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传感器在柴油发电机中的应用和作用 |
引言：根据柴油发电机传感器的功能，可以分为测量温度、压力、流量、位置、气体浓度、速度、湿度等的传感器。它们都在履行自己应负的职责。一旦传感器出现故障，相应的设备就会异常工作甚至不工作。因此，传感器在柴油发电机组中的作用非常重要。康明斯公司在本文中专门就传感器的应用和作用进行介绍。
一、温度传感器的应用和作用
温度传感器的作用是将被测介质温度转变为电压信号输送给ECU，便于ECU依据温度信号实现柴油发电机的各种控制功能。冷却液温度传感器结构如图1所示。温度传感器的核心元件是一个阻值随温度变化而变化的热敏电阻。热敏电阻按阻值冷却液温度变化趋势不同，可分为正温度系数热敏电阻（PTC）和负温度系数热敏电阻（NTC）两类。而目前在电控柴油发电机上应用的绝大多数温度传感器都是NTC电阻。传感器温度越高电阻值越小。
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冷却液温度传感器结构图 |
传感器与ECU间共有两条导线连接：一条信号线（传感器1号端子至ECU的A28号端子）；另一条为回路线（传感器2号端子至ECU的A29号端子），回路线经ECU搭铁。信号线进人ECU后经过一个精密电阻R（阻值基本恒定、不随温度变化）连接到5V电源上。
测量冷却液温度，用于冷起动控制、目标怠速计算和柴油发电机保护等。测量范围一般为-40～140℃。
在低温条件下起动柴油发电机，ECU会依据冷却液温度信号加浓混合气、加大喷油提前角。如果温度传感器信号失准则会导致低温起动困难、油耗过高、冒黑烟、柴油发电机无力等现象。
当柴油发电机冷却液温度过高时，如果启用了停机保护功能，则柴油发电机会自动熄火。例如康明斯ISM柴油发电机，冷却液温度超过104℃时，红色柴油发电机严重故障指示灯点亮柴油发电机动力逐渐下降，30s后停机。图7-16所示为共轨柴油发电机配备的冷却液温度传感器。
二、进气温度传感器应用和作用
进气温度信号用于修正喷油量和柴油发电机保护。测量范围一般为-40～120℃。进气温度信号失准，柴油发电机动力性、经济性、排放都会受影响。例如康明斯ISM柴油发电机，当其进气温度超过93℃时，如果启用了停机保护功能，则红色柴油发电机严重故障指示灯点亮，柴油发电机动力逐渐下降，30s后停机。
气温传感器是负温度系数。温度升高，电阻减小，温度降低，电阻增大。随着电路中电阻的变化，会影响电压的变化，从而引起不同的电压信号，完成调节系统的自动运行。低温时，气温传感器的信号与发动机水温传感器的信号基本相似，高温时，其信号电压约为水温传感器的2~3倍。
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进气温度传感器结构图 |
三、机油传感器应用和作用
机油温度传感器信号主要用于柴油发电机保护、例如康明斯柴油机，当其进气温度超过123.9℃时．如果启用了停机保护功能．红色柴油发电机严重故障指示灯点亮，柴油发电机动力逐渐下降，30s后停机。机油温度传感器测量范围一般为-40～170℃。
康明斯机油传感器的优点主要是测量精度高，使ECU能够对柴油发电机实现油压精确测量；可靠性好、使用寿命长，适宜在柴油发电机组的恶劣环境下工作；陶瓷电容式结构，对测量介质兼容性好。在全温度范围内可靠工作。
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康明斯机油传感器外形尺寸图 |
主要参数
工作压力： 6.5PsiA~106.5PsiA（范围可调整）
精 度： ±1.0%F.S.（线性，迟滞性，重复性，标定）
全误差带： ±3.0%F.S.（-40℃~+140℃）
运行温度： -40℃~+130℃
存储温度： -40℃~+150℃
保护压力： 160PsiA
爆破压力： 320PsiA
工作介质： 柴油发电机机油
使用寿命： 三百万次全量程循环
振 动： 13g（100~400Hz）
防护等级： IP65
壳体材质： H62铜
压力连接： M14*1.5
供电电压： 5.0±0.25VDC
输出电压： 0.5~4.5VDC（5V范围内可调整）
供电电流： 10mA(大)
负载阻抗： 10KΩ（典型）
输出响应时间：3mS
过压保护： 40VDC
反向电压： -40VDC
短路保护： 有
EMC（1MHz—400MHz）：100V/m
ESD：15KV
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