汽车传感器的性能要求与使用原则

       汽车用传感器是汽车计算机系统的输入装置，它把汽车运行中各种工况信息，如车速、各种介质的温度、发动机运转工况等，转化成电信号输给计算机，以便发动机处于最佳工作状态。车用传感器很多，判断传感器出现的故障时，不应只考虑传感器本身，而应考虑出现故障的整个电路。因此，在查找故障时，除了检查传感器之外，还要检查线束、插接件以及传感器与电控单元之间的有关电路。

（1）汽车传感器的性能要求 

　　汽车用传感器的性能指标包括精度指标、响应性、可靠性、耐久性、结构紧凑性、适应性、输出电平和制 造成本等。

　　①有较好的环境适应性。汽车工作环境温度是在-40～80°C，各种道路条件下运行，特别是发动机承受着 巨大的热负荷、热冲击、振动等，因此要求传感器能适应温度、湿度、冲击、振动、腐蚀及油液污染等恶劣 工作环境。

　　②要求汽车传感器工作稳定性好、可靠性高。

　　③再现性好。由于计算机在汽车上的应用，要求传感器再现性一定要好，因为即使传感器线性特性不良， 通过电脑可以修正。

　　④具有批量生产和通用性。由于汽车工业的发展，要求传感器应具有批量生产的可能性。一种传感器可用 于多种控制，如把速度信号微分，可求得加速度信号等，所以传感器应具有通用性。

　　⑤要求小型化，便于安装使用，检测识别方便。

　　⑥应符合有关标准要求。

　　⑦传感器数量不受限制。

　　在现代汽车电子控制系统中，传感器可把被测参数转变成电信号，无论参数数量怎样多．只要把传感器信号输人电脑，就可以进行处理，实现高精度控制。在表1中给出了汽车传感器的检测项 目和精度要求。

　　表1 汽车传感器的检测项回和精度要求

　　汽车电子控制系统中的传感器经受着发动机的热负荷、振动、冲击，气、泥泞道路等恶劣环境，因此要求 传感器应能适应这种恶劣环境和条件。表2为汽车发动机用传感器工作环境条件。汽车用传感器的技术指标 如表3所示。

　　表2 发动机控制用传感器的工作环境条件

　　表3发动机控制用传感器的技术指标

　　（2）汽车传感器的使用原则

　　①量程的选择。量程是传感器测量上限和下限的代数差。例如检测车高用的位移传感器，要求测量上限为 40mm，测量下限为-40mm，则选择位移传感器的量程应为80mm。

　　②灵敏度的选择。传感器输出变化值与被测量的变化值之比称之为灵敏度。例如，测量发动机水温的传感 器，它的测量变化值为170℃（-50～120℃），而它的输出电压值要求为0～5V，所以选择其灵敏度为5V/170℃。

　　③分辨率的选择。分辨率表示传感器可能检测出的被测信号的最小增量。例如，发动机曲轴位置传感器， 要求分辨率为0.1°，也就是表示设计或选择数字传感器时，它的脉冲当量选择为0.1°。

　　④误差的选择。误差是指测量指示值与真值之间的差。有的用绝对值表示，例如温度传感器的绝对误差为 ±2℃；有的用相对于满量程之比表示。例如，空气流量传感器的相对误差为±1％。传感器误差是系统总体 误差所要求的，应当得到满足。

　　⑤重复性的选择。重复性是传感器在工作条件下，被测量的同一数值，在一个方向上进行重复测量时，测 量结果的一致性。例如检测发动机在转速上升时期对某一个速度重复测量时数值的一致性或误差值多大，应 满足规定要求。

　　⑥线性度的选择。汽车传感器的线性度是指它的输人输出关系曲线与其理论拟合直线之间的偏差。这种偏 差要选择大小一定，重复性要好，而且有一定的规律，这样在电脑处理数据时可以用硬件或软件进行补偿。

　　⑦过载的选择。过载表示传感器允许承受的最大输人量（被测量）。在这个输人量作用下传感器的各项指 标应保证不超过其规定的公差范围。一般用允许超过测量上限（或下限）的被测量值与量程的百分比表示。 选择时只要实际工况超载量不大于传感器说明书上规定值就可以。

　　⑧可靠度的选择。可靠度的含义是在规定条件（规定的时期，产品处的环境条件、维护条件和使用条件等 ）下，传感器正常工作的可能性。例如压力传感器的可靠度为0.997（2000h），它是指压力传感器符合上述 条件时，工作20OOh，它的可靠性（概率）为0.997（99.7％）。在选择工作时间长短及概率两指标时都要符 合要求，才能保证整个系统的可靠性指标。

　　⑨响应时间的选择。传感器的响应时间（或称建立时间）是在阶跃信号激励后，传感器输出值达到稳定值 的最小规定百分数（如5％）时所需时间。例如压力传感器响应时间要求是10ms，也就是要求该传感器在工 作条件下，从输人信号加人后，要经10ms后，它的输出值才达到所要求的数值。这个参数大小会直接影响汽 车起动时间的大小，所以在选择时只能小于10ms，才能满足汽车起动时间或工况变换的时间要求。

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