传感器主信号 一文读懂传感器技术中的有源信号和无源信号
一文读懂传感器技术中的有源信号和无源信号
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无源信号和有源信号
1定义
对于电流信号而言，若设备有独立的工作电源线，那它提供的信号输出(比如4-20mA)为有源信号;若设备本身无独立工作电源，它提供的信号为无源信号。三线制仪表、四线制仪表的输出信号为有源信号，二线制仪表输出为无源信号。
2如何采集
有源信号： 采集很简单，首先要接通信号源设备的电源(通常有三线制和四线制两种)让设备正常工作，其次将采集设备输入接口的正端和负端分别与信号源设备的正端和负端对应连接行。
无源信号： 首先需要一个直流24V电源(因为提供无源信号的二线制仪表无独立的工作电源，当它需要输出4-20mA信号时，它的工作电压需要外部设备来提供。这个DC24V电源可以是独立电源，也可以是无源信号采集设备配电功能提供);其次二线制仪表、DC24V电源和无源信号采集设备三者之间的应形成正确回路：DC24V电源正极接二线制仪表4-20mA输出的正极，二线制仪表4-20mA输出的负极接入采集设备4-20mA信号输入端正极，采集设备4-20mA信号输入端负极接DC24V电源负极，这样就形成完整的回路。
无源接点和有源接点
1无源接点
无源接点俗称干接点或无源开关，干接点是一种电气开关，具有闭合和断开的两种状态;2个接点之间没有极性，可以互换。
2常见的无源接点信号
各种开关如：限位开关、行程开关、脚踏开关、旋转开关、温度开关、液位开关等。
各种按键。
各种传感器的输出，如：环境动力监控中的传感器：水浸传感器、火灾报警传感器、玻璃破碎、振动、烟雾和凝结传感器;继电器、干簧管的输出。
3有源接点
有源接点俗称湿接点或有源开关，具有有电和无电的两种状态;2个接点之间有极性，不能反接。
4常见的有源接点信号
把以上的干接点信号，接上电源，再跟电源的另外一极作为输出，就是有源节点信号。工业控制上常用的湿接的电压范围是DC0-30V，标准的是DC24V;电气设备二次回路中通常的湿接的电压范围是AC110-380V，常用AC220V或AC380V湿接点。
把TTL电平输出作为湿接点，也未尝不可;一般情况下，TTL电平需要带缓冲输出的，例如：7407、245、244等，与VCC等构成回路;244、245也可以跟gnd构成回路;才能驱动远方的光耦。
NPN三极管的集电极输出和VCC。
达林顿管的集电极输出和VCC。
红外反射传感器和对射传感器的输出。
5无源接点的优点
在工业控制领域应用中，因无源接点(干接点)无极性限制，其数量远多于有源接点，无源接点有如下优点：
随便接入，降低工程成本和工程人员要求，提高工程速度。
处理干接点开关量数量多。
连接干接点的导线即使长期短路既不会损坏本地的控制设备，也不会损坏远方的设备。
接入容易，接口容易统一。
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一篇文章学完发动机传感器工作原理、正常电压、阻值！
传感器是将某种变化的物理量 （绝大部分是非电量） 转化成对应的电信号的元件。 在汽车上，传感器用来感受诸如温度、压力、转速、位置、空气流量、气体浓度等物理量的状态及变化情况，并送到控制器或仪表。传感器提供的状态信息，是汽车电子控制的基本依据 。
01电磁式曲轴位置传感器
作用：产生发动机转速信号，确定基本喷油量和基本点火提前角；计算曲轴转角，确定一缸上止点。
工作原理：转子上有很多齿， 并且有缺齿， 缺齿处对应一缸上止点。 电磁式传感器利用电磁感应原理产生正弦变化的电压信号， 当齿转到将要与磁铁正对时， 磁通量的变化量最大， 所产生的感应电压最大。 当转子抓到使电磁元件位于两个齿中间时， 磁通量的变化量几乎为零， 感应电压也很小。 当转子转到使电磁元件位于缺齿处时， 由于这段距离相对较长， 因此此处波形与正常波形不同。我们可以根据这一特点计算出转速、曲轴转角等信息
02霍尔式凸轮轴位置传感器
作用：确定一缸压缩上止点。
工作原理： 利用霍尔效应， 使用触发盘规律性遮挡磁力线， 使霍尔电压产生规律性变化。因为凸轮轴一个工作循环只转一圈， 缺齿处对应一缸压缩上止点， 所以可以从波形上判断出一缸压缩上止点，从而确定点火时刻。
03压力检测式爆震传感器（共振形）
作用： 提高发动机的动力性能同时不产生爆震；降低油耗 ；降低有害气体的排放量。
工作原理： 传感器中压电元件紧密地贴合在振荡片上， 振荡片则固定在传感器的基座上。 振荡片随发动机的振动而振荡，波及压电元件，使其变形产生电压信号。当发动机爆震时的振动频率与振荡片的固有频率相符合时，振荡片产生共振。此时，压电元件将产生最大的电压信号。该爆震传感器在发动机爆震时输出的电压比较高，因此无需使用滤波器即可判别有无爆震产生。
04氧传感器
作用： 测量废气中氧的含量，检测空燃比，实现空燃比闭环控制。前氧作用是检测废气中氧的含量，检测混合气比例是否正常，用于闭环控制；后氧的作用是与前氧作比较，检测三元催化器的好坏。
05节气门位置传感器
作用：检测节气门的开度及开度变化，此信号输入 ECU，控制燃油喷射及其他辅助控制。
工作原理：利用触点在电阻体上的滑动来改变电阻值， 测得节气门开度的线形输出电压，可知节气门开度。全关时电压信号应约为 0.5V，随节气门增大，信号电压增强，全开时约为 5V 。
06空气流量器
作用：将空气流量转换成电信号送给电控单元， 该信号作为决定喷油量的基本信号之一。
工作原理：热线电阻 RH 以铂丝制成， RH和温度补偿电阻 RK 均置于空气通道中的取气管内， 与 RA、RB 共同构成桥式电路。 RH 、RK 阻值均随温度变化。当空气流经 RH 时，使热线温度发生变化，电阻减小或增大，使电桥失去平衡，若要保持电桥平衡， 就必须使流经热线电阻的电流改变，以恢复其温度与阻值，精密 电阻 RA 两端的电压也相应变化 ，并且该电压信号作为热式空气流量计输出的电压信号送往ECU。
07压力传感器
作用：D 型系统中，测量进气管压力，并将信号输入 ECU，作为燃油喷射和点火控制的主控制信号。进气压力越高，真空度越小，膜片形变越大，输出电压越高
传感器正常电压 电阻值
1.电压的测量（万用表AS-201直流电压档）
⑴ G传感器（120对131脚）：发动机工作时 0.9V
⑵共轨压力传感器121对134）：650rpm 44 Mpa 1.72V， 2370rpm 103 Mpa 2.70V
⑶加速踏板（重汽威廉姆斯）：APP1（21对135）：开度0%：0.75V， 100%：3.84V
APP2（22对136）：开度0%：0.375V 100%：1.92V
⑷加速踏板（徐重康希斯）： APP1（21对135）：开度0%：0.85V 100%：4.15V
APP2（22对136）：开度0%：0.85V 100%：4.15V
⑸ PTO电位器（加速踏板）（徐重上车油门）：（23对55）：开度0%：0.85V， 100%：4.15V
⑹ PTO电位器（重汽用）（23对55）：开度0%：0.5V， 100%：4.5V
⑺电子式机油压力传感器（24对54）： 0 kpa： 0.5V， 500 kpa： 2V， 1000 kpa： 4.5V
⑻进气压力传感器（128对54）：66 kpa： 0.5V， 333 kpa： 4.5V
★发动机传感器故障时（信号线开路、对电源短路、对地短路）的电压值
⒈出水温度（155对55），进气温度（32对55），回油温度（162对55）三个传感器故障时的电压值相同：
Sensor AD Open信号线开路：4.88V， Vcc Short 对电源短路：4.88V， GND Short 对地短路： 0.02V
⒉加速踏板（21对135），（22对136）和PTO电位器（或称汽车吊上车油门）：
Sensor AD Open信号线开路：0.18V， Vcc Short 对电源短路：4.88V， GND Short 对地短路： 0.02V
2.电阻的测量（万用表AS-201电阻档、测量时关闭ECU电源）
⑴ NE传感器（40对41）： 120～125Ω
⑵ PCV1，PCV2电磁阀（阀上二插脚）：3.2Ω
⑶喷油器（电磁阀二插脚）：0.9～1.1Ω
⑷出水温度（155对55），进气温度（32对55），回油温度（162对55）三个传感器的阻值相同：
3.共轨压力传感器： Sensor AD Open信号线开路：4.83V， Vcc Short 对电源短路：4.88V， GND Short 对地短路： 0.02V
4.进气压力传感器： Sensor AD Open信号线开路：0.07V， Vcc Short 对电源短路：4.88V， GND Short 对地短路： 0.02V
⒌怠速量调整电位器： Sensor AD Open信号线开路：0.18V，Vcc Short对电源短路：4.88V，GND Short 对地短路：0.02V
1、前氧传感器：
大于2V---------过稀（怠速1.5-N20.N55；2V-N52）；
等于2V----------完全燃烧；
小于2V--------过浓
2、后氧传感器：
大于0.45V---------过浓；
等于0.45V----------完全燃烧 （一般0.7V）；
小于0.45V--------过稀
3、进气歧管压力传感器：
带VALTRANIC：绝对压力950mbar,相对压力50m bar，如果VVT系统有故障进入应急模式那么数据在350mbar
不带VALTRANIC：相对压力350 mbar（N54发动机是双涡轮发动机）
4、节气门位置传感器：
带VALTRANIC：3%-5%（如果小于3%说明混合气过稀，节气门有关小的趋势，大于5%一般说明节气门很脏，要清洗。或者说明混合气过浓，节气门有开大的趋势。）
不带VALTRANIC：2%-3%,超过3.5%一般说明节气门很脏，要清洗。
N52:4°
带VALTRANIC：7°，
不带VALTRANIC：3°
V1+V2=5V
5、油门位置传感器：
V1=2V2
6、机油压力： 大于2bar,
拔掉机油压力传感器插头，达到6bar
机油油位传感器一定要装到车上测试（千万不要图省事单单拔插头）
7、水温传感器：
冷车2000欧姆----------（4V）
热车300-400欧姆------------(0.8V)
随温度变化而成线性变化
8、爆震传感器：
0.3V左右（一般1点几伏，不能3或5伏以上）(点火提前角被推迟，调晚)
9、空气流量计：
4缸：8-9kg/h----------------（老车11-14 kg/h）
6缸：12-13 kg/h----------------（老车18-20 kg/h）
8缸：15-16 kg/h-----------------(老车26-28 kg/h)
10、VANOS:（热车怠速条件下）
进气：85°（或者80°）
排气：-115°（或者120°）
注意：起动和冷车及负荷变化时，是在时时调整的。
11、VALTRANIC偏心轴位置:
主要看位置传感器的变化会不会灵敏，有没有卡滞现象
启动瞬间气门要开最大，以便更好的启动，此时VALTRANIC电机的电流会突然升高到很大。
VALTRANIC第二代：气门升程范围：0.18-9.9mm
30°/30°（相差1°）（一般26°）
已调校最小气门升程：0.95mm？
气门升程：0.95mm？
如果有问题：(点火提前角被推迟，调晚)
12、调校值：
加法调校（怠速）：0.5mg/冲程（正的说明偏稀，负的说明偏浓）
混合气加法调校值标准值为 1 ～ 1.14，混合气加法调校λ< 1，说明车辆混合气过浓。
影响因素：二次空气喷射
乘法调校（有负荷）：7.0%（正的说明偏稀，负的说明偏浓）
如果都显示偏稀则原因：
燃油压力偏低
进气系统漏气
氧传感器
空气流量
13、平稳值=标准值转速（700）—实际值转速
如果大于0：说明该缸工作不好
如果小于0：说明该缸工作很好
所有缸平稳值加起来要等于0就OK了。
14、进气压力传感器：
怠速电压：1.13V
急加速电压：3.39V
15、喷油时间： 普通发动机：一般在2.3ms
直喷的发动机：1.18ms
16、空燃比=14.7kg空气/1kg汽油（完全燃烧）=14.7
&大于14.7：混合气过稀
&等于14.7：刚好完全燃烧
&小于14.7:混合气过浓
17、过量空气系数=实际空燃比/理论空燃比
λ大于1：混合气过稀
λ等于1：刚好完全燃烧（1.1左右）
λ小于1：混合气过浓
18、燃油压力：
低压：6bar(N20,N55)5bar(N52),3.5(N46)
高压：50bar,最高200bar
19、负荷信号： 8.6%，把机油盖打开，数值会变小。
20、点火提前角： 6°
如果把VVT系统有故障进入应急模式，那么点火提前角一定会推迟，那么加速反应肯定没那么快。
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