傳感器的多方面應(yīng)用

傳感器在現(xiàn)代汽車中的應(yīng)用1、汽車結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程概述

汽車類型繁多，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，大體可分為發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤和電氣設(shè)備三大部分，可分成燃料系、點(diǎn)火系、傳動(dòng)系、轎廂系等幾個(gè)系統(tǒng)，每一部分均安裝有許多檢測(cè)和控制用的傳感器。汽車底盤示意圖后輪懸掛傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)福特林肯Navigator底盤發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軸排氣管前剎車盤后輪懸掛減速箱汽車發(fā)動(dòng)機(jī)

發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的動(dòng)力裝置，其作用是使吸入的燃料燃燒而產(chǎn)生動(dòng)力，通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)，使汽車行駛。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)主要由汽缸、燃料系、點(diǎn)火系、起動(dòng)系、冷卻系及潤(rùn)滑系等組成。汽車的工作過(guò)程均是在電控單元ECU控制下進(jìn)行的。

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的解剖圖與發(fā)動(dòng)機(jī)配套使用的各種傳感器進(jìn)氣壓力傳感器曲軸位置傳感器進(jìn)氣壓力、溫度傳感器ECU結(jié)構(gòu)

a）外形

b）ECU內(nèi)部原理框圖及輸入/輸出信號(hào)

各種ECU外形

汽車ECU的應(yīng)用

ECU用于控制方向盤的助力系統(tǒng)ECU在汽車四輪獨(dú)立懸掛避振中的應(yīng)用前懸掛后懸掛

為了減小汽車在崎嶇的道路上的顛簸，提高舒適性，ECU還能根據(jù)四個(gè)車輪的獨(dú)立懸掛系統(tǒng)的受力情況，控制油壓系統(tǒng)，調(diào)節(jié)四個(gè)車輪的高度，跟蹤地面的變化，保持轎廂的平穩(wěn)。

汽車ECU的應(yīng)用（續(xù)）

ECU用于防碰撞和控制安全氣囊

傳感器將速度、距離等與碰撞有關(guān)的參數(shù)傳送給ECU。汽車避撞系統(tǒng)原理框圖安全氣囊ECU在接收到碰撞傳感器的信號(hào)后，打開(kāi)折疊式安全氣囊。折疊式安全氣囊2、傳感器在汽車運(yùn)行中的作用

空氣系統(tǒng)中的傳感器

為了得到最佳的燃燒狀態(tài)和最小的排氣污染，必須對(duì)油氣混合氣中的空氣-燃油比例（空燃比）進(jìn)行精確的控制?？諝庀到y(tǒng)中傳感器的作用是計(jì)量和控制發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒所需要的空氣量?？諝膺M(jìn)氣量還與油門踏板有關(guān)。駕駛員通過(guò)操作油門踏板控制進(jìn)氣道的節(jié)氣門開(kāi)度，以改變進(jìn)氣流通截面積，從而控制進(jìn)氣量，由此控制發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。ECU必須知道節(jié)氣門的開(kāi)度，才能控制噴油器的噴油量。空氣流量傳感器

空氣流量傳感器有多種類型，使用較多的有熱絲式氣體測(cè)速儀以及卡門渦街流量計(jì)。

節(jié)氣門及節(jié)氣門角位移開(kāi)度傳感器節(jié)氣門角度位移傳感器節(jié)氣門

受ECU控制的噴油器汽車水溫傳感器

氧含量傳感器在汽車中的應(yīng)用

當(dāng)汽車節(jié)氣門的開(kāi)合度不正確時(shí)，汽缸中的燃油燃燒可能不正常。通過(guò)測(cè)量尾氣的氧含量，并將信號(hào)傳輸給ECU，從而改變節(jié)氣門的開(kāi)合度，使燃油的燃燒達(dá)到最佳工況?，F(xiàn)代汽車還在排氣總管前端安裝一只氧含量傳感器。當(dāng)排氣中的氧含量不足時(shí)，由ECU控制增大空燃比，改變油氣濃度，提高燃燒效率，減少黑煙污染。氧含量傳感器及其在汽車中的安裝位置

排氣總管

傳感器在汽車ABS中的作用

當(dāng)汽車緊急剎車時(shí)，使汽車減速的外力主要來(lái)自地面作用于車輪的摩擦力，即所謂的地面附著力。而地面附著力的最大值出現(xiàn)在車輪接近抱死而尚未抱死的狀態(tài)。這就必須設(shè)置一個(gè)“防抱死制動(dòng)系統(tǒng)”又稱為ABS。ABS由車輪速度傳感器、ECU以及電—液控制閥等組成。ECU根據(jù)車輪速度傳感器來(lái)的脈沖信號(hào)控制電液制動(dòng)系統(tǒng)，使各車輪的制動(dòng)力滿足少量滑動(dòng)但接近抱死的制動(dòng)狀態(tài)，以使車輛在緊急剎車時(shí)不致失去方向性和穩(wěn)定性。汽車防抱死解決方案剎車裝置汽車防抱死使用效果及注意事項(xiàng)在用力緊急剎車時(shí)，ABS自動(dòng)啟動(dòng)。使用ABS能改善剎車效果使用ABS前易發(fā)生“甩尾”汽車防側(cè)滑系統(tǒng)

汽車在行駛過(guò)程中必須保持驅(qū)動(dòng)車輪在冰雪等易滑路面上的穩(wěn)定性并防止側(cè)偏力的產(chǎn)生，故在前后四個(gè)車輪中安裝有車輪速度傳感器（轉(zhuǎn)速傳感器）。當(dāng)發(fā)生側(cè)滑時(shí)，ECU分別控制有關(guān)車輪的制動(dòng)控制裝置及發(fā)動(dòng)機(jī)功率，提高行駛的穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向操作性。

安裝防側(cè)滑傳感器前后比較防側(cè)滑系統(tǒng)涉及到的的傳感器

汽車在雪地中的安全行駛有賴于防側(cè)滑系統(tǒng)

汽車性能測(cè)試儀表及各點(diǎn)信號(hào)

汽車部件的檢測(cè)現(xiàn)代汽車性能測(cè)試用的部分儀表ECU模擬信號(hào)發(fā)生器ECU歷史記錄讀出器（汽車故障診斷儀）汽車性能測(cè)試儀表汽車尾氣分析儀

電噴系統(tǒng)清洗測(cè)試儀三、傳感器在機(jī)器人中的應(yīng)用

機(jī)器人是由計(jì)算機(jī)控制的復(fù)雜機(jī)器，它具有類似人的肢體及感官功能；動(dòng)作程序靈活；有一定程度的智能；在工作時(shí)可以不依賴人的操縱。機(jī)器人傳感器在機(jī)器人的控制中起了非常重要的作用，正因?yàn)橛辛藗鞲衅?，機(jī)器人才具備了類似人類的知覺(jué)功能和反應(yīng)能力。

類別檢測(cè)內(nèi)容應(yīng)用目的傳感器件明暗覺(jué)是否有光，亮度多少判斷有無(wú)對(duì)象，并得到定量結(jié)果光敏管、光電斷續(xù)器色覺(jué)對(duì)象的色彩及濃度利用顏色識(shí)別對(duì)象的場(chǎng)合彩色攝影機(jī)、濾色器、彩色CCD位置覺(jué)物體的位置、角度、距離物體空間位置，判斷物體移動(dòng)光敏陣列、CCD等形狀覺(jué)物體的外形提取物體輪廓及固有特征，識(shí)別物體光敏陣列、CCD等接觸覺(jué)與對(duì)象是否接觸，接觸的位置決定對(duì)象位置，識(shí)別對(duì)象形態(tài)，控制速度，安全保障，異常停止，尋徑光電傳感器、微動(dòng)開(kāi)關(guān)、薄膜接點(diǎn)、壓敏高分子材料壓覺(jué)對(duì)物體的壓力、握力、壓力分布控制握力，識(shí)別握持物，測(cè)量物體彈性壓電元件、導(dǎo)電橡膠、壓敏高分子材料力覺(jué)機(jī)器人有關(guān)部件（如手指）所受外力及轉(zhuǎn)矩控制手腕移動(dòng)，伺服控制，正確完成作業(yè)應(yīng)變片、導(dǎo)電橡膠接近覺(jué)對(duì)象物是否接近，接近距離，對(duì)象面的傾斜控制位置，尋徑，安全保障，異常停止光傳感器、氣壓傳感器、超聲波傳感器、電渦流傳感器、霍爾傳感器滑覺(jué)垂直握持面方向物體的位移，重力引起的變形修正握力，防止打滑，判斷物體重量及表面狀態(tài)球形接點(diǎn)式、光電旋轉(zhuǎn)傳感器、角編碼器、振動(dòng)檢測(cè)器機(jī)器人傳感器分類

傳感器在機(jī)器人身上的分布

能踢球的機(jī)器人對(duì)運(yùn)動(dòng)的球類有正確反應(yīng)的機(jī)器人能打網(wǎng)球的機(jī)器人機(jī)器人足球比賽能行走的機(jī)器人服務(wù)機(jī)器人機(jī)器人伴舞機(jī)器人奏樂(lè)可愛(ài)的小機(jī)器人能上臺(tái)階并避