《汽车传感器的分类》PPT课件

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1、汽车传感器的分类焦建刚传感器及其特征基本概念：一个传感器大部分情况下是把一个非电的被测量值转换成一个电量值。常常也会把传感器称为“转换器”。它能把一个测量获得的能量形式转换成另一种能量形式。这样的转换实现通常不会是无错的，因为它除了接收到被测量值外，它还会接收到干扰量。典型的干扰量，例如传感器的温度漂移，或传感器的供电电压漂移，它们会影响输出的电信号。传感器输入量输出信号干扰量传感器静态特性与动态特性一个传感器的静态特性的可视描述是它的特性曲线。它描述的传感器的行为是不包括动态效应的，例如不涉及输入信号和输出

2、信号之间的延滞时间。线性特性曲线有门限的输出信号带磁滞的非线性特性曲线X递增时走曲线下边，X递减时走曲线上边。阶跃式特性曲线为了正确达到传感器的指标，除了一个基本的特性曲线的描述外，还要确定它的允许输入值和允许输出值的范围。当测量信号处于允许值范围以外时，传感器的行为也必须被确定，这是为了保证有一个稳定的汽车功能。传感器的需求小尺寸结构和高灵活性。安装与密封问题外部安装的传感器对通常的汽车外部环境，热的和化学的特性。从化学上，能防水、抗盐水、抗清洁剂；同时对于石块的撞击不至于受损伤。传感器应具备的特性持久的稳

3、定性（repeatability）精确性（accuracy）特定的工作范围（operatingrange）具有线形特性（linearity）传感器接口感应式传感器电压接口模拟量比例放大接口双线接口三线接口传感器在总线系统上的挂接感应式传感器电压接口这个传感器本身仅是一个转换器，它的信号调理要在控制单元里完成。这类传感器的难点在于输出电压在极大范围内摆动，在行车过程中，低转速时输出仅几毫伏，至高转速时达十几伏。模拟量比例放大接口一个具有比例放大接口的传感器，它产生的测量信号电压与传感器供电电压成比例变化，传感器

4、供电电压是由控制单元提供的。这个电压也同时用作为控制单元的A/D转换器的参考电压。如果这个电压有所波动，则传感器的输出信号电压也随之波动，同时A/D转换的数字化的基准电压也随之波动。带比例放大接口的传感器原理图具有比例放大电压接口的压力传感器的特性曲线左图所示是一个压力传感器的特性曲线，传感器具有比例放大电压接口，图上部和下部是两个故障带。这个压力传感器的信号调理把信号限制在供电电压的10%和90%之间。双线接口具有双线接口的传感器的输出信号是电流编码（电流数字信号）。~4-8所示的是一个双线接口的读取原理图

5、。这样的接口出现在，例如，车轮转蓥传感器上（参看4.6.4）。信号齿轮（它的齿起磁极作用——译者注）提供的信号习期，通过传感器的电流从I，变换到I。，然后再回到I．。这里I-表示低电流水平，。为高电流水平(参看图4—9(a))。除了电流水平的信息计数外，电流信号边沿内位置还有可能通过脉宽调制的方法继续用于产生附加信息(参看图4-9(b)，4-I(。))，附加信息可以是车轮旋转方向，或者是传感器的一个解调信息。可以对产生的离散信号进行编码（计算脉冲数），这个脉冲是借助于车轮转速传感器产生的。除了这种测量方法外，

6、连续量还可以通过固定频率在脉冲“脉宽”(Duty-Cycle，也称有荷区)上进行计数，脉宽比（占空比——译者注）D由下式计算出来。双线接口的优点是导线传输损耗很小，控制单元内布线又十分简单。通过双绞电缆接驳的双线接口使传感器对抗电磁场的干扰十分强壮。三线接口三线接口根据输出三极管的线路常常被称为“开路集电极接口”(Open-Collector-Interface)，或“开路漏极接口”(Open-Drain-Interface)。图4-10所示的是这种接口的线路图，当输出三极管截止时，控制单元内的上拉电阻把电压

7、US拉升到线路电压Up。如果输出三极管导通，三极管内阻相对于上拉电阻小很多，它把输出电压拉到地线上。与双线接口类似，同样可以在脉宽上，进行离散信息编码，连续量信息编码，或是频率信号编码。Us为传感器信息，UP是加在上拉电阻RP上的线路电压，UV是传感器供电电压，输出三极管也可以用场效应管三线接口的优点特别体现在，通过外部上拉电阻的调整，可以调整信号边沿的陡峭度。基于这个本质，系统可优化地调节电磁感应关系曲线，使它的斜度达到要求的精度。与双线接口相反，其缺点是接插件和电缆的成本提高了。发动机转速、变速箱转速、曲

8、轴位置、加速踏板位置和制动踏板位置中采用三线接口。传感器在总线系统上的挂接随着汽车中网络联接的增加，以及传感器信号在不同系统里多重联网的情况的增加，现开发了很多新的传感器，其自身内部集成了总线接口。总线上通信方法的优点体现在大大降低了接插件和电缆的成本。由于加入到总线系统中，大大地提高了传感器的灵活性，使得各种型号汽车都能轻松地安装这同一个高配置的器件，因为作为一总线模块通常无需再进行特别的修改，无