汽车传感器原理种类-压力传感器

发布:徽力智 发布日期:2022-02-09 点击率:152

 

汽车传感器原理种类-压力传感器
把压力信号转变为电压信号,它在汽车上主要有两个方面的应用:
一是用于气压的检测,包括进气真空度、大气压力、气缸内的气压及轮胎气压等;
二是用于油压的检测,包括变速箱油压、制动阀油压及悬挂油压等。


   1、电容式压力传感器:
    首先我们来了解一下电容器。电容器的容量与组成的电容的两极板间的电介质及其相对有效面积成正比,而与两极板间的距离成反比,即C=ε A/d,其中ε为电介质的介电常数,A为两金属电极板间相对有效面积,d为两金属电极板间距离。由这个关系式可以看出,当其中两个参数不变,而另一个参数作为变量时,电容量就会随着变化的参数而变化。电容压力传感器由置于空腔内的两个动片(弹性金属膜片)、两个定片(弹性膜片上下凹玻璃上的金属涂层)、输出端子和壳体等组成。其动片与两个定片之间形成了两个串联的电容。当进气压力作用于弹性膜片时,弹性膜片产生位移,势必与一个定片距离减小,而与另一个定片距离加大(可以通过一张纸来示范)。
    我们可以从公式中看出,两金属电极板间距离是影响电容量的重要因素之一,距离增大,则电容量减少,距离减少,则电容量增大。这种由一个被测量量引起两个传感元件参数等量、相反变化的结构,称为差动结构。如果弹性膜片置于被侧压力与大气压之间(弹性膜片上部空腔通大气),测得的是表压力;如果弹性膜片置于被侧压力与真空之间(弹性膜片上部空腔通真空),测得的是绝对压力。


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   2、差动变压器进气压力传感器:
    差动压力传感器是一种开磁互感式电感传感器。由于具有两个接成差动结构的二次线圈,所以又称为差动变速器。 当差动变压器的一次线圈由交变电源激励时,其二次线圈就会产生感应电动势。由于二次线圈作差动连接,所以总的输出是两线圈感应电动势之差。当铁心不动时,其总输出量为零;当铁心移动时,输出电动势与铁心位移呈线性变化。 差动变压器进气压力传感器的检测与转换过程是:先将压力的变化转换成变压器铁心的位移,然后通过差动变速器再将铁心位移转换为电信号输出。
    这种压力传感器主要有真空膜盒(波纹管)、差动变速器等组成。当气压变化时,波纹管变形,带动差速变压器的铁心移动,由于铁心的位移,差动变压器的输出端即有电压产生,将此电压经过处理后送至ECU输入端。如果按照电压的高低来确定喷射时间并使喷油器工作的话,就可以确定基本喷油量。
   3、半导体应变式进气压力传感器:
    半导体压力进气传感器是利用应变效应工作的。 所谓应变效应,就是指当导体、半导体在外力作用下产生应变时,其电阻值发生变化的现象。 电阻应变片是一种片状电阻传感器,它是利用半导体材料当在其轴向施加一定载荷产生应力时,它的电阻率会发生变化的所谓压阻效应原理工作的。
    由电阻应变片构成的进气压力传感器主要由半导体应变片、真空室、混合集成电路板等组成。半导体应变片是在一个膜片上用半导体工艺制做的四个等值电阻,并且连接成电桥电阻。半导体电阻电桥应变片放置在一个真空室内,在进气压力的作用下,应变片产生变形,电阻值发生变化,电桥失去平衡,从而将进气压力的变化转换成电阻电桥输出电压的变化。

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