第三节 真空膜盒式进气压力传感器

第三节 真空膜盒式进气压力传感器

一、真空膜盒结构原理

1.真空膜盒的组成与作用

真空膜盒由薄金属片焊接而成，真空膜盒的内部抽成真空，外部承受被测压力（图4-12）。当被测压力变化时，真空膜盒就会随压力的变化而膨胀或收缩，将被测压力转换为位移。

2.真空膜盒式进气压力传感器的类型

真空膜盒式进气压力传感器，也称膜盒测压器。膜盒实际上就是将压力转换为位移的感受元件，还需要传感元件将位移量转换为电量。除了采用膜盒的电容式进气压力传感器外，真空膜盒式进气压力传感器还有差动变压器式、电位计式和互感式等不同的结构形式。

图4-12 真空膜盒的结构与工作原理

1—膜盒 2—气压室 3—气压引入 4—位移

二、差动变压器式进气压力传感器

1.差动变压器式进气压力传感器的测量原理

差动变压器式进气压力传感器的测量原理如图4-13所示。置于初、次级绕组内部的铁心与膜盒连接，与膜盒联动。初级绕组与振荡电路相连，工作时通入交流电，使两个次级绕组产生感应电动势。差动变压器的输出是两个次级绕组电动势之差值。铁心在中间位置时，两个次级绕组产生的电动势大小相同，其差值为0；当铁心从中间向一端移动时，两个次级绕组的电动势一增一减，其差值与铁心的移动距离相对应。当进气管压力发生变化时，膜盒带动铁心作相应的移动，使变压器输出与铁心移动距离相对的信号电压，该信号电压经电子电路检波、滤波、整形放大后输入ECU，ECU根据此信号即可判断进气压力。

图4-13 差动变压器式进气压力传感器的测量原理

2.差动变压器式进气压力传感器的结构

差动变压器式进气压力传感器是互感式压力传感器的一种，主要由真空膜盒、差动变速器、传感器壳体等组成，如图4-14所示。

图4-14 差动变压器式进气压力传感器的组成

a）节气门开度大时 b）节气门关闭时

1—接进气管 2—铁心 3—传感器壳体 4—弹簧片 5—真空膜盒 6—变压器绕组

当节气门开度增大时，进气歧管内的压力增大（真空度减小），真空膜盒收缩，带动铁心右移，使差动变压器两个次级绕组感应电动势的差值增大，并经电子电路处理后输入ECU。

当节气门关闭时，进气歧管内的压力减小（真空度增大），真空膜盒膨胀，使铁心左移，铁心接近于中心位置，差动变压器两个次级绕组的感应电动势差值减小，经电子电路处理后向ECU输入相应的电压信号。

三、互感式进气压力传感器

互感式进气压力传感器与差动变压器式进气压力传感器的结构形式基本相同，区别就是其只有一个次级绕组。互感式进气压力传感器的原理如图4-15所示。

图4-15 互感式进气压力传感器原理

1—接高频振荡电路 2—接进气歧管 3—真空膜盒 4—接信号处理电路 5—铁心 W1—初级绕组 W2—次级绕组

互感式进气压力传感器的变压器初级绕组W1连接振荡器，W1的交流电压通过互感作用使线圈W2产生交变电压，其电压的大小由两线圈耦合（互感）情况而定。当进气歧管压力增大（节气门开度增大）时，真空膜盒在进气压力作用下收缩，带动铁心上移，两线圈耦合增强（互感增大），次级绕组W2输出的电压相应增大，经信号处理电路处理后，向ECU输出一个反映进气歧管压力的电压信号。

四、电位计式进气压力传感器

电位计式进气压力传感器如图4-16所示，与前述两种真空膜盒式进气压力传感器不同的是，当真空膜盒随进气压力的增大或减小而收缩或膨胀时，是通过传动杆带动电位计的滑片作相应的滑动。

当节气门开度减小而使进气压力降低时，真空膜盒膨胀，带动传动杆使电位计滑片向电位计电阻的搭铁端移动，使电位计输出电压Uo减小。当节气门开度增大而使进气压力增大时，真空膜盒在其外侧压力的作用下收缩，带动电位计滑片上移，使电位计输出电压增大。

五、真空膜盒式进气压力传感器的检测方法

1.真空膜盒式进气压力传感器常见故障及影响

真空膜盒式进气压力传感器的常见故障是真空软管连接不牢、破裂以及感应线圈断路或短路（互感式）、电位计滑片与电阻接触不良（电位计式）等。常见的故障及影响见表4-5。

图4-16 电位计式进气压力传感器原理

1—进气压力引入 2—真空膜盒 3—电位计

表4-5 真空膜盒式进气压力传感器的常见故障及影响

2.真空膜盒式进气压力传感器的检测

真空膜盒式进气压力传感器的检测方法与其他进气压力传感器相似，具体检测方法如下：

1）外观检查。检查传感器所连接的真空管有无破损和松动、线路插接器有无松动等。

2）检测传感器电源电压。方法如下：

①关闭点火开关，断开传感器的插接器。

②再接通点火开关，用直流电压表测量传感器插头（线束侧）电源端子对搭铁电压，应为12V（电感式）或5V（电位计式），否则应检查电源线是否存在断路或短路故障。

3）检测传感器输出信号电压。方法如下：

①将直流电压表的表笔分别插入传感器插接器，使表笔与传感器的信号端子VS和搭铁端子E接触。

②接通点火开关（ON），但不起动发动机，使进气管内为大气压，看电压表读数。正常电压值约为1.5V。

③拔下传感器真空管，用嘴对真空管接头吸气，电压表的电压显示值应从1.5V向降低方向变化。

④重新接好传感器真空管，在发动机怠速运转时，电压值约为0.4V。

⑤踩下加速踏板，使发动机转速升高时，电压表显示的电压值应随之升高。

如果测得的传感器信号电压异常，说明进气压力传感器已经损坏，需予以更换。