傳感器概述

09-15

什么叫傳感器

傳感器是指能感受規定的物理量，并按照一定規律轉換成可用輸信號的器件或裝置，簡單的說，傳感器即是把非電量轉換成電量的裝置。發動機控制用傳感器有許多種，其中包括溫度傳感器、壓力傳感器、轉速和角度傳感器、流量傳感器、位置傳感器、氣體濃度傳感器、爆震傳感器等，這類傳感器是整個發動機的核心，利用它們可提高發動機動力性、降低油耗、減少廢氣、反映故障等。傳感器通常由敏感元件、轉換元件及測量電路組成。

世界是由物質組成的，根據物質的電特性，可分為電量和非電量兩種。電量一般是指物理學中的電學量，例如電壓、電流、電感和電容等；非電量則是指除電量之外的一些參數，例如壓力、流量、重量、速度及酸堿度等。非電量的測量不能直接使用一般的電工儀表和電子儀器測量，因為一般的電工儀表和電子儀器只能測量電量，要求輸入的信號為電信號。非電量需要轉換成與非電量有一定關系的電量，再進行測量，實現這種轉換技術的器件被稱為傳感器。

傳感器的組成

傳感器是能感受被測物理量，并按照一定的規律將其轉換成可用輸出信號的器件或裝置。傳感器通常由敏感元件、轉換元件和轉換電路三部分組成，如圖。其中敏感元件是指傳感器中能直接感受或響應被測量的部分；轉換元件是指傳感器中能將敏感元件感受或響應的被測量轉換成適于傳輸或測量的電信號部分。轉換電路的作用是把轉換元件輸出的電信號變換為便于處理、顯示、記錄和控制的可用電信號。

傳感器的組成框圖

傳感器的分類

傳感器的種類繁多，分類方法也很多，但目前一般采用兩種分類方法；一種是按傳感器的工作原理分類，另一種是按被測參數分類。

1. 按傳感器工作原理分類

這種分類方法是以工作原理劃分，將物理、化學、生物等學科的原理、規律和效應作為分類的依據。這種子分類法的優點是對傳感器的工作原理表達比較清楚，而且類別少，有利于傳感器專業工作者對傳感器進行深入研究分析。其缺點是不便于使用者根據用途選用，其劃分見表

按傳感器的工作原理分類

序號	工作原理	序號	工作原理
1	電阻式	8	光電式
2	電感式	9	諧振式
3	電容式	10	霍爾式
4	阻抗式	11	超聲波式
5	磁電式	12	同位素式
6	熱電式	13	電化學式
7	壓電式	14	微波式

2.按被測物理量分類

這一種分類方法是根據測量的性質進行類，它把種類繁多的被測量分為基本被測量和派生被測量兩種。例如力可視為基本被測量，從力可派生出壓力、重量、應力和力矩等派生被測量。當需要測量這些被測量時，只要采用力傳感器就可以了。常見的非電基本被測量和派生被測量及其所對應的汽車用傳感器檢測量或檢測對象，如表9—2所示。這種分類方法的優點是比較明確地表達了傳感器的用途，便于使用者根據其用途用。其缺點是沒有區分每種傳感器在轉換機理上有何共性和差異，不便于使用者掌握其基本原理及分析方法。

傳感器按基本被測量和派生被測量分類

基本被測量		派生被測量	汽車用傳感器檢測量或檢測對象
位移	線位移	長度、厚度、振動	車輛高度
位移	角位移	旋轉角、偏轉角、角振動	節氣門開度、廢氣再循環閥開度
速度	線速度	速度、振動、流量	車速、吸入空氣量、燃料流量、廢氣再循環量、
速度	角速度	轉速、角振動	凸輪軸轉速、曲軸轉速、轉向盤轉角、車輪速度
加速度	線加速度	振動、沖擊、質量	加速度
加速度	角加速度	角振動、轉矩、轉動慣量
力	壓力	重量、應力、力矩	進氣歧管壓力、大氣壓力、燃燒壓力、發動機機油壓力、自動變速器油壓、制動壓力、各種泵壓、輪胎壓力
時間	頻率	周期、計數、統計分布
溫度		熱容、氣體速度、渦流	冷卻液、排出氣體、吸入空氣、發動機機油、自動變速器油。
光		光通量與密度、光譜分布	日照、光照
濕度		水氣、水分、露點	濕度