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汽车传感器基础知识 第1章 传感器概述 第2章 温度传感器 第3章 空气流量传感器 第4章 压力传感器 第5章 位置传感器与角度传感器 第6章 氧传感器 第7章 全范围空燃比传感器 第8章 控制燃烧所用的传感器 第9章 转速传感器 第10章加速度(G)传感器 第11章光检测传感器 第12章液位传感器 第13章车辆周围识别用传感器 第14章 磁场传感器 第15章电流传感器、磨损检测用传感器、角速度检测用传感器 第1章 传感器概述 1.1 人的感觉与机械的感觉 1.2 信号变换和能量变换 1.3 能量变换型传感器和能量控制型传感 1.4 模拟输出信号和数字输出信号 1.5 汽车用传感器的种类和项目 1.1 人的感觉与机械的感觉 与人的视觉、听觉、触觉等相对应的有光传感器、传声器、应变计等物理传感器。人的味觉、嗅觉等一般称为化学感觉，与此相应，在离子电极以及溶液电导率等检测时采用了化学传感器。当然，物理传感器和化学传感器并没有本质上的区别。 1.1 人的感觉与机械的感觉 如果有人问，把人的感觉器官与传感器相比，哪一个好些?这可是一个非常难的题目。人的感觉是我们生活的基础，生活是以感觉为前提的。因此，在我们的生活中，如果从感觉器官的尺度来评价传感器的话，那么一定是我们的感觉器官好些。以嗅觉为例，与狗的鼻子相比，人鼻子的敏感性要差多了，但对某种物质来说，人鼻子的敏感性超过了现代的化学分析技术。 1.1 人的感觉与机械的感觉 但是，再看光传感器时就会知道，已有传感器能够检测出人无法感觉到的红外线和紫外线。另外作为温度传感器的热电偶可以直接置入熔化的钢及燃烧的液化大然气中，从而测定其温度，精度达到11℃，而且，可测温度范围在 -160℃~1600℃之间。 1.1 人的感觉与机械的感觉 某人发烧时，有时把手放在额头附近来判断体温，这是因为两者温差不大，若温差太大，就难以做出定量的判断。当很多人聚在一起吵吵闹闹时，如果有人喊自己的名字，自己也会从喧闹声中分辨出来，但传声器对此却望尘莫及。还有，人们对自家附近火车通过的声音，会在不知不觉中习惯。虽然都可以说是五官，但人的五官和机械传感器还是有差别的。 1.2 信号变换和能量变换 我们是通过五官获得必要信息的。机器和系统是通过传感器获得周围环境的条件与计量对象的信息。传感器要把接收到的信号变换成电信号后再对外输出。 传感器以什么样的敏感度检测信号，变换后的信号与原输入信号相比，失真情况如何?这些项目都可用来评价传感器的优劣。也就是说，要从传感器处理信息的质与量上来评价传感器的性能。对“物质”和“能量”而言，“信息”是一个较新的概念。在研究传感器时，人们比较重视在信号检测与转换过程中的信息的质与量，所以对此过程中的能量和物质的作用，常常置于第二位来考虑。 1.2 信号变换和能量变换 信息是以信号的形式进行变换的。在信号的变换过程中必然有能量的传递和转换。传感器是能量变换器。例如光传感器中的太阳能电池就是把光能变换成电能的变换器;温度传感器的热电偶是把热能变换成电能的变换器。 1.3 能量变换型传感器和能量控制型传感器 太阳能电池和热电偶所输出的电能分别来源于传感器所吸收的光能和热能。这些能量加在传感器上经变换后再输出，因此把这种传感器叫作“能量变换型传感器”。 另一方面，温度传感器以及照相机用自动曝光机构的光传感器是以改变电阻值的方式向外输出信号的。这时，输入到传感器的热能及光能并没有变成其他形式的能量，传感器的电源还是由测试回路供给的，但电源所输出的能量要受控于测试对象输出的信号(热及光)，就把这种传感器叫“能量控制型传感器”。 1.3 能量变换型传感器和能量控制型传感器 “能量控制型传感器”要消耗输入信号的能量，但这与被控的输出能量或输出功率比较起来看，通常要小得多。如果着眼于输入能量和输出能量的对比，就会看出，这种传感器具有一种放大作用，因此，也把“能量控制型传感器”叫做“有源型传感器”。与此相应，因为“能量变换型传感器”没有能量放大作用，所以也叫做“无源型传感器”。 1.4 模拟输出信号和数字输出信号 什么是模拟信号呢?一般来说电压、电流、阻抗等都是模拟信号。此外，频率以及光输出传感器的输出也是模拟信号。阻抗变化的传感器也属能量控制型的，所以输出信号是电压或电流。 以直流电压为例，对模拟信号加以说明。用零至V的电压来传递某一个“量”时，只要把“量”值变换成直流电压就可以了。电压低时传递的“量”比较小，电压高时传递的“量”比较大;即用电信号的变化来传递“量