[传感器]分享自动控制里常用传感器的基础知识

ag8编辑 ag8平台 2019-08-14

  空气流量传感器

  我们所说的八大汽车传感器包括:空气流量传感器,进气压力传感器,节气门位置传感器,水温传感器,凸轮轴位置传感器,曲轴位置传感器,爆震传感器,氧传感器。让小编简单介绍这些传感器吧。

  3、节气门位置传感器

  进气压力传感所处在的位置

  节气门位置传感器位置图

  汽车技术的发展,越来越依靠传感器,传感器检测到信号,反馈给汽车电脑,经过电脑来控制相应部件工作。如果传感器损坏,相应的部件就无法正常工作。所以说汽车传感器有着非常重要的地位。

  4、水温传感器

  进气压力传感器

  节气门位置传感器

  水温传感器

  节气门位置传感器分开关触点式节气门位置传感器、线性可变电阻式节气门位置传感器、综合型节气门位置传感器。节气门位置传感器安装在节气门上,用来检测节气门的开度。它通过杠杆机构与节气门联动,进而反映发动机的不同工况。节气门位置传感器可把发动机的不同工况检测后输入电控单元(ECU),从而控制不同的喷油量。节气门位置传感器出现故障发动机电脑就不能正确接收到节气门开度信号,导致不能准确调节喷油量和调整点火时间,节气门位置传感器故障一般是怠速开关短路或断路;或节气门位置传感器安装调整不当,使怠速开关在节气门全关时没有闭合,或怠速开关在节气门有一定开度时仍然闭合;内部线性可变电阻的滑动触点接触不良,在节气门从全闭到全开的过程中,节气门位置传感器输出信号有间歇性中断现象而引起的。节气门位置传感器出现故障体现到汽车上就会出现如下症状:发动机怠速运转不正常(如怠速过高或过低、怠速不稳、怠速易熄火)或发动机加速不正常(加速时发动机发抖、加速反应迟滞等),有时也会导致发动机在运转中出现间歇性抖动等现象。

  进气压力传感器简称MAP分电阻式进气压力传感器和电容式进气压力传感器,安装在进气歧管上,通常与进气温度传感器组成一体,检测进气歧管绝对压力,根据发动机转速和负荷的大小检测出歧管内绝对压力的变化,然后转换成信号电压送至发动机控制单元(ECU),ECU依据此信号电压的大小,控制基本喷油量的大小。进气压力传感器出现故障会出现如下症状表现:发动机不能正常工作、怠速不稳、经常熄火、不能启动、油耗惊人。

  传感器图

  1、空气流量传感器

  2、进气压力传感器

  目前主要采用热线式空气流量传感器和热膜式空气流量传感器两种,一般安装在空气滤清器与节气门之间。主要作用是计算单位时间的空气流量,作为决定喷油量的基本信号之一。空气流量器出现故障后,汽车电脑(ECU)就无法检测到空气的真正进气量,导致混合气失衡,从而出现怠速不稳、发动机无力、油耗增高、尾气超标等诸多故障,且有时换挡熄火。

  今天就写到这,明日再更新剩余的4种汽车传感器,注:配图来自网络,权利归原作者所有,一并感谢!如果对此文章有异议欢迎留言,对这文章感兴趣请收藏、关注、转发!

  水温传感器位置图

  节气门位置传感器结构图

  水温传感器其实就是一个半导体热敏电阻,温度愈低,电阻愈大;反之电阻愈小,安装在发动机缸体或缸盖的水套上,与冷却水直接接触。用于检测发动机冷却水的温度。电控单元根据水温信号,修正燃油喷射和点火正时,并在仪表盘上安装水温报警灯。当水温传感器出现故障(一般是接触不良、短路、断路想,但大部分是接触不良),表现出的现象为ON档,发动机故障灯常亮,水温始终显示最大值120摄氏度,发动机限扭、没劲,检测的故障码为P003D。水温传感器出现故障,车子会出现汽车冷启动难,给油不正常,加速无力,急加速有回火的现象。

  温度传感器

  有压力传感器,压电传感器,超声波传感器,温度传感器等多种传感器类型。让我们讨论在实际应用中使用不同类型的传感器。

  压力传感器的应用主要涉及高度传感,压力传感,液位或深度传感,流量传感和泄漏检测。这些传感器可以用于在高速公路或道路上的车辆的力量可以转换成电能的断路器下产生电力。

  有源传感器和无源传感器等一些传感器类型基于是否需要电源。

  超声波传感器

  有源传感器不需要任何电源进行操作。这些传感器的工作原理是能量转换。它们产生一个与I / P成正比的电信号。这个传感器的最好的例子是热电偶。而无源传感器需要外部电源才能工作。它们以电容,电阻的形式产生o / p。必须将其转换为等效的电压或电流信号。无源传感器的最佳例子是光电池。

  压电式传感器

  超声换能器的主要功能是将电信号转换成超声波。这个传感器也可以被称为电容或压电传感器。

  温度传感器是一种用于将设备温度转换为电能或压力或机械能量等电量的电气设备,然后将温度传送到控制设备以控制设备的温度。

  压力传感器

  传感器是用于将一种形式的能量转换成另一种形式的电子设备。一般来说,这些设备处理不同类型的能量,如机械,电能,光能,化学能,热能,声能,电磁能等等。例如,考虑一下我们在日常生活中使用的话筒,手机中的麦克风,它将声音转换成电信号,然后放大到最佳范围。然后,在扬声器的o / p处将电信号变成音频信号。如今,荧光灯被用于照明,将电能转化为光能。传感器的最好的例子是麦克风,荧光灯和扬声器可以被认为是一个传感器。同样,在电气和电子项目中使用不同种类的传感器。

  压力传感器是一种特殊的传感器,可以改变压入电子信号的压力。这些传感器也称为压力指示器,压力计,压力计,变送器和压力传感器。

  压电式传感器是一种特殊的传感器,其主要功能是将机械能转化为电能。同样,电能可以转化为机械能。

  什么是传感器?

  传感器类型

  (1)电感式接近传感器。电感式接近传感器也称为电感式接近开关或电涡流式接近开关。电感式接近开关主要由LC高频振荡电路、信号处理电路和开关放大电路组成,如图2所示。

  接近传感器能够在非接触的情况下检测被测物体是否接近,并将检测结果以开关信号方式输出,因此通常又称为无触点行程开关或接近开关。接近开关有电感式、电容式、光电式、霍尔式等多种。

  图十 光纤传感器放大器

  图七

  图五

  (1)按被测物理量分类。传感器有位移传感器、接近传感器、速度传感器、温度传感器、力传感器、力矩传感器、压力传感器及加速度传感器等。这种分类方法直接表明了传感器的用途,与用户和传感器生产厂家所关心的各种待测信息的种类相对应,便于用户了解和选用传感器。

  (3)光电式接近传感器。光电式传感器是利用光电器件将光信号转换成电信号的一种传感器。 其核心的敏感元件是光电器件,光电器件的工作基础是光电效应。图6为光电式接近开关。

  图四 电容式接近开关示意图

  (2)按工作原理分类。传感器有电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、霍尔传感器、光电式传感器等。这种分类方法以传感器的工作原理为依据,有利于人们对各种传感器及其检测原理的理解和研究。

  在一般生产设备上传送带定位控制就是由光电编码器来完成的。同时,光电编码器还要完成电动机转速的测量。其外形如图12所示。

  2. 传感器的分类

  在自动化生产线中,磁性开关用于各类气缸的位置检测,用两个磁性开关来

  测机械手上气缸伸出和缩回到位的位置。

  图六

  图三

  1. 接近传感器

  光电编码器是通过光电转换,将机械、几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器,它主要用于速度或位置(角度)的检测。典型的光电编码器由码盘(Disk)、 检测光栅(Mask)、光电转换电路(包括光源、光敏器件、信号转换电路)、机械部件等组成。一般来说,根据光电编码器产生脉冲的方式不同,可以分为增量式、绝对式及复合式三大类,生产线上常采用的是增量式传感器,其结构如图11所示。

  1. 传感器的组成

  图一 传感器组成

  某些传感器可以仅由敏感元件和转换元件组成,而某些传感器的敏感元件和转换元件可合二为一,最简单的传感器是由一个敏感元件(兼转换元件)组成,它在感受被测量时可以直接输出电量,如热电偶、压电晶体、光电池等。

  无论金属或非金属的被测物体,在接近或离开电容式接近开关时,都会引起接近开关电容器的介电常数发生变化,从而使得电容式接近开关能够输出相应的开关信号。因此,电容式接近开关所检测的物体,并不限于金属导体,也可以是绝缘的液体或粉状物体。使用的电容式接近开关如图5所示。

  图十二

  传感器通常由敏感元件、转换元件及基本转换电路组成,如图1所示。敏感元件是能够灵敏地感受被测景并按确定关系做出响应的元件;转换元件是将敏感元件所感受的被测量转换成电路参数(如电阻、电感和电容)或电量(如电压、电流)的元件;基本转换电路是将转换元件的输出转换成便于传输和处理电量的电路。

  电感式接近开关所检测的物体必须是金属导体。与普通机电式行程开关相比,电感式接近开关具有重复定位精度高、动作频率高、使用寿命长、安装调整方便和对恶劣环境的适应能力强等显著优势,因此广泛应用于工业生产、科研等诸多领域。电感式接近开关外形如图3所示。

  5.光电编码器

  磁力式接近开关(简称磁性开关)是一种非接触式位置检测开关,这种非接触式位置检测不会磨损和损伤检测对象,响应速度高。磁性开关用于检测磁性物质的存在,安装方式上有导线引出型、接插件式、接插件中继型,根据安装场所环境的要求磁性开关可选择屏蔽式和非屏蔽式。其外形如图8 所示。

  图九 光纤传感器

  光电编码器在设备上应用实例见图13所示。

  图八

  为了满足不同场合、不同物质的温度测量要求,测量温度的方法有接触式和非接触式两种。前者是将感温元件与被测对象进行直接物理接触,通过热传导来测温;后者则是将感温元件与玻测对象不进行物理接触,而通过热辐射进行热传递来测温。两种测温方法,分别有与其对应的温度传感器。接触式温度传感器通常是利用材料或元件的温度特性来测温的。常用的温度传感器主要有热电偶、热电阻、热敏电阻及集成温度传感器等。图7是设备中使用的温度传感器Pt100及温度变送器。

  (2)电容式接近传感器。电容式接近传感器也称为电容式接近开关,其电路框图如图4所示。

  光纤传感器由光纤检测头、光纤放大器两部分组成,光纤放大器和光纤检测头是分离的两个部分。光纤传感器结构上分为传感型和传光型两大类。传感型是以光纤本身作为敏感元件,使光纤换有感受和传递被测信息的作用。传光型是把由被测对象所调制的光信号输人光纤,通过输出端进行光信号处理而进行测量的,传光型光纤传感器的工作原理与光电传感器类似。在生产中货物分拣单元中采用的就是传光型的光纤式光电开关,光纤仅作为被调制光的传播线路使用。常见的光纤传感器如图9及图10所示。

  传感器是人类感知、获取和检测自然界各种信息的工具,通过它能得到人类感官无法获得的大量信息。在现代科学技术、工农业生产、人类日常生活中,传感器都起着不可替代的作用。可以说,科学技术越发达,自动化程度越高,对传感器的依赖就越大。

  电容式接近开关是以电容器的极板作为其检测面,而检测面外部所面对的物质,则是电容器两个极板之间的绝缘介质,若该绝缘介质发生变化,则电容器的电容量也将随之变化。

  4.光纤式光电接近开关光纤式光电接近开关(简称光纤式光电开关)也是光纤传感器的一种,光纤传感器传感部分没有电路连接,不产生热量,只利用很少的光能,这些特点使光纤传感器成为危险环境下的理想选择。光纤传感器还可以用于关键生产设备的长期高可靠稳定的监视。相对于传统传感器,光纤传感器具有下述优点:抗电磁干扰、可工作于恶劣环境、传输距离远、使用寿命长,此外,由于光纤头具有较小的体积,所以可以安装在很小的空间里面。光纤放大器根据需要来设置。比如有些生产过程中烟火,电火花等可能引起爆炸和火灾,光能不会成为火源,所以不会引起爆炸和火灾,可将光纤检测头设置在危险场所,将放大器单元设置在非危险场所进行使用。

  2.温度传感器

  传感器的种类繁多,其分类方法也有多种,这里仅介绍两种最为常用的分类方法。

  3. 传感器的基本特性

  传感器的特性是指传感器的输出量与输人量之间的对应关系。由于输人量有静态(即输人信号为不随时间变化或变化非常缓慢的基本稳定状态)和动态(即输人信号为随时间作周期变化或无规律瞬变的变化状态)两种基本形式,因此传感器的特性通常有两种对应的表示形式,即静态特性和动态特性。当输人量处于静态时,传感器的输出最与输人量之间的关系称为传感器的静态特性。通常,用来表征传感器静态特性的主要指标有:测量范围、量程、灵敏度、分辨力、线性度、迟滞性、重复性、漂移和稳定性等。

  图二 电感式接近开关示意图

  二、常用传感器的特性

  图十一 光电编码器示意图

  3. 磁性开关

  一、传感器的组成与分类

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