器及及其工作原理理電流傳感器及及其工作原理理54電流傳感器及及其工作原理理為了改善環(huán)境境污染，石油油枯竭等狀況況，新能源汽汽車成了未來來汽車的一個個重要發(fā)展方方向。新能源汽車一一般都使用電電動方式來代代替?zhèn)鹘y(tǒng)發(fā)動動機，那么電電動汽車無接接觸式電流檢檢測將成為汽汽車傳感器的的一個重要發(fā)發(fā)展。55電流傳感器及及其工作原理理1.變壓器式式變壓器本來利利用電磁感應(yīng)應(yīng)的原理來改改變交流電壓壓的裝置，主主要構(gòu)件是初初級線圈、次次級線圈和鐵鐵芯。在測量電路中中，可以將被被測電線作為為初級線圈，，對次級線圈圈進行電流的的檢測。無接觸式電流流檢測的方法法一般有分為為兩種：霍爾爾式和變壓器器是。56電流傳感器及及其工作原理理2.霍爾式霍爾式電流傳傳感器一般是是基于電流磁磁效應(yīng)現(xiàn)象，，即在直線電電路周圍會形形成環(huán)形磁場場。利用霍爾爾傳感器來測測定環(huán)路磁場場的大小來判判定被測電路路的大小