水温传感器的电阻、信号和电压检测方法

摘要：水温传感器是冷却液温度传感器的别称，其工作性能的好坏对柴油发电机的喷油量有很大影响，进而影响柴油发电机的燃烧性能。康明斯公司在本文对水温传感器的电压标准进行了解析，并介绍了传感器的基本作用、检测规律、工作原理和结构组成。在水温传感器出现工作异常时，需要应考虑电压测量范围、输出信号、精度以及安装方式是否正确和稳固的因素。

一、水温传感器的组成、作用及原理

1、水温传感器工作原理

      水温传感器原理图是容器内的水位传感器，将感受到的水位信号传送到控制器，控制器内的计算机将实测的水位信号与设定信号进行比较，得出偏差，然后根据偏差的性质，向给水电动阀发出“开”“关”的指令，保证容器达到设定水位。进水程序完成后，温控部份的计算机向供给热媒的电动阀发出“开”的指令，于是系统开始对容器内的水进行加热。到设定温度时。控制器才发出关阀的命令、切断热源，系统进入保温状态。程序编制过程中，确保系统在没有达到安全水位的情况下，控制热源的电动调节阀不开阀，从而避免了热量的损失与事故的发生。

      水温水位传感器由温控器部分与水位控制部分组成。水温传感器安装在发动机缸体或缸盖的水套上，与冷却液直接接触，用于测量发动机的冷却液温度。冷却液温度表使用的温度传感器是一个负温度系数热敏电阻 （NTC） ，其阻值随温度升高而降低，有一根导线与电控单元ECU相连。另一根为搭铁线。

2、水温传感器的组成

      它由壳体、传热材料、热敏电阻NTC组成，它为负温度系数热敏电阻式，是随温度变化的可变电阻，水温升高，电阻降低；温度降低，电阻升高。电脑为其提供5V，通过热敏电阻NTC后，由于冷却液温度不同阻值改变，输入端的电位在0～5V内变化，使ECU感受到不同的电压信号（类似水闸原理）。

3、水温传感器信号规律

      温度升高，电阻值明显降低；温度降低，电阻值明显升高。即：t（℃）↑，R（Ω）↓，U（V）↓，喷油量↓；t（℃）↓，R（Ω）↑，U（V）↑，喷油量↑。

      当冷却液温度达60℃和进气温度达20℃时，即迅速停止修正喷油量，此谓“截止功能”。

4、CTS和ATS的检测

      可在机上就机测量，也可拆下用水加热测量其电阻值。依据特性曲线，测其电阻或电压值，一般测量0℃、20℃、80℃的电阻和电压值。80℃时，电阻为200～400Ω；电压为0.1～1V。20℃时，电阻为3～3kΩ；电压为1～3V。0℃时，电阻为8kΩ；电压为4V。

5、检测规律

（1）断路时传感器电阻无穷大，输出信号电压为5V，此时ECU认为冷却液水温较低，用故障解码器读取数据流显示为 -40℃。

（2）短路传感器电阻无穷大，输出信号电压为0V，此时ECU认为冷却液水温较高，用故障解码器读取数据流显示为140℃。

6、水温传感器的作用

（1）准确测量冷却液温度，对各工况喷油点火进行修正。

（2）对暖机怠速、碳罐控制、EGR控制、减速断油、冷启动控制等提供信号。

（3）它由壳体、传热材料、热敏电阻NTC组成，NTC是感应元件，温度升高，电阻值明显降低；温度降低，电阻值明显升高。是随水温自动变化的可变电阻器。

（4）输入端电压为5V，由于冷却液温度不同阻值改变，输出端的电位在0～5V内变化，使ECU感受到不同的水温信号。

1、水温传感器电阻检查

      关闭点火开关，拔下水温传感器连接器接头，用高阻抗数字式万用表Q挡就车检查传感器接头两端子间电阻。用万用表电阻挡测，有的是两线的，直接正负表笔接两个针脚就行，三线的一般是三角型针脚或者一字形针脚，三角型针脚的的测底边两脚，一字形针脚的测边上两脚，三角型的顶角和一字形的中间针脚一般是接到仪表盘的。其电阻值在温度低时大，在温度高时小，在热机状态时电阻应小于1kQ。

      从柴油发电机上拆下水温传感器，将传感器放到烧杯里的水中，如图1所示。加热杯中的水，用万用表测量在不同温度下两端子间电阻，如果测量结果与规定值相差很大，则应更换水温传感器。 检测的注意事项如下：

图1  水温传感器的电阻值测量图

2、水温传感器输出信号电压的检查

      水温传感器的电压标准是指传感器输出信号的电压范围。一般情况下，传感器的电压标准是5V或12V，即传感器输出的信号电压在5V或12V之间。当然，也有一些特殊的传感器，比如高压传感器，其电压标准可能会更高。常见传感器故障后电压信号变化如图2所示。

（1）用万能表检测

      在柴油发电机运转时，从水温传感器连接器信号输出端“B"接线柱或从ECU的连接器"2”端子上，用万用表的电压挡测量水温传感器输出的电压信号值。其电压大小应随冷却水温度变化而变化，温度低时信号电压高，温度高时信号电压低，测量结果应符合规定。

（2）用示波器检测

      如果具备条件，较好用示波器来观察发动机冷却液温度传感器的信号电压变化，因为万用表只能看一个时间点的电压，示波器可以看电压变化趋势。冷却液温度传感器一般分两条线，一条电源线，一条接地线。我们给示波器的一个通道接上一根BNC转香蕉头线。红色香蕉头接上一根刺针，黑色香蕉头接上一个鳄鱼夹。黑色鳄鱼夹搭铁接地，红色刺针就刺入冷却液温度传感器的电源线。

      启动发动机，然后把示波器时基打到至少50s，调节示波器的垂直档位，使波形在屏幕内合适位置。开启示波器的低通滤波功能，推荐低通30KHz。然后等待波形的变化。

3、水温传感器与ECU连接线束检查

（1）检查水温传感器线路的通断

      水温传感器线路连接如图6所示。用万用表的电阻挡，分别测量1#端子与A58#端子、2#端子与A41#端子之间的电阻值，来判断外线路是否存在短路及断路故障。

（2）水温传感器电压值测量

     关闭点火开关，拔下水温传感器插头，点火开关ON,测量线束侧1#、2#端子之间的电压应为5V。

（3）测量传感器与ECU之间的线路是否有虚接或搭铁的现象

      用高阻抗万用表Q挡，测量传感器信号端“B”与ECU的“2”端子间电阻及传感器地线端“A”与ECU的“4”端子间电阻，线路应导通，若不导通或电阻值大于1Q，说明传感器线束存在断路或连接器接头接触不良，应进一步检查或更换。

图2  水温传感器的故障检测方法

总结：

      柴油发电机水温传感器就是热敏电阻，几千欧~几十千欧，故障原因就是短路、断路和接触不良，用万用表测一下就基本清楚了，较容易出的故障是接触不良，其次是断路，短路的可能性很小。如果经过以上检查，仍然怀疑传感器有问题，可以考虑更换水温传感器。确保选择适合柴油发电机组型号和规格的传感器。