《汽車傳感器與檢測技術(shù)》教案知識點(diǎn)其他位置傳感器的檢測與維修學(xué)時(shí)1學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容超聲波距離傳感器概述、功用、原理、故障、檢測教學(xué)重點(diǎn)原理教學(xué)難點(diǎn)檢測參考資料一、概述超聲波距離傳感器主要由能產(chǎn)生超聲波和接收超聲波的裝置以及信號處理裝置構(gòu)成，習(xí)慣上稱為超聲波換能器或超聲波探頭。超聲波探頭有壓電式、此致伸縮式、電磁式等，汽車用的超聲波傳感器主要是壓電式。壓電式超聲波傳感器采用了壓電原件鋯鈦化鉛，一般稱為PZT。這種傳感器的特點(diǎn)在于它具有方向性，傳感器用蜂鳴器的紙盒為橢圓形，其目的是使傳感器的水平方向特性寬，而垂直方向受到限制，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。汽車用超聲波傳感器根據(jù)探測距離分為短距離和中距離兩種類型。短距離超聲波傳感器的檢測距離約為50cm，中距離超聲波傳感器的檢測距離約為2m。圖1壓電式超聲波傳感器的結(jié)構(gòu)二、功用1.超聲波傳感器在汽車上主要應(yīng)用在汽車倒車系統(tǒng)；2.確定障礙物到汽車的距離。三、原理壓電式超聲波傳感器的發(fā)射器是利用壓電材料的壓電效應(yīng)工作的。當(dāng)在壓電材料上施加交變電壓時(shí)，就會使壓電元件產(chǎn)生機(jī)械振動從而產(chǎn)生超聲波。壓電式超聲波接收器一般是利用壓電材料的逆效應(yīng)進(jìn)行工作的，其結(jié)構(gòu)和超聲波發(fā)生器基本相同，有時(shí)就用一個(gè)換能器兼做發(fā)生器和接收器兩種用途。當(dāng)超聲波作用到壓電材料上時(shí)會使壓電材料收縮，在晶片的兩個(gè)界面上便產(chǎn)生了交變電荷，這種電荷轉(zhuǎn)換成電壓經(jīng)放大后送到測量電路，最后記錄或顯示出來。汽車倒車系統(tǒng)采用的是中距離超聲波傳感器。此系統(tǒng)有2對超聲波傳感器，并均勻地分布在汽車后保險(xiǎn)杠上，其中2個(gè)為發(fā)射器，2個(gè)位接收器，如圖2所示，該系統(tǒng)由ECU進(jìn)行自動檢測、控制、顯示及報(bào)警。圖2倒車系統(tǒng)的組成障礙物的位置和顯示器的關(guān)系如圖3所示。其中T1、T2為倒車聲吶系統(tǒng)的發(fā)射頭，R1、R2為接收頭。發(fā)射頭以15次/s的頻率向后發(fā)射40kHz的超聲波脈沖，如果車后有障礙物，則超聲波被反射到接收頭，根據(jù)超聲波的往返時(shí)間，可以確定障礙物到汽車的距離。距離的表示用蜂鳴器告知，并用顯示器亮燈表示，不同的距離采用不同的報(bào)警方式，從而可用不同的聲音區(qū)別不同的距離范圍。當(dāng)距離為1～2m時(shí)，發(fā)出“嘟嘟”兩聲短音；當(dāng)距離為0.5m～1m時(shí)，發(fā)出“嘟嘟嘟”三聲短音；當(dāng)距離為0.5m以內(nèi)時(shí)，發(fā)出“嘟”一聲長音。障礙物的位置是根據(jù)不同傳感器發(fā)射頭與接收頭的組合而獲得的。圖3障礙物的位置與顯示器的關(guān)系四、故障（一）壓電式超聲波傳感器故障原因：1.傳感器自身故障；2.線路老化形成短路；3.傳感器插接器脫落或和電腦的連接線路斷路，電阻阻值為∞。（二）壓電式超聲波傳感器故障現(xiàn)象：1.蜂鳴器不響；2.感測不到車后障礙物。五、案例現(xiàn)代伊蘭特倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)由控制單元、檢測障礙物的超聲波傳感器、發(fā)出警報(bào)音的報(bào)警器等部件組成。其電路圖如圖4所示。圖4現(xiàn)代伊蘭特倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)線路圖六、檢測1.電源檢測打開點(diǎn)火開關(guān)，斷開傳感器插頭，將車輛掛入倒擋，用萬用表電壓檔測量控制單元側(cè)的端子1與端子4，應(yīng)該有8V電壓。如果沒有，應(yīng)檢查控制單元是否從倒擋開關(guān)處取得12V工作電壓。2.利用故障診斷模式進(jìn)行檢測系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，打開故障診斷模式會按圖5所示方式反復(fù)循環(huán)提示故障位置，因此，利用故障診斷模式的提示音可以方便地判斷出是哪一個(gè)傳感器出故障。3.信號的示波器檢測利用示波器，可以對超聲波距離傳感器的發(fā)射端子TX和接收端子RX進(jìn)行檢測，將車輛掛入倒