章汽車傳感器概述

節汽車傳感器的定義、原理和作用 1

一、傳感器的定義 1

二、汽車傳感器的基本原理 1

三、汽車傳感器的作用 3

第二節汽車傳感器的類型與識別 4

一、汽車傳感器的類型 4

二、汽車傳感器的識別 7

第三節汽車傳感器的檢測 11

一、汽車傳感器檢測注意事項 11

二、汽車傳感器的檢測方法 13

三、汽車傳感器的檢測順序和步驟 18

第四節汽車傳感器易發故障及其後果 20

一、發動機電控繫統傳感器易發故障及其後果 20

二、電控自動變速器中傳感器易發故障及其後果 21

三、安全氣囊繫統傳感器易發故障及其後果 22

四、制動防抱死繫統（ABS）中輪速傳感器易發故障及其後果 22

五、電控懸架繫統傳感器易發故障及其後果 22

六、電控動力轉向繫統傳感器易發故障及其後果 22

第五節智能網聯汽車多傳感器信息融合技術 23

一、多傳感器信息融合涉及的幾個概念 23

二、多傳感器信息融合原理 23

三、多傳感器信息融合的方法 28

四、多傳感器信息融合的應用 28



第二章位置（行程和角度）傳感器

節概述 29

一、概述 29

二、測量參數 29

三、工作原理 30

第二節節氣門位置傳感器 32

一、概述 32

二、觸點開關式節氣門位置傳感器 33

三、可變電阻式節氣門位置傳感器 38

四、霍爾式節氣門位置傳感器 43

五、節氣門位置傳感器故障診斷 46

六、節氣門位置傳感器故障分析 48

七、案例分析 50

第三節曲軸位置傳感器 60

一、概述 60

二、磁脈衝式曲軸位置傳感器 62

三、光電式曲軸位置傳感器 73

四、霍爾式曲軸位置傳感器 77

五、故障分析 82

六、案例分析 83

第四節凸輪軸位置傳感器 89

一、概述 89

二、磁電式凸輪軸位置傳感器 91

三、霍爾式凸輪軸位置傳感器 92

四件式凸輪軸位置傳感器 96

五、故障分析 98

六、案例分析 100

第五節液（油）位傳感器 107

一、概述 107

二、浮子舌簧開關式液位傳感器 108

三、浮子可變電阻式液位傳感器 110

四、熱敏電阻式液位傳感器 112

五、電容式液位傳感器 114

六、半導體型液位傳感器 117

七、電極式液位傳感器 118

第六節轉向盤轉角傳感器 120

一、概述 120

二、光電式轉向盤轉角傳感器 121

三、滑動電阻式轉向盤轉角傳感器 125

四、磁感應式轉向盤轉角傳感器 125

五、霍爾式轉向盤轉角傳感器 126

六、各向異性磁阻式轉向盤轉角傳感器 127

七、故障分析 129

第七節加速踏板（油門）位置傳感器 129

一、概述 129

二、電位器式加速踏板位置傳感器 130

三、雙霍爾式加速踏板位置傳感器 132

四、電磁感應式加速踏板位置傳感器 134

五、故障分析 136

第八節EGR（廢氣再循環）閥位置傳感器 137

一、概述 137

二、EGR閥位置傳感器的結構 138

三、EGR閥位置傳感器的工作原理 139

四、EGR閥位置傳感器與ECU的連接電路 139

五、EGR閥位置傳感器的檢測 139

六、故障分析 141

第九節怠速電機位置傳感器 142

一、怠速電機位置傳感器的作用和安裝位置 142

二、怠速電機位置傳感器的結構 142

三、怠速電機位置傳感器與ECU的連接電路 142

四、怠速電機位置傳感器的工作原理 143

五、怠速電機位置傳感器的檢測 144

第十節超聲波雷達 144

一、超聲波雷達的作用和安裝位置 144

二、超聲波雷達的結構 145

三、超聲波雷達的工作原理 145

四、超聲波雷達與ECU連接電路 146

五、超聲波雷達的檢測 147

第十一節毫米波雷達 148

一、毫米波雷達的作用和安裝位置 148

二、毫米波雷達的結構 149

三、毫米波雷達的工作原理 150

第十二節激光雷達 152

一、激光雷達的作用和安裝位置 152

二、激光雷達的結構 153

三、激光雷達應用舉例（奧迪A8） 154

第十三節其他位置傳感器 159

一、制動踏板位置傳感器 159

二、制動行程傳感器 160

三、乘員位置傳感器 161

四、溢流環位置傳感器 162

五、方位傳感器 163

六、氮氣慣性式方向傳感器 166

七、離合器位置傳感器 166

八、車軸傳感器 168

九、轉向輪角度傳感器 169

十、車距傳感器 170

十一、發動機偏心軸傳感器 173



第三章 溫度傳感器

節概述 180

第二節熱敏電阻式溫度傳感器 182

一、冷卻液溫度傳感器 182

二、進氣溫度傳感器 186

三、車內、外空氣溫度傳感器 189

四、蒸發器出口溫度傳感器 193

五、排氣溫度傳感器 196

六、EGR（廢氣再循環）繫統監測溫度傳感器 198

七、HV蓄電池溫度傳感器 199

八、HV蓄電池進氣溫度傳感器 202

九、輔助蓄電池溫度傳感器 203

十、混合動力繫統電機溫度傳感器 206

十一、 升壓轉換器溫度傳感器 208

十二、環境溫度傳感器 209

十三、 液壓油溫度傳感器 211

十四、燃油溫度傳感器 213

第三節熱敏鐵氧體溫度傳感器 214

一、熱敏鐵氧體溫度傳感器的作用 214

二、熱敏鐵氧體溫度傳感器的安裝位置 215

三、熱敏鐵氧體溫度傳感器的結構 215

四、熱敏鐵氧體溫度傳感器的工作原理 215

五、熱敏鐵氧體溫度傳感器的連接電路 216

六、熱敏鐵氧體溫度傳感器的檢測 216



第四章空氣流量傳感器

節概述 217

一、空氣流量計的作用 217

二、空氣流量計的安裝位置 217

三、空氣流量計的種類 217

第二節葉片式空氣流量傳感器 218

一、葉片式空氣流量傳感器的結構 218

二、葉片式空氣流量傳感器的工作原理 221

三、葉片式空氣流量傳感器的檢測方法 223

第三節卡門渦街式空氣流量傳感器 224

一、超聲波式卡門渦街式空氣流量傳感器 224

二、光電式卡門渦街式空氣流量傳感器 227

第四節量芯式空氣流量傳感器 230

一、量芯式空氣流量傳感器的結構 230

二、量芯式空氣流量傳感器的工作原理 230

三、量芯式空氣流量傳感器的檢測 231

第五節熱線式空氣流量傳感器 232

一、熱線式空氣流量傳感器的結構 232

二、熱線式空氣流量傳感器的工作原理 234

三、熱線式空氣流量傳感器與ECU的連接電路 235

四、熱線式空氣流量傳感器檢測 235

第六節熱膜式空氣流量傳感器 237

一、熱膜式空氣流量傳感器的結構 237

二、熱膜式空氣流量傳感器的工作原理 238

三、熱膜式空氣流量傳感器與ECU的連接電路 240

四、熱膜式空氣流量傳感器的檢測 241

第七節故障分析 242



第五章壓力傳感器

節進氣歧管壓力傳感器 243

一、進氣歧管壓力傳感器的作用 243

二、進氣歧管壓力傳感器的安裝位置 243

三、半導體壓敏電阻式進氣壓力傳感器 244

四、真空膜盒式進氣壓力傳感器 246

五、電容式進氣壓力傳感器 249

六、故障分析 249

第二節其他氣體壓力傳感器 250

一、大氣壓力傳感器 250

二、渦輪增壓傳感器 252

三、壓力型高壓傳感器 253

四、相對壓力型高壓傳感器 254

五、輪胎壓力傳感器 254

六、負壓傳感器 256

七、燃燒壓力傳感器 256

第三節液體壓力傳感器 257

一、發動機機油壓力傳感器 257

二、發動機機油壓力開關傳感器 258

三、制動液壓力傳感器 260

四、蓄壓器壓力傳感器 261

五、共軌壓力傳感器 264

六、空調制冷劑壓力傳感器 265



第六章氣體濃度傳感器

節氧傳感器 268

一、氧傳感器的作用 268

二、氧傳感器的安裝位置 268

三、二氧化鋯氧傳感器 269

四、二氧化鈦氧傳感器 273

五、寬域氧傳感器 274

第二節NOx傳感器 278

一、NOx傳感器的作用 279

二、NOx傳感器的安裝位置 279

三、NOx傳感器的結構 279

四、NOx傳感器的工作原理 280

第三節稀薄混合氣傳感器 281

一、稀薄混合氣傳感器的作用 281

二、稀薄混合氣傳感器的安裝位置 281

三、稀薄混合氣傳感器的結構 282

四、稀薄混合氣傳感器的工作原理 282

第四節煙霧濃度傳感器 284

一、煙霧濃度傳感器的作用 284

二、煙霧濃度傳感器的安裝位置 284

三、煙霧濃度傳感器的結構 284

四、煙霧濃度傳感器的工作原理 286

五、煙霧濃度傳感器與空調放大器連接電路 287

六、煙霧濃度傳感器的檢測 287

第五節空氣品質傳感器 288

一、空氣品質傳感器的作用 288

二、空氣品質傳感器的安裝位置 288

三、空氣品質傳感器的結構與工作原理 288

第六節柴油機煙度傳感器 289

一、柴油機煙度傳感器的作用 289

二、柴油機煙度傳感器的結構 289

三、柴油機煙度傳感器的工作原理 290



第七章速度與減速度傳感器

節車速傳感器 291

一、概述 291

二、舌簧開關式車速傳感器 292

三、可變磁阻式車速傳感器 293

四、電磁感應式車速傳感器 294

五、光電式車速傳感器 298

六、霍爾式車速傳感器 300

第二節發動機轉速傳感器 302

一、柴油發動機用轉速傳感器 302

二、舌簧開關式發動機轉速傳感器 304

第三節輪速傳感器 307

一、概述 307

二、電磁感應式輪速傳感器 308

三、勵磁式輪速傳感器 310

四、霍爾效應式輪速傳感器 311

五、磁阻式輪速傳感器 316

六、電渦流式輪速傳感器 318

第四節驅動電機轉速（旋變）傳感器 319

一、驅動電機轉速（旋變）傳感器的作用 319

二、驅動電機轉速（旋變）傳感器的安裝位置 319

三、驅動電機轉速（旋變）傳感器的結構與原理 319

四、驅動電機轉速（旋變）傳感器的檢測方法 321



第八章爆震與踫撞傳感器

節爆震傳感器 325

一、爆震傳感器的作用 325

二、爆震傳感器的安裝位置 326

三、爆震傳感器的類型 326

四、爆震傳感器的結構與原理 326

五、爆震傳感器的檢測方法 329

第二節踫撞傳感器 330

一、踫撞傳感器的作用 330

二、踫撞傳感器的安裝位置 330

三、踫撞傳感器的結構與工作原理 332

四、踫撞傳感器的檢測 339



第九章 視覺傳感器

節視覺傳感器的分類與應用 343

一、視覺傳感器的分類 343

二、視覺傳感技術的實現基礎 344

三、視覺傳感技術的應用 344

第二節視覺傳感器的工作原理 346

第三節數字圖像處理技術 347

一、數字圖像處理常用方法 347

二、圖像的基本屬性 348

三、數字圖像處理技術的應用 350

第四節視覺傳感器在汽車上的應用 351



第十章其他傳感器

節電流傳感器 358

一、晶體管式電流傳感器 358

二、集成電路式燈泡斷絲檢測傳感器 359

三、舌簧開關式電流傳感器 360

四、電阻-集成電路式電流傳感器 361

五、HV蓄電池組電流傳感器 362

第二節光照傳感器 363

一、日照傳感器 363

二、光電式光量傳感器 364

三、自動控制器用光量傳感器 366

第三節濕度傳感器 368

一、熱敏電阻式濕度傳感器 368

二、結露傳感器 369

三、空氣濕度傳感器 369

第四節力和轉矩傳感器 372

一、光電式轉矩傳感器 372

二、磁性轉矩傳感器 372

三、扭杆扭矩傳感器 372

第五節雨滴傳感器 375

一、壓電式雨滴傳感器 375

二、光電式雨滴傳感器 376

第六節紅外線傳感器 377

一、紅外線傳感器介紹 377

二、紅外線傳感器組成 377

三、紅外線傳感器分類 378

四、紅外線傳感器工作原理 379

第七節慣性導航陀螺儀 380

一、陀螺儀介紹 380

二、陀螺儀的應用 380

三、陀螺儀的結構 380

四、三自由度陀螺及基本特性 381

五、坐標繫關繫 383

六、二自由度陀螺及其應用 387



參考文獻 389

隨著電子技術的發展以及人們對汽車性能要求的不斷提高，電子控制技術在汽車上的應用也越來越廣泛，汽車電子化程度越來越高。汽車電子控制裝置越來越復雜，在全車成本中所占的比例逐年增加。目前，有些汽車電子控制裝置已經占到整車造價的一半以上，各大汽車廠商紛紛加大在汽車電子控制技術上的投入，通過不斷完善汽車的電子繫統來提高產品的競爭力。汽車的電子化程度已經成為衡量汽車檔次的重要標志之一。

汽車傳感器作為汽車電子控制繫統的關鍵部件，主要是用於采集汽車運行的信息，並轉換為電信號輸入，為汽車實現自動控制提供信息參考。汽車傳感器是汽車電子技術領域研究的核心內容之一。傳感器在汽車上的應用從初的發動機控制繫統擴展到汽車的各個繫統中。目前，一輛普通的家用轎車上大約安裝有幾十個傳感器，而豪華轎車上的傳感器數量可多達數百個。

作為汽車電控繫統中至關件，汽車傳感器工作狀況的好壞在很大程度上決定了汽車使用性能是否良好，因此傳感器的檢測、維修及故障排除也是汽車傳感器的重要方面。為滿足廣大汽車維修人員對掌握汽車傳感器維修技術的迫切需求，在化學工業出版社的組織下，特編寫了本書。

本書根據傳感器的類型進行分類介紹，囊括汽車各個繫統所用的傳感器，詳細介紹每種傳感器的作用、安裝位置、連接電路、結構原理、識別、檢測及故障排除等內容。全書共分十章，依次為汽車傳感器概述、位置（行程和角度）傳感器、溫度傳感器、空氣流量傳感器、壓力傳感器、氣體濃度傳感器、速度與減速度傳感器、爆震與踫撞傳感器、視覺傳感器及其他傳感器。

本書力求以實用為主，沒有涉及高深的專業理論知識，文字簡練。講解過程中充分發揮了圖解的特色，以“全彩圖解”的形式向讀者傳授汽車傳感器的基本知識，真正做到用“圖”說話——以“圖”代“解”，以“解”說“圖”，一目了然，通俗易懂。此外，對於難度較大的復雜知識點和操作內容，還專門配備了“視頻講解”。視頻以二維碼的形式呈現，讀者學習時可通過手機掃描書內相關章節的二維碼，同步、實時地瀏覽對應知識點的數字媒體資源。數字媒體資源與圖書的圖文資源相互銜接、互為補充，可充分調動學習者的主觀能動性，確保學習者在短時期內獲得的學習效果。

本書由姚科業、顧惠烽主編，楊飛燕、羅永志、黎文武、彭川參編。在編寫過程中，參考了相關的圖書、多媒體資料、原車維修手冊以及國內外許多同行、專家的研究成果，在此一並表示衷心的感謝！

本書可作為大專院校、職業技術院校相關專業師生的參考書，可供汽車制造和汽車維修相關工程技術人員參考，也可作為企業培訓的參考教材。

由於編者水平所限，書中疏漏和不足之處在所難免，懇請廣大讀者批評指正。



編者