摘 要：目前傳感器越來越多地集成應(yīng)用到汽車上，其中進氣溫度、進氣壓力傳感器也集成到了車用節(jié)氣門上了。因而設(shè)計一套適應(yīng)性強的綜合測試系統(tǒng)對節(jié)氣門溫度及壓力傳感器進行測試是十分必要的。文章針對這兩種傳感器的測試方法進行了分析，提出了一種新的綜合測試、檢測方案，并通過實驗進行了初步驗證。通過這套系統(tǒng)能夠方便、快捷地得到這兩種傳感器的性能參數(shù)，并且能提高設(shè)備的利用率。

關(guān)鍵詞：進氣溫度傳感器；進氣壓力傳感器；測試

引言

目前控制發(fā)動機進氣歧管的節(jié)氣門上除了安裝有節(jié)氣門位置傳感器外，通常還安裝有進氣溫度和進氣壓力傳感器。傳感器主要由PCB板、傳感元件、支架、密封圈、不銹鋼襯套和殼體等組成[1]。進氣溫度傳感器是以熱敏電阻為檢測元件的傳感器，通常是負溫度系數(shù)（NTC）傳感器[2]。進氣壓力傳感器的作用是根據(jù)發(fā)動機的負荷狀態(tài)測出進氣歧管內(nèi)絕對壓力的變化，并轉(zhuǎn)換成電壓信號輸送到電控單元（ECU）中，作為決定電動噴油器基本噴油量的依據(jù)[3]。兩個傳感器輸出的信號將和確定發(fā)動機各種工況下噴油量的精度有密切關(guān)系。因此常常要對這兩種傳感器進行測試。

這里設(shè)計了一套比較系統(tǒng)的方案，能夠方便地解決這一問題。該套測試方法有如下幾個優(yōu)點：傳感器無需移動，安裝好之后就可以對兩種參數(shù)進行測試，避免了頻繁挪動過程中造成的各種誤差；可以利用控制器實現(xiàn)對外界環(huán)境條件的控制調(diào)節(jié)，操作方便快捷；兩種傳感器共用同一設(shè)備，設(shè)備的利用率提高，減少了資源的浪費。

1 車用節(jié)氣門傳感器綜合測試方法

現(xiàn)有進氣溫度傳感器和進氣壓力傳感器大多是整合在同一個封裝里，統(tǒng)稱為節(jié)氣門傳感器，安裝在節(jié)氣門體上。進行綜合測試時將傳感器安裝在測試容器外表面上，利用控制器控制執(zhí)行機構(gòu)，改變?nèi)萜鲀?nèi)的壓力、溫度環(huán)境，測試傳感器和標準傳感器采集信號變化送入數(shù)據(jù)采集卡，數(shù)據(jù)信息最后送入控制器供實驗人員調(diào)用分析。其測試系統(tǒng)原理圖如圖1所示。

測試系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)主要由傳感器部分、提供測試環(huán)境容器部分和控制部分組成。傳感器部分有檢測實際溫度、壓力的標準溫度傳感器、標準壓力傳感器。另外還有待檢測的節(jié)氣門傳感器。容器部分為該測試方法提供了可變化的外界條件，包含了可布置各種傳感器及閥門的容器、真空泵、冷卻水容器、加熱器等?？刂撇糠种饕蓴?shù)據(jù)采集卡、控制器，及其電磁閥、泄壓閥組成。該部分主要對三種傳感器采集到的數(shù)據(jù)進行采集、處理，以供上位機分析，另外可以控制各種閥門的開閉，以實現(xiàn)對環(huán)境變化的人為控制。

對溫度傳感器進行檢測、標定時，控制器開啟電磁閥時，水泵開始工作，將冷卻水容器中的冷水通過進水口送入試驗容器中，當水量足夠時，斷開閥門停止向容器中注水。完成此項后控制加熱器工作，使水溫達到85℃左右，停止對容器加熱。讓容器中的熱水慢慢從最高溫度冷卻到室溫。標準溫度傳感器每隔一段時間采集水溫的變化，而節(jié)氣門傳感器中的進氣溫度傳感器則將得到對應(yīng)的阻值的大小，這兩組數(shù)據(jù)送入數(shù)據(jù)采集卡。對溫度傳感器檢測完畢后，開啟水流出口，將容器中的液體排盡。

對壓力傳感器進行檢測標定，將容器的所有通道關(guān)閉，打開真空泵對容器做抽空氣的處理，至容器接近真空狀態(tài)。此時標準壓力傳感器采集到壓力信號，節(jié)氣門傳感器中的進氣壓力傳感器將得到相應(yīng)的電壓信號，同樣也將這兩組數(shù)據(jù)送入數(shù)據(jù)采集卡。接下來，保持真空泵處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)，調(diào)節(jié)泄壓閥的開度，使容器中的真空度發(fā)生一定的變化，等到容器中的壓力值較為穩(wěn)定后，繼續(xù)采集此時的壓力、電壓的大小。如此往復(fù)，即可得到壓力傳感器的輸出特性曲線。

2 測試方法的驗證

由于實驗設(shè)備有限，在這里我們采用兩套系統(tǒng)分別對上述系統(tǒng)的準確性和可實施性進行了驗證。驗證實驗中，對一部分設(shè)備進行了簡化。

進氣壓力傳感器測試驗證如圖2所示。

這里將標準壓力傳感器改換成了負壓表，同樣用來監(jiān)測壓力的變化。

測試過程：用真空泵對密封容器做抽空處理，讀取負壓表數(shù)值和萬用表的電壓值，控制容器泄壓閥開度大小，繼續(xù)測量多次，轉(zhuǎn)換得到絕對氣壓和電壓的關(guān)系如圖3所示。

壓力傳感器的輸出特性曲線決定了傳感器在不同壓力輸出的電壓值，是壓力傳感器最重要的特性。傳感器能否和發(fā)動機ECU匹配也是和其輸出特性密切相關(guān)的。傳感器輸出為Y=KX+B的K為斜率的直線[4]。從實測的MAP圖電壓隨壓力變化的曲線可以看出，隨著壓力的升高，電壓值也相應(yīng)增大，但由于各種誤差的影響，因此最終實際得到的曲線并非是理想的直線。和圖4的理論輸出特性曲線相比較，走勢吻合，能大致反應(yīng)實際的電壓和壓力的變化趨勢。

進氣溫度測驗證試原理圖如圖5所示。

在這里使用溫度計代替標準溫度傳感器監(jiān)測溫度變化情況，用熱水棒對冷卻水加熱。測試過程：將容器中的水加熱，使空氣溫度升高。讀取溫度計讀數(shù)和萬能表阻值，繼續(xù)冷卻，得到下一組值。如此重復(fù)，從而得到溫度和阻值的關(guān)系如圖6所示。

通過實驗可知，隨著溫度的升高，熱敏電阻的電阻值隨之減小，并且減小的速率會放緩。在溫度為60℃時，可能是由于環(huán)境變化引起的誤差，使得局部變化有些異常，可以在數(shù)據(jù)分析的時候?qū)⒋它c忽略掉，因此是不影響整體的曲線走向的。和理論ATC輸出特性如圖7相比，基本吻合。

3 結(jié)束語

通過對車用節(jié)氣門傳感器綜合測試方法的理論研究，以及相關(guān)的實驗驗證，最終可以達到使該測試系統(tǒng)變得簡潔方便、提高設(shè)備的利用率的目的，為實際的系統(tǒng)平臺的搭建提供了可實施的方案。雖然通過實驗及采集的數(shù)據(jù)證明了方案的可行性，但是在實際的應(yīng)用中，還會出現(xiàn)諸多實際問題：比如說傳感器和各個部件在密封容器上的布置；傳感器采樣頻率的設(shè)定等等。因此，這一些問題還需要在實際應(yīng)用中再加以進一步完善。

參考文獻

[1]蔣浩豐.進氣歧管絕對壓力和溫度傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢修[J].學習園地，2011（9）：83-84.

[2]許佳云.進氣溫度傳感器的識別與檢修[J].科技風，2013（10）：34.

[3]朱彩云.進氣壓力傳感器輸出特性及溫度補償分析[J].汽車電器， 2008（10）：9-13.

[4]姜楠.車用進氣壓力傳感器的原理及應(yīng)用[J].輕型汽車技術(shù)，2013（10）：29-33.

指導(dǎo)老師：楊燕紅。