（1）磁电式传感器 • 磁电效应 • 根据法拉第电磁感应定律，线圈在磁场中运动（或线圈 所在磁场的磁通变化） ，切割磁力线时，线圈中产生感应 电动势。 • 直线移动式磁电传感器 • 转动式磁电传感器
磁电式转度传感器
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（2）霍尔式传感器
霍尔效应： 半导体或金属薄片置于磁场中，当有电流（与磁场垂直 的薄片平面方向）流过时，在垂直于磁场和电流的方向 上产生电动势，这种现象称为霍尔效应。
第二章汽车电子控制系 统的核心—ECU
2020年7月9日星期四
2.1 ECU概述
➢ 汽车电子控制系统：包括硬件和软件两部分，硬件有 电子控制单元（Electronic Control Unit,ECU）及其 接口、传感器、执行机构、显示机构等；软件存储在 ECU中支配电子控制系统完成实时测控功能。
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3 微处理器（单片机）的结构
•单片机结构框图
•CUP结构框图
➢ 微处理器：是将中央处理器CPU（Central Processing Unit）、存储
器（Memory）、定时器/计数器、输入/输出（I/O）接口电路等主要
计算机部件集成在一块集成电路芯片上的微型计算机，所以也称单片机
➢ 。单片机的核心部分又是中央处理器（CPU），是具有译码指令和数据 处理能力的电子部件，是汽车电子控制单元的核心，基本结构如图所 示，由运算器（Calculator）、寄存器（Register）和控制器 Controller）组成。
压电元件
压电式传感器是物性型的、发电式传感器。常用的 压电材料有石英晶体（SiO2）和人工合成的压电陶 瓷。压电陶瓷的压电常数是石英晶体的几倍，灵敏 度较高。
•压电式传感器使用实列:爆震传感器、安全气囊碰撞传感器 压电加速度传感器
• 压电爆震传感器的压电共振点制作在爆震振动频率上，爆震传感器安装在 发动机气缸外壁，发生爆震时，压电共振片发生共震，会产生较大的电压信 号输出给ECU.
包括开关信号）。 ➢ 输出处理电路：微处理器输出的是+5V
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模 换拟通信常号采必用须10通位过以A上/D，转4换ms脉 能 ，器以必冲 直。下须信 接为采经号 驱了样过动，保间输电且证隔出磁电汽。处阀流车理、也控电电在制路动1需5进机m要行、A。以转指A下换示/D，。灯转不等
• 对于数字信号，常需要进行电位匹配、波形修正、防颤等处理。
• 汽车智能控制：传感 技术，图像识别技术 ，导航技术将使汽车 智能控制得到发展。
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2.4 传感器
1、传感器特性概述
传感器：传感器是指能感受规定的物理变量，并按一定规 律转换成可用输入的电信号变量的器件或装置。简单地 说，传感器是把非电量转换成电量的装置。
传感器由敏感元件、转换元件和测量电路三部分组成。
➢ 汽车上的大部分电子控制系统中的ECU电路结构大同小 异，其控制功能的变化主要依赖于软件及输入、输出 模块的功能变化，随控制系统所要完成的任务不同而 不同。
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2.2 ECU的基本结构
1 汽车电子控制系统的一般结构
传感器 ECU
执行器
汽车电子控制系统的技术核心是ECU，技术关键是传感器。
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一款高档发动机的ECU
•ECU在发动机电控系统中的应用方框图
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2.3 ECU的发展趋势
➢ 集中综合控制、总线技术、汽车智能控制是未来汽车电子控制技术 重点发展方向。
➢ 集中综合控制:单片机的类型将会启用更高位数的，各系统ECU向综 合一体发展，互联网技术将可能切入，车载PC融入……
• 总线技术：各个ECU 通过局域网技术实现 车内互联，各ECU间 信息共享。
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（4） 光电式传感器
光电效应:
在光线作用下，电子逸出物体表面的现象，称为外光电效 应，如光电管、光电倍增管等。
在光线作用下，物体的电阻率改变的现象，称为内光电效 应，如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光敏晶闸管等 。
• 在光线作用下， 物体产生一定方向电 动势的现象，称为光 生伏特现象，如光电 池。 • 光敏电阻、光 电管、光敏管、光电 池都可以设计成使用 方便的传感器。
1) 敏感元件是指能直接感受（或响应）被测量的部分，即将被测量通过传感器的敏感 元件转换成与被测量有确定关系的非电量或其它量。
2）转换元件则将上述非电量转换成电参量。
3）测量电路的作用是将转换元件输入的电参量经过处理转换成电压、电流或频率等可 测电量，以便进行显示、记录、控制和处理的部分
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2 常用传感器的工作原理
霍尔元件： 目前常用的霍尔材料锗（Ge）、硅（Si）、锑化铟（ InSb）、砷化铟（InAs）等 。N型锗容易加工制造，霍 尔系数、温度性能、线性度较好
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(3) 压电式传感器
压电效应
对某些电介质沿着一定方向加力而使其变形时，在 一定表面上产生电荷，当外力撤除后，又恢复到不 带电状态，这种现象称为正压电效应。在电介质的 极化方向施加电场，电介质会在一定方向上产生机 械变形或机械压力，当外电场去除后，变形或应力 随之消失，此现象称为逆压电效应。
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2.5 执行器
汽车控制器的种类繁多，但很大一部分都是通过电开关、电磁阀 、电动机实现控制的。 1 电开关。在汽车控制执行部分的开关有需要电隔离和不需要电隔 离2种，一般需要隔离的都选用继电器，不需要隔离的就直接选用 大功率晶体管。 2 电磁阀 电磁阀是依靠电磁力实现诸如气阀、油阀、离合器的操控的。 3 电动机 汽车控制电动机通常使用直流电动机和步进电动机两种。
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2 ECU的基本结构
➢ ECU是由输入处理电路、微处理器（单片机）、输出处理 电路、系统通信电路及电源电路组成，的结构如图所示。
➢ 电源电路：ECU内设了稳压电源，保证不因外部 电源恶劣时影响ECU的稳定工作，同时ECU的内 置电池也保证在外部电源短时缺电时不丢失数据 。
➢ 传感器输入到ECU的信号主要有二种：即模拟信号、数字信号（
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(5) 热电式传感器
热电效应 将两种不同性质的金属导体（通常为纯金属，广泛使
用的是铂、铜、镍、铁等）A、B接成一个闭合回路， 如果两接合点温度不相等（T0≠T），则在两导体间产 生电动势，并且回路中有一定大小的电流存在，此现象 称为热电效应。 热电传感器 •热敏电阻传感器
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•热敏电阻 空气温度传感器