學習任務九 汽車傳感器電路控制與檢測講解

學習任務九汽車傳感器電路控制與檢測《汽車電工電子技術》CONTENTS目錄1光電轉(zhuǎn)速傳感器電路控制與檢測熱敏溫度傳感器電路控制與檢測2任務描述一直以來，傳感器技術被廣泛地應用在日常信息、通信、汽車、醫(yī)療等外圍精密設備上，其中又以汽車工業(yè)中的車用傳感器產(chǎn)品最為突出。一般使用在車上的傳感器是以行車計算機系統(tǒng)作為輸入裝置，它將汽車運行中各種工作狀況信息，包括車速、車況、各種介質(zhì)的溫度、發(fā)動機運轉(zhuǎn)等信息，轉(zhuǎn)換成電信號輸送給ECU。傳感器是汽車電子控制系統(tǒng)關鍵。本任務以車用傳感器為主介紹傳感器的基本知識。學習目標12知識目標分析傳感器的基本概念；光電轉(zhuǎn)速傳感器在汽車上的應用；霍爾傳感器在汽車上的應用；熱敏溫度傳感器在汽車上的應用；會分析光電式轉(zhuǎn)速傳感器的原理并檢測；會分析霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的原理并檢測；會分析熱敏溫度傳感器的原理并檢測。34123能力目標規(guī)范課堂6S管理；養(yǎng)成團隊協(xié)作的好習慣；養(yǎng)成獨立思考問題的好習慣；能與同學密切合作，規(guī)范安全地完成學習活動。素質(zhì)目標123401光電轉(zhuǎn)速傳感器電路控制與檢測任務描述1光電耦合器簡稱光耦，是一種典型的電→光→電轉(zhuǎn)換器件，通常用作速度、頻率傳感器，汽車上的應用也非常廣泛。本子任務主要通過實例講解，理論與實操相結合，對光電式轉(zhuǎn)速傳感器原理、作用、應用進行學習。任務目標2建議學時：2學時。能理解光電傳感器的結構與原理；1分析光電傳感器的電路原理；2會使用萬用表檢測光電耦合器。3光電耦合器的原理及應用一１.光電耦合器光電耦合器是以光為媒介傳輸電信號的一種電→光→電轉(zhuǎn)換器件。它由發(fā)光源和受光器兩部分組成。把發(fā)光源和受光器組裝在同一密閉的殼體內(nèi)，彼此間用透明絕緣體隔離。發(fā)光源的引腳為輸入端，受光器的引腳為輸出端，常見的發(fā)光源為發(fā)光二極管，受光器為光敏二極管、光敏三極管等。光電耦合器的種類較多。常見有光電二極管型、光電三極管型、光敏電阻型、光控晶閘管型、光電達林頓型、集成電路型等。圖9-1所示是光敏元件電子積木板。光電耦合器的原理及應用一２.光電耦合器的原理及特點光電耦合器又稱光電隔離器或光耦合器，簡稱光耦。它是以光為媒介來傳輸電信號的器件，通常把發(fā)光器(紅外線發(fā)光二極管LED)與受光器(光敏半導體管)封裝在同一管殼內(nèi)。當輸入端加電信號時發(fā)光器發(fā)出光線，受光器接受光線之后就產(chǎn)生光電流，從輸出端流出，從而實現(xiàn)了“電→光→電”轉(zhuǎn)換。光電耦合器的原理及應用一３.光耦開關的應用電路對于開關電路，往往要求控制電路和開關電路之間要有很好的電隔離，這對于一般的電子開關來說是很難做到的，但采用光電耦合器就很容易實現(xiàn)了。圖9-2ａ)所示電路就是用光電耦合器組成的簡單開關電路。圖9-2ｂ)所示電路則為“帶閉”狀態(tài)。二極管的極性判斷與好壞檢測二１.光電式轉(zhuǎn)速傳感器結構圖9-3所示為光電式轉(zhuǎn)速傳感器。二極管的極性判斷與好壞檢測二２.光電式轉(zhuǎn)速傳感器工作原理如圖9-4所示，光源(發(fā)光二極管)經(jīng)隨車輪傳動的光柵盤變?yōu)閿嗬m(xù)光，致使光斷續(xù)器中的光敏三極管通斷運行，經(jīng)電路的放大整形后，輸出與轉(zhuǎn)速成比例的方波脈沖列。光電式轉(zhuǎn)速傳感器在汽車上的應用三圖9-5所示為車速表電路圖，光電式轉(zhuǎn)速傳感器的作用是將輸出與轉(zhuǎn)速成比例的方波脈沖列經(jīng)過信號處理后，在汽車車速表上顯示出當前車速。任務實施4任務實施１.組織方式(１)場地設施：每小組對應一套電器實驗設施、一張實訓工作臺。(２)實訓工具：萬用表、線束、鋰離子電池一塊，光敏元件電路板、光傳感器電路板。(３)學生組織：教師指導，按各實例知識講解及實訓進行自評、互評。(４)檢查實訓任務：真實、完整、有效。一、任務準備(１)遵守場地安全規(guī)定，注意用電安全。(２)插拔電氣元件時一定要斷電操作。(３)在接線、拆線時，嚴禁用力拉扯線束。

2.注意事項任務實施4任務實施二、操作步驟根據(jù)學習工作頁，結合實訓指導書，按下列步驟完成實施。(１)檢測光耦電路；(２)檢測光電式傳感器電路。任務小結5任務小結(１)光電耦合器是以光為媒介傳輸電信號的一種電→光→電轉(zhuǎn)換器件。它由發(fā)光源和受光器兩部分組成。把發(fā)光源和受光器組裝在同一密閉的殼體內(nèi)，彼此間用透明絕緣體隔離。發(fā)光源的引腳為輸入端，受光器的引腳為輸出端，常見的發(fā)光源為發(fā)光二極管，受光器為光敏二極管、光敏三極管等。(２)光電耦合器又稱光電隔離器或光耦合器，簡稱光耦。(３)光耦可應用于光耦開關、光電式傳感器。(４)光電傳感器用于車速表，光電式轉(zhuǎn)速傳感器的作用是將輸出與轉(zhuǎn)速成比例的方波脈沖列經(jīng)過信號處理后，在汽車車速表上顯示出當前車速。02熱敏溫度傳感器電路控制與檢測任務描述1溫度傳感器廣泛應用于世界上各種車型的汽車電控系統(tǒng)中，是最主要的傳感器之一。主要安裝在進氣管或空氣流量計內(nèi)，將溫度轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘栞斎虢oECU。本子任務主要通過實例講解，理論與實操相結合，對溫度傳感器原理、作用、應用進行學習，并分析發(fā)動機冷卻循環(huán)水溫度監(jiān)控。任務目標2建議學時：2學時。能理解熱敏電阻的作用；1會分析NTC、PTC熱敏電阻的特性；2會檢測熱敏電阻；3知道溫度傳感器的作用及類型；4分析發(fā)動機冷卻循環(huán)水溫度監(jiān)控。6分析溫度傳感器的應用；5熱敏電阻的作用一熱敏電阻是半導體材料摻入適當?shù)慕饘傺趸?，根?jù)所要求的形狀，在1000℃以上的高溫下燒結而成的，它是電阻式溫度傳感器的一種，在工作溫度范圍內(nèi)，其電阻值隨溫度升高而增加的熱敏電阻稱為正溫度系數(shù)(PTC)熱敏電阻；其電阻值隨溫度升高而減少的熱敏電阻稱為負溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻。在臨界溫度時，其阻值發(fā)生躍變的稱為臨界溫度熱敏電阻(CTR)。圖9-6所示為熱敏電阻電子積木板。熱敏電阻的特點二(１)靈敏度較高，其電阻溫度系數(shù)要比金屬大10~100倍，能檢測出6~10℃的溫度化。(２)工作溫度范圍寬，常溫器件適用于-55~315℃，高溫器件適用溫度高于315℃(目前最高可達到2000℃)，低溫器件適用于-273~-55℃。(３)體積小，能夠測量其他溫度計無法測量的空隙、腔體及生物體內(nèi)血管的溫度。(４)使用方便，電阻值可在0.1~100ｋΩ之間任意選擇。(５)易加工成復雜的形狀，可大批量生產(chǎn)。(６)穩(wěn)定性好、過載能力強。溫度傳感器的概述與分類三１.汽車上的溫度傳感器應用在汽車上的溫度傳感器有冷卻液溫度傳感器、進氣溫度傳感器、排氣溫度傳感器、油溫度傳感器、蒸發(fā)器出口溫度傳感器和車內(nèi)(外)溫度傳感器等。其作用是檢測氣體、液體的溫度，并把檢測結果轉(zhuǎn)換成電信號輸入給ECU。汽車上的冷卻液、進氣管、蒸發(fā)器出口、車內(nèi)外等處的溫度檢測普遍采用NTC

熱敏電阻。２.溫度傳感器的類型按照結構原理分類，溫度傳感器有熱電耦式、線繞電阻式、熱敏電阻式等。其特點是:(１)線繞電阻式溫度傳感器精度高，但響應特性差。(２)熱敏電阻式溫度傳感器靈敏度高，響應特性較好，但線性差，適應溫度較低。(３)熱電偶溫度傳感器精度高，測量溫度范圍寬，但需要配合放大器和冷端處理器使用。熱敏電阻式溫度傳感器在汽車上的應用四熱敏電阻式冷卻液溫度傳感器一般安裝在發(fā)動機缸體、缸蓋的水套或節(jié)溫器殼內(nèi)并伸入水套中，與冷卻液接觸，用來檢測發(fā)動機的冷卻液溫度。冷卻液溫度傳感器內(nèi)部是一個半導體熱敏電阻。熱敏電阻式冷卻液溫度傳感器的外觀與結構如圖9-7ａ)所示，這種傳感器是利用熱敏電阻阻值隨溫度的變化而變化這一特性來檢測溫度的。傳感器的溫度特性如圖9-7ｂ)所示。熱敏電阻式進氣溫度傳感器的應用于檢測五１.進氣溫度傳感器的結構進氣溫度傳感器的結構如圖9-8所示；進氣溫度傳感器的外觀如圖9-9所示。熱敏電阻式進氣溫度傳感器的應用于檢測五２.進氣溫度傳感器的作用該傳感器在電控燃油噴射系統(tǒng)中測量進氣溫度，并輸入到ECU用以修正體積型空氣流量傳感器由于大氣溫度變化帶來的進氣質(zhì)量檢測的誤差。熱敏電阻式進氣溫度傳感器的應用于檢測五３.進氣溫度傳感器的安裝進氣溫度傳感器的安裝位置有三種情況:(１)在D型EFI系統(tǒng)中,安裝在空氣濾清器之后的進氣管上。(２)在L型EFI系統(tǒng)中,安裝在空氣流量計內(nèi)。(３)將進氣溫度傳感器安裝在進氣壓力傳感器內(nèi)。如桑塔納2000型轎車。安裝位置結構如圖9-10所示。安裝位置外觀如圖9-11所示。熱敏電阻式進氣溫度傳感器的應用于檢測五４.進氣溫度傳感器的應用及檢測如圖9-12所示，當信號THA的電壓高時，熱敏電阻值大，ECU可判斷進氣溫度低，空進氣溫度傳感器原理圖氣密度大。單位體積的空氣質(zhì)量大，同樣的進體積流量，則進氣質(zhì)量流量大，應適量增加噴油量，反之，適量減少噴油量。任務實施4任務實施一、任務準備１.組織方式(１)場地設施：每小組對應一套實驗設施、一張實訓工作臺。(２)實訓工具：萬用表、線束、鋰離子電池一塊，敏感電阻板、NTC溫度傳感器特性實訓板、汽車冷卻液溫度傳感器特性實訓板。(３)學生組織：教師指導，按各實例知識講解及實訓進行自評、互評。(４)檢查實訓任務：真實、完整、有效。(１)遵守場地安全規(guī)定，注意用電安全。(２)插拔電氣元件時一定要斷電操作。(３)正確使用萬用表。(４)在接線、拆線時，嚴禁用力拉扯線束。

2.注意事項任務實施4任務實施二、操作步驟根據(jù)學習工作頁，結合實訓指導書，按下列步驟完成實施。(１)檢測熱敏電阻的特性。(２)檢測NTC溫度傳感器特性。任務小結5任務