分析传感器:传感器

2021/11/12 11:45 · 传感器知识资讯 ·  · 分析传感器:传感器已关闭评论
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分析传感器:传感器传感器资讯四大方向、三大新品,奉加微电子带你走向智能家居的未来在本次论坛中奉加微分享了未来市场前景四大发展方向,分别为Matter,超低功耗BLE,算力提升,方案SiP集成,让我们一个个来看。2021-10-25标签:传感器

分析传感器:传感器  第1张

分析传感器:传感器

传感器资讯

四大方向、三大新品,奉加微电子带你走向智能家居的未来

在本次论坛中奉加微分享了未来市场前景四大发展方向,分别为Matter,超低功耗BLE,算力提升,方案SiP集成,让我们一个个来看。

2021-10-25
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分析传感器:传感器  第2张

分析传感器:分析传感器与信号变送器的区别

 跟着技能的进步,有些技能词汇的意义有了改变,以至于常常引起误解。传感器就是这样一个比如。
  现在人们说的传感器是由两部分组成的,即分别是灵敏元件和转化元件。其间灵敏元件是指传感器中能够直接感受或呼应被丈量的部分;转化元件是指传感器中将灵敏元件感受或呼应的被丈量转化成适于传输或丈量的电信号部分。因为传感器的输出信号一般很微弱,需要将其调制与扩大。跟着集成技能的开展,人们又将这部分电路及电源等电路也一同装在传感器内部。这样,传感器就能够输出便于处理,传输的可用信号了。
而在以前技能相对落后时,所谓的传感器是指上文中的灵敏元件,而变送器就是上文中的转化元件。
  变送器的种类很多,用在工控仪表上面的变送器主要有温度变送器,压力变送器,流量变送器,电流变送器,电压变送器等等。变送器相当于一个信号扩大器。通常来说,变送器是给传感器提供电源,和扩大信号的。而传感器仅仅收集信号,例如应变片把位移信号变成电阻信号。当然也有不用电源的传感器,如热电偶、压电陶瓷,这种的通常拿来就用了。
  咱们用过不同种类型的压力传感器,但是变送器差不多没换过,压力传感器是检测压力信号的,一般指一次表,压力变送器是把一次表和二次表合在一同的,并把检测到的信号转化成规范的4-20、0-20毫安或0-5V、0-10V的信号,你能够这样形象地了解:传感器是把传过来的“感觉”一下,变送器呢不只感觉到了,而且“变成”规范的信号再“送”出去。压力传感器一般是指将改变的压力信号转化成对应改变的电阻信号或电容信号的灵敏元件,如,压阻元件,压容元件等。而压力变送器一般是指,压敏元件与调度电路共同组成的丈量压力的整套电路单元,一般能直接输出与压力成线性关系的规范电压信号或电流信号,供仪表、plc、收集卡等设备直接收集。
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分析传感器:常见传感器波形分析,看这一篇就够了!

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我们在进行汽车维修的过程中,示波器是非常有用的,尤其是在进行免拆诊断、疑难故障分析、总线诊断的时候,更是不可或缺。与其它的诊断工具(如诊断电脑、试灯、万用表等)结合使用,更是可以起到事半功倍的效果。
在前面两期推文中,为大家讲解了示波器的相关概念、示波器的连接与波形的调整,相信大家都已经会使用示波器了。
这一期将为大家讲解汽车上常见传感器的波形是什么样的,我们应当如何去分析、判断。
在开始之前,我们先回顾前面的一个知识点:
在第一篇关于波形介绍的文章里面,给大家说过电子信号的判断依据有:幅值、频率、形状、脉冲宽度与阵列5个判断依据。
PS:
1、信号波形的形状不应有中断、杂波、毛刺等异常现象。
2、我们还可以对照多个传感器/执行器,看波形形状是否一致(如喷油、点火等),来判断某个传感器/执行器是否出现老化、不良的情况。
好了,我们现在回到今天的主题内容:
1转速传感器
汽车上的转速类传感器很多,如曲轴位置、凸轮轴位置、车速、轮速传感器等等。
但是他们主要就是两种类型,电磁式与霍尔式。(光电式已基本不使用,这里不再做讲解)
在分析一个波形的时候,我们要想知道它这个波形应该是什么样的,那我们首先就要对他们的工作原理有一定的了解。
(这里仅简单介绍一下工作原理,不清楚的可查阅之前的文章了解)
1电磁式
工作原理:
它有两线/三线之分(三线的带屏蔽线),它产生的是正弦波形,是交流信号。其波形频率、幅值大小与转速有关。

实车波形:

上图中的为电磁式曲轴位置传感器的信号,我们知道,因为要判断一缸上止点的位置,在信号盘上就有一个缺齿,因此在波形上它也有一个缺齿信号。
波形分析:
我们在分析这种波形时,因为其是交流信号,所以我们需要看其频率、幅值、形状是否一致。如下图,就是两个有故障的波形
2霍尔式
工作原理:
它有三根线,一根电源(5V或12V)、一根搭铁还有一根是信号线,它产生的信号是方波信号。其波形频率与转速有关,占空比、幅值不变。

实车波形:

上图为霍尔式曲轴位置传感器的信号,同样的,他有缺齿信号,来确定曲轴的具体位置。
波形分析:
我们在分析的时候,不要看到有多个缺齿信号就认为它的信号盘缺齿了,在有些车型上面,信号盘本身就是有多个缺齿的,因此在不是特别了解之前不要直接下定论。
这个波形,因为它是频率调制信号,同样的我们应当从它的幅值、形状以及频率上面去分析。
如出现幅值不一、占空比不同、频率不同、有杂波、缺齿信号等等,都说明当前传感器或信号轮存在故障。
2位置传感器
汽车上位置传感器主要有节气门位置传感器、油门踏板位置传感器、燃油油位传感器、EGR位置传感器等等。
这里以节气门位置传感器为例进行讲解:
工作原理:
根据车型不同,节气门位置传感器的线数也不同,主要分内部一个位置传感器与两个位置传感器,现在的车型,基本上都是两个。下图为三线式节气门位置传感器为例:

它的三根线分别是电源、搭铁与信号线。信号电压的大小,取决于滑臂的位置(即节气门的开度)。
当节气门转运时,带动节气门位置传感器上(可变电阻器)的滑动臂旋转,它的信号电压也就随着节气门的旋转而发生改变。
从上图中我们可以看到,两个节气门位置传感器的,他们共电源,共搭铁,然后有两个节气门位置传感器信号给到ECU。
实车波形:
在测量波形时,我们可以缓踩油门至全开,然后保持1~2秒,然后再松开油门。

波形分析:
这个电压信号属于直流信号,其信号电压根据节气门开度而变化(可着车踩油门,不推荐手推节气门阀板),在分析的时候主要根据它的幅值来进行分析。
其信号波形,在缓踩油门踏板时,应无中断、突变等不正常的现象。
另外,我们还可以通过他们的特性,对车上同部位另外的传感器进行对比的方式来进行分析,如下图:
我们可以看到,该节气门位置传感器TPS1与TPS2之间的信号电压增长是相反的;通过示波器自带的逻辑运算功能,我们可以看到两个位置传感器的电压之和为5V(粉色线)左右。这是他们的一个特性,所以我们在分析的时候,还可以参照他们的特性来进行分析。
对于这种有两个或多个传感器的,他们之间的关系我们要有所了解,如下图中,油门踏板位置传感器1与油门踏板位置传感器2之间的电压,基本上是两倍的关系。(不同车型该特性也可能不同)

3温度传感器
汽车上的温度传感器主要有水温传感器、进气温度传感器、油温传感器等等
工作原理:
我们都知道水温传感器是一个负温度系数的热敏电阻(即温度越高其本身的电阻越低),它的电源线就是信号线(电源内部有一个监测电阻,相当于监测两个电阻之间的电压)。三线的水温传感器,为两个温度传感器并在一起的。

实车波形:

上图为水温传感器的信号波形。
波形分析:
它的信号电压同样是直流电压,除了分析他们的幅值以外,我们更多的还是要借助传感器的特性,对其进行加热,冷却,看信号波形是否会发生相应的变化。
4压力传感器
汽车上的压力传感器主要有进气压力传感器、燃油压力传感器、机油压力传感器等等。
工作原理:
进气压力传感器主要有压敏电阻式与电容式两种,这里以压敏电阻式来举例
如图,应变电阻R1~R4组成的惠斯顿电桥与硅膜片连在一起,当进气歧管压力发生改变时,硅膜片发生变形,绝对压力越高,硅膜片变形越大,电阻R的阻值变化也越大,即把硅膜片的机械变化转变成了电信号,由集成电路放大以后输送给ECU,ECU再根据输出的信号电压大小来确定当前进气歧管内的压力。
实车波形:
同样的,我们在测量该波形时,需要进行加速、减速的操作。

波形分析:
它的信号电压同样的是直流电压信号,我们在分析时可以看到:
1、怠速时,基本在1.3V左右;
2、急加速时波形垂直上升说明 传感器灵敏度好;
3、急加速时波形掉到1V以下,越接近0V说明发动机的真空度越好;
5流量传感器
汽车上的流量传感器,主要就是空气流量传感器。
工作原理:
在之前的文章中,我们说过空气流量计主要有翼片式、热线/热膜式、卡门涡旋式等等。他们都是根据进气量的多少,输出一个(空气流量)电压信号给ECU,

实车波形:
同样的,我们需要测怠速、急加速与缓加速的波形,它是直流电压信号。

波形分析:
在测试时,信号应无中断、突变等不正常现象
如果是数字信号的空流计,他们输出的信号波形如下,是频率调制信号。频率与车型、车辆状态有关(如别克英朗,怠速时1000Hz,油门踩到底4000Hz左右)
6其余传感器1爆震传感器
工作原理:
当发动机振动时,爆震传感器内部的振荡片发生振动,振动产生的力作用在压电元件上,压电元件再将压力信号转换成电压信号输送给ECU。

实车波形:

波形分析:
我们可以看到,它的信号是一个交流电压信号,振动越大,电压峰值越大,频率也越高。因为该传感器极难损坏,所以我们在测量的时候,一般只需要去看其是否有信号输出即可。
2氧传感器
工作原理:
氧传感器的种类也很多,这里以四线氧化锆式氧传感器为例,因为氧传感器在没有达到特定温度(300℃以上)时,信号会不准确,因此它内部有加热丝,使氧传感器达到快速升温的目的。
另外,氧传感器通过监测内外氧含量,会自己产生一个电压。

实车波形:

波形分析:
1、氧传感器的正常范围大约是0.1~0.9V之间变化(用久以后,氧传感器灵敏度会降低,电压会往中间靠,如0.2~0.8V之间变化)
2、尾气中氧含量越低,电压越高,氧含量越高,电压越低(偏高代表混合气浓;偏低代表混合气稀)
3、其变化次数,在10S内应不小于8次
另外,我们还可以通过对前后氧传感器的波形进行一个对比,来判断三元催化器是否正常。

讲了这么多,总的来说,大家要想达到能够通过波形快速的确定故障,除了通过幅值、频率、脉冲宽度、形状、阵列来进行分析以外。还要熟知传感器的工作原理、信号类型,并根据需要通过模拟或操作对应零部件的工作,来查看波形的变化情况。
相信大家在进行波形分析故障的时候,都想有标准波形进行参考。
小编这里把我修车过程中的一个经验告诉大家,就是在平时修车的时候,多读取并记录各车型传感器的正确波形,然后分析、理解。
除了在日后做对比之外,还可以为之后的分析打下一个坚实的基础。
今天的内容到这里就告一段落了,在下一期的推文中,再为大家带来执行器与总线的相关知识内容。
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分析传感器:传感器  第3张

分析传感器:组织工程分析传感器

Ospin提供的技术解决方案可提高组织工程研究的处理量,并可作为组织应用的开发和生产平台。 该公司成立于2014年,总部位于德国柏林。 Ospin开发模块化和可扩展的生物反应器,可进行组织生产以用于广泛的临床和研究应用。 他们的生物反应器需要适用于组织工程的分析传感器。
组织工程是利用人和动物的细胞、生物材料、物理刺激和生化因子来处理组织并促进其生长。 其应用范围广泛,如在药物开发过程中替代动物试验、开发生物人工器官以及制造可食用的人造肉。 这一领域的许多开发都需要适用于组织工程的先进传感器和生物反应器,这些仪器要可以实现标准化,能控制和自动化所需的生长和测试条件,以实现高重现性。
维持生物反应器中所需的生长环境要求精密控制pH、溶解氧(DO)和其他参数。 这就要求使用可靠性高、重复性优异的分析传感器。 Ospin确定了自身需求——即需要可靠的分析设备,包括适用于组织工程的传感器——并向梅特勒-托利多寻求解决方案。
阅读本案例研究,以了解梅特勒-托利多为Ospin提供了哪些用于pH和溶氧测量的解决方案。
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