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新型发动机机油压力温度传感器的信号分析
一、汽车传感器的概述
随着电子技术在汽车工业的大力发展,汽车传感器作为汽车电子控制系统的输入信号,同时也是汽车电子控制系统的关键部件,主要分布于发动机控制系统、底盘控制系统、车身控制系统和汽车显示系统中.未来汽车传感器的发展总体趋势是智能化、微型化、集成化、多功能化以及新材料和新工艺制成的新型传感器.
汽车传感器是汽车电子控制系统的输入装置,它将汽车行驶过程中的各种工况信息如车速、发动机运转工况等转化成电信号输送给发动机电脑,使发动机始终处于最佳工作状态.汽车传感器可对温度、压力、位置、转速、进气量等信息进行实时、有效而准确的测量和控制.
传感器通常由敏感元件、转换元件和转换电路三部分组成,如图1 所示.其中敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分；转换元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分.转换电路的作用是把转换元件输出的电信号变换为便于处理、显示、记录和控制的可用电信号.
传感器的输出信号往往很微弱,或波形不适当,或信号形式不合适,不能直接用于电子控制系统的状态显示和控制.必须对传感器的输出信号施行一定的预处理,如电压的放大/ 整形、电流/ 电压转换、频率/ 电压转换等,使得信号容易被控制单元接受和处理.如图2 所示传感器的信号调理电路有以下四种.
传感器的接口方式有很多种,下面将介绍几种连接方式,另外再重点介绍宝马3 系( 内部开发序列代号：F35) 机油压力温度传感器的信号测量方法及信号波形分析.
1. 感应式传感器电压接口：此传感器本身仅是一个转换器,它的信号调理要在控制单元里完成.此传感器的输出电压范围比较大.
2. 模拟量比例放大接口：它产生的测量信号电压与传感器供电电压成比例变化, 传感器供电电压是由控制单元提供.
3. 双线接口：输出信号是电流数字信号.双线接口的优点是导线传输损耗很小,控制单元内布线又十分简单.
4. 三线接口：与双线接口类似,其缺点是接插件和电缆的成本提高了.
5. 新型传感器在总线系统上的挂接：在总线系统中,现在开发了很多新型传感器如宝马F35 机油压力温度传感器,其自身内部集成了总线接口.总线通信的优点大大降低了接插件和线束的成本.
二、机油压力温度传感器信号分析
宝马F35 轿车使用一种新型的组合式发动机机油压力温度传感器,如图3 所示.压力信号用于机油泵的特性线性控制,温度信号用于发动机热量管理系统.此传感器安装在主机油道中,并承受那里的机油油压和机油温度.因此不需再测量油底壳中的机油温度,而是直接测量发动机的实际机油温度.
发动机机油压力温度传感器测量发动机油的绝对压力及其温度.测量值作为按照脉冲宽度调制的信号输出.该测量方法是基于一个微机械压阻式压力传感器( 硅),它提供一个与压力成正比的输出信号,温度测量是通过一个二极管来实现.传感器内部结构如图4 所示,其线脚布置说明如下,5V ：5V 供电电压；PWM ：发动机机油压力温度传感器按脉冲宽度调制的信号；Kl.31E ：总线端 Kl. 31,压力和温度传感器的接地线.
发动机机油压力温度传感器通过一个三芯插头进行连接,如图5 所示发动机机油压力温度传感器从发动机控制单元获得接地和一个5V 的供电电压.按脉冲宽度调制的信号划分为三个固定周期.第一个周期用于同步和诊断信号.第二个周期传递温度信号,第三个周期传递压力信号.图5 为机油压力温度传感器实测信号波形.传感器信号波形检测步骤如图6 所示.
温度传感器论文范文结:
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