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温度传感器的结构、原理与检测温度传感器的结构、原理与检测 汽车汽车传感器传感器第一节第一节 概述概述 第二节第二节 热敏电阻式温度传感器热敏电阻式温度传感器 第三节第三节 热电偶式温度传感器热电偶式温度传感器 第四节第四节 温度传感器在汽车上的应用温度传感器在汽车上的应用 第一节第一节 概概 述述 应用在汽车上的温度传感器有应用在汽车上的温度传感器有冷却液温度传感器冷却液温度传感器、进气进气温度传感器温度传感器、排气温度传感器排气温度传感器、油温度传感器油温度传感器、蒸发器出口蒸发器出口温度传感器温度传感器和和车内车内(外外)温度传感器温度传感器等。其作用是检测气体、等。其作用是检测气体、液体液体的的温度，并把检测结果转换成电信号输入给温度，并把检测结果转换成电信号输入给ECU。一、温度传感器的类型一、温度传感器的类型1.1.按结构原理分类按结构原理分类 有有热电偶式热电偶式、线绕电阻式线绕电阻式、热敏电阻式热敏电阻式等，其特点是：等，其特点是： 线绕电阻式温度传感器线绕电阻式温度传感器精度高，但响应特性差；精度高，但响应特性差； 热敏电阻式温度传感器热敏电阻式温度传感器灵敏度高，响应特性较好，但线灵敏度高，响应特性较好，但线性差，适应温度较低；性差，适应温度较低； 热电偶温度传感器热电偶温度传感器精度高，测量温度范围宽，但需要配精度高，测量温度范围宽，但需要配合放大器和冷端处理起使用。合放大器和冷端处理起使用。 石蜡式石蜡式、双金属片式双金属片式、热敏铁氧体热敏铁氧体温度传感器温度传感器均为非电均为非电量传感器。量传感器。测量用部件测量用部件优点优点缺点缺点热电偶热电偶1.可测定很小部位的温度；可测定很小部位的温度；2.可缩短滞后时间；可缩短滞后时间；3.耐振动与冲击；耐振动与冲击；4.适于测定温度差；适于测定温度差；5.测定范围宽。测定范围宽。1.需要标准触点；需要标准触点；2.标准触点与补偿导线有误差；标准触点与补偿导线有误差；3.在常温下，不注意修正，难以得到在常温下，不注意修正，难以得到较高的精度。较高的精度。热电阻热电阻1.适于测定较大范围的平均温度；适于测定较大范围的平均温度；2.不需要标准触点等；不需要标准触点等；3.与热电偶相比，常温左右的精与热电偶相比，常温左右的精度较高。度较高。1.难以缩短滞后时间；难以缩短滞后时间；2.在振动严重的场所下可能出现破损在振动严重的场所下可能出现破损3.受导线电阻的影响，需要修正。受导线电阻的影响，需要修正。热敏电阻热敏电阻1.可测量很小部位的温度；可测量很小部位的温度；2.可缩短滞后时间；可缩短滞后时间；3.灵敏度高；灵敏度高；4.不能忽略导线电阻造成的误差不能忽略导线电阻造成的误差5.最适于测量微小的温度差；最适于测量微小的温度差；6.测量机构简单且价格低廉；测量机构简单且价格低廉；7.因信噪比较高，所以对系统性因信噪比较高，所以对系统性计量工程来说经济性好。计量工程来说经济性好。1.因电阻与温度间的非线性程度较严因电阻与温度间的非线性程度较严重，有时需要做线性处理；重，有时需要做线性处理；2.有时需要互换用电阻；有时需要互换用电阻；3.振动严重的场合可能会造成破损。振动严重的场合可能会造成破损。温度传感器温度传感器安安 装装 位位 置置用用 途途冷却液冷却液温度传感器温度传感器发动机缸体、缸盖的水套或节发动机缸体、缸盖的水套或节温器内并伸入水套中。温器内并伸入水套中。检测发动机冷却液温度输检测发动机冷却液温度输入入ECU用于修正喷油用于修正喷油量。量。进进 气气温度传感器温度传感器D型型EFI装在空气滤清器之后或装在空气滤清器之后或进气压力传感器内；进气压力传感器内；L型型EFI装装在空气流量计上。在空气流量计上。检测进气温度输入检测进气温度输入ECU用用于提供燃油喷射量和点火于提供燃油喷射量和点火正时依据。正时依据。排排 气气温度传感器温度传感器安装在汽车排气装置三元催化安装在汽车排气装置三元催化转化器上。转化器上。检测转化器内排放气体的检测转化器内排放气体的温度。温度。液压液压油油温度传感器温度传感器安装在自动变速器油底壳内的安装在自动变速器油底壳内的液压阀体上。液压阀体上。检测液压油温度输入检测液压油温度输入ECU用于换挡控制。用于换挡控制。蒸发器出口蒸发器出口温度传感器温度传感器安装在空调蒸发器片上。安装在空调蒸发器片上。检测蒸发器表面温度用于检测蒸发器表面温度用于控制空调压缩机。控制空调压缩机。车内、外车内、外温度传感器温度传感器车外安装在汽车前部；车内安车外安装在汽车前部；车内安装在仪表板下和后挡风玻璃下。装在仪表板下和后挡风玻璃下。检测车内、外气温为汽车检测车内、外气温为汽车空调控制系统提供信息。空调控制系统提供信息。EGR监测监测温度传感器温度传感器安装在安装在EGR阀的出口处。阀的出口处。检测废气温保证发动机和检测废气温保证发动机和排放系统工作正常。排放系统工作正常。2.2.按用途分类按用途分类其他温度传感器8 8）车外温度传感器；）车外温度传感器；9 9）车内温度传感器；）车内温度传感器；1010）日照温度传感器；）日照温度传感器；1111）热敏铁氧体温度传感器；）热敏铁氧体温度传感器；1212）冷却液温度表传感器）冷却液温度表传感器1313）蓄电池温度传感器；）蓄电池温度传感器；1414）热敏开关。）热敏开关。接触式测温接触式测温 温度敏感元件与被测对象接触，经过换热后两者温度相等。温度敏感元件与被测对象接触，经过换热后两者温度相等。 (1) (1) 膨胀式温度计膨胀式温度计 (2) (2) 热电阻温度计热电阻温度计 (3)(3)热电偶温度计热电偶温度计 (4)(4)其他原理的温度计其他原理的温度计直观、可靠，测量仪表也比较简单直观、可靠，测量仪表也比较简单特点特点非接触测温非接触测温 温度敏感元件不与被测对象接触，而是通过辐射能量温度敏感元件不与被测对象接触，而是通过辐射能量进行热交换，由辐射能的大小来推算被测物体的温度。进行热交换，由辐射能的大小来推算被测物体的温度。 (1) (1) 辐射式温度计辐射式温度计 (2) (2) 光纤式温度计：光纤式温度计：特点特点不与被测物体接触，不破坏原有的温度场。精度一般不高不与被测物体接触，不破坏原有的温度场。精度一般不高。3.3.按与被测对象是否接触分类按与被测对象是否接触分类第二节 热电阻式温度传感器 热电阻效应:物质的电阻率随其本身温度变化而变化的现象 热电阻式传感器:根据热电阻效应制成的传感器 图4-1 热电阻的结构 热电阻的类型:1.半导体热敏电阻2.金属热电阻取一只取一只 100W/220V 灯泡，用万用表测量其电阻值，可以发现其冷灯泡，用万用表测量其电阻值，可以发现其冷态阻值只有几十欧姆，而计算得到的额定热态电阻值应为态阻值只有几十欧姆，而计算得到的额定热态电阻值应为484 。一、半导体热敏电阻利用半导体的电阻值随温度显著变化的特性制成由金属氧化物和利用半导体的电阻值随温度显著变化的特性制成由金属氧化物和化合物按不同的配方比例烧结化合物按不同的配方比例烧结优优 点：点： (1) (1) 热敏电阻的温度系数比金属大（热敏电阻的温度系数比金属大（4 49 9倍）倍） (2) (2) 电阻率大，体积小，热惯性小，适于测量点温、表面温度电阻率大，体积小，热惯性小，适于测量点温、表面温度及快速变化的温度。及快速变化的温度。 (3) (3) 结构简单、机械性能好。结构简单、机械性能好。缺点：线性度较差，复现性和互换性较差。缺点：线性度较差，复现性和互换性较差。热敏电阻式温度传感器热敏电阻式温度传感器 利用陶瓷半导体材料的电阻值随温度变化而变化的特性利用陶瓷半导体材料的电阻值随温度变化而变化的特性测量温度。测量温度。2.2.热敏电阻可分为热敏电阻可分为： 负温度系数负温度系数(NTC)型热敏电阻。型热敏电阻。 NTC(Negative Temperature Coefficient) 正温度系数正温度系数(PTC)型热敏电阻；型热敏电阻； PTC(Positive Temperature Coefficient) 1.1.传感器传感器原理原理 汽车上的汽车上的冷却液冷却液、进气管进气管、蒸发器蒸发器出口出口、车内外车内外等处的温度检测普遍采用等处的温度检测普遍采用 NTC 热敏电阻，热敏电阻， 本节所介绍的热敏电阻本节所介绍的热敏电阻温度传感器多为温度传感器多为NTC 热敏电阻热敏电阻。PTCPTC热敏电阻热敏电阻正温度系数正温度系数 钛酸钡掺合稀土元素烧结而成钛酸钡掺合稀土元素烧结而成 用途：彩电消磁，各种电器设备的过热保护，用途：彩电消磁，各种电器设备的过热保护， 发热源的定温控制，限流元件。发热源的定温控制，限流元件。 CTRCTR热敏电阻热敏电阻负温度系数负温度系数 以三氧化二钒与钡、硅等氧化物，在磷、硅氧化物的弱还原以三氧化二钒与钡、硅等氧化物，在磷、硅氧化物的弱还原气氛中混合烧结而成用途：温度开关。气氛中混合烧结而成用途：温度开关。 NTCNTC热敏电阻热敏电阻很高的负电阻温度系数很高的负电阻温度系数 主要由主要由MnMn、CoCo、NiNi、FeFe、CuCu等过渡金属氧化物混合烧结而成等过渡金属氧化物混合烧结而成应用：点温、表面温度、温差、温场等测量自动控制及电子线路应用：点温、表面温度、温差、温场等测量自动控制及电子线路的热补偿线路的热补偿线路几种热敏电阻特征几种热敏电阻特征3.3.NTC热敏电阻热敏电阻NTC热敏电阻的阻值与温度的关系可用下述公式表示：热敏电阻的阻值与温度的关系可用下述公式表示： 式中式中 T 温度温度(K)； RT 热敏电阻在温度为热敏电阻在温度为T(K)时的热敏电阻阻值；时的热敏电阻阻值； R0 热敏电阻在温度为热敏电阻在温度为T0 (T0 273.15K) 时的阻值；时的阻值； B 热敏电阻的材料常数，又叫热敏指数。热敏电阻的材料常数，又叫热敏指数。 该关系式是经验公式，只在额定温度或额定电阻阻值该关系式是经验公式，只在额定温度或额定电阻阻值 在一定范围内才具有一定的精确度，因为材料常数在一定范围内才具有一定的精确度，因为材料常数 B 本身本身也是温度的函数。也是温度的函数。 00273127310110ttBTTBTeReRR0011lnTTRRBT21TBdTdRRTT B B和和值是表征热敏电阻材料性能的两个重要参数，值是表征热敏电阻材料性能的两个重要参数，热敏电阻的电阻温度系数比金属丝的高很多，热敏电阻的电阻温度系数比金属丝的高很多，所以它的灵敏度很高。所以它的灵敏度很高。热敏电阻的电阻温度系数热敏电阻的电阻温度系数热敏电阻在其本身温度变化1时，电阻值的相对变化量4 4. NTC热敏电阻热敏电阻R-T特性特性 B相同，相同，R0不同时的不同时的 R-T 特性曲线示意图特性曲线示意图 R2R3R1B1B2B3B1=B2=B3R1R2R3200 C25 C100 C-50 CTRB1 B2R1 =R2200 C25 C100 C-50 CTB1B2B2 B1R25RR0相同，相同， B不同时的不同时的 R-T 特性曲线示意图特性曲线示意图 注：注：根据国标规定，额定零功率电阻值是根据国标规定，额定零功率电阻值是NTC热敏电阻在热敏电阻在 基准温度基准温度 25 时测得的电阻值时测得的电阻值 R25。 伏安特性伏安特性在稳态情况下，通过热敏电阻的电流I与其两端的电压U之间的关系 当流过热敏电阻的电流很小时:不足以使之加热。电阻值只决定于环境温度，伏安特性是直线，遵循欧姆定律。主要用来测温。当电流增大到一定值时：流过热敏电阻的电流使之加热，本身温度升高，出现负阻特性。因电阻减小，即使电流增大，端电压反而下降。其所能升高的温度与环境条件(周围介质温度及散热条件)有关。当电流和周围介质温度一定时，热敏电阻的电阻值取决于介质的流速、流量、密度等散热条件。可用它来测量流体速度和介质密度。5 5. NTC热敏电阻结构热敏电阻结构 紧固螺帽紧固螺帽连接导线连接导线 热敏电阻的结构热敏电阻的结构构成：热敏探头、引线、壳体二端和三端器件：为直热式，即热敏电阻直接由连接的电路获得功率；四端器件：旁热式热敏电阻的结构形式热敏电阻的结构形式 6. 6. 热敏电阻的主要参数热敏电阻的主要参数 标称电阻值RH 在环境温度为250.2时测得的电阻值，又称冷电阻。其大小取决于热敏电阻的材料和几何尺寸。 耗散系数H 指热敏电阻的温度与周围介质的温度相差1时热敏电阻所耗散的功率，单位为mW /； 热容量C 热敏电阻的温度变化1所需吸收或释放的热量，单位为J； 能量灵敏度G （W）使热敏电阻的阻值变化1所需耗散的功率。 时间常数 温度为T0的热敏电阻突然置于温度为T 的介质中，热敏电阻的温度增量T= 0.63 (TT0) 时所需的时间。 额定功率PE 在标准压力（750mmHg）和规定的最高环境温度下，热敏电阻长期连续使用所允许的耗散功率，单位为W。在实际使用时，热敏电阻所消耗的功率不得超过额定功率 100)/(HGHC/7. 7. 热敏电阻的主要参数热敏电阻的主要参数二、金属热电阻及其特性二、金属热电阻及其特性 热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量。 1.铂电阻 铂易于提纯，在高温和氧化性介质中物理化学性质稳定，电阻率较大，能耐较高的温度；制成的铂电阻输出输入特性接近线性。铂电阻的电阻值与温度之间的关系：100)t-C(tBtAt1RR C0200-)BtAt(1RR C6500 320t20t A、B、C常数 铂电阻制成的温度计，除作温度标准外，还广泛应用于高精度的工业测量。由于铂为贵金属，一般在测量精度要求不高和测温范围较小时，均采用铜电阻。铜电阻铜电阻铜在-50150范围内铜电阻化学、物理性能稳定，输出输入特性接近线性，价格低廉。铜电阻阻值与温度变化之间的关系：式中 A、B、C常量当温度高于100时易被氧化，因此适用于温度较低和没有浸蚀性的介质中工作其他热电阻其他热电阻镍使用温度范围是镍使用温度范围是-50-50100100和和-50-50150 150 。但目前应用。但目前应用较少：镍非线性严重，材料提取也困难。但灵敏度都较高，较少：镍非线性严重，材料提取也困难。但灵敏度都较高，稳定性好，在自动恒温和温度补偿方面的应用较多。（我国稳定性好，在自动恒温和温度补偿方面的应用较多。（我国定为标准化热电阻）定为标准化热电阻）铟电阻适宜在铟电阻适宜在-269-269-258-258温度范围内使用，测温精度高，温度范围内使用，测温精度高，灵敏度是铂电阻的灵敏度是铂电阻的1010倍，但是复现性差。倍，但是复现性差。锰电阻适宜在锰电阻适宜在-271-271-210-210温度范围内使用，灵敏度高，但温度范围内使用，灵敏度高，但是质脆易损坏。是质脆易损坏。碳电阻适宜在碳电阻适宜在-273-273-268.5-268.5温度范围内使用，热容量小，温度范围内使用，热容量小，灵敏度高，价格低廉，操作简便，但是热稳定性较差灵敏度高，价格低廉，操作简便，但是热稳定性较差。 热电阻的结构比较简单，一般将电阻丝绕在云母、石英、陶瓷、塑料等绝缘骨架上，经过固定，外面再加上保护套管。但骨架性能的好坏，影响其测量精度、体积大小和使用寿命。热电阻的结构、类型热电阻的结构、类型你好感温元件结构感温元件结构 普通（装配式）铂电阻普通（装配式）铂电阻 铠装式铂电阻比装配式铂电阻直径小，易弯曲，抗震性好，适宜安装在装配式铂电阻无法安装的场合。铠装式铂电阻外保护套管采用不锈钢，内充满高密度氧化物绝缘体，因此具有很强的抗污染性能和优良的机械强度，适合安装在环境恶劣的场合。可直接用铜导线和二次仪表相连接使用。由于它具有良好的电输出特性，可为显示仪、记录仪、调节器、扫描器、数据记录仪以及计算机提供准确的温度变化信号。 铠装式铂电阻铠装式铂电阻薄膜铂热电阻元件，把金属铂研制成粉浆，采用先进的激光喷溅薄膜技术，及光刻法和干燥蚀刻法把铂附着在陶瓷基片上形成膜，引线经过激光调阻制成。铂金属的长期稳定性、可重复操作性、快速响应及较宽的工作温度范围等特性使其能够适合多种应用。薄膜铂热电阻薄膜铂热电阻铂热电阻分度铂热电阻分度表表 热电阻的应用热电阻的应用1、 热电阻温度计 通常工业上用于测温是采用铂电阻和铜电阻作为敏感元件，测量电路用得较多的是电桥电路。为了克服环境温度的影响常采用图所示的三导线四分之一电桥电路。由于采用这种电路，热电阻的两根引线的电阻值被分配在两个相邻的桥臂中，如果，则由于环境温度变化引起的引线电阻值变化造成的误差被相互抵消。 第三节 热电偶式温度传感器 热电偶热电偶 将两种不同材料的导体将两种不同材料的导体A A和和B B串接成一个闭合回路，当串接成一个闭合回路，当两个接点温度不同时，在回路中就会产生热电势，形成电流，两个接点温度不同时，在回路中就会产生热电势，形成电流，此现象称为热电效应。此现象称为热电效应。1、 热电效应热电效应BAABNNekTTEln)(ABTT0k k玻耳兹曼常数，玻耳兹曼常数，e e电子电荷量，电子电荷量，T T接触处的温度，接触处的温度，NANA，NBNB分别为导体分别为导体A A和和B B的自由电子密度。的自由电子密度。BAABNNekTTEln)(002 2、热电偶测温基本定律、热电偶测温基本定律1)1)均质导体定律均质导体定律 由一种均质导体组成的闭合回路，不论导体的横截面由一种均质导体组成的闭合回路，不论导体的横截面积、长度以及温度分布如何均不产生热电动势。积、长度以及温度分布如何均不产生热电动势。TT02)2)中间导体定律中间导体定律 在热电偶回路中接入第三种材料的导体，只要其两端在热电偶回路中接入第三种材料的导体，只要其两端的温度相等，该导体的接入就不会影响热电偶回路的总热的温度相等，该导体的接入就不会影响热电偶回路的总热电动势。电动势。TT0V3)3)参考电极定律参考电极定律 两种导体两种导体A,BA,B分别与参考电极分别与参考电极C C组成热电偶，如果他们所组成热电偶，如果他们所产生的热电动势为已知，产生的热电动势为已知，A A和和B B两极配对后的热电动势可用下两极配对后的热电动势可用下式求得：式求得：),(),(),(000TTETTETTECBACABABTT0=ACTT0CBTT03)3)中间温度定律中间温度定律 热电偶在两接点温度热电偶在两接点温度t t、t0t0时的热电动势等于该热电偶时的热电动势等于该热电偶在接点温度为在接点温度为t t、t tn n和和t tn n、t t0 0时的相应热电动势的代数和。时的相应热电动势的代数和。中间温度定律可以用下式表示中间温度定律可以用下式表示：),(),(),(00TTETTETTEnABnAABB中间温度定律为补偿导线的使用提供了理论依据。中间温度定律为补偿导线的使用提供了理论依据。3 3、热电偶的结构、热电偶的结构1 1）普通工业装配式热电偶的结构）普通工业装配式热电偶的结构 热电偶通常由热电极、绝缘管、保护套管和接线盒等热电偶通常由热电极、绝缘管、保护套管和接线盒等几个主要部分组成。几个主要部分组成。2 2）铠装热电偶的结构）铠装热电偶的结构 铠装热电偶具有能弯曲、耐高压、热响应时间快和坚铠装热电偶具有能弯曲、耐高压、热响应时间快和坚固耐用等许多优点，它和工业用装配式热电偶一样，作为固耐用等许多优点，它和工业用装配式热电偶一样，作为测量温度的变送器，通常和显示仪表、记录仪表和电子调测量温度的变送器，通常和显示仪表、记录仪表和电子调节器配套使用，同时亦可作为装配式热电偶的感温元件节器配套使用，同时亦可作为装配式热电偶的感温元件。图4-9 普通热电偶式温度传感器的结构示意图4 4、热电偶的材料、热电偶的材料 根据金属的热电效应原理，任意两种不同材料的导根据金属的热电效应原理，任意两种不同材料的导体都可以作为热电极组成热电偶体都可以作为热电极组成热电偶在实际应用中，用作热电极的材料应具备如下几在实际应用中，用作热电极的材料应具备如下几方面的条件：方面的条件：(1)(1)温度测量范围广温度测量范围广 (2)(2)性能稳定性能稳定 (3)(3)物理化学性能好物理化学性能好5 5、热电偶的种类、热电偶的种类1 1）标准型热电偶）标准型热电偶2 2）非标准型热电偶）非标准型热电偶 非标准型热电偶包括铂铑系、铱铑系及钨铼非标准型热电偶包括铂铑系、铱铑系及钨铼系热电偶等。系热电偶等。 主要有：铂铑主要有：铂铑3030- -铂铑铂铑6 6热电偶，分度号热电偶，分度号“B”B”； 铂铑铂铑1010- -铂热电偶，分度号铂热电偶，分度号“S”S”；镍铬；镍铬- -镍硅热电偶镍硅热电偶 ，分度号分度号“K”K”；镍铬；镍铬- -康铜热电偶康铜热电偶 ，分度号，分度号“E”E”；铁；铁- -康铜热电偶，分度号康铜热电偶，分度号“J”J”；铜；铜- -康铜热电偶，分度号康铜热电偶，分度号“T”T”。6.6.型型号号表表示示第四节 温度传感器的应用 发动机冷却水温传感器 水（油）温表用热电阻传感器 车内、外空气温度传感器 发动机进气温度传感器 空调蒸发器出风口传感器 发动机排气温度传感器 一、冷却液温度传感器的应用与检测一、冷却液温度传感器的应用与检测功用：功用：检测发动机冷却液温度，并将其温度信号输入检测发动机冷却液温度，并将其温度信号输入ECU，为修正喷油量及喷油时刻提供准确依据为修正喷油量及喷油时刻提供准确依据1.冷却液温度传感器的功用冷却液温度传感器的功用安装：安装：安装在发动机缸体、缸盖的水套或节温器内并伸入水安装在发动机缸体、缸盖的水套或节温器内并伸入水 套中。套中。 如图所示，冷却液如图所示，冷却液温度传感器与温度传感器与ECU的连的连接，当冷却液温度接，当冷却液温度低低，则热敏电阻值则热敏电阻值大大，信号，信号 THW 的分压值的分压值高高；反；反之，信号之，信号 THW 的分压的分压值低。值低。冷却液温度传感器冷却液温度传感器THWTHWRE2E2E1THW信号信号5V12VECU 当信号当信号THW的分压值的分压值高高，则，则ECU可判断冷却液温度可判断冷却液温度低低，发动机处于冷起动或暖机工况，此时燃油蒸发性差，发动机处于冷起动或暖机工况，此时燃油蒸发性差， ECU应应使混合气的浓度较大，以改善发动机的冷机运转。使混合气的浓度较大，以改善发动机的冷机运转。 当信号当信号THW的分压值的分压值低低，则，则ECU可发动机已结束冷起动可发动机已结束冷起动或暖机过程，或暖机过程， ECU按其他工况控制混合气的浓度。按其他工况控制混合气的浓度。1.开路的检测：测电阻，应随温度变化并与规定值相符开路的检测：测电阻，应随温度变化并与规定值相符2.在路的检测：测量电源电压；测量信号电压。在路的检测：测量电源电压；测量信号电压。冷却液温度传感器冷却液温度传感器THWTHWRE2E2E1THW信号信号5V12VECU2.冷却液温度传感器的检测冷却液温度传感器的检测二、进气温度传感器的应用与检测二、进气温度传感器的应用与检测绝缘套绝缘套外壳外壳热敏电阻热敏电阻铜垫圈铜垫圈防水插座防水插座1.1.传感器的结构传感器的结构 该传感器在电控燃油喷射系统中测量进气温度，并输入该传感器在电控燃油喷射系统中测量进气温度，并输入到到ECU，用以修正体积型空气流量传感器由于大气温度变化，用以修正体积型空气流量传感器由于大气温度变化带来的进气质量检测的误差。带来的进气质量检测的误差。2.2.传感器的传感器的功用功用1）在）在D型型EFI系统中，安装在空气滤清器之后的系统中，安装在空气滤清器之后的进气管进气管上。上。3.3.进气温度传感器的安装进气温度传感器的安装安装位置有三种情况：安装位置有三种情况：3）将进气温度传感器安装在进气压力传感）将进气温度传感器安装在进气压力传感 器内，如桑塔纳器内，如桑塔纳 2000型轿车。型轿车。2）在）在L型型EFI系统中，安装在系统中，安装在空气流量计空气流量计内。内。热敏热敏电阻电阻壳壳体体连接导线连接导线 当信号当信号THA的电压高时，即热敏电阻值大，的电压高时，即热敏电阻值大，ECU可判断可判断进气温度低，空气密度大，单位体积的空气质量大，同样的进气温度低，空气密度大，单位体积的空气质量大，同样的进气体积流量，则进气质量流量大，应进气体积流量，则进气质量流量大，应适量增加喷油量适量增加喷油量； 反之，反之，适量减少喷油量适量减少喷油量。 当进气温度传感器出现故障时，会使混合气过浓或过稀，当进气温度传感器出现故障时，会使混合气过浓或过稀，使发动机工作不稳，这时应检查进气温度传感器。使发动机工作不稳，这时应检查进气温度传感器。 进气温度传感器进气温度传感器THATHARE2E2E1THA信号信号5V12VECU4.传感器的检测传感器的检测 同冷却液温度同冷却液温度传感器的检测。传感器的检测。空调制冷系统工作原理空调制冷系统工作原理三、蒸发器出口温度传感器的应用与检测三、蒸发器出口温度传感器的应用与检测压缩过程压缩过程冷凝过程冷凝过程蒸发过程蒸发过程膨胀过程膨胀过程制制冷冷 蒸发器出口温度传感器检测蒸发器表面温度，用于控制蒸发器出口温度传感器检测蒸发器表面温度，用于控制空调压缩机的工作状况，它的工作温度范围是空调压缩机的工作状况，它的工作温度范围是2060。蒸。蒸发器出口温度传感器安装在空调蒸发器片上。发器出口温度传感器安装在空调蒸发器片上。1.1.传感器的功用传感器的功用压缩机压缩机冷凝器冷凝器温度传感器温度传感器膨胀阀膨胀阀储气筒储气筒蒸发器蒸发器高压高压低压低压冷风冷风 温度控制系统检测蒸发器出口温度信号，与空调设定的调温度控制系统检测蒸发器出口温度信号，与空调设定的调节信号比较，从而控制空调压缩机电磁离合器的通断。检测蒸节信号比较，从而控制空调压缩机电磁离合器的通断。检测蒸发器出口温度可以防止蒸发器出现结冰现象。发器出口温度可以防止蒸发器出现结冰现象。温度检测电路温度检测电路设定电位器设定电位器继继电电器器蒸发器温度传感器蒸发器温度传感器点火开关点火开关熔丝熔丝电磁电磁离合离合器器空调空调开关开关ONOFF蓄蓄电电池池低低热敏电热敏电阻阻高高汽车空调温度控制系统示意图汽车空调温度控制系统示意图1）检查蒸发器温度传感器和空调控制器总成之间的连接器）检查蒸发器温度传感器和空调控制器总成之间的连接器 及导线连接情况，检查空调控制器总成的状况。及导线连接情况，检查空调控制器总成的状况。2）拆下蒸发器出口温度传感器，用万用表测量传感器连接）拆下蒸发器出口温度传感器，用万用表测量传感器连接 器接头端子器接头端子1和和2之间的电阻，之间的电阻， 在在 0时，电阻值为时，电阻值为 4.55.2k； 在在15时，电阻值为时，电阻值为 2.02.7k； 当温度升高时，其电阻值逐渐降低。当温度升高时，其电阻值逐渐降低。2.2.传感器的检测传感器的检测 车内、外空气温度传感器用于检测车内、车外的空气温车内、外空气温度传感器用于检测车内、车外的空气温度，为汽车空调控制系统控制车内温度提供信息。度，为汽车空调控制系统控制车内温度提供信息。四、车内、外温度传感器应用与检测四、车内、外温度传感器应用与检测1.1.传感器的功用传感器的功用 车内、外空气温度传感器均与空调系统中与设定电位计车内、外空气温度传感器均与空调系统中与设定电位计串联，空调控制系统根据检测车内、外空气的温度控制空调串联，空调控制系统根据检测车内、外空气的温度控制空调压缩机的运转，保持车内温度在设定范围内。压缩机的运转，保持车内温度在设定范围内。车外温度车外温度传感器传感器 车内温度车内温度传感器传感器日照日照传感器传感器控制板控制板后控制板后控制板车内温度车内温度传感器传感器功率伺服机构功率伺服机构 ECUECU 车外温度传感车外温度传感器一般安装在汽车器一般安装在汽车前部；前部； 车内温度传感车内温度传感器器两个两个，分别安装，分别安装在仪表板下面和后在仪表板下面和后挡风玻璃下面。挡风玻璃下面。 2.2.传感器的安装传感器的安装 EGR：针对抑制针对抑制NOx的生成设置的排气净化装置。的生成设置的排气净化装置。 六、六、EGR监测温度传感器应用与检测监测温度传感器应用与检测1.1.EGR废气再循环废气再循环 NOx是高温富氧条件下生成的。是高温富氧条件下生成的。EGR发动机发动机的的ECU根据根据发动机的发动机的转速转速、负荷负荷、温度温度、进气流量进气流量和和排气温度排气温度控制控制EGR电磁阀适时地打开，使排气管中的部分废气经电磁阀适时地打开，使排气管中的部分废气经EGR阀进入进阀进入进气系统与混合气混合后进入气缸参与燃烧，以降低燃烧时气气系统与混合气混合后进入气缸参与燃烧，以降低燃烧时气缸中的温度和含氧量来减少排气中的缸中的温度和含氧量来减少排气中的NOx的含量。的含量。 若再循环的废气过量会影响发动机的动力性，特别是发若再循环的废气过量会影响发动机的动力性，特别是发动机处于动机处于怠速怠速、低速低速、大负荷大负荷及及冷机冷机工况时有明显影响。工况时有明显影响。 因此当发动机在怠速、低速、大负荷及冷机时，因此当发动机在怠速、低速、大负荷及冷机时，ECU控控制废气不参与再循环，避免影响发动机性能；当发动机达到制废气不参与再循环，避免影响发动机性能；当发动机达到一定的转速、负荷及温度时，一定的转速、负荷及温度时，ECU控制适量的废气参与再循控制适量的废气参与再循环。要使废气中的环。要使废气中的NOx尽可能低，必须根据发动机尽可能低，必须根据发动机转速、负转速、负荷、温度荷、温度及及废气温度废气温度确定参与再循环的废气量。确定参与再循环的废气量。2.2.EGR工作工作原理原理 EGR监测温度传感器检测监测温度传感器检测EGR系统中系统中再循环废气的温度再循环废气的温度，保证系统工作正常，减少汽车尾气保证系统工作正常，减少汽车尾气 中中NOx的含量。的含量。3.3.传感器的功用传感器的功用水温传感器水温传感器怠速怠速开关开关ECU曲轴位置曲轴位置传感器传感器EGR温度温度传感器传感器EGR阀阀电磁阀电磁阀进气歧管进气歧管 排气歧管排气歧管 工工 况况电磁阀电磁阀ERG阀阀发动机起动时发动机起动时 1.节气门位置传感器的怠速触点接通；节气门位置传感器的怠速触点接通； 2.冷却水温低冷却水温低发动机转速发动机转速 3.低于低于 900 r/min； 4.高于高于 3200 r/minEGREGR阀附近废气温度阀附近废气温度 5.低于低于 50 ； 6.高于高于 300 ; 若以上条件任一项出现，则实现右若以上条件任一项出现，则实现右边控制边控制ECU控制电磁控制电磁阀阀门关闭。阀阀门关闭。ERG阀阀门阀阀门关闭，废气不关闭，废气不参与再循环。参与再循环。除以上工况外除以上工况外ECU控制电磁控制电磁阀阀门开启。阀阀门开启。废气参与再循废气参与再循环。环。3.废气再循环控制过程废气再循环控制过程当当EGR系统发生故障导致没有废气再循环时，其原因系统发生故障导致没有废气再循环时，其原因可能是可能是EGR ：表表 EGR监侧温度传感器的温度特性监侧温度传感器的温度特性 4. EGR4. EGR监测温度传感器的检测监测温度传感器的检测 监测温度传感器连接电路断路或短路；监测温度传感器连接电路断路或短路； 控制系统发生故障，引起系统停止工作；控制系统发生故障，引起系统停止工作； 管路中的沉积物堵塞了通路。管路中的沉积物堵塞了通路。 对于对于EGR监测温度传感器的检测主要是检查电监测温度传感器的检测主要是检查电 阻与温阻与温度的关系。检查时，应拆下度的关系。检查时，应拆下EGR监测温度传感器，用专用设监测温度传感器，用专用设备加热，其电阻值与温度的关系应符合备加热，其电阻值与温度的关系应符合温度特性温度特性表规定值，表规定值，如果与规定值相差很大，则应更换如果与规定值相差很大，则应更换EGR监测温度传感器。监测温度传感器。 温温 度度50100200400电阻值电阻值(k )635 7785.3 8.85.1 0.610.16 0.05七、冷却液温度表传感器的应用七、冷却液温度表传感器的应用双金属片双金属片加热线圈加热线圈调节齿扇调节齿扇接线螺钉接线螺钉调节齿扇调节齿扇热敏电阻热敏电阻导线弹簧导线弹簧点火开关点火开关弹簧片弹簧片接线柱接线柱水温指示表水温指示表电源稳压器电源稳压器水温传感器水温传感器指针指针壳体壳体钢管钢管蓄电池蓄电池电热式水温表原理示意图电热式水温表原理示意图1.传感器的应用传感器的应用冷却液温度传感器电阻在车检查冷却液温度传感器电阻在车检查冷却液温度传感器电阻值的检查冷却液温度传感器电阻值的检查温度计温度计温度温度传感器传感器万用表万用表温度温度传感器传感器万用表万用表2.传感器的检测传感器的检测冷却液温度冷却液温度-20020406080电阻值电阻值(k )10 204 72 30.9 1.30.4 0.70.2 0.4冷却液温度与电阻值的对应关系冷却液温度与电阻值的对应关系排气温度传感器的外形及结构如图所示。排气温度传感器的外形及结构如图所示。八、排气温度传感器的结构与检测八、排气温度传感器的结构与检测护套护套 结合套结合套 测温部分测温部分 (a)外形外形 (b)结构结构 用以检测转化器内排放气体的温度，排气温度传感器安用以检测转化器内排放气体的温度，排气温度传感器安装在汽车排气装置三元催化转化器上。装在汽车排气装置三元催化转化器上。1.传感器结构传感器结构2.传感器功用传感器功用 三元催化转换器三元催化转换器由一个金属外壳，一个网底架和一个催化由一个金属外壳，一个网底架和一个催化层层(含有铂、铑等贵重金属含有铂、铑等贵重金属)组成，当废气经过净化器时，铂催化组成，当废气经过净化器时，铂催化剂就会促使剂就会促使HC与与CO氧化生成水蒸汽和二氧化碳；铑催化剂会氧化生成水蒸汽和二氧化碳；铑催化剂会促使促使NOx还原为氮气和氧气。这些氧化反应和还原反应只有在还原为氮气和氧气。这些氧化反应和还原反应只有在温度达到温度达到250时才开始进行。时才开始进行。外壳外壳 隔热材料隔热材料 护板护板 排气温度排气温度传感器传感器 催化剂催化剂 氧化铝氧化铝 当排气温度传感器发生故障、催化器出现异常高温时，当排气温度传感器发生故障、催化器出现异常高温时，会导致催化器因高温而损坏，进而使汽车尾气排放物会严会导致催化器因高温而损坏，进而使汽车尾气排放物会严重超标；排气管部分发生堵塞使发动机工作不稳。重超标；排气管部分发生堵塞使发动机工作不稳。 就车检查时，应先使催化器处于暖机状态，约就车检查时，应先使催化器处于暖机状态，约400，测量排气温度传感器的电阻。把排气温度传感器顶端感温测量排气温度传感器的电阻。把排气温度传感器顶端感温部分加热到暗红色时，其电阻标准值应为部分加热到暗红色时，其电阻标准值应为0.420k。3.排气温度传感器的检测排气温度传感器的检测 检测自动变速器油的温度，输入到检测自动变速器油的温度，输入到ECU进行换档控制、进行换档控制、油压控制和锁止离合器控制。油压控制和锁止离合器控制。九、自动变速器油温度传感器的应用与检测九、自动变速器油温度传感器的应用与检测1.1.传感器功用传感器功用2.2.安装位置安装位置：安装在自动变速器油底壳内的阀板上安装在自动变速器油底壳内的阀板上 。 油温传感器油温传感器ECU3. 传感器的检测传感器的检测：方法同冷却液温度传感器的检测。方法同冷却液温度传感器的检测。第三节第三节 石蜡式气体温度传感器石蜡式气体温度传感器一、石蜡式气体温度传感器的结构、原理一、石蜡式气体温度传感器的结构、原理 由于发动机的流经空气滤清器的进气温度随使用环境由于发动机的流经空气滤清器的进气温度随使用环境的不同而变化很大，在进气温度较低时，会出现怠速时发的不同而变化很大，在进气温度较低时，会出现怠速时发动机温度过低的情况，这将缩短发动机的使用寿命。动机温度过低的情况，这将缩短发动机的使用寿命。 在进气温度较高时，进气密度变低，同样体积的进气在进气温