蓄电池传感器工作原理 一本书全面掌握汽车传感器的工作原理，安装位置，检测，拆装方法

一本书全面掌握汽车传感器的工作原理、安装位置、检测、拆装方法

随着电子技术的发展，电子控制技术已在汽车各控制系统中广泛应用，以提高汽车的动力性、经济性、安全性、舒适性以及减少排气污染。汽车传感器是汽车电子控制系统中至关重要的元件，担负着信息的采集和传输功能。汽车传感器工作性能的好坏，直接关系汽车的运行状况和车辆行驶的安全性、经济性。

汽车传感器主要用于采集汽车运行的信息，并将这些信息转换为电信号输入电控单元，为汽车实现自动控制提供信息参考。汽车传感器是汽车电子技术领域研究的核心内容之一。它在汽车上的应用从最初的发动机控制系统扩展到汽车的各个系统中，主要涉及发动机电子控制系统、底盘电子控制系统、车身电子控制系统和汽车舒适与安全控制系统。目前，一辆普通家用轿车上安装有几十个传感器，而豪华轿车上的传感器数量则多达上百个。

目前，汽车大多采用总线系统共享电子控制系统的“触角”——传感器的信息，所以传感器性能的好坏会直接影响相关系统甚至整车性能。因此，掌握汽车传感器的工作原理、安装位置、检测、拆装方法就变得至关重要。

权威作者

刘春晖，高级工程师，汽车专业高级讲师，从事汽车电工维修工作，有多年的汽车电器系统、汽车电子控制系统维修工作经验；在各类汽车杂志上发表汽车电气维修类论文十余篇，已出版汽车维修类图书十余本。

图书特色

为什么要选这本书？

1

传感器是汽车电控系统至关重要的元件，担负着信息的采集和传输功能，直接关系汽车的运行状况。

图书用彩色高清图教会你识别各种传感器在汽车上的位置和构造组成

2

位置和角度传感器/气体和液体流量传感器/气体和液体压力传感器/浓度传感器/速度传感器/温度传感器/爆燃和碰撞传感器 本书全部包括

3

安装位置/结构原理/检测方法 全图解

4

汽车传感器常见故障的诊断方法 全掌握

内容简介

图书以汽车传感器为研究对象，系统讲述了位置和角度传感器、气体和液体流量传感器、气体和液体压力传感器、气体浓度传感器、速度传感器、温度传感器、爆燃和碰撞传感器以及其他类型传感器等不同类型的传感器的安装位置、结构原理及检测方法，同时对汽车传感器常见故障诊断方法进行了系统的总结。

图书最大的特点是“以图进行讲解”，减少了不必要的文字叙述；同时还具有内容新颖、系统性强、实用性强等优点。

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◆ 目录：◆

前言

第一章汽车传感器概述1

第一节传感器分类及组成1

一、传感器定义及组成1

二、汽车传感器分类2

三、传感器信号2

第二节汽车传感器的检测4

一、传感器检测注意事项4

二、传感器的检测方法4

第二章位置和角度传感器8

第一节节气门位置传感器8

一、概述8

二、触点式节气门位置传感器9

三、线性可变电阻式节气门位置

传感器11

四、有怠速开关的可变电阻式节

气门位置传感器13

五、双可变电阻式节气门位置

传感器14

六、霍尔式节气门位置传感器15

七、速腾节气门控制单元19

八、智能电子节气门（ETCSi）24

九、感应式节气门位置传感器27

第二节加速踏板位置传感器28

一、可变电阻式加速踏板位置

传感器29

二、霍尔式加速踏板位置传感器30

三、速腾新型加速踏板位置

传感器30

第三节曲轴位置传感器33

一、曲轴位置传感器的功用和安装

位置33

二、磁感应式曲轴位置传感器34

三、霍尔式曲轴位置传感器37

四、光电式曲轴位置传感器43

第四节凸轮轴位置传感器45

一、概述45

二、霍尔式凸轮轴位置传感器45

三、磁阻式凸轮轴位置传感器46

四、新捷达霍尔式凸轮轴位置传感器检修49

第五节座椅占用传感器51

一、前乘客侧座椅占用传感器51

二、座椅占用识别压力传感器51

三、座椅占用识别控制单元52

四、座椅占用识别安全带拉紧力

传感器52

五、座椅占用识别系统组件的

联网53

六、座椅占用传感器检测54

第六节转向盘转角传感器55

一、大众转向盘转角传感器55

二、丰田转向盘角度传感器58

第七节其他位置和角度传感器59

一、水平位置传感器59

二、离合器位置传感器62

三、电动机械式助力转向电动机

位置传感器66

四、电容式液位传感器67

五、进气歧管风门位置传感器70

六、废气再循环电位计72

第三章气体和液体流量传感器74

第一节空气流量传感器74

一、空气流量传感器概述74

二、热丝式空气流量计75

三、热膜式空气流量传感器77

四、新型热膜式空气流量传感器

HFM680

五、热膜式空气流量传感器检测84

六、热阻式空气流量计87

第二节液体流量传感器87

一、光电式燃油流量传感器87

二、静电式冷媒流量传感器88

第四章气体和液体压力传感器90

第一节进气压力传感器90

一、半导体压敏电阻式传感器90

二、传感器的检测93

第二节轮胎压力传感器94

一、轮胎压力监控系统的结构

组成94

二、轮胎压力监控系统的工作

过程97

三、轮胎压力监控系统的操作和

显示99

四、轮胎压力监控系统的功能102

第三节制动压力传感器103

一、压阻式制动压力传感器103

二、压电式制动压力传感器106

三、制动压力传感器（BOSCH/

ITT）107

第四节其他压力传感器109

一、机油压力传感器109

二、大众直喷发动机燃油压力

传感器110

三、电控柴油机共轨燃油压力

传感器111

四、制冷剂压力/温度传感器114

五、制冷剂高压传感器115

六、增压压力调节位置传感器116

第五章气体浓度传感器118

第一节氧 传 感 器118

一、普通氧传感器118

二、宽域氧传感器124

第二节氮氧化物（NOX）

传感器129

一、NOX传感器结构129

二、NOX传感器工作原理129

三、NOX传感器安装位置与功能131

第三节空气质量传感器132

一、空气质量传感器安装位置和

作用132

二、空气质量传感器工作原理133

三、空气质量传感器功能133

四、空气质量传感器检测134

第四节烟雾浓度传感器134

一、结构与工作原理135

二、烟雾浓度传感器检测135

第六章速度传感器137

第一节轮速传感器137

一、磁感应式轮速传感器137

二、磁阻式轮速传感器140

三、霍尔式轮速传感器142

四、新型霍尔式轮速传感器144

五、新型主动型ABS轮速

传感器146

第二节组合式加速度传感器147

一、组合传感器147

二、组合式加速度传感器检测150

第三节加速度与减速度传感器151

一、纵向加速度传感器151

二、横向加速度传感器151

三、奥迪A8加速度传感器153

四、横摆率传感器和线性G

传感器155

第七章温度传感器157

第一节发动机用温度传感器157

一、温度传感器的功用157

二、温度传感器的结构158

三、进气温度传感器159

四、冷却液温度传感器161

五、排气温度传感器164

六、EGR监测温度传感器166

第二节电动汽车用温度传感器167

一、HV蓄电池温度传感器168

二、HV蓄电池进气温度传感器169

三、辅助蓄电池温度传感器169

四、混合动力系统电动机温度

传感器171

第三节汽车空调用温度传感器172

一、仪表板温度传感器173

二、车外温度传感器175

三、蒸发器出口温度传感器176

四、新鲜空气进气道温度

传感器179

五、脚坑出风口温度传感器179

第八章爆燃和碰撞传感器180

第一节爆燃传感器180

一、发动机爆燃的检测方法180

二、爆燃传感器的功用及分类180

三、磁致伸缩式爆燃传感器183

四、压电式爆燃传感器183

五、爆燃传感器检测184

第二节碰撞传感器186

一、碰撞传感器的分类186

二、机电结合式碰撞传感器187

三、水银开关式碰撞传感器189

四、电子式碰撞传感器（压力

传感器）190

五、碰撞传感器检测191

第九章其他类型传感器193

第一节智能型蓄电池传感器193

一、智能型蓄电池传感器工作

原理193

二、智能型蓄电池传感器结构与

安装位置193

三、IBS功能193

四、电子分析装置195

第二节雨量感应传感器195

一、雨量传感器196

二、刮水器电动机控制单元197

三、供电控制单元198

四、智能型刮水器控制功能199

五、智能型刮水器的其他功能200

第三节雨量和光线识别传感器200

一、“下雨关闭”功能200

二、雨量和光线识别传感器202

三、雨量识别功能203

四、光线识别功能203

第四节新款皇冠分相器扭矩

传感器204

一、新皇冠电控助力转向系统

结构204

二、电控助力转向系统基本

工作原理208

第五节空气湿度传感器209

一、安装位置和作用209

二、空气湿度的测量210

三、传感器的温度测量211

四、湿度传感器电路图212

第六节日照光电传感器212

一、日照光电传感器结构212

二、日照光电传感器原理212

三、日照光电传感器检测213

第七节其他传感器214

一、车身高度传感器214

二、车身加速传感器216

三、主动巡航控制传感器217

四、倾斜传感器219

五、助力转向装置传感器219

六、燃油油面高度传感器221

七、GPS导航转角传感器223

八、偏转率传感器225

九、玻璃破碎传感器227

十、快速起动传感轮228

十一、转向力矩传感器229

参考文献233

END

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蓄电池的容量及内阻测试

普通铅酸蓄电池由于是敞口式、富电解液，可以通过调节硫酸比重来检测及调节各单体蓄电池性能。而阀控密封式铅酸蓄电池只能通过均衡充电来调节整组蓄电池中个别落后的单体蓄电池，补充运行中浮充电的不足，对于运行中蓄电池的充电程度、剩余容量及各单体蓄电池之间容量差异，则不能直接测量，这又是阀控密封式铅酸蓄电池用户急需了解和掌握的。影响蓄电池运行的因素主要有以下几个。

① 蓄电池选型配组。

② 串并联方式。

③ 安装时连接线缆与极柱的可靠性。

④ 浮充电压值、均充电压值及过放电电压值的设定。

⑤ 蓄电池外环境，如温度、通风、蓄电池有无过放过充。

⑥ 充电装置的纹波系数大小及是否有蓄电池管理功能。

上述影响蓄电池运行的因素在85%的蓄电池用户中都不同程度地存在，也是造成蓄电池单体之间容量衰减不齐和失效的主要原因。

蓄电池的测试项目

测试蓄电池的目的是为了确定该蓄电池是否能满足使用要求，这在更换蓄电池和判定原有蓄电池是否失效时是必须的。通常对蓄电池的要求有以下几个。

① 蓄电池的端电压满足额定或使用要求。

② 蓄电池应具有在启动放电瞬间就能输出大电流的特性。

③ 蓄电池应具有满足要求的一定容量和内阻，以保证蓄电池的供电时间。 从以上对蓄电池的要求可见，单凭测量蓄电池的端电压是不能确定蓄电池好坏的。为此，应对蓄电池进行以下项目的测试。

1.离线测量蓄电池的端

电压根据《电信电源维护规程》的要求，一组蓄电池的单体端电压不允许超出蓄电池平均单体电压的±50mV（超出电压范围的蓄电池可能是由没有正常充电或蓄电池故障引起的）。阀控密封式铅酸蓄电池在正常浮充状态下的充电电流，一是补偿蓄电池自放电的损耗，二是用于蓄电池内部氧循环复合反应。这个电流值在一般情况下非常小，通常只有几安培。在浮充状态下，端电压不能准确反映出蓄电池内阻的大小。同时，由于蓄电池的浮充电压和电流的关系受蓄电池内部氧气复合的影响，单体蓄电池浮充电压的偏移范围较大，因此，采用在线检测蓄电池端电压的方法所获得的结果存在误差。曾出现过浮充端电压正常而放电时蓄电池不能放电的情况，所以这种检测方法不能准确地判断蓄电池的状况。

离线测量蓄电池的端电压是指蓄电池在脱离原连接线路的情况下，使用万用表的DC电压挡或电压表直接测量蓄电池两端的电压。被测蓄电池端电压应为12V左右（对12V的蓄电池而言），最低不能低于10.5V。不足10.5V的蓄电池即为欠压或可能已经失效的蓄电池。若这种蓄电池在经过充电或激活充电后端电压仍达不到12V，则为失效蓄电池

2.测试启动瞬间输出大电流的特性

测试蓄电池是否具有启动瞬间输出大电流的特性，对不在线的供电系统由市电供电向蓄电池供电的转换时间要求短于7ms，一般设计为4～5ms。这就是说，一旦市电供电中断，蓄电池必须在短于4～5ms的时间内输出负载所需的电流。有些失效的蓄电池能够满足端电压和容量的要求，但不能在短于4～5ms的时间内使放电电流达到瞬间输出大电流的要求。这种蓄电池造成的UPS故障表现为，UPS在空载或轻载时能逆变转换成功，增大到正常负载时逆变失败。

3.蓄电池内阻测试

质量良好的蓄电池内阻为20～30mΩ，当内阻超过80mΩ时，需要对蓄电池进行均衡充电处理或活化处理。蓄电池内阻的增大，必然伴随实际输出能量的降低，从而表现为蓄电池容量的减小。测试蓄电池内阻是否增大，不能用万用表的电阻挡直接测量，应采用间接测量计算的方法。

蓄电池的测试方法

1. 蓄电池巡检法

在放电状态下，对蓄电池组的各只蓄电池的端电压进行巡回检测，找出端电压下降最快的一只，将其确认为落后蓄电池，再对此蓄电池进行在线放电，检测其容量，即代表该组蓄电池的容量。蓄电池巡检法的条件是蓄电池的浮充电流一般为3～5mA/Ah，相对于蓄电池的10h率放电电流而言是很小的，其误差在5%以内。这种方法方便易行，但不能全面反映蓄电池组每只单体蓄电池的情况。

2.蓄电池温度测量法

除去电化学反应的吸热和放热外，由于蓄电池存在内阻，使得蓄电池在充、放电过程中，当有电流经过时，蓄电池内部会产生热量，这部分热量会引起蓄电池的温度发生变化。在同样电流的条件下，蓄电池内阻不同，蓄电池内部产生的热量不同，蓄电池的温度就不同。蓄电池温度测量法是在蓄电池负极柱根部安置温度传感器，通过测量在线蓄电池的温度，找出温度异常的蓄电池。这实际上是将蓄电池的内阻通过温度间接地反映出来，测量时应避免因接触电阻而造成的误差。研究表明，不论是恒流放电，还是限压恒流充电或浮充状态，荷电量最小的蓄电池温度最高。该方法因其测试简便和测试结果的直观性受到一定的重视。

3.电导测量法

电导测量法是指向蓄电池的两端加一个已知频率和振幅的交流电压信号，测量出与电压同相位的交流电流值，其交流电流分量与交流电压的比值即为蓄电池的电导。电导是频率的函数，不同的测试频率下有不同的电导，在低频率下，蓄电池电导与蓄电池容量相关性较好。一般测量频率为20～30Hz，对于大容量蓄电池，频率要低于10Hz。蓄电池的容量越小，蓄电池电阻越大，电导越小。电导测量法需要通过放电来记录蓄电池的电导随其容量变化的曲线，根据蓄电池厂家提供的出厂蓄电池的电导与放电的数据，以及日常定时检测运行中蓄电池的电导，对照电导与容量的曲线查出蓄电池实际容量。

4.电压、电流回路测试法

应用电压、电流回路测试法，在电流回路中设有一个限流电阻，确保测量出在1～2s（用电子门开关控制）内的单体蓄电池放电电流ΔI，在电压回路中，单体蓄电池端电压变化ΔU，如图1所示。根据下式可计算出蓄电池的内阻。

蓄电池容量的检测

容量检测是在蓄电池在线或离线的情况下，以[插图]电流对假负载进行放电，当有一只蓄电池端电压首先降至放电终止电压时停止放电，蓄电池组的容量就以该蓄电池的容量为代表。蓄电池应每两年进行一次容量试验，使用5年后宜每年一次。除此之外，应每年以实际负载进行一次核对性放电试验，放出蓄电池额定容量的30%～40%，通过积累数据，描绘每年的放电曲线，经过比较和分析来判定运行中蓄电池的容量。这种方法正是蓄电池带载试验方法。其基本依据为

式中，Ud为蓄电池带载时的端电压；Uj为蓄电池静态端电压；If为蓄电池放电电流；Rn为蓄电池的内阻。

当Rn增大时，则Ud降低，因此，在放电时可方便检查到内阻大的蓄电池。

容量试验是检测蓄电池容量最直接、最可靠的方法。同时，不论是在线检测还是离线检测，都必须设置备用电源作为防范措施，以保证系统安全。但是，容量试验因为蓄电池组数多，放电时间长，放电后又要及时进行充电，所需的人力和电能消耗很大，对蓄电池本身也有一定的损耗。同时，在操作过程中，在脱开和连接蓄电池及假负载时，由于电压的存在使得操作带有危险性。

为克服上述检测方法的不足，部分厂家开发了蓄电池检查单元。其检查原理是将智能充电器整流器电压缓慢下降，一直降到蓄电池正常电压以下，若这时蓄电池开始放电而且能坚持一段设定的时间，则智能充电器的面板显示屏上给出蓄电池有效；若蓄电池这时不放电，但由于整流器仍继续向负载供电，使电源系统仍处于正常供电状态，系统所带负载不受任何影响，但面板显示屏上已给出蓄电池失效应更换的信息。这项检查可以自动进行，可以事先设定每隔多长时间检查一次，每次检查可以设定到何时自动进行或人工进行，可在面板控制屏上设置。

当前的测量仪器多采用的是交流注入和瞬间负载测试（直流测量）两种方法。使用交流注入的仪器（如测量阻抗或电导的仪表），在测量时会对蓄电池施加一个交流的测试信号，然后再测出相应的电压和电流，阻抗的读数U/I会随频率而变化。采用交流方式的仪器存在易受充电器纹波电流和噪声源干扰的问题，并且有些设备不能在线（连接充电器和负载，并处于浮充状态）对蓄电池进行测试。使用频率为60Hz和50Hz的交流测试电流更不可取，因为这是充电器纹波和噪声源的主要频率。

测试蓄电池的设备、仪器虽然很多，但使用的方法只有两类：一是深放电恒流控制的测试方法，二是蓄电池内阻（电导）测试方法。第1类方法也称蓄电池容量试验，它是一种传统的方法，测试的结果准确，但现场要做拆装、连接导线等烦琐工作，需要时间长。第2类方法所用的测试仪器轻便，操作简单，但测试结果不能说明蓄电池容量的确切值，只起到判别蓄电池状况的作用。

通常，蓄电池技术手册中提到的蓄电池容量指的就是蓄电池的标称容量（也叫额定容量），它是以蓄电池液体温度在25℃的条件下，通过10h率恒流放电，蓄电池电压下降到1.8V所显示的容量。

《电信电源维护规程》中对蓄电池容量试验是这样规定的：蓄电池组在充足电量的情况下脱离开供电系统，以10h率恒流单独对假负载放电，当放电时间达10h或其中一只蓄电池电压下降到1.8V时即停止放电，此时计算出25℃时的容量，为本次试验所得的蓄电池容量。

从上面的规定可以看到，蓄电池容量试验实际就是标称容量的实施方法，按此方法检测出的容量肯定是最准确的。在这种方法中有一个特点，虽然是在进行整组蓄电池容量试验，但实质是以电压下降最快的一只蓄电池（也称落后蓄电池）的容量为准。换句话说是落后蓄电池的容量就是这组蓄电池的当前容量，也可以说是通过蓄电池容量试验找出了落后蓄电池。这种方法存在下列缺点。

① 容量试验将加速蓄电池的老化失效进程，缩短蓄电池的使用寿命，故不能经常性地做。

② 测试成本高，时间长。容量试验若用水阻方法，则费工费时，污染环境，而购置专门测试仪，要花费高额的成本。

③ 测试结果只能反映测试阶段蓄电池的容量和性能，不能预测蓄电池未来的容量和性能，也不能准确预测以后蓄电池的失效趋势。

④ 测试期间，被测蓄电池将不能正常供电。

⑤ 容易因人为疏忽造成过度放电，同时放电试验会加速蓄电池的老化，缩短蓄电池的使用寿命。

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