汽車溫度傳感器課件

第五章溫度傳感器的結構、原理與檢測汽車傳感器第一節(jié)概述第二節(jié)熱敏電阻式溫度傳感器第三節(jié)石蠟式氣體溫度傳感器第四節(jié)雙金屬片式氣體溫度傳感器第五節(jié)熱敏鐵氧體溫度傳感器第一節(jié)概述應用在汽車上的溫度傳感器有冷卻液溫度傳感器、進氣溫度傳感器、排氣溫度傳感器、油溫度傳感器、蒸發(fā)器出口溫度傳感器和車內(外)溫度傳感器等。其作用是檢測氣體、液體的溫度，并把檢測結果轉換成電信號輸入給ECU。一、溫度傳感器的類型1.按結構原理分類有熱電偶式、線繞電阻式、熱敏電阻式等，其特點是：線繞電阻式溫度傳感器精度高，但響應特性差；熱敏電阻式溫度傳感器靈敏度高，響應特性較好，但線性差，適應溫度較低；

熱電偶溫度傳感器精度高，測量溫度范圍寬，但需要配合放大器和冷端處理起使用。

石蠟式、雙金屬片式、熱敏鐵氧體溫度傳感器均為非電量傳感器。第二節(jié)熱敏電阻式溫度傳感器利用陶瓷半導體材料的電阻值隨溫度變化而變化的特性測量溫度。2.熱敏電阻可分為：負溫度系數(NTC)型熱敏電阻。NTC(NegativeTemperatureCoefficient)

正溫度系數(PTC)型熱敏電阻；PTC(PositiveTemperatureCoefficient)

1.傳感器原理汽車上的冷卻液、進氣管、蒸發(fā)器出口、車內外等處的溫度檢測普遍采用NTC熱敏電阻，本節(jié)所介紹的熱敏電阻溫度傳感器均為NTC熱敏電阻。3.NTC熱敏電阻NTC熱敏電阻的阻值與溫度的關系可用下述公式表示：

式中

T—溫度(K)；

RT—熱敏電阻在溫度為T(K)時的熱敏電阻阻值；

R0—熱敏電阻在溫度為T0(T0＝273.15K)時的阻值；

B—熱敏電阻的材料常數，又叫熱敏指數。該關系式是經驗公式，只在額定溫度或額定電阻阻值在一定范圍內才具有一定的精確度，因為材料常數B本身也是溫度的函數。4.NTC熱敏電阻R-T特性B相同，R0不同時的

R-T特性曲線示意圖

R2R3R1B1B2B3B1=B2=B3R1>R2>R3200C25C100C-50CTRB1>

B2R1=R2200C25C100C-50CTB1B2B2B1R25RR0相同，

B不同時的

R-T特性曲線示意圖

注：根據國標規(guī)定，額定零功率電阻值是NTC熱敏電阻在基準溫度

25℃

時測得的電阻值

R25。

一、冷卻液溫度傳感器的應用與檢測功用：檢測發(fā)動機冷卻液溫度，并將其溫度信號輸入ECU，為修正噴油量及噴油時刻提供準確依據1.冷卻液溫度傳感器的功用安裝：安裝在發(fā)動機缸體、缸蓋的水套或節(jié)溫器內并伸入水套中。如圖所示，冷卻液溫度傳感器與ECU的連接，當冷卻液溫度低，則熱敏電阻值大，信號THW的分壓值高；反之，信號THW的分壓值低。冷卻液溫度傳感器THWTHWRE2E2E1THW信號5V12VECU當信號THW的分壓值高，則ECU可判斷冷卻液溫度低，發(fā)動機處于冷起動或暖機工況，此時燃油蒸發(fā)性差，ECU應使混合氣的濃度較大，以改善發(fā)動機的冷機運轉。當信號THW的分壓值低，則ECU可發(fā)動機已結束冷起動或暖機過程，ECU按其他工況控制混合氣的濃度。1.開路的檢測：測電阻，應隨溫度變化并與規(guī)定值相符2.在路的檢測：測量電源電壓；測量信號電壓。冷卻液溫度傳感器THWTHWRE2E2E1THW信號5V12VECU2.冷卻液溫度傳感器的檢測1）在D型EFI系統中，安裝在空氣濾清器之后的進氣管上。3.進氣溫度傳感器的安裝安裝位置有三種情況：3）將進氣溫度傳感器安裝在進氣壓力傳感器內，如桑塔納2000型轎車。2）在L型EFI系統中，安裝在空氣流量計內。熱敏電阻殼體連接導線當信號THA的電壓高時，即熱敏電阻值大，ECU可判斷進氣溫度低，空氣密度大，單位體積的空氣質量大，同樣的進氣體積流量，則進氣質量流量大，應適量增加噴油量；反之，適量減少噴油量。當進氣溫度傳感器出現故障時，會使混合氣過濃或過稀，使發(fā)動機工作不穩(wěn)，這時應檢查進氣溫度傳感器。進氣溫度傳感器THATHARE2E2E1THA信號5V12VECU4.傳感器的檢測同冷卻液溫度傳感器的檢測?？照{制冷系統工作原理三、蒸發(fā)器出口溫度傳感器的應用與檢測壓縮過程冷凝過程蒸發(fā)過程膨脹過程制冷溫度控制系統檢測蒸發(fā)器出口溫度信號，與空調設定的調節(jié)信號比較，從而控制空調壓縮機電磁離合器的通斷。檢測蒸發(fā)器出口溫度可以防止蒸發(fā)器出現結冰現象。溫度檢測電路設定電位器繼電器蒸發(fā)器溫度傳感器點火開關熔絲電磁離合器空調開關ONOFF蓄電池低熱敏電阻高汽車空調溫度控制系統示意圖?????1）檢查蒸發(fā)器溫度傳感器和空調控制器總成之間的連接器及導線連接情況，檢查空調控制器總成的狀況。2）拆下蒸發(fā)器出口溫度傳感器，用萬用表測量傳感器連接器接頭端子1和2之間的電阻，在0℃時，電阻值為4.5～5.2kΩ；在15℃時，電阻值為2.0～2.7kΩ；當溫度升高時，其電阻值逐漸降低。2.傳感器的檢測車內、外空氣溫度傳感器用于檢測車內、車外的空氣溫度，為汽車空調控制系統控制車內溫度提供信息。四、車內、外溫度傳感器應用與檢測1.傳感器的功用車內、外空氣溫度傳感器均與空調系統中與設定電位計串聯，空調控制系統根據檢測車內、外空氣的溫度控制空調壓縮機的運轉，保持車內溫度在設定范圍內。車外溫度傳感器車內溫度傳感器日照傳感器控制板后控制板車內溫度傳感器功率伺服機構ECU車外溫度傳感器一般安裝在汽車前部；車內溫度傳感器兩個，分別安裝在儀表板下面和后擋風玻璃下面。2.傳感器的安裝NOx是高溫富氧條件下生成的。EGR發(fā)動機的ECU根據發(fā)動機的轉速、負荷、溫度、進氣流量和排氣溫度控制EGR電磁閥適時地打開，使排氣管中的部分廢氣經EGR閥進入進氣系統與混合氣混合后進入氣缸參與燃燒，以降低燃燒時氣缸中的溫度和含氧量來減少排氣中的NOx的含量。若再循環(huán)的廢氣過量會影響發(fā)動機的動力性，特別是發(fā)動機處于怠速、低速、大負荷及冷機工況時有明顯影響。

因此當發(fā)動機在怠速、低速、大負荷及冷機時，ECU控制廢氣不參與再循環(huán)，避免影響發(fā)動機性能；當發(fā)動機達到一定的轉速、負荷及溫度時，ECU控制適量的廢氣參與再循環(huán)。要使廢氣中的NOx盡可能低，必須根據發(fā)動機轉速、負荷、溫度及廢氣溫度確定參與再循環(huán)的廢氣量。2.EGR工作原理EGR監(jiān)測溫度傳感器檢測EGR系統中再循環(huán)廢氣的溫度，保證系統工作正常，減少汽車尾氣中NOx的含量。3.傳感器的功用水溫傳感器怠速開關ECU曲軸位置傳感器EGR溫度傳感器EGR閥電磁閥進氣歧管

排氣歧管

工況電磁閥ERG閥發(fā)動機起動時

1.節(jié)氣門位置傳感器的怠速觸點接通；2.冷卻水溫低發(fā)動機轉速

3.低于900r/min；4.高于3200r/minEGR閥附近廢氣溫度

5.低于50℃；6.高于300℃;若以上條件任一項出現，則實現右邊控制ECU控制電磁閥閥門關閉。ERG閥閥門關閉，廢氣不參與再循環(huán)。除以上工況外ECU控制電磁閥閥門開啟。廢氣參與再循環(huán)。3.廢氣再循環(huán)控制過程七、冷卻液溫度表傳感器的應用雙金屬片加熱線圈調節(jié)齒扇接線螺釘調節(jié)齒扇熱敏電阻導線彈簧點火開關彈簧片接線柱水溫指示表電源穩(wěn)壓器水溫傳感器指針殼體鋼管蓄電池電熱式水溫表原理示意圖1.傳感器的應用冷卻液溫度傳感器電阻在車檢查冷卻液溫度傳感器電阻值的檢查溫度計溫度傳感器萬用表溫度傳感器萬用表2.傳感器的檢測冷卻液溫度-20℃0℃20℃40℃60℃80℃電阻值(k)102047230.91.30.40.70.20.4冷卻液溫度與電阻值的對應關系排氣溫度傳感器的外形及結構如圖所示。八、排氣溫度傳感器的結構與檢測護套結合套測溫部分(a)外形(b)結構用以檢測轉化器內排放氣體的溫度，排氣溫度傳感器安裝在汽車排氣裝置三元催化轉化器上。1.傳感器結構2.傳感器功用當排氣溫度傳感器發(fā)生故障、催化器出現異常高溫時，會導致催化器因高溫而損壞，進而使汽車尾氣排放物會嚴重超標；排氣管部分發(fā)生堵塞使發(fā)動機工作不穩(wěn)。就車檢查時，應先使催化器處于暖機狀態(tài)，約400℃，測量排氣溫度傳感器的電阻。把排氣溫度傳感器頂端感溫部分加熱到暗紅色時，其電阻標準值應為0.4～20kΩ。3.排氣溫度傳感器的檢測檢測自動變速器油的溫度，輸入到ECU進行換檔控制、油壓控制和鎖止離合器控制。九、自動變速器油溫度傳感器的應用與檢測1.傳感器功用2.安裝位置：安裝在自動變速器油底殼內的閥板上。油溫傳感器ECU3.傳感器的檢測：方法同冷卻液溫度傳感器的檢測。第三節(jié)石蠟式氣體溫度傳感器一、石蠟式氣體溫度傳感器的結構、原理由于發(fā)動機的流經空氣濾清器的進氣溫度隨使用環(huán)境的不同而變化很大，在進氣溫度較低時，會出現怠速時發(fā)動機溫度過低的情況，這將縮短發(fā)動機的使用壽命。在進氣溫度較高時，進氣密度變低，同樣體積的進氣量其質量變少，改變了進氣歧管的混合氣濃度。石蠟式氣體溫度傳感器利用了低溫石蠟體積縮小、高溫石蠟體積膨脹的特性和進氣岐管處的真空度控制不同狀況的進氣。

石蠟式氣體溫度傳感器的結構如圖所示，該傳感器利用石蠟受熱膨脹的特性檢測溫度，當溫度升高時，石蠟膨脹，推動活塞運動，在設定溫度打開或關閉閥門，在溫度升高時，還改變了節(jié)流孔的橫截面積。1.傳感器的結構與原理至進氣歧管殼體殼體空氣進口墊片閥門推桿節(jié)流孔單向閥至真空膜片溫度設定手柄該傳感器用在化油器式發(fā)動機上，還起著調節(jié)器的作用。2.傳感器的應用當進氣溫度低時，該傳感器用于發(fā)動機進氣溫度調節(jié)；通過控制真空膜片負壓驅動冷暖空氣轉換閥，使暖空氣進入進氣岐管，以保持發(fā)動機進氣所需要的溫度。當空氣溫度高時，該傳感器用于發(fā)動機怠速修正。在設定溫度打開閥門，還改變了節(jié)流孔的橫截面積。將化油器旁通管直通大氣，以保證進氣歧管的混合氣達到最佳空燃比。節(jié)流孔大氣ITC閥門真空膜片冷空氣冷暖空氣轉換閥排氣歧管暖空氣冷空氣進氣岐管進氣溫度低于25℃時，完全吸入暖空氣，不吸入冷空氣；進氣溫度在25～55℃時，冷暖空氣混合吸入；進氣溫度高于55℃時，

吸入冷空氣，且將化油器旁通管直通大氣。傳感器的工作溫度在－40～110℃范圍內。

A-暖空氣全開；B-冷暖空氣混合；C-冷空氣全開3.系統的進氣調溫特性二、石蠟式氣體溫度傳感器的檢測發(fā)動機進氣系統由于保養(yǎng)不善或不及時，容易使石蠟式氣體溫度傳感器臟污，造成閥門開啟動作不靈，低溫時起不到進氣溫度調節(jié)作用，而在高溫又起不到怠速補償作用。當真空膜片破損時，該傳感器完全失去作用。檢查石蠟式氣體溫度傳感器，主要檢查傳感器在不同溫度下的工作情況。1）在溫度低于25℃時，石蠟收縮，推動閥門活塞上移，關閉閥門，隔斷大氣通道；2）當溫度處在25～55℃時，石蠟膨脹，閥門逐漸打開，大氣被引人；3）當溫度高于55℃時，隨著溫度的上升，閥門會逐漸開大。檢查步驟：雙金屬片氣體溫度傳感器用于化油器式發(fā)動機的進氣溫度檢測，并通過真空膜片控制冷空氣與熱空氣的混合比例。其原理與石蠟式氣體溫度傳感器有些類似。第四節(jié)雙金屬片式氣體溫度傳感器雙金屬片式氣體溫度傳感器的結構一、雙金屬片式氣體溫度傳感器的結構、原理其結構如圖所示。利用雙金屬片受熱彎曲變化控制閥門關閉和開啟。當溫度低時，雙金屬片不動，閥門關閉，當溫度升高時，雙金屬片彎曲，閥門打開。1.傳感器結構與原理閥門雙金屬片小孔至進氣歧管至真空膜片通大氣雙金屬片溫度傳感器裝在空氣濾清器入口處，該傳感器通過進氣溫度變化來控制真空控制閥，使膜片式真空室與大氣相通還是與進氣岐管相通。進而實現進氣溫度的調節(jié)。2.傳感器的應用排氣管熱空氣管雙金屬片真空控制閥節(jié)氣門熱空氣進口進氣控制閥膜片式真空室濾芯堵塞報警器陶真空軟管冷空氣進口進氣恒溫裝置的結構原理1）當進氣溫度低于40℃時，雙金屬片真空控制閥關閉大氣通道，使膜片真空室連通具有真空度的進氣岐管，膜片和連桿上移，進氣控制閥關閉冷空氣進口。打開熱空氣通道，使經排氣管表面加熱空氣進入空氣濾清器。3.進氣溫度調節(jié)的工作原理排氣管熱空氣管雙金屬片真空控制閥節(jié)氣門熱空氣進口進氣控制閥膜片式真空室濾芯堵塞報警器陶真空軟管冷空氣進口進氣恒溫裝置的結構原理進氣溫度低于40℃2）當進氣溫度高于40℃時，雙金屬片真空控制閥切斷真空通道、接通大氣，膜片下移，進氣控制閥打開冷空氣進口，而關閉熱空氣通道，使進氣溫度下降。3）當進氣溫度處在40℃左右時，雙金屬片真空控制閥使進氣控制閥處于某一中間開啟位置，保持進氣溫度40℃左右。排氣管熱空氣管雙金屬片真空控制閥節(jié)氣門熱空氣進口進氣控制閥膜片式真空室濾芯堵塞報警器陶真空軟管冷空氣進口進氣恒溫裝置的結構原理進氣溫度高于40℃第五節(jié)熱敏鐵氧體溫度傳感器一、熱敏鐵氧體溫度傳感器的結構、原理1.傳感器結構熱敏鐵氧體溫度傳感器的結構

永久磁鐵舌簧開關熱敏鐵氧體2.傳感器工作原理熱敏鐵氧體低于某一溫度時是強磁性材料，當超過該溫度時，其磁導率急劇下降，即從強磁性體向弱磁性體急速轉變的性質，這種急變溫度稱為居里溫度。利用居里特性就可以使舌簧開關導通或關斷。如熱敏鐵氧體所處環(huán)境溫度低于65℃時，鐵氧體為強磁性體，被永久磁鐵磁化，并與其形成一個磁鐵，對舌簧開關的觸點產生吸力，所以觸點閉合。當熱敏鐵氧體周圍溫度高于100℃時，鐵氧體的磁導率急劇下降，變?yōu)槌４判泽w，熱敏鐵氧體基本上沒有被磁化。舌簧開關的觸點斷開。3.熱敏鐵氧體溫度傳感器的應用