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1、学习任务九 汽车传感器电路控制与检测汽车电工电子技术目录1光电转速传感器电路控制与检测热敏温度传感器电路控制与检测2任务描述1任 务 描 述1一直以来，传感器技术被广泛地应用在日常信息、通信、汽车、医疗等外围精密设备上，其中又以汽车工业中的车用传感器产品最为突出。一般使用在车上的传感器是以行车计算机系统作为输入装置，它将汽车运行中各种工作状况信息，包括车速、车况、各种介质的温度、发动机运转等信息，转换成电信号输送给ECU。传感器是汽车电子控制系统关键。本任务以车用传感器为主介绍传感器的基本知识。学习目标1学 习 目 标212知识目标分析传感器的基本概念；光电转速传感器在汽车上的应用；霍尔传感器
2、在汽车上的应用；热敏温度传感器在汽车上的应用；会分析光电式转速传感器的原理并检测；会分析霍尔转速传感器的原理并检测；会分析热敏温度传感器的原理并检测。34123能力目标1学 习 目 标2规范课堂6S管理；养成团队协作的好习惯；养成独立思考问题的好习惯；能与同学密切合作，规范安全地完成学习活动。素质目标123401光电转速传感器电路控制与检测任 务 描 述1光电耦合器简称光耦，是一种典型的电光电转换器件，通常用作速度、频率传感器，汽车上的应用也非常广泛。本子任务主要通过实例讲解，理论与实操相结合，对光电式转速传感器原理、作用、应用进行学习。任 务 目 标2建议学时：2学时。能理解光电传感器的结构
3、与原理；1 分析光电传感器的电路原理；2会使用万用表检测光电耦合器。31知 识 准 备3光电耦合器的原理及应用光电耦合器的原理及应用一.光电耦合器 光电耦合器是以光为媒介传输电信号的一种电光电转换器件。它由发光源和受光器两部分组成。把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内，彼此间用透明绝缘体隔离。发光源的引脚为输入端，受光器的引脚为输出端，常见的发光源为发光二极管，受光器为光敏二极管、光敏三极管等。光电耦合器的种类较多。常见有光电二极管型、光电三极管型、光敏电阻型、光控晶闸管型、光电达林顿型、集成电路型等。图 9-1所示是光敏元件电子积木板。1知 识 准 备3光电耦合器的原理及应用光电耦合器的原
4、理及应用一.光电耦合器的原理及特点 光电耦合器又称光电隔离器或光耦合器，简称光耦。它是以光为媒介来传输电信号的器件，通常把发光器(红外线发光二极管LED)与受光器(光敏半导体管)封装在同一管壳内。当输入端加电信号时发光器发出光线，受光器接受光线之后就产生光电流，从输出端流出，从而实现了“电光电”转换。1知 识 准 备3光电耦合器的原理及应用光电耦合器的原理及应用一.光耦开关的应用电路 对于开关电路，往往要求控制电路和开关电路之间要有很好的电隔离，这对于一般的电子开关来说是很难做到的，但采用光电耦合器就很容易实现了。图 9-2)所示电路就是用光电耦合器组成的简单开关电路。图 9-2)所示电路则为
5、“带闭”状态。1知 识 准 备3二极管的极性判断与好坏检测二极管的极性判断与好坏检测二.光电式转速传感器结构图 9-3所示为光电式转速传感器。1知 识 准 备3二极管的极性判断与好坏检测二极管的极性判断与好坏检测二.光电式转速传感器工作原理 如图9-4所示，光源(发光二极管)经随车轮传动的光栅盘变为断续光，致使光断续器中的光敏三极管通断运行，经电路的放大整形后，输出与转速成比例的方波脉冲列。1知 识 准 备3光电式转速传感器在汽车上的应用光电式转速传感器在汽车上的应用三 图 9-5所示为车速表电路图，光电式转速传感器的作用是将输出与转速成比例的方波脉冲列经过信号处理后，在汽车车速表上显示出当前
6、车速。任 务 实 施4任务实施任务实施.组织方式()场地设施：每小组对应一套电器实验设施、一张实训工作台。()实训工具：万用表、线束、锂离子电池一块，光敏元件电路板、光传感器电路板。()学生组织：教师指导，按各实例知识讲解及实训进行自评、互评。()检查实训任务：真实、完整、有效。一、任务准备()遵守场地安全规定，注意用电安全。()插拔电气元件时一定要断电操作。()在接线、拆线时，严禁用力拉扯线束。2.注意事项任 务 实 施4任务实施任务实施二、操作步骤根据学习工作页，结合实训指导书，按下列步骤完成实施。()检测光耦电路；()检测光电式传感器电路。任 务 小 结5任务小结任务小结()光电耦合器是
7、以光为媒介传输电信号的一种电光电转换器件。它由发光源和受光器两部分组成。把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内，彼此间用透明绝缘体隔离。发光源的引脚为输入端，受光器的引脚为输出端，常见的发光源为发光二极管，受光器为光敏二极管、光敏三极管等。()光电耦合器又称光电隔离器或光耦合器，简称光耦。()光耦可应用于光耦开关、光电式传感器。()光电传感器用于车速表，光电式转速传感器的作用是将输出与转速成比例的方波脉冲列经过信号处理后，在汽车车速表上显示出当前车速。02热敏温度传感器电路控制与检测任 务 描 述1温度传感器广泛应用于世界上各种车型的汽车电控系统中，是最主要的传感器之一。主要安装在进气管或空气
8、流量计内，将温度转变为电压信号输入给ECU。本子任务主要通过实例讲解，理论与实操相结合，对温度传感器原理、作用、应用进行学习，并分析发动机冷却循环水温度监控。任 务 目 标2建议学时：2学时。能理解热敏电阻的作用；1会分析NTC、PTC热敏电阻的特性；2会检测热敏电阻；3知道温度传感器的作用及类型；4分析发动机冷却循环水温度监控。6分析温度传感器的应用；51知 识 准 备3热敏电阻的作用热敏电阻的作用一热敏电阻是半导体材料掺入适当的金属氧化物，根据所要求的形状，在 1000以上的高温下烧结而成的，它是电阻式温度传感器的一种，在工作温度范围内，其电阻值随温度升高而增加的热敏电阻称为正温度系数(P
9、TC)热敏电阻；其电阻值随温度升高而减少的热敏电阻称为负温度系数(NTC)热敏电阻。在临界温度时，其阻值发生跃变的称为临界温度热敏电阻(CTR)。图9-6所示为热敏电阻电子积木板。1知 识 准 备3热敏电阻的特点热敏电阻的特点二()灵敏度较高，其电阻温度系数要比金属大 10 100倍，能检测出610 的温度化。()工作温度范围宽，常温器件适用于-55315，高温器件适用温度高于315(目前最高可达到2000)，低温器件适用于-273-55。()体积小，能够测量其他温度计无法测量的空隙、腔体及生物体内血管的温度。()使用方便，电阻值可在 0.1100 之间任意选择。()易加工成复杂的形状，可大批
10、量生产。()稳定性好、过载能力强。1知 识 准 备3温度传感器的概述与分类温度传感器的概述与分类三.汽车上的温度传感器应用在汽车上的温度传感器有冷却液温度传感器、进气温度传感器、排气温度传感器、油温度传感器、蒸发器出口温度传感器和车内(外)温度传感器等。其作用是检测气体、液体的温度，并把检测结果转换成电信号输入给 ECU。汽车上的冷却液、进气管、蒸发器出口、车内外等处的温度检测普遍采用 NTC 热敏电阻。.温度传感器的类型按照结构原理分类，温度传感器有热电耦式、线绕电阻式、热敏电阻式等。其特点是:()线绕电阻式温度传感器精度高，但响应特性差。()热敏电阻式温度传感器灵敏度高，响应特性较好，但线
11、性差，适应温度较低。()热电偶温度传感器精度高，测量温度范围宽，但需要配合放大器和冷端处理器使用。1知 识 准 备3热敏电阻式温度传感器在汽车上的应用热敏电阻式温度传感器在汽车上的应用四热敏电阻式冷却液温度传感器一般安装在发动机缸体、缸盖的水套或节温器壳内并伸入水套中，与冷却液接触，用来检测发动机的冷却液温度。冷却液温度传感器内部是一个半导体热敏电阻。热敏电阻式冷却液温度传感器的外观与结构如图 9-7)所示，这种传感器是利用热敏电阻阻值随温度的变化而变化这一特性来检测温度的。传感器的温度特性如图 9-7)所示。1知 识 准 备3热敏电阻式进气温度传感器的应用于检测热敏电阻式进气温度传感器的应用
12、于检测五.进气温度传感器的结构进气温度传感器的结构如图9-8所示；进气温度传感器的外观如图9-9所示。1知 识 准 备3热敏电阻式进气温度传感器的应用于检测热敏电阻式进气温度传感器的应用于检测五.进气温度传感器的作用该传感器在电控燃油喷射系统中测量进气温度，并输入到ECU用以修正体积型空气流量传感器由于大气温度变化带来的进气质量检测的误差。1知 识 准 备3热敏电阻式进气温度传感器的应用于检测热敏电阻式进气温度传感器的应用于检测五.进气温度传感器的安装进气温度传感器的安装位置有三种情况:()在D型EFI系统中,安装在空气滤清器之后的进气管上。()在L型EFI系统中,安装在空气流量计内。()将进
13、气温度传感器安装在进气压力传感器内。如桑塔纳 2000型轿车。安装位置结构如图9-10所示。安装位置外观如图 9-11所示。1知 识 准 备3热敏电阻式进气温度传感器的应用于检测热敏电阻式进气温度传感器的应用于检测五.进气温度传感器的应用及检测如图9-12所示，当信号THA的电压高时，热敏电阻值大，ECU可判断进气温度低，空进气温度传感器原理图气密度大。单位体积的空气质量大，同样的进体积流量，则进气质量流量大，应适量增加喷油量，反之，适量减少喷油量。任 务 实 施4任务实施任务实施一、任务准备.组织方式()场地设施：每小组对应一套实验设施、一张实训工作台。()实训工具：万用表、线束、锂离子电池
14、一块，敏感电阻板、NTC温度传感器特性实训板、汽车冷却液温度传感器特性实训板。()学生组织：教师指导，按各实例知识讲解及实训进行自评、互评。()检查实训任务：真实、完整、有效。()遵守场地安全规定，注意用电安全。()插拔电气元件时一定要断电操作。()正确使用万用表。()在接线、拆线时，严禁用力拉扯线束。2.注意事项任 务 实 施4任务实施任务实施二、操作步骤根据学习工作页，结合实训指导书，按下列步骤完成实施。()检测热敏电阻的特性。()检测 NTC温度传感器特性。任 务 小 结5任务小结任务小结()热敏电阻是半导体材料掺入适当的金属氧化物，根据所要求的形状，在1000以上的高温下烧结而成的，它是电阻式温度传感器的一种。()热敏电阻有正温度系数和负温度系数两种。()热敏电阻式进气温度传感器与热敏电阻式冷却液温度传感器结构和特性极其相似，检测方式也基本一样。()应用在汽车上的温度传感器有冷却液温度传感器、进气温度传感器、排气温度传感器、油温度传感器、蒸发器出口温度传感器和车内(外)温度传感器等。