第六章 位置与角度传感器
汽车位置传感器与角传感器PPT课件
(3)角度的检测方法。 (4)角度传感器的特点。
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5.10 高分解能力的角度传感器
MAGFET与nMOS晶体管的结构相同，所以通常是在p 一well的区域上形成的MAGFE侧以下称为大然型 MAGFET )。另一方面，大然型MAGFET是在p型基板 上直接形成的元件，栅极下的杂质浓度是不同的。由于采 用大然型MAGFET，所以可以得到下述效果
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5.9 溢流环位置传感器
位置传感器可用于电子控制柴油喷射装置上，用以检测 溢流环的位置。在老式的机械调速器上，基本上是由发动 机转速形成的配重块的离心力和各种弹簧力的平衡位置来 决定溢流环位置的。因调速器的结构复杂，又是精密设备， 受机械控制的制约，其特性与控制机能是有一定限度的， 但改为电子控制时，就可以利用计算机计算出这个系统的 最佳状态，把电信号送至溢流控制电磁铁处，再来使溢流 环动作，从而就可实现喷油量的实时控制。计算机根据节 气门位置和发动机转速计算出基本喷油量，然后再根据发 动机的状态对基本喷油量进行校正，校正后再向溢流控制 电磁铁发出控制信号。
回转式编码器的检测方式有接触式检测和非接触式检测
两种，接触式检测存在着磨损而造成老化的问题。非接触
式回转编码器主要可以分为两种，一种是利用光的通过与
反射的光学式编码器，另一种是检测磁场变化的永磁式，
汽车所使用的编码器主要使用不易受尘埃影响的永磁式编
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码器。
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汽车传感器与检测技术课件 6速度传感器
如图6-28a所示，如果没有加速度作用在这个系统上，那么测 出来的两个电容器的电荷量C1和C2是相等的。如图6-28b所 示，若作用有横向加速度，那么可移动质量就会因惯性而作 用到中间板上，即它顶着固定板并逆着加速度方向移动。于 是两板之间距离就改变了，相应的分电容器的电荷量也增加 了。
霍尔式轮速传感器，可用检测其输出电压信号的方法来判断 其工作好坏。关闭点火开关，将车支起，使每个轮胎离地 10cm左右，然后拔下轮速传感器的导线连接器插头，并用导 线将线吏插头与轮速传感器插头的电源端子相连，用万用表 （打开交流电压挡）的两表笔分别搭在轮速传感器的信号输 出端子间，测量传感器的输出电压。接通点火开关，用手转 动车轮，万用表应显示7~12V范围内波动的交流电压，若电 压不在此范围内，应检查传感器与齿圈之间的间隙，标准值 应在0.2~0.5mm范围内，否则应进行调整。
ABS ECU通过识别传感器发来交流信号的频率来确定车轮的转速， 如果ECU发现车轮的减速度急剧增加，滑移率达到20％时，它立刻 给执行器发出指令，减小或停止车轮的制动力，以免车轮抱死。
3．轮速传感器的缺点 电磁感应式轮速传感器的缺点主要有以下几个方面： 1）电磁感应式轮速传感器向ABS ECU输送的电压信号的强弱
（1）线路导通性检测 关闭点火开关，断开轮速传感器连接 器和制动防滑控制ECU连接器，用万用表测量左前速度传感 器S4的2号端子与防滑ECU的18号端子、左前速度传感器S4的 1号端子与防滑ECU的4号端子之间的电阻值，其阻值应小于 1Ω。
第六章-自感式传感器
L0
L10
L20
m
0W
2
mr
rc
l2 c
l2
k1
k2
m0W 2mr rc2
l2
综上所述，螺管式自感传感器的特点： ①结构简单，制造装配容易； ②由于空气间隙大，磁路的磁阻高，因此灵敏度低 ，但线性范围大； ③由于磁路大部分为空气，易受外部磁场干扰； ④由于磁阻高，为了达到某一自感量，需要的线圈 匝数多，因而线圈分布电容大； ⑤要求线圈框架尺寸和形状必须稳定，否则影响其 线性和稳定性。
2
3
（2）单线圈是忽略
0
以上高次项，差动式是忽略
0
以上偶次项，
因此差动式自感式传感器线性度得到明显改善。
*另一种形式： Π型
6 自感式传感器
6.1 工作原理 6.2 变气隙式自感传感器 6.3 变面积式自感传感器 6.4 螺线管式自感传感器 6.5 自感式传感器测量电路 6.6 自感式传感器应用举例
第6章 电感式传感器
电感式传感器是建立在电磁感应基础上，利用 线圈自感或互感的改变来实现测量的一种装置。它 可对直线位移和角位移进行直接测量，也可通过一 定的敏感元件把振动、压力、应变、流量等转换成 位移量而进行测量。通常可由下列方法使线圈的电 感变化：
(1)改变几何形状； (2)改变磁路的磁阻； (3)改变磁芯材料的导磁率； (4)改变一组线圈的两部分或几部分间的耦合度。
1. 交流电桥 2. 变压器电桥 3. 自感传感器的灵敏度
（一）交流电桥式测量电路
分析：
• 衔铁在初始位置时，电桥平衡
L1
L2
L0
W 2m0S 20
• 若衔铁上移，则：
1 0 ,2 0
第五章 位置传感器与角度传感器
5.1编码器式节气门位置传感器 安装位置：节流阀的本体上并与节流阀联动； 作用： 随着驾驶员对加速踏板的控制，依靠自身触点检测出发动机处于怠速状态还是负
荷状态，或者是加减速状态。 结构：如图5—1所示， IDL触点，主要检测怠速状态； PSW触点，主要检测重负荷状态； ACC1与ACC2触点，主要检测加速状态；
的指令调节节气门开度以控制进气量，同时还可以输出反映节气门位置的信号，供系统监控
节气门的实际开度。 节气门控制进入到缸体里的空气量。 油门踏板传感器会把驾驶员的要求传递给发动机电脑，发动机电脑器随之要求节气门
作出相应调整。 节气门位置传感器能够帮助发动机电脑(1320)精确的确定节气门开闭的状态。
工作原理：发动机电脑(1320)管理电子节气门的电机产生非连续性电流。为了使节气门 位置传感器能够满足发动机计算器的要求，输出信号电压互补（两个信号），并成反比例。
箱和发动机的ECU提供节气门开度信号，这样保证了数据的一 致性。变速器控制单元通过51、52脚向传感器提供5V电压，传 感器通过56脚向电控单元反馈0.5---0.45V随节气门开度变化的 电压。节气门位置传感器是不可调整的，当加速踏板抬起时，
V56—51约0.5V,R56—51约1.1KΩ；当加速踏板踩到底时， V56—51约4.5V,R56—51约1.5KΩ；
图5-7 滑动式节气门位置传感器结构
5.4线性节气门位置传感器
安装位置：节气门体上（标致307系列使用）。节气门 位置传感器向变速器电控单元传递一个节气门所处位置的信号。 电控单元根据该信号何以判断驾驶习惯、选择换挡规则、提供 kick-down功能以及进行换挡。
节气门位置传感器为双输出滑动电阻型，分别向自动变速
原理：在这种传感器上，印刷电路设有编码图形，触点与外部的驱动轴联动并在编码图 形上滑动，由此检测出旋转角度并对输出输出数字信号。因此，可将电子喷射燃油系统、电子 自动变速箱的节气门的开度所得脉冲信号输入到计算机中。
高中物理第六章传感器2传感器的应用课件新人教版选修3
1.如图所示为小型电磁继电器的构造示意图，其中 L 为含铁 芯的线圈．P 为可绕 O 点转动的铁片，K 为弹簧，S 为一对 触头，A、B、C、D 为四个接线柱．电磁继电器与传感器配 合，可完成自动控制的要求．其工作方式是( ) A．A 与 B 接信号电压，C 与 D 可跟被控电路串联 B．A 与 B 接信号电压，C 与 D 可跟被控电路并联 C．C 与 D 接信号电压，A 与 B 可跟被控电路串联 D．C 与 D 接信号电压，A 与 B 可跟被控电路并联
(3)作用：应变片将物体 形变 这个力学量转换为电压这个电学量． (4)应用：电子秤．
2．温度传感器的应用实例
应用实例 敏感元件
工作原理
电熨斗
双金属片
温度变化时，因双金属片上层金属与下层金属的 膨胀 系数 不同，双金属片发生弯曲从而控制电路的通断
电饭锅
(1)居里温度：感温铁氧体常温下具有铁磁性，温度上 升到约 103 ℃时，失去铁磁性，这一温度称为该材料 的“居里温度”或“居里点” 感温铁氧体 (2)自动断电原理：用手按下开关按钮通电加热，开始 煮饭，当锅内加热温度达到 103 ℃时，铁氧体失去磁 性，与永久磁铁失去吸引力，被弹簧弹开，从而推动 杠杆使触点开关断开
(4)执行机构工作分析 传感器的应用，不仅包含非电学量如何向电学量转化的过程，还包含根据所获得的信 息控制执行机构进行工作的过程． ①以力传感器为例：传感器感受力的信息(如大小、方向是否变化等)后转化为电压、 电流、电阻等电学量，然后经过放大，传输到执行机构进行某种操作(如借助继电器 控制电路通断，借助仪表进行显示等)． ②以光传感器为例：光传感器感受光的信息(如光的强弱、颜色等)，通过敏感元件(如 光敏电阻、光电池等)将光的信息转化为电阻、电流等电学量，然后经过放大，传输 到执行机构后执行某种操作．
《图解汽车传感器结构原理与检修》课件 7温度传感器
（2）就车检测法 如图7-7所示，拔下进气温度传感器插头， 接通点火开关，测量插头上THA端子与E2端子之间的电压值， 该电压应为5V，若无电压，则应检查ECU插接器上THA端子 与E2端子之间的电压值。若此电压为5V，则表明ECU与传感 器之间的连接线路有故障；若无5V电压，则为ECU有故障。 插回插头，起动发动机，测量传感器THA端子与E2端子之间 在不同温度下的电压值，该电压值应在0.1～4.5V之间变化 （车型不同略有差异，但变化规律基本上是相同的）。如果 测量值与规定值不符，则说明进气温度传感器有故障或者损 坏，应予以更换。
桑塔纳200GLi AFE型发动机进气温度传感器（G72）与进气 压力传感器一体，安装于节气门之后的进气管上。桑塔纳 2000GSi AJR发动机也在进气总管上装有进气温度传感器 （G72），用于修正喷油量和点火提前角。图7-5所示为桑塔 纳2000GSi AJR发动机进气温度传感器安装位置及与ECU的连 接电路。进气温度传感器（G72）的接线端子2通过0.5mm2 导线与J220的T80/67端子相连，是搭铁端；G72的端子1与 控制单元J220的T80/54端子相连为参考电压输出端，同时也 是信号输入端。
（3）EGR（废气再循环）温度传感器 安装在废气再循环管 道上，位于EGR阀之后，用于监测EGR系统的工作。
二、温度传感器的结构
热敏电阻式温度传感器的结构型式如图7-3所示，主要由热敏 电阻、金属引线、接线插座和壳体等组成。
热敏电阻是温度传感器的主要部件，汽车用热敏电阻是在陶 瓷半导体材料中掺入适量金属氧化物，并在1000℃以上的高 温条件下烧结而成。控制掺入氧化物的比例和烧结温度，即 可得到不同特性的热敏电阻，从而满足使用要求。例如，如 果测量发动机冷却液温度，则热敏电阻的工作温度为-30℃～ 130℃；如果发动机的排气温度，热敏电阻的工作温度则为 600～1000℃。
【汽车传感器原理与检修】汽车传感器原理与检修 第六章 位置与角度传感器
一、磁脉冲式曲轴位置传感器
1.磁脉冲式曲轴位置传感器的结构与原理
1）磁脉冲式曲轴位置传感器的结构 磁脉冲式曲轴位置传感器由信号转子、永久磁铁、信 号线圈等组成，其结构如图6-2所示。
图6-2曲轴位置传感器的结构
2）磁脉冲式曲轴位置传感器的工作原理 磁脉冲式曲轴位置传感器的工作原理如图6-3所示。
汽车传感器原理与检修
第六章 位置与角度传感器
吴文琳 主编
在汽车电子控制系统中，位置与角度传感器的使用类型 很多，主要有以下几类。
应用在汽车发动机上的位置传感器有曲轴位置传感器、 凸轮轴位置传感器、节气门位置传感器。其中曲轴位置传 感器是发动机电子控制系统中最主要的传感器之一，它提 供点火时刻（点火提前角）、确认曲轴位置的信号，用于 检测活塞上止点、曲轴转角及发动机转速。它通常安装在 曲轴前端、飞轮上或分电器内，曲轴位置传感器的结构形 式有磁脉冲式、光电式和霍尔式三种。
2．霍尔效应式曲轴位置传感器的检测
1）拔下传感器插头，接通点火开关，检查插头上电源端 子与搭铁之间的电压应为8V或12V（根据车型不同而不一样 ）。若无电压，则应检查霍尔式传感器到ECU之间的线路及 ECU上相应端子上的电压，ECU相应端子上如有电压，则 为传感器至ECU之间的线路断路；如ECU相应端子上无电 压，则为ECU有故障。
图6-7 光电式曲轴位置传感器工作原理
当信号发生器中的发光二极管的光束通过信号盘的小孔照射
到对面与其正对的光电二极管上时，光电二极管感光导通产生
电压信号；当发光二极管的光束被信号盘遮挡时，光电二极管 截止，产生的电压为零。由于信号盘边缘刻有360个小孔，因此 ，信号盘每旋转一圈将产生360个脉冲电压信号，其中每个脉冲 信号代表曲轴2°转角（分电器转一周曲轴转两周即曲轴转 720°），每个脉冲信号又由一个高电压信号（光电二极管导通
角度和车速传感器课件
旋转电位器的工作原理是利用电阻值随转角变化的特性，通 过测量电阻值的变化来计算角度。旋转编码器则是利用光电 效应或磁感应效应，通过测量光束或磁极的透过量或遮挡量 来计算角度。
角度传感器的应用场景
• 角度传感器广泛应用于各种需要测量角度的场合，如汽车、航 空、机器人、医疗器械等领域。在汽车领域，角度传感器主要 用于检测转向角度、油门角度等；在航空领域，角度传感器用 于检测飞行姿态、机翼角度等；在机器人领域，角度传感器用 于检测关节姿态、运动轨迹等。
高端产品
对于高精度、高稳定性的应用，可以选择高端的角度和车速传感器，虽然价格较高，但能够确保更好的性能。
根据维护成本选择
易维护
选择易于维护和更换的角度和车速传感器，可以降低长期运营成本。
免维护
对于一些应用，可以选择免维护的角度和车速传感器，以进一步降低维护成本。
05
CATALOGUE
角度和车速传感器的未来发展
THANKS
感谢观看
Байду номын сангаас
技术创新
精度提升
随着新材料和加工工艺的发展， 未来角度和车速传感器的精度将 得到显著提高，能够更准确地检
测和反馈车辆动态信息。
无线连接
通过引入无线通信技术，传感器将 摆脱线束的束缚，实现更灵活的安 装和布局，降低布线成本和复杂性 。
智能化处理
集成AI和机器学习算法，传感器能 够自主处理和优化数据，提高信号 质量和响应速度，降低对外部信号 的干扰。
角度和车速传感器的比较
工作原理的比较
角度传感器
通过测量物理量（如倾斜角、转动角等）来感知角度变化。通常采用电位计、 电容式、光电式等原理实现。
车速传感器
通过测量车辆行驶的距离和时间来计算车速。通常采用磁感应、霍尔效应等原 理实现。
2019_2020学年高中物理第六章传感器1传感器及其工作原理课后检测(含解析)新人教版选修3_2
1 传感器及其工作原理记一记传感器及其工作原理1个定义——传感器的定义4种传感器——光传感器、温度传感器、霍尔元件、电容式传感器辨一辨1.传感器可以把非电学量转化为电学量．(√)2．所有传感器的材料都是由半导体材料做成的．(×)3．金属热电阻随温度的升高导电能力增强．(×)4．热敏电阻一般用半导体材料制作，导电能力随温度的升高而增强，但灵敏度低．(×) 5．霍尔元件一共有两个电极，电压这个电学量就通过这两个电极输出．(×)想一想1.光照越强，光敏电阻的阻值越大还是越小？为什么？提示：越小．光敏电阻的构成物质为半导体材料，无光照时，载流子少，导电性能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性变好．2．热敏电阻与金属热电阻一样吗？提示：不一样．热敏电阻是半导体元件，其电阻随温度的升高而减小，灵敏度较高；金属热电阻是金属导体，电阻随温度的升高而增大，稳定性好，测温范围大．3．为解决楼道里的照明问题，在楼道内安装一个传感器与控制电灯的电路连接．当楼道内有人走动而发出声响时，电灯即与电源接通而发光，这种传感器是什么传感器，它的输入、输出信号各是什么？提示：它是声电传感器，输入的是声信号，输出的是电信号．思考感悟：练一练1.有一电学元件，温度升高时电阻却大幅度地减小，则这种元件使用的材料可能是( )A．金属导体 B．绝缘体C．半导体 D．超导体解析：金属导体的电阻随温度的升高而增大，超导体的电阻几乎为零，半导体(如热敏电阻)的阻值随温度的升高而大幅度地减小．C项正确．答案：C2．关于传感器及其作用，下列说法正确的是( ) A ．传感器一定是把非电学量转换为电学量 B ．传感器一定是把非电学量转换为电路的通断C ．传感器把非电学量转换为电学量是为了方便地进行测量、传输、处理和控制D ．电磁感应是把磁学的量转换为电学的量，所以电磁感应也是传感器解析：传感器是指一种元件或装置，它能感受力、温度、光、声、磁、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断；其作用和目的是更方便地测量、传输、处理、控制非电学量，找出非电学量和电学量之间的对应关系．电磁感应是原理，不是元件和装置，不能称为传感器，C 项正确．答案：C 3.如图所示是一火警报警器的一部分电路示意图，其中R 2为用NTC 半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a 、b 之间接报警器，当传感器R 2所在处出现火情时，显示器的电流I 、报警器两端的电压U 的变化情况是( )A ．I 变大，U 变大B ．I 变小，U 变小C ．I 变小，U 变大D ．I 变大，U 变小解析：当R 2处出现火情时，NTC 热敏材料制成的传感器的电阻将减小，则此时电路中的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知：外电路电压将减小，U 减小；电路中的总电流增大，所以R 1上的电压增大，显示器两端的电压将减小，电流I 减小，B 项正确．答案：B 4.(多选)如图所示为某霍尔元件的工作原理示意图，该元件中电流I 由正电荷的定向运动形成．下列说法正确的是( )A ．M 点电势比N 点电势高B ．用霍尔元件可以测量地磁场的磁感应强度C ．用霍尔元件能够把磁学量转换为电学量D ．若保持电流I 恒定，则霍尔电压U H 与B 成正比解析：当正电荷定向运动形成电流时，正电荷在洛伦兹力作用下向N 极聚集，M 极感应出等量的负电荷，所以M 点电势比N 点电势低，A 项错误；根据霍尔元件的特点可知，B 、C 两项正确；因霍尔电压U H ＝k IB d，保持电流I 恒定时，霍尔电压U H 与B 成正比，D 项正确．答案：BCD要点一 传感器1.传感器可以进行信息采集并把采集到的信息转换为易于控制的量，其工作过程可能是( )A ．将力学量(如形变量)转换成磁学量B ．将电学量转换成热学量C ．将光学量转换成电学量D．将电学量转换成力学量解析：传感器是指能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量或转换为控制电路的通断的一类元件，故只有C 项正确．答案：C2．在电梯门口放置一障碍物，会发现电梯门不停地开关，这是由于在电梯门上装有的传感器是( )A．光传感器 B．温度传感器C．声传感器 D．磁传感器解析：电梯门上安装的是光传感器．答案：A要点二光敏电阻和热敏电阻3.有一电学元件，温度升高时其电阻减小，这种元件可能是( )A．金属导体 B．光敏电阻C．NTC热敏电阻 D．PTC热敏电阻解析：金属导体电阻值一般随温度升高而增大，光敏电阻电阻值是随光照强度的增大而减小，PTC热敏电阻的阻值随温度的升高而增大，只有NTC热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，C项正确，A、B、D三项错误．答案：C4.如图所示是观察电阻R的阻值随温度变化情况的示意图，现在把杯中的水由冷水变为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是( )A．如果R为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显B．如果R为金属热电阻，读数变小，且变化不明显C．如果R为热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变化非常明显D．如果R为热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变化不明显解析：如果R为金属热电阻，则读数变大，但不会非常明显，故A、B均错误；如果R 为热敏电阻，读数变化非常明显，故C项正确，D项错误．答案：C5.(多选)如图所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时( )A．电压表的示数增大B．R2中电流减小C．小灯泡的功率增大D．电路的路端电压增大解析：当照射光强度增大时，R3阻值减小，外电路电阻随R3的减小而减小，R1两端电压因干路电流增大而增大，同时内电压增大，故电路路端电压减小，而电压表的示数增大，A 项正确，D 项错误；由路端电压减小，而R 1两端电压增大知，R 2两端电压必减小，则R 2中电流减小，故B 项正确；结合干路电流增大知流过小灯泡的电流必增大，则小灯泡的功率增大，C 项正确．答案：ABC 6.如图所示的电路中，电源两端的电压恒定，L 为小灯泡，R 为光敏电阻，R 和L 之间用挡板(未画出)隔开，LED 为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且R 与LED 间距不变，下列说法中正确的是( )A ．当滑动触头P 向左移动时，L 消耗的功率增大B ．当滑动触头P 向左移动时，L 消耗的功率减小C ．当滑动触头P 向右移动时，L 消耗的功率可能不变D ．无论怎样移动滑动触头P ，L 消耗的功率都不变解析：滑动触头P 左移，滑动变阻器接入电路的电阻减小，流过二极管的电流增大，从而发光增强，使光敏电阻R 减小，最终达到增大流过灯泡的电流的效果，L 消耗的功率增大．答案：A要点三 霍尔元件 7.(多选)如图所示是霍尔元件的工作原理示意图，如果用d 表示薄片的厚度，k 为霍尔系数，相对于一个霍尔元件d 、k 为定值，如果保持电流I 恒定，则可以验证U H 随B 的变化情况．以下说法中正确的是( )A ．将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面时，U H 将变大B ．在测定地球两极的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平C ．在测定地球赤道上的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平D ．改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，U H 将发生变化解析：一个磁极靠近霍尔元件工作面时，B 增强，由U H ＝k IB d，知U H 将变大，A 项正确；地球两极处磁场可看作与地面垂直，所以工作面应保持水平，B 项正确；赤道处磁场可看作与地面平行，所以工作面应保持竖直，C 项错误；若磁场与工作面夹角为θ，则应有qvB sin θ＝q U H d，可见θ变化时，U H 将变化，D 正确．答案：ABD8.(多选)如图所示是霍尔元件的示意图，一块通电的铜板放在磁场中，板面垂直于磁场，板内通有如图所示方向的电流，a 、b 是铜板上、下边缘的两点，则( )A ．电势φa ＞φbB ．电势φb ＞φaC ．电流增大时，|φa －φb |增大D ．其他条件不变，将铜板改为NaCl 溶液时，电势结果仍然一样解析：铜板中的自由电荷是电子，电子定向移动的方向与电流的方向相反，由左手定则可判断出电子因受洛伦兹力作用而向b 侧偏转，所以φa ＞φb ，A 项正确，B 项错误；因|φa －φb |＝k IB d，所以电流增大时，|φa －φb |增大，C 项正确；若将铜板改为NaCl 溶液，溶液中的正、负离子均向b 侧偏转，|φa －φb |＝0，即不产生霍尔效应，故D 项错误．答案：AC基础达标1.关于传感器的下列说法正确的是( )A ．所有传感器的材料都是由半导体材料做成的B ．金属材料也可以制成传感器C ．传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的D ．以上说法都不正确解析：半导体材料可以制成传感器，其他材料也可以制成传感器，如金属氧化物——氧化锰就可以制成温度计，A 项错误，B 项正确；传感器不但能感知电压的变化，还能感受力、温度、光、声、化学成分等非电学量的变化，C 项错误．答案：B2．(多选)电子电路中常用到一种称为“干簧管”的元件(如图所示)，它的结构很简单，只是玻璃管内封入的两个软磁性材料制成的簧片．当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通，所以干簧管能起到开关的作用，操纵开关的是磁场这只看不见的“手”．关于干簧管，下列说法正确的是( )A ．干簧管接入电路中相当于电阻的作用B ．干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的C ．两个磁性材料制成的簧片接通的原因是被磁化后相互吸引D ．干簧管接入电路中相当于开关的作用解析：当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化相互吸引而接通，故B 项错误，C 项正确；当磁体远离干簧管时，软磁性材料制成的簧片失去磁性，所以两簧片又分开，因此干簧管在电路中相当于开关的作用，A 项错误，D 正确．答案：CD 3.如图所示，是电容式话筒的示意图，它是利用电容制成的传感器，话筒的振动膜前面有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极．在两极间加一电压U ，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，从而使声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因是电容器两板间的 ( )A．距离变化 B．正对面积变化C．电介质变化 D．电压变化解析：振动膜前后振动，使振动膜上的金属层与金属板间的距离发生变化，从而将声音信号转化为电信号，故A项正确．答案：A4.(多选)有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件，将这三只元件分别接入如图所示电路中的A、B两点后，用黑纸包住元件或者把元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法中正确的是( )A．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大的一定是热敏电阻B．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化的一定是定值电阻C．用黑纸包住与不用黑纸包住相比，欧姆表示数变化较大的一定是光敏电阻D．用黑纸包住与不用黑纸包住相比，欧姆表示数相同的一定是定值电阻解析：热敏电阻的阻值随温度的变化而变化，定值电阻和光敏电阻的阻值不随温度发生变化，故A项正确，B项错误；光敏电阻的阻值随光照的变化而变化，而定值电阻和热敏电阻的阻值不随光照的变化而变化，故C项正确，D项错误．答案：AC5.如图所示，R3是光敏电阻(光照时电阻变小)，当开关S闭合后，在没有光照射时，a、b 两点等电势．当用光照射电阻R3时，则( )A．a点电势高于b点电势B．a点电势低于b点电势C．a点电势等于b点电势D．a点电势和b点电势的大小无法比较解析：R3是光敏电阻，当有光照射时电阻变小，R3两端电压减小，故a点电势升高，因其他电阻的阻值不变，所以a点电势高于b点电势，故A项正确．答案：A6.如图所示，将一光敏电阻接入多用电表两表笔上，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，用光照射光敏电阻时表针的偏角为θ，现用手掌挡住部分光线，表针的偏角变为θ′，则可判断( )A．θ′＝θB．θ′<θC．θ′>θD．不能确定解析：光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小，用手掌挡住部分光线，阻值变大，指针自左向右偏转角度变小．答案：B7.如图所示，R1为定值电阻，R2为负温度系数(阻值随温度升高而减小)的热敏电阻，L 为小灯泡，当温度降低时( )A．R1两端的电压增大B．电流表的示数增大C．小灯泡的亮度变强D．小灯泡的亮度变弱解析：R2与灯泡L并联后再与R1串联，与电源构成闭合电路，当温度降低时，热敏电阻R2电阻值增大，外电路电阻增大，电流表读数减小，灯泡L两端的电压增大，灯泡的亮度变强，R1两端的电压减小，故只有C项正确．答案：C8．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图甲所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球．小车向右做直线运动过程中，电流表示数如图乙所示，下列判断正确的是( )A．从t1到t2时间内，小车做匀速直线运动B．从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动C．从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动D．从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动解析：在0～t1内，I恒定，压敏电阻阻值不变，由小球的受力不变可知，小车可能做匀速或匀加速直线运动，在t1～t2内，I变大，压敏电阻阻值变小，压力变大，小车做变加速运动，A、B两项错误；在t2～t3内，I不变，压力恒定，小车做匀加速直线运动，C项错误，D项正确．答案：D9.在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图所示．M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻R M发生变化，导致S两端的电压U 增大，装置发出警报，此时( )A．R M变大，且R越大，U增大越明显B ．R M 变大，且R 越小，U 增大越明显C ．R M 变小，且R 越大，U 增大越明显D ．R M 变小，且R 越小，U 增大越明显解析：当R M 变大时，回路的总电阻R 总变大，根据I 总＝ER 总，得干路中的电流减小，S 两端的电压U ＝I 总R S 减小，A 、B 两项错误；当R M 变小时，回路的总电阻R 总变小，根据I 总＝ER 总，得干路中的电流增大，S 两端的电压U ＝I 总R S 增大，而且R 越大，R M 变小时，对回路的总电阻变化的影响越明显，即U 增大越明显，C 项正确，D 项错误．答案：C 10.电磁流量计广泛应用于测量可导电流体(如污水)在管中的流量(即单位时间内通过管内横截面的流体的体积)．为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道，中空部分的长、宽、高分别为图中的a 、b 、c .流量计的两端与输送流体的管道相连(图中虚线)．图中流量计的上、下两面是金属材料，前、后两面是绝缘材料．现于流量计所在处加磁感应强度为B 的匀强磁场，磁场方向垂直于前、后两面．当导电流体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R 的电流表的两端连接，I 表示测得的电流值．已知流体的电阻率为ρ，不计电流表的内阻，则可求得流量为( )A.I B ⎝⎛⎭⎪⎫bR ＋ρc a B.I B ⎝⎛⎭⎪⎫aR ＋ρb cC.I B ⎝⎛⎭⎪⎫cR ＋ρa bD.I B ⎝⎛⎭⎪⎫R ＋ρbc a解析：如图甲，导电流体在管中流量Q ＝v ·Δt ·b ·c Δt＝v ·b ·c ①导电流体流经流量计时，在其上、下两表面产生的电动势E ＝B ·c ·v ② 等效电路如图乙，E ＝I ·⎝⎛⎭⎪⎫R ＋ρc ab③由①②③可得Q ＝I B ⎝⎛⎭⎪⎫bR ＋ρc a，A 项正确．答案：A能力达标11.(多选)如图所示是利用硫化镉制成的光敏电阻自动计数的示意图，其中A 是发光仪器，B 是光敏电阻(光照增强时电阻变小)，下列说法中正确的是 ( )A．当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变小，电压表读数变小B．当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变大，电压表读数变大C．当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变小，电压表读数变小D．当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变大，电压表读数变大解析：光敏电阻的阻值与光照强度有关，光照强度越大，光敏电阻阻值越小．当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻阻值变小，电路中电流变大，电源内阻上的电压变大，路端电压变小，所以电压表读数变小，A项正确；相反，当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变大，电路中电流变小，电源内阻上的电压变小，路端电压变大，所以电压表读数变大，D项正确．答案：AD12．(多选)压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小，某位同学利用压敏电阻设计了判断电梯运动状态的装置，其装置示意图如图所示，将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体m，电梯静止时电流表示数为I0，电梯在不同的运动过程中，电流表的示数分别如图甲、乙、丙、丁所示，下列判断中正确的是( )A．甲图表示电梯可能做匀速直线运动B．乙图表示电梯可能做匀加速上升运动C．丙图表示电梯可能做匀加速上升运动D．丁图表示电梯可能做匀减速下降运动解析：甲图中电流表示数和静止时相等，故可能做匀速直线运动，A项正确．乙图中电流表示数为2I0，且保持不变，故压敏电阻所受压力增大，电阻变小，物体处于超重状态，电梯可能匀加速上升，B项正确．丙、丁图中电流表的示数随时间变化，故电梯的加速度是变化的，不可能是匀加速或匀减速，C、D两项错误．答案：AB13.全面了解汽车的运行状态(速度、水箱温度、油量)是确保汽车安全行驶和驾驶员安全的举措之一，为模仿汽车油表原理，某同学自制一种测定油箱油量多少或变化多少的装置．如图所示，其中电源电压保持不变，R 是滑动变阻器，它的金属滑片是金属杆的一端．该同学在装置中使用了一只电压表(图中没有画出)，通过观察电压表示数，可以了解油量情况，你认为电压表应该接在图中的________两点之间，按照你的接法请回答：当油箱中油量减少时，电压表的示数将________(选填“增大”或“减小”)．解析：由题图可知当油箱内液面高度变化时，R 的金属滑片将会移动，从而引起R 两端电压的变化，且当R ′≫R 时，U R ＝IR 可视为U R 与R 成正比，所以电压表应接在b 、c 两点之间；当油量减少时，电压表示数将增大．答案：b 、c 增大 14.如图所示，厚度为h 、宽度为d 的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B 的匀强磁场中，当电流通过导体板时，在导体板的上侧面A 和下侧面A ′之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应．实验表明，当磁场不太强时，电势差U H 、电流I 和B 的关系为U H ＝k IB d，式中的比例系数k 称为霍尔系数．霍尔效应可解释如下：外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧会出现多余的正电荷，从而形成横向电场．横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力．当静电力与洛伦兹力达到平衡时，导体板上下两侧面之间就会形成稳定的电势差．电流I 是自由电子的定向移动形成的，电子的平均定向速率为v ，电荷量为e .回答下列问题：(1)达到稳定状态时，导体板上侧面A 的电势________(选填“高于”“低于”或“等于”)下侧面A ′的电势．(2)电子所受洛伦兹力的大小为________．(3)当导体板上、下两侧面之间的电势差为U H 时，电子所受静电力的大小为________．(4)由静电力和洛伦兹力平衡的条件，证明霍尔系数k ＝1ne，其中n 代表导体板单位体积中电子的个数．解析：(1)电子向左做定向移动，由左手定则知电子受洛伦兹力的方向向上，故上侧面A 积聚电子，下侧面A ′积聚正电荷，上侧面的电势低于下侧面的电势．(2)F 洛＝evB .(3)F 电＝Ee ＝U H he .(4)当静电力和洛伦兹力平衡时：e U H h＝evB ，U H ＝vBh . 又I ＝nevdh由U H ＝k IB d，得k ＝kU H IB ＝dvBh nevdhB ＝1ne. 答案：(1)低于 (2)evB (3)U Hhe (4)见解析。
高中物理选修3-2第六章传感器-3.传感器的应用(二)(课件)(45张)-PPT优秀课件
C正所示的电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯
泡，R为光敏电阻，LED为发光二极管（电流越大，发
出的光越强），且R与LED相距不变，下列说法正确的 是（ A ）
A．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大
B．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减小
C．当滑动触头P向右移动时， L消耗的功率可能不变
一、温度传感器——电饭锅
电饭锅的主要部件感温铁氧体，它的特点是常温下， 具有铁磁性，能够被磁体吸引，但是温度上升到约为 103℃时，就失去了磁性，不能被磁体吸引了。我们把 103℃就叫做该材料的“居里温度”或“居里点”.
内胆底
感温铁氧体 电热板
转轴
手动开关
永磁铁
接线螺丝
图6.3-1 电饭锅的结构 触点(电源开关)
1 A
2 B
测温仪
三、光传感器的应用——鼠标器
（1）鼠标器的主要组成 鼠标器的内部结构包括：滚轴x，滚轴y，滚球，码盘， 电路板。
（2）鼠标器中光传感器的主要部件
鼠标器的光传感器主要由红外发射管、
红外接收管、滚轴、滚轮组成。
码盘
滚球
红外发射管 (LED)
码盘 滚轴y
甲
滚轴x
滚轴 滚轮
乙
红外 接收管
（C）
A组能力训练题2
2．下列器件是应用光传感器的是 （ AB ） A．鼠标器 B．火灾报警器 C．测温仪 D．电子秤
A组能力训练题3 3．下面元件不属于温度传感器的是（ D ） A．电熨斗 B．电饭锅 C．测温仪 D．鼠标器
A组能力训练题4 4．火灾报警器使用的是（ AB ） A．光传感器 B．温度传感器 C．红外线传感器 D．超声波传感器
实验： 把光敏电阻、多用表的直流电流档和干电池按照图甲 连成电路，对光照的强度进行比较性测量。光敏电阻 受到的光照越强，电路中的电流越大。
传感器第六、七、八章思考题及习题
第六章 思考题与习题1、什么是压电效应？答：沿着一定方向对某些电介质加力而使其变形时，在一定表面上产生电荷，当外力取消，又重新回到不带电状态，这一现象称为正压电效应。
当在某些电介质的极化方向上施加电场，这些电介质在一定方向上产生机械变形或机械压力，当外加电场散去，这些变形和应力也随之消失，此即称为逆压电效应。
2、为什么压电传感器不能测量静态物理量？ 答：压电元件送入放大器的输入电压由上式可知，用·当作用在压电元件上的力是静压力（ω=0）时，前置放大器输入电压等于零。
因为电荷就会通过放大器的输入电阻和传感器本身的泄漏电阻漏掉。
所以压电传感器不能测量静态物理量。
3、压电式传感器中采用电荷放大器有何优点？为什么电压灵敏度与电缆长度有关？而电荷灵敏度与电缆长度无关？ 答：p115 ●补充题：1、有一压电晶体，其面积为20mm 2，厚度为10mm ，当受到压力p=10MPa 作用时，求产生的电荷及输出电压：①零度X 切的纵向石英晶体；②利用纵向效应之BaTiO 3（压电陶瓷）。
已知：S=20 mm 2，δ=10mm ，P=10MPa ， 求：Q=？，V=？ 解：①∵ PS d F d Q 1111== 而：)/(1031.21211N c d -⨯= ∴ c PS d Q 10111062.4-⨯== 又∵ SQ S Q C Q U r r a εεδδεε00)/(/=== 而：)/(1085.85.412-0m F r ⨯==εε、 ∴ )(8.5797/0V SQ C Q U r a ===εεδ解②∵ PS d F d Q 3333== 而：)/(10901233N c d -⨯= ∴ c PS d Q 833108.3-⨯== 同上：又∵ SQ S Q C Q U r r a εεδδεε00)/(/=== 而：)/(1085.8120012-0m F r ⨯==εε、 ∴ )(3.1788/0V SQ C Q U r a ===εεδ2、某压电晶体的电容为1000pF;Kq=2.5C/cm,Cc=3000pF,示波器的输入阻抗为1M Ω和并联电容为50pF,求；①压电晶体的电压灵敏度；②测量系统的高频响应③如系统允许的测量幅值误差为5%,可测最低频率时多少？④如频率为10Hz,允许误差为5%,用并联方式，电容值是多少？已知：pF C M R pF C N c k pF C i i c q a 5013000/5.21000=Ω====；；；； 求： 解①∵ a q V C k k /= ∴ )/(105.29N V k V ⨯= 解②依据教材p113(6-14)式 ∵ ic a m im V C C Cd F U k ++=∞=33/)(；而：3333//d F F d F Q k q ===∴ )/(1017.68N V C C C k k ic a qV ⨯=++=解③依据教材p113(6-15)式 因： 222)(1)()(i c a i c a C C C R C C C R k +++++=ωωω高频响应时：1)(*=∞=k k而：%5)(**≤-kk k Lωγ 则：%95)(1)()(222≥+++++=i c a i c a C C C R C C C R k ωωω其中： 解得：Hz f LCL 5.1192==πω 解④因： %5)(**≤-k k k Lωγ 则： %95)(1)()(222≥+++++=i c a i c a C C C R C C C R k ωωω其中：解得：pF C C C C c a 48447=++=3、用石英晶体加速度计及电荷放大器测量机器的振动，已知：加速度计灵敏度为5pC/g,电荷放大器灵敏度为50mV/pC,当机器达到最大加速度值时相应的输出电压幅值为2V ,试求该机器的振动加速度。
高二物理人教版选修3-2第六章 1 传感器及其工作原理
三、热敏电阻和金属热电阻 1.热敏电阻 热敏电阻由半导体材料制成,其电阻随温度的变化明显,温度升 高电阻减小,如图甲所示为某一热敏电阻的电阻随温度变化的特性 曲线。
2.金属热电阻 有些金属的电阻率随温度的升高而增大,这样的电阻也可以制作 温度传感器,称为热电阻,如图乙所示为某金属导线电阻的温度特 性曲线。
探究一
探究二
探究三
探究四
典例剖析
【例题1】 全面了解汽车的运行状态(速度、水箱温度、油量)是 确保汽车安全行驶和驾驶员安全的举措之一,为模仿汽车油表原理, 某同学自制一种测定油箱油量多少或变化多少的装置。如图乙所
示,其中电源电压保持不变,R是滑动变阻器,它的金属滑片是金属杆
的一端。该同学在装置中使用了一只电压表(图中没有画出),通过
3.霍尔电压:UH=kIdB 。 (1)其中d为薄片的厚度,k为霍尔系数,其大小与薄片的材料有关。 (2)一个霍尔元件的d、k为定值,再保持电流I恒定,则UH的变化就 与磁感应强度B成正比。 4.作用:把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量。
搜索“玉兔探月机器人”,了解我国“玉兔”探月机器人 拥有哪些传感器,以后的探月机器人的发展方向等。
B.θ'<θ C.θ'>θ
D.不能确定
解析:光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小,用手掌挡住部
分光线,阻值变大,指针自左向右偏转角度变小,故B正确。
答案:B
探究一
探究二
探究三
探究四
热敏电阻和金属热电阻
问题探究
如图所示,将多用电表的选择开关置于欧姆挡,再将电表的两支
表笔与负温度系数的热敏电阻RT(温度升高,电阻减小)的两端相连, 这时表针恰好指在刻度盘的正中央。若在RT上擦一些酒精,表针将 如何偏转?若用吹风机将热风吹向热敏电阻,表针将如何偏转?
传感器应用6章-位置
图 3 负载电流过小
检测近距离物体位置
PLC
系统原理示意图
信号输入
接近开关 被测物体
运动方向
PLC读取接近开关系统示意图
沙场练兵：系统接线
步骤一：熟悉电感式接近开关
电感式接近开关的测量原理
由LC高频振荡器和放大处理电路组成，金属物接近振荡感应 头时，物体内部产生涡流。这个涡流反作用于接近开关，使 接近开关振荡衰减，内部电路的参数发生变化，由此识别出 有无金属物体接近，进而控制开关的关断接近开关的输出提供的输出端口数量也是不一 样的，有两线、三线、四线，甚至五线的。
2）使用直流/交流二线型电感式接近开关时，必须连接负载。如不 经负载直接连接电源，内部元器件将会烧坏，且无法修复。
3）当负载电流 5mA时，将会造成开关通断不可靠，这时应按 下图在负载两端并上39K/5W的电阻器。
霍尔计数装置工作示意图
沙场练兵二：霍尔计数
步骤二：了解霍尔元件
图形符号
外形
霍尔元件
沙场练兵二：霍尔计数
步骤三：霍尔元件的主要技术参数
霍尔输入电阻 Rin 和输出电阻 Rout 霍尔元件的电阻温度系数 霍尔不等位电势 霍尔输出电压 霍尔电压输出比率 霍尔电势温度系数
一
霍尔开关检测磁性物体
霍尔开关
霍尔开关是利用半导体的磁电转换的 原理，将磁场信息变换成相应的电信息的 元器件。它可以直接测量磁场及微小位移 量，也可以间接测量液位、压力等工业生 产过程参数。
沙场练兵一：自制霍尔开关
把一块可以导电的物体置于磁场之中，当给它施加从 西向东的电流时，根据左手定则，这个电流会受到一个向 上的力。这时把电流表的正极放在物体的上边，负极接在 物体的下边，电流表中就会有电流通过。通常进入电流表 的电流比较微弱，需用放大电路进行放大，放大之后的电 流再去控制开关（实际上是一个继电器），这就是霍尔开 关。
模块五 位置、速度与角度传感器的应用与检测
供需求方向盘转角的控制器使用，如车道保持 无法正常工作，如车道保持系统控
系统进行方向盘转角控制。
制不准确。
9
任务1 位置与角度传感器的认知
1.3 位置、速度与角度传感器的功用和故障现象
传感器名称 燃油箱液位传感器
制动液位传感器
传感器功用
传感器故障现象
燃油箱液位传感器是采集燃油箱中燃油量的 燃油箱液位传感器故障后，无法
1.3 位置、速度与角度传感器的功用和故障现象
传感器名称 曲轴位置传感器
凸轮轴位置传感器
传感器功用
传感器故障现象
曲轴位置传感器是发动机运行时，采集曲轴 曲轴位置传感器故障后，发动机
转角的传感器，是曲轴位置和转速的信号源。 控制单元无法准确获取到活塞位置
发动机控制单元通过曲轴位置传感器获取活塞 和发动机转速，对发动机的控制存
气门开度变化的传感器，是进气状态的信号源。正常并准确的获取节气门开度状态，
发动机控制单元通过加速踏板位置来获取扭矩 会导致发动机的控制存在偏差，出
需求，对节气门开度进行控制，以便发动机获 现加速无力、抖动或无法启动等故
取充足的空气，节气门位置信号为发动机控制 障。
单元的负反馈信号。
8
任务1 位置与角度传感器的认知
10
模块五 位置与角度传感器的应用与检测
任务1 任务2 任务3 任务4
位置与角度传感器的认知 霍尔式位置、速度与角度传感器应用与检测 电磁式位置、速度与角度传感器应用与检测 光电式位置、速度与角度传感器应用与检测
任务2 霍尔式位置、速度与角度传感器应用与检测
2.1 霍尔效应的定义
霍尔效应的定义：霍尔效应是磁电效应的一种，这一现象是美国物理学家霍尔发现的。当电 流垂直于外磁场通过半导体时，载流子发生偏转，垂直于电流和磁场的方向会产生一附加电场， 从而在半导体的两端会产生电势差，这一现象就是霍尔效应，这个电势差也被称为霍尔电势差。
位置和角度传感器
5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6
节气门位置传感器 曲轴位置传感器 汽车转向角度传感器 主动式悬架系统车高传感器 溢流环位置传感器 高分解能力的角度传感器
5.1 节气门位置传感器 一、编码器式节气门位置传感器
Chapter4 压力传感器
1.接触式码盘编码器结构与工作原理 接触式码盘编码器结构与工作原理 接触式码盘编码器由码盘和电刷组成，适用于角位移测量。 接触式码盘编码器由码盘和电刷组成，适用于角位移测量。码盘利用 制造印刷电路板的工艺，在铜箔板上制作某种码制(如 制造印刷电路板的工艺，在铜箔板上制作某种码制 如8-4-2-1码、循环码 码 图形的盘式印刷电路板。 等)图形的盘式印刷电路板。电刷是一种活动触头结构，在外界力的作用 图形的盘式印刷电路板 电刷是一种活动触头结构， 旋转码盘时，电刷与码盘接触处就产生某种码制的数字编码输出。 下，旋转码盘时，电刷与码盘接触处就产生某种码制的数字编码输出。 下面以四位二进制码盘为例，说明其工作原理和结构。 下面以四位二进制码盘为例，说明其工作原理和结构。 涂黑处为导电区，将所有导电区连接到高电位 涂黑处为导电区，将所有导电区连接到高电位(“1”)；空白处为绝缘区， ；空白处为绝缘区， 为低电位(“0”)。四个电刷沿着某一径向安装，四位二进制码盘上有四圈 为低电位 。四个电刷沿着某一径向安装， 码道，每个码道有一个电刷，电刷经电阻接地。当码盘转动其一角度后， 码道，每个码道有一个电刷，电刷经电阻接地。当码盘转动其一角度后， 电刷就输出一个数码；码盘转动一周，电刷就输出16种不同的四位二进 电刷就输出一个数码；码盘转动一周，电刷就输出 种不同的四位二进 制数码。由此可知，二进制码盘所能分辨的旋转角度为α＝ 制数码。由此可知，二进制码盘所能分辨的旋转角度为 ＝360/2 n，若n ， ＝4，则α＝22.5°。位数越多，可分辨的角度越小，若取 ＝8，则α＝ ， ＝ ° 位数越多，可分辨的角度越小，若取n＝ ， ＝ 1.4°。当然，可分辨的角度越小，对码盘和电刷的制作和安装要求越严 ° 当然，可分辨的角度越小， 多到一定位数后（ ），这种接触式码盘将难以制作 格。当n多到一定位数后（一般为 ＞8），这种接触式码盘将难以制作。 多到一定位数后 一般为n＞ ），这种接触式码盘将难以制作。
方位角度传感器和普通角度传感器的区分
通过传感器去测量角度的变化，人们通常用到的是倾角传感器。
而对于倾角传感器的解释和测量，往往只是针对物体角度变化在垂直于水平面的变化。
这样人们通常也被称为角度传感器，既然统称角度传感器，当然还有一种情况就是平行于水平面角度的变化。
类似这样测量平行于水平面角度的变化叫作方位角传感器。
方位角又称地平经度，是在平面上量度物体之间的角度差的方法之一。
传感器测量方位角是从某点的指北方向线起，依顺时针方向到目标方向线之间的水平夹角，是一种两面角，即午圈所在的平面与通过天体所在的地平经圈平面的夹角，以午圈所在的平面为起始面，按顺时针方向度量。
方位的度量亦可在地平圈上进行，以南点为起算点，由南点开始按顺时针方向计量。
方位的大小变化范围为0°～360°，南点为0°，西点为90°，北点为180°，东点为270°。
上述这种方位度量是在天文学中所用的方法。
方位角传感器在跟随着军事技术的发展，有着高科技作战的性能。
传感器测试系统的信息化是实现中国军队装备现代化建设主要途径，当务之急应该用高新技术提升老装备的性能。
这既是提升现有武器装备的一个重要环节，又是最大限度地发挥现有装备整体作战效能的一个重要因素。
我国现役的炮塔方位角系统中.老型号较多，大部分没有配备自动检测和录取设备。
炮塔方位角系统的各种参数的计算、数据的处理和上报大多数由人工进行，难以胜任复杂环境下快速、准确采集。
为适应现代化炮塔方位角系统的要求，必须具有一套自动采集和分析能力的完整测试系统。
近年来，人们对开展宽方位角观测的优点有了比较全面的了解，但对于宽方位角观测一定要有更高的覆盖次数及更小的面元，即更昂贵的采集费用，有些望而却步。
方位角传感器在自然环境检测中同样将会起到很大作用，它将在地球运动变化检测中起到决定性的作用，同样在工业化的生产工厂里同样将会有更大的发展空间，将是人们测量机械运动角度变化最佳仪器。
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光电式曲轴位置传感器
日产光电曲轴位置传感器
信号发生器由两只发光二极管、两只光敏二极 管和电子电路组成 发光二极管的光束照射到光敏二极管上时光敏 二极管产生电压，被遮挡时电压为0 二极管产生电压，被遮挡时电压为0 脉冲电压经电子电路放大整形后向ECU输出1 脉冲电压经电子电路放大整形后向ECU输出1度 和120度信号 120度信号
感应线圈与正时转子的间隙检查
用厚薄规测量正时转子与感应线圈凸出部分的 空气间隙，其间隙应为0.2 0.4mm。 0.2空气间隙，其间隙应为0.2-0.4mm。 若间隙不合要求，则须更换分电器壳体总成。 若间隙不合要求，则须更换分电器壳体总成。
光电式曲轴位置传感器
日产光电曲轴位置传感器
组成：信号发生器、信号盘 信号盘安装在分电器轴上，随轴转动 信号盘外围均步360条缝隙（光孔），产生曲 信号盘外围均步360条缝隙（光孔），产生曲 轴1度信号 信号盘外围靠内布置6个光孔，产生曲轴120度 信号盘外围靠内布置6个光孔，产生曲轴120度 信号，其中一个较宽，产生一缸上止点对应的 120度信号 120度信号
曲轴位置传感器
磁脉冲式曲轴位置传感器：利用电磁感应原理产 生与曲轴转角相对的电脉冲信号
轮齿磁脉冲式曲轴位置传感器（日产） 转子磁脉冲式曲轴位置传感器（丰田）
光电式曲轴位置传感器：利用光电效应产生与曲 轴转角相对的电脉冲信号 霍尔式曲轴位置传感器：利用霍尔效应，产生与 曲轴转角相对的电脉冲信号 安装位置：它通常安装在曲轴前端、凸轮轴前端、 飞轮上或分电器内。
• 图1为光电式车高传感器的外形和结构图。车高传
感器用来把车身高度的变化（悬架的位移变形量） 转变成传感器轴的转角，并检测出旋转角度，把 它转变成电信号输入ECU。Eau根据汽车载荷的大 它转变成电信号输入ECU。Eau根据汽车载荷的大 小，通过执行元件，随时调节车身高度，保持车 身高度基本不随载荷的变化而变化，还可以在汽 车起步、转向、制动，以及前、后、左、右车轮 载荷相应变化时，调整车轮悬架刚度，提高汽车 抗俯仰、抗侧倾的能力，维持车身高度基本不变。 在主动悬架系统，一般安装使用三个车高传感器， 左、右前轮各安装一个，后桥中部安装一个。
信号形成与放大电路：
信号发生器（传感器盒）内部
四孔连接器：
信号发生器（传感器盒）外部 孔1为120度信号输出孔 120度信号输出孔 孔2为信号信号形成与放大电路的电源孔 孔3为1度信号输出孔 孔4接地线
轮齿磁脉冲式曲轴位置传感器
信号产生原理：
磁头1 磁头1与3相隔3度 相隔3 二者每隔4 二者每隔4度产生一个脉冲信号 信号相位差为90度 信号相位差为90度 经信号形成与放大电路合成后即得到1 经信号形成与放大电路合成后即得到1度信号 磁头2安装在上止点前70度位置 磁头2安装在上止点前70度位置 各缸上止点前70度均由磁头产生一个脉冲信号 各缸上止点前70度均由磁头产生一个脉冲信号
传感器盒
内有3 内有3个磁头 磁头1和磁头3对准信号盘齿圈，二者间隔3 磁头1和磁头3对准信号盘齿圈，二者间隔3度 曲轴转角。用于共同产生曲轴1 曲轴转角。用于共同产生曲轴1度信号 磁头2对准凸缘。用于产生曲轴120度信号 磁头2对准凸缘。用于产生曲轴120度信号
轮齿磁脉冲式曲轴位置传感器
轮齿磁脉冲式曲轴位置传感器
曲轴位置传感器
磁脉冲式曲轴位置传感器：利用电磁感应 原理产生与曲轴转角相对的电脉冲信号
轮齿磁脉冲式曲轴位置传感器（日产） 转子磁脉冲式曲轴位置传感器（丰田）
光电式曲轴位置传感器：利用光电效应产 生与曲轴转角相对的电脉冲信号 霍尔式曲轴位置传感器：利用霍尔效应， 产生与曲轴转角相对的电脉冲信号
轮齿磁脉冲式曲轴位置传感器
4.滑动电阻式液位传感器 4.滑动电阻式液位传感器
六、车高传感器
• （1）光电式车高传感器的识别 ）光电式车高传感器的识别 • 主动悬架系统能够根据车身高度、车速、转
向角度及速率、制动等信号，由ECU控制悬架的 向角度及速率、制动等信号，由ECU控制悬架的 执行机构，使悬架的刚度、减振器的阻尼力及车 身高度等参数改变，使汽车具有良好的乘坐舒适 性和操作稳定性。在主动悬架系统中车高和转向 角传感器是两个重要部件，目前在现代轿车上应 用最多的是光电式车高和转向角传感器。
一、节气门位置传感器
1.编码式节气门位置传感器 1.编码式节气门位置传感器 （1）编码式节气门位置传感器的结构原理
（2）编码式节气门位置传感器的使 用检修
2.线性式节气门位置传感器 2.线性式节气门位置传感器
（1）线性式节气门位置传感器的结构原理
（2）线性式节气门位置传感器的检 修
3.滑动式节气门位置传感器 3.滑动式节气门位置传感器
• 表 传感器不同组合时的车身高度区域范围
• 图4 车身高度调整装置的控制原理
• 图5为车身高度传感器的安装位置及工作状
态。连杆铰连，下端与后悬架臂相连。当 车身上下振动时，旋转，光电耦合件把旋 转信号转换成车高信号输出。 • 图中，拉紧螺栓的上端与传感器的拉 紧螺栓带动连杆使传感器的轴左右
• 图5 车高传感器的安装位置及工作状态
• 拆下拉紧螺栓，拧松拉紧螺栓的锁紧螺母，
旋转拉紧螺栓的螺旋接头，可以改变拉紧 螺栓的长度，从而可以调整车身高度的设 定值。
• （2）光电式车高传感器的检测 • 光电式车高传感器的常见故障是发光二极管、 光电式车高传感器的常见故障是发光二极管、光敏三
极管脏污、损坏；内部电路断、短路或接触不良，遮光盘 极管脏污、损坏；内部电路断、短路或接触不良，遮光盘 变形或槽残缺等，使传感器输出信号减弱以致无信号输出， 使悬架控制系统不能正常工作。检测时，应首先检查光电 使悬架控制系统不能正常工作。检测时，应首先检查光电 耦合件表面是否有污物，连接线路是否良好，检查遮光盘 耦合件表面是否有污物，连接线路是否良好，检查遮光盘 上是否有污物。如果无问题，应拆下车高传感器连接插头， 上是否有污物。如果无问题，应拆下车高传感器连接插头， 用导线将插头两端的电源连接起来，使传感器外壳搭铁， 导线将插头两端的电源连接起来，使传感器外壳搭铁， 打开点火开关，慢慢转动传感器轴，用万用表测量插头上 打开点火开关，慢慢转动传感器轴，用万用表测量插头上 信号插孔输出的电压。如果电压在0 1V之间变化，说明 信号插孔输出的电压。如果电压在0～1V之间变化，说明 传感器工作性能良好，否则，应更换车高传感器。
光电式曲轴位置传感器
现代SONATA光电式曲轴位置传感器： 现代SONATA光电式曲轴位置传感器：
组成与安装位置基本相同 区别在于信号盘的结构 SONATA信号盘外圈只有4 SONATA信号盘外圈只有4个孔测定曲轴转角 外部内侧有一个或者两个孔测量一缸（四缸） 的压缩行程上止点 思考题：4 思考题：4孔信号盘如何尽量精确的测量曲轴 转角？
组成：齿轮式信号盘、磁头、线圈、脉冲 成形电路、连接器等 位置：曲轴前端的皮带轮之后 工作原理：齿轮式信号盘上的轮齿和凸缘 切割磁场的磁力线，由此产生与曲轴位置 相对应的脉冲信号，经过成形电路的整形 后传送给ECU。 后传送给ECU。
轮齿磁脉冲式曲轴位置传感器
齿轮式信号盘
沿圆周每隔4 沿圆周每隔4度加工一个轮齿 每隔120度布置一个凸缘 每隔120度布置一个凸缘
磁脉冲式曲轴位置传感器检查
电阻检查： 电阻检查：
点火开关OFF 点火开关OFF 拔开导线连接器 测量各端子间的电阻值
磁脉冲式曲轴位置传感器检查
曲轴位置传感器输出信号的检查
拔下曲轴位置传感器的导线连接器 当发动机转动时，检测曲轴位置传感器上G1 G1当发动机转动时，检测曲轴位置传感器上G1G2NeG-、G2-G-、Ne-G-端子间是否有脉冲电压信号 输出。 输出。 如没有，则须更换曲轴位置传感器。 如没有，则须更换曲轴位置传感器。
• 图1 光电式车高传感器
1接线电缆；2油封；3外壳；4轴；5光电耦 接线电缆； 油封；3外壳；4轴；5 合元件；6遮光盘；7盖板 元件；6遮光盘；7
• 在光电式车高传感器的内部，有一个靠连杆带动
的传感器轴，在传感器轴上固定一开有许多窄槽 的圆盘。遮光器由发光二极管和光敏三极管组成， 的圆盘。遮光器由发光二极管和光敏三极管组成， 圆盘的转动可使遮光器的输出进行ON、OFF转换， 圆盘的转动可使遮光器的输出进行ON、OFF转换， 并把ON、OFF转换信号通过信号线输人悬架ECU， 并把ON、OFF转换信号通过信号线输人悬架ECU， 依靠这种ON、OFF转换，悬架Eau装置可以检测 依靠这种ON、OFF转换，悬架Eau装置可以检测 出圆盘的转动角度。当车身高度发生变化时，悬 架变形量即发生变化，圆盘在传感器轴带动下转 动，从而使悬架ECU检测出车身高度的变化。图2 动，从而使悬架ECU检测出车身高度的变化。图2 为光电式车高传感器的工作原理，图3 为光电式车高传感器的工作原理，图3为车高传感 器的电路。 器的电路。
（1）滑动式节气门位置传感器的结构原理
（2）滑动式节气门位置传感器的检 修
二、线性位置传感器
三、防滴型转角传感器
四、非接触角度传感器
Hale Waihona Puke 五、液位传感器1.浮筒簧片开关式液位传感器 1.浮筒簧片开关式液位传感器
2.电极式液位传感器 2.电极式液位传感器
3.热敏电阻式液位传感器 3.热敏电阻式液位传感器
转子磁脉冲式曲轴位置传感器
转子磁脉冲式曲轴位置传感器
Ne正时信号的产生： Ne正时信号的产生：
Ne正时转子上有24个齿 Ne正时转子上有24个齿 转子转一周曲轴转两周 24个脉冲对应720度曲轴转角 24个脉冲对应720度曲轴转角 每个脉冲对应30度，ECU均分其时间得到1 每个脉冲对应30度，ECU均分其时间得到1度曲 轴转角信号 两个脉冲时间，即60度曲轴转角所经过的时间 两个脉冲时间，即60度曲轴转角所经过的时间 作为测量发动机转速的基准