三、进气压力传感器的类型

进气歧管压力传感器根据结构与工作原理的不同可分为半导体压敏电阻式、真空膜盒式和电容式三种进气压力传感器，真空膜盒式又可分为真空膜盒电阻式和真空膜盒差动式。

1.半导体压敏电阻式进气压力传感器

（1）结构 半导体压敏电阻式进气压力传感器是利用半导体的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3-17所示。

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，采用集成电路加工和台面扩散技术制作了4只阻值相等的应变电阻，如图3-18a所示，并将4只电阻连接成惠斯顿电桥电路，如图3-18b所示，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。

图3-17 半导体压敏电阻式进气压力传感器的结构

（2）工作原理 半导体压敏电阻的工作原理如图3-19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，且压力越大形变越大，膜片应变电阻的阻值在此压力的作用下就会发生变化，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，当电桥的输入端输入一定的电压或电流时，在电桥的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输入给ECU。

图3-18 硅膜片结构及等效电路图

图3-19 半导体压敏电阻的工作原理

由于压阻效应式歧管压力传感器的功能部件是硅膜片和应变电阻，其工作参数取决于作用于膜片上的压力大小，因此传感器的取样压力应从压力波动较小的部位选取。

（3）检测 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、再现性和抗振性较好，并且稳定性较好，不易损坏，因此应用较广泛。如果它出现故障，会导致发动机怠速不良、起动不易和起动后熄火等现象。如果车辆在运行过程中出现上述现象，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）检测ECU的供电电压。拔下传感器的插接器插头，接通点火开关（但不起动发动机），用万用表测量插接器插头电源端和搭铁之间的电压（电路中的UC与E2端子，如图3-19所示），正常值应为4～6V；如果无电压，应检测ECU相应端子间的电压；如果正常，则是传感器与ECU间连接线路发生故障，如果仍无电压，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（不起动发动机），用电压表测量进气压力传感器的输出电压（电路中的PIM端子与E2端子，如图3-19所示）。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，否则应更换进气压力传感器。

2.真空膜盒式进气压力传感器

（1）真空膜盒可变电阻式进气压力传感器

1）结构。真空膜盒可变电阻器式进气压力传感器的结构如图3-20所示。它利用操纵杆的移动使电位计滑动臂的滑动触点左右移动，从而改变可变电阻的输出电阻值，进而改变输出电压的大小。当进气压力较大时的，膜盒收缩，操纵杆回缩，使电位计的滑动触点向上移动，从而增大了分压电压的大小，即增大了输出电压值；反之，则膜盒膨胀，输出电压减小。

2）工作原理。真空膜盒可变电感式进气压力传感器的结构如图3-21所示。它利用操纵杆的外伸或回缩移动，带动与其相连的铁心移动，从而使两互感线圈W1和W2之间的互感系数发生变化，进而改变输出电压的大小。其中互感线圈的互感系数与两线圈的耦合情况相关，耦合越紧，输出电压越大。因此，进气压力增大时，膜片回缩，铁心向两线圈中间运动时，耦合变紧，输出电压增大；反之，则膜片膨胀，输出电压减小。

图3-20 真空膜盒可变电阻器式进气压力传感器的结构

图3-21 真空膜盒可变电感式进气压力传感器的结构

（2）真空膜盒差动变压器式进气压力传感器

1）结构与原理。真空膜盒差动变压器式进气压力传感器主要由膜盒、铁心、传感线圈、弹片以及电路组成，如图3-22所示。

图3-22 真空膜盒差动变压器式进气压力传感器的结构

传感器线圈由一次绕组和二次绕组两个绕组构成，如图3-23所示。一次绕组与振荡电路连接，产生交变电压，并在线圈周围产生磁场；二次绕组为两个感应线圈，产生感应信号电压。当交流电通过一次绕组线圈时，两个二次绕组线圈都产生感应电压。当铁心在中心位置时，两个二次绕组的感应电压大小相等，方向相反，传感器的输出电压为零。当铁心从中间向一端移动时，一个二次绕组输出的电压将大于另一个二次绕组，这两个二次绕组的电压差e_s（输出信号电压）的大小由铁心移动距离决定。

当进气歧管压力发生变化时，膜盒的外伸与回缩带动铁心在磁场中移动，使感应线圈产生的信号电压发生变化，这个变化的信号电压经电子电路检波、整形和放大后，输入电控单元ECU。

图3-23 传感绕组及铁心的结构

2）检测方法。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、短路等。检测时应注意这种进气压力传感器是用12V电源工作，所以检测时不要拔下电源线插头。

①检查电源电压。关闭点火开关，拔下传感器插接器插头，在电源线插头一侧接万用表，打开点火开关，电压表应显示12V，否则应检查电源线是否存在断路、短路。

②检查输出信号电压。连接好传感器插头，打开点火开关，将万用表红表笔与信号端子接触，将黑表笔搭铁，在真空软管上加大气压时，信号电压应为1.5V；对真空软管吸气时，电压应从1.5V慢慢减小；发动机怠速时，电压应为0.4V，当发动机转速升高时，输出电压值也升高；否则说明传感器或相关线路出现故障，应进行更换。

3.电容式进气压力传感器

1）结构与原理。电容式进气压力传感器是将氧化铝膜片和底板彼此靠近排列，形成电容，利用电容随膜片上下压力差的变化而改变的性能，获取与压力成正比的电容值信号，其结构如图3-24所示。将电容（压力转换元件）连接到传感器混合集成电路的振荡电路中，传感器能够产生可变频率的信号，且该信号的输出频率（为80～120Hz）与进气歧管的绝对压力成正比。ECU可以根据传感器输入信号的频率来检测进气歧管的绝对压力的大小，进而对发动机的喷油量进行控制。

图3-2 电容式进气压力传感器的结构

2）检测。电容式进气压力传感器在汽车上的应用还不是很普遍，只有福特等少数轿车的D型喷射发动机使用。如果电容式进气压力传感器或其连接电路发生故障，也可从电源电压、信号电压、传感器与电源间连接线束的导通性去检测，具体的车型需参考各自的参数标准值。同时也可用汽车专用万用表对此进气压力传感器进行频率测试，测试方法如下：

打开点火开关，但不起动发动机，进气压力传感器输出信号的频率约为160Hz；减速时频率为80Hz左右；怠速时频率为105Hz左右；若进气压力输出信号消失或者超出规定标准值（频率小于80Hz或大于160Hz），则说明此传感器已失效，应进行检修或更换。

你学会了吗？

1.进行歧管压力传感器有什么作用？

2.进行歧管压力传感器安装在哪？

3.进行歧管压力传感器有哪些类型？它们分别由什么构成，是如何工作的，如何检测？