空气流量传感器的检测教案

传感器及检测技术教案

传感器及检测技术

项目一 传感器误差与特性分析 任务1 检测结果的数据整理 1.1.1 测量与测量方法 1.检测 2.测量方法 (1)电测法和非电测法 (2)直接测量和间接测量 (3)静态测量和动态测量 (4)接触性测量和非接触性测量 (5)模拟式测量和数字式测量 1.1.2 测量误差及其表示方法 测量误差：测量值与其真值之间的差值 例：某温度计的量程范围为0-500oC ，校验时该表的最大绝对误差为6oC ，试确定其精度等级？ 查表1.1，精度等级应定为1.5级 任务1： 现有0.5级的0~300oC 和1.0级0~100oC 的两个温度计，欲测量80oC 的温度，试问选用哪一个温度计好？为什么？在选用仪器时应考虑哪些方面？ 实施： 0.5级的0~300oC 的温度计测量时可能出现的最大绝对误差为： 用其测量80oC 可能出现的最大示值相对误差为： ?? ? ? ? ???? ?引用误差示值（标称）相对误差实际相对误差相对误差绝对误差x γγ%.21%100500 6 %100=?= ??= m m m A x γ5 .1)0300(%5.0111=-?==?m m m A x γ

1.0级的0~100oC 的温度计测量时可能出现的最大绝对误差为： 用其测量80oC 可能出现的最大示值相对误差为： 结论：选用1.0级的0~100oC 的温度计较好。选用仪器时，不能单纯追求精度，而是要兼顾精度和量程 1.1.3 测量误差的分类及来源 1.系统误差 2.随机误差 3.粗大误差（疏忽误差、过失误差) 4.缓变误差 任务2 传感器特性分析与传感器选用 1.2.1 传感器的组成及其分类 1.2.2 传感器的静态特性与指标 传感器的静态特性指标 1.精密度、准确度和精确度 2.稳定性 1 )0100(%.01222=-?==?m m m A x γ%25.1%10080 1 %10022=?= ??= x x m x γ?? ?动态特性 静态特性

空气流量计的检测原理

空气流量计的检测原理 随着科学技术的发展，我们不断引进先进技术，空气流量计的测试精度高，可以输出线形信号，信号处理简单，被广泛的应用于汽车，燃气、煤气等领域。 空气流量计的检测原理，空气流量计在管道里设置柱状物之后形成两列涡旋，根据涡旋出现的频率就可以测量流量。因为涡旋成两列平行状，并且左右交替出现，与街道两旁的路灯类似，所以有涡街之称。空气流量计设有两个进气通道，主通道和旁通道，进气流量的检测部分就设在主通道上，设置旁通道的目的是为了能够调整主通道的流量，以便使主通道的检测特性呈理想状态。也就是说，对排气量不同的发动机来说，通过改变空气流量计通道截面大小的方法，就可以用一种规格的空气流量计来覆盖多种发动机。主通道上的三角柱和数个涡旋放大板构成卡曼涡旋发生器。在产生卡曼涡旋处的两侧，相对地设置了属于电子检测装置的超声波发送器和超声波接受器，也可以把这两个部件归入空气流量计，这两个电子传感器产生的电信号经空气流量计的控制电路整形、放大后成理想波形，再输入到微机中。为了利用超声波检查涡旋，在涡旋通道的内壁上都粘有吸音材料，目的是防止超声波出现不规则反射。 空气流量计的优缺点，为了克服活门式空气流量计的缺点，即在保证测量精度的前提下，扩展测量范围，并且取消滑动触点，有开发出小型轻巧的空气流量计，即空气流量计。卡曼涡旋是一种物理现象，涡旋的检测方法、电子控制电路与检测精度根本无关，空气的通路面

积与涡旋发生柱的尺寸变化决定检测精度。又因为这种传感器的输出的是电子信号(频率)，所以向系统的控制电路输入信号时，可以省去AD转换器。因此，从本质来看，空气流量计是适用于微机处理的信号。 空气流量计的测试精度高，可以输出线形信号，信号处理简单，且经过长期使用，性能不会发生变化，因为是检测体积流量所以不需要对温度及大气压力进行修正。

传感器与检测技术试卷及答案23657教学内容

传感器与检测技术试卷及答案23657

1．属于传感器动态特性指标的是（D ） A 重复性 B 线性度 C 灵敏度 D 固有频率 2 误差分类，下列不属于的是（B ） A 系统误差 B 绝对误差 C 随机误差 D粗大误差 3、非线性度是表示校准（B ）的程度。 A、接近真值 B、偏离拟合直线 C、正反行程不重合 D、重复性 4、传感器的组成成分中，直接感受被侧物理量的是（B ） A、转换元件 B、敏感元件 C、转换电路 D、放大电路 5、传感器的灵敏度高，表示该传感器（C） A 工作频率宽 B 线性范围宽 C 单位输入量引起的输出量大 D 允许输入量大 6 下列不属于按传感器的工作原理进行分类的传感器是（B） A 应变式传感器 B 化学型传感器 C 压电式传感器 D热电式传感器 7 传感器主要完成两个方面的功能：检测和（D） A 测量 B感知 C 信号调节 D 转换 8 回程误差表明的是在（C）期间输出输入特性曲线不重合的程度 A 多次测量 B 同次测量 C 正反行程 D 不同测量 9、仪表的精度等级是用仪表的（C）来表示的。 A 相对误差 B 绝对误差 C 引用误差 D粗大误差 二、判断 1.在同一测量条件下，多次测量被测量时，绝对值和符号保持不变，或在改变条件时，按 一定规律变化的误差称为系统误差。（√） 2 系统误差可消除，那么随机误差也可消除。（×） 3 对于具体的测量，精密度高的准确度不一定高，准确度高的精密度不一定高，所以精确度高的准确度不一定高（×） 4 平均值就是真值。（×） 5 在n次等精度测量中，算术平均值的标准差为单次测量的1/n。（×） 6.线性度就是非线性误差.（×） 7.传感器由被测量，敏感元件，转换元件，信号调理转换电路，输出电源组成.（√） 8.传感器的被测量一定就是非电量（×） 9.测量不确定度是随机误差与系统误差的综合。（√） 10传感器（或测试仪表）在第一次使用前和长时间使用后需要进行标定工作，是为了确定传感器静态特性指标和动态特性参数（√） 二、简答题：（50分） 1、什么是传感器动态特性和静态特性，简述在什么频域条件下只研究静态特性就能够满足通常的需要，而在什么频域条件下一般要研究传感器的动态特性？答：传感器的动态特性是指当输入量随时间变化时传感器的输入—输出特性。静态特性是指当输入量为常量或变化极慢时传感器输入—输出特性。在时域条件下只研究静态特性就能够满足通常的需要，而在频域条件下一般要研究传感器的动态特性。

实训项目一空气流量传感器的检测

实训项目一空气流量传感器的检测 空气流量传感器的功用是检测发动机进气量大小，并将进气量信息转换成电信号输入电单元（ECU），以供ECU计算确定喷油时间（即喷油量）和点火时间。进气量信号是控制单元计算喷油时间和点火时间的主要依据。 一、实训目的和要求 1、掌握空气流量传感器的结构特性，了解其工作原理； 2、掌握空气流量传感器及其控制电路的检测方法（电阻检测、电压检测、波形检测等）； 3、掌握空气流量计数据分析的方法。 二、实训课时 实训共安排2课时。 三、器材工具 1、工具：扳手、螺丝刀、电吹风、温度计。 2、设备：桑塔纳AJR发动机故障实验台。 3、仪器：数字万用表、金德K81故障诊断仪。 4、教具：AJR发动机教学挂图一套，空气流量计解剖教具一只，测量用桑塔纳2000Gsi型轿车空气流量计5只。 四、成绩评定 成绩评定的等级为优、良、中、及格和不及格。 五、实训原理 在多点燃油喷射系统中，根据检测进气量的方式不同，空气流量计又分为“D”型(即压力型)和“L”型(即空气流量型)两种类型。“D”型是利用压力传感器检测进气歧管内的绝对压力，测量方法属于间接测量法。控制系统利用检测到的绝对压力与发动机的转速来计算吸入气缸的空气量，又称为速度/密度型燃油喷射控制系统。由于空气在进气歧管内流动时会产生压力波动，发动机怠速（节气门关闭）时的进气量与汽车加速（节气门全开）时的进气量之差可达40倍以上，进气气流的最大流速可达80m/s，因此，“D”型燃油喷射系统的测量精度不高，但控制系统的制造成本较低。“L”型是利用流量传感器直接测量吸入进气管的空气流量。由于采用直接测量的方法，因此进气量的测量精度较高，控制效果优于“D”型燃油喷射系统。当前各个车型采用的“L”型传感器分为体积流量型（如翼片式、量芯式、涡流式）传感器和质量流量型（如热线式和热膜式）传感器。质量流量型传感器工作性能稳定、测量精度高、使用效果好，但制造成本相对“D”型要高。由于热膜式空气流量传感器内没有运动部件，因此没有流动阻力，而且使用寿命远远高于热线式流量传感器。 本次实训选用的是桑塔纳2000Gsi型轿车使用的空气流量计，属“L”型热膜式空气流量计。

活动1(电控汽油发动机空气供给系统故障的诊断)教案

【课题】活动1 电控汽油发动机空气供给系统故障的诊断 【情景描述】 当电控汽油发动机工作时，出现动力不足、燃油消耗增加或排放超标，可能发动机空气供给系统有故障，需要进行诊断分析并加以排除，以恢复发动机性能。此项工作要求掌握电控发动机空气供给系统的工作原理和故障诊断方法。 【教材版本】 吕坚.汽车运用与维修专业课程改革试验教材——汽车故障诊断.北京：高等教育出版社，2009 【教学目标】 知识目标：通过讲解与演示，知道电控汽油发动机空气供给系统主要元件的功用、构造与原理；知道故障诊断的基本流程。 能力目标：通过演示与实训，使学生会正确使用汽车专用诊断仪读取和清除故障信息；会使用万用表和汽车示波仪检测元件工作状况。 情感目标：渗透专业学习与实际相结合的思想，从而激发学生学习专业课的兴趣。 【教学重点、难点】 教学重点：电控汽油发动机空气供给系统主要元件的结构与原理。 教学难点：电控汽油发动机空气供给系统主要元件诊断与检测的仪器操作。【教学媒体及教学方法】 本节课通过使用理论—-实操一体化的教学方法，调动学生的学习积极性，注重培养学生观察分析、实践动手能力，针对不同的学生采用因材施教的方法，使全体学生在任务引领下的学习中都能有所收获。 使用教材项目四活动1，使用电控发动机台架和诊断、检测仪器实物和投影

仪播放的多媒体演示素材。 本节内容可大体分为三部分，对每一部分内容结合采用讲授法、演示法、实习操作等不同的教学方法。一是通过演示，讲授电控汽油发动机空气供给系统主要元件的结构与原理；二是通过演示法、实习操作使学生进一步熟悉、理解和掌握电控汽油发动机空气供给系统主要元件故障诊断的流程以及检测仪器的操作。【课时安排】 6课时（270分钟） 【教学建议】 教学采用理实一体化方法，在教学过程中应交替使用诊断仪实物、多媒体和教材。根据学生基本情况及学习中的总体反应，加强和学生的互动，使学生积极地参与到教学活动中来。 【教学过程】 一、导入（15分钟） 电子控制汽油喷射系统（EFI系统）是利用安装在发动机不同部位上的各种传感器所测得的工作参数，按电控单元中设定的控制程序，通过对汽油喷射时间的控制来调节喷油量，从而改变混合气浓度，使发动机在各种工况下都能获得与所处工况相匹配的最佳空燃比。 电控汽油喷射系统都由三个子系统组成，即：空气供给系统、燃油供给系统和控制系统。 二、新授（120分钟） 1．空气供给系统的功用与组成（15分钟） 教师分析讲解：空气供给系统的作用：向汽油机提供与发动机负荷相适应的、清洁的空气，同时对流入发动机气缸的空气质量进行直接或间接计量，使它们在

空气流量计故障分析检测

空气流量计故障分析检测 空气流量计是用来计量发动机进气量的传感器,在汽车电控燃油喷射系统中,把空气流量信号和发动机转速信号一起作为喷油时间的基准信号。空气流量计的发展大体上经历了4代:L 型、D型、热线式、热模式。发动机工作不稳定的原因很多,空气流量计是重点检查的对象,但是要确认它是否有故障,故障分析、检查方法就显得尤为重要,下面通过两个例子加以说明。 一、故障一 凌志LS400轿车高速闯车。发动机在原地加速时运转正常。当汽车行驶速度在120~14 0公里左右时,汽车会出现闯动的现象,有时闯动频繁,有时只是偶尔闯动,感觉好像是发动机 间歇断火。故障分析:发动机空载运转时正常,而故障只在120km/h车速以上时发生,或者说是有较大负荷时故障才出现,因此故障原因可能是发动机高速断火、断油、喷油量突然减少,或者是废气再循环、汽油蒸气回收系统、进气控制系统、氧传感器闭环控制系统等在高速时工作不正常造成的。检修:读取故障代码,无码检查点火系统,将示波器接到一个点火线圈的中央高压线,试车、闯车时点火高压为8KV~10KV,正常,点火波形良好;将示波器接到另一个点火线圈的中央高压线,再试车出现故障时点火波形也良好。后来将示波器逐个接到各缸的高压线,再试车,结果发现闯车时各缸的高压都正常,波形都止常,可见闯车的原因不是点火系统造成的,应查找其他方面的原因。将示波器接到第一缸喷油器控制端,试车,观察喷油时间的变化情况,闯车该气缸的喷油时间正常,为3.5ms左右。然后将示波器逐个接到其余气缸的喷油器控制端,再试车,观察喷油时间的变化情况,闯车时每个气缸的喷油时间都无异常。也不能说明故障是喷油量造成的。接上电脑检测故障诊断仪,读取数据流,从获得的数据来看,当系统由闭环控制进入开环控制时,车速在120km/h左右,是容易出现闯车的时候。断开氧传感器接线, 强迫发动机常处于开环控制,接着试车,故障依旧。其他数据都正常。最后怀疑可能是某个传感器的信号不稳定,影响了发动机的动态工作,而且这个信号在诊断仪上又看不出问题。关键的传感器有曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、节气门位置传感器、空气流量计、车速传感器等。将示波器逐个接到曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、节气门位置传感器,试车出现故障时这些信号都正常。将示波器接到空气流量计(涡流式)信号端,试车,出现故障时发

俞志根主编《传感器与检测技术》教案 科学出版社

xx 职业技术学院 教案 xxxxxxxx学年第二学期 课程名称：传感与检测技术 授课教师： xxxxxx 课程所属系（部）：信息与工程系

课程名称: 传感与检测技术 授课班级： 10应用电子技术 实践课 总学时：52学时 学分：4 使用教材：宋雪臣主编《传感器与检测技术》人民邮电出版社20XX 年5月第1版 教学方法、手段：讲授、实训 考核方式：考试 主要参考书目： 俞志根主编《传感器与检测技术》科学出版社20XX年7月第1版 宋雪臣主编《传感器与检测技术》人民邮电出版社20XX年11月第1版 冯柏群祁和义主编《检测与传感技术》人民邮电出版社20XX 年4月第1版 赵玉刚主编《传感器基础》中国林业出版社北京大学出版社20XX年8月第1版

授课日期：20XX年2月15日第1、2节 标题：第1章传感器的基本知识 教学目的与要求： 掌握传感器的概念及组成，熟悉传感器的分类方法，了解传感器的命名方法，掌握传感器的一般特性。 授课时数：2学时 教学重点和难点： 教学重点：1、传感器的定义与组成。 教学难点：1、传感器的静态和动态特性。 教学内容及过程： 教学内容方法与手段时间分配 第一课时 第1章传感器的基本知识 1.1传感器的作用与地位 PPT 、讲授法 10分钟 世界是由物质组成的，各种事物都是物质的不同形态。人们为了从外界获得信息，必须借助于感觉器官。 人的“五官”——眼、耳、鼻、舌、皮肤分别具有视、听、嗅、味、触觉等直接感受周围事物变化的功能，人的大脑对“五官”感受到的信息进行加工、处理，从而调节人的行为活动。 人们在研究自然现象、规律以及生产活动中，有时需要对某一事物的存在与否作定性了解，有时需要进行大量的实验测量以确定对象的量值的确切数据，所以单靠人的自身感觉器官的功能是远远不够的，需要借助于某种仪器设备来完成，这种仪器设备就是传感器。传感器是人类“五官”的延伸，是信息采集系统的首要部件。 非电量不能直接使用一般的电工仪表和电子仪器进行测量，因为一般的电工仪表和电子仪器只能测量电量，要求输入的信号为电信号。 非电量需要转化成与其有一定关系的电量，再进行测量，实现这种转换技术的器件就是传感器。 传感器是获取自然或生产中信息的关键器件，是现代信息系统和各种装备不可缺少的信息采集工具。采用传感器技术的非电量电测方法，就是目前应用最广泛的测量技术。 随着科学技术的发展，传感器技术、通信技术和计算机技术构成了现代信息产业的三大支柱产业，分别充当信息系统的“感官”、“神经”和“大脑”，他们构成了一个完整的自动检测系统。

空气流量计的检测方法

空气流量计的检测方法 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】

空气流量计的检测方法空气流量计基本结构及性能特点随着对发动机汽车尾气排放要求的提高，越来越多的发动机采用精密的空气计量传感器计量进入发动机的空气量，发动机ECU根据空气计量传感器信号初步设定基本供油量，以满足发动机各种工况空燃比，进而保证发动机各种工况对混合气的要求。 空气流量计分类：按测量空气流量的方法可分为两种：①直接测量方法传感器——空气流量计。②间接测量方法传感器——进气歧管压力传感器(负压传感器)。直接测量方法传感器按其测量信号转化形式又可分为3种。 (1)机械式空气流量计，即可动叶片式空气流量计。其特点是将燃油泵控制开关、空气温度传感器、CO调节器及空气流量计等功能融为一体，结构较复杂，但精度较高。不过由于叶片具有弹簧阻力增加了进气阻力，使它对发动机在急加速时的响应不够理想，故现在很少使用。 (2)卡尔曼涡流式空气流量计。它是通过采集涡流频率完成空气流速测量，主要是通过光电(如丰田车型)和超声波采集(如韩国现代、日本三菱等)进气涡流，具有进气阻力小、计量准确的特点，但因其结构复杂、不耐振动且造价高，现已逐步被热线式空气流量计取代。 (3)热线式空气流量计。热线式空气流量计按其热线形又分为3种。 ①热丝式——将加热丝均匀分布在计量通道内。热丝式空气流量计(图1)精度高、分布均匀，可精确计量空气量，但由于热丝很细~且暴露在空气中，在空气高速流动时，空气中的沙粒很容易击断热丝。

②热膜式——将加热丝印刷在一块线路板上，并将线路板固定在空气通道中间。由于热丝被固定且受到保护膜的保护，寿命提高，但由于保护膜热传导较差，影响计量精度。 ③热阻式——将加热丝绕成线圈形式固定在石英玻璃管内或暴露在空气通道内。由于热阻式空气流量计热丝被固定，故热线寿命延长，但由于热阻面积很小，只能部分采空气流量，要求空气通道内空气流速均匀，所以常在进气侧安装梳流格栅。 由于热膜式和热阻式空气流量计均是部分采集空气计量空气量，故精度较热丝式较差。另外，热丝式、热膜式和热阻式空气流量计还都易受空气中水分及灰尘的污染，所以在控制电路上都做了专门的设计，每次打开点火开关或关闭点火开关后，流量计中的热丝会由电路提供瞬时大电流加热，使热丝瞬间产生高温(700-1 000℃)，烧掉污染在热丝、热膜或热阻表面的杂质，保持空气流量计量精度。 轿车使用的空气流量计，属“L”型热膜式空气流量计，安装在空气滤清器壳体与进气软管之间。其核心部件是流量传感元件和热电阻(均为铂膜式电阻)组合在一起构成热膜电阻。在传感器内部的进气通道上设有一个矩形护套，相当于取样管，热膜电阻设在护套中。为了防止污物沉积到热膜电阻上而影响测量精度，在护套的空气入口一侧设有空气过滤层，用以过滤空气中的污物。为了防止进气温度变化使测量精度受到影响，在护套内还设有一个铂膜式温度补偿电阻，温补电阻设置在热膜电阻前面靠近空气入口一侧。温度补偿电阻和热膜电阻与传感器内部控制电路连接，

传感器与检测技术教案1-7

传感器与检测技术 传感器与检测技术 第一章概述 传感器：是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。 1.1 机电一体化系统常用传感器 1.1.1 传感器的组成 传感器一般由敏感元件，转换元件及基本转换电路三部分组成。 ①敏感元件：是直接感受被测物理量，并以确定关系输出另一物理量的元件（如弹性敏感元件将力、力矩转换为位移或应变输出）。 ②转换元件：是将敏感元件输出的非电量转换成电路参数（电阻、电感、电容）及电流或电压等电信号。 ③基本转换电路：是将该电信号转换成便于传输，处理的电量。 大多数传感器为开环系统，也有带反馈的闭环系统。 1.1.2 传感器的分类 1．按被测量对象分类： （1）内部信息传感器：主要检测系统内部的位置、速度、力、力矩、温度以及异常变化。 （2）外部信息传感器：主要检测系统的外部环境状态，它有相对应的接触式（触觉传感器、滑动觉传感器、压觉传感器）和非接触式（视觉传感器、超声测距、激光测距）。 2．传感器按工作机理： （1）物性型传感器:利用某种性质随被测参数的变化而变化的原理制成的

（主要有：光电式传感器、压电式传感器）。 （2）结构型传感器是利用物理学中场的定律和运动定律等构成的（主要有 电感式传感器、电容式传感器、光栅式传感器）。 3．按被测物理量分类 如位移传感器用于测量位移，温度传感器用于测量温度。 4. 按工作原理分类 可分为电阻式、电感式、电容式、光电式、磁电式、压电式、热电式、陀螺式、机械式、流体式。有利于传感器的设计和应用： 5. 按传感器能量源分类： （1）无源型：不需外加电源，而是将被测量的相关能量转换成电量输出（主要有：压电式、磁电感应式、热电式、光电式）又称能量转换型； （2）有源型：需要外加电源才能输出电量，又称能量控制型（主要有：电阻式、电容式、电感式、霍尔式）。电阻式包括光敏电阻、热敏电阻、湿敏电阻等形式。 6. 按输出信号的性质分类： （1）开关型（二值型）：是“1”和“0”或开(ON)和关（OFF）； （2）模拟型：输出是与输入物理量变换相对应的连续变化的电量，其输入/输出可线性，也可非线性； （3）数字型：①计数型：又称脉冲数字型，它可以是任何一种脉冲发生器所发出的脉冲数与输入量成正比，加上计数器可对输入量进行计数；②代码型（又称编码型）：输出的信号是数字代码，各码道的状态随输入量变化。其代码“1”为高电平，“0”为低电平。 ①开关型（二值型）：包括接触型（微动开关、行程开关、接触开关）、非接触型（光电开关、接近开关）； ②模拟型：包括电阻型（电位器、电阻应变片）、电压\电流型（热电偶、光电电池）、电容\电感型（电容、电感式位置传感器）； ③数字型：包括计数型（脉冲或方波信号+计数器）、代码型（回转编码器、礠尺）。

空气流量传感器1

四、汽车维修电子故障诊断与分析
［发动机电子］
空气流量传感器的故障分析
主讲：天津市优耐特汽车电控技术有限公司 王征

空气流量传感器故障诊断与分析 教学目的与要求
了解空气流量传感器的结构与工作原理。 了解空气流量传感器故障对整个电控系统的影响。 掌握空气流量传感器的检测方法（电阻测试、电压测试、 波形测试、数据流测试），工艺流程，技术规范。 掌握空气流量传感器数据分析的方法。

空气流量传感器故障诊断与分析 概述
空气流量传感器负责测 量发动机进气空气质量流 量。 通过测量该流量可以对 发动机的排放和输出功率 的工作点进行优化。 进气量信号是电控单元 精确计算喷油量的主要依 据，如果空气流量传感器 发生故障，电控单元将启 动备用模式，把空气流量 值 设 定 在 5g/s （ 暖 机 时），同时记录故障代 码。此时，将造成怠速不 稳、发动机喘抖、怠速游 车、怠速转速偏高、燃油 脉宽增加、行驶费油、点 火推迟、尾气排放恶劣 等。
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空气流量传感器故障诊断与分析 工作原理
在空气质量流量计工作时，若无气流通过，加 热区域两侧温度梯度呈对称分布，两个测量点温 度一致。
当气流单向流过时，由于气流通过中心的加热区时被 加热，从而与两侧热膜的热交换情况不同，使流量计中 的两个传感元件测量点温度发生不同变化，产生温差。 温度差随着流量增大而增大。温度差的大小和正负反映 了空气质量流的流量和方向。
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内置的评估电路相应地将温差转化为电压信号 输出，电控单元便是根据该电压信号确定空气流 量和质量。
1－无流量时温度分布，2－有流量时温度分布，3－ 传感元件，4－加热区，5－无流量时温度分布热膜，6－ 带测量外套管的HFM5，7－空气流。M1、M2－测量点， T1、T2－对应点的温度，ΔT－用以产生信号的两点间温 度差。

空气流量计的检测方法

空气流量计的检测方法 空气流量计基本结构及性能特点随着对发动机汽车尾气排放要求的提高，越来越多的发动机采用精密的空气计量传感器计量进入发动机的空气量，发动机ECU 根据空气计量传 感器信号初步设定基本供油量，以满足发动机各种工况空燃比，进而保证发动机各种工况对混合气的要求。 空气流量计分类：按测量空气流量的方法可分为两种：①直接测量方法传 感器一一空气流量计。②间接测量方法传感器一一进气歧管压力传感器(负压传感器)。直接测量方法传感器按其测量信号转化形式又可分为3种。 (1) 机械式空气流量计，即可动叶片式空气流量计。其特点是将燃油泵控制开关、空气温度传感器、CO 调节器及空气流量计等功能融为一体，结构较复杂，但精度较高。不过由于叶片具有弹簧阻力增加了进气阻力，使它对发动机在急加速时的响应不够理想，故现在很少使用。 (2) 卡尔曼涡流式空气流量计。它是通过采集涡流频率完成空气流速测量，主要是通过光电(如丰田车型)和超声波采集(如韩国现代、日本三菱等)进气涡流，具有进气阻力小、计量准确的特点，但因其结构复杂、不耐振动且造价高，现已逐步被热线式空气流量计取代。 (3) 热线式空气流量计。热线式空气流量计按其热线形又分为 3 种。 ①热丝式一一将加热丝均匀分布在计量通道内。热丝式空气流量计(图1) 精度高、分布均匀，可精确计量空气量，但由于热丝很细(0.01~0.05mm)且暴露在空气中，在空气高速流动时，空气中的沙粒很容易击断热丝。 ②热膜式——将加热丝印刷在一块线路板上，并将线路板固定在空气通道中间。由 于热丝被固定且受到保护膜的保护，寿命提高，但由于保护膜热传导 较差，影响计量精度。

《传感器与检测技术》全套教案

!知识目标：掌握接近开关的基本工作原理，了解各种接近开关的环境特性及使用方法，掌握应用接近开 T丨关进行工业 技术检测的方法 教学■ 口h I能力目标：对不同接近开关进行敏感性检测，使用霍尔接近开关完成转动次数的测量。 目标！ i素质目标： ■ ■ ■ W ■?Fr??T??* 教学 重点 .■该学…t 难点i接近开关的基本工作原理 I ---一一 ^—--十一- ——一一-一-一一--- —一-- . - — - - _-一- --- 教学］理实一体千 輕丨实物讲解手段!小组讨论、协作 接近开关的应用 教学! 学时丨10 教学内容与教学过程设计 1理论学习〗 项目一开关量检测 任务一认识接近开关 一、霍尔效应型接近开关 1.霍尔效应 霍尔效应的产生是由于运动电荷在磁场作用下受到洛仑兹力作用的结果。把N型半导体薄片放在磁场中，通以固定方向的电流i图1-2霍尔效应 么半导体中的载流子（电子）将沿着与电流方向相反的方向运动。 如图1-2所示，i || （从a点至b点），那\ I讲解霍尔效应基i本原 理，及霍尔电 I动势。 2.霍尔元件 霍尔元件的结构简单，由霍尔片、四根引线和壳体组成，如图1-3 所示。 图1-3 霍尔元件

—H ■ ——= H H H —H ■ ■ H H H H — H I 3.霍尔原件的性能参数 1）额定激励电流 2）灵敏度KH 3）输入电阻和输出电阻 4）不等位电动势和不等位电阻 5）寄生直流电动势 6）霍尔电动势温度系数 4.霍尔开关 霍尔开关是在霍尔效应原理的基础上，利用集成封装和组装工艺制作而成，可把磁输入信号转换成实际应用中的电信号，同时具备工业场合实际应用易操作和可靠性的要求。 图1-6霍尔开关 5.霍尔传感器的应用 1）霍尔式位移传感器 霍尔元件具有结构简单、体积小、动态特性好和寿命长的优点，有功功率及电能 参数的测量，也在位移测量中得到广泛应用。 1-7 霍尔式位移传感器的工作原理图 2）霍尔式转速传感器 图1-8所示的是几种不同结构的霍尔式转速传感器。 图1-8 几种霍尔式转速传感器的结构 3）霍尔计数装置 图1-9所示的是对钢球进行计数的工作示意图和电路图。当钢球通过霍尔开关传感器 时，传感器可输出峰值20 mV的脉冲电压，该电压经运算放大器（卩A741）放大后，驱动半导 蒞H尤 ｛牛 吐n惑坳强屢曲同的传黑 器 霜晦疋件 \ -Av 骷］罰腋的怖楞传想 器 雷耳朮件 At 畑铀构柑同的拉牌传感盟 1 了解霍尔传感器 I i的应用。 它不仅用于磁感应强度、 U) 2

空气流量传感器原理

空气流量传感器原理 车用空气流量传感器（或称空气流量计）是用来直接或间接检测进入发动机气缸空气量大小，并将检测结果转变成电信号输入电子控制单元ECU。电子控制汽油喷射发动机为了在各种运转工况下都能获得最佳浓度的混合气，必须正确地测定每一瞬间吸入发动机的空气量，以此作为ECU计算(控制)喷油量的主要依据。如果空气流量传感器或线路出现故障，ECU得不到正确的进气量信号，就不能正常地进行喷油量的控制，将造成混合气过浓或过稀，使发动机运转不正常。电子控制汽油喷射系统的空气流量传感器有多种型式，目前常见的空气流量传感器按其结构型式可分为翼片(叶片)式、卡尔曼涡流式、热膜式等几种。 1、翼片式空气流量传感器 图9-9是翼片式空气流量计工作原理图，该空气流量传感器在主进气道内安装有一个可绕轴旋转的翼片。在发动机工作时，空气经空气滤清器过滤清器过滤后进入空气流量传感器并推动翼片旋转，使其开启。翼片开启角度由进气量产生的推力大小和安装在翼片轴上复位弹簧弹力的平衡情况决定。当驾驶员操纵加速踏板来改变节气门开度时，进气量增大，进气气流对翼片的推力也增大，这时翼片开启的角度也增大。在翼片轴上安装有一个与翼片同轴旋转的电位计，这样在电位计上滑片的电阻的变化转变成电压信号。 当空气量增大时，其端子VC和VS之间的电阻值减小，两端子之间输出的信号电压降低；当进气量减小时，进气气流对翼片的推力减小，推力克服弹簧弹力使翼片偏转的角度也减小，端子VC与VS之间的电阻值增大，使两端子间输 图9-9 翼片式空气流量计工作原理 出的信号电压升高。ECU通过变化的信号电压控制发动机的喷油和点火时间。2、卡曼涡旋式空气流量传感器 为了克服动片式空气流量传感器的缺点，即在保证测量精度的前提下，扩展测量范围、并且取消滑动触点，人们又开发出小型轻巧的空气流量传感器，即卡曼涡旋式空气流量传感器。野外的架空电线被风吹时会嗡嗡发出声响，风速越高声音频率越高，这是因气流流过电线后形成涡旋所致，液体、气体等流体中均会发生这种现象，利用这一现象可以制成涡旋式流量传感器。在管道里设置柱状物，使流体流过柱状物之后形成两列涡旋，根据涡旋出现的

进气增压系统教案

【任务引入】 一辆帕萨特B5 1.8T,高速（车速>120km/h），有挫车现象。经检查，维修人员初步判断为进气系统故障，需进一步对进气系统进行检查。 【必备知识】 一、废气涡轮增压系统 1.废气涡轮增压的作用及基本结构 废气涡轮增压是指利用发动机排出的高温高压的废气能量，驱动涡轮作高速运转，带动同轴上的压缩机，由此压缩吸入的空气并送入气缸内，因而可以吸入大量的空气，显著提高进气效率，达到提高发动机输出功率的目的。 废气涡轮增压器的基本结构如图6-13所示。涡轮驱动压缩器将吸入的空气压缩，使之升温，从而减小其密度。吸入的空气在中冷器中再次被冷却，从而提高其密度。

图6-13 废气涡轮增压系统 1-压缩器(压缩吸入的空气) 2-废气涡轮(驱动压缩机) 3-由中冷器散发的热量 4-新鲜空气 5-压缩升温后的空气进入中冷器 6-发动机排气驱动涡轮 7-空气入口 8-排气 2.废气涡轮增压系统的组成及工作原理 1）真空膜片式涡轮增压系统 真空膜片式涡轮增压系统结构如图6-14所示，利用发动机排出的废气作为动力来推动涡轮增压机内的涡轮（位于排气道内），涡轮又带动同轴的压缩轮（位于进气道内），压缩轮就压缩由空气滤清器管道送来的新鲜空气，再送入气缸。 图6-14 真空膜片式涡轮增压系统结构 2）电控废气涡轮增压系统 由发动机ECU控制的废气涡轮增压系统的组成如图6-15所示。该系统的主要置有涡轮增压器、膜片执行器、中间冷却器、排气旁通阀和机械式换气阀等，系统的电控元件有发动机控制模块J220、增压压力控制电磁阀N75、空气流量计G70、发动机转速传感器G28和增压压力传感器G31等。ECU通过使电磁阀得失电来控制真空膜片式的真空压力，从而控制排气旁通阀的开关。

传感器与检测技术课程教学大纲

《传感器与检测技术》课程教学大纲 一、课程的性质、课程设置的目的及开课对象 本课程是机械设计制造及其自动化专业（机械电子工程方向）学生的重要专业课程。本课程设置的目的是通过对传感器的一般特性与分析方法，传感器的工作原理、特性及应用，检测系统的基本概念的学习，通过本课程的学习，使学生掌握检测系统的设计和分析方法，能够根据工程需要选用合适的传感器，并能够对检测系统的性能进行分析、对测得的数据进行处理。 开课对象：机械设计制造及其自动化专业（机械电子工程方向）本科生。 二、先修课程：高等数学、工程数学、电子技术、数字电子技术等。 三、教学方法与考核方式 1.教学方法：理论教学与实验教学相结合。 2.考核方式：闭卷考试。 四、学时分配 总学时48学时。其中：理论38学时，实验10学时 五、课程教学内容与学时 （一）传感器与检测技术概念 传感器的组成、分类及发展动向，技术的定义及应用。 重点：传感器与检测技术的目的和意义。 教学方法：课堂教学和现场认识教学相结合。 （二）传感器的特性 1.传感器的静态特性 2.传感器的动态特性及其响； 重点：传感器的静态特性与动态特性的性质。 难点：工艺计算与平面布置；微机联网控制系统。 广度：本章主要讲述传感器特性的基础知识。 深度：主要讲述传感器的特性，不涉及复杂的内容。 教学方法、手段：课堂教学、多媒体教学，强化实际操作。 （三）电阻式传感器 1.电位器式传感器的主要特性及其应用 2.应变片的工作原理 3.应变片式电阻传感器的主要特性及应用 重点：理解电位器式传感器、应变片式传感器的工作原理，掌握它们的性能特点，了解其常用结构形式及应用。 难点：线性与非线性电位器的测量原理，应变片式传感器的测量原理、温度误差及其补偿。

02进气系统教案

A 组织教学学生考勤填写日志 B 课前提问 C 导入新课 第二节进气系统 （一）进气系统的组成与型式 进气系统是测量和控制汽油燃烧时所需要的空气量的。其组成是由测量空气流量的方式决定的，根据测量空气流量的方式不同，进气系统有质量流量式的进气系统（用于L型EFI 系统）、速度密度式的进气系统（用于D型EFI系统）和节流速度式的进气系统三种。 （二）进气系统主要零部件的结构 1、空气滤清器 电控汽油喷射发动机的空气滤清器与一般发动机的空气滤清器相同，注意安装方向。 2、空气流量计 目前汽车上所用的空气流量计主要有叶片式空气流量计、卡门涡旋式空气流量计、热线式空气流量计和热膜式空气流量计等四种。 （1）叶片式空气流量计 图1-6所示是叶片式空气流量计的结构，图1-7所示是叶片式空气流量计的空气通道，图1-8所示是叶片式空气流量计的电位计部分结构。 叶片式空气流量计由测量板（叶片）、缓冲板、阻尼室、旁通气道、怠速调整螺钉、回位弹簧等组成，此外内部还设有电动汽油开关及进气温度传感器等。 当吸入空气推开测量板的力与弹簧变形后的回位力相平衡时，测量板即停止转动。用电位计检测出测量板的转动角度，即可得知空气流量。 叶片式空气流量计电位器的内部电路如图1-10所示，电位计检测空气量有电压比与电压值两种方式。在VB端子上加有蓄电池电压而形成电压VC，那么，检测出来的是VB-E2与VC-VS的电压比。如表1-1中的图所示。电压值的检测方法为：吸入空气量∝随电位计动作变化的电压值。 当在VC点加上一定的电压（+5V）时，电位计滑动触头的动作随吸入空气量变化，VS-E2间的电压变化直接作为吸入空气量信息，把滑动触头电压值送入电控单元并进行A/D变换，即可以数字信号输出检测结果。滑动触头电压与吸入空气量成正比，呈线性关系。 表1-1为以电压比与电压值两种检测方式的对比表。

热线式空气流量传感器的检测与诊断

热线式空气流量传感器的检测与诊断 热线式空气流量传感器的信号是ECU确定发动机基本喷油量的重要信号之一，它的好坏直接影响了电喷发动机的运行是否正常。因此，掌握热线式空气流量传感器的检测方法是成为一个合格汽车维修人员的必备条件。 标签：热线式检测诊断 热线式空气流量传感器是空气流量传感器众多类型中的一种，其作用是将吸入气缸内的空气量转变成电信号发送给ECU。该信号是ECU确定发动机基本喷油量的重要信号之一。 热线式空气流量传感器主要由感知空气流量的白金热线、根据进气温度进行修正的温度补偿电阻、控制热线电流并产生输出信号电压的控制线路板和壳体等组成。 1 热线式空气流量传感器的工作原理 热线式空气流量传感器的工作原理采用的是惠斯顿电桥。白金热线电阻RH 和温度补偿电阻RK分别是惠斯顿电桥的一个臂，热线支撑环后端的塑料护套上安装有一个精密电阻RA，作为惠斯顿电桥的一个臂，该电阻上的电压即是热线式空气流量传感器的输出信号电压。惠斯顿电桥的另一个臂RB安装在控制线路板上。 将点火开关置于ON位置，白金热线电阻周围的空气没有流动，此时的惠斯顿电桥处于平衡状态。启动发动机，在进气真空度的作用下，当空气流过白金热线时，热线的热量被空气吸收，使其变冷。热线周围通过的空气流量越大，被带走的热量就越多。在工作中将热线温度与吸入空气温度差保持在100℃，热线温度由混合集成电路控制，当空气流量增大时，由于空气带走的热量增多，为保持热线温度，混合集成电路使热线电阻通过的电流增大，反之，则减小。这样，使得通过热线电阻的电流是空气流量的单一函数，即热线电流随着空气流量的增大而增大，随空气流量的减小而减小。此时就可以使ECU根据热线电流的变化计算出空气流量的大小。 2 热线式空气流量传感器的检测 热线式空气流量传感器出现故障一般有两种情况：一种是电路短路或者断路，导致传感器完全失效。此时ECU内部的自诊断电路会将故障信息以故障码的形式存储起来并使仪表板上的故障指示灯常亮。另一种情况是白金热线赃污，传感器信号失准，不能提供正确的进气流量信号，但ECU自诊断系统检测不出故障信息。 热线式空气流量传感器的故障将导致传感器计量的进气量与实际进气量不

传感器与测试技术复习题及答案教学内容

传感器与测试技术复习题及答案

传感器与测试技术习题及答案 1．什么是传感器？它由哪几个部分组成？分别起到什么作用？ 2．传感器技术的发展动向表现在哪几个方面？ 3．传感器的性能参数反映了传感器的什么关系？静态参数有哪些？各种参数代表什么意义？动态参数有那些？应如何选择？ 4．某位移传感器，在输入量变化5 mm 时，输出电压变化为300 mV ，求其灵敏度。 5. 某测量系统由传感器、放大器和记录仪组成，各环节的灵敏度为： S1=0.2mV/℃、S2=2.0V/mV 、S3=5.0mm/V ，求系统的总的灵敏度。 6．什么是应变效应？什么是压阻效应？什么是横向效应？ 7、试说明金属应变片与半导体应变片的相同和不同之处。 8、 应变片产生温度误差的原因及减小或补偿温度误差的方法是什么？ 9、钢材上粘贴的应变片的电阻变化率为0.1%，钢材的应力为10kg/mm 2。试求 10、如图所示为等强度梁测力系统，1R 为电阻应变片，应变片灵敏度系数 05.2=k ，未受应变时Ω=1201R ，当试件受力F 时，应变片承受平均应变4108-?=ε，求 （1）应变片电阻变化量1R ?和电阻相对变化量11/R R ?。 （2）将电阻应变片置于单臂测量电桥，电桥电源电压为直流3V ，求电桥 输出电压是多少。

（a ） （b ） 图等强度梁测力系统 11、单臂电桥存在非线性误差，试说明解决方法。 12、某传感器为一阶系统，当受阶跃函数作用时，在t=0时，输出为10mV;t →∞时，输出为100mV;在t=5s 时，输出为50mV,试求该传感器的时间常数。 13. 交流电桥的平衡条件是什么？ 14．涡流的形成范围和渗透深度与哪些因素有关?被测体对涡流传感器的灵敏度有何影 响? 15．涡流式传感器的主要优点是什么? 16．电涡流传感器除了能测量位移外，还能测量哪些非电量？ 17．某电容传感器（平行极板电容器）的圆形极板半径)(4mm r =，工作初始极板间距离)(3.00mm =δ，介质为空气。问： （1）如果极板间距离变化量)(1m μδ±=?，电容的变化量C ?是多少？ （2）如果测量电路的灵敏度)(1001pF mV k =，读数仪表的灵敏度52=k （格／mV ）在)(1m μδ±=?时，读数仪表的变化量为多少？ 18．寄生电容与电容传感器相关联影响传感器的灵敏度，它的变化为虚假信号影响传感器的精度。试阐述消除和减小寄生电容影响的几种方法和原理。 19．简述电容式传感器的优缺点。 20．电容式传感器测量电路的作用是什么？ 21．简述正、逆压电效应。 22．压电材料的主要特性参数有哪些？

《传感器与检测技术》教学大纲.

《传感器与检测技术》教学大纲 一、课程的性质、作用 《传感器与检测技术》是高职三年制计算机控制技术专业的一门理论与实践性较强的专业课。 本课程的作用是通过课堂理论学习和实际操作训练，使学生掌握一线高级技术人员所必需的传感器与检测技术的应用知识，并能结合计算机控制技术中的传感器与控制技术的应用，掌握检测的理论依据和检测设备的结构、工作原理、使用与维护方法的知识和技能。 二、课程的教学目标、与其他课程的联系 本课程的教学内容主要包括：测试系统的基本概念，传感器的一般特性与分析方法，传感器的工作原理，特性及应用，传感器在机电系统中的应用等四部分。通过本课程的学习，使学生掌握测试系统的设计和分析方法，能够根据工程需要选用合适的传感器，并能够对测试系统的性能进行分析、对测得的数据进行处理。 本课程应在学习了?电路?、?电子技术基础?的基础上开始学习。 三、课程的课时分配 本课程教学总时数为64~80学时，包括讲课、技能训练和机动三部分。具体课时分配见课时分配表。 课时分配表

四、课程的章节、实训内容、重点、难点、广度、深度及教学方法、手段 （一）传感器与检测技术的概念 传感器的组成、分类及发展动向，技术的定义及应用。 重点：传感器与检测技术的目的和意义。 教学方法：课堂教学和现场认识教学相结合。 （二）传感器的特性 1、传感器的静态特性； 2、传感器的动态特性及其响应； 重点：传感器的静态特性与动态特性的性质。 难点：工艺计算与平面布置；微机联网控制系统 广度：本章主要讲述传感器特性的基础知识 深度：主要讲述传感器的特性，不涉及复杂的内容。 教学方法、手段：课堂教学、多媒体教学，强化实际操作。 （三）电阻式传感器 1、电位器式传感器的主要特性及其应用 2、应变片的工作原理 3、应变片式电阻传感器的主要特性及应用 重点：理解电位器式传感器、应变片式传感器的工作原理，掌握它们的性能特点，了解其常用结构形式及应用。 难点：线性与非线性电位器的测量原理，应变片式传感器的测量原理、温度误差及其补偿。广度：本章主要电阻式传感器的检测方法。 深度：主要讲述了电位器式传感器及应变片式传感器的工作原理及使用方法。 教学方法、手段：课堂教学、实操训练、多媒体教学，强化实际操作。 实训一、电阻应变片 （四）电感式传感器 1、自感式传感器的工作原理、等效电路与转换电路，自感式传感器的特点及其应用。 2、变压器式传感器的工作原理、等效电路及其特性