第10章：加速度传感器和爆震传感器.ppt

第十章：加速度传感器和爆震传感器 10.1 加速度传感器原理概述 包括“滑翔机牌”车在内的丰田车多数都将三种G传感器组合起来用气囊传感器，这三种传感器是：前气囊传感器、中央气囊传感器及辅助传感器。 （2）原理及工作过程 中央气囊传感器 它采用的是半导体型G传感器。通过测量碰撞形成的测量元件的应变，再将其转换成电信号，这种传感器的特点是：对减速具有线性输出，超过预先设定的数值时，则输出ON信号。 2、“塞普达”车安全气囊用传感器 滚轴式传感器，由滚柱、片簧及挡销等构成。 3、“花冠”车安全气囊用传感器 （2）工作原理及过程 4、“森铁阿”牌车安全气囊用传感器 它是由测量减速度的传感球，将传感球保持到某加速度为止的永磁铁，对传感球运动提供空气阻尼器作用的导缸及二级端子构成的。 （2）工作过程 5、“西维克”牌车安全气囊用传感器 西维克牌车安全气囊用传感器分主传感器和辅助 传感器两种，前者为气体阻尼型，后者为笛簧开关 型。 主传感器 辅助传感器 6、“陆地巡航舰”牌车ABS用加速度传感器 传感器由2组发光二极管、光敏二极管、信号板及变换电路构成。 （2）工作过程 7、“帕杰罗”牌车ABS用G传感器 “帕杰罗”牌车ABS采用了检测位移量的差动变压型传感器作为G传感器，传感器内设有向激磁线圈供给交流电的振荡电路及检测线圈整流电路用的控制电路。 工作原理 8、“希玛”4WD车用G传感器 希玛4WD车具有牵引力控制、ABS功能，因此车上设置了检测车辆前、后加速度的传感器及检测横向加速度的横G传感器。 9、“蓝鸟”4WD车ABS用G传感器 10.2 钢球式加速度传感器 在一般行车状况下，急停车时车身前后方向的加速度小于0.5g。车辆前后方向能够产生的最大加速度是1.1g，横向最大加速时0.8g，上下方向最大加速度是2g，根据这些数据可以看出，加速度的检测范围达到-1.5g～+1.5g就够了。 （3）各项基本特性 ①非线性特性εi=100×Δt/FS； ②灵敏度偏差：回归直线的斜率与基本输出特性斜率的差值； ③垂直轴灵敏度：对垂直于加速度测量轴方向的加速度成分、输出信号的变化状况； （4）可靠性 ①耐跌落性：其含义是要求加速度传感器即使跌落至地面，也不应出现损坏。从加速度的角度看：传感器从20cm的高处跌落到柞木板上时的加速度大大超过100g，从1m高处跌落到水泥地上时的加速度大大超过1000g。 ②高温性能：温度范围为：-40～+80℃，在这样宽的温度范围内，传感器应有稳定的输出，而且经温度循环试验后，性能也不会老化。 ③抗干扰性能：因为车辆传感器处于相当严酷的电磁噪音环境，所以必须采取充分的措施，以保证对传感器的输出电压没有多大影响。 2、钢球式加速度传感器的结构与检测原理 传感器的检测部分是由钢球、一对永久磁铁、差动变压器线圈及轭铁构成，利用一对永久磁铁支撑的钢球按照球套的轴向加速度改变位置，利用钢球位置的变化检测出来，并以此作为测得的加速度。 （2）钢球的磁场力支撑 钢球式加速度传感器的本质特征可以说是惯性质量（钢球）的磁场支撑。 当加速度作用到传感器的外壳上时,处于轴向中央位置的钢球,在加速度的方向上,会受到反向惯性力的作用,钢球将移动至惯性力与轴向磁场力平衡的位置处,钢球位置与加在传感器外壳上的加速度相应,因此,当掌握了钢球移动位置,方向之后,就可以测出加速度的大小和方向. ②骨架轴与垂直方向的磁场力 （3）差动变压器 差动变压器是由激磁方的初级绕组与检测方的次级绕组组成的，因次级绕组的连接极性不同，所以其两端形成了差动输出，与次级绕组交链的磁通随钢球位置而变化，由此可以检测出钢球位置与移动方向。 （4）检测电路 3、钢球式加速度传感器的外形 4、钢球式加速度传感器的性能与可靠性 （2）可靠性 抗干扰性能： 耐冲击性能： 10.3 半导体加速度传感器 因为要将加速度形成的惯性力变换成位移，所以半导体硅片制成悬臂梁结构。为提高灵敏度将硅片固定端附近的一部分作等方向腐蚀,减薄其厚度的同时,在其自由端附加有配重. （2）传感元件 力—应变—阻值—电压变化 （3）灵敏度 2、频率特性 3、信号放大与温度补偿 （2）温度补偿电路 ③、 4、加速度传感器的各项特性 10.4 防爆震传感器 防爆震系统：在这一系统中，通过装在发动机上的防爆震传感器可以检测出爆震，在发生爆震时延迟点火时间，而在不出现爆震时，提前点火，总是将点火时间设置在近于爆震附近。 1、爆震现象与其检测方法 爆震现象的起因是混合气中的未燃烧气体因自燃点火后急剧地燃烧造成的，此时所产生的强烈的冲击波反复作用气缸上而引起爆震。 发生爆震时，在6～9kHz的频带上可以看出压力的电平差。 （2）检测方法 压力变动—机体振动—声音 （3）爆震传感器种类 2、爆震传感器的检测元件 由离子结