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第四章 压力传感器 4.1 压力的概念及单位 国际单位制中定义压力的单位：1N的力垂直均匀作用在1m2面积上，所形成的压力为1个帕斯卡，简称帕，符号Pa。 §4.2 电感式传感器--差动变压器 一. 工作原理 互感式电感传感器本身相当于一个变压器，当一次线圈接入电源后，二次线圈就将产生感应电动势，当互感变化时，感应电动势也相应变化。 差动变压器有变气隙式、变面积式和螺管式三种类型，目前应用最广泛的是螺管式差动变压器。 二. 结构形式 §4.3 电容传感器 电容式传感器的工作原理可以用平板电容器来说明。平板电容器是由两个金属极板、中间夹一层电介质构成。当忽略边缘效应时，其电容器的电容量为 电容传感器分为三种类型：变极距型、变面积型、变介电常数型。 二、结构形式 1. 变极距型电容传感器 2. 变面积型传感器 3. 变介电常数型传感器 如果在电容器两极板间插入不同介质，电容器的电容量就会不同，利用这种原理制作的电容传感器称为变介电常数型电容传感器，常被用来测量液体的液位和材料的厚度。 1 桥式电路 2、脉冲宽度调制电路 原理：利用传感器电容的充放电使电路输出脉冲的宽度随电容传感器的电容量变化而变化，经过低通滤波器滤波后得到对应于被测量变化的直流信号。 §4.4 压电式传感器 顺压电效应：一些电介质，在受到一定方向的外力作用而变形时，内部产生极化现象，而在其表面产生电荷，当去掉外力后，又重新回到不带电状态，这种将机械能转换成电能的现象，称为顺压电效应，又称为压电效应。 逆压电效应：当在电介质极化方向施加电场时，电介质在一定方向上产生机械变形，内部出现机械应力，这种将电能转换成机械能的现象称“逆压电效应”,又称为电致伸缩效应。 石英晶体的压电效应演示 当力的方向改变时，电荷的极性随之改变，输出电压的频率与动态力的频率相同；当动态力变为静态力时，电荷将由于表面漏电而很快泄漏、消失。 五、压电传感器的特点 力敏传感器，可测如力、压力、加速度等 双向有源传感器 体积小、重量轻 结构简单、工作可靠 频响宽 §4.5压力传感器在汽车上的应用 (1)进气管压力传感器 (2)大气压力传感器 (3)空气滤清器真空开关 (4)机油压力开关 (5)空调高压、低压开关 (6)油压助力制动系统中的油压传感器 (7)主动悬架系统中的控制阀压力传感器 (8)制动主缸油压传感器 (9)蓄压器压力传感器 (10)增压传感器 4.5.1 汽车用压力传感器的种类与用途 4.5.1.2 检测堵塞的连杆式传感器 4.5.1.3 油压开关 4.5.1.4 油压传感器 4.5.1.5 绝对压力型传感器 4.5.1.6 相对压力型高压传感器 4.5.1.7、进气管压力传感器（半导体压力传感器） 1、作用 在D型EFI中，由进气歧管绝对压力传感器测量进气管压力，并将信号输入到ECU中，作为燃油喷射和点火控制的主控制信号。 2、安装位置 安装在进气歧管上 半导体式进气管压力传感器： 4.5.1.8 真空传感器 4.5.1.9 增压传感器 4.5.1.10 主油缸压力传感器 4.5.1.11 蓄压器用压力传感器 安装在油压组件的上方，用于检测油压组件的压力。 4.5.2 半导体进气压力传感器 类型： 4.5.2.2 压力传感器的额定值与特性 （1）压力额定值 额定电压：传感器正常工作时的最佳电压 过载电压：在不影响各项特性的范围里可以加上的最大压力值。 （2）输出电压特性 传感器输出电压：在外加电压与压力时桥式电路输出端上的电压 偏置电压：外加压力为0Pa时的输出电压（桥不平衡零点电压） 控制电压（表明传感器的灵敏度）：传感器加上额定压力的输出电压减去偏置电压 （3）精度与温度特性 精度：将定义域内输出电压的上限值与下限值连接的直线定为基准线，确定的最大偏差 温度特性：与硅片和硅杯的材料形状有关 4.5.3 半导体微差压力传感器 4.5.3.1 半导体微差压力传感器的工作原理 4.5.3.2 微差压力传感器的特点 （1）压力检测范围宽； （2）耐压能力高 （3）差压工作，对卡曼涡旋之外因素引起的压力变化（同相成分）的灵敏度很低； （4）耐环境性能好； （5）半导体芯片的壳体与涡旋发生柱做成一个整体，缩小体积。 4.5.4 采用压粉铁芯的电动助力转向（EPS） 用非接触式扭矩传感器 （1）压粉铁芯 定义：在采用绝缘涂敷铁粉的复合型软磁材料中，添加混合树脂粘结剂后，加以成型，再进行加热，使树脂粘结剂融熔、固化而成的部件。 特点：高磁导率、高尺寸精度、耐振动与冲击 应用：扭矩传感器中的软磁性材料铁芯及检测环 （2）扭矩传感器的结构与原理 4.5.5