新型汽车传感器：半导体压敏电阻式进气压力传感器

1.半导体压敏电阻式进气压力传感器的结构

半导体压敏电阻式进气压力传感器是利用半导体压阻效应的原理制成的，主要由硅膜片、真空室、硅杯、底座、真空管接头和引线电极组成，其内部结构如图4-l所示。

图4-1 半导体压敏电阻式进气压力传感器的结构

硅膜片是用单晶硅制成的压力转换元件，其长和宽各为3mm，厚度为160μm，在硅膜片的中心部位利用腐蚀方法制作了一个直径为2mm、厚度为50μm的薄膜片，在薄膜片表面的圆周上采用集成电路技术和台面扩散技术制作了4个阻值相等的应变电阻，并将4个电阻连接成惠斯顿电桥电路，然后再与传感器内部的温度补偿电阻和信号放大电路等混合集成电路连接。硅膜片的结构及等效电路图如图4-2所示。

2.半导体压敏电阻式进气压力传感器的工作原理

半导体压敏电阻式进气压力传感器的工作原理如图4-3所示。硅膜片一面通真空室，一面承受来自进气歧管中气体的压力，在此气体压力的作用下，硅膜片会产生变形，且压力越大硅膜片形变越大，膜片上应变电阻的阻值就会发生变化，使传感器上以惠斯顿电桥方式连接的硅膜片应变电阻的平衡被打破，当电桥输入端输入一定的电压或电流时，在电桥输出端便可得到相应变化的信号电压或信号电流，因为此信号比较微弱，故采用了混合集成电路进行放大后再输入ECU。

图4-2 硅膜片的结构及等效电路图

图4-3 半导体压敏电阻式进气压力传感器的工作原理

3.半导体压敏电阻式进气压力传感器的检测方法

半导体压敏电阻式进气压力传感器由于其体积小，精度高，响应性、再现性和稳定性较好，一般不易损坏，因此应用较广泛；但若损坏或其连接线路不良，则易使发动机出现怠速不良、不易起动和起动后熄火的故障。若在汽车运行中出现上述故障，则应对此传感器及相关电路和元件进行检测，检测方法如下：

1）拔下传感器的插接器插头，接通点火开关（但不起动发动机），用万用表电压档检测插接器插头电源端和搭铁端之间的电压（图4-3所示电路中的U_c端子与E2端子）。该电压应为4～5V；若无电压，则应检测ECU相应端子间的电压；若正常，则是传感器与ECU之间的连接线路发生故障；若仍无电压，则是ECU发生故障。

2）检测进气压力传感器的输出电压。拔下进气压力传感器与进气歧管连接的真空软管，打开点火开关（但不起动发动机），用电压表测量进气压力传感器的输出电压（图4-3所示电路中的PIM端子与E2端子之间的电压）；接着向进气压力传感器内施加真空，并测量在不同真空度下的输出电压，该电压值应随真空度的增大而降低，其变化情况应符合规定，否则应更换传感器。

图4-4 新款高尔夫、捷达轿车半导体压敏电阻式进气压力传感器的外形

4.检测方法在具体车型上的应用

新款高尔夫、捷达轿车半导体压敏电阻式进气压力传感器与进气温度传感器制成一体，安装在进气系统的动力腔上，这两种传感器配合T作能准确地反映气缸的进气量，其外形如图4-4所示。该传感器插接器的4个连接端子1、2、3、4分别与ECU的220、Dl01、T60/55、T60/42端子相连接，其连接电路如图4-5所示。此种压力传感器的检测方法如下：

1)电阻检测。关闭点火开关，拔下ECU线束插接器和进气压力传感器线束捅接器。用万用表的电阻档检测发动机线束与传感器有关端子间的电阻。该阻值应符合表4-1中列出的标准规定值，如果阻值过大或为无穷大，则说明线束与端子接触不良或有断路，应更换传感器。

表4-1 进气歧管压力传感器线束电阻值的检测

2）电压检测。用万用表直流电压档检测电压，打开点火开关，检查进气压力传感器插接器端子3与端子1间的电源电压，标准值应为5V左右；打开点火开关，发动机不运转，则检查进气压力传感器信号输出端子4与搭铁端子1间的信号电压，标准值应为3.8～4.2V；当发动机怠速运转时，信号电压应为0.8～1.3V；当节气门开度加大时，信号电压应上升。如果信号电压经检查不符合上述规定，则说明传感器已经损坏，应进行更换。

5.切诺基吉普车半导体压敏电阻式进气压力传感器的检测

北京切诺基吉普车进气压力传感器(MAP)也是采用半导体压敏电阻式传感器测量进气压力的大小，它安装在驾驶室内的仪表板上。该传感器的安装位置及电路图如图4-6所示。

图4-5 新款高尔夫、捷达轿车进气压力传感器与ECU的连接电路

G42—进气温度传感器 G71—进气管压力传感器 G247—燃油压力传感器 G584—调整风门电位计 J519—中央电器控制单元 J623—发动机ECU（安装在排水槽内中部） T5z—5芯Z插头连接 T60—60芯插头连接 V380—控制风门调节伺服电动机 220—搭铁连接（传感器接地，在发动机导线束中） D101—连接1（在发动机室导线束中）

ws—白色 rt—红色 br—棕色 bl—蓝色 vi—紫色 gr—灰色 ge—黄色

图4-6 北京切诺基吉普车进气压力传感器的安装位置及电路图

进气压力传感器与ECU由3条线相连：一条是电源线，ECU向传感器输入4.5～5.5V电压；另外两条线分别是信号电压线和搭铁线。当发动机怠速运转时，进气歧管内的真空度高，传感器电阻大，传感器输出1.5～2.1V低电压信号；当节气门全开时，进气歧管内的真空度低，传感器电阻小，传感器输出3.9～4.5V较高电压信号，如图4-7所示。

图4-7 进气压力传感器的工作原理图

切诺基吉普车的进气压力传感器及其连接线路的检测方法如下：

1）检测传感器的电源电压。当点火开关接通时，检测传感器C端子与A端子间的电压，该电压应为4.5～5.5V；如果该电压为零，则再检测ECU线束插接器插头端子6与端子4间的电压。如果该电压不为4.5～5.5V，则说明传感器电源线断路或线路接触不良。

2）检测传感器的信号电压。传感器输出的信号电压可用高阻抗数字式万用表直流电压档进行检测。传感器插座上有A、B、C3个端子，接通点火开关，不起动发动机，检测信号输出端子B与搭铁端子A上的电压，该电压应为4～5V；当发动机热机怠速运转时，B端子与A端子间的电压下降到1.5～2.1V；当节气门开度逐渐增大时，B端子与A端子间的电压应逐渐升高。如果检测ECU线束插接器插头端子1与端子4间的电压，则应和检测B端子与A端子间的电压相同。如果检测结果不符合规定，则说明传感器信号线断路、接触不良或传感器本身有故障，应继续检查并更换相应的元件。(www.xing528.com)

3）检测传感器负极导线的连接情况。用万用表电阻档检测传感器A端子与发动机缸体间的电阻，该阻值应小于0.5Ω。如果阻值过大或为无穷，则说明传感器负极导线断路或插头连接不良。

4）检查真空软管的连接情况。仔细检查进气压力传感器的真空软管与节气门体的连接情况，如果连接不良或漏气，则会影响传感器性能并直接影响发动机工作的稳定性，可视情况使其连接牢固或更换真空软管。

6.本田轿车半导体压敏电阻式进气压力传感器的检测

本田轿车的进气压力传感器安装在其节气门体进气道上，如图4-8所示，也采用了利用半导体压阻效应制成的半导体压敏电阻式进气压力传感器，与ECU的连接电路如图4-9所示。

图4-8 本田轿车进气压力传感器的安装位置

图4-9 本田轿车进气压力传感器与ECU的连接电路

对本田轿车进气压力传感器仍从电源电压、信号电压及连接线束的导通性等方面进行检测，检测方法如下：

（1）检测进气压力传感器的电源电压

1）拔下进气压力传感器的3芯插头。

2）接通点火开关。

3）用万用表测量进气压力传感器3芯插头上端子1与端子2之间的电压，如图4-10所示。

4）其标准值应为5V。

（2）检测进气压力传感器的信号电压

1）拆下进气压力传感器。

2）把手动真空泵接在进气压力传感器进气口处，如图4-11所示。

图4-10 用万用表测量传感器3芯插头上端子1与2两端子间的电压

图4-11 测量MAP传感器的信号电压

3）接通点火开关。

4）用万用表测量进气压力传感器信号线端子3与搭铁线端子2间的电压。

5）按下真空泵，随着真空度的变化，读取随之变化的电压值。

6）随着真空度的变化，其输出信号电压的标准参考值见表4-2。

表4-2 不同真空度下进气压力传感器的输出信号电压

（3）检测进气压力传感器的线束导通性

1）断开点火开关。

2）拔下ECU的C插头。

3）拔下进气压力传感器的3芯插头。

4）用万用表电阻档分别测量C19、C7、C17与3芯插头1、2、3端子间的导通性，如图4-12所示。

5）测量的各电阻标准值应小于0.5Ω。

图4-12 检测传感器线束的导通性