汽车传感器的检测与维修张椿草Word格式文档下载.docx
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本论文主要介绍了汽车常用传感器，如曲轴位置传感器，爆震传感器，氧传感器，霍尔转速传感器，进气歧管压力的工作原理及、作用及检测与维修。
汽车传感器是汽车电子控制系统的重要信息源，传感器在汽车的动力性，经济性，环保性等，发挥着不可替代的作用，例如氧传感器可以根据汽车尾气中氧的含量判断燃油利用率，爆震传感器调节点火提前角，防止爆震！
通过本论文你就可以了解到汽车传感器发挥着不可替代的作用！
关键词汽车传感器检修
前言
随着汽车电子技术的发展，汽车电控系统在汽车上已经有了广泛的应用，作为电控系统的重要组成部分传感器发挥着重要的作用，传感器为汽车电控系统提供各种运行参数，对汽车的技术状况有很大影响。
本文介绍了一些常用的汽车传感器的工作原理，作用，以及一些检测方法，通过这些介绍使我们了解到传感器在汽车上发挥着不可替代的作用，挺高了汽车动力性，经济性，环保性，及舒适性！
正文
一、汽车传感器的特性，作用及其工作原理
1、传感器特性
传感器是指能感受规定的物理量，并按一定规律转换成可用输入信号的器件或装置。
简单地说，传感器是把非电量转换成电量的装置。
传感器通常由敏感元件、转换元件和测量电路三部分组成。
1）、敏感元件是指能直接感受（或响应）被测量的部分，即将被测量通过传感器的敏感元件转换成与被测量有确定关系的非电量或其它量。
2）、转换元件则将上述非电量转换成电参量。
3）、测量电路的作用是将转换元件输入的电参量经过处理转换成电压、电流或频率等可测电量，以便进行显示、记录、控制和处理的部分。
2、传感器的静态特性参数指标
（1）．灵敏度
灵敏度是指稳态时传感器输出量ｙ和输入量ｘ之比，或输出量ｙ的增量和输入量ｘ的增量之比，用ｋ表示为
ｋ＝ｄY／ｄX
（2）．分辨力
传感器在规定的测量范围内能够检测出的被测量的最小变化量称为分辨力。
（3）．测量范围和量程
在允许误差限内，被测量值的下限到上限之间的范围称为测量范围。
（4）．线性度（非线性误差）
在规定条件下，传感器校准曲线与拟合直线间的最大偏差与满量程输出值的百分比称为线性度或非线性误差。
（5）．迟滞
迟滞是指在相同的工作条件下，传感器的正行程特性与反行程特性的不一致程度。
（6）．重复性
重复性是指在同一工作条件下，输入量按同一方向在全测量范围内连续变化多次所得特性曲线的不一致性。
（7）．零漂和温漂
传感器在无输入或输入为另一值时，每隔一定时间，其输入值偏离原示值的最大偏差与满量程的百分比为零漂。
而温度每升高1℃，传感器输出值的最大偏差与满量程的百分比，称为温漂。
3、汽车传感器的工作原理及其作用
（1）曲轴位置传感器
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。
曲轴位置传感器所采用的结构随车型不同而不同，可分为磁脉冲式、光电式和霍尔式三大类。
它通常安装在曲轴前端、凸轮轴前端、飞轮上或分电器内。
（2）爆震传感器
点火时间过早是产生爆震的一个主要原因，发动机发出最大扭矩的点火时刻MBT是在开始产生爆震点火时刻（爆震极限）的附近。
因此，在设定点火时刻时，需要留有离开爆震界限的余量。
无爆震控制时，所留余量应大些，这时的点火时刻比发出最大扭矩时的点火时刻滞后，所以扭矩有所降低。
如果用爆震传感器能检测到爆震界限，那么就可以把点火时刻调到接近爆震极限的位置，以便能更有效地得到发动机的输出功率。
爆震传感器检测发则发动机爆震时，一般安装在发动机的缸体上。
（3）氧传感器
氧传感器的作用是测定发动机燃烧后的排气中氧是否过剩的信息，即氧气含量，并把氧气含量转换成电压信号传递到发动机计算机，使发动机能够实现以过量空气因数为目标的闭环控制；
确保三效催化转化器对排气中的碳氢化合物（HC）、一氧化碳（CO）和氮氧化合物（NOX）三种污染物都有最大的转化效率，最大程度地进行排放污染物的转化和净化。
（4）霍尔转速传感器
霍尔转速传感器在测量机械设备的转速时，被测量机械的金属齿轮、齿条等运动部件会经过传感器的前端，引起磁场的相应变化，当运动部件穿过霍尔元件产生磁力线较为分散的区域时，磁场相对较弱，而穿过产生磁力线较为几种的区域时，磁场就相对较强。
霍尔转速传感器就是通过磁力线密度的变化，在磁力线穿过传感器上的感应元件时，产生霍尔电势。
霍尔转速传感器的霍尔元件在产生霍尔电势后，会将其转换为交变电信号，最后传感器的内置电路会将信号调整和放大，输出矩形脉冲信号。
（6）进气压力传感器
进气压力传感器可以根据发动机的负荷状态测出进气歧管内的绝对压力，并转换成电信号和转速信号一起送入计算机，作为决定喷油器基本喷油量的依据。
桑塔纳2000型轿车采用这种压力传感器目前广泛采用的是半导体压敏电阻式进气压力传感器。
进气压力传感器与稳压器相连，用以将进气管内的压力变化转换成电信号。
它与转速信号一起输送到ECU，作为决定喷油器基本喷油量的依据。
进气压力传感器采用半导体压敏电阻式（全称是进气歧管绝对压力传感器）。
它由硅膜片、集成电路、滤清器、真空室和壳体等组成，硅膜片是压力转换元件，它是利用半导体的压电效应制成的。
硅膜片的一面是真空室，另一面是导入的进气压力。
集成电路是信号放大装置，它的端头与ECU连接。
发动机工作时，从进气管来的空气经传感器的滤清器滤清后作用在硅膜片上，硅膜片产生变形（由于进气流量对应着相应的进气压力，故进气流量越大，进气管压力就越高，硅膜片变形也就越大）。
硅膜片的变形，使扩散在硅膜片上电阻的阻值改变，导致电桥输出的电压变化。
传感器上的集成电路将电压信号放大处理后，作用进气管压力信号送到电控单元，此信号成为电控单元计算进入气缸空气量的主要依据。
（7）温度传感器
用来测量冷却水温度、进气温度和排气温度。
温度传感器的种类很多，如热敏电阻式、半导体式和热电偶式等。
所谓热敏电阻，是指这种电阻对温度敏感，当作用在这种电阻上的温度变化时，其阻值会随温度的变化而变化。
其中，随温度升高的叫做正温度型热敏电阻，相反随温度升高阻值减少的，叫做负温度系数型热敏电阻。
热敏电阻温度传感器的测量电路比较简单，只要把传感器与一个精密电阻串联接到一个稳定的电源上，就能够用串联电阻的分压输出反映温度的变化。
（8）节气门位置传感器
节气门位置传感器安装在节气门体上，它将节气门开度转换成电压信号输出，以便计算机控制喷油量。
节气门位置传感器有开关量输出和线性输出两种类型。
（1）、开关式节气门位置传感器
这种节气门位置传感器实质上是一种转换开关，又称为节气门开关。
这种节气门位置传感器包括动触点、怠速触点、满负荷触点。
利用怠速触点和满负荷触点可以检测发动机的怠速状态及重负荷状态。
一般将动触点称为TL触点，怠速触点称为IDL触点，满负荷触点称为PSW触点。
从结构图可以看出，在与节气门联动的连杆的作用下，凸轮可以旋转，动触点可以沿凸轮的槽运动。
这种节气门位置传感器结构比较简单，但其输出是非连续的。
在节气门全关闭时，电压从TL端子加到IDL端子上，再回到电子控制器上。
通过这样的途径传递信号时，电子控制器明白节气门现在是全关闭状态。
当踏下加速踏板，节气门处于某一开度以上时，电压从TL端子经过PSW端子再传递给电子控制器。
电子控制器明白了，现在节气门打开了一定的角度。
下面我将怠速信号与负荷信号对喷油量的影响加以说明。
当有IDL信号输出并且发动机转速超过规定转速时，则中断供油，以防止催化剂过热及节省燃油。
当IDL信号从有输出转换到无输出时，电子控制器判断出节气门从全关闭状态换至打开状态，当然也就判断出车辆处于起步或再加速状态，所以就会根据发动机的暖机状态进行加速加浓，增大喷油量，以供给加速所需要的较浓混合气。
当有PSW信号输入到电子控制器中时，则发挥输出加浓功能，增大喷油量。
在重负荷行车时，若没有PSW信号输出的话，就会没有输出加浓作用，发动机输出的力量就要稍微低一些。
（2）线性节气门位置传感器
线性节气门位置传感器装在节气门上，它可以连续检测节气门的开度。
它主要由与节气门联动的电位器、怠速触点等组成。
电位计的动触点（即节气门开度输出触点）随节气门开度在电阻膜上滑动，从而在该触点上（TTA端子）得到与节气门开度成正比例的线性电压输出。
如图。
当节气门全闭时，另外一个与节气门联动的动触点与IDL触点接通，传感器输出怠速信号。
节气门位置输出的线性电压信号经过A/D转换后输送给计算机。
二，传感器的检测与维修
1.曲轴位置传感器
曲轴位置传感器的检测方法有一个共同点，即主要通过测量有无输出电脉冲信号来判断其是否良好。
下面以北京切诺基的霍尔式曲轴位置传感器为例来说明其检测方法。
曲轴位置传感器与ECU有三条引线相连。
其中一条是ECU向传感器加电压的电源线，输入传感器的电压为8V；
另一条是传感器的输出信号线，当飞轮齿槽通过传感器时，霍尔传感器输出脉冲信号，高电位为5V，低电位为0.3V；
第三条是通往传感器的接地线。
（1）传感器电源、电压的测试
点火开关置于“ON”，用万用表电压档测量ECU侧7#端子的电压应为8V，在传感器导线连接器“A”端子处测量电压也应为8V，否则为电源、线断路或接头接触不良。
（2）端子间电压的检测
用万用表的电压档，对传感器的ABC三个端子间进行测试，当点火开关置于“ON”时，A-C端子间的电压值约为8V；
B-C端子间的电压值在发动机转动时，在0.3-5V之间变化，且数值显示呈脉冲性变化，最高电压5v，最低电压0.3V。
如不符合以上结果，应更换曲轴位置传感器。
（3）电阻检测
点火开关置于“OFF”位置，拔下曲轴位置传感器导线连接器，用万用表Ω档跨接在传感器侧的端子A-B或A-C间，此时万用表显示读数为∞（开路），如果指示有电阻，则应更换曲轴位置传感器。
GM（通用）公司触发叶片式霍尔传感器的测试方法与上述相似，只是端子为4个，上止点信号（内信号轮触发）输出端与接地端为脉冲电压显示。
2.爆震传感器
（1）爆震传感器电阻的检测
点火开关置于“OFF”位置，拔开爆震传感器导线接头，用万用表Ω档检测爆震传感器的接线端子与外壳间的电阻，应为∞（不导通）；
若为0Ω（导通）则须更换爆震传感器。
对于磁致伸缩式爆震传感器，还可应用万用表Ω档检测线圈的电阻，其阻值应符合规定值（具体数据见具体车型维修手册），否则更换爆震传感器。
（2）爆震传感器输出信号的检查
拔开爆震传感器的连接插头，在发动机怠速时用万用表电压档检查爆震传感器的接线端子与搭铁间的电压，应有脉冲电压输出。
如没有，应更换爆震传感器。
3．氧气传感器
（
1）、氧传感器加热器电阻的检查
拔下氧传感器线束插头，用万用表电阻档测量氧传感器接线端中加热器接柱与搭铁接柱之间的电阻，其阻值为4-40Ω（参考具体车型说明书）。
如不符合标准，应更换氧传感器。
2）、氧传感器反馈电压的测量
测量氧传感器的反馈电压时，应拔下氧传感器的线束插头，对照车型的电路图，从氧传感器的反馈电压输出接线柱上引出一条细导线，然后插好线束插头，在发动机运转中，从引出线上测出反馈电压（有些车型也可以由故障检测插座内测得氧传感器的反馈电压，如丰田汽车公司生产的系列轿车都可以从故障检测插座内的OX1或OX2端子内直接测得氧传感器的反馈电压）。
4．霍尔转速传感器
霍尔转速传感器的测量必须配合磁场的变化，因此在霍尔转速传感器测量非铁磁材质的设备时，需要事先在旋转物体上安装专门的磁铁物质，用以改变传感器周围的磁场，这样霍尔转速传感器才能准确的捕捉到物质的运动状态。
霍尔转速传感器主要应用于齿轮、齿条、凸轮和特质凹凸面等设备的运动转速测量。
高转速磁敏电阻转速传感器除了可以测量转速以外，还可以测量物体的位移、周期、频率、扭矩、机械传动状态和测量运行状态等。
5．进气压力传感器
（例如）一辆桑塔纳２０００型轿车（１．８Ｌ）电喷发动机行驶途中突然熄火，再也无法启动。
该车采用进气压力传感器（Ｄ型）电子控制燃油喷射系统。
涉及到此故障的原因较多，主要有：
电源部分、进气压力传感器、曲轴位置传感器、节气门位置传感器、点火线圈、电子控制器ＥＣＵ以及油路和机械部分。
根据启动机能够带动发动机旋转，首先可以排除电源启动和机械部分的问题。
在火花塞处试无高压火花出现，这又可排除油路部分的问题（油路、电路同时出现故障的情况很少）。
静态检查各电路保险和传感器均完好，但是接通点火开关检查发现进气压力传感器、节气门位置传感器和曲轴位置传感器均无５Ｖ工作电源电压。
而这些重要的传感器的工作电源均由电子控制器ＥＣＵ的{12}脚提供的。
于是怀疑ＥＣＵ有问题，随即拆下，打开ＥＣＵ立即闻到一股烧损的糊味。
仔细观察发现夹在散热板上的集成电路已炸裂且有２个脚已烧断。
此集成电路型号为３０２８４／９６０９。
由于此件当地买不到，也无法检测电路板上的ＣＰＵ（Ｂ５８４６８）、存储器（Ｂ５８５４３）以及其他集成电路是否损坏。
经车主同意更换ＥＣＵ（型号为Ｍｏｔｒｏｎｉｃ－５５）。
根据检修经验和故障现象，造成集成电路这样严重烧损，一定是过压或过流引起的，所以没有立即通电试车，而是询问车主发生故障的过程。
据车主反映，出现故障前，启动较困难，好像是蓄电池电力不足或是启动机无力。
随即检查蓄电池，发现蓄电池桩头已氧化，造成导线接触不良。
分析：
蓄电池在汽车电路中是发电机的一个主要负载，它相当于一个大电容，能吞噬大量的浪涌电压和电流。
当蓄电池接触不良或与电路脱离时，会造成发电机抛负载运行，引起输出电压瞬间升高（特别是在电压调节器失灵或工作不良时），极易烧坏电气线路中的“脆弱”器件（如电子元件）。
所以汽车（尤其是电喷发动机）在运行工作期间，绝对不能断开蓄电池的导线！
也应注意电喷发动机在维修中用电焊焊接车身等部件时，应断开蓄电池的导线，否则也极易损坏贵重的电子控制器ＥＣＵ。
查明原因后，把蓄电池桩头清洗干净，拧紧螺丝，接通点火开关试车，发动机顺利启动，故障排除。
6．温度传感器
一般采用的温度传感器检修方法有：
示波器波形分析法和万用表法。
示波器波形分析法用来检测传感器的硬故障。
将示波器与来自温度传感器的信号相接，然后起动发动机，在一定转速下保持节气门不变。
检测冷却水温度传感器、进气温度传感器和燃油温度传感器时应保持在2500rmp[6]。
当波形从屏幕的左侧延伸到屏幕的右侧时，定住波形，停止检测。
此时，传感器已通过整个运行范围，即：
从全冷态至正常工作温度。
由制造商的规范手册上可得到精确的电压范围，通常冷车时传感器的电压应在3V至5V之间，然后随着发动机的运转减少至运行正常温度时的1-2V左右[6]。
在任何给定温度下，好的传感器必须产生稳定的反馈信号。
若电压波形出现向上的尖峰（到参考电压值），说明传感器电路开路；
电路的短路将使电压波形产生向下的尖峰（到接地值）。
采用高阻抗数字式万用表同样可检测出冷却水温度传感器的短路和断路。
用万用表的电阻档测试传感器接柱与ECU插件接柱之间的电阻值，如不通或电阻值大于1Ω，说明传感器线束断路或插件接触不良，应视情况予以修理或更换。
对于进气温度传感器，若热敏电阻开路或传感器到ECU信号端的电路开路，则电控单元测得的信号电压等于参考电压5V；
若传感器内出现短路或传感器到ECU信号端的电路短路，则信号电压为零。
对于软故障一般采用示波器法和万用表法。
示波器法可测出传感器动态过程中的波形，并与其标准波形比较，就可判断出其是否存在故障。
万用表法则直接测量出传感器电阻值，并将其与标准值比较。
如果不符合标准，则应更换传感器。
车型不同，此标准值也不同。
以丰田凌志LS400及A-MS系列车为例，其各传感器标准值如下所述：
凌志LS400：
（1）车内、外温度传感器：
在25℃时其阻值应为1.6～1.8KΩ，温度低时阻值应增大[2]。
（2）蒸发器出口温度传感器：
0℃时为4.5～5.2KΩ，15℃时为2～2.7KΩ[2]。
（3）排气温度传感器：
单件检测时，加热状态下的标准阻值应为0.4～20KΩ。
在排气温度超过900℃时，其阻值降到0.43KΩ以下[2]。
（4）正温度系数车厢底板温度传感器：
单件检测时，底板温度为0℃～80℃的标准阻值为30～250Ω。
当温度超过125℃时，其电阻应大于2KΩ[2]。
7.节气门位置传感器
（1）、开关量输出型节气门位置传感器的检测
点火开关置于“OFF”位置，拔下节气门位置传感器连接器，在节气门限位螺钉和限位杆之间插入适当厚度的厚薄规；
用万用表Ω档在节气门位置传感器连接器上测量怠速触点和全负荷触点的导通情况。
当节气门全闭时，怠速触点IDL应导通；
当节气门全开或接近全开时，全负荷触点PSW应导通；
在其他开度下，两触点均应不导通。
具体情况如表1所示。
否则，应调整或更换节气门位置传感器。
（2）、线性可变电阻输出型节气门位置传感器的检测（皇冠3.0车）
线性可变电阻型节气门位置传感器的检查调整（以皇冠3.0为例）
①怠速触点导通性检测点火开关置于“OFF”位置，拔去节气门位置传感器的导线连接器，用万用表Ω档在节气门位置传感器连接器上测量怠速触点IDL的导通情况。
当节气门全闭时，IDL-E2端子间应导通（电阻为0）；
当节气门打开时，IDL-E2端子间应不导通（电阻为∞）。
否则应更换节气门位置传感器。
②测量线性电位计的电阻
点火开关置于OFF位置，拔下节气门位置传感器的导线连接器，用万用表的Ω档测量线性电位计的电阻，该电阻应能随节气门开度增大而呈线性增大。
结论
汽车如果想更好的高效的行驶，利用燃油资源，就必须要使用传感器，要使传感器正常工作，就必须学会如何正确检测传感器，当传感器有故障时就会影响汽车各方面性能，所以要知道汽车传感器的检测与维修。
感谢
两年前，我怀着对新侨学院大一如往昔的深爱、向往与期待重新踏入校园。
在这即将毕业之际，我要感谢我的论文任老师，这片论文的每个实验细节和每个数据，都离不开你的细心指导。
我还要感谢我的辅导员夏月琴老师，是夏老师在我三年的学习中给了我很多汽车专业知识，在生活中夏老师让我学会了如何与同学和睦相处，特别是在实习阶段，让我们利用好暑假，寒假去社会实习工作，接触社会，在正式找工作之前有工作经验，这样就比其他同学在找工作时有了一点优势，对夏老师我要致以最深的感谢。
感谢王中强硕士，是他在职业生涯教育这门课上让我对求职这门课程和实际就业有了清楚的认识，感谢他让我有了一个很好的就业机会。
感谢我的室友们，从遥远的家来到这个陌生的城市里，是你们和我共同维系着彼此之间兄弟般的感情，维系着寝室那份家的融洽。
三年了，仿佛就在昨天。
三年里，我们没有红过脸，没有吵过嘴，没有发生上大学前所担心的任何不开心的事情。
只是今后大家就难得再聚在一起吃每年元旦那顿饭了吧，没关系，各奔前程，大家珍重。
我们在一起的日子，我会记一辈子的。
在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！
参考文献：
1．中国知识出版社2005年编委会《传感器产品选型设计技术参数怀性能检测及相关技术标准应用手册》
2.机械工业出版社2007年编委会《最新传感器实用技术速查速用手册》
3.闵永军、周良.《汽车故障诊断与维修技术》，北京：
高等教育出版社2004.7
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