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节气门位置传感器的检测方法论文

发布时间:2024-07-03 22:16:39

节气门位置传感器的检测方法论文

节气门位置传感器,是汽车电子控制系统中最重要的传感器,主要用于发动机电子燃油喷射系统和电控自动变速器系统。

节气门位置传感器安装在节气门体上节气门轴的一端,探测或监测节气门开度的大小和变化的快慢,并把位置信号转变为电信号后输入电控单元。用于判别发动机的各种工况,从而控制不同的喷油量和点火正时。在装备电子控制自动变速器的汽车上,节气门位置传感器信号是变速器换挡和变矩器锁止时的主要信号。

目前广泛使用的节气门位置传感器有两种类型,线性型节气门位置传感器和霍尔元件型节气门位置传感器。

线性型节气门位置传感器可以告知电子控制模块(ECM)精确的节气门开度。

大多数现代管理系统会应用这种传感器,且它安装在节气门蝴蝶板驱动轴上。它是一个3线的设备,有一条5伏的电源线、一条接地线和一条位于中间针脚的可变的信号输出线。这个信号输出对汽车的性能非常关键,内部的碳轨道滑动区域上的任何“盲点”,会导致“停滞”和“反应缓慢”。这种不连续性可通过示波器波形看出,并且操作者可以在它的工作范围内标记输出电压所指示的任何故障区域。

一个好的节气门电位计应该显示:在节气门关闭位置电压很小,当节气门开启时电压逐渐上升,当节气门关闭时电压恢复到它的初始值。尽管多数节气门位置传感器的电压是厂家定义的,但多数都是不可调节的。

下面讲讲示波器如何连接和设置

连接一条BNC转香蕉头线到示波器的通道一,红色香蕉头接一根刺针接入传感器信号输出端,黑色香蕉头接一个鳄鱼夹搭铁接地。示波器通道衰减比设置为1X,垂直档位设置为500mV,时基可以设置为1S,为防止毛刺干扰可以开低通滤波,有的示波器也支持一键设置。

打开点火开关,发动机不运转,慢慢地让节气门从关闭位置到全开位置,并重新返回至节气门关闭位置。慢慢地反复这个过程几次。

有些车辆有两个节气门位置传感器。一个用于发动机控制,另一个用于变速器控制。发动机节气门位置传感器传来的信号与变速器节气门位置传感器操作相对应。这两个节气门位置传感器的信号相反,互相校验,我们称这种设计模式为“冗余“设计。

模拟式节气门位置传感器(TPS)变电阻(电位计)告诉电脑节气门位置大多数节气门位置传感器包含与节气门轴相联滑动触点臂该触点臂绕动触点轴放置电阻材料段上滑动 节气门位置传感器三线传感器其线从电脑传感器电源引来5V电压对传感器电阻材料供电另线连接电阻材料另端传感器提供接地第三根线连至传感器动触点提供信号输出至电脑电阻材料上每点电压由动触点探测并与节气门角度成正比 重要传感器因电脑用信号来计算发动机负荷点火时间排气再循环控制怠速控制和像变速器换挡点样其参数坏节气门体位置传感器会引起加速滞和怠速问题及驾驶性能问题和排放试验失败等 几乎所有轿车制造商生产节气门位置传感器相同方式运行所示波器初设定和试验步骤应适合于大多数厂家和型号三线节气门位置传感器通常节气门位置传感器节气门关时产生约低于1伏电压信号油门全开时产生约低于5伏电压信号 开关式节气门位置传感器由两开关触点构成旋转开关常闭触点构成怠速开关节气门处怠速位置:位于闭合状态发动机控制电脑怠速输入信号端子接地搭铁发动机控制电脑接信号即使发动机进入怠速闭环控制或者控制发动机倒拖状态时停止喷射燃油另常开触点节气门开度达全负荷状态时发动机控制电脑全负荷输入信号端接地搭铁发动机控制电脑接信号即使发动机进入全负荷加浓控制状态 开关式节气门位置传感器旋转臂与节气门轴相联并随节气门起转动三线传感器 了使喷油量满足同工况要求电子控制汽油喷射系统节气门体上装有节气门位置传感器节气门开度转换成电信号输送给ECU作ECU判定发动机运转工况依据节气门位置传感器有开关量输出型和线性变电阻输出型两种 1、开关量输出型节气门位置传感器检测 (1)结构和电路 开关量输出型节气门位置传感器又称节气门开关有两副触点分别怠速触点(IDL)和全负荷触点(PSW)由和节气门同轴凸轮控制两开关触点开启和闭合当节气门处于全关闭位置时怠速触点IDL闭合ECU根据怠速开关闭合信号判定发动机处于怠速工况从而按怠速工况要求控制喷油量;当节气门打开时怠速触点打开ECU根据信号进行从怠速小负荷过渡工况喷油控制;全负荷触点节气门由全闭位置小开度范围内直处于开启状态当节气门打开至定角度(丰田1G-EU车55°)位置时全负荷触点开始闭合向ECU送出发动机处于全负荷运转工况信号ECU根据此信号进行全负荷加浓控制丰田1G-EU发动机电子控制系统用开关量输出型节气门位置传感器 (2)开关量输出型节气门位置传感器检查调整(丰田1S-E和2S-E) ①车检查端子间导通性 点火开关置于OFF位置拔下节气门位置传感器连接器节气门限位螺钉和限位杆之间插入适当厚度厚薄规;用万用表Ω档节气门位置传感器连接器上测量怠速触点和全负荷触点导通情况 当节气门全闭时怠速触点IDL应导通;当节气门全开或接近全开时全负荷触点PSW应导通;其开度下两触点均应导通具体情况表1所示否则应调整或更换节气门位置传感器 2、线性变电阻输出型节气门位置传感器检测 (1)结构和电路 线性变电阻型节气门位置传感器种线性电位计电位计滑动触点由节气门轴带动 同节气门开度下电位计电阻也同从而节气门开度转变电压信号输送给ECUECU通过节气门位置传感器获得表示节气门由全闭全开所有开启角度、连续变化电压信号及节气门开度变化速率从而更精确地判定发动机运行工况般种节气门位置传感器也设有怠速触点IDL判定发动机怠速工况 (2)线性变电阻型节气门位置传感器检查调整(皇冠例) ①怠速触点导通性检测点火开关置于OFF位置拔去节气门位置传感器导线连接器用万用表Ω档节气门位置传感器连接器上测量怠速触点IDL导通情况当节气门全闭时IDL-E2端子间应导通(电阻0);当节气门打开时IDL-E2端子间应导通(电阻∞)否则应更换节气门位置传感器 ②测量线性电位计电阻 点火开关置于OFF位置拔下节气门位置传感器导线连接器用万用表Ω档测量线性电位计电阻该电阻应能随节气门开度增大而呈线性增大 ( 量 ) 输出型节气门位置传感器主要由节气门轴、大负荷触点 ( 又称功率触点 ) 、 怠速触点和接线插座组成。节气门轴随节气门开度 ( 发动机负荷 ) 大小的变化而变化。 当节气门关闭时,怠速触点闭合、功率触点断开, ECU 接收到 TPS 输入的信号时,如 果车速传感器输入 ECU 的信号表示车速为零,则 ECU,

开关量输出型节气门位置传感器的检测 : 1.开关量输出型节气门位置传感器的检查调整①就车检查端子间的导通性 点火开关置于“OFF”位置,拔下节气门位置传感器连接器,在节气门限位螺钉和限位杆之间插入适当厚度的厚薄规;用万用表Ω档在节气门位置传感器连接器上测量怠速触点和全负荷触点的导通情况。当节气门全闭时,怠速触点IDL应导通;当节气门全开或接近全开时,全负荷触点PSW应导通;在其他开度下,两触点均应不导通。否则,应调整或更换节气门位置传感器。 2.线性可变电阻输出型节气门位置传感器的检测 (1)结构和电路 线性可变电阻型节气门位置传感器是一种线性电位计,电位计的滑动触点由节气门轴带动。在不同的节气门开度下,电位计的电阻也不同,从而将节气门开度转变为电压信号输送给ECU。ECU通过节气门位置传感器,可以获得表示节气门由全闭到全开的所有开启角度的、连续变化的电压信号,以及节气门开度的变化速率,从而更精确地判定发动机的运行工况。一般在这种节气门位置传感器中,也设有一怠速触点IDL,以判定发动机的怠速工况。 (2)线性可变电阻型节气门位置传感器的检查调整①怠速触点导通性检测点火开关置于“OFF”位置,拔去节气门位置传感器的导线连接器,用万用表Ω档在节气门位置传感器连接器上测量怠速触点IDL的导通情况。当节气门全闭时,IDL-E2端子间应导通(电阻为0);当节气门打开时,IDL-E2端子间应不导通(电阻为∞),否则应更换节气门位置传感器。 ②测量线性电位计的电阻 点火开关置于OFF位置,拔下节气门位置传感器的导线连接器,用万用表的Ω档测量线性电位计的电阻,该电阻应能随节气门开度增大而呈线性增大。

01节气门位置传感器有开关式、滑动电阻式和综合式三种,不同种类,检修方式也有所不同。

02对于开关式,可以在传感器插座上,用万用表测量怠速和全负荷开关的导通情况。①节气门全闭时怠速开关导通,在节气门全开或接近全开时,全负荷开关应该导通,其它情况两者均不导通才正常。

03对于滑动电阻式的,它的电阻会随节气门开口的增大而增大,并且要检测一下最大阻值,看是否符合要求。

04还有一种是综合式的,同样用万能表来检测,它在滑动式的基础上加了一个怠速开关。①正常情况下,怠速时怠速触点闭合,并输出信号,而其他情况下,信号电压会随节气门开度的增大而升高。

节气门传感器毕业论文

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发动机抖有以下几种可能1.“空气滤清器脏,堵塞,并且未及时更换,或是高压线断路影响点火以引起发动机的抖动。2.火花塞未及时更换或是燃油压力低导致的发动机抖动。3.节气门脏、喷油嘴堵塞,或是缸压低都可能会导致发动机抖动。

毕 业 论 文汽车发动机的维护与保养系 别 汽车检测与维修 系 年级专业 09级汽修2班 学生姓名 叶光耀 指导教师 xxx 专业负责人 x x x 答辩日期 2012年5月10日 烟台汽车工程职业学院目 录摘 要……………………………………………………………………………2关键词……………………………………………………………………………3一.发动机基本构造…………………………………………3二. 关于发动机故障及维护………………………………………………4 发动机故障八大主要因素………………………………………………发动机故障诊断方法………………………………………………………5 发动机简单维护…………………………………………………………6三. 发动机主要保养方面…………………………………….…………………7 车辆保养识常…………………………………………………………7 总 结……………………………………………………………………………9致 谢……………………………………………………………………………9参考文献…………………………………………………………………………10(【 摘要 】汽车的修理和维护是大家头痛的问题。 如果平时不知好好保养爱车,或者驾车习惯不好,一旦车子得进厂大修特修,不单得付 出一笔可观的费用,时间的浪费和精神上的折磨,更是难以数计。 所以,汽车要时时注意保养,从你拥有汽车的第一天就小心维护,以免因小失大呢?本文从汽车理论知识出发,为您讲解汽车发动机的维修和保养的基础知识。【关键词】发动机诊断 检修 保养一.发动机基本构造发动机是将某一种型式的能量转换为机械能的机器,其作用是将液体或气体燃烧的化学能通过燃烧后转化为热能,再把热能通过膨胀转化为机械能并对外输出动力。汽车发动机汽油机通常由曲柄连杆、配气两大机构和燃料供给、润滑、冷却、点火、起动五大系统组成。1.曲柄连杆机构 曲柄连杆机构是由气缸体、气缸盖、活塞、连杆、曲轴和飞轮等组成。这是发动机产生动力,并将活塞的直线往复运动转变为曲轴旋转运动而对外输出动力。2.配气机构 配气机构是由进气门、排气门、气门弹簧、挺杆,凸轮轴和正时齿轮等组成。其作用是将新鲜气体及时充入气缸,并将燃烧产生的废气及时排出气缸。3.燃料供给系 由于使用的燃料不同,可分为汽油机燃料供给系和柴油机燃料供给系。 汽油燃料供给系又分化油器式和燃油直接喷射式两种,通常所用的化油器式燃料供给系由燃油箱、汽油泵、汽油滤清器、化油器、空气滤清器、进排气歧管和排气消声器等组成,其作用是向气缸内供给已配好的可燃混合气,并控制进入气缸内可燃混合气数量,以调节发动机输出的功率和转速,最后,将燃烧后废气排出气缸。 4.冷却系 机动车一般采用水冷却式。水冷式由水泵、散热器、风扇、节温器和水套(在机体内)等组成,其作用是利用冷却水的循环将高温零件的热量通过散热器散发到大气中,从而维持发动机电动正常工作的温度5.润滑系 润滑系由机油泵、滤清器、油道、油底壳等组成。其作用是将润滑油分送至各个相对运动零件的摩擦面,以减小摩擦力,减缓机件磨损,并清洗、冷却摩擦表面。6.点火系 汽油机点火系由电源(蓄电池和发电机)、点火线圈、分电器和火花塞等组成,其作用是按规定时刻及时点燃气缸内被压缩的可燃混合气。 7.起动系 起动系由起动机和起动继电器等组成,用以使静止的发动机起动并转入自行运转状态。发动机工作原理发动机将热能转变为机械能的过程,是经过进气、压缩、作功和排气四个连续的过程来实现的,每进行一次这样的过程就叫一个工作循环。凡是曲轴旋转两圈,活塞往复四个行程完成一个工作循环的,称为四冲程发动机。1. 四冲程汽油机的工作原理: (1) 进气行程。曲轴带动活塞从上止点向下止点运动,此时,进气门开启,排气门关闭。活塞移动过程中,气缸内容积逐渐增大,形成真空度,于是可燃混合气通过进气门被吸入气缸,直至活塞到达下止点,进气门关闭时结束。 (2) 压缩行程。进气行程结束时,活塞在曲轴的带动下,从下止点向上止点运动,气缸内容积逐渐减小。此时进、排气门均关闭,可燃混合气被压缩,至活塞到达上止点时压缩结束。压缩过程中,气体压力和温度同时升高,并使混合气进一步均匀混合,压缩终了时,气缸内的压力约为~,温度约为600K~800K。 (3) 作功行程。在压缩行程末,火花塞产生电火花点燃混合气,并迅速燃烧,使气体的温度、压力迅速升高,从而推动活塞从上止点向下止点运动,通过连杆使曲轴旋转作功,至活塞到达下止点时作功结束。 作功开始时气缸内气体压力、温度急剧上升,瞬间压力可达3MPa~5MPa,瞬时温度可达2200K~2800K。 (4) 排气行程。在作功行程接近终了时,排气门打开,进气门关闭,曲轴通过连杆推动活塞从下止点向上止点运动。废气在自身剩余压力和在活塞推动下,被排出气缸,至活塞到达上止点时,排气门关闭,排气结束。因排气系统存在排气阻力,排气冲程终了时,气缸内压力略高于大气压力,约为~,温度约为900K~1200K。 二.关于发动机故障及维护发动机出现故障的八大主要因素每个人都有一颗心脏,如果心脏停止跳动,生命也将随之消逝。汽车也不例外,发动机就是汽车的心脏,保养的好与坏直接影响着汽车的性能和它的使用寿命。为了让我们的爱车远离“心脏病”,就要像爱护自己的心脏一样爱护汽车的发动机。下面所介绍的导致车辆患“心脏病”的八大要因,或许会给让你有所受益。 要因一、不按期保养 通常人们总是喜欢在改装上投入很多钱,但却容易忽视按期给发动机做保养。据有经验的汽修师傅说:“在他们所经手维修的汽车中,车辆因发动机保养不良造成的故障占总故障50%之高。”可见发动机保养对延长车辆使用寿命能起到至关重要的作用。当然也会给你减少不必要的损失,要不怎么会有“以养代修”这个名词。 要因二、机油变质及机油滤芯不畅 不同等级的润滑油在使用过程中油质都会发生变化。车辆行驶一定里程之后,性能就会恶化,可能会给发动机带来种种的问题。为了避免这些故障的发生,应该结合使用条件定期给汽车换油,并使油量适中,一般以机油标尺上下限之间为好。 机油从机油滤芯的细孔通过时,把油中的固体颗粒和黏稠物积存在滤清器中。如滤清器堵塞,机油则不能顺畅通过滤芯时,会胀破滤芯或打开安全阀,从旁通阀通过,仍把脏物带回润滑部位,促使发动机磨损加快,内部的污染加聚。因此机油滤芯的定期更换同样重要。 要因三、空气滤芯堵塞发动机的进气系统主要由空气滤芯和进气道两部分组成。根据不同的使用情况,要定期清洁空气滤芯,可使用的方法有高压空气由里向外吹,把滤芯中的灰尘吹出。由于空气滤芯为纸质,所以吹的时候要注意空气的压力不能过高,以免损坏滤芯。空气滤芯在一般在清洗3次后就应更换新的,清洗周期可以由日常驾驶区域的空气质量而定。 要因四、进气管道过脏 如果车辆经常行驶于灰尘较多、空气质量较差的路况区域,就应该注意清洗进气管道,保证进气的畅通。进气管道对于发动机的正常工作非常重要,如果进气管道过脏,会导致充气效率的下降,从而使发动机不能在正常的输出功率范围内运转,加剧发动机的磨损和老化。 要因五、曲轴箱油泥过多 发动机在运转过程中,燃烧室内的高压未燃烧气体、酸、水分、硫和氮的氧化物经过活塞环与缸壁之间的间隙进入了曲轴箱中,使其与零件磨损产生的金属粉末混在一起,形成油泥。少量的油泥可在油中悬浮,当量大时从油中析出,堵塞滤清器和油孔,造成发动机润滑困难,从而加剧发动机的磨损。此外,机油在高温时氧化会生成漆膜和积炭粘结在活塞上,使发动机油耗增大、功率下降,严重时使活塞环卡死而拉缸。 要因六、燃油系统保养不善 燃油系统的保养包括更换汽油滤芯、清洗化油器或燃油喷嘴以及供油管路。燃油在通过油路供往燃烧室燃烧的过程中,不可避免地会形成胶质和积炭,在油道、化油器、喷油嘴和燃烧室中沉积下来,干扰燃油的流动,破坏正常空燃比,使燃油雾化不良,造成发动机喘抖、爆震、怠速不稳、加速不良等性能问题。使用燃油系统清洗剂清洗燃油系统,能够始终使发动机保持最佳状态。 要因七、水箱生锈、结垢 发动机水箱生锈、结垢是最常见的问题。锈迹和水垢会限制冷却液在冷却系统中的流动,降低散热的作用,导致发动机过热,甚至造成发动机的损坏。冷却液氧化还会形成酸性物质,腐蚀水箱中的金属部件,造成水箱破损、渗漏。定期使用水箱强力高效清洗剂清洗水箱,除去其中的锈迹和水垢,不但能保证发动机正常工作,而且可延长水箱和发动机的整体寿命。 要因八、冷却系统状况不良 人们对汽车发动机的养护,尤为重视的是润滑系统,很少重视冷却系统。殊不知汽车发动机最常见的故障,如活塞拉缸、爆震、缸体冲床内漏、产生的严重噪声、加速动力下降等等,都是由于汽车发动机的工作温度异常,压力过大,冷却系统状况不良而造成。冷却系统状况不良将直接导致发动机不能在正常的温度下工作,随之而来就会产生上述严重的故障现象。 发动机故障诊断方法故障诊断定义故障诊断是指在不解体(或仅拆除个别小件)的条件下,确定发动机技术状况,查明故障 部位及原因.故障诊断方法诊断故障时应遵循"先易后难、先简后繁、先外后内、分段查找、逐步缩小范围"的原则, 通常采用人工直观法、仪器设备法、故障树分析法对故障予以分析诊断。 人工直观法人工直观法就是通过问、看、嗅、摸、试、听等直接感观,或借助简单工具,以确定机器技术状况和故障的方法。(1)问即向驾驶员询问查核故障前后的诸如车辆行驶里程、使用年限、维护修理、故障预兆、故障发生过程等有关情况.(2)看即观察有故障疑点的机构、总成和零件的状况,如各仪表指示数值、机体裂痕和变形、消声 器排放废气的颜色、滴漏的油迹和水迹,再结合其他有关情况分析、判断发动机的工作情况。(3)嗅即根据发动机运行中散发出的异常气味判断故障部位,如有生汽油昧,表明有漏油或燃烧不良。(4)摸即用手触试可能产???故障部位的温度、振动情况等,从而判断出诸如配合的松紧度、轴承间隙的大小??零件配重的平衡、柴油管路的脉动以及油、水温度等.(5)试就是通过各种试验方法,使故障现象充分地显现出来,如按喇叭、打开点火开关或灯开关、火花塞"断火"、拉阻风门、使发动机转速迅速升高或降低等,必要时还可换装好的总成或 零件进行对比试验.(6)听就是根据发动机在不同工作情况、不同部位发出的声响及声响的规律,判断哪些是正常的,哪些是异常的。如汽缸内有无爆震声、化油器有无"回火"、排气消声器有无放炮声或 "突、突"声等。以上方法,并非每一种故障诊断都必须遵循该程序,不同的故障应视其具体情况灵活运用。发动机的简单维护(1)先检查汽车的防冻液的液面是否合适,正确的液面位置应该在不低于最底线不超过最高线中间偏上是最合适的液面位置!(2)车辆的电瓶汽车的电瓶检查分3小步,第1步先检查电瓶的电解液是否不足(除免维护电瓶)第2步检查电瓶的“正极”和(负极)的庄头是否松动,第3步清除电瓶两极庄头上的氧化物!(3)检查和更换机油,这一步工作先要拔出机油尺检查机油的液面,然后观察机油的颜色,如果要是像麻酱色像水一样没有粘稠度了就必须更换了。(4)空气滤芯器的检查或更换,这一项工作非常简单,只要把滤芯器拆下检查,如果不是特脏就可以不更换用高压气枪吹净即可!(5)检查清洗散热器和进气道,这一项工作是春天过后必须检查的,因为已进入春天就会有很多柳絮毛之类的杂物粘到散热器上这对汽车进入夏天后发动机散热造成影响必须到维修站用高压气枪吹净!(6)检查汽车发动机舱内裸露的橡胶皮管(包括:水管,油管,气管)是否有老化皲裂!(7)检查汽车发动机舱内裸露的电线,是否有开胶!(8)检查汽车发动机舱内的零件螺丝是否有松动的,如果有立即拧紧!(9)检查汽车发动机舱内的各处皮带强度是否够3发动机主要保养方面车辆保养常识汽车按时定程保养是关键,汽车保养就如同健身,对延长汽车的使用寿命有很大帮助。很多车主平时工作太忙,等到节假日又把时间用在休闲旅游上。这样循环往复,自己既没有时间养护,又不具备养护专业知识,最终汽车会以发生故障为抗议,到那时后悔晚矣。根据环境情况和车型的不同,轿车一般每5000公里左右保养一次。其主要内容是更换机油、机滤。由于机油与空气接触及受热易被逐渐氧化,随着油中的酸性物质、胶质、铁屑慢慢地增多,机油的颜色会渐渐变黑,黏度也会逐渐下降,到了规定的换油期则必须更换新油。如果长时间不更换机油,这些沉淀物可能会阻塞油道,导致发动机干磨,严重影响发动机的使用寿命。保养项目中除更换项目外,还有很多检查项目,工序流程也是相当细致和复杂。首先,要确保汽车各个系统的润滑和油路无渗漏,对各种液面的检查缺一不可:机油液面、防冻液液面、刹车油液面、助力转向液面、齿轮油液面、电解液液面、玻璃清洁液液面等。需要添加的要及时增补,发现渗漏现象,要做到小病及早发现、提前解决,将其对车辆损害降到最低程度。其次,与驾驶员生命息息相关的制动、行使和动力系统也是保养检查的重头戏。内容包括:制动磨擦件的磨损情况、手制动间隙配合、轮胎磨损状况及气压检测、离合器间隙调整等项目。千万不要贪图便宜到路边摊做保养,那些地方对检查和添加项目往往一笔带过,没有质量保证,最后吃亏上当的只有自己。另外,全车照明及指示灯的检查也是必不可少的。如今的交法条文一天比一天细,处罚力度一天比一天大。无疑,在灯光不全的情况下驾车上路是不明智的行为。保养中更换零部件依据行使里程的需要有所区别。各汽车品牌对其下名下的不同车型安排保养计划,更换燃油滤清器、空气滤清器、空调滤清器、火花塞、正时皮带、制动液、齿轮油等部件。适时更换以上部件对于保持和恢复汽车的技术性能,保证汽车具有良好的使用性和可靠性、延长使用寿命有重要意义。广大司机朋友要改变老的“以修代保”的错误观念,不可以嫌麻烦、图省钱而不保养汽车,以免因小失大。汽车传感器故障诊断18个要点1、计算机电源线故障会使汽车发动机的性能变差,经济性下降,所以在进行汽车电脑的更换作业之前应该首先检查计算机的电源线。2、如果氧传感器的电压信号高于标准值,有可能是传感器被污染,很多时候在这种情况下它会使空燃比变浓的。3、如果氧传感器的电压信号低于标准值,则可能是传感器出现故障,它会导致发动机的空燃比变稀。4、在检查氧传感器时必须用数字式万用表,或是示波器。5、如果氧传感的加热器有故障,它有可能会延长发动机的开环工作时间,使油耗量升高。6、发动机冷却液温度传感器可以用数字表或是模拟表来检查它的性能。7、某些计算机的ECT电路中,在发动机的某一温度时会控制一个内部电阻器,改变传感器上的电压,在测量中如果遇见这时的电压异常,并不能说明传感器有故障。8、测试发动机冷却液温度传感器和进气温度传感器可以使用完全相同的操作程序,唯一需要注意的是它们的温度变化曲线不同,所以在相同的温度时不会有相同的电压信号。9、在节气门打开,检查节气门位置传感器电压信号时,可以通过适当力度的震动来检查传感器的稳定性,某些电路虚接的故障用这种方法很有效。10、许多四线式节气门位置传感器中包含一个怠速位置开关,用来在节气门处于怠速位置时向发动机控制单元提供发动机的工作状态信息。11、有些情况下,可以松开节气门位置传感器的固定螺丝,转动传感器的壳体来调节节气门处于怠速位置时的电压信号。12、如果进气岐管绝对压力传感器输出的是频率信号,就不能用普通的万用表来测试它了。13、许多进气岐管绝对压力传感器输出的都是由大气压力转换成的电压信号,这类信号可以用接通点火开关的方法来检查它的好坏。14、在检查进气岐管绝对压力传感器的输出电压信号时,传感器内应有一定的真空度。大多数情况下每隔10千帕检测一次它的输出信号就能做出判断。15、测量翼板式进气流量传感器的电压信号时可以在传感器的翼板从全关转到全开的过程中进行检查,观察输出信号的电压值和连续性。16、有些热阻式或是热线式的进气流量传感器由发动机电脑提供频率变化的电压信号,这类的传感器只能用可以测试频率的万用表来检查它的电压。17、排气再循环阀位置传感器的电压信号将在阀关闭时的到阀全开时的之间变化。18、计算机用车速传感器的信号来控制变矩器的离合器、行使时的换档、以及行车电脑的数据采集。发动机是汽车的心脏,如何让发动机青春永驻是汽车保养的关键所在。首先,要注意磨合使用期保养,这是延长发动机使用寿命的基础,另外,要小心发动机三大常见病:1、发动机磨损。一是冷启动(即发动机停机6小时以上),在启动的瞬间产生干磨损,这时对发动机的伤害是最大的。另一种情况就是发动机高速运转产生高温,机油相对变稀,此时发动机处于半干磨损状态,这种情况也是不容忽视的现象。2、亏机油现象。这种情况是由于燃烧室与气缸之间有间隙,造成了机油窜入燃烧室引起。发现发动机有亏机油现象的方法是,先看看排气管是否冒蓝烟,把手伸到排气管处探一下后闻闻手指是否有机油味,如果有味道则证明发动机里有机油窜入燃烧室。3、油封圈老化。油封圈老化,机油被慢慢地渗漏掉,对轻微烧机油的现象,换机油时加入一定量的修复剂就可以解决。如果情况严重则需要拆卸发动机。保养发动机一定要定期更换机油、换三滤,另外,要在平时勤观察、勤检查,发现故障及时排除,才能使发动机始终保持在良好的技术运转状态。4.总结汽车在现在的生活中是不可多得的交通工具,所以对于汽车的保养是要非常值得注意的,一般汽车每行驶5000公里到10000公里或以上都需要去维修店进行不同的保养,所说的汽车保养,主要是从保持汽车良好的技术状态,延长汽车的使用寿命方面进行的工作。其实它的内容更广,包括汽车美容护理等知识,概括起来讲,主要做好以下三个方面:车体保养、车内保养、车体翻新。5.致谢在此我衷心的感谢对我进行辅导帮助的xxx老师,在我撰写论文的过程中,老师倾注了大量的心血和汗水,无论是在论文的选题、构思和资料的收集方面,还是在论文的研究方法以及成文定稿方面,我都得到了老师悉心细致的教诲和无私的帮助,谢谢您给我的帮助和支持!在论文的写作过程中,也得到了许多同学的宝贵建议,同时还到许多在工作过程中许多同事的支持和帮助,也感谢本文参考文献的所有作者和单位,在此一并致以诚挚的谢意。 感谢所有关心、支持、帮助过我的良师益友。 最后,向在百忙中抽出时间对本文进行评审并提出宝贵意见的各位专家表示衷心地感谢!6. 参考文献[1] 赵英勋. 汽车检测与诊断技术 北京:机械工业出版社 [2] 蔡兴旺. 汽车构造与原理. 上册. 发动机、车身 北京:机械工业出版社 [3] 关文达. 汽车构造 北京:机械工业出版社 1998[4] 廖祥兵 满维龙. 汽车维修工艺 北京金盾出版社 20067.结束语经过半年的准备,论文终于顺利完成,由于我实习的车型不是高档轿车,而是经济型的五菱微型客车,从而发现汽车发动机的维护与保养才是最总要的。希望能把此项技术能够简单明了的呈现出来,中间我也是在不懂到半懂的状态的中完成的,这既是自我学习的过程,也是自我努力的结果。开始一直认为汽车中,保养很重要,但是完成这项论文后,才发现保养比机修同样重要,甚至超过机修,所以,在今后的工作中,要格外重视汽车保养。完成这项论文,我也是从中获益匪浅,只有一个明确的目标,才能坚持的走下去,还有就是要有具体的计划于安排,步步踏实,步步稳赢!烟台汽车工程职业学院毕业设计(论文)任务书系部:汽车检测系 专业:汽车检测与维修技术 姓名:叶光耀 班别: 09汽修2班 学号: xxxxx 毕业设计(论文)题目 汽车发动机的维护与保养系 部 汽车检测系 专 业 汽车检测与维修技术选题的意义和研究价值 发动机就是汽车的心脏,保养的好与坏直接影响着汽车的性能和它的使用寿命。为了让我们的爱车远离“心脏病”,就要像爱护自己的心脏一样爱护汽车的发动机。研究汽车发动机的维护与保养,有利于减少事故的发生,避免不必要的损失,提高我们工作的效率。 主要内容主要研究方法 本文主要介绍汽车发动机的故障八大主要因素、故障诊断方法、简单维护、车辆保养识常等。通过介绍发动机的结构、八大主要因素、故障诊断方法、简单维护的影响等,了解了有关汽车发动机的维护与保养的最直接原因,并对处理故障分析步骤进行介绍,最后是浅谈怎样去维护与保养的措施。时间安排 2月10日前确定论文题目并对论文进行构思,10日起开始着手写论文3月初交初稿,4月底交成文指导老师意见 指导老师签名: 年 月 日系部意见 系部主任签名: 年 月 日

电控发动机疑难故障分析九(怠速运转不良故障)发动机怠速运转不良故障主要分为下面三种情况:一是怠速不稳;二是怠速偏高;三是怠速偏低或无怠速。. B9 A' @, R. h/ B) m4 ~(一)故障的一般原因0 W: {4 s' |; A4 Y! X; p* h9 N) O1.怠速不稳; s( U" j1 a8 @% d6 t, c% n* d
(1)节气门装置调整不当。
# V' c& g8 U7 w6 P1 W$ D$ S(2)怠速阀调节不当。怠速调节阀有故障。如被污物积炭粘结。: R9 J7 k* O! q% b/ M1 {3 k6 X
(3)常规点火电路有故障。如火花塞损坏,烧蚀开裂;高压线有缺陷、破损或电阻太大;分电器漏电;点火线圈工作不良等。! V- q- M: @ P% S. C# l9 z4 k# f/ e9 o
(4)进气及真空系统有漏气现象。3 r' d4 N- k+ n2 ]( D
(5)喷油器因脏物堵塞而工作不良,喷油器漏气。. q/ W* ^& g7 Y4 S) p: t! H9 b" I/ E
(6)活性炭罐堵塞,电磁阀损坏。/ }0 i6 S r! [(7)废气再循环阀因卡住而常开,不能关闭。4 w' R! F/ v& y7 n5 }& ]2 _(8)曲轴通风阀(PCV)有故障或堵塞。5 S; h& E1 \( Q(9)怠速混合气空燃比不当。6 }. E0 `; n1 v ]. ? P: t+ _" ?) v. a(10)气门漏气,液压挺柱工作状态不良。# n: l% s2 a- m' f6 L5 A2 u(11)各缸压力相差过大。! p5 ?1 W2 _: {(12)点火正时失准。/ V$ d5 ~* q( ]0 ~- @7 D2.怠速偏高& U3 |) ]7 ?. ?$ Q* F/ P(1)真空泄漏。5 ~) q9 G) @! X& q5 a6 [(2)节气门位置调整不当(人为调整)。" P$ R6 |% Y; C3 ^2 o8 _+ M(3)怠速控制阀变形或卡死。$ [! {. [7 A+ Z, k: h5 ?( t5 ~(4)温控阀水道不畅。发动机升温后,阀体温度不升高,阀内石腊感温体不动作,致使怠速处于高怠速状态不下降。* j; z q& l4 u, R5 k2 H; G(5)P/N(驻车/空档)开关和快怠速阀有故障。& P) s+ ~7 P; F! B L1 w3.怠速偏低或无怠速, d8 ~3 o4 X1 @(1)节气门或怠速开关调节不当。4 k `/ c- K# e1 `$ o0 l(2)怠速控制阀有故障。8 e4 A! r- Z5 }$ Q8 j. y8 y(3)正时不准。! e" N& Q* ]& G- j. ](二)电控方面的原因(二)电控方面的原因$ V" Y8 I6 C! l3 z; H7 ] L1.怠速不稳+ r5 [* T9 I5 }9 g I7 y. a(1)节气门积炭有脏物或怠速执行器(怠速步进电动机)有故障(堵塞)。9 b8 @5 S1 i+ ~" k. m& {6 z
(2)传感器线路或接头有故障,引起喷油误调节。这些传感器主要有:氧传感器(导热不良、电源接触不良、头部积炭发黑),进气温度传感器、进气压力传感器(胶管堵塞、挤扁或漏气),节气门位置传感器,空气流量传感器等。
6 }, c+ `& n W(3)燃油压力调节器有故障。/ \- P' m. [6 i Q& C5 Z5 C(4)空气流量计有故障。例如热膜过脏。7 v! `4 @. h& X+ v. P. z(5)电控真空开关电磁阀有故障。) _" H, u1 ]: W% d4 i6 [ c(6)冷起动喷油器和相关元件有故障。) X* z# C# p! |; t1 {/ [) X(7)ECU有故障。例如内部线路接触不良、腐蚀、氧化等。; r _' h8 H3 { h1 K(8)装配错误。例如把进气温度传感器和怠速控制阀插头插反(本田雅阁轿车这两者的形状大小完全相同,而且距离很近)。) D) t! u0 y, F- K& g% f" z% ?2.怠速偏高; R; W8 Q7 P" r3 F5 c) Y) R C8 E ~(1)节气门位置传感器有故障。例如调整不当;或怠速触点不闭合,ECU收不到怠速信号;或传感器电阻值发生变化,输送给ECU的信号电压随之变化。ECU根据变化的信号(不是处于怠速工况,而是处于部分负荷工况),指令增加喷油时间,使其怠速转速升高。8 }# M/ s, ?$ G" _/ p) Z(2)冷却液温度传感器有故障。如传感器插头断路,ECU以事先设定的冷却液温度替代值为标准,以极冷工况控制喷油量,使其转速升高;或者是传感器显示冷却液温度信号错误,热车状态当作冷车状态,ECU以冷车状态为标准指令增加喷油脉冲,使转速升高。 S8 Q) c& Z+ W& |(3)ECU有故障。如ECU受潮。1 X; a. W4 T( s0 I. X(4)空调开关信号,转向油压信号(单点喷射发动机)有问题,向ECU发出需要升高怠速的信号,致使怠速升高。- O" l( M8 X, l7 g. G3.怠速偏低或无怠速7 `9 w2 u+ x8 a(1)节气门位置传感器及连接导线有故障。如传感器信号不良。! V3 D: |" }+ p4 |(2)冷却液温度传感器及连接导线有故障。6 p$ E3 H- s2 s# |% e- z: Z(3)怠速步进电动机有故障。例如卡滞。2 R/ ~% Z7 m$ c4 a) y) C X2 J(4)进气温度传感器有故障。6 \3 j: O1 L4 H# k(三)故障的排除; T6 i% P0 s3 C) o8 p0 Z8 E1.怠速不稳故障的排除% C9 S3 \* c5 ~7 N: d7 a' t电控发动机怠速不稳有多种原因造成。首先应区分发动机怠速是一直不稳,还是有节奏性的怠速不稳。若发动机故障为有节奏性的怠速不稳,一般是个别气缸不工作。若转速忽高忽低,多为喷油器漏气所引起。若发动机仅在热车或冷车时怠速不稳,多由于暖机调节器(有的车没有)或冷却液温度传感器有问题。8 b0 J# x! S* O; U$ K排除电控发动机怠速一直不稳的故障,先读取故障码,然后再按以下程序来检查。! `$ K+ Y& \7 p2 |(1)检查发动机各缸的工作情况,是否有的缸工作不好。" }$ s0 x* h, {; ]0 |: y# W(2)检查进气系统,喷油器是否漏气。把化油器清洗剂喷到进气管周围,观察发动机转速是否有变化,若有变化,说明进气管可能漏气。再检查喷油器固定螺栓紧固情况,密封如何,有无漏气现象,最常见的是喷油器与进气管的结合部密封不好,而使气缸里吸人过多的混合气,使混合气变稀。) P1 S# P& V' i) y `) Q2 _(3)检查节气门是否有积炭。" `. @" D4 _" T4 R( r1 e# s8 }: k3 [1 m(4)检查怠速执行元件是否有故障。这些元件主要有节气门位置传感器、冷却液温度传感器、氧传感器、空气流量计、怠速控制阀、进气温度传感器等。在检查这些元件之前,首先应检查与这些元件连接的线路与接头有无损伤、断裂及接头松动等问题。如果传感器与发动机ECU之间的线路电阻值大于Ω,而又小于10Ω,则要反复进行测量,以免引起故障误判断。1 G' a0 }- f' N" H' q0 F$ |; P节气门位置传感器的作用是向发动机ECU输入节气门位置方面信号的,它与发动机怠速关系最为密切。节气门位置传感器引发的怠速不稳故障约占20%。这种怠速稳定装置脏污较快。其原因是:节气门与节气门体之间形成的气路在发动机各种工况下都要供气,使脏物附着在节气门与节气门体上的速度加快,使发动机在怠速工况时的供气截面积减少,在同样的节气门开度下,可燃混合气变浓,随之就造成怠速不稳,排放升高,油耗增加等故障。解决办法就是清洗节气门体,再检查节气门位置传感器。- M; ?/ S; g) e) z4 e U0 R氧传感器安装在排气歧管内,它的作用是监测废气中的温度和氧含量,并使其变为电压信号传给ECU,ECU通过计算来改变空燃比。氧传感器的好坏与发动机怠速关系也较大。氧传感器通常输出的电压为100~800mV。如果氧传感器的电源接触不良、头部积炭、导热不良等,都会影响发动机的怠速运转,因此也要重点检查。" N7 a4 y V' X$ {" ?进气压力传感器与进气歧管相连。它输出的电压受进气歧管中的气压变化而变化。当ECU接到它的电压信号后,就可计算出发动机的进气量。进气压力传感器性能好坏,同样会影响发动机怠速的运转。如果胶管被油污堵塞或挤扁、漏气,都会改变胶管内的气压,从而影响空燃比的稳定性,也影响了发动机的怠速运转。* F! C3 ^0 o) q9 M" T! G5 y9 `怠速调节阀由步进电动机驱动,它的作用也是调节进气量的。如果调节阀被积炭、油污翟怀结,同样会影响发动机的怠速运转。! z. w1 t6 K/ C' L$ q* @ t( |3 f如果怀疑废气再循环系统有故障,可暂时堵住废气进入进气管通道的办法来检查废气再循环系统是否工作。如果怀疑空气流量计有故障,可用一本书逐渐盖住空气流量计前的空气入口(逐渐缩小空气入口的截面积)的方法来检查空气流量计有否故障。对于进气歧管绝对压力传感器的性能,可用拔去真空管的方法来检查。对于冷却液温度传感器的性能,可用调电阻的方法进行替代试验。如果没有可调电阻,可用普通电阻串联的方法进行替代试验。* g+ I1 l P- W* q! Z2.怠速过高或过低故障的排除1 O3 v: b+ c! w% P电控发动机的怠速控制与电脑ECU接受来自发动机冷却液温度、负载、节气门位置等的电信号来决定怠速状态。电脑ECU根据上述传感器的信号经运算后,指挥怠速调整装置进行自动调节。当怠速转速低于设定值时,电脑ECU会指令怠速调节装置打开空气旁通道,使进气量增加,从而提高怠速值。当怠速转速高于设定值时,电脑ECU则控制怠速调节装置关小空气旁通道,使进气量减少而降低转速。因此电控发动机怠速过高或过低故障的排除应从以下几方面入手。; ~7 O m9 b `; X(1)发动机检查。起动发动机,使发动机冷却液温度达到正常温度,关掉所有附加电气装置,将变速杆置于空档位置,然后从发动机仪表板上查看怠速情况,是否在正常的转速范围内,如不在规定范围,就应进行以下检查。7 L8 i& @7 } Q& l* b9 r& S: P- Z(2)检查顺序。检查进气歧管处是否有紧固螺栓松动或胶管垫破裂现象。! r% M& D% f4 J- q' X) K检查节气门位置传感器的输出电压值。可用万用表测量。正常电压值一般为~,如不符合要求,可通过清洁节气门体,并调节其开度,使输出电压恢复正常值。9 G! y* f7 c3 n% C2 }0 w8 }3 s6 K+ S检查怠速步进电动机工作情况。若怠速过低而其他部位均正常时,可通过清洁怠速步进电动机和空气孔上的结胶和积炭来排除。5 G/ U! J! @5 N' f& v Q2 J检查空气流量计信号。" _+ L' q& T! y- D: I" x: Q检查怠速控制阀的工作情况。% ?; _5 C$ [; {9 F; f; U8 u( V检查其他信号元件,冷却液温度传感器和氧传感器。8 s( w+ ~+ @2 t5 r1 w3.快速诊断怠速自动控制系统故障7 N% ~6 m# J: t2 g3 B+ R! u* y怠速不稳、怠速过高或过低,其原因多是电控线路或怠速控制阀有问题。一般情况下,可通过以下方法能很快找到故障部位。/ P: _8 I8 |( k X4 ~6 F(1)在冷车状态下起动发动机,快怠速系统能使发动机以比较高的转速运转(1500r/min),在发动机达到正常的工作温度后,怠速转速能恢复正常,750r/min左右。如果冷车起动后,怠速不能按照上述规律变化,说明怠速控制系统有故障。( O& I' y$ u$ ^1 w5 q& Q(2)发动机达到正常工作温度后,打开空调开关,发动机怠速应能上升到900r/min左右,若打开空调开关后,发动机转速下降,说明怠速控制系统有故障。+ z3 a9 [0 f( c4 G l$ i6 v(3)在发动机怠速运转中,对怠速调整螺钉作少量调整,发动机怠速转速应不会发生变化,若在调整中怠速转速有变化,说明控制系统不工作。$ r0 n! F0 u$ w' P7 F/ N(4)拆下怠速控制阀线束插头,用电压表测量。如发动机在运转中,怠速控制线束插头有脉冲电压输出,说明怠速控制系统不工作。若无脉冲电压输出,打开空调开关再测试,若仍无脉冲电压输出,则说明怠速控制系统不工作。

曲轴位置传感器结构与检测论文

曲轴位置传感器工作原理:主要有三种类型:磁电感应式、霍尔效应式和光电式。三种类型的工作原理分别为:1、磁电感应式:磁电感应式转速传感器和曲轴位置传感器分上、下两层安装在分电器内。传感器由永磁感应检测线圈和转子(正时转子和转速转子)组成,转子随分电器轴一起旋转。正时转子有一、二或四个齿等多种形式,转速转子为 24个齿。永磁感应检测线圈固定在分电器体上。若已知转速传感器信号和曲轴位置传感器信号,以及各缸的工作顺序,就可知道各缸的曲轴位置。磁电感应式转速传感器和曲轴位置传感器的转子信号盘也可安装在曲轴或凸轮轴上。2、 霍尔效应式:霍尔效应式转速传感器和曲轴位置传感器是一种利用霍尔效应的信号发生器。霍尔信号发生器安装在分电器内,与分火头同轴,由封装的霍尔芯片和永久磁铁作成整体固定在分电器盘上。触发叶轮上的缺口数和发动机气缸数相同。当触发叶轮上的叶片进入永久磁铁与霍尔元件之间,霍尔触发器的磁场被叶片旁路,这时不产生霍尔电压,传感器无输出信号;当触发叶轮上的缺口部分进入永久磁铁和霍尔元件之间时,磁力线进入霍尔元件,霍尔电压升高,传感器输出电压信号。3、光电式:光电式曲轴位置传感器一般装在分电器内,由信号发生器和带光孔的信号盘组成。其信号盘与分电器轴光电式一起转动,信号盘外圈有 360条光刻缝隙,产生曲轴转角 1 °的信号;稍靠内有间隔 60 °均布的 6 个光孔,产生曲轴转角 120 °的信号,其中 1 个光孔较宽,用以产生相对于 1 缸上止点的信号。信号发生器安装在分电器壳体上,由二只发光二极管、二只光敏二极管和电路组成。发光二极管正对着光敏二极管。信号盘位于发光二极管和光敏二极管之间,由于信号盘上有光孔,则产生透光和遮光交替变化现象。当发光二极管的光束照到光敏二极管时,光敏二极管产生电压;当发光二极管光束被档住时,光敏二极管电压为0 。这些电压信号经电路部分整形放大后,即向电子控制单元输送曲轴转角为 1 °和 120°时的信号,电子控制单元根据这些信号计算发动机转速和曲轴位置。曲轴位置传感器通常安装在分电器内,是控制系统中最重要的传感器之一。其作用有:检测发动机转速,因此又称为转速传感器;检测活塞上止点位置,故也称为上止点传感器,包括检测用于控制点火的各缸上止点信号、用于控制顺序喷油的第一缸上止点信号。

一看到曲轴位置传感器这个词,大家一定觉得很陌生吧,修理发动机的技术人员应该有所了解。没错, 它就是在发动机里工作的部件,主要的工作呢就是负责发动机点火,最大的作用就是群钊它的好兄弟曲轴。如果没找到的话,那发动机没法点火,车子也不能开动啦,到时候你一定会头疼又着急的。所以现在先来了解一下曲轴位置传感器,还有它的检测方法吧,有车子的亲们可要看仔细。

曲轴位置传感器的检测方法

现在常用的曲轴位置传感器重要分为三类,磁电式的、霍尔式的、光电式的。1.磁电式的和霍尔式的都要先检查传感器到靶轮之间的间隙。2.磁电式的可以用电阻表检测它的电阻,阻值一般在几百到一千多欧之间,视车型而定。也可以起动发动机测量它的电压,电压应该随着发动机转速的升高而升高。3.霍尔式的可以先测其是否有供电电压(注意:测量时要打开电门),然后测量传感器的接地。最后测量信号,信号电压应该是接近参考电压和0V。霍尔式曲轴位置传感器有三根线,一根是供电线(提供参考电压),一根是接地线,还有一根就是信号线;传感器工作时,信号线会输出方波信号,方波的幅值接近参考电压,方波的底部接近0V,发动机的转速越高方波的频率就会越大。

电磁感应式曲轴位置传感器检测方法

1.用万用表测量电磁感应式曲轴位置传感器电阻

(l)拔下电磁感应式曲轴位置传感器线束插头。

(2)用万用表测量电磁感应式曲轴位置传感器线束插座内各感应线圈两接线端之间的电阻。该电阻即为电磁感应式曲轴位置传感器感应线圈的电阻。不同车型电喷发动机的电磁感应式曲轴位置传感器,其感应线圈的电阻不完全相同,通常为几百欧到几千欧。如果测得的电阻不符合标准,或感应线圈有短路、断路,说明有故障,应予以更换。

2.用万用表测量电磁感应式曲轴位置传感器输出电脉冲

用万用表测量电磁感应式位置传感器输出电脉冲时,应采用指针式万用表,并将万用表选择开关转至Iv左右的直流电压挡位置。在传感器处于工作状态时(即转子转动时),测量其两接线柱之间有无输出电脉冲,具体方法是:

(1)对于安装在曲轴皮带轮附近或凸轮轴附近的电磁感应式曲轴位置传感器或凸轮轴位置传感器,可用发动机电机带动曲轴转动,同时用万用表测量传感器有无输出电脉冲。若在转动曲轴时万用表指针有摆动,说明传感器有输出电脉冲,其工作正常:否则,说明传感器有故障。

(2)对于安装在分电器内的电磁感应式曲轴位置传感器,除了可用发动机电机带动曲轴转动来测量外,也可以将分电器拆下,用手转动分电器轴,同时用万用表测量传感器有无输出电脉冲。若在转动分电器轴时万用表指针没有摆动,说明传感器有故障。许多车型的分电器内有两组电磁感应式曲轴位置传感器,这可以通过观察分电器内感应转子结构或感应线圈的个数予以确认。这两组传感器分别用于检测第一缸活塞到达压缩行程上止点位置的信号和各缸活塞到达压缩行程上止点位置的信一号,因此要分别测量这两组传感器的输出信号(不论哪一组传感器没有输出信号,都会影响工作)。

3.用示波器测量电磁感应式位置传感器输出电脉冲波形

用示波器测量电磁感应式位置传感器输出电脉冲波形时,应将示波器测与电磁感应式位置传感器线束中输出信号的导线连接,并在电控装置处于工作状态下进行测量。例如:测量曲轴位置传感器输出电脉冲时,应在发动机运转中进行:测量车速传感器输出电脉冲波形时,应在汽车行驶过程中进行。各种电磁感应式位置传感器输出电脉冲的波形基本相同(图3-33)-若有异常,如脉冲波形过于平缓,或有间断,说明传感器有故障。

看完文章之后,相信大家对于自己家里汽车发动机里的点火小宝贝有了一定的了解了吧,是不是变身技术控了呢。市面上一共有三种类型的曲轴位置传感器,小编找了一个最常用的电磁感应式曲轴位置传感器给大家介绍,快对照自己家里的发动机寻找一下曲轴位置传感器吧,看看它有没有什么问题。以后去保养和修理自己爱车的时候也不用怕别人坑自己了,说发动机坏了给换发动机,多花了钱不说还麻烦。

曲轴位置传感器CKPS,又称转速传感器,用于检测曲轴角度的位移,向ECU提供发动机转速信号和曲轴角度信号,并作为喷油和点火控制的主要控制信号,还可以测量发动机转速。经常与凸轮轴位置传感器CMPS一起使用。CMPS用于向ECU提供曲轴转角的参考位置信号,也作为喷油控制和点火控制的主要控制信号。[曲轴位置传感器的安装位置] 曲轴位置传感器通常安装在曲轴的前端和飞轮的变速箱壳体上。曲轴、凸轮轴、飞轮或分配器。这两个传感器安装在一起或分开。 曲轴位置传感器的故障原理 曲轴位置传感器是一个磁感应传感器。曲轴上的目标轮有58个齿槽,每个齿槽的间隔为6度。最后一个时隙更宽,用于产生同步脉冲。当曲轴旋转时,可变磁阻转子中的槽会改变传感器的磁场,并产生感应电压脉冲,用于识别曲轴的旋转方向。 曲轴每转一圈,曲轴位置传感器产生58个参考脉冲信号。发动机控制单元根据58X参考信号计算发动机转速和曲轴位置,这是发动机控制单元控制点火时间的重要信号。 由于曲轴脉冲轮上缺2 个齿,发动机控制单元可以识别1缸和4 缸上止点的位置,但是不能分辨1缸和4 缸中的哪一缸是压缩行程上止点。 发动机起动时,为了点火,需要正确识别1缸压缩冲程的上止点位置,控制单元应将曲轴位置传感器的信号与安装在凸轮轴上的凸轮轴位置传感器的信号进行比较。如果发动机的控制单元没有接收到速度信号,发动机就不能立即启动或停止运行。 [曲轴位置传感器的类型] 曲轴位置传感器的类型包括光电曲轴位置传感器、霍尔曲轴位置传感器和磁感应曲轴位置传感器。 光电曲轴和凸轮轴位置传感器的结构和工作原理组成结构:由转盘、 LE D、光电二极管和放大器组成。原理:采用LED作为信号源。随着转盘的转动,当光孔与LED对准时,光线照射光电二极管产生电压信号,经放大电路放大后传输至ECU。信号类型:频率信号 发动机转速→信号频率→信号幅度恒定检测方法 将点火开关转到接通位置,检查计算机侧端子1和2之间的电压是否为12V。断开曲轴位置传感器的接线连接器,打开点火开关,信号电压应为,接地应为0 ω。启动发动机,信号电压应符合要求。霍尔式曲轴和凸轮轴位置传感器的结构和工作原理霍尔式曲轴位置传感器利用霍尔效应原理,产生与曲轴转角相对应的电压脉冲信号。它利用触发叶片或轮齿改变通过霍尔元件的磁场强度,使霍尔元件产生脉冲霍尔电压信号,经放大整形后为曲轴位置传感器的输出信号。霍尔式曲轴位置传感器安装在曲轴前端,采用触发片结构。在发动机曲轴皮带轮的前端,固定安装有两个带触发叶片的信号轮,它们随曲轴一起转动。信号类型:脉冲频率信号 发动机转速↑→信号频率↑→恒定信号幅度霍尔式曲轴和凸轮轴位置传感器电路及其检测电压检测 将点火开关转到ON位置。 检测A和C之间的电压应为8V。 B和C之间的输出信号电压应该从5V交替变化到0V。电阻检测 将点火开关转到“关闭”位置,拔下曲轴位置传感器的导线连接器,并将万用表ω连接到传感器侧的端子A-B或A-C之间。此时,万用表显示读数为∞,如果有电阻,更换曲轴位置传感器。 磁感应曲轴和凸轮轴位置传感器的结构和工作原理磁感应曲轴位置传感器的结构磁感应曲轴位置传感器安装在曲轴箱内靠近离合器的气缸体上,主要由信号发生器和信号转子组成。信号发生器用螺钉固定在发动机缸体上,由永磁体、感应线圈和线束插头组成。感应线圈也叫信号线圈。永磁体装有磁头。磁头面向安装在曲轴上的齿盘信号转子。磁头与磁轭(导磁板)连接形成导磁回路。信号转子为齿盘型,圆周上有58个凸齿、57个小齿和一个大齿,间隔规则。大齿隙输出参考信号对应于发动机气缸1或气缸4的压缩上止点前的某个角度。因此,信号转子圆周上的凸齿和齿隙所占据的曲轴角度为360度。 原理:利用电磁线圈产生的脉冲信号来确定发动机转速和各气缸的工作位置。 磁性曲轴和凸轮轴位置传感器的工作原理当曲轴位置传感器随曲轴转动时,信号转子每转动一个凸齿,感应线圈中就会产生一个周期性的交变电动势(即电动势出现第一个最大值和第一个最小值),线圈就会相应地输出一个交变电压信号。由于信号转子具有用于产生参考信号的大齿隙,当大齿隙围绕磁头旋转时,信号电压需要很长时间,即输出信号是宽脉冲信号,对应于气缸1或气缸4压缩上止点前的某个角度。当电子控制单元接收到宽脉冲信号时,它可以知道气缸1或气缸4的上止点位置即将到来。至于是1缸还是4缸来,需要根据凸轮轴位置传感器输入的信号来判断。由于信号转子上有58个凸齿,所以每当信号转子转动(发动机曲轴转动一次)时,感应线圈就会产生58个交流电压信号输入到电子控制单元。 【信号类型】频率信号发动机转速→信号频率→信号幅度→磁感应曲轴传感器检测 电压检测当发动机旋转时,用示波器检测曲轴位置传感器两端之间输出的脉冲电压信号的变化。检查电阻点火开关是否关闭。拔下曲轴位置传感器的引线接头,用万用表测量曲轴位置传感器本体的电阻值和两个端子与ECU连接线对应针脚之间的电阻值,看是否在标准值范围内。 @2019

曲轴位置传感器检测方法:拔出其导线插接件,用万用表测量传感器上各端子之间的电阻,应符合附表的规定,否则应更换传感器。拔出曲轴位置传感器的导线插接件,当转动发动机时,G1、G2和G端子间应有脉冲信号输出。如果没有脉冲信号输出,则需更换传感器。曲轴位置与转角传感器的检查。 用万用表直流电压挡测量曲轴位置与转角传感器的供电电压,正常值应为12V; 用万用表直流电压挡测量起动状态下该传感器的输出信号电压,曲轴位置信号电压值应为0.8~0.9V,曲轴转角信号电压值应为2~3V。测量霍尔传感器输出电压。 断开点火开关,打开分电器盖,拔出分电器盖上中央高压线并搭铁,拔掉点火器连接插头上的橡胶套管,但连接插头仍插接着,将电压表两表笔连接到3 和6 号端子,接通点火开关,按发动机旋转方向转动发动机,观察电压表读数应在0~7V之间变化,并且曲轴转两圈、电压变化4次,否

传感器位移检测论文

The application of Micro-Displacement Measurement in Electric Eddy Current Sensors

传感器在环境检测中可分为气体传感器和液体传感器,这是我为大家整理的传感器检测技术论文,仅供参考!

试述传感器技术在环境检测中的应用

摘要:传感器在环境检测中可分为气体传感器和液体传感器,其中气体传感器主要检测氮氧化合物和含硫氧化物;液体传感器主要检测重金属离子、多环芳香烃类、农药、生物来源类。本文阐述了传感器技术在环境检测方面的应用。

关键词:气体传感器 液体传感器 环境检测

中图分类号:O659 文献标识码:A 文章编号:

随着人们对环境质量越加重视,在实际的环境检测中,人们通常需要既能方便携带,又可以够实现多种待测物持续动态监测的仪器和分析设备。而新型的传感器技术就能够很好的满足上述需求。

传感器技术主要包括两个部分:能与待测物反应的部分和信号转换器部分。信号转换器的作用是将与待测物反应后的变化通过电学或光学信号表示出来。根据检测方法的不同,我们将传感器分为光学传感器和电化学传感器;根据反应原理的不同,分为免疫传感器、酶生物传感器、化学传感器;根据检测对象不同,分为液体传感器和气体传感器。

1气体传感器

气体传感器可以对室内的空气质量进行检测,尤其是有污染的房屋或楼道;也可以对大气环境中的污染物进行检测,如含硫氧化物、氮氧化合物等,检测过程快速方便地。

以含氮氧化物(NOx)为例。汽车排放的尾气是含氮氧化物的主要来源,但随着时代的发展,国内消费水平的提高,汽车尾气的排放量呈逐年上升趋势。通过金属氧化物半导体对汽车尾气及工厂废气中的含氮氧化物进行直接检测。如Dutta设计的传感器,采用铂为电极,氧化钇和氧化锆为氧离子转换器,安装到气体排放口,可以检测到含量为10-4~10-3的NO。含硫氧化物是造成酸雨的主要物质,也是目前环境检测的重点项目,因为在大气环境中的含量低于10-6,需要更高灵敏度的传感器。如高检测的灵敏度的表面声波设备。

Starke等人采用直径为8~16nm的氧化锡、氧化铟、氧化钨纳米颗粒制作的纳米颗粒传感器,对NO和NO2的检测下限可达到10-8,提高反应的比表面积,增加反应灵敏度,且工作温度比常规的传感器大大降低,减少了能源消耗。

2液体传感器

在实际环境检测中,液体传感器大多应用于水的检测。由于水环境中的污染物种类广泛,因此液体传感器比气体传感器的应用更为广泛和重要。水中的污染物除了少量的天然污染物以外,大部分都是人为倾倒的无机物和有机物。无机物中,重金属离子为重点检测对象;有机污染物包括杀虫剂、激素类代谢物、多环芳香烃类物质等。这些污染物的过度超标,会严重影响到所有生物体的健康和安全。

重金属离子检测

采水体中重金属离子的主要来源包括开矿、冶金、印染等企业排放的废水。这些生产废水往往混合了多种废水,所含的重金属离子种类繁多,常见的有汞、锰、铅、镉、铬等。重金属离子会不断发生形态的改变和在不同相之间进行转移,若处置不当,容易形成二次污染。生物体从环境中摄取到的重金属离子,经过食物链,逐渐在高级生物体内富集,最终导致生物体的中毒。因此如果供人类食用的鱼类金属离子超标,将对人类产生严重的影响,因此对于重金属离子的检测显得尤为重要。

Burge等人发明的传感器,可以利用1,2,2联苯卡巴肼和分光光度计,可以检测地下水中的重金属铬浓度是否超标。

除了通过化学反应检测外,采用特殊的生物物质,也可以方便和灵敏地检测重金属离子。如大肠杆菌体内有一种蛋白质可以结合镍离子,有人在这种蛋白质的镍离子结合位点附近插入荧光基团,当蛋白质结合镍离子后,荧光基团会被淬灭,由于荧光的强度与镍离子浓度成反比,从而实现对镍离子的定量检测,检测范围未10-8~10-2mol/L。日方法也可应用于检测Cu2+、Co2+、Fe2+和Cd2+等几种离子中。他们还结合了微流体技术,该技术只需消耗几十纳升体积的待测液体,就可以对100nmol/L以下浓度的Pb2+进行检测。Matsunaga小组将TPPS固定在多孔硅基质中,当环境中存在Hg2+时,随着Hg2+浓度的变化,TPPS的颜色会从橘黄色逐渐转变成绿色,该传感器的检测限为,通过加入硅铝酸去除干扰离子Ni2+和Zn2+。

利用传感器技术不仅可以准确测定待测物的浓度,而且由于传感器的微型化技术特点,还可以通过传感器的偶联,进行多项指标的检测。Lau等人设计了基于发光二极管原理的传感器,可以同时检测Cd2+和Pb2+,该传感器对Cd2+和Pb2+的检测限分别为10-6和10-8。

农药残留物质的检测

农药是一类特殊的化学品,它在防治农林病虫害的同时,也会对人畜造成严重的危害。中国是农业大国,每年的农药使用量相当庞大,因此有必要对其进行监测。采用钴-苯二甲蓝染料和电流计就能方便地检测三嗪类除草剂,无需脱氧,直接检测的下限为50Lg/L,如果通过预处理进行样品浓缩后,检测限可以达到200ng/L。

采用带有光纤的红外光谱传感器可以进行杀虫剂的快速检测。将光纤内壁涂覆经非极性有机物修饰的气溶胶材料后,能显著改善光纤中水分子对信号的耗散作用,并且能够提取出溶液中的有机磷类杀虫剂进行光谱分析。此类传感器对于有机溶剂,如苯、甲苯、二甲苯的检测限则可达10-8~8*10-8。

多环芳香烃类化合物的检测

多环芳香烃类物质是另外一大类有害的污染物质,这类物质具有致癌性,但在许多工业生产过程中均会使用或产生此类物质。水体中的多环芳香烃类物质含量非常低,一般在10-9范围内,因此需要借助高灵敏度的检测传感器,Schechter小组发明了光纤光学荧光传感器。在直接检测过程中,待测样本中还可能存在一些如泥土这样的干扰物质,会降低检测信号值,如果用聚合物膜先将非极性的PAH富集,然后对膜上的物质进行荧光检测,从而解决信号干扰问题,报道称这种经膜富集后的传感器技术,对pyrene的检测可达到6*10-11,蒽类物质则可达4*10-10。Stanley等人利用石英晶振微天平作为传感器,在芯片表面固定上蒽-碳酸的单分子膜,检测限可达到2*10-9。

基于免疫分析原理,采用分子印迹的方法,在传感器表面印上能够结合不同待测物质的抗体分子,可以实现多种不同物质的检测。近年来发展起来的微接触印刷技术,也可应用到该领域,这样制备得到的传感器体积可以更加微型化。

生物类污染物质

除了以上的无机和有机合成类污染物质,还有生物来源的一些潜在污染分子。如激素类分子及其代谢物的污染常常会引起生物体生长、发育和繁殖的异常。Gauglitz带领的研究小组采用全内反射荧光生物传感器和睾丸激素抗体,对河流中的睾丸激素直接进行了即时检测,其检测限为。该技术无需样品的预处理,对于不同地区的自然界水体均可以进行睾丸激素的现场直接检测,检测范围为9~90ng/L。

另外,致病菌和病毒也是被检测的对象,水体中出现某些特定菌种,可以表明水体受到了某种污染,利用传感器技术非常容易检测到这些生物样本的存在,而且选择性非常高,如可以从烟草叶中快速地发现植物病毒烟草花叶病毒,采用QCM可以直接检测到酵母细胞的数量。

3结论和展望

目前,传感器技术已开始应用于各环境监测机构的应急检测,但是实际应用中有诸多的局限性,比如在对大气中的某些有害物质进行检测时,由于其含量往往低于传感器的最低检测限,因此在实际应用过程中,还需要进行气体的浓缩处理,这样就使传感器不容易实现微型化,或者需要借助更高灵敏度的传感器;同样,在野外水体检测时,常常会出现待测水体含有多种复杂干扰成分的情况,无法与实验室的标准化条件相比;在有些以膜分离分析技术为原理的传感器中,其膜的使用寿命往往较短,而频繁更换新膜的价格较为昂贵,因此仍然无法得到广泛的应用。

尽管如此,随着传感器技术的不断发展和完善,仍然有望应用于将来工厂企业排气、排污的现场直接检测和野外环境的动态无人监测,而且其结果能与实验室常规仪器的检测结果相符,这样将大大加快对环境监测和治理的步伐。

参考文献

[1]NaglS,,2007,132:507-511.

[2],2005,59:209-217.

[3]HanrahanG,,2004,6:657-664.

[4]HoneychurchKC,,2003,22:456-469.

[5]AmineA,,2006,21:1405-1423

传感器与自动检测技术教学改革探讨

摘要:传感器与自动检测技术是电气信息类专业重要的主干专业课,传统授课方法侧重于理论知识的传授,而忽略了应用层面的培养。针对此问题试图从教学目的、教学内容、教学形式、教学效果等多个方面进行分析,对该课程的教学方案改革进行探讨,提出一套技能与理论知识相结合、行之有效的教学方案。

关键词:传感器与自动检测技术;教学内容;教学模式;工程思维

“传感器与自动检测技术”是电气信息类专业重要的主干专业课,是一门必修课,也是一门涉及电工电子技术、传感器技术、光电检测技术、控制技术、计算机技术、数据处理技术、精密机械设计技术等众多基础理论和技术的综合性技术,现代检测系统通常集光、机、电于一体,软硬件相结合。

“传感器与自动检测技术”课程于20世纪80年代开始在我国普通高校的本科阶段和研究生阶段开设。本课程侧重于传感器与自动检测技术理论的传授,重知识,轻技能;教师之间也缺乏沟通,教学资源不能得到充分利用,教学效果不理想,学生学习兴趣不高。

一、教学过程中发现的问题及改革必要性分析

笔者在独立学院讲授“传感器与自动检测技术”课程已有四年,最开始沿用了研究型大学的教学计划和教学大纲,由于研究型大学是以培养研究型人才为主,而独立学院是以培养应用型人才为主,在人才培养目标上有较大差异,在逐渐深入的过程中发现传统方案不太符合学院培养应用型人才的定位,存在以下几方面的问题。

1.重理论,轻实践

该课程是应用型课程,其中也有大量的理论知识、数学推导,而传统的研究型教学方法普遍都以理论教学为主,在课堂上大篇幅讲解传感器的原理,进行数学公式推导,相比而言传感器的应用通常只是通过一个实例简单介绍,导致最后大多数学生只是粗略地知道该传感器的结构,而不知道如何用,在哪里用。

2.教学模式单一

该课程传统上以讲授的教学方式为主,将现成的结论、公式和定理告诉学生,学生不能主动地思考和探索,过程枯燥乏味,导致学生产生了厌学情绪。同时理论教学与实训、实践教学脱节问题也很严重。

3.教学实验安排不合理

传统的实验课程安排,验证性实验比例高达80%,综合设计性实验极少,缺少实训、实践环节。然而应用型人才的培养应该以实践教学为核心,重点培养学生的工程思维和实践能力、动手能力,以在学生毕业时达到企业对技术水平与能力的要求,使学生毕业后能尽快适应工作岗位。

二、适合独立学院培养应用型人才的教学方案改革

传统的传感器与自动检测技术课程重理论、轻实践,教学模式单一,教学实验以验证性实验为主,这种方案能够培养研究型人才,但却无法培养合格的应用型人才。在教学过程中,笔者潜心研习,并反复实践,总结出以下几个可以改革的方面。

1.优化教学内容,注重工程思维

本课程一个很重要的内容是各种类型传感器的原理,传统的教学要讲清楚其中的来龙去脉,而本人则认为针对应用型人才培养,充分讲授清楚基本概念、基本原理和基本方法即可,涉及大额数学公式可以选择重要的进行讲解,其他则可作为学生的自学内容,让学生课余自学。同时应该重点讲解该传感器的工程应用实例;另一方面要结合最新实际工程讲解。这样才能激发学生的学习兴趣,培养学生应用型工程学习思维。

2.改革教学方法,改变教学模式

传统的教学是“灌输式”的方法,无论学生是否接受,直接把要讲的内容全部讲述给学生,而这也违背了培养学生分析问题和解决问题的能力以及创新能力的出发点和归宿。笔者认为应该应用工程案例教学,实行启发式、讨论式、研究式等与实践相结合的教学方法,发挥学生在教学活动中的主体地位。

3.与工程实际相结合,与其他课程相结合

教学过程中要从不同行业提取典型的工程应用实例,精简以后作为实例进行讲解。在进行教学时,要培养学生的系统观,让学生明白这不是一门独立的课程,而是与自动控制原理、智能控制理论等课程相融合的,以达到融会贯通的学习效果。

4.实验环节改革

实验教学主要是为了提高学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力,加深学生对课堂教学中理论、概念的感性认识。以往该课程的实验内容大部分为原理性、验证性的实验,学生容易感到枯燥无味,毫无学习积极性,很少有学生进行独立思考并发现问题,实验效果极不理想。为了改变这种模式化的教育,笔者将实验内容由传统的验证性实验调整为设计开发型实验。在实验教学中根据客观条件在适当减少验证性实验的基础上,增加了开拓性实验项目以及设计综合性实验。

5.改革教学评价方法,提高课堂教学效率

高效的学习成果反馈机制是促进教学相长的必要手段,目前该课程都是通过课程作业进行学习效果反馈,可以采用每一个章节布置一道设计型题目,让学生更加广泛地查阅资料,并在一定知识广度的基础上深入分析题目中用到的内容,进而从更深的层面分析解决问题,以达到深度、广度相结合的效果。

本文针对传感器与自动检测技术传统研究型大学的方案,提出了三个方面的问题,并根据四年的教学积累,在教学内容、教学模式、实验环节、教学评价及反馈等几个方面进行了探讨分析并提出了一套改革的方法和措施。本方案以实际工程应用实例为核心,在教学内容上侧重于传感器应用方面的讲解,以提出问题、分析问题、解决问题为主线调动学生的学习积极性和主动性,培养学生的工程思维和能力,重视实验环节,以设计性、综合性实验代替验证性实验培养学生将抽象的知识具体化、培养学生的实际应用能力、动手能力和创新能力。

参考文献:

[1]吴建平,甘媛.“传感器”课程实验教学研究[J].成都理工大学学报.

[2]曹良玉,赵堂春.传感器技术及其应用.课程改革初探[J].中国现代教育装备.

[3]李玉华,胡雪梅.传感器及应用.课程教学改革的探讨Ⅱ技术与市场.

《厚度传感器的结构及测量原理》《多传感器数据融合在涂层厚度检测中的应用》《冰层厚度传感器及其检测方法》等。共十篇相关资料, 已发送,请查收。

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有毒气体检测传感器论文

生物传感器的研究现状及应用摘要:简述了生物传感器尤其是微生物传感器近年来在发酵工业及环境监测领域中的研究与应用,对其发展前景及市场化作了预测及展望。生物电极是以固定化生物体组成作为分子识别元件的敏感材料,与氧电极、膜电极和燃料电极等构成生物传感器,在发酵工业、环境监测、食品监测、临床医学等方面得到广泛的应用。生物传感器专一性好、易操作、设备简单、测量快速准确、适用范围广。随着固定化技术的发展,生物传感器在市场上具有极强的竞争力。 关键词:生物传感器;发酵工业;环境监测。中图分类号: 文献标识码:a 文章编号:1006-883x(2002)10-0001-06一、 引言 从1962年,clark和lyons最先提出生物传感器的设想距今已有40 年。生物传感器在发酵工艺、环境监测、食品工程、临床医学、军事及军事医学等方面得到了深度重视和广泛应用。在最初15年里,生物传感器主要是以研制酶电极制作的生物传感器为主,但是由于酶的价格昂贵并不够稳定,因此以酶作为敏感材料的传感器,其应用受到一定的限制。近些年来,微生物固定化技术的不断发展,产生了微生物电极。微生物电极以微生物活体作为分子识别元件,与酶电极相比有其独到之处。它可以克服价格昂贵、提取困难及不稳定等弱点。此外,还可以同时利用微生物体内的辅酶处理复杂反应。而目前,光纤生物传感器的应用也越来越广泛。而且随着聚合酶链式反应技术(pcr)的发展,应用pcr的dna生物传感器也越来越多。二、 研究现状及主要应用领域 1、 发酵工业各种生物传感器中,微生物传感器最适合发酵工业的测定。因为发酵过程中常存在对酶的干扰物质,并且发酵液往往不是清澈透明的,不适用于光谱等方法测定。而应用微生物传感器则极有可能消除干扰,并且不受发酵液混浊程度的限制。同时,由于发酵工业是大规模的生产,微生物传感器其成本低设备简单的特点使其具有极大的优势。(1). 原材料及代谢产物的测定微生物传感器可用于原材料如糖蜜、乙酸等的测定,代谢产物如头孢霉素、谷氨酸、甲酸、甲烷、醇类、青霉素、乳酸等的测定。测量的原理基本上都是用适合的微生物电极与氧电极组成,利用微生物的同化作用耗氧,通过测量氧电极电流的变化量来测量氧气的减少量,从而达到测量底物浓度的目的。在各种原材料中葡萄糖的测定对过程控制尤其重要,用荧光假单胞菌(psoudomonas fluorescens)代谢消耗葡萄糖的作用,通过氧电极进行检测,可以估计葡萄糖的浓度。这种微生物电极和葡萄糖酶电极型相比,测定结果是类似的,而微生物电极灵敏度高,重复实用性好,而且不必使用昂贵的葡萄糖酶。当乙酸用作碳源进行微生物培养时,乙酸含量高于某一浓度会抑制微生物的生长,因此需要在线测定。用固定化酵母(trichosporon brassicae),透气膜和氧电极组成的微生物传感器可以测定乙酸的浓度。此外,还有用大肠杆菌()组合二氧化碳气敏电极,可以构成测定谷氨酸的微生物传感器,将柠檬酸杆菌完整细胞固定化在胶原蛋白膜内,由细菌―胶原蛋白膜反应器和组合式玻璃电极构成的微生物传感器可应用于发酵液中头孢酶素的测定等等。(2). 微生物细胞总数的测定在发酵控制方面,一直需要直接测定细胞数目的简单而连续的方法。人们发现在阳极表面,细菌可以直接被氧化并产生电流。这种电化学系统已应用于细胞数目的测定,其结果与传统的菌斑计数法测细胞数是相同的[1]。(3). 代谢试验的鉴定传统的微生物代谢类型的鉴定都是根据微生物在某种培养基上的生长情况进行的。这些实验方法需要较长的培养时间和专门的技术。微生物对底物的同化作用可以通过其呼吸活性进行测定。用氧电极可以直接测量微生物的呼吸活性。因此,可以用微生物传感器来测定微生物的代谢特征。这个系统已用于微生物的简单鉴定、微生物培养基的选择、微生物酶活性的测定、废水中可被生物降解的物质估计、用于废水处理的微生物选择、活性污泥的同化作用试验、生物降解物的确定、微生物的保存方法选择等[2]。2、 环境监测(1). 生化需氧量的测定生化需氧量(biochemical oxygen demand ?bod)的测定是监测水体被有机物污染状况的最常用指标。常规的bod测定需要5天的培养期,操作复杂、重复性差、耗时耗力、干扰性大,不宜现场监测,所以迫切需要一种操作简单、快速准确、自动化程度高、适用广的新方法来测定。目前,有研究人员分离了两种新的酵母菌种spt1和spt2,并将其固定在玻璃碳极上以构成微生物传感器用于测量bod,其重复性在±10%以内。将该传感器用于测量纸浆厂污水中bod的测定,其测量最小值可达2 mg/l,所用时间为5min[3]。还有一种新的微生物传感器,用耐高渗透压的酵母菌种作为敏感材料,在高渗透压下可以正常工作。并且其菌株可长期干燥保存,浸泡后即恢复活性,为海水中bod的测定提供了快捷简便的方法[4]。 除了微生物传感器,还有一种光纤生物传感器已经研制出来用于测定河水中较低的bod值。该传感器的反应时间是15min,最适工作条件为30°c,ph=7。这个传感器系统几乎不受氯离子的影响(在1000mg/l范围内),并且不被重金属(fe3+、cu2+、mn2+、cr3+、zn2+)所影响。该传感器已经应用于河水bod的测定,并且获得了较好的结果[4]。现在有一种将bod生物传感器经过光处理(即以tio2作为半导体,用6 w灯照射约4min)后,灵敏度大大提高,很适用于河水中较低bod的测量[5]。同时,一种紧凑的光学生物传感器已经发展出来用于同时测量多重样品的bod值。它使用三对发光二极管和硅光电二极管,假单胞细菌(pseudomonas fluorescens)用光致交联的树脂固定在反应器的底层,该测量方法既迅速又简便,在4℃下可使用六周,已经用于工厂废水处理的过程中[5]。(2). 各种污染物的测定常用的重要污染指标有氨、亚硝酸盐、硫化物、磷酸盐、致癌物质与致变物质、重金属离子、酚类化合物、表面活性剂等物质的浓度。目前已经研制出了多种测量各类污染物的生物传感器并已投入实际应用中了。测量氨和硝酸盐的微生物传感器,多是用从废水处理装置中分离出来的硝化细菌和氧电极组合构成。目前有一种微生物传感器可以在黑暗和有光的条件下测量硝酸盐和亚硝酸盐(nox-),它在盐环境下的测量使得它可以不受其他种类的氮的氧化物的影响。用它对河口的nox-进行了测量,其效果较好[6]。硫化物的测定是用从硫铁矿附近酸性土壤中分离筛选得到的专性、自养、好氧性氧化硫硫杆菌制成的微生物传感器。在ph=、31℃时一周测量200余次,活性保持不变,两周后活性降低20%。传感器寿命为7天,其设备简单,成本低,操作方便。目前还有用一种光微生物电极测硫化物含量,所用细菌是,与氢电极连接构成[7]。最近科学家们在污染区分离出一种能够发荧光的细菌,此种细菌含有荧光基因,在污染源的刺激下能够产生荧光蛋白,从而发出荧光。可以通过遗传工程的方法将这种基因导入合适的细菌内,制成微生物传感器,用于环境监测。现在已经将荧光素酶导入大肠杆菌()中,用来检测砷的有毒化合物[8]。水体中酚类和表面活性剂的浓度测定已经有了很大的发展。目前,有9种革兰氏阴性细菌从西西伯利亚石油盆地的土壤中分离出来,以酚作为唯一的碳源和能源。这些菌种可以提高生物传感器的感受器部分的灵敏度。它对酚的监测极限为5 ´10-9mol。该传感器工作的最适条件为:ph=、35℃,连续工作时间为30h[9]。还有一种假单胞菌属(pseudomonas rathonis)制成的测量表面活性剂浓度的电流型生物传感器,将微生物细胞固定在凝胶(琼脂、琼脂糖和海藻酸钙盐)和聚乙醇膜上,可以用层析试纸gf/a,或者是谷氨酸醛引起的微生物细胞在凝胶中的交联,长距离的保持它们在高浓度表面活性剂检测中的活性和生长力。该传感器能在测量结束后很快的恢复敏感元件的活性[10]。还有一种电流式生物传感器,用于测定有机磷杀虫剂,使用的是人造酶。利用有机磷杀虫剂水解酶,对硝基酚和二乙基酚的测量极限为100´10-9mol,在40℃只要4min[11]。还有一种新发展起来的磷酸盐生物传感器,使用丙酮酸氧化酶g,与自动系统cl-fia台式电脑结合,可以检测(32~96)´10-9mol的磷酸盐,在25°c下可以使用两周以上,重复性高[12]。最近,有一种新型的微生物传感器,用细菌细胞作为生物组成部分,测定地表水中壬基酚(nonyl-phenol etoxylate --np-80e)的含量。用一个电流型氧电极作传感器,微生物细胞固定在氧电极上的透析膜上,其测量原理是测量毛孢子菌属(trichosporum grablata)细胞的呼吸活性。该生物传感器的反应时间为15~20min,寿命为7~10天(用于连续测定时)。在浓度范围内,电信号与np-80e浓度呈线性关系,很适合于污染的地表水中分子表面活性剂的检测[13]。除此之外,污水中重金属离子浓度的测定也是不容忽视的。目前已经成功设计了一个完整的,基于固定化微生物和生物体发光测量技术上的重金属离子生物有效性测定的监测和分析系统。将弧菌属细菌(vibrio fischeri)体内的一个操纵子在一个铜诱导启动子的控制下导入产碱杆菌属细菌(alcaligenes eutrophus (ae1239))中,细菌在铜离子的诱导下发光,发光程度与离子浓度成正比。将微生物和光纤一起包埋在聚合物基质中,可以获得灵敏度高、选择性好、测量范围广、储藏稳定性强的生物传感器。目前,这种微生物传感器可以达到最低测量浓度1´10-9mol[14]。还有一种专门测量铜离子的电流型微生物传感器。它用酒酿酵母(saccharomyces cerevisiae)重组菌株作为生物元件,这些菌株带有酒酿酵母cup1基因上的铜离子诱导启动子与大肠杆菌lacz基因的融合体。其工作原理,首先是cup1启动子被cu2+诱导,随后乳糖被用作底物进行测量。如果cu2+存在于溶液中,这些重组体细菌就可以利用乳糖作为碳源,这将导致这些好氧细胞需氧量的改变。该生物传感器可以在浓度范围()´10-3mol范围内测定cuso4溶液。目前已经将各类金属离子诱导启动子转入大肠杆菌中,使得大肠杆菌会在含有各种金属离子的的溶液中出现发光反应。根据它发光的强度可以测定重金属离子的浓度,其测量范围可以从纳摩尔到微摩尔,所需时间为60~100min[15][16]。用于测量污水中锌浓度的生物传感器也已经研制成功,使用嗜碱性细菌alcaligenes cutrophus,并用于对污水中锌的浓度和生物有效性进行测量,其结果令人满意[17]。估测河口出水流污染情况的海藻传感器是由一种螺旋藻属蓝细菌( cyanobacterium spirlina subsalsa)和一个气敏电极构成的。通过监测光合作用被抑制的程度来估测由于环境污染物的存在而引起水的毒性变化。以标准天然水为介质,对三种主要污染物(重金属、除草剂、氨基甲酸盐杀虫剂)的不同浓度进行了测定,均可监测到它们的有毒反应,重复性和再生性都很高[18]。近来由于聚合酶链式反应技术(pcr)的迅猛发展及其在环境监测方面的广泛应用,不少科学家开始着手于将它与生物传感器技术结合应用。有一种应用pcr技术的dna压电生物传感器,可以测定一种特殊的细菌毒素。将生物素酰化的探针固定在装有链酶抗生素铂金表面的石英晶体上,用1´10-6mol的盐酸可以使循环式测量在同一晶体表面进行。用细菌中提取的dna样品进行同样的杂交反应并由pcr放大,产物为气单胞菌属(aeromonas hydrophila)的一种特殊基因片断。这种压电生物传感器可以鉴别样品中是否含有这种基因,这为从水样中检测是否含带有这种病原的各种气单胞菌提供了可能[19]。还有一种通道生物传感器可以检测浮游植物和水母等生物体产生的腰鞭毛虫神经毒素等毒性物质,目前已经能够测量在一个浮游生物细胞内含有的极微量的psp毒素[20]。dna传感器也在迅速的得到应用,目前有一种小型化dna生物传感器,能将dna识别信号转换为电信号,用于测量水样中隐孢子和其他水源传染体。该传感器着重于改进核酸的识别作用和加强该传感器的特异性和灵敏性,并寻求将杂交信号转化为有用信号的新方法,目前研究工作为识别装置和转换装置的一体化[21]。微藻素是一种从蓝藻细菌引起的水华中产生的细菌肝毒素,一种固定有表面细胞质粒基因组的生物传感器已经制得,用于测量水中微藻素的含量,它直接的测量范围是50~1000 ´10-6g/l[22]。 一种基于酶的抑制性分析的多重生物传感器用于测量毒性物质的设想也已经提出。在这种多重生物传感器中,应用了两种传导器―对ph敏感的电子晶体管和热敏性的薄膜电极,以及三种酶―尿素酶、乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶。该生物传感器的性能已经得到测试,效果较好[23]。除了发酵工业和环境监测,生物传感器还深入的应用于食品工程、临床医学、军事及军事医学等领域,主要用于测量葡萄糖、乙酸、乳酸、乳糖、尿酸、尿素、抗生素、谷氨酸等各种氨基酸,以及各种致癌和致变物质。三、 讨论与展望 美国的harold 指出,生物传感器商品化要具备以下几个条件:足够的敏感性和准确性、易操作、价格便宜、易于批量生产、生产过程中进行质量监测。其中,价格便宜决定了传感器在市场上有无竞争力。而在各种生物传感器中,微生物传感器最大的优点就是成本低、操作简便、设备简单,因此其在市场上的前景是十分巨大和诱人的。相比起来,酶生物传感器等的价格就比较昂贵。但微生物传感器也有其自身的缺点,主要的缺点就是选择性不够好,这是由于在微生物细胞中含有多种酶引起的。现已有报道加专门抑制剂以解决微生物电极的选择性问题。除此之外,微生物固定化方法也需要进一步完善,首先要尽可能保证细胞的活性,其次细胞与基础膜结合要牢固,以避免细胞的流失。另外,微生物膜的长期保存问题也待进一步的改进,否则难于实现大规模的商品化。 总之,常用的微生物电极和酶电极在各种应用中各有其优越之处。若容易获得稳定、高活性、低成本的游离酶,则酶电极对使用者来说是最理想的。相反的,若生物催化需经过复杂途径,需要辅酶,或所需酶不宜分离或不稳定时,微生物电极则是更理想的选择。而其他各种形式的生物传感器也在蓬勃发展中,其应用也越来越广泛。随着固定化技术的进一步完善,随着人们对生物体认识的不断深入,生物传感器必将在市场上开辟出一片新的天地。--------------------------------------------------------------------------------参考文献[1]韩树波,郭光美,李新等.伏安型细菌总数生物传感器的研究与应用[j].华夏医学,2000,63(2):49-52 [2]蔡豪斌.微生物活细胞检测生物传感器的研究[j]. 华夏医学,2000,13(3):252-256[3] trosok sp, driscoll bt, luong jht mediated microbial biosensor using a novel yeast strain for wastewater bod measurement[j]. applied micreobiology and biotechnology,2001, 56 (3-4): 550-554 [4] 张悦,王建龙,李花子等.生物传感器快速测定bod在海洋监测中的应用[j].海洋环境科学,2001,20(1):50-54[5] yoshida n, mcniven sj, yoshida a, compact optical system for multi-determination of biochemical oxygen demand using disposable strips[j]. field analytical chemistry and technology,2001,5 (5): 222-227[6] meyer rl, kjaer t, revsbech np. use of nox- microsensors to estimate the activity of sediment nitrification and nox- consumption along an 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传感器在环境检测中可分为气体传感器和液体传感器,这是我为大家整理的传感器检测技术论文,仅供参考!

试述传感器技术在环境检测中的应用

摘要:传感器在环境检测中可分为气体传感器和液体传感器,其中气体传感器主要检测氮氧化合物和含硫氧化物;液体传感器主要检测重金属离子、多环芳香烃类、农药、生物来源类。本文阐述了传感器技术在环境检测方面的应用。

关键词:气体传感器 液体传感器 环境检测

中图分类号:O659 文献标识码:A 文章编号:

随着人们对环境质量越加重视,在实际的环境检测中,人们通常需要既能方便携带,又可以够实现多种待测物持续动态监测的仪器和分析设备。而新型的传感器技术就能够很好的满足上述需求。

传感器技术主要包括两个部分:能与待测物反应的部分和信号转换器部分。信号转换器的作用是将与待测物反应后的变化通过电学或光学信号表示出来。根据检测方法的不同,我们将传感器分为光学传感器和电化学传感器;根据反应原理的不同,分为免疫传感器、酶生物传感器、化学传感器;根据检测对象不同,分为液体传感器和气体传感器。

1气体传感器

气体传感器可以对室内的空气质量进行检测,尤其是有污染的房屋或楼道;也可以对大气环境中的污染物进行检测,如含硫氧化物、氮氧化合物等,检测过程快速方便地。

以含氮氧化物(NOx)为例。汽车排放的尾气是含氮氧化物的主要来源,但随着时代的发展,国内消费水平的提高,汽车尾气的排放量呈逐年上升趋势。通过金属氧化物半导体对汽车尾气及工厂废气中的含氮氧化物进行直接检测。如Dutta设计的传感器,采用铂为电极,氧化钇和氧化锆为氧离子转换器,安装到气体排放口,可以检测到含量为10-4~10-3的NO。含硫氧化物是造成酸雨的主要物质,也是目前环境检测的重点项目,因为在大气环境中的含量低于10-6,需要更高灵敏度的传感器。如高检测的灵敏度的表面声波设备。

Starke等人采用直径为8~16nm的氧化锡、氧化铟、氧化钨纳米颗粒制作的纳米颗粒传感器,对NO和NO2的检测下限可达到10-8,提高反应的比表面积,增加反应灵敏度,且工作温度比常规的传感器大大降低,减少了能源消耗。

2液体传感器

在实际环境检测中,液体传感器大多应用于水的检测。由于水环境中的污染物种类广泛,因此液体传感器比气体传感器的应用更为广泛和重要。水中的污染物除了少量的天然污染物以外,大部分都是人为倾倒的无机物和有机物。无机物中,重金属离子为重点检测对象;有机污染物包括杀虫剂、激素类代谢物、多环芳香烃类物质等。这些污染物的过度超标,会严重影响到所有生物体的健康和安全。

重金属离子检测

采水体中重金属离子的主要来源包括开矿、冶金、印染等企业排放的废水。这些生产废水往往混合了多种废水,所含的重金属离子种类繁多,常见的有汞、锰、铅、镉、铬等。重金属离子会不断发生形态的改变和在不同相之间进行转移,若处置不当,容易形成二次污染。生物体从环境中摄取到的重金属离子,经过食物链,逐渐在高级生物体内富集,最终导致生物体的中毒。因此如果供人类食用的鱼类金属离子超标,将对人类产生严重的影响,因此对于重金属离子的检测显得尤为重要。

Burge等人发明的传感器,可以利用1,2,2联苯卡巴肼和分光光度计,可以检测地下水中的重金属铬浓度是否超标。

除了通过化学反应检测外,采用特殊的生物物质,也可以方便和灵敏地检测重金属离子。如大肠杆菌体内有一种蛋白质可以结合镍离子,有人在这种蛋白质的镍离子结合位点附近插入荧光基团,当蛋白质结合镍离子后,荧光基团会被淬灭,由于荧光的强度与镍离子浓度成反比,从而实现对镍离子的定量检测,检测范围未10-8~10-2mol/L。日方法也可应用于检测Cu2+、Co2+、Fe2+和Cd2+等几种离子中。他们还结合了微流体技术,该技术只需消耗几十纳升体积的待测液体,就可以对100nmol/L以下浓度的Pb2+进行检测。Matsunaga小组将TPPS固定在多孔硅基质中,当环境中存在Hg2+时,随着Hg2+浓度的变化,TPPS的颜色会从橘黄色逐渐转变成绿色,该传感器的检测限为,通过加入硅铝酸去除干扰离子Ni2+和Zn2+。

利用传感器技术不仅可以准确测定待测物的浓度,而且由于传感器的微型化技术特点,还可以通过传感器的偶联,进行多项指标的检测。Lau等人设计了基于发光二极管原理的传感器,可以同时检测Cd2+和Pb2+,该传感器对Cd2+和Pb2+的检测限分别为10-6和10-8。

农药残留物质的检测

农药是一类特殊的化学品,它在防治农林病虫害的同时,也会对人畜造成严重的危害。中国是农业大国,每年的农药使用量相当庞大,因此有必要对其进行监测。采用钴-苯二甲蓝染料和电流计就能方便地检测三嗪类除草剂,无需脱氧,直接检测的下限为50Lg/L,如果通过预处理进行样品浓缩后,检测限可以达到200ng/L。

采用带有光纤的红外光谱传感器可以进行杀虫剂的快速检测。将光纤内壁涂覆经非极性有机物修饰的气溶胶材料后,能显著改善光纤中水分子对信号的耗散作用,并且能够提取出溶液中的有机磷类杀虫剂进行光谱分析。此类传感器对于有机溶剂,如苯、甲苯、二甲苯的检测限则可达10-8~8*10-8。

多环芳香烃类化合物的检测

多环芳香烃类物质是另外一大类有害的污染物质,这类物质具有致癌性,但在许多工业生产过程中均会使用或产生此类物质。水体中的多环芳香烃类物质含量非常低,一般在10-9范围内,因此需要借助高灵敏度的检测传感器,Schechter小组发明了光纤光学荧光传感器。在直接检测过程中,待测样本中还可能存在一些如泥土这样的干扰物质,会降低检测信号值,如果用聚合物膜先将非极性的PAH富集,然后对膜上的物质进行荧光检测,从而解决信号干扰问题,报道称这种经膜富集后的传感器技术,对pyrene的检测可达到6*10-11,蒽类物质则可达4*10-10。Stanley等人利用石英晶振微天平作为传感器,在芯片表面固定上蒽-碳酸的单分子膜,检测限可达到2*10-9。

基于免疫分析原理,采用分子印迹的方法,在传感器表面印上能够结合不同待测物质的抗体分子,可以实现多种不同物质的检测。近年来发展起来的微接触印刷技术,也可应用到该领域,这样制备得到的传感器体积可以更加微型化。

生物类污染物质

除了以上的无机和有机合成类污染物质,还有生物来源的一些潜在污染分子。如激素类分子及其代谢物的污染常常会引起生物体生长、发育和繁殖的异常。Gauglitz带领的研究小组采用全内反射荧光生物传感器和睾丸激素抗体,对河流中的睾丸激素直接进行了即时检测,其检测限为。该技术无需样品的预处理,对于不同地区的自然界水体均可以进行睾丸激素的现场直接检测,检测范围为9~90ng/L。

另外,致病菌和病毒也是被检测的对象,水体中出现某些特定菌种,可以表明水体受到了某种污染,利用传感器技术非常容易检测到这些生物样本的存在,而且选择性非常高,如可以从烟草叶中快速地发现植物病毒烟草花叶病毒,采用QCM可以直接检测到酵母细胞的数量。

3结论和展望

目前,传感器技术已开始应用于各环境监测机构的应急检测,但是实际应用中有诸多的局限性,比如在对大气中的某些有害物质进行检测时,由于其含量往往低于传感器的最低检测限,因此在实际应用过程中,还需要进行气体的浓缩处理,这样就使传感器不容易实现微型化,或者需要借助更高灵敏度的传感器;同样,在野外水体检测时,常常会出现待测水体含有多种复杂干扰成分的情况,无法与实验室的标准化条件相比;在有些以膜分离分析技术为原理的传感器中,其膜的使用寿命往往较短,而频繁更换新膜的价格较为昂贵,因此仍然无法得到广泛的应用。

尽管如此,随着传感器技术的不断发展和完善,仍然有望应用于将来工厂企业排气、排污的现场直接检测和野外环境的动态无人监测,而且其结果能与实验室常规仪器的检测结果相符,这样将大大加快对环境监测和治理的步伐。

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传感器与自动检测技术教学改革探讨

摘要:传感器与自动检测技术是电气信息类专业重要的主干专业课,传统授课方法侧重于理论知识的传授,而忽略了应用层面的培养。针对此问题试图从教学目的、教学内容、教学形式、教学效果等多个方面进行分析,对该课程的教学方案改革进行探讨,提出一套技能与理论知识相结合、行之有效的教学方案。

关键词:传感器与自动检测技术;教学内容;教学模式;工程思维

“传感器与自动检测技术”是电气信息类专业重要的主干专业课,是一门必修课,也是一门涉及电工电子技术、传感器技术、光电检测技术、控制技术、计算机技术、数据处理技术、精密机械设计技术等众多基础理论和技术的综合性技术,现代检测系统通常集光、机、电于一体,软硬件相结合。

“传感器与自动检测技术”课程于20世纪80年代开始在我国普通高校的本科阶段和研究生阶段开设。本课程侧重于传感器与自动检测技术理论的传授,重知识,轻技能;教师之间也缺乏沟通,教学资源不能得到充分利用,教学效果不理想,学生学习兴趣不高。

一、教学过程中发现的问题及改革必要性分析

笔者在独立学院讲授“传感器与自动检测技术”课程已有四年,最开始沿用了研究型大学的教学计划和教学大纲,由于研究型大学是以培养研究型人才为主,而独立学院是以培养应用型人才为主,在人才培养目标上有较大差异,在逐渐深入的过程中发现传统方案不太符合学院培养应用型人才的定位,存在以下几方面的问题。

1.重理论,轻实践

该课程是应用型课程,其中也有大量的理论知识、数学推导,而传统的研究型教学方法普遍都以理论教学为主,在课堂上大篇幅讲解传感器的原理,进行数学公式推导,相比而言传感器的应用通常只是通过一个实例简单介绍,导致最后大多数学生只是粗略地知道该传感器的结构,而不知道如何用,在哪里用。

2.教学模式单一

该课程传统上以讲授的教学方式为主,将现成的结论、公式和定理告诉学生,学生不能主动地思考和探索,过程枯燥乏味,导致学生产生了厌学情绪。同时理论教学与实训、实践教学脱节问题也很严重。

3.教学实验安排不合理

传统的实验课程安排,验证性实验比例高达80%,综合设计性实验极少,缺少实训、实践环节。然而应用型人才的培养应该以实践教学为核心,重点培养学生的工程思维和实践能力、动手能力,以在学生毕业时达到企业对技术水平与能力的要求,使学生毕业后能尽快适应工作岗位。

二、适合独立学院培养应用型人才的教学方案改革

传统的传感器与自动检测技术课程重理论、轻实践,教学模式单一,教学实验以验证性实验为主,这种方案能够培养研究型人才,但却无法培养合格的应用型人才。在教学过程中,笔者潜心研习,并反复实践,总结出以下几个可以改革的方面。

1.优化教学内容,注重工程思维

本课程一个很重要的内容是各种类型传感器的原理,传统的教学要讲清楚其中的来龙去脉,而本人则认为针对应用型人才培养,充分讲授清楚基本概念、基本原理和基本方法即可,涉及大额数学公式可以选择重要的进行讲解,其他则可作为学生的自学内容,让学生课余自学。同时应该重点讲解该传感器的工程应用实例;另一方面要结合最新实际工程讲解。这样才能激发学生的学习兴趣,培养学生应用型工程学习思维。

2.改革教学方法,改变教学模式

传统的教学是“灌输式”的方法,无论学生是否接受,直接把要讲的内容全部讲述给学生,而这也违背了培养学生分析问题和解决问题的能力以及创新能力的出发点和归宿。笔者认为应该应用工程案例教学,实行启发式、讨论式、研究式等与实践相结合的教学方法,发挥学生在教学活动中的主体地位。

3.与工程实际相结合,与其他课程相结合

教学过程中要从不同行业提取典型的工程应用实例,精简以后作为实例进行讲解。在进行教学时,要培养学生的系统观,让学生明白这不是一门独立的课程,而是与自动控制原理、智能控制理论等课程相融合的,以达到融会贯通的学习效果。

4.实验环节改革

实验教学主要是为了提高学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力,加深学生对课堂教学中理论、概念的感性认识。以往该课程的实验内容大部分为原理性、验证性的实验,学生容易感到枯燥无味,毫无学习积极性,很少有学生进行独立思考并发现问题,实验效果极不理想。为了改变这种模式化的教育,笔者将实验内容由传统的验证性实验调整为设计开发型实验。在实验教学中根据客观条件在适当减少验证性实验的基础上,增加了开拓性实验项目以及设计综合性实验。

5.改革教学评价方法,提高课堂教学效率

高效的学习成果反馈机制是促进教学相长的必要手段,目前该课程都是通过课程作业进行学习效果反馈,可以采用每一个章节布置一道设计型题目,让学生更加广泛地查阅资料,并在一定知识广度的基础上深入分析题目中用到的内容,进而从更深的层面分析解决问题,以达到深度、广度相结合的效果。

本文针对传感器与自动检测技术传统研究型大学的方案,提出了三个方面的问题,并根据四年的教学积累,在教学内容、教学模式、实验环节、教学评价及反馈等几个方面进行了探讨分析并提出了一套改革的方法和措施。本方案以实际工程应用实例为核心,在教学内容上侧重于传感器应用方面的讲解,以提出问题、分析问题、解决问题为主线调动学生的学习积极性和主动性,培养学生的工程思维和能力,重视实验环节,以设计性、综合性实验代替验证性实验培养学生将抽象的知识具体化、培养学生的实际应用能力、动手能力和创新能力。

参考文献:

[1]吴建平,甘媛.“传感器”课程实验教学研究[J].成都理工大学学报.

[2]曹良玉,赵堂春.传感器技术及其应用.课程改革初探[J].中国现代教育装备.

[3]李玉华,胡雪梅.传感器及应用.课程教学改革的探讨Ⅱ技术与市场.

传感器(英文名称:transducer/sensor)是直接作用于被测量、并能按一定规律将其转化为同种或别种量值输出的器件。这是我为大家整理的传感器技术论文 范文 ,仅供参考!传感器技术论文范文篇一 传感器及其概述 摘 要 传感器(英文名称:transducer/sensor)是直接作用于被测量、并能按一定规律将其转化为同种或别种量值输出的器件。目前,传感器转换后的信号大多是电信号,因而从狭义上讲,传感器是把外界输入的非电信号转换为电信号的装置。 【关键词】传感器 种类 新型 1 前言 传感器是测试系统的一部分,其作用类似于人类的感觉器官,也可以认为是人类感官的延伸。人们借助传感器可以去探测那些人们无法用或不便用感官直接感知的事物,如用热电偶可以测量炽热物体的温度;用超声波换能器可以测海水深度;用红外遥感器可从高空探测地面形貌、河流状态及植被的分布等。因此,可以说传感器是人们认识自然界事物的有力工具,是测量仪器与被测量物体之间的接口。通常情况下,传感器处于测试装置的输入端,是测试系统的第一个环节,其性能直接影响着整个测试系统,对测试精度有很大影响。 2 传感器的分类 按被测物理量的不同,可以分为位移、力、温度、流量传感器等;按工作的基础不同,可以分为机械式传感器、电气式传感器、光学式传感器、流体式传感器等;按信号变换特征可以分为物性型传感器和结构型传感器;根据敏感元件与被测对象直接的能量关系,可以分为能量转换型传感器与能量控制型传感器。 3 常见传感器介绍 电阻应变式传感器 电阻应变式传感器又叫电阻应变计,其敏感元件是电阻应变。应变片是在用苯酚,环氧树脂等绝缘材料浸泡过的玻璃基板上,粘贴直径为左右的金属丝或金属箔制成。敏感元件也叫敏感栅。其具有体积小、动态响应快、测量精度高、使用简单等优点。在航空、机械、建筑等各行业获得了广泛应用。电阻应变片的工作原理是基于金属的应变效应,即金属导体在外力作用下产生机械形变,其电阻值随机械变形的变化而变化。其可以分为:金属电阻应变片和半导体应变片式两类。金属应变片有金属丝式、箔式、薄膜式之分。半导体应变片具有灵敏度高(通常是丝式、箔式的几十倍)、横向效应小等优点。它们的主要区别在于:金属电阻应变片式是利用导体形变引起电阻变化,而半导体应变片式则是利用电阻率变化引起电阻的变化。 电容式传感器 电容式传感器是将被测物理量转换成电容量变化的装置,它实质是一个具有可变参数的电容器。由于电容与极距成反比,与正对面积和介质成正比,因此其可以分为极距变化型、面积变化型和介质变化型三类。极距变化型电容传感器的优点是可进行动态非接触式测量,对被测系统的影响小,灵敏度高,适用于较小位移的测量,但这种传感器有非线性特性,因此使用范围受到一定限制。面积变化型传感器的优点是输出与输入成线性关系,但与极距型传感器相比,灵敏度较低,适用于较大的直线或角位移的测量。介质变化型则多用于测量液体的高度等场合。 电感式传感器 电感式传感器是将被测物理量,如力、位移等,转换为电感量变换的一种装置,其变换是基于电磁感应原理。电感式传感器种类很多,常见的有自感式,互感式和涡流式三种。 电感式传感器具有以下特点:结构简单,传感器无活动电触点,因此工作可靠寿命长。灵敏度和分辨力高,能测出微米的位移变化。传感器的输出信号强,电压灵敏度一般每毫米的位移可达数百毫伏的输出。线性度和重复性都比较好,在一定位移范围(几十微米至数毫米)内,传感器非线性误差可达~。同时,这种传感器能实现信息的远距离传输、记录、显示和控制,它在工业自动控制系统中广泛被采用。但不足的是,它有频率响应较低,不宜快速动态测控等缺点。 磁电式传感器 磁电式传感器是把被测物理量转换为感应电动势的一种传感器,又称电磁感应式或电动力式传感器。其工作原理是一个匝数为N的线圈,当穿过它的磁通量变化时,线圈产生了感应电动势。磁通量的变化可通过多种方式来实现,如磁铁与线圈做切割磁力线运动、磁路的磁阻变化、恒定磁场中线圈面积的变化,因此可制造出不同类型的传感器用于测量速度、扭矩等。 压电式传感器 压电式传感器是一种可逆传感器,是利用某些物质的压电效应进行工作的器件。最简单的压电式传感器是在压电晶片的两个工作面上进行金属蒸镀,形成金属膜,构成两个电极。当晶片受压力时,两个极板上聚集数量相等而极性相反的电荷,形成电场。因此压电传感器可以看成是电荷发生器,又可以看作电容器。 4 新型传感器 生物传感器 生物传感器是用生物活性材料(酶、蛋白质、DNA、抗体、抗原、生物膜等)与物理化学换能器有机结合的一门交叉学科,是发展生物技术必不可少的一种先进的检测 方法 与监控方法,也是物质分子水平的快速、微量分析方法。各种生物传感器有以下共同的结构:包括一种或数种相关生物活性材料(生物膜)及能把生物活性表达的信号转换为电信号的物理或化学换能器(传感器),二者组合在一起,用现代微电子和自动化仪表技术进行生物信号的再加工,构成各种可以使用的生物传感器分析装置、仪器和系统。生物传感器的原理:待测物质经扩散作用进入生物活性材料,经分子识别,发生生物学反应,产生的信息继而被相应的物理或化学换能器转变成可定量和可处理的电信号,再经二次仪表放大并输出,便可知道待测物浓度。 激光传感器 激光传感器:利用激光技术进行测量的传感器。它由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光传感器是新型测量仪表,它的优点是能实现无接触远距离测量,速度快,精度高,量程大,抗光、电干扰能力强等。激光传感器原理:激光传感器工作时,先由激光发射二极管对准目标发射激光脉冲。经目标反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到传感器接收器,被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器,因此它能检测极其微弱的光信号,并将其转化为相应的电信号。 5 结束语 随着科技的飞速发展,人们不断提高着自身认知世界的能力。传感器在获取自然和生产领域中发挥着巨大上的作用。目前,传感器技术在发展经济、推动社会进步方面起到重要的推动作用。相信未来,传感器技术将会出现一个飞跃。 作者简介 杨天娟(1991-),女,河北省邯郸市人。现为郑州大学本科生,主要研究方向为机械工程及自动化。 作者单位 郑州大学机械工程学院 河南省郑州市 450001 传感器技术论文范文篇二 温度传感器 摘 要:温度传感器是最早开发、也是应用最广泛的一种传感器。据调查,早在1990年,温度传感器的市场份额就大大超出了 其它 传感器。从17世纪初,伽利略发明温度计开始,人们便开始了温度测量。而真正把温度转换成电信号的传感器,是1821年德国物理学家赛贝发明的,也就是我们现在使用的热电偶传感器。随后,铂电阻温度传感器、半导体热电偶温度传感器、PN结温度传感器、集成温度传感器相继而生。也使得温度传感器更加广泛的应用到我们的生产和生活中。本文主要介绍了温度传感器的分类、工作原理及应用。 关键词:温度传感器;温度;摄氏度 中图分类号:TP212 文献标识码:A 文章 编号:1674-7712 (2014) 02-0000-01 温度传感器(temperature transducer),利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为可用输出信号。温度传感器是温度测量仪表的核心部分,品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类。现代的温度传感器外形非常得小,这样更加让它广泛应用在生产实践的各个领域中,也为我们的生活提供了无数的便利和功能。 一、温度的相关知识 温度是用来表征物体冷热程度的物理量。温度的高低要用数字来量化,温标就是温度的数值表示方法。常用温标有摄氏温标和热力学温标。 摄氏温标是把标准大气压下,沸水的温度定为100摄氏度,冰水混合物的温度定为0摄氏度,在100摄氏度和0摄氏度之间进行100等份,每一等份为1摄氏度。热力学温标是威廉汤姆提出的,以热力学第二定律为基础,建立温度仅与热量有关而与物质无关的热力学温标。由于是开尔文 总结 出来的,所以又称为开尔文温标。 二、温度传感器的分类 根据测量方式不同,温度传感器分为接触式和非接触式两大类。接触式温度传感器是指传感器直接与被测物体接触,从而进行温度测量。这也是温度测量的基本形式。其中接触式温度传感器又分为热电偶温度传感器、热电阻温度传感器、半导体热敏电阻温度传感器等。 非接触式温度传感器是测量物体热辐射发出的红外线,从而测量物体的温度,可以进行遥测。 三、温度传感器的工作原理 (一)热电偶温度传感器。热电偶温度传感器结构简单,仅由两根不同材料的导体或半导体焊接而成,是应用最广泛的温度传感器。 热电偶温度传感器是根据热电效应原理制成的:把两种不同的金属A、B组成闭合回路,两接点温度分别为t1和t2,则在回路中产生一个电动势。 热电偶也是由两种不同材料的导体或半导体A、B焊接而成,焊接的一端称为工作端或热端。与导线连接的一端称为自由端或冷端,导体A、B称为热电极,总称热电偶。测量时,工作端与被测物相接触,测量仪表为电位差计,用来测出热电偶的热电动势,连接导线为补偿导线及铜导线。 从测量仪表上,我们观测到的便是热电动势,而要想知道物体的温度,还需要查看热电偶的分度表。 为了保证温度测量结果足够精确,在热电极材料的选择方面也有严格的要求:物理、化学稳定性要高;电阻温度系数小;导电率高;热电动势要大;热电动势与温度要有线性或简单的函数关系;复现性好;便于加工等。根据我们常用的热电极材料,热电偶温度传感器可分为标准化热电偶和非标准化热电偶。铂铑-铂热电偶是常用的标准化热电偶,熔点高,可用于测量高温,误差小,但价格昂贵,一般适用于较为精密的温度测量。铁-康铜为常用的非标准化热电偶,测温上限为600摄氏度,易生锈,但温度与热电动势线性关系好,灵敏度高。 (二)电阻式温度传感器。热电偶温度传感器虽然结构简单,测量准确,但仅适用于测量500摄氏度以上的高温。而要测量-200摄氏度到500摄氏度的中低温物体,就要用到电阻式温度传感器。 电阻式温度传感器是利用导体或者半导体的电阻值随温度变化而变化的特性来测量温度的。大多数金属在温度升高1摄氏度时,电阻值要增加到。电阻式温度传感器就是要将温度的变化转化为电阻值的变化,再通过测量电桥转换成电压信号送至显示仪表。 (三)半导体热敏电阻。半导体热敏电阻的特点是灵敏度高,体积小,反应快,它是利用半导体的电阻值随温度显著变化的特性制成的。可分为三种类型:(1)NTC热敏电阻,主要是Mn,Co,Ni,Fe等金属的氧化物烧结而成,具有负温度系数。(2)CTR热敏电阻,用V,Ge,W,P等元素的氧化物在弱还原气氛中形成烧结体,它也是具有负温度系数的。(3)PTC热敏电阻,以钛酸钡掺和稀土元素烧结而成的半导体陶瓷元件,具有正温度系数。也正是因为PTC热敏电阻具有正温度系数,也制作成温度控制开关。 (四)非接触式温度传感器。非接触式温度传感器的测温元件与被测物体互不接触。目前最常用的是辐射热交换原理。这种测温方法的主要特点是:可测量运动状态的小目标及热容量小或变化迅速的对象,也可用来测量温度场的温度分布,但受环境温度影响比较大。 四、温度传感器的应用举例 (一)温度传感器在汽车上的应用。温度传感器的作用是测量发动机的进气,冷却水,燃油等的温度,并把测量结果转换为电信号输送给ECU.对于所有的汽油机电控系统,进气温度和冷却水温度是ECU进行控制所必须的两个温度参数,而其他的温度参数则随电控系统的类型及控制需要而不尽相同。进气温度传感器通常安装在空气流量计或从空气滤清器到节气门体之间的进气道或空气流量计中,水温传感器则布置在发动机冷却水路,汽缸盖或机体上上的适当位置.可以用来测量温度的传感器有绕线电阻式,扩散电阻式,半导体晶体管式,金属芯式,热电偶式和半导体热敏电阻式等多种类型,目前用在进气温度和冷却水温度测量中应用最广泛的是热敏电阻式温度传感器。 (二)利用温度传感器调节卫生间的温度。温度传感器还能调节卫生间内的温度,尤其是在洗澡的时候,能自动调节卫生间内的温度是很有必要的。通过温湿度传感器和气体传感器就能很好的控制卫生间内的环境从而使我们能够拥有一个舒适的生活。现在大部分旅馆和一些公共场所都实现了自动调节,而普通家庭的卫生间都还是人工操作,尚未实现自动调节这主要是一般客户不知道能够利用传感器实现自动化,随着未来人们的进一步了解,普通家庭的卫生间也能实现自动调节。 参考文献: [1]周琦.集成温度传感器的设计[D].西安电子科技大学,2007.

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