温度传感器工作原理简述

1.温度传感器结构

从结构上讲，这些温度传感器有绕线电阻式、热敏电阻式、扩散电阻式、半导体晶体管式、金属芯式和热电偶式等。应用较多的是绕线电阻式和热敏电阻式温度传感器。

（1）绕线电阻式温度传感器 在绝缘绕线架上绕上高纯度的镍线，再罩上适当的外套而制成，利用其电阻值随温度变化而变化的特性来测量冷却液温度和进气温度。其精度在1%以内，响应特性较差，响应时间约为15s。

图7-4 EGR监测温度传感器的安装位置

1—进气歧管 2—EGR监测温度传感器 3—EGR管路 4—排气歧管 5—EGR阀

（2）热敏电阻式温度传感器 热敏电阻式温度传感器利用的是半导体电阻随温度变化而变化的特性，其灵敏度较高。有负热敏系数NTC（Negative Temperature coefficient）和正热敏系数PTC（Positive Temperature coefficient）两种。热敏电阻式传感器的响应特性比绕线电阻式传感器好，因而被广泛地运用于检测发动机冷却液和进气温度，如图7-5所示为热敏电阻式温度传感器结构。

图7-5 热敏电阻式温度传感器

2.冷却液（进气）温度传感器工作原理

如图7-6所示为温度传感器与发动机电子控制单元（ECU）之间的连接电路。其中一根线通过发动机电子控制单元为传感器提供搭铁信号，有些车型的温度传感器用壳体直接搭铁；

图7-6 温度传感器与发动机ECU之间的连接电路

而另外一根线是作为传感器的信号输出线，发动机电子控制单元就是用这根线向传感器提供一个5V的参考电压，同时也是通过这根线上的反馈电压来监测温度的高低。当温度上升的时候，传感器的电阻将减小，传感器两端的电压降也将下降，发动机电子控制单元就是根据该电压降来获知温度的高低。

由此可知，对于负热敏系数的温度传感器而言，温度越高，传感器的电阻值越小，传感器的信号电压越低。

20世纪80年代以后生产的车型上的大多数燃油温度传感器、发动机冷却液温度传感器和进气温度传感器都是按照相同的模式运行，即它们都属于负温度系数的热敏电阻。通常情况下，燃油温度传感器、进气温度传感器和冷却液温度传感器电阻的变化范围是从-40℃时的100000Ω到130℃时的50Ω；传感器的电压变化范围从冷态时的略小于5V到正常工作时的1～2V。如果传感器的电路中出现断路，其信号电压将保持5V的参考电压，如果传感器的电路中出现与接地短路，其信号电压将保持0V。

3.排气温度传感器工作原理

排气温度传感器的外形及结构如图7-7所示。这种传感器的测温部分安装有热敏电阻，当温度升高时，热敏电阻的阻值下降；反之，电阻值上升。如图7-8所示，为排气温度报警系统。

图7-7 排气温度传感器的外形及结构

1—护套 2—结合套 3—测温部分

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图7-8 排气温度报警系统的结构

1—外壳 2—隔热材料 3—护板 4—排气温度传感器 5—催化剂 6—氧化铝

正常情况下，该系统不工作，而发生失火等故障，或工作条件极为苛刻时，该系统起动，并以排气温度报警灯点亮的方式，向驾驶员发出警告。图7-9为排气温度报警系统电路。

该电路原理是：

当发动机起动时，点火开关置于“ST”档位时，排气报警灯应点亮，这时可以检查排气温度报警灯是否良好。

当排气温度超过900℃时，排气温度传感器的电阻值会降到0.43kΩ以下，排气温度报警灯点亮。当车箱底板温度超过125℃时，底板温度传感器的电阻（正温度系统PTC热敏电阻）超过2kΩ，排气温度报警灯点亮，同时蜂鸣器也响。

图7-9 排气温度报警系统电路

1—排气温度传感器 2—点火开关 3—底板温度传感器 4—报警灯 5—蜂鸣器 6—点火开关

当排气温度在900℃以下，底板温度低于125℃时，排气温度传感器的电阻值大于0.43kΩ，底板温度传感器的电阻低于2kΩ，这时排气温度报警灯灭，蜂鸣器也不响。

图7-10为排气温度传感器和底板温度传感器的电阻特性曲线。

4.EGR监测温度传感器工作原理

在EGR系统中排气歧管的部分废气再循环到进气歧管内，这部分废气由EGR阀控制。要保证EGR系统工作正常，必须由EGR监测温度传感器时刻监视它的工作。在排放法规中，已强制要求安装EGR监测温度传感器，以监视EGR阀的工作状况，减少汽车尾气中NO_X的含量。

EGR监测温度传感器用热敏电阻制成，它的结构如图7-11所示。

图7-10 排气温度传感器和底板温度传感器的电阻特性曲线

图7-11 EGR监测温度传感器的结构

1—热敏电阻 2—紧固螺帽（M10×1.25） 3—垫圈 4—辅助环 5—连接导线

一般工况下，EGR阀附近废气温度为100～200℃；高温重负荷时为300～400℃；不工作时为50℃左右。