1、.汽車用傳感器考題資料一、填空題1. 傳感器被形象地稱為“電五官”，是現(xiàn)代檢測(cè)和控制裝置的重要組成部分。2. 傳感器一般由敏感元件、傳感元件、測(cè)量轉(zhuǎn)換電路組成。3. 熱電阻信號(hào)連接主要有三種方式：二線制、三線制、四線制。4. 空氣流量傳感器按特征分有L型和D型兩種。5. 常見(jiàn)的空氣流量傳感器有動(dòng)片式、卡曼渦旋式、熱絲式。6. 半導(dǎo)體壓力傳感器從結(jié)構(gòu)與功能上大致可以分為絕對(duì)壓力形、差壓型和應(yīng)變壓力形三種。7. 常見(jiàn)的節(jié)氣門(mén)位置傳感器有編碼器式、直線式、滑動(dòng)式等。8. 傳感器的電路特性主要有靈敏度、偏置電壓、密度的溫度系數(shù)、偏置電壓的溫度特性。9. 混合氣的空燃比一旦偏離理論空燃比，三元催化劑對(duì)C

2、O、HC和NOx的凈化能力將急劇下降。10. 目前使用的氧傳感器有氧化鋯式和氧化鈦式兩種。11氧傳感器的外側(cè)處于尾氣中，內(nèi)側(cè)導(dǎo)入空氣，當(dāng)兩側(cè)氧氣的濃度之差會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，其中內(nèi)側(cè)為正極。12. 氧傳感器的基本特性：空燃比特性、響應(yīng)特性、內(nèi)阻特性。13. 傳感元件輸出的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為便于顯示、記錄、處理和控制的有用電信號(hào)（電壓、電流或頻率量）。例如電橋、放大器、振蕩器等。14. 把-273.15 定作熱力學(xué)溫標(biāo)（絕對(duì)溫標(biāo)）的零度，叫做絕對(duì)零度。15. 熱敏電阻用陶瓷半導(dǎo)體材料制成，是一種溫度系數(shù)很高的電阻材料。16. 壓力的單位：1bar=1at1kgf/cm2=0.1MPa=100KPa。二、判斷

3、題1全范圍空燃比傳感器相對(duì)普通氧傳感器而言，可以檢測(cè)從濃到稀的這個(gè)范圍的空燃比。（對(duì)）2. PDS型燃燒壓力傳感器是緊固在火花塞上的墊圈型傳感器。（錯(cuò)）3. 在發(fā)生爆震時(shí)延遲點(diǎn)火時(shí)間，而在不出現(xiàn)爆震時(shí)，提前點(diǎn)火，總是將點(diǎn)火時(shí)間設(shè)置在近于爆震區(qū)域。 （對(duì)）4. 電磁式傳感器的線圈中只要存在著磁力線，就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓。 （錯(cuò)）5. 氧傳感器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管上，位于三元催化轉(zhuǎn)化器之前，用于測(cè)量廢氣中的氧含量。 （對(duì)）6. G加速度傳感器能廣泛應(yīng)用于汽車的安全氣囊、防抱死以及四輪轉(zhuǎn)向及自動(dòng)變速器系統(tǒng)上。 （錯(cuò)）7. 角度傳感器按輸出信號(hào)分類，可分為模擬式與數(shù)字式兩種。 （對(duì)）8. 溫度補(bǔ)償電路擔(dān)負(fù)

4、傳感元件偏置溫度特性的補(bǔ)償及靈敏度的溫度特性補(bǔ)償作用。 （對(duì)）9. 在發(fā)動(dòng)機(jī)利用氧傳感器進(jìn)行閉環(huán)控制時(shí)，一般情況下，尾氣總處于理論空燃比的附近。 （對(duì)）10. 鉛與三元催化劑及氧量傳感器的貴金屬電極之間易發(fā)生反應(yīng)，所以禁止鉛汽油。 （對(duì)）11. 半導(dǎo)體壓力傳感器是利用單晶硅材料的壓阻效應(yīng)和集成電路技術(shù)制成的傳感器。 （對(duì)）12. 按能量的傳遞方式分類，可分為有源能量控制型傳感器、無(wú)源能量轉(zhuǎn)換型傳感器兩種。 （對(duì)）13. 對(duì)汽車用傳感器的主要要求體現(xiàn)在高可靠性、低生產(chǎn)成本、苛刻的工作條件、體積小、高精度等方面。 （對(duì)）14. 理想的混合氣是燃料蒸氣和空氣的氣態(tài)均勻混合。 （對(duì)）15. 為了避免因

5、爆震損傷發(fā)動(dòng)機(jī)，同時(shí)又可在爆震臨界區(qū)域附近設(shè)定點(diǎn)火時(shí)間，以達(dá)到節(jié)省燃油，提高輸出功率的目的，于是開(kāi)發(fā)了防爆震系統(tǒng)。 （對(duì)）16. 為提高輸出電壓，用穩(wěn)壓電路來(lái)驅(qū)動(dòng)壓力檢測(cè)部分，由運(yùn)算放大器、電阻和電容組成了多級(jí)放大電路，能提高傳感器的靈敏度。 （對(duì)）三、簡(jiǎn)答題1. 傳感器定義答：傳感器是借助檢測(cè)元件將一種形式的信息轉(zhuǎn)換成另一種信息的裝置。通常傳感器是指一個(gè)能把被測(cè)的非電量變換成電量的器件。2. 何為壓阻效應(yīng)？答：當(dāng)力作用于硅晶體時(shí)，晶體的晶格發(fā)生變形，使載流子從一個(gè)能谷向另一個(gè)能谷散射，引起載流子的遷移率發(fā)生變化，擾動(dòng)了載流子縱向和橫向的平均量，從而使硅的電阻率發(fā)生變化。 壓阻效應(yīng)的強(qiáng)弱可以用

6、壓阻系數(shù)來(lái)表征。壓阻系數(shù)被定義為單位應(yīng)力作用下電阻率的相對(duì)變化。 壓阻效應(yīng)有各向異性特征，沿不同的方向施加應(yīng)力和沿不同方向通過(guò)電流，其電阻率變化會(huì)不相同。 例如：在室溫下測(cè)定N型硅時(shí)，沿（100）方向加應(yīng)力，并沿此方向通過(guò)電流的壓阻系數(shù)11=102.2×10-11m2/N;而沿（100）方向施加應(yīng)力，再沿（110）方向通電流時(shí)，其壓阻系數(shù)12=53.7×10-11m2/N。 此外，不同半導(dǎo)體材料的壓阻系數(shù)也不同。如在與上述N型硅相同條件下測(cè)出N型鍺的壓阻系數(shù)分別為11=5.2×10-11m2/N；12=5.5×10-11m2/N。3.何為單晶硅的晶向？答

7、：晶體中各種方向上的原子列叫晶向。 在晶胞上建立坐標(biāo)系，即晶體立方系，則： （100）就是方向向量的坐標(biāo)。 即：（110）表示過(guò)原點(diǎn)和點(diǎn)x=1，y=0，z=0的直線上所經(jīng)過(guò)的原子。 （110）就是方向向量的坐標(biāo)。 即：（110）表示過(guò)原點(diǎn)和點(diǎn)x=1，y=1，z=0的直線上所經(jīng)過(guò)的原子。 （111）就是方向向量的坐標(biāo)。 即：（111）表示過(guò)原點(diǎn)和點(diǎn)x=1，y=1，z=1的直線上所經(jīng)過(guò)的原子。如果晶體為體心立方晶胞，則此晶向經(jīng)過(guò)正方體對(duì)角線上的原子。4. 金屬熱電阻的特征。答：溫度升高，金屬內(nèi)部原子晶格的振動(dòng)加劇，從而使金屬內(nèi)部的自由電子通過(guò)金屬導(dǎo)體時(shí)的阻礙增大，宏觀上表現(xiàn)出電阻率變大，電阻值增加

8、，我們稱其為正溫度系數(shù)，即電阻值與溫度的變化趨勢(shì)相同。易提純、復(fù)現(xiàn)性好、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的金屬材料可制作熱電阻。電阻的溫度系數(shù)很小且也比較穩(wěn)定，一般精度在（30007000）×10-6/。金屬做成細(xì)絲或薄膜。常用來(lái)做熱電阻的金屬有鉑（Pt）、鎳（Ni）、銅（Cu）等。5.何為氧傳感器的基本特性？答：（1）空燃比特性 空燃比在適當(dāng)范圍內(nèi)變化時(shí)，三元催化劑本身的凈化效率還高些，所以要根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能選用特性適當(dāng)?shù)难鮽鞲衅鳌Ｑ鮽鞲衅鞯幕究杖急忍匦浴馀c稀狀態(tài)的響應(yīng)特性對(duì)尾氣空燃比的影響很敏感。 （2）響應(yīng)特性 響應(yīng)特性過(guò)于滯后時(shí)，會(huì)越出三元催化劑凈化效率窗口范圍，造成凈化效率下降。反之響應(yīng)特

9、性過(guò)快時(shí)，空燃比特性則不夠穩(wěn)定，過(guò)快沒(méi)有什么意義，反而存在問(wèn)題。 （3）內(nèi)阻特性 在常溫下，氧傳感器的內(nèi)阻過(guò)高，與控制器的一般輸入阻抗（10M以下）相比，已經(jīng)無(wú)法進(jìn)行測(cè)量，尾氣造成傳感元件處于高溫狀態(tài)。要測(cè)量的話，就要等到內(nèi)阻下降。就目前氧傳感器的品種來(lái)看，有很多是帶加熱器的氧傳感器，以便啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)之后，盡快使傳感器進(jìn)入工作狀態(tài)。6. 何為賽貝克效應(yīng)？答：將兩種不同材質(zhì)的金屬導(dǎo)線連接在一起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)閉合回路。當(dāng)A、B兩點(diǎn)之間形成溫度差TAB時(shí)，兩者之間就會(huì)出現(xiàn)電位差VAB，這種現(xiàn)象稱為賽貝克效應(yīng)。熱電偶就是利用這一熱電效應(yīng)來(lái)工作的。7.影響空氣流量傳感器測(cè)量精度的主要因素有哪些？寫(xiě)出各種空氣

10、流量傳感器綜合性能比較。答：（1）主要因素有非線性、溫度、加速時(shí)的響應(yīng)特性、急減速時(shí)因水錘現(xiàn)象產(chǎn)生氣柱振動(dòng)、脈動(dòng)氣流、管道阻力、溫度。 （2）各種空氣流量傳感器綜合性能比較8. 何為傳感器的電路特性？答：傳感器的制造過(guò)程中有一定的雜散性，需要分別予以調(diào)整和補(bǔ)償。電路設(shè)計(jì)的最大問(wèn)題是如何很好的對(duì)這些特性進(jìn)行調(diào)整與補(bǔ)償，使得這些特性符合要求。 傳感器的電路特性主要有靈敏度、偏置電壓、靈敏度的溫度系數(shù)、偏置電壓的溫度特性。靈敏度：為提高輸出電壓，用穩(wěn)壓電路來(lái)驅(qū)動(dòng)壓力檢測(cè)部分，由運(yùn)算放大器、電阻和電容組成了多級(jí)放大電路；偏置電壓溫度補(bǔ)償：是利用Rp完成，利用該電阻的溫度特性，打破橋式電阻的平衡而實(shí)現(xiàn)溫

11、度補(bǔ)償。因此需要預(yù)先測(cè)好檢測(cè)部位的偏置電壓的溫度特性。偏置電壓：是通過(guò)調(diào)整Ra、Rb實(shí)現(xiàn)對(duì)差動(dòng)放大器反相輸入完成的。不僅可以調(diào)整檢測(cè)部分的偏置電壓，還可以吸收差動(dòng)放大部分的偏置電壓。靈敏度的溫度特性：因其溫度系數(shù)的特性，在末級(jí)放大器采用正溫度系數(shù)的反饋電阻Rf實(shí)現(xiàn)增益溫度補(bǔ)償。此外，通過(guò)調(diào)整Rf可縮小靈敏度的雜散范圍。四、作圖題1.畫(huà)出熱敏電阻溫度傳感器報(bào)警系統(tǒng)控制原理溫度T1 時(shí)2畫(huà)出超聲波式卡曼渦旋空氣流量傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。3.畫(huà)出傳感器的結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖。4.畫(huà)出熱線式空氣流量計(jì)(H/W)的等效示意圖。5.畫(huà)出加熱型氧傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。6.畫(huà)出晶向?yàn)椋?00）、（110）的N型單晶硅示意圖

12、。7.畫(huà)出車高調(diào)整裝置方框圖。8.畫(huà)出熱敏開(kāi)關(guān)控制汽車空調(diào)系統(tǒng)的示意圖。五、計(jì)算題1. 已知空氣中按質(zhì)量計(jì)，氧氣約占23%，氮?dú)饧s占77%，汽油的質(zhì)量成分碳約占86%，氫約占14%。質(zhì)量為2KG的汽油在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)完全燃燒做功，需要多少空氣？求理論空燃比。解：空氣中的主要元素是氧和氮，按質(zhì)量計(jì)，O2約占23%，N2約占77%，與燃油中的C、H完全燃燒，化學(xué)反應(yīng)方程式分別是： C+ O2=CO2 2H2+ O2=2H2O 按照化學(xué)反應(yīng)當(dāng)量關(guān)系，可求出1KG燃油完全燃燒所需的理論空氣量LO在CO2中O和C之比：g01/gC=16*2/12=8/3 在H2O中C和H的質(zhì)量之比：gO2/gH=16/1

13、*2=8/1 則燃燒需要氧的質(zhì)量為： GO=gO1+gO2 故燃燒需要空氣的質(zhì)量為：LO=GO/23% LO=( gO1+gO2)/0.23 LO=1/0.23(8/3 gC+8 gH) 2kg汽油中含C的質(zhì)量： gC=2kg*86% 2kg汽油中含H的質(zhì)量： gH=2kg*14% 將式代入式得 LO=1/0.23(8/3 gC+8 gH)= 1/0.23（8/3 *2*86%+8*2*14%）=29.4理論空燃比為： A/F=29.4/2=14.7答：2kg汽油完全燃燒需要29.4kg空氣，理論空燃比A/F為14.7.2. 某動(dòng)片式空氣流量傳感器的等效電路如圖，求電位計(jì)的滑動(dòng)臂分別在100%、75%、50%、25%、0%位置（100%為進(jìn)氣量最大的位置，0%為進(jìn)氣量最小位置）時(shí)輸出電壓Us，并作出特性曲線圖。（已知VB=12V，R1=10千歐，R2=10千歐，R2為線性電位計(jì)）。 解：設(shè)R2cs為電位計(jì)的滑動(dòng)臂至上端的電阻值。Us為輸出電壓。(1)求R2cs :