传感器内部资料

第1章传感器与检测技术基础思考题答案

l.检测系统由哪几部分组成? 说明各部分的作用。

答：一个完整的检测系统或检测装置通常是由传感器、测量电路和显示记录装置等几部分组成，分别完成信息获取、转换、显示和处理等功能。当然其中还包括电源和传输通道等不可缺少的部分。下图给出了检测系统的组成框图。

检测系统的组成框图

传感器是把被测量转换成电学量的装置，显然，传感器是检测系统与被测对象直接发生联系的部件，是检测系统最重要的环节，检测系统获取信息的质量往往是由传感器的性能确定的，因为检测系统的其它环节无法添加新的检测信息并且不易消除传感器所引入的误差。

测量电路的作用是将传感器的输出信号转换成易于测量的电压或电流信号。通常传感器输出信号是微弱的，就需要由测量电路加以放大，以满足显示记录装置的要求。根据需要测量电路还能进行阻抗匹配、微分、积分、线性化补偿等信号处理工作。

显示记录装置是检测人员和检测系统联系的主要环节，主要作用是使人们了解被测量的大小或变化的过程。

2.传感器的型号有几部分组成，各部分有何意义?

依次为主称（传感器）被测量—转换原理—序号

主称——传感器，代号C；

被测量——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。见附录表2；

转换原理——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。见附录表3；

序号——用一个阿拉伯数字标记，厂家自定，用来表征产品设计特性、性能参数、产品系列等。若产品性能参数不变，仅在局部有改动或变动时，其序号可在原序号后面顺序地加注大写字母A、B、C等，（其中I、Q不用）。

例：应变式位移传感器：C WY-YB-20；光纤压力传感器：C Y-GQ-2。

3.测量稳压电源输出电压随负载变化的情况时，应当采用何种测量方法? 如何进行?

答：测定稳压电源输出电压随负载电阻变化的情况时，最好采用微差式测量。此时输出电压认可表示为U0，U0=U+△U，其中△U是负载电阻变化所引起的输出电压变化量，相对U来讲为一小量。如果采用偏差法测量，仪表必须有较大量程以满足U0的要求，因此对△U，这个小量造成的U0的变化就很难测准。测量原理如下图所示：

图中使用了高灵敏度电压表——毫伏表和电位差计，R r和E分别表示稳压电源的内阻和电动势，凡表示稳压电源的负载，E1、R1和R w表示电位差计的参数。在测量前调整R1

使电位差计工作电流I 1为标准值。然后，使稳压电源负载电阻R 1为额定值。调整RP 的活动触点，使毫伏表指示为零，这相当于事先用零位式测量出额定输出电压U 。正式测量开始后，只需增加或减小负载电阻R L 的值，负载变动所引起的稳压电源输出电压U 0的微小波动值ΔU ，即可由毫伏表指示出来。根据U 0=U +ΔU ，稳压电源输出电压在各种负载下的值都可以准确地测量出来。微差式测量法的优点是反应速度快，测量精度高，特别适合于在线控制参数的测量。

用微差式测量方法测量稳压电源输出电压随负载的变化

4.某线性位移测量仪，当被测位移由4.5mm 变到

5.0mm 时，位移测量仪的输出电压由3.5V 减至2.5V ，求该仪器的灵敏度。

解：该仪器的灵敏度为

25

.40.55.35.2-=--=S mV/mm

5.某测温系统由以下四个环节组成，各自的灵敏度如下：

铂电阻温度传感器： 0.45Ω/℃

电桥： 0.02V/Ω

放大器： 100(放大倍数)

笔式记录仪： 0.2cm/V

求：(1)测温系统的总灵敏度；

(2)记录仪笔尖位移4cm 时，所对应的温度变化值。

解：

（1）测温系统的总灵敏度为

18.02.010002.045.0=???=S cm/℃

（2）记录仪笔尖位移4cm 时，所对应的温度变化值为

22.2218

.04==t ℃

6.有三台测温仪表，量程均为0~800℃，精度等级分别为2.5级、2.0级和1.5级，现要测量500℃的温度，要求相对误差不超过2.5％，选那台仪表合理?

解：2.5级时的最大绝对误差值为20℃，测量500℃时的相对误差为4％；2.0级时的最大绝对误差值为16℃，测量500℃时的相对误差为3.2％；1.5级时的最大绝对误差值为12℃，测量500℃时的相对误差为2.4％。因此，应该选用1.5级的测温仪器。

7.什么是系统误差和随机误差?正确度和精密度的含义是什么? 它们各反映何种误差?

答：系统误差是指在相同的条件下，多次重复测量同一量时，误差的大小和符号保持不变，或按照一定的规律变化的误差。随机误差则是指在相同条件下，多次测量同一量时，其误差的大小和符号以不可预见的方式变化的误差。正确度是指测量结果与理论真值的一致程度，它反映了系统误差的大小，精密度是指测量结果的分散程度，它反映了随机误差的大小。

8.服从正态分布规律的随机误差有哪些特性?

答：服从正态分布规律的随机误差的特性有：对称性 随机误差可正可负，但绝对值相等的正、负误差出现的机会相等。也就是说f (δ)- δ曲线对称于纵轴。有界性 在一定测量条件下，随机误差的绝对值不会超过一定的范围，即绝对值很大的随机误差几乎不出现。抵偿性 在相同条件下，当测量次数n →∞时，全体随机误差的代数和等于零，即0lim 1=∑=∞→n i i n δ。单

峰性 绝对值小的随机误差比绝对值大的随机误差出现的机会多，即前者比后者的概率密度大，在δ=0处随机误差概率密度有最大值。

9.等精度测量某电阻10次，得到的测量列如下：

R 1＝167.95Ω R 2＝167.45Ω R 3＝167.60Ω R 4＝167.60Ω R 5＝167.87Ω

R 6＝167.88Ω R 7＝168.00Ω R 8＝167.850Ω R 9＝167.82Ω R 10＝167.61Ω

(1)求10次测量的算术平均值R ，测量的标准误差σ和算术平均值的标准误差s 。

(2)若置信概率取99.7％，写出被测电阻的真值和极限值。

解：(1)求10次测量的算术平均值R ，测量的标准误差σ和算术平均值的标准误差s 。

Ω=+++++++++=++=∑=763.16710

61.16782.16785.16700.16888.16787.16760.16760.16745.16795.1671010

1

21i n

R R R R Ω

=++++++?++==-=--=∑∑∑===1824.0)153.0057.0087.0237.0108.0107.0163.02313.0187.0(9

19111)(11?22222222210121212i i n i i n i i v v n x x n σ

Ω==0577.010

1824.0n s σ

(2)若置信概率取99.7％，被测电阻的真值为：Ω±=?±=)173.0763.167(3763.1670s R 极限值为：Ω±=?±=)547.0763.167(3763.167σm R

10.试分析电压输出型直流电桥的输入与输出关系。

答：如图所示，电桥各臂的电阻分别为R 1、 R 2、R 3、R 4。U 为电桥的直流电源电压。当四臂电阻R 1=R 2=R 3=R 4=R 时，称为等臂电桥；当R 1=R 2=R ,R 3=R 4=R ’(R ≠R ’)时，称为输出对称电桥；当R 1=R 4=R ，R 2=R 3 =R ’(R ≠R ’)时，称为电源对称电桥。

D

直流电桥电路

当电桥输出端接有放大器时，由于放大器的输入阻抗很高，所以可以认为电桥的负载电阻为无穷大，这时电桥以电压的形式输出。输出电压即为电桥输出端的开路电压，其表达式为

U R R R R R R R R U o ))((432142313

++-= (1)

设电桥为单臂工作状态，即R 1为应变片，其余桥臂均为固定电阻。当R 1感受被测量产生电阻增量ΔR 1时，由初始平衡条件R 1R 3=R 2R 4得

3421R R R R =，代入式（1），则电桥由于ΔR 1产生不平衡引起的输出电压为

U R R R R R R U R R R R U )()()(1

122121122120?+=?+= (2) 对于输出对称电桥，此时R 1=R 2=R ,R 3=R 4=R ’，当R 1臂的电阻产生变化ΔR 1=ΔR ，根据（2）可得到输出电压为 )(4)()(20R R U R R R R RR U

U ?=?+= (3) 对于电源对称电桥，R 1=R 4=R ,R 2=R 3=R ’。当R 1臂产生电阻增量ΔR 1=ΔR 时，由式（2）

得 )()(20R R R R R R U

U ?'+'= (4) 对于等臂电桥R 1=R 2=R 3=R 4=R ，当R 1的电阻增量ΔR 1=ΔR 时，由式（2）可得输出电压

为 )(4)()(20R R U R

R R R RR U U ?=?+= (5) 由上面三种结果可以看出，当桥臂应变片的电阻发生变化时，电桥的输出电压也随着变化。当ΔR <

在实际使用中为了进一步提高灵敏度，常采用等臂电桥，四个被测信号接成两个差动对称的全桥工作形式，R 1=R +ΔR ,R 2=R -ΔR ,R 3=R +ΔR ,R 4=R -ΔR ，将上述条件代入式(1)得

??? ???=????????? ???=R R U R R U U 440 (6)

由式(6)看出，由于充分利用了双差动作用，它的输出电压为单臂工作时的4倍，所以大大提高了测量的灵敏度。

第2章 电阻式传感器思考题答案

1.金属电阻应变片与半导体材料的电阻应变效应有什么不同?

答：金属电阻的应变效应主要是由于其几何形状的变化而产生的，半导体材料的应变效应则主要取决于材料的电阻率随应变所引起的变化产生的。

2.直流测量电桥和交流测量电桥有什么区别?

答：它们的区别主要是直流电桥用直流电源，只适用于直流元件，交流电桥用交流电源，适用于所有电路元件。

3.热电阻测量时采用何种测量电路?为什么要采用这种测量电路?说明这种电路的工作原理。 答：通常采用电桥电路作为测量电路。为了克服环境温度的影响常采用下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t t R R 21=，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。

4.采用阻值为120Ω灵敏度系数K =2.0的金属电阻应变片和阻值为120Ω的固定电阻组成电桥，供桥电压为4V ，并假定负载电阻无穷大。当应变片上的应变分别为1和1 000时，试求单臂、双臂和全桥工作时的输出电压，并比较三种情况下的灵敏度。 解：单臂时40U K U ε=，所以应变为1时66

01024

10244--?=??==U K U ε/V ，应变为1000时应为33

01024

10244--?=??==U K U ε/V ；双臂时20U K U ε=，所以应变为1时6

6

010*******--?=??==U K U ε/V ，应变为1000时应为

33

01042

10242--?=??==U K U ε/V ；全桥时U K U ε=0，所以应变为1时60108-?=U /V ，应变为1000时应为30108-?=U /V 。从上面的计算可知：单臂时灵敏度最低，双臂时为其两倍，全桥时最高，为单臂的四倍。

5.采用阻值R =120Ω灵敏度系数K =2.0的金属电阻应变片与阻值R =120Ω的固定电阻组成电桥，供桥电压为10V 。当应变片应变为1000时，若要使输出电压大于10mV ，则可采用何种工作方式（设输出阻抗为无穷大）？

解：由于不知是何种工作方式，可设为n ，故可得：

10101023

0 n

n U K U -??==εmV 得n 要小于2，故应采用全桥工作方式。

6.如图所示为一直流电桥，供电电源电动势E =3V ，R 3=R 4=100Ω，R 1和R 2为同型号的电阻应变片，其电阻均为50Ω，灵敏度系数K =2.0。两只应变片分别粘贴于等强度梁同一截面的正反两面。设等强度梁在受力后产生的应变为5 000，试求此时电桥输出端电压U 0。

R 2

题6图

解：此电桥为输出对称电桥，故152

1053223

0=???==-U K U ε/mV 7.光敏电阻有哪些重要特性，在工业应用中是如何发挥这些特性的？

答：光敏电阻是采用半导体材料制作，利用内光电效应工作的光电元件。它的重要特性是在无光照时阻值非常大，相当于断路，有光照时阻值变得很小，相当于通路。在工业应用中主要就是通过光的变化来各种电路的控制。

第3章 电容式传感器思考题答案

1.试分析变面积式电容传感器和变间隙式电容的灵敏度?为了提高传感器的灵敏度可采取什

么措施并应注意什么问题?

答：如图所示是一直线位移型电容式传感器的示意图。

当动极板移动△x 后，覆盖面积就发生变化，电容量也随之改变，其值为

C =εb （a -△x ）/d =C 0-εb ·△x /d （1）

电容因位移而产生的变化量为

a x C x d

b C C C ?-=?-

=-=?00ε 其灵敏度为 d

b x C K ε-=??= 可见增加b 或减小d 均可提高传感器的灵敏度。

直线位移型电容式传感器

2.为什么说变间隙型电容传感器特性是非线性的?采取什么措施可改善其非线性特征?

答：下图为变间隙式电容传感器的原理图。图中1为固定极板，2为与被测对象相连的活动极板。当活动极板因被测参数的改变而引起移动时，两极板间的距离d 发生变化，从而改变了两极板之间的电容量C 。

设极板面积为A ，其静态电容量为d

A

C ε=，当活动极板移动x 后，其电容量为

22

011d x d x C x d A C -+=-=ε (1) 当x <

1122

≈-d

x 则)1(0d x C C += (2) 由式（1）可以看出电容量C 与x 不是线性关系，只有当 x <

引起击穿，同时加工精度要求也高了。为此,一般是在极板间放置云母、塑料膜等介电常数高的物质来改善这种情况。在实际应用中，为了提高灵敏度，减小非线性，可采用差动式结构。

3.有一平面直线位移差动传感器特性其测量电路采用变压器交流电桥，结构组成如图所示。电容传感器起始时b 1=b 2=b =200mm ，a 1=a 2=20mm 极距d =2mm ，极间介质为空气，测量电路u 1=3sinωt V ，且u=u 0。试求当动极板上输入一位移量△x =5mm 时,电桥输出电压u 0。

u i

题3图 解：根据测量电路可得

t t u a x u C C u u i i ??sin 750sin 320

500=?=?=?=

=/mV 4.变间隙电容传感器的测量电路为运算放大器电路，如图所示。C 0=200pF ，

传感器的起始电容量C x0=20pF ,定动极板距离d 0=1.5mm ,运算放大器为理想放大器(即

K →∞,Z i →∞),R f 极大

,输入电压u 1=5sinωt V 。求当电容传感动极板上输入一位移量△x =0.15mm 使d 0减小时,电路输出电压u 0为多少?

i

解：由测量电路可得

??sin 45sin 515.05.15.12020000

0000=?-?=?--=-=t u x

d d C C u C C u i x i x /V

5.如图3-22所示正方形平板电容器,极板长度a =4cm ,极板间距离δ=0.2mm .若用此变面积型传感器测量位移x ,试计算该传感器的灵敏度并画出传感器的特性曲线.极板间介质为空气,F/m 1085.812-0?=ε。

解：这是个变面积型电容传感器，共有4个小电容并联组成。

32.281021085.81016443

1242

00=?????==---δεa C /pF x kx C x a a C x 8.7032.28)(400-=+=-=δε (x 的单位为米)

δε)400ax C C C x -=-=?

8.7010

21041085.84432

1200-=?????-=-=-=---δεa x C C K x /pF

cm

第四章 电感式传感器思考题答案

1.影响差动变压器输出线性度和灵敏度的主要因素是什么？

答：影响差动变压器输出线性度和灵敏度的主要因素是：传感器几何尺寸、线圈电气参数的对称性、磁性材料的残余应力、测量电路零点残余电动势等。

2.电涡流式传感器的灵敏度主要受哪些因素影响？它的主要优点是什么？

答：电涡流式传感器的灵敏度主要受导体的电导率、磁导率、几何形状，线圈的几何参数，激励电流频率以及线圈到被测导体间的距离等因素影响。电涡流式传感结构简单、频率响应宽、灵敏度高、测量范围大、抗干忧能力强，特别是有非接触测量的优点，因此在工业生产和科学技术的各个领域中得到了广泛的应用。

3.试说明图

4.12所示的差动相敏检波电路的工作原理。

答：如图所示，设差动电感传感器的线圈阻抗分别为Z1和Z2。当衔铁处于中间位置时，

Z1=Z2=Z，电桥处于平衡状态，C点电位等于D点地位，电表指示为零。

当衔铁上移，上部线圈阻抗增大，Z1=Z+△Z，则下部线圈阻抗减少，Z2=Z-△Z。如果输入交流电压为正半周，则A点电位为正，B点电位为负，二极管V1、V4导通，V2、V3截止。在A-E-C-B支路中，C点电位由于Z1增大而比平衡时的C点电位降低；而在A-F-D-B 支中中，D点电位由于Z2的降低而比平衡时D点的电位增高，所以D点电位高于C点电位，直流电压表正向偏转。

如果输入交流电压为负半周，A点电位为负，B点电位为正，二极管V2、V3导通，V1、V4截止，则在A-F-C-B支中中，C点电位由于Z2减少而比平衡时降低（平衡时，输入电压若为负半周，即B点电位为正，A点电位为负，C点相对于B点为负电位，Z2减少时，C 点电位更负）；而在A-E-D-B支路中，D点电位由于Z1的增加而比平衡时的电位增高，所以仍然是D点电位高于C点电位，电压表正向偏转。

同样可以得出结果：当衔铁下移时，电压表总是反向偏转，输出为负。

4.如图所示的差动电感式传感器的桥式测量电路，L1、L2为传感器的两差动电感线圈的电感，其初始值均为L0。R1、R2为标准电阻，u为电源电压。试写出输出电压u0与传感器电感变化量△L间的关系。

解：输出与输入的关系是

u R L L f L L f R L L f L L f u ???

? ?

?+?-?--+?+?+=22200212000)](2[)(2)](2[)(2ππππ 若电感增量无穷小，且两个电阻均为R ，则： u R

fL L

f u 2200)2(4+?=ππ

题4图 题5图

5.如图所示为一差动整流电路，试分析电路的工作原理。

答：这是简单的电压输出型，动铁芯移动时引起上下两个全波整流电路输出差动电压，中间可调整零位，输出电压与铁芯位移成正比。这种电路由二极管的非线性影响以及二极管正向饱和压降和反向漏电流的不利影响较大。

第5章 热电偶传感器习题答案

1．什么是金属导体的热电效应?试说明热电偶的测温原理。

答：热电效应就是两种不同的导体或半导体A 和B 组成一个回路，其两端相互连接时，只要两结点处的温度不同，回路中就会产生一个电动势，该电动势的方向和大小与导体的材料及两接点的温度有关。热电偶测温就是利用这种热电效应进行的，将热电偶的热端插入被测物，冷端接进仪表，就能测量温度。

2．试分析金属导体产生接触电动势和温差电动势的原因。

答：当A 和B 两种不同材料的导体接触时，由于两者内部单位体积的自由电子数目不同(即电子密度不同)，因此，电子在两个方向上扩散的速率就不一样。现假设导体A 的自由电子密度大于导体B 的自由电子密度，则导体A 扩散到导体B 的电子数要比导体B 扩散到导体A 的电子数大。所以导体A 失去电子带正电荷，导体B 得到电子带负电荷，于是，在A 、B 两导体的接触界面上便形成一个由A 到B 的电场。该电场的方向与扩散进行的方向相反，它将引起反方向的电子转移，阻碍扩散作用的继续进行。当扩散作用与阻碍扩散作用相等时，即自导体A 扩散到导体B 的自由电子数与在电场作用下自导体B 到导体A 的自由电子数相等时，便处于一种动态平衡状态。在这种状态下，A 与B 两导体的接触处就产生了电位差，

称为接触电动势。对于导体A 或B ，将其两端分别置于不同的温度场t 、t 0中(t> t 0)。在导体内部，热端的自由电子具有较大的动能，向冷端移动，从而使热端失去电子带正电荷，冷端得到电子带负电荷。这样，导体两端便产生了一个由热端指向冷端的静电场。该电场阻止电子从热端继续跑到冷端并使电子反方向移动，最后也达到了动态平衡状态。这样，导体两端便产生了电位差，我们将该电位差称为温差电动势。

3．简述热电偶的几个重要定律，并分别说明它们的实用价值。

答：一是匀质导体定律：如果热电偶回路中的两个热电极材料相同，无论两接点的温度如何，热电动势为零。根据这个定律，可以检验两个热电极材料成分是否相同，也可以检查热电极材料的均匀性。

二是中间导体定律：在热电偶回路中接入第三种导体，只要第三种导体的两接点温度相同，则回路中总的热电动势不变。它使我们可以方便地在回路中直接接入各种类型的显示仪表或调节器，也可以将热电偶的两端不焊接而直接插入液态金属中或直接焊在金属表面进行温度测量。

三是标准电极定律：如果两种导体分别与第三种导体组成的热电偶所产生的热电动势已知，则由这两种导体组成的热电偶所产生的热电动势也就已知。只要测得各种金属与纯铂组成的热电偶的热电动势，则各种金属之间相互组合而成的热电偶的热电动势可直接计算出来。

四是中间温度定律：热电偶在两接点温度t 、t 0时的热电动势等于该热电偶在接点温度为t 、t n 和t n 、t 0时的相应热电动势的代数和。中间温度定律为补偿导线的使用提供了理论依据。

4．试述热电偶冷端温度补偿的几种主要方法和补偿原理。

答：热电偶冷端温度补偿的方法主要有：一是冷端恒温法。这种方法将热电偶的冷端放在恒温场合，有0℃恒温器和其他恒温器两种；二是补偿导线法。将热电偶的冷端延伸到温度恒定的场所(如仪表室)，其实质是相当于将热电极延长。根据中间温度定律，只要热电偶和补偿导线的二个接点温度一致，是不会影响热电动势输出的；三是计算修正法。修正公式为：

)t ,(t E )t (t,E )t (t,E 01A B 1A B 0A B +=；

四是电桥补偿法。利用不平衡电桥产生的电动势补偿热电偶因冷端波动引起的热电动势的变化，工作原理如下图所示。

t 图中，e 为热电偶产生的热电动势，U 为回路的输出电压。回路中串接了一个补偿电桥。R 1~R 5及R CM 均为桥臂电阻。R CM 是用漆包铜丝绕制成的，它和热电偶的冷端感受同一温度。R 1~R 5均用锰铜丝绕成，阻值稳定。在桥路设计时，使R 1=R 2，并且R 1、R 2的阻值要比桥路

中其他电阻大得多。这样，即使电桥中其他电阻的阻值发生变化，左右两桥臂中的电流却差不多保持不变，从而认为其具有恒流特性。线路设计使得I 1=I 2=I/2=0.5mA 。

回路输出电压U 为热电偶的热电动势e 、桥臂电阻R CM 的压降U RCM 及另一桥臂电阻R 5的压降U R5三者的代数和：

R5RCM U -U e U +=

当热电偶的热端温度一定，冷端温度升高时，热电动势将会减小。与此同时，铜电阻R CM 的阻值将增大，从而使U RCM 增大，由此达到了补偿的目的。

自动补偿的条件应为

t R I e CM 1?=?α

5．用镍铬-镍硅(K)热电偶测量温度，已知冷端温度为40℃，用高精度毫伏表测得这时的热电动势为29.188mV ，求被测点的温度。

解：由镍铬-镍硅热电偶分度表查出E(40，0)=1.638mV ，根据式(5-2-1)计算出

30.826mV 1.638)mV (29.188E(t,0)=+=

再通过分度表查出其对应的实际温度为

9.740129

.29275.3310029.129)-(30.826700t =-?+=℃

6．已知铂铑10-铂(S)热电偶的冷端温度t 0＝25℃，现测得热电动势E(t ，t 0)＝11.712mV ，求热端温度是多少度?

解：由铂铑10-铂热电偶分度表查出E(25，0)=0.161mV ，根据式(5-2-1)计算出

11.873mV 0.161)mV (11.712E(t,0)=+=

再通过分度表查出其对应的实际温度为

8.1216851

.11159.1310011.851)-(11.8731200t =-?+=℃

7．已知镍铬-镍硅(K)热电偶的热端温度t ＝800℃，冷端温度t 0＝25℃，求E(t ，to)是多少毫伏?

解：由镍铬-镍硅热电偶分度表可查得E(800，0)=33.275mV ，E(25，0)=1.024 mV ，故可得 E(800，5)=33.275-1.024=32.251mV

8．现用一支镍铬-康铜(E)热电偶测温。其冷端温度为30℃，动圈显示仪表(机械零位在0℃)指示值为400℃，则认为热端实际温度为430℃，对不对?为什么?正确值是多少? 解：不对，因为仪表的机械零位在0℃，正确值为400℃。

9．如图5.14所示之测温回路，热电偶的分度号为K ，毫伏表的示值应为多少度? 答：毫伏表的示值应为(t 1-t 2-60)℃。

10．用镍铬-镍硅(K)热电偶测量某炉温的测量系统如图5.15所示，已知：冷端温度固定在0℃，t 0＝30℃，仪表指示温度为210℃，后来发现由于工作上的疏忽把补偿导线B A ''和，相互接

错了，问：炉温的实际温度t 为多少度?

解：实际温度应为270℃，因为接反后不但没有补偿到，还抵消了30℃，故应该加上60℃。

2

图5.14 图5.15

第6章 压电传感器习题答案

1．为什么说压电式传感器只适用于动态测量而不能用于静态测量?

答：因为压电式传感器是将被子测量转换成压电晶体的电荷量，可等效成一定的电容，如被测量为静态时，很难将电荷转换成一定的电压信号输出，故只能用于动态测量。

2．压电式传感器测量电路的作用是什么?其核心是解决什么问题?

答：压电式传感器测量电路的作用是将压电晶体产生的电荷转换为电压信号输出，其核心是要解决微弱信号的转换与放大，得到足够强的输出信号。

3．一压电式传感器的灵敏度K 1＝10pC ／MPa ，连接灵敏度K 2=0.008V ／pC 的电荷放大器，所用的笔式记录仪的灵敏度K 3=25mm ／V ，当压力变化Δp =8MPa 时，记录笔在记录纸上的偏移为多少?

解：记录笔在记录纸上的偏移为

S =10×0.008×25×8=16/mm

4．某加速度计的校准振动台，它能作50Hz 和1g 的振动，今有压电式加速度计出厂时标出灵敏度K ＝100mV ／g ，由于测试要求需加长导线，因此要重新标定加速度计灵敏度，假定所用的阻抗变换器放大倍数为1，电压放大器放大倍数为100，标定时晶体管毫伏表上指示为9.13V ，试画出标定系统的框图，并计算加速度计的电压灵敏度。

解：此加速度计的灵敏度为

3.91100

9130=='K mV/g 标定系统框图如下：

第7章光电式传感器

1．光电效应有哪几种?与之对应的光电元件各有哪些?

答：光电效应有外光电效应、内光电效应和光生伏特效应三种。基于外光电效应的光电元件有光电管、光电倍增管等；基于内光电效应的光电元件有光敏电阻、光敏晶体管等；基于光生伏特效应的光电元件有光电池等。

2．常用的半导体光电元件有哪些?它们的电路符号如何?

答：常用的半导体光电元件有光敏二极管、光敏三极管和光电池三种。

它们的电路符号如下图所示：

光敏二极管 光敏三极管 光电池

3．对每种半导体光电元件，画出一种测量电路。

答：光敏二极管、三极管及光电池的测量电路如下图所示。

a)光敏二极管测量电路 b)光敏三极管测量电路

U

U0

c）光电池测量电路

4．什么是光电元件的光谱特性?

答：光电元件的光谱特性是指入射光照度一定时，光电元件的相对灵敏度随光波波长的变化而变化，一种光电元件只对一定波长范围的人射光敏感，这就是光电元件的光谱特性。

5．光电传感器由哪些部分组成?被测量可以影响光电传感器的哪些部分?

答：光电传感器通常由光源、光学通路和光电元件三部分组成，如图所示。图中Ф1是光源发出的光信号，Ф2是光电器件接受的光信号，被测量可以是x 1或者x 2，它们能够分别造成光源本身或光学通路的变化，从而影响传感器输出的电信号I 。光电传感器设计灵活，形式多样，在越来越多的领域内得到广泛的应用。

1x 2x 3

6．模拟式光电传感器有哪几种常见形式?

答：模拟式光电传感器主要有四种。一是光源本身是被测物，它发出的光投射到光电元件上，光电元件的输出反映了光源的某些物理参数，如图a 所示。这种型式的光电传感器可用于光电比色高温计和照度计；二是恒定光源发射的光通量穿过被测物，其中一部分被吸收，剩余的部分投射到光电元件上，吸收量取决于被测物的某些参数。如图b 所示。可用于测量透明度、混浊度；三是恒定光源发射的光通量投射到被测物上，由被测物表面反射后再投射到光电元件上，如图c 所示。反射光的强弱取决于被测物表面的性质和状态，因此可用于测量工件表面粗糙度、纸张的白度等；四是从恒定光源发射出的光通量在到达光电元件的途中受到被测物的遮挡，使投射到光电元件上的光通量减弱，光电元件的输出反映了被测物的尺寸或位置。如图d 所示。这种传感器可用于工件尺寸测量、振动测量等场合。

c)d)

a)被测量是光源 b )被测量吸收光通量 c )被测量是有反射能力的表面 d )被测量遮蔽光通量1-被测物 2-光电元件 3-

恒光源

a)

b)

第8章 霍尔传感器习题答案

1. 什么是霍尔效应？

答：在置于磁场的导体或半导体中通入电流，若电流与磁场垂直，则在与磁场和电流都垂直

的方向上会出现一个电势差，这种现象就是霍尔效应，是由科学家爱德文·霍尔在1879年发现的。产生的电势差称为霍尔电压。

2. 为什么导体材料和绝缘体材料均不宜做成霍尔元件？

答：因为导体材料的μ虽然很大，但ρ很小，故不宜做成元件，而绝缘材料的ρ虽然很大，但μ很小，故也不宜做成元件。

3. 为什么霍尔元件一般采用N 型半导体材料？

答：因为在N 型半导体材料中，电子的迁移率比空穴的大，且μn >μp ，所以霍尔元件一般采用N 型半导体材料。

4. 霍尔灵敏度与霍尔元件厚度之间有什么关系？ 答：霍尔灵敏度与霍尔元件厚度成反比，nqd

K H 1=。 5. 什么是霍尔元件的温度特性？如何进行补偿？

答：霍尔元件的温度特性是指元件的内阻及输出与温度之间的关系。与一般半导体一样，由于电阻率、迁移率以及载流子浓度随温度变化，所以霍尔元件的内阻、输出电压等参数也将随温度而变化。霍尔元件温度补偿的方法主要有利用输入回路的串联电阻进行补偿和利用输出回路的负载进行补偿两种。

1）利用输入回路的串联电阻进行补偿。下图是输入补偿的基本线路，图中的四端元件是霍尔元件的符号。两个输入端串联补偿电阻R 并接恒电源，输出端开路。根据温度特性，元件霍尔系数和输入内阻与温度之间的关系式为

R Ht =R H0(1+αt) R it =R i0(1+βt)

式中，R Ht 为温度为ｔ时霍尔系数；R H0为0℃时的霍尔系数；R it 为温度为ｔ时的输入电阻；R i0为0℃时的输入电阻；α为霍尔电压的温度系数, β为输入电阻的温度系数。当温度变化Δt 时，其增量为: ΔR H =R H0αΔt ΔR i =R i0βΔt

I

a ）基本电路

b ）等效电路 根据d

IB R U H H =及I =E/(R +R i )，可得出霍尔电压随温度变化的关系式为it

Ht H H R R E B d R R U += 对上式求温度的导数，可得增量表达式t R R R U U i i H H ?+-

=?)(000βα (1)

要使温度变化时霍尔电压不变，必须使000=+=R

R R i i βα 即ααβ)

(0-=i R R (2)

式(1)中的第一项表示因温度升高霍尔系数引起霍尔电压的增量，第二项表示输入电阻因温度升高引起霍尔电压减小的量。很明显，只有当第一项时，才能用串联电阻的方法减小第二项，实现自补偿。

将元件的α、β值代入式(2)，根据R i0的值就可确定串联电阻R 的值。

a ）基本电路

b ）等效电路

(2) 利用输出回路的负载进行补偿。上图为补偿原理电路图，霍尔元件的输入采用恒流源，使控制电流Ｉ稳定不变。这样，可以不考虑输入回路的温度影响。输出回路的输出电阻及霍尔电压与温度之间的关系为UHt=UH0(1+αt) Rvt=Rv0(1+βt)

式中，U Ht 为温度为t 时的霍尔电压；U H0为0时的霍尔电压；R vt 为温度为t 时的输出电阻；R v0为０时的输出电阻。负载R L 上的电压U L 为

U L =[U H0(1+αt) ] R L /[R v0(1+βt)+R L ] (3)

为使U L 不随温度变化，可对式(3)求导数并使其等于零，可得

R L /R v0≈β/α.1≈β/α (4)

最后，将实际使用的霍尔元件的α、β值代入，便可得出温度补偿时的R L 值。当R L = R v0时，补偿最好。

6. 集成霍尔传感器有什么特点？

答：集成霍尔传感器的特点主要是取消了传感器和测量电路之间的界限，实现了材料、元件、电路三位一体。集成霍尔传感器与分立相比，由于减少了焊点，因此显著地提高了可靠性。此外，它具有体积小、重量轻、功耗低等优点。

7. 写出你认为可以用霍尔传感器来检测的物理量。

答：可以用霍尔传感器来检测的物理量有力、力矩、压力、应力、位置、位移、速度、加速度、角度、转速、磁场量等等。

8. 设计一个采用霍尔传感器的液位控制系统。

答：液位控制系统原理如图所示，霍尔元件固定不动，磁铁与探测杆固定在一起，连接到装液体的容器旁边，通过管道与内部连接。当液位达到控制位置时霍尔元件输出控制信号，通过处理电路和电磁阀来控制液压阀门的开启和关闭，如液位低于控制位置时开启阀门，超过控制位置时则关闭阀门。

曲轴位置传感器波形分析2

曲轴位置传感器波形分析２

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曲轴位置传感器波形分析 一、磁脉冲式曲轴位置传感器信号波形分析 波形检测方法 连接示波器,起动发动机，怠速运转,而后加速或按照行驶性能发生故障的需要驾驶等,获得波形, 典型的磁脉冲式曲轴位置传感器信号波形如图所示。

二、 对于将发动机转速和凸轮轴位置传感器制成一体的具有两个信号输出端子的曲轴位置传感器可用双通道的示波器同时进行检测其信号波形,其典型信号波形如图所示。

三、波形分析 1.触发轮上相同的齿形应产生相同型式的连续脉冲，脉冲有一致的形状、幅值(峰对峰电压)并与曲轴（或凸轮)的转速成正比,输出信号的频率(基于触发的转动速度)及传感器磁极与触发轮之间的间隙对传感器信号的幅值影响极大。 2.靠除去传感器触发轮上一个齿或两个相互靠近的的齿所产生的同步脉冲，可以确定上止点的信号。 3.各个最大（最小)峰值电压应相差不多，若某一个峰值电压低于其他的峰值电压，则应检查触发轮是否有缺角或弯曲。 4．波形的上下波动,不可能在0V电位的上下完美地对称，但大多数传感器的波形相当接近,磁脉冲式曲轴(或凸轮轴)位置传感器的幅值随转速的增加而增加，转速增加，波形高度相对增加。 5.波形的幅值、频率和形状在确定的条件下(如相同转速)应是一致的、可重复的、有规律的和可预测的。也就是说测得波形峰值的幅度应该足够高,两脉冲时间间隔(频率)应一致，形状一致并可预测。 6.波形的频率应同发动机的转速同步变化。能使两脉冲间隔时间改变的唯一理由，是触发轮上的齿轮数缺少或特殊齿经过传感器,任何其他改变脉冲间隔时间的波形出现都可能意味着传感器有故障。

汽车点火波形分析

汽车点火波形分析 摘要 汽车电子化的发展，应用之广与日俱增，尤其是计算机、网络技术的发展为汽车电子化带来了根本性的变革。因此，当代汽车的维修不是单纯的机械维修，而是机械与电子为一体的维修。由于电子控制元件的维修比较抽象，给汽车维修技术提出了新的挑战，使许多维修人员望而止步，感到神秘莫测。 汽车电控系统技术的发展,使现代的汽车成为了一个高科技的结晶体,这就要求汽车故障诊断技术也向高新技术方向发展。传统的故障诊断方式根本不能适应现代汽车故障诊断的要求,尤其对电控系统故障的诊断,必须采用先进的检测设备,先进的工作模式。 波形分析技术应用于汽车维修业,可以大大提高汽车故障诊断的速度与准确性,利用波形分析检测时,示波器可以显示出电子信号的各种参数,利用这些参数就能够判定这个电子信号的波形是否正常,然后,通过波形分析便可以进一步检查出电路中传感器,执行 器以及电路和控制电脑等各部分的故障,从而进行修理。 本文叙述了汽车点火系统波形连接、检测、分析方法;并结合波形图形象深刻的分析汽车故障类型、位置、原因。使学者有一目了然的深刻视觉感受,发掘学习者的兴趣。 【关键词】：点火系统；点火波形图；波形分析；故障波形分析

目录 第1章绪论 (1) 1.1引言 (1) 1.2 点火系统概述 (1) 第2章点火系统检测连接及点火波形种类、特点 (3) 2.1点火系统检测连接方法 (3) 2.2点火波形种类 (4) 2.3次级点火波形的特点 (5) 第3章点火波形分析 (7) 3.1点火波形分析方法 (7) 3.2各类点火系波形 (8) 3.2.1触点式点火系波形 (8) 3.2.2无触点点火系波形 (9) 3.2.3 无分电器点火系统波形 (9) 3.3次级点火波形可查明的故障 (9) 3.4分析次级点火波形的要点(五常看) (10) 3.5点火系统的加载调试 (12) 第4章故障波形分析 (13) 4.1典型故障波形分析 (13) 4.1.1初级电压分析 (14) 4.1.2次级电压波形分析 (15) 4.2次级点火故障波形分析 (16) 4.3点火波形分析举例 (17) 结论 (20) 参考文献 (21) 致谢 (22) 2

汽车节气门位置传感器波形分析

线性输出型节气门位置传感器信号波形分析 波形检测方法 1.连接好波形测试设备，探针接传感器信号输出端子，鳄鱼夹搭铁。 2.打开点火开关，发动机不运转，慢慢地让节气门从关闭位置到全开位置，并重新返回至节气门关闭位置。慢慢地反复这个过程几次。这时波形应如图所示铺开在显示屏上。 线性输出型节气门位置传感器信号波形分析如图所示。 1、查阅车型规范手册，以得到精确的电压范围，通常传感器的电压应从怠速时的低于1V到节气门全开时的低于5V。 2、波形上不应有任何断裂、对地尖峰或大跌落。 3、应特别注意在前1/4节气门开度中的波形，这是在驾驶中最常用到传感器碳膜的部分。传感器的前1/8至1/3的碳膜通常首先磨损。 4、有些车辆有两个节气门位置传感器。一个用于发动机控制，另一个用于变速器控制。 5、发动机节气门位置传感器传来的信号与变速器节气门位置传感器操作相对应。 6、变速器节气门位置传感器在怠速运转时产生低于5V电压，在节气门全开时变到低于1V。 7、特别应注意达到2.8V处的波形，这是传感器的碳膜容易损坏或断裂的部分。 8、在传感器中磨损或断裂的碳膜不能向发动机ECU提供正确的节气门位置信息，所以发动机ECU不能为发动机计算正确的混合气命令，从而引起汽车驾驶性能问题。 9、如果波形异常，则更换线性输出型节气门位置传感器。 开关量输出型节气门位置传感器信号波形分析

1、开关量输出型节气门位置传感器的信号波形检测同线性输出型节气门位置传感器。 2、它是由两个开关触点构成的一个旋转开关，一个常闭触点构成怠速开关，节气门处在怠速位置时，它位于闭合状态，将发动机ECU的怠速输入信号端接地搭铁，发动机ECU接到这个信号后，即可使发动机进入怠速控制，或者控制发动机“倒拖”状态时停止喷射燃油，另一个常开触点（构成全功率触点），节气门开度达到全负荷状态时，将发动机ECU的全负荷输入信号端接地搭铁，发动机ECU接到这个信号后，即可使发动机进入全负荷加浓控制状态。 开关量输出型节气门位置传感器的信号波形及其分析如图所示。如果波形异常，则应更换开关量输出型节气门位置传感器。

(汽车行业)汽车点火系统波形分析

（汽车行业）汽车点火系统 波形分析

汽车点火系统分析 现代汽车采用了大量的电子控制系统,以往常规的检测方式已无法适应现代汽车的要求。特别是在直接点火系统的检查中,常规的断缸测试已经无法精确判断系统是否正常,而示波器由于其具有实时性、不间断性、直观性,越来越得到广泛的应用。 由于点火次级波形受到各种不同的发动机、燃油系统和点火条件的影响,所以示波器能够有效地检测出发动机机械部件和燃油系统部件以及点火系统部件的故障。而且壹个波形的不同部分仍能够分别指明在汽缸中的哪个部件或哪个系统有故障。点火次级单缸波形测试主要用途有: 1.分析单缸的点火闭合角(点火线圈充电时间分析); 2.分析点火线圈和次级高压电路性能(燃烧线或点火击穿电压分析); 3.检查单缸混合气空燃比是否正常(燃烧线分析); 4.分析电容性能(白金或点火系统分析); 5.查出造成汽缸断火的原因(燃烧线分析,如污染或破裂的火花塞)。 分电器点火次级标准波形如图1所示。通过观察该波形,能够得到击穿电压、燃烧电压、燃烧时间以及点火闭合角等信息。 由于点火次级波形受到发动机、燃油系统和点火条件的影响,所以它对检测发动机机械部分和燃油系统部件及点火系统相关部件的故障非常有用。同时每个点火波形的不同部分仍能分别表明其相应汽缸点火系统的相应部件和系统的故障。对应于每壹部分,能够通过参照波形图的指示点及观见波形特定段相应的变化来判定。 壹、分电器点火次级波形分析 1.充磁开始:点火线圈在开始充电时,应保持相对壹致的波形下降沿,这表明各缸闭合角相同而且点火正时准确。 2.点火线:观察击穿电压高度的壹致性,如果击穿电压太高(甚至超过了示波器的显示屏),表明在点火次级电压电路中电阻值过高(如断路或损坏的火花塞、高压线或是火花塞间隙过大);如果击穿电压太低,表明点火次级电路电阻低于正常值(污浊和破裂的火花塞或漏电的高压线等)。 3.跳火或燃烧电压;跳火或燃烧电压的相应壹致性,它说明火花塞工作各缸空燃比正常和否。如果混合气太稀,燃烧电压就比正常值低壹些。 4.燃烧线:跳火或燃烧线应十分“干净”,即燃烧线上应没有过多的杂波。过多的杂波表明汽缸点火不良,这是由于点火过早、喷油器损坏、污浊的火花塞等原因造成的。燃烧线的持续时间长度和汽缸内混合气浓或稀有关。燃烧线太长(通常超过2ms)表示混合气过浓,燃烧线太短(通常少于0.75ms)表示混合气过稀。 5.点火线圈振荡观察在燃烧线后面最少有2个(壹般多于3个)振荡波,这表明点火线圈和电容器(在白金点火系统中)是正常的。 二、电子点火次级单缸急加速波形 电子点火次级单缸急加速波形测试用于确定最大击穿电压或指定汽缸燃烧峰值电压和其他缸峰值电压的关系。这个测试是用来诊断当大负荷或急加速时是否出现断火现象。 1.试验方法:在加速或高负荷下检查对应特定部件的波形部分的故障。 2.波形分析:观察各缸击穿电压高度是否壹致。在急加速或高负荷时,由于燃烧压力的增加,其峰值电压将随之增高。当和其他缸信号峰值高度出现偏差时,意味着此缸相应系统存在故障。过高的峰值电压表明在该缸点火次级电路中存在高电阻,它意味着电路断路、高压线电阻过高、火花塞间隙过大。如果峰值电压过低,表明点火高压线短路、火花塞间隙过小、火花塞破裂和火花塞有油污。出现有负荷时断火或急加速时所有汽缸的点火峰值都低的情况,意味着点火线圈不良。

汽车传感器的波形分析

汽车传感器的波形分析 一、热线式空气流量传感器波形分析 空气流量计是用来计量单位时间内进入进气总管中的空气量，发动机ECU根据所测得的进气量及其他一些辅助信号确定喷油量。空气流量传感器是非常重要的传感器，发动机ECU 可以根据此信号测算出发动机负荷、点火正时、怠速控制等参数，不良的空气流量计会造成喘震和怠速不稳的现象。 常见的空气流量计一般有卡门涡旋式、翼板式以及热线式，热线式空气流量计是一种模拟输出电压信号传感器，随着进气流量的增大输出电压随之增大。 启动发动机并预热至正常工作温度，运用汽车专用示波器读取各种工况下的空气流量计波形，将发动机节气门从全关闭状态逐渐打开直至全开并持续2S，再关闭节气门使发动机怠速运转2S，接着再急加速至节气门全开，最终再回到怠速状态并读取波形。 空气流量计波形如图一所示，怠速的时候空气流量计输出信号电压为0.2V左右，随着节气门开度的增大输出电压也随之增大，当节气门全开的时候，输出电压为4V左右，当急减速的时候空气流量计输出电压会比怠速时的电压稍低。如果实测波形与标准波形存在明显差异则表明空气流量计存在故障。 二、节气门位置传感器波形分析 节气门位置传感器是用来检测发动机节气门开度大小的传感器，它一般安装在节气门转轴上，分为模拟式节气门位置传感器和开关式节气门位置传感器。节气门位置传感器是一个非常重要的传感器，发动机ECU根据它检测到的信号可推算得出发动机的负荷、点火正时以及怠速控制等参数，如果节气门位置传感器损坏会引起发动机故障，比如说加速滞后。 节气门位置传感器有三根线，其中一根是ECU提供给它的电源线，另一根为传感器的接地

线。模拟式节气门位置传感器实为一个可变电位计，它由一个与节气门转轴相连的滑动触针构成，所以第三根线是连接到这个可变电位计的可动触点上，输出信号电压是和节气门的开度成正比的。 模拟式节气门位置传感器波形的读取方法如下:打开点火点开，ECU的传感器电源给传感器供电，缓慢地转动节气门转轴使得节气门从全闭到全开再从全开到全闭，反复几次即可读取信号波形，在整个读取过程中发动机是不需要启动运转的。节气门位置传感器信号输出波形如图二所示。当节气门关闭发动机怠速的时候其输出信号电压不足1V，随着节气门开度的增大其输出电压也随之增大，当节气门全开时输出信号电压不足5V整个波形应该是连续的，不应有断裂出现，同时也不应该出现对地尖峰或大的跌落。 节气门位置传感器波形中经常会出现一种异样波形，当节气门开度到达不足一半的时候波形出现了对地大跌落，当节气门从全开后逐渐关闭到同样位置的时候又出现了对地大跌落，由此可以判断触点在该位置的时候出现了故障，经检查发现传感器该位置处的碳膜损坏断裂了，,在日常驾驶过程中节气门开度一般都不超过50% ，所以前段碳膜会更容易磨损,这样就不能向ECU提供正确的节气门位置信息，从而影响发动机的正常运行。 三、进气压力传感器波形分析 进气压力传感器是用来检测进气管真空度的，分为模拟式和数字式进气压力传感器。模拟式进气压力传感器也有三条线，其中一条是ECU提供的5V参考电压线，另一条是搭铁，第三条是输出信号线。在信号读取过程中，应该关闭其他附属电气设备，启动发动机待怠速稳定后方可读取输出信号波形。 具体操作步骤如下:发动机怠速运转逐步缓慢增大节气门开度至全开，并保持全开2秒，然后再逐渐关闭节气门,保持怠速运转2秒，接看急加速至节气门全开，最后再关闭节气门，此刻即可读取进气压力传感器的输出信号波形。不同的进气压力对应不同的输出电压，可以

汽车点火系统波形分析报告

汽车点火系统分析 现代汽车采用了大量的电子控制系统,以往常规的检测方式已无法适应现代汽车的要求。特别是在直接点火系统的检查中,常规的断缸测试已经无法精确判断系统是否正常,而示波器由于其具有实时性、不间断性、直观性,越来越得到广泛的应用。 由于点火次级波形受到各种不同的发动机、燃油系统和点火条件的影响,所以示波器能够有效地检测出发动机机械部件和燃油系统部件以及点火系统部件的故障。而且一个波形的不同部分还能够分别指明在汽缸中的哪个部件或哪个系统有故障。点火次级单缸波形测试主要用途有: 1.分析单缸的点火闭合角(点火线圈充电时间分析); 2.分析点火线圈和次级高压电路性能(燃烧线或点火击穿电压分析); 3.检查单缸混合气空燃比是否正常(燃烧线分析); 4.分析电容性能(白金或点火系统分析); 5.查出造成汽缸断火的原因(燃烧线分析,如污染或破裂的火花塞)。 分电器点火次级标准波形如图1所示。通过观察该波形,可以得到击穿电压、燃烧电压、燃烧时间以及点火闭合角等信息。

由于点火次级波形受到发动机、燃油系统和点火条件的影响,所以它对检测发动机机械部分和燃油系统部件及点火系统相关部件的故障非常有用。同时每个点火波形的不同部分还能分别表明其相应汽缸点火系统的相应部件和系统的故障。对应于每一部分,可以通过参照波形图的指示点及观看波形特定段相应的变化来判定。 一、分电器点火次级波形分析 1.充磁开始:点火线圈在开始充电时,应保持相对一致的波形下降沿,这表明各缸闭合角相同而且点火正时准确。 2.点火线:观察击穿电压高度的一致性,如果击穿电压太高(甚至超过了示波器的显示屏),表明在点火次级电压电路中电阻值过高(如断路或损坏的火花塞、高压线或是火花塞间隙过大);如果击穿电压太低,表明点火次级电路电阻低于正常值(污浊和破裂的火花塞或漏电的高压线等)。

(推荐)汽车总线-CAN波形测量分析

CAN波形测量分析 1 查询资料理解CAN-H/CAN-L在车载网络的故障形式，理解检测计划的作用、触发的定义。 2 A/B组各出两套方案，实车检测CAN信号波形及终端电阻，方案包括：节点、易不易拆装、有无适配器；测量必须使用ISID、IMIB、MFK1、MFK2，万用表只作验证。 （1）CAN-H对负极或对地短路 （2）CAN-H对正极短路 （3）CAN-L对负极或对地短路 (4) CAN-L对正极短路 检测计划的作用： 根据系统与维修人员的交互，能够对故障作出推断。 一是可以提高全球宝马车辆诊断的效率，提高客户满意度。 二是宝马技术更新快，培训跟不上，利用检测计划可以弥补维修人员诊断能力的不足。 1)故障代码存储器 2)故障症状 3)服务功能 触发：我们要在示波器的屏幕上观察到稳定的波形，必要的条件是示波器的扫描信号要与被观察的信号保持同步关系。为了使扫描信号与被测信号同步，我们可以设定一些条件，将被测信号不断地与这些条件相比较，只有当被测信号满足这些条件时才启动扫描，从而使得扫描的频率与被测信号相同或存在整数倍的关系，也就是同步。这种技术我们就称为“触发”，而这些条件我们称其为“触发条件” 。用作触发条件的形式很多，最常用最基本的就是“边沿触发”，即将被测信号的变化(即信号上升或下降的边沿) 与某一电平相比较，当信号的变化以某种选定的方式达到这一电平时，产生一个触发信号，启动一次扫描。 测试方案书

测量内容：318i K-CAN波形 准备工作：FRM模块 功能：（1）控制外部照明和车内照明灯 （2）控制外后视镜（后视镜调节、翻折、记忆功能、后 视镜加热和防昡） （3）控制前部车窗升降机驱动装置（驾驶员侧和前乘客 测） 612340适配器 X14260、46 K-CAN-H针脚 X14260、45 K-CAN-L针脚 测量思路：（1）为什么测这个模块？ FRM模块在日常维修中比较经常用到，所以想对其波形进行了解，除外，在E90车型上易于拆装。 （2）波形分析： 在FRM模块中，正常情况下K-CAN-H和K-CAN-L波形如图所示：

曲轴位置传感器波形分析2

曲轴位置传感器波形分析 一、磁脉冲式曲轴位置传感器信号波形分析 波形检测方法 连接示波器,起动发动机,怠速运转,而后加速或按照行驶性能发生故障的需要驾驶等,获得波形, 典型的磁脉冲式曲轴位置传感器信号波形如图所示。

二、 对于将发动机转速和凸轮轴位置传感器制成一体的具有两个信号输出端子的曲轴位置传感器可用双通道的示波器同时进行检测其信号波形，其典型信号波形如图所示。

三、波形分析 1.触发轮上相同的齿形应产生相同型式的连续脉冲，脉冲有一致的形状、幅值(峰对峰电压)并与曲轴（或凸轮）的转速成正比，输出信号的频率（基于触发的转动速度）及传感器磁极与触发轮之间的间隙对传感器信号的幅值影响极大。 2.靠除去传感器触发轮上一个齿或两个相互靠近的的齿所产生的同步脉冲，可以确定上止点的信号。 3.各个最大（最小）峰值电压应相差不多，若某一个峰值电压低于其他的峰值电压，则应检查触发轮是否有缺角或弯曲。 4.波形的上下波动，不可能在0V电位的上下完美地对称，但大多数传感器的波形相当接近，磁脉冲式曲轴（或凸轮轴）位置传感器的幅值随转速的增加而增加，转速增加，波形高度相对增加。 5.波形的幅值、频率和形状在确定的条件下(如相同转速)应是一致的、可重复的、有规律的和可预测的。也就是说测得波形峰值的幅度应该足够高，两脉冲时间间隔(频率)应一致，形状一致并可预测。 6.波形的频率应同发动机的转速同步变化。能使两脉冲间隔时间改变的唯一理由，是触发轮上的齿轮数缺少或特殊齿经过传感器，任何其他改变脉冲间隔时间的波形出现都可能意味着传感器有故障。

7.如果发动机异响和行驶性能故障与波形的异常有关，则说明故障是由该传感器故障造成的。 8.不同类型的传感器的波形峰值电压和形状并不相同。 由于线圈是传感器的核心部分，所以故障往往与温度关系密切，大多数情况是波形峰值变小或变形，同时出现发动机失速、断火或熄火。 通常最常见的传感器故障是根本不产生信号，这说明是传感器的线圈有断路故障。 9.当故障出现在示波器上时，摇动线束可以进一步证明磁脉冲式曲轴位置传感器是不是故障的根本原因。 10.在大多数情况下，如果传感器或电路有故障，示波器上将完全没有信号，所以在示波器中间0V电压处是一条直线便是很重要的诊断资料。 如果示波器显示在零电位时是一条直线，则说明传感器信号系统中有故障，那么应该在确定示波器到传感器的连接是正常的之后，进一步检查相关的零件(分电器轴、曲轴、凸轮轴)是否旋转、磁脉冲式曲轴位置传感器的空气间隙是否适当和传感器头有无故障。 注意：也有可能是点火模块或发动机ECU中的部电路搭铁，此时可以用拔下传感器导线连接器后再用示波器测试的方法来判断。

曲轴位置传感器波形分析2

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曲轴位置传感器波形分析 一、磁脉冲式曲轴位置传感器信号波形分析 波形检测方法 连接示波器,起动发动机,怠速运转,而后加速或按照行驶性能发生故障的需要驾驶等,获得波形, 典型的磁脉冲式曲轴位置传感器信号波形如图所示。

二、 对于将发动机转速和凸轮轴位置传感器制成一体的具有两个信号输出端子的曲轴位置传感器可用双通道的示波器同时进行检测其信号波形，其典型信号波形如图所示。

三、波形分析 1.触发轮上相同的齿形应产生相同型式的连续脉冲，脉冲有一致的形状、幅值(峰对峰电压)并与曲轴（或凸轮）的转速成正比，输出信号的频率（基于触发的转动速度）及传感器磁极与触发轮之间的间隙对传感器信号的幅值影响极大。 2.靠除去传感器触发轮上一个齿或两个相互靠近的的齿所产生的同步脉冲，可以确定上止点的信号。 3.各个最大（最小）峰值电压应相差不多，若某一个峰值电压低于其他的峰值电压，则应检查触发轮是否有缺角或弯曲。 4.波形的上下波动，不可能在0V电位的上下完美地对称，但大多数传感器的波形相当接近，磁脉冲式曲轴（或凸轮轴）位置传感器的幅值随转速的增加而增加，转速增加，波形高度相对增加。 5.波形的幅值、频率和形状在确定的条件下(如相同转速)应是一致的、可重复的、有规律的和可预测的。也就是说测得波形峰值的幅度应该足够高，两脉冲时间间隔(频率)应一致，形状一致并可预测。 6.波形的频率应同发动机的转速同步变化。能使两脉冲间隔时间改变的唯一理由，是触发轮上的齿轮数缺少或特殊齿经过传感器，任何其他改变脉冲间隔时间的波形出现都可能意味着传感器有故障。

汽车传感器波形

测试传感器打开点火开关，不运转发动机，慢慢地让节气门从关到全开，并重新返回至节气门，气门全关，反复这个过程几次。慢慢地做，波形像例子中的显示在显示屏上是较好的。波形结果如是传感器是坏的话，翻阅制造商规范手册，以得到精确的电压范围，通常传感器的电压应从怠速时的低于1伏到油门全开的的低于5伏，波形上不应有任何断裂，对地尖峰或大跌落。特别应注意达到的2.8伏处的波形；这是传感器的炭膜容易损坏或断裂的部分。在传感器中磨损或断裂的炭膜不能向电脑提供正确的油门位置信息。所以电脑不能为发动机计算正确的混合气命令，引起驾驶性能问题。 ，

进气温度传感器通常用于检测进气管中的空气温度，当用示波器或万用表测试时，从表中读出的是传感器热敏电阻两端电压降，进气温度低时，传感器电阻值及电压降就高，进气温度高时传感器的电阻值和电压降就低。试验方法：除非发现的故障依赖于温度，否则应在发动机完全冷的情况下开始测试工作，用这种方法，可以更好地从怀疑有故障的温度段开始测试。起动发动机加速至2500rpm，稳住转速看示波器屏幕上波形从左端开始直到右端结束，示波器上时间轴每格5秒钟，总共一次记录传感器工作为50秒钟，将屏幕上的波形定住，停止测试。此时传感器已经通过从完全冷的发动机到全部的工作范围，测试进气温度传感器另一种方法是用喷射清洗剂或水喷雾器喷射传感器，这样会使传感器降温，当打开点火开关，发动机又转动的情况下，喷射传感器其波形电压会向上升。波形结果：按照制造厂的资料确定输出电压范围，通常传感器的电压应在3V-5V(完全冷车状态)之间，在运行温度范围内电压降大约在1V-2V左右，这个直流信号的关键是电压幅度，在各种不温度下传感器必须给出对应的输出电压信号。当IAT电路开路时将出现电压向上直到接地电压值的蜂尖；当IAT电路对地短路时将出现电压向下直到参考电压值为零。

典型传感器波形分析——节气门位置传感器

【线性输出型节气门位置传感器信号波形分析】 波形 检测方法 1.连 接好波形 测试设 备，探针 接传感器 信号输出 端子，鳄 鱼夹搭 铁。 2.打开点火开关，发动机 不运转，慢慢地让节气门从关 闭位置到全开位置，并重新返 回至节气门关闭位置。慢慢地 反复这个过程几次。这时波形 应如图1所示铺开在显示屏 上。 图1——节 气门波形分析 查阅车型规范手册，以得 到精确的电压范围，通常传感 器的电压应从怠速时的低于

1V到节气门全开时的低于5V。 波形上不应有任何断裂、对地尖峰或大跌落。 应特别注意在前1/4节气门开度中的波形，这是在驾驶中最常用到传感器碳膜的部分。传感器的前1/8至1/3的碳膜通常首先磨损。 有些车辆有两个节气门位置传感器。一个用于发动机控制，另一个用于变速器控制。 发动机节气门位置传感器传来的信号与变速器节气门位置传感器操作相对应。 变速器节气门位置传感器在怠速运转时产生低于5V电压，在节气门全开时变到低于1V。 特别应注意达到2.8V处的波形，这是传感器的碳膜容易损坏或断裂的部分。 在传感器中磨损或断裂的碳膜不能向发动机ECU提供正确的节气门位置信息，所以发动机ECU不能为发动机计算正确的混合气命令，从而引起汽车驾驶性能问题。 如果波形异常（见图2），则更换线性输出型节气门位置传感器。 图2——节气门正确与错误波形对照 【开关量输出型节气门位置传感器信号波形分析】 开关量输出型节气门位置传感器的信号波形检测同线性输出型节气门位置传感器。 它是由两个开关触点构成的一个旋转开关，一个常闭触点构成怠速开关，节气门处在怠速位置时，它位于闭合状态，将发动机ECU的怠速输入信号端接地搭铁，发动机ECU接到这个信号后，即可使发动机进入怠速控制，或者控制发动机“倒拖”状态时停止喷射燃油，另一个常开触点（构成全功率触点），节气门开度达到全负荷状态时，将发动机ECU的全负荷输入信号端接地搭铁，发动机ECU 接到这个信号后，即可使发动机进入全负荷加浓控制状态。 开关量输出型节气门位置传感器的信号波形及其分析如图所示。如果波形异常，则应更换开关量输出型节气门位置传感器。

曲轴位置传感器波形分析

曲轴位置传感器波形分析 07-12-13 16:25 资讯来源：洪钢 上一页 1 2345678下一页 磁脉冲式曲轴位置传感器信号波形分析 波形检测方法 连接波形测试设备,起动发动机,怠速运转,而后加速或按照行驶性能发生故障的需要驾驶等,获得波形, 典型的磁脉冲式曲轴位置传感器信号波形如图所示。 上一页1 2 345678下一页

对于将发动机转速和凸轮轴位置传感器制成一体的具有两个信号输出端子的曲轴位置传感器可用双通道的波形检测设备同时进行检测其信号波形，其典型信号波形如图所示。 波形分析 1.触发轮上相同的齿形应产生相同型式的连续脉冲，脉冲有一致的形状、幅值(峰 对峰电压)并与曲轴（或凸轮）的转速成正比，输出信号的频率（基于触发的转动速度） 及传感器磁极与触发轮间气隙对传感器信号的幅值影响极大。

2.靠除去传感器触发轮上一个齿或两个相互靠近的的齿所产生的同步脉冲，可以确定上止点的信号。这会引起输出信号频率的变化，而在齿数减少的情况下，幅值也会变化。 3.各个最大（最小）峰值电压应相差不多，若某一个峰值电压低于其他的峰值电压，则应检查触发轮是否有缺角或弯曲。 4.波形的上下波动，不可能在0V电位的上下完美地对称，但大多数传感器的波形相当接近，磁脉冲式曲轴（或凸轮轴）位置传感器的幅值随转速的增加而增加，转速增加，波形高度相对增加。 5.波形的幅值、频率和形状在确定的条件下(如相同转速)应是一致的、可重复的、有规律的和可预测的。也就是说测得波形峰值的幅度应该足够高，两脉冲时间间隔(频率)应一致(除同步脉冲外)，形状一致并可预测。 6.波形的频率应同发动机的转速同步变化，两个脉冲间隔只是在同步脉冲出现时才改变。能使两脉冲间隔时间改变的唯一理由，是触发轮上的齿轮数缺少或特殊齿经过传感器，任何其他改变脉冲间隔时间的波形出现都可能意味着传感器有故障。 7.如果发动机异响和行驶性能故障与波形的异常有关，则说明故障是由该传感器故障造成的。 8.不同类型的传感器的波形峰值电压和形状并不相同。 由于线圈是传感器的核心部分，所以故障往往与温度关系密切，大多数情况是波形峰值变小或变形，同时出现发动机失速、断火或熄火。 通常最常见的传感器故障是根本不产生信号，这说明是传感器的线圈有断路故障。 9.当故障出现在示波器上时，摇动线束可以进一步证明磁脉冲式曲轴位置传感器是不是故障的根本原因。 10.在大多数情况下，如果传感器或电路有故障，波形检测设备上将完全没有信号，所以波形测试设备中间0V电压处是一条直线便是很重要的诊断资料。

曲轴位置传感器波形分析

曲轴位置传感器波形分析

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曲轴位置传感器波形分析 0７-1２-13 16:25 资讯来源：洪钢 电控汽车波形分析 ——曲轴位置传感器波形分析 上一页１２34５６７8下一页 ?磁脉冲式曲轴位置传感器信号波形分析 波形检测方法 连接波形测试设备，起动发动机,怠速运转,而后加速或按照行驶性能发生故障的需要驾驶等,获得波形, 典型的磁脉冲式曲轴位置传感器信号波形如图所示。 上一页1 2 ３4567８下一页

? 对于将发动机转速和凸轮轴位置传感器制成一体的具有两个信号输出端子的曲轴位置传感器可用双通道的波形检测设备同时进行检测其信号波形，其典型信号波形如图所示。 波形分析 1．触发轮上相同的齿形应产生相同型式的连续脉冲，脉冲有一致的形状、幅值（峰 对峰电压)并与曲轴(或凸轮）的转速成正比，输出信号的频率(基于触发的转动速度)及 传感器磁极与触发轮间气隙对传感器信号的幅值影响极大。

2.靠除去传感器触发轮上一个齿或两个相互靠近的的齿所产生的同步脉冲,可以确定上止点的信号。这会引起输出信号频率的变化,而在齿数减少的情况下，幅值也会变化。 3.各个最大（最小)峰值电压应相差不多,若某一个峰值电压低于其他的峰值电压,则应检查触发轮是否有缺角或弯曲。 ４.波形的上下波动,不可能在0Ｖ电位的上下完美地对称，但大多数传感器的波形相当接近,磁脉冲式曲轴(或凸轮轴)位置传感器的幅值随转速的增加而增加，转速增加，波形高度相对增加。 5.波形的幅值、频率和形状在确定的条件下(如相同转速)应是一致的、可重复的、有规律的和可预测的。也就是说测得波形峰值的幅度应该足够高,两脉冲时间间隔（频率）应一致(除同步脉冲外），形状一致并可预测。 6.波形的频率应同发动机的转速同步变化,两个脉冲间隔只是在同步脉冲出现时才改变。能使两脉冲间隔时间改变的唯一理由，是触发轮上的齿轮数缺少或特殊齿经过传感器,任何其他改变脉冲间隔时间的波形出现都可能意味着传感器有故障。 ７.如果发动机异响和行驶性能故障与波形的异常有关,则说明故障是由该传感器 故障造成的。 8.不同类型的传感器的波形峰值电压和形状并不相同。 由于线圈是传感器的核心部分,所以故障往往与温度关系密切，大多数情况是波形峰值变小或变形，同时出现发动机失速、断火或熄火。 通常最常见的传感器故障是根本不产生信号，这说明是传感器的线圈有断路故障。 9.当故障出现在示波器上时，摇动线束可以进一步证明磁脉冲式曲轴位置传感器是不是故障的根本原因。 10.在大多数情况下，如果传感器或电路有故障，波形检测设备上将完全没有信号,所以波形测试设备中间0Ｖ电压处是一条直线便是很重要的诊断资料。

点火系统波形分析分析

点火系统波形分析 1.点火次级波形 你如同大多数技术人员一样，或许已熟悉了一种类型的示波器，例如在车间使用发动机分析仪里的示波器，正如现在已经知道的发动机分析仪中的示波器是专用的，它被设计成用来测量一个特殊系统--点火系统。在大多数情况下，发动机分析仪不能提供足够的功能用以诊断当今轿车的所有电气系统。 因为汽车示波器具备测试当今轿车所有必要的功能--包括点火系统，所以这是它胜过发动机分析仪的地方。 用专门设计的点火探头，能够容易地使用汽车示波器去完成通常要用大型昂贵的发动机分析仪才能做到的许多相同的试验和程序，测试例如初级和次级点火阵列波形，单独气缸的初级波形，急加速高压值--至点火系统的输出等等，这些都是汽车示波器容易完成的测试，并且，由于汽车示波器完全是便提式的，所以可以用汽车示波器来进行路试检查在行驶条件下很有可能发生的点火故障，所以在任何有公路的地方，汽车示波器就像一个公路上的“诊所”。 在这一部分中，将看到为测试典型点火系统而设置在汽车示波器中的测试程序一部分，还将学会用它独特的性能去诊断当今汽车的点火系统故障。 ①分电器点火次级阵列波形，参见图7。 用点火次级阵列波形显示测试作为有效的行驶能力检查，已有三十年的历史了。点火的次级阵列波形主要被用来检查短路或开路的火花塞高压线，或引起点火不良的污损火花塞。这个试验可以为提供一个关于各个气缸燃烧质量情况有价值的资料。由于点火二次波形明显地受到各种不同的发动机、燃油系统和点火条件的影响，所以它能够有效地检测出发动机机械部件和燃油系统部件以及点火系统部件，故障波形的不同部分能够指明在任何气缸中的某一部件或系统的故障。 试验方法： 起动发动机或驾驶汽车使行驶性能故障或点火不良等情况出现，调整触发电平直到波形稳定和发动机转速可以清楚的在显示屏上显示出来。 波形结果： 确认幅值、频率、形状和脉冲宽度等判定性尺度，在各缸上都是一致的，各缸的点火峰值电压高度应该相对一致、基本相等，任何峰值高度相互之间的差到都表明有故障，一个相比高出很多的峰值，指示在该气缸点火二次系统中存在着高的电阻，这可能意味着点火高压开路或电阻太大，一个相比低出很多的峰值指示出点火高压线短路或火花塞间隙过小，火花塞污损或破裂。 第一缸的点火峰值显示在左侧，气缸的点火波形显示接发动机点火顺序从左至右。

曲轴位置传感器波形分析解析

曲轴位置传感器波形分析 上一页 1 2345678下一页 磁脉冲式曲轴位置传感器信号波形分析 波形检测方法 连接波形测试设备,起动发动机,怠速运转,而后加速或按照行驶性能发生故障的需要驾驶等,获得波形, 典型的磁脉冲式曲轴位置传感器信号波形如图所示。 上一页1 2 345678下一页

对于将发动机转速和凸轮轴位置传感器制成一体的具有两个信号输出端子的曲轴位置传感器可用双通道的波形检测设备同时进行检测其信号波形，其典型信号波形如图所示。 波形分析 1.触发轮上相同的齿形应产生相同型式的连续脉冲，脉冲有一致的形状、幅值(峰 对峰电压)并与曲轴（或凸轮）的转速成正比，输出信号的频率（基于触发的转动速度） 及传感器磁极与触发轮间气隙对传感器信号的幅值影响极大。

2.靠除去传感器触发轮上一个齿或两个相互靠近的的齿所产生的同步脉冲，可以确定上止点的信号。这会引起输出信号频率的变化，而在齿数减少的情况下，幅值也会变化。 3.各个最大（最小）峰值电压应相差不多，若某一个峰值电压低于其他的峰值电压，则应检查触发轮是否有缺角或弯曲。 4.波形的上下波动，不可能在0V电位的上下完美地对称，但大多数传感器的波形相当接近，磁脉冲式曲轴（或凸轮轴）位置传感器的幅值随转速的增加而增加，转速增加，波形高度相对增加。 5.波形的幅值、频率和形状在确定的条件下(如相同转速)应是一致的、可重复的、有规律的和可预测的。也就是说测得波形峰值的幅度应该足够高，两脉冲时间间隔(频率)应一致(除同步脉冲外)，形状一致并可预测。 6.波形的频率应同发动机的转速同步变化，两个脉冲间隔只是在同步脉冲出现时才改变。能使两脉冲间隔时间改变的唯一理由，是触发轮上的齿轮数缺少或特殊齿经过传感器，任何其他改变脉冲间隔时间的波形出现都可能意味着传感器有故障。 7.如果发动机异响和行驶性能故障与波形的异常有关，则说明故障是由该传感器故障造成的。 8.不同类型的传感器的波形峰值电压和形状并不相同。 由于线圈是传感器的核心部分，所以故障往往与温度关系密切，大多数情况是波形峰值变小或变形，同时出现发动机失速、断火或熄火。 通常最常见的传感器故障是根本不产生信号，这说明是传感器的线圈有断路故障。 9.当故障出现在示波器上时，摇动线束可以进一步证明磁脉冲式曲轴位置传感器是不是故障的根本原因。 10.在大多数情况下，如果传感器或电路有故障，波形检测设备上将完全没有信号，所以波形测试设备中间0V电压处是一条直线便是很重要的诊断资料。

汽车波形分析与检验

汽车检测与维修专业 毕业论文 专业班级14交本 姓名 学号 指导教师 联系方式 E-mail

汽车波形分析与检验 目录 摘要 ---------------------------------------------------------- 4 第 1 章绪论---------------------------------------------------- 5 1.1 波形分析法概念--------------------------------------------- 5 1.2 故障诊断机理----------------------------------------------- 5 1.3 信号的类型。----------------------------------------------- 5 1.4 信号特征--------------------------------------------------- 6 1.5 波形诊断分析机理------------------------------------------- 6 第 2 章波形分析------------------------------------------------ 7 2.1 次级高压电火波形分析-------------------------------------- 7 2.11 分电器点火次级阵列波形------------------------------------ 8 2.12 分电器点火次级阵列波形（急加速）--------------------------8 2.13 分电器点火次级单缸波形------------------------------------ 9 2.14 电子点火(EI)次级单缸波形----------------------------------11 2.15 电子点火次级单缸急加速波形--------------------------------13 2.16 无分电器/电子点火线圈压力试验-----------------------------14 2.17 电子点火作功及排气点火测试--------------------------------16 第 3 章故障案例-------------------------------------------------18 3.1 喷油器电阻过大---------------------------------------------18

传感器波形分析

汽车发动机氧传感器信号波形分析

随着汽车排放法规的逐渐严格和对汽车排气污染控制的重视，“电喷”加三元催化器的发动机正成为普遍配置。这种发动机采用了混合气成分的闭环控制和三元催化反应装置的联合使用技术。是汽油机有效的排气净化方法。在这一系统中，氧传感器是进行闭环反馈控制的主要元件之一，必不可少。正常工作时，氧传感器随时测定发动机排气管中的氧含量(浓度)，以检测发动机燃烧状况。因此．当发动机出现燃烧故障时，必然引起氧传感器电压信号的变化，这就为通过观察氧传感器的信号波形判断发动机某些故障提供可能。 很多资料显示其效果很好。 1．氧传感器的一般作用 要使三元催化转化器全 面净化CO、HC和NO x这三 种有害气体，必须保证混合 气浓度始终保持在理论空燃 比(14.7)附近的狭小范围内。 一旦混合气浓度偏离了这个 狭小范围，则三元催化转化 器净化能力便急剧下降。保 证混合气浓度在理论空燃比 附近，“电喷”系统和氧传感 器的配合是很好的解决方 案。 氧传感器检测排气中的 氧浓度，并随时向微机控制 装置反馈信号。微机则根据 反馈来的信号及时调整喷油 量(喷油脉宽)，如信号反映 混合气较浓，则减少喷油时 间；反之．如信号反映混合 气较稀，则延长喷油时间。 这样使混合气的空燃比始终

保持在理论空燃比附近。这就是燃料闭环控制或称燃 料反馈控制。 2．氧传感器的正常波形 常用的汽车氧传感器有氧化锆式和氧化钛式两 种。以氧化锆式为例，正常情况下当闭环控制时，氧 传感器的电压信号大约在0至1V之间波动，平均值约 450mv。当混合气浓度稍浓于理论空燃比时。氧传感 器产生约800mV的高电压信号；当混合气浓度稍稀于 理论空燃比时，氧传感器产生接近100mY的低电压信 号。当然，不同类型的氧传感器其实际波 形并不完全相同。朱军老师曾总结说：“一 般亚洲和欧洲车氧传感器(博世)信号电压 波形上的杂波要少。尤其是丰田凌志车氧 传感器信号电压波形的重复性好。而且对 称、清楚，美国车(不是采用亚洲的发动机 和电子反馈控制系统)杂波要多。”但需要 指出，氧化钛型氧传感器反馈给发动机电 控单元的电压。一般是1V范围内变化，也 有少数的是5V范围内变化的。

爆震传感器波形分析

爆震传感器波形分析 1、将爆震传感器的导线连接器断开，连接波形测试设备，打开点火开关，不起动发动机， 2、使用木槌敲击传感器附近的发动机气缸体以使传感器产生信号。 3、在敲击发动机体之后，紧接着在波形测试设备上应显示有一振动，敲击越重，振动幅度就越大。 如图所示，爆震传感器的信号波形从一个脉冲至下一个脉冲的峰值电压会有些变化

1、如果对爆震传感器进行随车在线检测（连接好波形测试设备，起动发动机，对发动机进行加载，获得信号波形），则可以看出波形的峰值电压(波峰高度或振幅)和频率(振动的次数)将随发动机负载和每分钟转速的增加而增加。 2、如果发动机因点火过早、燃烧温度不正常、废气再循环不正常流动等产生爆燃或敲击声，其幅度和频率也会增加。 3、爆震传感器是极耐用的，最普通的爆震传感器失效的方式是该传感器根本不产生信号——这通常是因为被碰伤，这会造成传感器的物理损坏(在传感器内晶体断裂，这就使它不能使用)。此时波形显示只是一条直线，应更换爆震传感器。 爆震传感器是交流信号发生器，但它们与其他大多数汽车交流信号发生器大不相同，除了像磁电式曲轴和凸轮轴位置传感器一样探测转轴的速度和位置，它们也探测振动或机械压力。与定子和磁阻器不同，它们通常是压电装置。它们能感知机械压力或振动(例如发动机起爆震时能产生交流电压)的特殊材料构成。 点火过早，排气再循环不良，低标号燃油等原因引起的发动机爆震会造成发动机损坏。爆震传感器向电脑(有的通过点控制模诀)提供爆震信号，使得电脑能重新调整点火正时以阻止进一步爆震。它们实际上是充当点火正时反馈控制循环的“氧传感器”角色。 爆震传感器安放在发动机体或汽缸的不同但置。当振动或敲缸发生时，它产生一个小电压峰值，敲缸或振动越大。爆震传感器产主峰值就越大。一定高的频率表明是爆震或敲缸，爆震传感器通常设计成测量5至15千赫范围的频率。当控制单元接收到这些频率时，电脑重修正点火正时，以阻止继续爆震，爆震传感器通常十分耐用。所以传感器只会因本身失效而损坏。 测试传感器方法1，参见