德國EPRO傳感器規格型號齊全

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一、 傳感器概述

傳感器的概念：指能感受規定的物理量，并按照一定規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置。簡單的說，傳感器即使把非電量轉換成電量的裝置。

汽車傳感器的工作條件極為惡劣，因此，傳感器能否可靠地工作至關重要。在該領域中，理論研究及材料應用發展迅速，半導體和金屬膜技術研究及材料應用技術發展迅速，半導體和金屬膜技術、陶瓷燒結技術等得到迅猛發展。智能化、集成化和數字化將是傳感器的未來發展趨勢。

傳感器通常由敏感元件、轉換元件及測量電路組成。敏感元件是指能直接感受被測量的部分。轉換元件是指能將非電量轉換成電量的部分。有些敏感元件可以直接輸入電量。測量電路是指將轉換元件輸入的電量經過處理，以便進行顯示、記錄和控制的部分。測量電路中較多的使用電橋電路。比如后面要講到的式空氣流量計。

傳感器的種類比較多，像我們一般碰到的傳感器一般有：

溫度傳感器（冷卻水溫度傳感器THW，進氣溫度傳感器THA）；

流量傳感器（空氣流量傳感器，燃油流量傳感器）；

進氣壓力傳感器MAP

節氣門位置傳感器TPS

發動機轉速傳感器

車速傳感器SPD

曲軸位置傳感器（點火正時傳感器）

氧傳感器

爆震傳感器（KNK）

德國EPRO傳感器規格型號齊全

傳感器的特征參數也有很多，且不同類型的傳感器，其特征參數的定義和要求也各有差異。下面我們來介紹一些主要的、通用的靜態特性參數指標的定義。

1、 靈敏度

概念：靈敏度是指溫態時傳感器輸出量y與輸入量x之比，或者是傳感器輸出量y的增量與輸入量x的增量之比。

靈敏度用K表示為K=dy/dx，線性傳感器的靈敏度為一常數，而非線性的傳感器的靈敏度是隨輸入量變化的。

2、 分辨率

概念：傳感器在規定的測量范圍內能夠檢測出的被測量的zui小變化量。

由于分辨率要受到嘈聲的限制，我們就用相當于 嘈聲電平N若干倍C 的被測量表示分辨率，即M=CN/K，式中，M為zui小檢測量；C取1-5。

3、 測量范圍和量程

在允許的誤差范圍內，被測量的下限到上限之間的范圍稱為測量范圍。上限值與下限值之差稱為量程。

4、 線性度（非線性誤差）

在規定的條件下，傳感器校準曲線與擬和直線間的zui大偏差與滿量程輸出值的百分比，稱為線性度或非線性度誤差。

5、 遲滯

遲滯是指在相同的條件下，傳感器的正行程特性與反行程特性的不一致程度。

6、 重復性

重復性是指在同一工作條件下，輸入量按同一方向在全測量范圍內連續變化多次所得特性曲線的不一致性。

7、 零漂和溫漂

零漂是指在無輸入或輸入為某一定值時，每隔一段時間，其輸入值偏離原示值的zui大偏差與滿量程的百分比。

溫漂是指溫度每升高1度，傳感器輸出值的zui大偏差與滿量程的百分比。

二、空氣流量傳感器

為了形成符合要求的混合氣，使空燃比達到*值，我們就必須對發動機進氣空氣流量進行控制。下面我們來介紹一下幾種常用的空氣流量傳感器。

1、 風門式空氣流量計

這種空氣流量計安裝在空氣濾清器和節氣門之間。

作用：檢測吸入空氣量的多少，并把檢測結果轉換成電信號。

組成：風門式空氣流量計由兩大部分組成，一是擔任檢測任務的風門部分（看圖2-4a），二是擔任轉換任務的電位計（看圖2-4b）。

節氣門與電位計之間的關系圖

由圖2-4a可知，空氣流量計的風門部分由測量葉片、緩沖葉片及殼體組成。測量葉片隨空氣流量的變化在空氣主通道內偏轉。電位計部分主要由電位計、回位彈簧、調整齒圈等組成。

由節氣門與電位計之間的關系圖可知，風門式空氣流量計是根據空氣流動產生的壓力差將風門葉片推開的原理進行工作的。而電位計與風門葉片是同軸的，所以當葉片偏轉時，電位計滑臂必然轉動。由于轉軸一端裝有螺旋回位彈簧，當其彈力與吸入空氣流量對測量葉片產生的推力平衡時，風門葉片就會處于某一個穩定偏轉位置，而電位計滑臂也處于鍍膜電阻的某一對應位置。

如下圖是葉片式空氣流量計的檢測圖，蓄電池的電壓經主繼電器加到空氣流量計的VB端子上，Vc端子的電壓加到電子控制器上，其值是由VB與 Vc間的電阻、Vc與E2之間的電阻來決定的，當然Vc端子的電阻稍稍要低于VB端子的電壓，且大致為一定值。VS端子的電壓隨動觸點的移動而變化。也就是說，風門葉片的開度大時，VS端子的電壓升高；當開度減少時，VS端子的電壓下降。VS端子電壓是理解空氣流量計時的一個重要數據。電子控制器根據Vc端子電壓和VS端子電壓之差與蓄電池VB端子電壓比來求得進氣量，見下式Q=K（Vc-VS）/VB，式中Q為進氣量，K為系數，Vc 、VS、 VB分別是Vc 、VS、 VB的端子電壓。

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在豐田1G-EU型發動機上，電子控制器的VB-E2間的電壓約為12V，VC-E2之間的電壓為8-9V。在風門全閉時，VS-E2間的電壓約為1.7V。在風門全開時，VS-E2間的電壓約為6.5V。VC-E2曲線與VS-E2曲線之間的距離越短，風門開度越大。

下面我們在對空氣流量計的各部位加以說明，我們來看書上圖2-4a。

在圖中空氣流量計葉片下側還有一個旁通空氣通道。當主空氣道內的節流閥將主空氣通道幾乎全閉時，允許有少量的空氣由此流過。在旁通空氣道上還設有一個怠速調節螺釘（CO調節螺釘），可以調節通過旁通道的空氣量，以調節怠速工況下的混合氣濃度。此怠速調節螺釘與節流閥旁通道的怠速調整螺釘的作用是不同的。節流閥旁通道的怠速調整螺釘所調整的是怠速進氣量，此進氣量是由空氣流量計計量過的，調整它可以使進入發動機的混合氣增多或減少，從而控制發動機轉速，但混合氣濃度基本不變。而空氣流量計中的旁通道的空氣流量計使不由流量計計量的，當此旁通道截面面積變大時，流過葉片的空氣量相對變少，也就是經過傳感器計量的空氣減少，因而就使噴油量減少，從而使混合氣變稀。因此，調節此螺釘改變的是混合氣濃度，也就是空燃比，從而調節怠速時的廢氣排放。值得注意的是，此螺釘大多數在出廠時已經鉛封，是不可調的。在一些有ISCV（怠速控制閥）的發動機中，沒有此螺釘，ECU通過控制ISCV來實現對轉速的控制。

發動機起動、吸入空氣以后，電位計內的燃油泵開關觸點閉合，使燃油泵的供電線路接通，燃油泵開始工作。當發動機停止、不吸入空氣時，燃油泵觸點斷開，燃油泵停止工作。即根據風門的工作狀態控制燃油泵電源。

風門式空氣流量計的結構簡單、可靠性高，但進氣阻力大，響應較慢且體積較大。

2、 卡門旋渦式空氣流量計

卡門旋渦式空氣流量計的原理圖如下：

渦流式空氣流量傳感器是利用超聲波或光電信號，通過檢測旋渦頻率來測量空氣流量的一種傳感器。

*，當野外架空的電線被風吹時，就會發出“嗡、嗡”的聲音，且風速越高聲音頻率越高，這是氣體流過電線后形成旋渦（即渦流）所致。液體、氣體等流體均會產生這種現象。

同樣，如果我們在進氣道中放置一個渦流發生器，比如說一個柱狀物，在空氣流過時，在渦流發生器后部將會不斷產生如圖所示的兩列旋轉方向相反，并交替出現的旋渦。這個旋渦就稱為卡門旋渦。

卡門旋渦式空氣流量計就是利用這種這種旋渦形成的原理，測量氣體流速，并通過流速的測量直接反映空氣流量。

對于一臺具體的卡門旋渦式空氣流量計，有如下關系式：qv=kf , qv為體積流量，f為單列旋渦產生的頻率，k為比例常數，它與管道直徑，柱狀物直徑等有關。由這個關系式可知，體積流量與卡門渦流傳感器的輸出頻率成正比。利用這個原理，我們只要檢測卡門旋渦的頻率f，就可以求出空氣流量。

根據旋渦頻率的檢測方式的不同，汽車用渦流式空氣流量傳感器分為超聲波檢測式和光學式檢測式兩種。例如，中國大陸進口的豐田凌志LS400型轎車和中國臺灣進口的皇冠3.0型轎車采用了光電檢測渦流式空氣流量器；日本三菱吉普車和韓國現代轎車采用了超聲波檢測渦流式空氣流量傳感器。

（1） 光學式卡門旋渦空氣流量計

光學式卡門旋渦空氣流量計的工作原理圖可以看書上圖2-7。（具體結構可視情況講述）

現代物理學光的粒子說認為，光是一種具有能量的粒子流，當物體受到光照射時，由于吸收了光子能量而產生的效應，稱為光電效應。光敏晶體管是一種半導體器件，它的特點就是受到光的照射時，它們都會產生內光電效應的光生伏特現象，從而產生電流。

工作原理：在產生卡門旋渦的過程中，旋渦發生器兩側的空氣壓力會發生變化，通過導孔作用在金屬箔上，從而使其振動，發光二極管的光照在振動的金屬箔上時，光敏晶體管接收到的金屬箔上的反射光是被旋渦調制的光，再由光敏晶體管輸出調制過的頻率信號，這種頻率信號就代表了空氣的流量信號。

（2） 超聲波式卡門旋渦式空氣流量計

超聲波是指頻率高于20HZ，人耳聽不到的機械波。它的特性就是方向性好，穿透力強，遇到雜質或物體分界面會產生顯著的反射，譬如自然界里的蝙蝠，鯨魚等動物都是通過超聲波來進行方位定向的。利用這種物理特性，我們可以把一些非電量轉換成聲學參數，通過壓電元件轉換成電量。

超聲波式卡門旋渦式空氣流量計的工作原理與光學式卡門旋渦空氣流量計的工作原理大致相同，只是光學元件換成了聲學元件。

在日常生活中，常常會遇到這樣的現象，即當順著風向喊話人時，對方很容易聽到；而逆著風向喊人時，對方就不容易聽到。這是因為前者的空氣流動方向與聲波的前進方向相同，聲波被加速的結果，而后者是聲波受阻而減速的結果。在超聲波式流量傳感器中，同樣存在著這種現象。

工作原理是：在旋渦發生器下游管路兩側相對安裝超聲波發射探頭和超聲波接收探頭，超聲波發射探頭不斷向超聲波接收探頭發出一定頻率（一般為40KHZ）的超聲波，當超聲波通過進氣氣流到達超聲波接收器時，由于受到氣流移動速度及壓力變化的影響，因此接收到的超聲波信號的相位（時間間隔）以及相位差（時間間隔之差）就會發生變化，集成控制電路根據相位或相位差的變化情況計量出渦流的頻率。渦流頻率信號輸入ECU后，ECU就可以計算出進氣量。

3、 式空氣流量計

構成：我們來看書上的結構圖，它的基本構成包括感知空氣流量的白金、根據進氣溫度進行修正的溫度補償電阻（冷線）、控制電流的控制電路以及殼體等。根據白金在殼體內安裝部位的不同，可分為安裝在空氣主通道內的主流測量方式和安裝在空氣旁通道內的旁通道測量方式。

式空氣流量計是利用空氣流過熱金屬線時的冷卻效應工作的。將一根鉑絲置于進氣空氣流中，當恒定電流通過鉑絲使其加熱后，如果流過鉑絲周圍的空氣增加，金屬絲溫度就會降低。如果要使鉑絲的溫度保持恒定，就應根據空氣量調節的電流，空氣流量越大，需要的電流越大。下面的圖是主流測量方式的式空氣流量計的工作原理圖。其中RH為是直徑為0.03-0.05的細鉑絲（），RK是作為溫度補償的冷線電阻。RA和RA是精密線橋電阻。四個電阻共同組成一個惠斯登電橋。在實際工作中，代表空氣流量的加熱電流是通過電橋中的RA轉換成電壓輸出的。當空氣以恒定流量流過時，電源電壓使保持在一定溫度，此時電橋保持平衡。當有空氣流動時，由于RH的熱量被空氣吸收而變冷，其電阻值發生變化，電橋失去平衡。此時，放大器即增加通過鉑絲的電流，直到恢復原來的溫度和電阻值，使電橋重新平衡。由于電量的增加，RA的電壓增加，這樣就在RA上得到了代表空氣流量的新的電壓輸出。

進氣溫度的任何變化都會使電橋失去平衡。為此，在靠近的空氣流中，設有一個補償電阻絲（冷線）。冷線補償電阻的溫度起一個參照值的作用。在工作中，放大器會使溫度高出進氣溫度100度。式空氣流量計長期使用，會使上積累雜質。為此，在式流量計上采用了燒盡措施解決這個難題。每當發動機熄火時，ECU自動接通空氣流量計殼體內的電子電路，被自動加熱，使其溫度在1S內升高了1000度。由于燒盡溫度必須是非常的，因此，在發動機熄火后4S后，該電路才被接通。

這種空氣流量計由于沒有運動部件，因此工作可靠，而且響應特性較好；缺點是在空氣流速分布不均勻時誤差較大。

4、 熱膜式空氣流量計

式空氣流量計雖然可以提供的進氣空氣流量，但造價太高，主要用于轎車，為了滿足精度高，結構簡單，造價又便宜的要求，德國博世公司厚膜工藝，開發出了熱膜式空氣流量計。熱膜式空氣流量計的工作原理與式空氣流量計類似，都是用惠斯登電橋工作的。所不同的是熱膜式空氣流量計不用鉑金作為，而是將電阻、補償電阻和線橋電阻用厚膜工藝集中在一塊陶瓷片上。這種空氣流量計已大量使用于各種電控汽油噴射系統中。