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谈进气压力传感器和空气流量计的原理及检测
来源:本站整理  作者:佚名  2013-01-14 09:20:07


2.频率型压力传感器原理及检测

 

(1)电容式压力传感器,它是用氧化铝膜片和底板彼此靠近排列形成电容,利用电容膜片上下压力差而改变的性质,获得与压力成正比的电容值信号。将电容连接到传感器混合集成电路的震荡电路中,传感器产生可变频率的信号。输出频率与进气压力成正比,在80.120Hz之间变化。

 

 (2)表面弹性波式压力传感器,它是在一块压电基片上用超声波方法加工出一个薄膜敏感区,上面刻制换能器(压敏SAW延时线),换能器与电路组合成振荡器。换能器是在抛光的压电基片上设置2个金属叉指构成,若在输入换能叉指T1上加电信号,便由

逆压电效应在基片寿面激励起弹性表面波,传播到换能文指T2转换成电信号,经放大后反馈到T1以便保持振荡状态。表面弹性波(SAW)在2个换能叉指之间的传播时间即是所获得的延迟时间,其大小取决于2个换能叉指间的距离。由于导入的进气歧管压力作用于压电基片上,压力变化将在薄膜敏感区产生应变,即使换能叉指间距离发生变化。因而,表面弹性波传播的延迟时间相应变化。这样,根据与延迟时间成反比的振荡频率,即可输出压力信号。

 

频率型压力传感器信号电压一般是5V或12V。当空气流量变化时,电压始终不变,而输出的脉冲频率发生变化,因此不能根据测量电压高低确定流量变化。检测时用万用表找到压力传感器的频率信号输出线,将汽车万用表打到“DC”挡,按SELECT功能选择键转换成“DC+Hz”挡。起动发动机逐渐加速观察,主显示直流电压和副显示上的频率,是否随转速变化而变化,一般的频率型的压力传感器随着进气量的增加频率也在改变。

 

二、空气流量计

空气流量计按传感器信号类型分类分为2种,包括模拟信号型流量计和数字信号型流量计。模拟信号型流量计包括叶片式、热丝式、热膜式和热阻式空气流量计。数字信号型流量计包括卡门漩涡式、热丝式和热膜式空气流量计。其中模拟信号型热丝式、热膜式和热阻式空气流量计与数字信号型热丝式和热膜式空气流量计结构形式类似,但数字型加装了数字转换电路,把信号转换成数字信号输入给电控单元(ECU),而模拟式空气流量计是把电压信号直接输送给电控单元(ECU)。

 

1.模拟信号型空气流量计原理及检测

 

(1)可动叶片式空气流量计由2个大部分组成,一是担任检测任务的叶片部分,二是担任转换任务的电位计。在叶片轴上安装有1个电位计,它与叶片同轴旋转,电位计上滑片电阻的变化转变成电压信号输入ECU。此电压与进气量成正比,且呈线性关系。此传感器为三线传感器,其中两条是参考电压的正负端,另一条是滑动电阻活动触点臂。

 

叶片式空气流量计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)热丝式空气流量计是将加热丝均匀分布在计量通道内。传感器用一根铂丝作为热丝电阻和检测环境温度的热敏电阻,安装在进气道检测区域中。热丝通电后产生热量,气流通过热丝时,热丝的热量被冷却,控制热丝上的电流,可以保持热丝上的温度恒定。这样控制电流与进气量有着相应的比例关系,即气流可以改变空气流量计的输出电压。各汽车厂生产的热线式空气流量计输出信号略有差异。德国博世热丝式空气流量计输出信号:怠速时约为2V, 3500r/min时约为3V。福特车用热丝式空气流量计输出信号:未起动时为0-0.5V ,热怠速时为0.5V-1V,热车经济车速时为1.5V-2.5V,节气门全开时为3V-4.7V。

 

热丝式空气流量计利用热耗散原理制成,其结构简单,没有机械转动零件,使用耐久,精度高,可精确计量空气量。但由于热丝很细(0.010.05mm)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。

 

 (3)热膜式空气流量计的工作原理与热丝式空气流量计类似,都是用惠斯登电桥工作的。所不同的是:热膜式不使用铂丝作为热线,而是将热线电阻、补偿电阻及桥路电阻用厚膜工艺制作在同一陶瓷基片上构成的。

 

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