汽车位置传感器与角度传感器PPT演示课件
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汽车用传感器：车身传感技术 第5章《位置传感器与角度传感器》PPT教学课件
第五章 位置传感器与角度传感器
主讲教师：某某某
本章内容
按输出信号的种类
模拟式：电位计，将角度变化变换成电阻变化 数字式：光电式、电磁式的旋转式编码器
5.1 节气门位置传感器（编码器式） 5.2 节气门位置传感器（直线式） 5.3 滑动式节气门位置传感器 5.4 线性位置传感器 5.5 防滴型角度传感器 5.6 非接触角度传感器 5.7 转向传感器 5.8 光电式车高传感器 5.9 溢流环位置传感器
VC端子→电阻r→ E2端子 VTA端的电位并不受电阻R1、R2的影响
节气门全闭时，IDL触点闭合，电位为0 →计算机
根据这些信号判断出车辆的行驶状态，再决定进行过渡时期的空燃比 修正或是输出增量修正，或是切断油路，或是进行怠速稳定修正
车身传感技术
7
5.3 滑动式节气门位置传感器
安装在节流阀本体上，用作检测节 气门的开度
车身传感技术
2
5.1 节气门位置传感器（编码器式）
节气门位置传感器也叫节气门开关
装在节流阀本体上并与之连动 随着驾驶员对加速踏板的控制 靠自身触点检测出发动机处于
怠速、负荷、加减速状态 IDL触点：检测怠速状态 PSW触点：检测重负荷状态 ACC1和ACC2触点：检测加速状态
原理：
减振器总是振动，很难判定所处区域
过高区域
隔数十毫秒测一次车高控制传感器输出信号 车 高侧规定区域 对一定时间内各区域所占的百分比做出判断 高 低侧规定区域
过低区域
车身传感技术
22
5.8 光电式车高传感器
车高上升时工作情况
空气压缩机工作，向减振器输送压缩空气，车高上升
降低车高时
排气阀打开，减振器内压缩空气散到大气，车高降低
主讲教师：某某某
本章内容
按输出信号的种类
模拟式：电位计，将角度变化变换成电阻变化 数字式：光电式、电磁式的旋转式编码器
5.1 节气门位置传感器（编码器式） 5.2 节气门位置传感器（直线式） 5.3 滑动式节气门位置传感器 5.4 线性位置传感器 5.5 防滴型角度传感器 5.6 非接触角度传感器 5.7 转向传感器 5.8 光电式车高传感器 5.9 溢流环位置传感器
VC端子→电阻r→ E2端子 VTA端的电位并不受电阻R1、R2的影响
节气门全闭时，IDL触点闭合，电位为0 →计算机
根据这些信号判断出车辆的行驶状态，再决定进行过渡时期的空燃比 修正或是输出增量修正，或是切断油路，或是进行怠速稳定修正
车身传感技术
7
5.3 滑动式节气门位置传感器
安装在节流阀本体上，用作检测节 气门的开度
车身传感技术
2
5.1 节气门位置传感器（编码器式）
节气门位置传感器也叫节气门开关
装在节流阀本体上并与之连动 随着驾驶员对加速踏板的控制 靠自身触点检测出发动机处于
怠速、负荷、加减速状态 IDL触点：检测怠速状态 PSW触点：检测重负荷状态 ACC1和ACC2触点：检测加速状态
原理：
减振器总是振动，很难判定所处区域
过高区域
隔数十毫秒测一次车高控制传感器输出信号 车 高侧规定区域 对一定时间内各区域所占的百分比做出判断 高 低侧规定区域
过低区域
车身传感技术
22
5.8 光电式车高传感器
车高上升时工作情况
空气压缩机工作，向减振器输送压缩空气，车高上升
降低车高时
排气阀打开，减振器内压缩空气散到大气，车高降低
《汽车传感器技术》课件
智能化趋势
随着人工智能技术的不断发展，汽车传感器将越来越智能化。传感器将具备自学习、自适 应和决策能力，能够根据不同的工况和环境因素进行自动调整和优化。
无线化趋势
无线传感器技术将逐渐应用于汽车领域，实现传感器与车辆之间的无线通信和数据传输。 这将简化传感器布线，降低系统成本和维护成本。
集成化趋势
未来汽车传感器将朝着集成化方向发展，实现多种传感器功能的集成和一体化。这将有助 于减小传感器体积和重量，提高其可靠性和稳定性。
传感器在牵引力控制系统中监测车轮转速和发动机转速，并将信号传递给控制系 统，控制系统根据传感器信号调节发动机输出和车轮打滑。
04
汽车传感器的技术挑 战与未来趋势
技术挑战：提高精度、稳定性与可靠性
01 02
精度挑战
随着汽车技术的不断发展，对传感器精度的要求也越来越高。为了提高 传感器的测量精度，需要不断优化传感器的设计、制造工艺和材料选择 。
监测节气门开度，将信号 传递给发动机控制系统， 控制发动机进气量。
曲轴位置传感器
检测曲轴位置，将信号传 递给点火控制系统，控制 点火时间。
转向角度传感器
监测方向盘转向角度，将 信号传递给转向控制系统 ，实现转向助力控制和车 辆稳定性控制。
速度传感器
车速传感器
检测车速，将信号传递给车速表和发动机控制系统，控制发动机 转速和换挡时机。
流量传感器
空气流量传感器
检测空气流量，将信号传递给发动机控制系统，控制燃油喷射和 点火时间。
油流量传感器
监测燃油流量，将信号传递给燃油泵控制系统，控制燃油泵的转 速和供油量。
水流量传感器
检测冷却水流量，将信号传递给发动机冷却水控制系统，控制冷 却水循环。
随着人工智能技术的不断发展，汽车传感器将越来越智能化。传感器将具备自学习、自适 应和决策能力，能够根据不同的工况和环境因素进行自动调整和优化。
无线化趋势
无线传感器技术将逐渐应用于汽车领域，实现传感器与车辆之间的无线通信和数据传输。 这将简化传感器布线，降低系统成本和维护成本。
集成化趋势
未来汽车传感器将朝着集成化方向发展，实现多种传感器功能的集成和一体化。这将有助 于减小传感器体积和重量，提高其可靠性和稳定性。
传感器在牵引力控制系统中监测车轮转速和发动机转速，并将信号传递给控制系 统，控制系统根据传感器信号调节发动机输出和车轮打滑。
04
汽车传感器的技术挑 战与未来趋势
技术挑战：提高精度、稳定性与可靠性
01 02
精度挑战
随着汽车技术的不断发展，对传感器精度的要求也越来越高。为了提高 传感器的测量精度，需要不断优化传感器的设计、制造工艺和材料选择 。
监测节气门开度，将信号 传递给发动机控制系统， 控制发动机进气量。
曲轴位置传感器
检测曲轴位置，将信号传 递给点火控制系统，控制 点火时间。
转向角度传感器
监测方向盘转向角度，将 信号传递给转向控制系统 ，实现转向助力控制和车 辆稳定性控制。
速度传感器
车速传感器
检测车速，将信号传递给车速表和发动机控制系统，控制发动机 转速和换挡时机。
流量传感器
空气流量传感器
检测空气流量，将信号传递给发动机控制系统，控制燃油喷射和 点火时间。
油流量传感器
监测燃油流量，将信号传递给燃油泵控制系统，控制燃油泵的转 速和供油量。
水流量传感器
检测冷却水流量，将信号传递给发动机冷却水控制系统，控制冷 却水循环。
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。
汽车常用传感器的识别与检测ppt课件
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
3.可变电阻器式
当电位计的滑动臂在电阻上移 动时，对加在电阻上的电压起分压 作用。当空气压力降低时，操纵杆 使滑动触点向电阻的搭铁端移动， 由于电阻增加，使输出电压减少。 反之，空气压力增高时，则输出电 压增强。
热线温度与进气温度差
热线式空气流量计的电路原理
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
图6-9 热线式空气流量计工作原理图
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
皇冠3.0轿车压敏电阻式进气歧管压力传感器
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
广州本田轿车MAP传感器
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
电路图
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
检测
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
第六章 位置与角度传感器
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。
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。
汽车车身传感器ppt课件
8.湿度传感器
图2-51 电控自动空调上日照强度传感器的布置 1—日照强度传感器 2—按钮与微机 3—电动机 4—车 内温度传感器 5—动力伺服 6—主微机 7—鼓风机控制
9.日照强度传感器
图2-52 日照强度传感器结构与工作特性 a)传感器结构 b)工作特性
9.日照强度传感器
图2-53 凌志LS400轿车日照传感器的 安装位置及其工作原理 a) 安装位置 b)工作电路
2.电磁感应式车速传感器
图2-16 电磁感应式车速传感器工作原理示意图 a)结构 b)感应电压波形
1—停车锁止齿轮 2—车速传感器 3—永久磁铁 4—电磁感应线圈 5—电控单元
3.光电式车速传感器
图2-17 光电式车速传感器的结构 1—带槽的遮光板 2—发光二极管
3—光耦合器 4—光敏晶体管
3.光电式车速传感器
态
3.热敏铁氧体温度传感器
图2-10 铁氧体型热敏开关的工作方式 ａ)常闭型 b)常开型 c)频带型
二、车速传感器
1.舌簧开关式车速传感器 2.电磁感应式车速传感器 3.光电式车速传感器 4.可变磁阻式车速传感器
1.舌簧开关式车速传感器
图2-11 舌簧开关式车速传感器的结构 1—舌簧开关 2—指针 3—弹簧 4—磁铁 5—转子 6—输出端
1.雨滴传感器
图2-41 间歇式风窗刮水器系统的构成
2.电动座椅用传感器
图2-42 微机控制动力座椅用传感器的结构 1—霍尔元件 2—永久磁铁 3—座位导轨、前与后垂直传感器 4—靠背位置传感器
2.电动座椅用传感器
图2-43 座椅用传感器电路与控制电路 1—位置控制用微机电路 2—座椅用传感器电路
第三节 车身传感器的研究和发展趋势
汽车位置传感器详解PPT课件
1.功用 检测发动机曲轴转角和活塞上止点，并将检测信号送至发
动机ECU，用以控制点火时刻(点火提前角)和喷油正时。 同时也是测量发动机转速的信号源。 注：
通常与曲轴位置传感器相配的还有凸轮轴位置传感器， 其中凸轮轴位置传感器的功用是判别发动机的哪一缸的活塞 即将到达上止点，又称为判缸传感器。
以上两者一起又称为发动机转速与曲轴位置传感器或称 为曲轴位置/判缸/转速传感器。
定时齿轮 主轴瓦
主轴瓦 下轴瓦
飞轮
9
3.曲轴的结构
结构：由前端轴、若干个曲拐和后端轴三部分组成。
前端轴
曲拐
后端轴
平衡重
曲柄
连杆轴颈 或曲柄销
主轴颈
功率 凸缘 输出端
1）曲拐的数量与取决于发动机的气缸数和排列方式。 2）曲柄是用来连接主轴颈和连杆轴颈。 3）平衡重的作用是平衡各机件产生的离心力及其力矩。
点火线圈
配电器
断电器
28
分电器结构
29
点火信号发生器
在电子点火或微机点火系统中，点火信号发生器取代了 断电器中的凸轮，用来判定活塞所处的位置，将活塞位置信 号输送到点火控制器，从而保证在恰当的时刻点火。
主要应用的有：磁脉冲式、霍尔效应式和光电效应式。
30
第二节 曲轴位置传感器
曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器是发动机集中控制 系统中最重要的传感器之一，是点火系统和燃油喷射系统共 用的传感器。
4
540～720 压缩 作功 进气 排气
2
12
四缸发动机曲轴运动示意图
13
六缸发动机的曲拐布置
1－6 120
2－5
3－4
14
直列六缸发动机发火顺序 1－5－3－6－2－4
动机ECU，用以控制点火时刻(点火提前角)和喷油正时。 同时也是测量发动机转速的信号源。 注：
通常与曲轴位置传感器相配的还有凸轮轴位置传感器， 其中凸轮轴位置传感器的功用是判别发动机的哪一缸的活塞 即将到达上止点，又称为判缸传感器。
以上两者一起又称为发动机转速与曲轴位置传感器或称 为曲轴位置/判缸/转速传感器。
定时齿轮 主轴瓦
主轴瓦 下轴瓦
飞轮
9
3.曲轴的结构
结构：由前端轴、若干个曲拐和后端轴三部分组成。
前端轴
曲拐
后端轴
平衡重
曲柄
连杆轴颈 或曲柄销
主轴颈
功率 凸缘 输出端
1）曲拐的数量与取决于发动机的气缸数和排列方式。 2）曲柄是用来连接主轴颈和连杆轴颈。 3）平衡重的作用是平衡各机件产生的离心力及其力矩。
点火线圈
配电器
断电器
28
分电器结构
29
点火信号发生器
在电子点火或微机点火系统中，点火信号发生器取代了 断电器中的凸轮，用来判定活塞所处的位置，将活塞位置信 号输送到点火控制器，从而保证在恰当的时刻点火。
主要应用的有：磁脉冲式、霍尔效应式和光电效应式。
30
第二节 曲轴位置传感器
曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器是发动机集中控制 系统中最重要的传感器之一，是点火系统和燃油喷射系统共 用的传感器。
4
540～720 压缩 作功 进气 排气
2
12
四缸发动机曲轴运动示意图
13
六缸发动机的曲拐布置
1－6 120
2－5
3－4
14
直列六缸发动机发火顺序 1－5－3－6－2－4
汽车用传感器：车身传感技术 第13章《车辆周围识别用传感器》PPT教学课件
表13-2 后、侧方雷达的规格
激光波长 水平扫描数 测定范围 测定分辨能力 数据输出周期 重量
850 nm 144条／270° 0.3~5m（车身） 0.lm 0 .14s 440g
车身传感技术
20
13.3 采用CCD摄像机的立体图像识别系统
13.3.1 概述 13.3.2 采用CCD摄像机的立体摄像识别系统
车身传感技术
28
13.3.2 采用CCD摄像机的立体摄像识别系统
距离信息检测部分：市区间距离运算
加法器呈金字塔状排列。1个时钟运算一次市区间距离 除最小值外，先评定出与最大值的差及标准图像水平
方向的辉度变化量等 这些条件全部有效时，才输出对其像素的偏离量 专用集成电路实现高速处理：全部偏移量计算时间是
作用
将后、侧方10m之内处（包括邻车道上的死角）存在车 辆信息通知司机，根据需要发出报警信号
超声波传感器特点
廉价，但受风力、涡旋影响，性能受行车环境所左右
车身传感技术
11
13.1.3采用超声波传感器的后、侧方报警系统
后、侧方报警系统适用场合的例子
左车道上行驶的车辆装设有本系统，假定右车道上的 车辆靠近本车辆
比雾粒尺寸还小 很难测出雾粒反射后的物体距离 根据距离长短改变测定临界值
车身传感技术
16
13.2.2 激光雷达式车辆周围识别系统
系统的概述
前车距离雷达：仪表盘上方 后端左右设置1个激光雷达 数据控制器：车厢内 显示装置：仪表盘中间
车身传感技术
17
13.2.2 激光雷达式车辆周围识别系统
用这种传感器检测车辆四周障碍物转向声纳系统
50cm以内障碍物：发光二极管和蜂鸣器通知司乘人员 在50cm以内时，蜂鸣器断续报警 在20cm以内时，蜂鸣器连续报警
位置和角度传感器
波形图
19
案例1.2.1.3 霍尔式曲轴位置传感器
20
2.工作原理
遮断式
21
遮断式
22
霍尔元件
变磁通式
23
汽车上用霍尔式传感器一般为三线：一根为电源线，供给工作电压一 般为12V，（也有用9V），一根为信号线，需要提供5V参考电压，通 过三极管的导通或关闭，实现0V和5V的脉冲变化，第三根为搭铁线。
2
概述
用来测量元件运转或运动所处位置的传感 器称为位置传感器。
▪ 曲轴位置传感器 ▪ 凸轮轴位置传感器 ▪ 节气门位置传感器 ▪ 液位传感器 ▪ 转向盘转角传感器 ▪ 超声波距离传感器 ▪ 加速踏板位置传感器 ▪ EGR位置传感器等。
3
案例1.2.1 曲轴位置传感器
一、概述
1. 安装位置： 曲轴位置传感器通常安装在曲轴前端、凸轮轴前端、飞轮上或 分电器内，如图3-1所示。
此外，凸轮轴位置信号还用于发动机起动时识别出第一次 点火时刻。 按工作原理分类：
33
案例1.2.2 .1 磁阻元件式凸轮轴位置传感器
1.磁阻效应 某些金属或半导体的电阻值随外加磁场变化而变化的现象。其物
理量的定义，是在有无磁场下的电阻差除上原先电阻，用以代表电阻 变化率。
若外加磁场与外加电场垂直，称为横向磁阻效应；若外加磁场与外加 电场平行，称为纵向磁阻效应。
由于在磁场中受到罗伦兹力的影响，传导电子在行进中会偏折，使 得路径变成沿曲线前进，如此将使电子行进路径长度增加，使电子碰撞 机率增大，进而增加材料的电阻。
34
2.检测原理
24
3.实例与检测
25
26
27
28
工作电压的检测：
拔掉曲轴位置传感器插头，打开点火开关 ，用万用表的电压档测量线束侧3#端子是否 有12v蓄电池电压，如果没有，检查控制继 电器的3脚与曲轴位置传感器的导通性。
19
案例1.2.1.3 霍尔式曲轴位置传感器
20
2.工作原理
遮断式
21
遮断式
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霍尔元件
变磁通式
23
汽车上用霍尔式传感器一般为三线：一根为电源线，供给工作电压一 般为12V，（也有用9V），一根为信号线，需要提供5V参考电压，通 过三极管的导通或关闭，实现0V和5V的脉冲变化，第三根为搭铁线。
2
概述
用来测量元件运转或运动所处位置的传感 器称为位置传感器。
▪ 曲轴位置传感器 ▪ 凸轮轴位置传感器 ▪ 节气门位置传感器 ▪ 液位传感器 ▪ 转向盘转角传感器 ▪ 超声波距离传感器 ▪ 加速踏板位置传感器 ▪ EGR位置传感器等。
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案例1.2.1 曲轴位置传感器
一、概述
1. 安装位置： 曲轴位置传感器通常安装在曲轴前端、凸轮轴前端、飞轮上或 分电器内，如图3-1所示。
此外，凸轮轴位置信号还用于发动机起动时识别出第一次 点火时刻。 按工作原理分类：
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案例1.2.2 .1 磁阻元件式凸轮轴位置传感器
1.磁阻效应 某些金属或半导体的电阻值随外加磁场变化而变化的现象。其物
理量的定义，是在有无磁场下的电阻差除上原先电阻，用以代表电阻 变化率。
若外加磁场与外加电场垂直，称为横向磁阻效应；若外加磁场与外加 电场平行，称为纵向磁阻效应。
由于在磁场中受到罗伦兹力的影响，传导电子在行进中会偏折，使 得路径变成沿曲线前进，如此将使电子行进路径长度增加，使电子碰撞 机率增大，进而增加材料的电阻。
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2.检测原理
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3.实例与检测
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工作电压的检测：
拔掉曲轴位置传感器插头，打开点火开关 ，用万用表的电压档测量线束侧3#端子是否 有12v蓄电池电压，如果没有，检查控制继 电器的3脚与曲轴位置传感器的导通性。
《汽车传感器》课件
压力传感器
总结词
检测压力变化
详细描述
压力传感器主要用于检测汽车各部位的压力变化，如发动机进气压力、制动系统压力、 气瓶压力等。它能够实时监测压力，并将数据传输给控制系统，以确保汽车各部件的正
常运行。
压力传感器
总结词
高精度测量
详细描述
压力传感器的测量精度对于汽车的稳 定运行至关重要。它能够提供准确的 压力数据，帮助控制系统及时调整工 作状态，以确保发动机和制动系统的 正常工作。
高精度
为了提高汽车的安全性和舒适性，传感器需要具备更高的 精度和灵敏度，以满足更精确的测量和控制需求。
汽车传感器面临的挑战
01
安全性和可靠性
汽车传感器需要具备高可靠性和长寿命，以保证汽车的安全性和稳定性
。同时，需要采取有效的措施来确保传感器的安全性和可靠性。
02 03
成本和价格
汽车传感器的制造成本和价格需要控制在合理的范围内，以确保传感器 的普及和应用。同时，需要采取有效的措施来降低制造成本和提高生产 效率。
底盘控制系统传感器
01
轮速传感器
检测车轮转速，用于控制ABS、ESP 等底盘控制系统。
横摆角速度传感器
检测车辆横摆运动，用于控制ESP等 底盘控制系统。
03
02
转向角传感器
检测方向盘转向角度，用于控制EPS 等底盘控制系统。
纵向加速度传感器
检测车辆纵向加速度，用于控制ESP 等底盘控制系统。
04
04
03
汽车传感器应用
发动机控制系统传感器
01
02
03
04
温度传感器
检测发动机冷却液温度和进气 温度，用于控制发动机启动、
第五章位置传感器
（2） 光生伏特效应 在光线作用下能够使物体产生一定方向的电动势的现象
叫做光生伏特效应。
基于该效应的光电器件有光电池和光敏二极管、三极管。
第五章位置传感器
9
二、光电式曲轴位置传感器 • 1、结构
•组成：信号发生器、 信号盘（即信号转 子安装在传感器轴 上）、配电器、传 感器壳体和线束插 头等。
图 5-3
• 一、霍尔元件的结构和工作原理
•
半导体薄片置于磁感应强度为B 的磁场中，磁场方向
垂直于薄片，当有电流I 流过薄片时，在垂直于电流和磁
场的方向上将产生电动势UH，这种现象称为霍尔效应。霍 尔效应是美国约翰·霍普金斯大学物理学家霍尔博士首先
发现的。
UH=
RH d
I·B
UH
图5-6 霍尔效应原理图
第五章位置传感器
第五章位置传感器
8
• 2、内光电效应
当光照射在物体上，使物体的电阻率发生变化，或产生 光生电动势的现象叫做内光电效应，它多发生于半导体内。 根据工作原理的不同，内光电效应分为光电导效应和光生 伏特效应两类：
（1） 光电导效应 在光线作用下，电子吸收光子能量从键合状态过渡到自
由状态，而引起材料电导率的变化，这种现象被称为光电 导效应。基于这种效应的光电器件有光敏电阻。
第五章位置传感器
2
• （3）液位传感器：
• 用于检测燃油箱油量、冷却液液位和润滑油液位等。
• （4）车辆高度传感器：
• 简称车高传感器，它用来把车身高度的变化转变为电信 号输入电子控制单元，ECU根据高度变化信号控制执行元 件，调节车身高度。
第五章位置传感器
3
§5.1 曲轴位置传感器
一、定义：
曲轴位置传感器也称曲轴转角传感器（CPS， Crankshaft Position Sensor ）。凸轮轴(Camshaft）位 置传感器又称为气缸识别传感器（CIS，Cylinder Identification Sensor）。
叫做光生伏特效应。
基于该效应的光电器件有光电池和光敏二极管、三极管。
第五章位置传感器
9
二、光电式曲轴位置传感器 • 1、结构
•组成：信号发生器、 信号盘（即信号转 子安装在传感器轴 上）、配电器、传 感器壳体和线束插 头等。
图 5-3
• 一、霍尔元件的结构和工作原理
•
半导体薄片置于磁感应强度为B 的磁场中，磁场方向
垂直于薄片，当有电流I 流过薄片时，在垂直于电流和磁
场的方向上将产生电动势UH，这种现象称为霍尔效应。霍 尔效应是美国约翰·霍普金斯大学物理学家霍尔博士首先
发现的。
UH=
RH d
I·B
UH
图5-6 霍尔效应原理图
第五章位置传感器
第五章位置传感器
8
• 2、内光电效应
当光照射在物体上，使物体的电阻率发生变化，或产生 光生电动势的现象叫做内光电效应，它多发生于半导体内。 根据工作原理的不同，内光电效应分为光电导效应和光生 伏特效应两类：
（1） 光电导效应 在光线作用下，电子吸收光子能量从键合状态过渡到自
由状态，而引起材料电导率的变化，这种现象被称为光电 导效应。基于这种效应的光电器件有光敏电阻。
第五章位置传感器
2
• （3）液位传感器：
• 用于检测燃油箱油量、冷却液液位和润滑油液位等。
• （4）车辆高度传感器：
• 简称车高传感器，它用来把车身高度的变化转变为电信 号输入电子控制单元，ECU根据高度变化信号控制执行元 件，调节车身高度。
第五章位置传感器
3
§5.1 曲轴位置传感器
一、定义：
曲轴位置传感器也称曲轴转角传感器（CPS， Crankshaft Position Sensor ）。凸轮轴(Camshaft）位 置传感器又称为气缸识别传感器（CIS，Cylinder Identification Sensor）。
第5章：位置传感器和角度传感器
1、作用 把车高（汽车悬架位置的位移量）变换成传感器 轴的旋转，并检测其旋转角度。
2、结构
3、原理及工作过程
将车身高度变 化分成四个检测 区域； 采用4组光电检 测机构进行检测车 身高度变化。 在丰田汽车上这 种传感器主要用于 后轮车高检测。
4、应用实例: 后轮车高调整装置
所谓后轮车高调整装置就是能够根据乘车人数及 载荷的变化自动调整后部车高的变化，一直保持车 辆姿势正常的系统。
丰田“滑翔”牌 轿车车前车高传感 器的安装位置与结 构图
END
5.4 线性位置传感器
1、结构特点
• 安装于轴上的滑动触点在电阻膜片上前 后滑动并输出线性电压。
2、电路
3、输出特性
5.5 防滴型角度传感器
1、位置及作用: 安装在行驶系统的后轮转向机构，用以连续的 检测后轮的Βιβλιοθήκη 转角度（后轮转向角）。2、结构
3、等效电路及特性曲线
5.6 非接触角度传感器
⑴、后 轮车高 调整系 统的构 成
⑵、后轮车高调整系统的控制方框图
车 高
过高区域 高侧规定区域 低侧规定区域 过低区域
⑶、车高升、降的调整原理
⑷、车高调整装置控制原理方框图
⑸、传感器的结构、安装位置及工作状态
①、
传感器
的结构
、安装
位置
②、工作状态分析
⑹、车高传 感器电路
车高调整范围 和传感器的输出 信号 输出信号A、B 可以进行4种组 合
信号自动调整车身高度（例：载重增加或减少时）
⑵、结构
输入轴 霍尔元件 永久磁铁 电路板 输出插座
⑶、安装位置（作为高度传感器使用时）
⑷、优缺点
缺点: • 受温度影响大； 优点: • 结构简单，体积小，坚固，频率响应宽， 动态范围大，无触点，使用寿命长，可靠性 高。
2、结构
3、原理及工作过程
将车身高度变 化分成四个检测 区域； 采用4组光电检 测机构进行检测车 身高度变化。 在丰田汽车上这 种传感器主要用于 后轮车高检测。
4、应用实例: 后轮车高调整装置
所谓后轮车高调整装置就是能够根据乘车人数及 载荷的变化自动调整后部车高的变化，一直保持车 辆姿势正常的系统。
丰田“滑翔”牌 轿车车前车高传感 器的安装位置与结 构图
END
5.4 线性位置传感器
1、结构特点
• 安装于轴上的滑动触点在电阻膜片上前 后滑动并输出线性电压。
2、电路
3、输出特性
5.5 防滴型角度传感器
1、位置及作用: 安装在行驶系统的后轮转向机构，用以连续的 检测后轮的Βιβλιοθήκη 转角度（后轮转向角）。2、结构
3、等效电路及特性曲线
5.6 非接触角度传感器
⑴、后 轮车高 调整系 统的构 成
⑵、后轮车高调整系统的控制方框图
车 高
过高区域 高侧规定区域 低侧规定区域 过低区域
⑶、车高升、降的调整原理
⑷、车高调整装置控制原理方框图
⑸、传感器的结构、安装位置及工作状态
①、
传感器
的结构
、安装
位置
②、工作状态分析
⑹、车高传 感器电路
车高调整范围 和传感器的输出 信号 输出信号A、B 可以进行4种组 合
信号自动调整车身高度（例：载重增加或减少时）
⑵、结构
输入轴 霍尔元件 永久磁铁 电路板 输出插座
⑶、安装位置（作为高度传感器使用时）
⑷、优缺点
缺点: • 受温度影响大； 优点: • 结构简单，体积小，坚固，频率响应宽， 动态范围大，无触点，使用寿命长，可靠性 高。
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返8回
5.6 非接触角度传感器
非接触角度传感器将根据轴的旋转角度得出的模拟电压在 90℃的范围内加以输出的传感器，它属于磁电变换式传感器。 其工作原理为:霍尔元件检测出固定于轴上的磁铁旋转引起的 变化磁通后，将随旋转角度变化的电压以正弦函数形式输出。
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5.6 非接触角度传感器
汽车上的主动式悬架系统可根据行驶状况自动调整车辆姿势 与平顺性，非接触角度传感器在此系统中用于检测车辆高度， 它通过连杆机构将车高变换成旋转角度;此外它还用于车辆的 车高自动调整系统中，这种系统可根据乘车人数及载重量的 增减自动调整车高。非接触式角度传感器的结构如图5一12 所示.
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5.3 滑动式节气门位置传感器
当节流阀达到某一开度时，全开触点(满负荷触点)闭合，满 负荷触点闭合时，满负荷加浓信号输入到微机中。 滑动式节气门位置传感器与计算机的连接电路如图5一6所示。 在没有踏加速踏板时，电源将电压加到计算机的怠速端子 (IDL)上;当满负荷时，动力触点闭合，电压加到计算机的功 率端子(PSW)上，计算机判断出加速踏板已被踏下。
5.11 高分解能力的转向角
度传感器
1
5.1 节气门位置传感器(编码器式)
5. 1节气门位置传感器(编码器式)
节气门位置传感器也叫节气门开关，它就装在节流阀的本体 上并与节流阀连动，随着驾驶员对加速踏板的控制，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。 节气门位置传感器的结构如图5—1所示.
第5章 位置传感器与角度传感器
5.1 节气门位置传感器(编 码器式)
5.2 节气门位置传感器(直 线式)
5.3 滑动式节气门位置传感 器
5.4 线性位置传感器
5.5 防滴型角度传感器
5.6 非接触角度传感器
5.7 转向传感器
5.8 光电式车高传感器
5.9 溢流环位置传感器
5.10 高分解能力的角度传 感器
上一页 返10回
5.7 转向传感器
转向传感器也叫光电式变化率传感器，它用来检测轴的旋转 角位移量及轴的旋转方向这种传感器的安装部位及结构如图 5一13所示。 在转向器的主轴上，设有一个遮光盘，夹于遮光盘两侧的是 两组光电藕合组件，光电藕合组件安装在转向管柱上。
下一页 返11回
5.7 转向传感器
当转向器轴转动时，遮光盘也随之转动，遮光盘整个圆周上 均匀地开有许多槽，遮光盘上的槽与齿使光电藕合组件之间 的光断续地通断，由此就可以检测出旋转角度。转向传感器 的工作过程，也可以用图5-14所示的电路图来加以说明。 图中的光敏三极管在遮光盘的作用下，或者导通，或者截止， 根据三极管导通、截止的速度，就可以检测出转向器的速度。 此外，晶体管Tr1与Tr2之间的导通与截止，相位差90°， 根据先导通的脉冲信号(波形下降)可检测出转向器的旋转方 向。
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5.8 光电式车高传感器
车高传感器的作用是把车高(汽车悬架装置的位移量)变换成 传感器轴的旋转，并检测出其旋转角度。这种传感器的结构 如图5-15所示.
下一页 返13回
5.8 光电式车高传感器
在传感器的内部，有一靠连杆带动旋转的轴，在轴上装有一 个开有许多槽的遮光盘，遮光盘的两侧装有4组光电藕合元 件，当连杆带动轴旋转时，光电藕合元件之间或者被遮光盘 遮上，或者元件之间透光，如图5一16所示。因此，如图5 一17所示的光电藕合元件将把这种变化转换成电信号，并输 入到计算机中。图5一17所示的为4组光电藕合元件，利用 这4组光电藕合元件导通与截止的组合，就可以把车高的变 化范围分为多个区域进行检测。
上一页 返14回
5.9 溢流环位置传感器
上一页 返4回
5.3 滑动式节气门位置传感器
滑动式节气门位置传感器也是安装在节流阀本体上，用作检 测节气门的开度。其结构如图5-5所示。传感器上设有与节 流阀轴联动的转子及检测怠速位置的怠速触点、检测满负荷 位置的满负荷触点以及动触点。 转子上设有凸轮槽，动触点可在凸轮槽内滑动，在怠速位置 及全开(满负荷)位置，动触点分别与其触点闭合，测量出节 气门的开度。 在怠速运转情况下，怠速触点闭合，除此之外的情况下，怠 速触点都是打开的。怠速触点把怠速加浓、怠速后加浓、切 断燃油等信号都送人计算机中。
上一页 感器安装在油泵上，用以连续检测直接位移，如 检测步进电动机的控制销的位置等。安装于轴上的滑动触点 在电阻膜片上前后滑动并输出线性电压。 这种传感器的主要特点是:因为输出信号为线性电压，所以检 测位置与信号的处理比较方便;耐环境性能好;内装有回位弹 簧，所以与被测工件的接触比较方便。线性位置传感器的等 效电路如图5一7所示，其特性如图5一8所示。
返2回
5.2 节气门位置传感器(直线式)
直线式节气门位置传感器装于节气门及喷油泵等上，用于连 续地检测旋转部件。利用设于传感器内的开关检测出移动原 点，因此可准确地检测出绝对角度。
下一页 返3回
5.2 节气门位置传感器(直线式)
这种传感器安装于被检测件上(例如节气门)通过驱动臂的动 作，使动触点在电阻膜上作滑动旋转。电阻膜具有开关输出 图形及线性输出图形。图5-2是线性式(也叫滑动电阻式)节 气门位置传感器的结构。图5-3是其电路原理图，图5-4是 其输出特性，其线性输出可改为函数输出。因为这种传感器 的输出信号是电压，所以，它具有下列特点:检测及处理角度 很方便;适于学习控制用，因为它是用开关找出确定绝对角度 的原点;可直接安装于发动机上;耐环境能力强;其内设有回位 弹簧，与被测定部件容易连接。
返7回
5.5 防滴型角度传感器
防滴型角度传感器安装在行驶系统的后轮转向机构，用以连 续地检测后轮的旋转角度(后轮转向角)。 传感器的驱动杆安装在被测装置上，通过驱动杆的转动，带 动了滑动触点在电阻膜上滑动，同时将旋转角度变换成线性 电压输出。其最大的特点是:因为这种传感器采用的是防滴型 结构，所以耐环境能力强;输出信号为电压，所以角度的检测 与处理都很方便。其结构如图5一9所示，其等效电路如图5 一10所示，其特性如图5一11所示。
5.6 非接触角度传感器
非接触角度传感器将根据轴的旋转角度得出的模拟电压在 90℃的范围内加以输出的传感器，它属于磁电变换式传感器。 其工作原理为:霍尔元件检测出固定于轴上的磁铁旋转引起的 变化磁通后，将随旋转角度变化的电压以正弦函数形式输出。
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5.6 非接触角度传感器
汽车上的主动式悬架系统可根据行驶状况自动调整车辆姿势 与平顺性，非接触角度传感器在此系统中用于检测车辆高度， 它通过连杆机构将车高变换成旋转角度;此外它还用于车辆的 车高自动调整系统中，这种系统可根据乘车人数及载重量的 增减自动调整车高。非接触式角度传感器的结构如图5一12 所示.
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5.3 滑动式节气门位置传感器
当节流阀达到某一开度时，全开触点(满负荷触点)闭合，满 负荷触点闭合时，满负荷加浓信号输入到微机中。 滑动式节气门位置传感器与计算机的连接电路如图5一6所示。 在没有踏加速踏板时，电源将电压加到计算机的怠速端子 (IDL)上;当满负荷时，动力触点闭合，电压加到计算机的功 率端子(PSW)上，计算机判断出加速踏板已被踏下。
5.11 高分解能力的转向角
度传感器
1
5.1 节气门位置传感器(编码器式)
5. 1节气门位置传感器(编码器式)
节气门位置传感器也叫节气门开关，它就装在节流阀的本体 上并与节流阀连动，随着驾驶员对加速踏板的控制，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。 节气门位置传感器的结构如图5—1所示.
第5章 位置传感器与角度传感器
5.1 节气门位置传感器(编 码器式)
5.2 节气门位置传感器(直 线式)
5.3 滑动式节气门位置传感 器
5.4 线性位置传感器
5.5 防滴型角度传感器
5.6 非接触角度传感器
5.7 转向传感器
5.8 光电式车高传感器
5.9 溢流环位置传感器
5.10 高分解能力的角度传 感器
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5.7 转向传感器
转向传感器也叫光电式变化率传感器，它用来检测轴的旋转 角位移量及轴的旋转方向这种传感器的安装部位及结构如图 5一13所示。 在转向器的主轴上，设有一个遮光盘，夹于遮光盘两侧的是 两组光电藕合组件，光电藕合组件安装在转向管柱上。
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5.7 转向传感器
当转向器轴转动时，遮光盘也随之转动，遮光盘整个圆周上 均匀地开有许多槽，遮光盘上的槽与齿使光电藕合组件之间 的光断续地通断，由此就可以检测出旋转角度。转向传感器 的工作过程，也可以用图5-14所示的电路图来加以说明。 图中的光敏三极管在遮光盘的作用下，或者导通，或者截止， 根据三极管导通、截止的速度，就可以检测出转向器的速度。 此外，晶体管Tr1与Tr2之间的导通与截止，相位差90°， 根据先导通的脉冲信号(波形下降)可检测出转向器的旋转方 向。
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5.8 光电式车高传感器
车高传感器的作用是把车高(汽车悬架装置的位移量)变换成 传感器轴的旋转，并检测出其旋转角度。这种传感器的结构 如图5-15所示.
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5.8 光电式车高传感器
在传感器的内部，有一靠连杆带动旋转的轴，在轴上装有一 个开有许多槽的遮光盘，遮光盘的两侧装有4组光电藕合元 件，当连杆带动轴旋转时，光电藕合元件之间或者被遮光盘 遮上，或者元件之间透光，如图5一16所示。因此，如图5 一17所示的光电藕合元件将把这种变化转换成电信号，并输 入到计算机中。图5一17所示的为4组光电藕合元件，利用 这4组光电藕合元件导通与截止的组合，就可以把车高的变 化范围分为多个区域进行检测。
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5.9 溢流环位置传感器
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5.3 滑动式节气门位置传感器
滑动式节气门位置传感器也是安装在节流阀本体上，用作检 测节气门的开度。其结构如图5-5所示。传感器上设有与节 流阀轴联动的转子及检测怠速位置的怠速触点、检测满负荷 位置的满负荷触点以及动触点。 转子上设有凸轮槽，动触点可在凸轮槽内滑动，在怠速位置 及全开(满负荷)位置，动触点分别与其触点闭合，测量出节 气门的开度。 在怠速运转情况下，怠速触点闭合，除此之外的情况下，怠 速触点都是打开的。怠速触点把怠速加浓、怠速后加浓、切 断燃油等信号都送人计算机中。
上一页 感器安装在油泵上，用以连续检测直接位移，如 检测步进电动机的控制销的位置等。安装于轴上的滑动触点 在电阻膜片上前后滑动并输出线性电压。 这种传感器的主要特点是:因为输出信号为线性电压，所以检 测位置与信号的处理比较方便;耐环境性能好;内装有回位弹 簧，所以与被测工件的接触比较方便。线性位置传感器的等 效电路如图5一7所示，其特性如图5一8所示。
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5.2 节气门位置传感器(直线式)
直线式节气门位置传感器装于节气门及喷油泵等上，用于连 续地检测旋转部件。利用设于传感器内的开关检测出移动原 点，因此可准确地检测出绝对角度。
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5.2 节气门位置传感器(直线式)
这种传感器安装于被检测件上(例如节气门)通过驱动臂的动 作，使动触点在电阻膜上作滑动旋转。电阻膜具有开关输出 图形及线性输出图形。图5-2是线性式(也叫滑动电阻式)节 气门位置传感器的结构。图5-3是其电路原理图，图5-4是 其输出特性，其线性输出可改为函数输出。因为这种传感器 的输出信号是电压，所以，它具有下列特点:检测及处理角度 很方便;适于学习控制用，因为它是用开关找出确定绝对角度 的原点;可直接安装于发动机上;耐环境能力强;其内设有回位 弹簧，与被测定部件容易连接。
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5.5 防滴型角度传感器
防滴型角度传感器安装在行驶系统的后轮转向机构，用以连 续地检测后轮的旋转角度(后轮转向角)。 传感器的驱动杆安装在被测装置上，通过驱动杆的转动，带 动了滑动触点在电阻膜上滑动，同时将旋转角度变换成线性 电压输出。其最大的特点是:因为这种传感器采用的是防滴型 结构，所以耐环境能力强;输出信号为电压，所以角度的检测 与处理都很方便。其结构如图5一9所示，其等效电路如图5 一10所示，其特性如图5一11所示。