第二章 温度传感器

车内空气温度传感器特性曲线
2.检测 （2）车外空气温度传感器的检 测 拆下汽车散热器护栅，拔下传 感器连接器插头，拆下传感器， 放入热水中加热并用万用表的 电阻档测量两端子之间的电阻 值，当温度升高时，其电阻应 明显下降。检测的电阻值应符 合特性曲线变化规律，否则应 更换传感器。特性曲线如图所 示。
T0 为273
2.温度传感器的分类
汽车上的温度传感器因车型不一样，检测 的目的和检测的范围也不一样，那么其数量、 扩散电阻式 绕组铂电阻式 使用的类型也不同。 热敏电阻式
半导体二极管式
目前温度传感器有绕组电阻式、热敏电阻 式、扩散电阻式、半导体二极管式、金属芯式 和热电偶式等。 实际应用的温度传感器主要有热敏电阻式、 金属热电阻式、热电偶三种。
请看动画：冷却液温度传感器检测.swf
三、车内、外温度传感器
克莱斯勒300c车内温度传感 器
车外温度传感器
三、车内、外温度传感器
1.车内外温度传感器的结构与工作原理 （1）传感器的结构与识别
克莱斯勒300c车内温度传感 器
车内外空气温度传感器的安装位置 1-车外空气温度传感器； 2-车内空气温度传感器（前）；3-日照传感器； 4-控制板； 5-后控制板；6-车内空气温度传感器（后）；7-电脑；8-功率伺服机构
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二、冷却液温度传感器
2-7 冷却液温度传感器的安装位置
请看视频： 冷却水温度传感器.wmv
请看视频： 冷却水温度传感器2.wmv
用NTC热敏电 阻的冷却液温 度传感器
（2）工作原理
(b) （ a）
(a)连接电路；(b) 电路特点 图2-10 冷却液温度传感器大的接头端子与ECU的连接及电路的特点
2 热电式（热电偶式)传感器
热电效应（塞贝克Seebeck 效应，第一热电效应 ）： 将两种不同性质的金属导体 A、B接成一个闭合回路， 如果两接合点温度不相等 （T0≠T），则在两导体间产 生电动势，并且回路中有一 定大小的电流存在，此现象 称为热电效应。
1820年代初期，德国物理学家塞贝克 通过实验方法研究了电流与热的关系。 1821年，塞贝克将两种不同的金属导线 连接在一起，构成一个电流回路。他将 两条导线首尾相连形成一个结点，他突 然发现，如果把其中的一个结加热到很 高的温度而另一个结保持低温的话，电 路周围存在磁场。他实在不敢相信，热 量施加于两种金属构成的一个结时会有 电流产生，这只能用热磁电流或热磁现 象来解释他的发现。在接下来的两年里 时间（1822～1823），塞贝克将他的持 续观察报告给普鲁士科学学会，把这一 发现描述为“温差导致的金属磁”
第2节 热敏（电阻）式温度传感器
热敏电阻式温度传感器由于其灵敏度高， 能够测量微小的温差，结构简单，价格低廉， 经济性好，在汽车的电子控制系统中有着越来 越广泛的使用 。
汽车上用的热敏电阻式温度传感器类型
• 1 • 2 • 3 • 4 进气温度传感器 冷却液温度传感器 车内外温度传感器 水温表温度传感器 主要检测方法： 1 电阻及变化检测 （电压变化检测） 2 注意工作电源电 压检测 主要特点: NTC
第二章 温度传感器
本章学习目标
1.了解温度传感器的分类及其各种类型 的特点 2.掌握汽车上主要温度传感器的结构、 工作原理及其检测方法 3.了解温度传感器在典型车型中的应用
第一节 绪论
1.温度和温度的单位
温度：ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ用来表示物体冷热程度的物理量。 单位：摄氏度 （℃） 或 开尔文（K）
t T T0
历史
请看视频： 热电偶.flv
• 热电偶的两种不同金属线焊接在一起后形成两个结点， 如图（a）所示，环路电压VOUT为热结点结电压与冷结 点（参考结点）结电压之差。因为VH和VC是由两个结 的温度差产生的，也就是说VOUT是温差的函数。比例 因数α对应于电压差与温差之比，称为Seebeck系数。
3. 金属测温电阻传感器 （热阻式传感器）
C A
2. 检测
B
图2-19 水温表各接头位置
2. 检测 （1）检测水温表性能
①拆下水温表冷却液温度传感器的连接 线，打开点火开关，水温表应指示在低 温位臵。 ②拆下水温表的一条线，然后接一只 4W/12V的灯泡，并使接线一端搭铁，打 开点火开关，看灯泡是否发亮，水温表 指针是否指向最大位臵。如果灯泡不亮 或水温表不指示最大位臵，则说明水温 表工作不良，应继续检查或更换。 ③用万用表就车测量水温表各接头之间 的电阻，如图2-19所示，可判断水温表 工作是否正常，水温表接头电阻值应符 合表2-3中的规定值，若不符合，则水温 表已损坏。
双金属式水温表
电 磁 式 水 温 表
（2）工作原理
在汽车启动行驶的过程中，当冷却液温度较低时，此时 热敏电阻值较高，因此图2-17中所示的电路中的电流较小， 电热丝的发热较小，双金属片的弯曲也较小，从而带动指 针指向低温；当冷却液温度升高时，热敏电阻的阻值迅速 减少，使回路电流增大，电热丝的发热量也大，使双金属 片的受热弯曲量增加从而带动指针指向高温一侧。 汽车行驶过程中，若冷却液温度较低，则水温表将此信 号输入给ECU，ECU根据输入的信号对空燃比进行控制，增 加进气量或减少燃油喷射量，使空燃比变浓；相反，若温 度过高则使空燃比变稀，从而让发动机稳定工作。
• 5 蒸发器出口温度传感器 • 6 排气温度传感器 • 7 EGR（废气再循环系统 ）温 度传感器
一、进气温度传感器
EFI：发动机电控燃油喷 射系统
的（ 安） 装传 位感 置器
（a）空气滤清器之后的进气软管上；(b)进气压力传感器内； (c)节气门附近 (d)进气歧管
1
（2）进气温度传感器的结构
图2-19 水温表各接头位置
表2-3 水温表各接头电阻值
水温表接头 电阻（欧姆）
A-B A-C B-C 54 175.7 229.7
(2)检测水温表传感器的电阻 ①就车检测。先拔下冷却液温度传感器的连接接头， 用万用表电阻挡，测量冷却液在不同温度时传感器的 电阻值,按图2-20所示的方法，测量水温在不同温度时 的传感器电阻值，其值应符合表2-4规定。图2-20 水 温传感器电阻就车检查图2-21 水温表用水温传感器电 阻值的测量 ②单件检测。拆下冷却液温度传感器，将其放入水 中加热，同时用万用表电阻挡测量传感器接头两端之 间的电阻值，测量结果应符合上述电阻标准值，若与 标准值不符，则应更换冷却液温度传感器。
2. 检测
(1)开路检测 冷却液温度传感器与ECU的连接如图2-10所示。检查冷 却液温度传感器电阻时，拔下其插接器或将传感器从发动 机上拆下。因其电阻值随温度的变化而变化。因此，需测 定不同温度下冷却液温度传感器的电阻，并且测得的电阻 应与规定值相符，否则应更换冷却液温度传感器。 (2)在路检测 拔下插接器，将点火开关接通，测量ECU的电源电压， 即THW与E2端子之间电压应为5V。否则，说明线路或ECU 有障碍。将插接器接好，将点火开关接通，测量冷却液温 度传感器的信号电压，即THW与E端子间的电压应为 0.2~2.5V。
排气温度
1 热敏电阻式（热敏式）
• 热敏电阻是用陶瓷半导体材料与其他的金属氧化 物按适当的比例混合后高温烧结而制成的温度系 数很大的电阻体。
Rt
热敏电阻式（热敏式）传感器
• 在工作范围内，按陶瓷半导体与温度的的特性关系可分为 ３种类型： • 第一种是负温度系数热敏电阻（NTC-Negative Temperatur e Coefficient），其电阻值随温度升高而减少； • 第二种是正温度系数热敏电阻（PTC-Positive Temperatur e Coefficient）,其电阻随温度升高而按指数函数增加； • 第三种是临界温度系数热敏电阻（CTR-Critical Temperat ure Resistor）,其电阻随温度升高而按指数函数减少。具 有负电阻突变特性，在某一温度下，电阻值随温度的增加 激剧减小，具有很大的负温度系数。构成材料是钒、钡、 锶、磷等元素氧化物的混合烧结体，是半玻璃状的半导体， 也称CTR为玻璃态热敏电阻．
表2-1
测量用部件
典型温度传感器的特点
优点 缺点 1.因电阻与温度间的非线性程度 较严重，有时需要做线性处理； 2.有时需要互换用电阻； 3.振动严重的场合可能会造成破 坏
热敏电阻
1.可测量很小部位的温度； 2.可缩短滞后时间； 3.灵敏度高； 4.不能忽略导线电阻造成的误差； 5.最适于测量微小的温度差； 6.测量机构简单且价格低廉； 7.因信噪比较高，所以对系统性计量工 程来说经济性好 1.可测定很小部位的温度； 2.可缩短滞后时间； 3.耐振动与冲击； 4.适于测定温度差； 5.测定范围宽
车外空气温度传感器特性曲线
1.水温表温度传感器的结构、工作原理 （1）水温表温度传感器的结构
水温表温度传感器
四、水温表温度传感器
1-热敏电阻；2-信息发送件；3-双金属片； 4-指示针；5-信息接受件 图2-17 热敏电阻式水温表
1- 热敏电阻； 2- 导电套； 3导电弹簧； 4- 铜接头； 5- 铜 管； 6- 端钮； 7- 导电杆； 8导线 图2-18 水温表用水温传感器
①关闭点火开关，断开进气温度传感器线束连接器，从发动机 上拆下传感器。 ②用制冷剂或压缩空气对进气温度传感器降温，也可采用放入 水中加温的方法对此传感器进行加温。 ③用万用表电阻档测量传感器两端子间的电阻，其电阻值随温 度变化而变化的规律应与图所示的特性曲线的变化规律相一 致
请 看： 进 气 温 度 传 感 器 检 测 1
1-绝缘套；2-塑料外壳；3-防水插座；4-铜垫圈；5-热敏电阻
图2-4 进气温度传感器的 接头端子与ECU的链接电路
(3） 工 作 原 理 与 特 性
图2-5 进气温度传感器的工作特性
（4）进气温度传感器的电阻检测法
• 故障征兆检测： • 当进气温度低时，热敏电阻的阻值大，传感器输入 ECU的信号电压高，ECU控制发动机增加喷油量； 当进气温度高时，热敏电阻的阻值小，传感器输入 ECU的信号电压低，ECU控制发动机减少喷油量。 • 当进气温度传感器出现故障时，会使混合气过浓或 过稀，使燃烧变坏，出现工作不稳定，这时应该检 查进气温度传感器。
热电偶
1.需要标准触点； 2.标准触点与补偿导线有误差； 3.在常温下，不注意修正时，难 以得到较高的精度 1.难以缩短滞后时间； 2.在振动严重的场所下可能出现 破损； 3.受导线电阻的影响，需要修正
金属测温电 1.适于测定较大范围的平均温度； 2.不需要标准触点等； 阻 （热电阻） 3.与热电偶相比，常温左右的精度较高
临界温度系数热敏电阻（CTR- Critical Temperature Resistor ）,其 电阻随温度升高而按指数函数减少。具有负电阻突变特性，在某一 温度下，电阻值随温度的增加激剧减小，具有很大的负温度系 数．构成材料是钒、钡、锶、磷等元素氧化物的混合烧结体，是半 玻璃状的半导体，也称CTR为玻璃态热敏电阻．
图2-11 车外空气温度传感器的结构和特性
（2）工作原理
(a) 与ECU的连接电路 (b) 电路图 图2-13 车内空气温度传感器的连接电路及电路图
(a) 与ECU的连接电路 (b) 电路图 图2-14 车外空气温度传感器的连接电路
2.检测 （1）检测车内空气温度传感器 关闭点火开关，拔下传感器的 接线插头，把万用表连接在传 感器的两端子上，并用吹风机 吹热风，检查传感器电阻值的 变化情况，车内温度传感器电 阻随温度的变化规律应符合特 性曲线变化规律，否则应更换 传感器。其特性曲线如图所示。
请看：进气温度传感 器的检测2.swf
（5）进气温度传感器的在线检测方法
• 拔下传感器插头，接通点火开关，测量插头上THA端子 与E2端子之间的电压应为5V，若无电压，则应检查ECU 连接器上THA端子与E2端子间电压。若此电压为5V，则 ECU与传感器之间线路有故障；若无5V电压，则为ECU 有故障。 插回插件，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，应在0.5～4V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，说明进气温度传感器有故 障或者损坏，应重换新件。