第二章　位置（行程和角度）傳感器

第一節(jié)　概述

位置傳感器檢測(cè)不同形式的行程位置和角度位置，它是汽車車用傳感器中應(yīng)用最為廣泛的。

位置傳感器是一種非緊湊型傳感器，其結(jié)構(gòu)尺寸與測(cè)量參數(shù)有關(guān)。按位置分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，將只移動(dòng)幾微米（如膨脹）的測(cè)量參數(shù)歸入如力、轉(zhuǎn)矩、加速度等的另外一些參數(shù)中。在這里，主要討論測(cè)量較大行程（≥1mm）和較大角度（≥1°）的位置傳感器。

一、測(cè)量參數(shù)

較大行程和較大角度的位置傳感器在汽車上得到大量應(yīng)用。位置是傳感器的真正的、直接的測(cè)量參數(shù)。表2-1為直接測(cè)量行程、角度位置的參數(shù)一覽表。

在另外一些場(chǎng)合，測(cè)量行程、角度則代表另外一些參數(shù)，如表2-2所示。

在實(shí)際中也常把增量式傳感器當(dāng)作角度傳感器，如用于測(cè)量轉(zhuǎn)速，但它本身不是角度傳感器，它只測(cè)量位移角，即測(cè)量角度增量，然后再累加起來。使用這樣的角度傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)速受到很大的限制，因?yàn)橛?jì)數(shù)器讀數(shù)易受干擾脈沖的影響而出錯(cuò)。固定的、可檢出的基準(zhǔn)位置標(biāo)記可減少計(jì)數(shù)器上的這種差錯(cuò)。在切斷蓄電池電壓時(shí)，角度測(cè)量系統(tǒng)也不能保持它的絕對(duì)位置，因?yàn)榇蠖鄶?shù)角度位置在斷開狀態(tài)會(huì)發(fā)生機(jī)械變化，采用不易失的終值狀態(tài)存儲(chǔ)器可解決這一問題。

二、工作原理

1.節(jié)氣門位置傳感器

節(jié)氣門位置傳感器將節(jié)氣門開度的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸入電控單元ECU，ECU根據(jù)節(jié)氣門位置信號(hào)判定發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)工況。它有線性輸出型和開關(guān)型兩種。

2.曲軸位置傳感器

曲軸位置傳感器是控制發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火正時(shí)、確認(rèn)曲軸位置的信號(hào)源。曲軸位置傳感器用于檢測(cè)活塞上止點(diǎn)信號(hào)和曲軸轉(zhuǎn)角信號(hào)，它也是測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的信號(hào)源。曲軸位置傳感器的結(jié)構(gòu)形式有磁感應(yīng)式、光電式和霍爾式三種。它們安裝在曲軸前端、凸輪軸前端、分電器內(nèi)或飛輪上。

3.凸輪軸位置傳感器

凸輪軸位置傳感器檢測(cè)配氣凸輪軸的位置，并將信號(hào)輸入ECU，以便ECU識(shí)別第一缸活塞處于壓縮上止點(diǎn)的位置，它是控制發(fā)動(dòng)機(jī)噴油系統(tǒng)、點(diǎn)火時(shí)間和爆燃的信號(hào)源。常用的凸輪軸位置傳感器有光電式、磁感應(yīng)式和霍爾式三種。

4.液位傳感器

液位傳感器用于測(cè)定制動(dòng)液液位、洗滌液液位、散熱器冷卻液液位、燃油液液位等，當(dāng)液位減少到一定值時(shí)，產(chǎn)生類似于開關(guān)的接通、斷開的轉(zhuǎn)換，它主要有浮筒簧片開關(guān)式、電極式、熱敏電阻式、滑動(dòng)電阻式四種。

5.車高與轉(zhuǎn)向傳感器

車高傳感器是把車身高度的變化轉(zhuǎn)換成傳感器軸的旋轉(zhuǎn)，并檢測(cè)出其旋轉(zhuǎn)角度，將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸入到ECU中，可隨時(shí)對(duì)車身高度進(jìn)行調(diào)節(jié)；轉(zhuǎn)向傳感器是用來檢測(cè)軸的旋轉(zhuǎn)方向及旋轉(zhuǎn)速度，并提供給ECU，由ECU來調(diào)節(jié)汽車懸架系統(tǒng)的側(cè)傾剛度。

6.座椅位置傳感器

座椅位置傳感器用于電控單元控制的動(dòng)力座椅上，它是通過霍爾元件將旋轉(zhuǎn)永久磁鐵的變化位置引起的磁通密度變化檢測(cè)出來，并轉(zhuǎn)換成電壓，作為脈沖信號(hào)的形式送入電控單元。

7.方位傳感器

方位傳感器是車輛的導(dǎo)航系統(tǒng)中非常重要的一種傳感器，它是利用地磁產(chǎn)生電信號(hào)而進(jìn)行檢測(cè)的傳感器，以指示方向的偏差。

8.溢流環(huán)位置傳感器

溢流環(huán)位置傳感器應(yīng)用在電控柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)中，用來檢測(cè)溢流環(huán)的位置，實(shí)現(xiàn)電子控制噴油量。

除了上述的這些傳感器之外，還有其他的位置、角度傳感器，如EGR位置傳感器、方向盤角度傳感器與油門踏板傳感器等。