电子自动控制的工作要依赖传感器提供信息反馈。传感器是柴油机控制系统的输入装置，它把柴油机运行中各种工况信息转化成电信号，输入给电控单元，以对柴油机进行状态监控，使其处于最佳工作状态。柴油机传感器很多，主要包括转速、润滑油压力、油温、水温、液位等，其中转速传感器与电子调速系统所用传感器相同。

1.机油压力传感器

（1）电位器式压力传感器 柴油机都是靠润滑油润滑的，一旦润滑油压力过低，就会因缺油发生干摩擦，造成剧烈的磨损和发热，从而损坏柴油机。因此柴油机上均安装有油压测量装置，以监测润滑油压力，目前康明斯柴油机多采用电位器式压力传感器测量油压。该传感器由一个波纹膜片和一个滑线电位器组成。在柴油机油压发生变化时，波纹膜片产生位移，带动电位器上的触点滑动，从而改变电阻值。单线制下该传感器带一个接线端，其中的电位器通过一根导线与柴油机控制单元或油压指示表连接，另一极则搭铁，如图8-15所示。当与油压指示表连接时，若电位器阻值改变，油压指示表内部线圈通过的电流发生变化，从而带动指针偏转，指出润滑油压力值。油压增高时，传感器可变阻值下降，输出电流增大，油压降低时，情况正好相反。

当与控制单元连接时，传感器电位器与ECU内部上拉电阻分压后，产生一个随电位器阻值变化而变化的电压，柴油机ECU根据这一电压的变化测得柴油机润滑油压力，如图8-16所示。

图8-15 电位器式机油压力传感器

a）油压下降时 b）油压上升时

图8-16 电位器式压力传感器与ECU连线

这种油压测量装置中的滑线电位器具有机械触点，并且该触点要通过最大达100mA的电流，而柴油机存在较大的振动，使得该传感器的机械、电气寿命受到一定影响。

（2）开关式压力传感器 润滑油油压开关也用于检测柴油机油压，它由膜片、触点和弹簧组成，其结构如图8-17所示。工作过程中，当油压开关的膜片没有压力作用时，触点在弹簧力的作用下闭合；当有压力作用于膜片时，弹簧被压缩，触点张开。

图8-17 油压开关的构造

开关式压力传感器一般与油压指示灯相连，如图8-18所示为开关式机油压力指示器的工作原理图。当柴油机没有润滑油油压时，膜片不受压力作用，油压开关的触点闭合，油压指示灯亮；当柴油机油压正常时，膜片受到压力作用，压缩弹簧，使触点张开，油压指示灯熄灭。

也有的机油压力传感器将电位器式和开关式结构结合在一起，若负极搭铁，其接线柱有两个，其中一个输出电位器阻值变化信号，另一个输出开关信号。

2.温度传感器

（1）温度传感器的分类 温度传感器有线绕电阻式、热敏电阻式、扩散电阻式和热电耦式等，以热电偶、热电阻所用最多。

1）热电偶。热电偶将两种不同性质的金属贴合在一起，当环境温度变化时，在其结合面上将产生电位差，这一原理可以用来测量温度。

2）热敏电阻。热敏电阻利用导体的电阻随温度变化而变化的特性来测量温度。热敏电阻是属于在温度变化时电阻值变化较大（温度系数大）的一种硅半导体，由镍、铜、锌、镁、锰等金属与一些金属氧化物以适当比例混合并在高温下烧结而成。所掺金属氧化物的比例和烧结温度的不同，可制成用于不同温度范围的热敏电阻。

图8-18 油压指示器的工作原理

在一般情况下，将工作温度范围在-20～130℃的半导体用作水温传感器；将工作温度范围在600～1000℃的半导体用作检测触媒温度的传感器（如排气温度传感器）。

按电阻值随温度变化的特性，可将热敏电阻分为NTC型、PTC型和CRT型三类。

①NTC（负温度系数）型：随着温度上升电阻值减小的热敏电阻。

②PTC（正温度系数）型：随着温度上升电阻值增大的热敏电阻。

③CRT（临界温度系数）型：随着温度上升电阻值按指数函数减小的热敏电阻。

在上述三种热敏电阻中，NTC型热敏电阻较多地应用于柴油机传感器。在工程上，热敏电阻可根据需要制成各种不同形状，其可测阻值范围在几欧姆至几兆欧姆。NTC热敏电阻温度传感器线性较差，利用铂丝电阻随温度线性变化的特性可制成铂热敏电阻传感器。

（2）水温和润滑油温度传感器 水温传感器一般安装在缸体水套、缸体出水口上，与冷却水接触，以尽量准确地检测到缸体水温的状况，机油温度传感器则可安装于机油冷却器等处。温度传感器总成一般是由垫圈、水温传感器、导线接头三部分组成。

1）NTC型传感器。NTC热敏电阻式温度传感器内部是一个半导体热敏电阻，具有负的温度电阻系数，可用于测量水温和油温。水温、油温愈低，电阻愈高；反之，温度愈高，电阻愈低。温度传感器可以与水温表、油温表连接，也可与柴油机ECU连接。

图8-19 热敏电阻式传感器与双金属片式水温表的线路连接

以水温传感器为例，当与水温表连接时，若外壳搭铁，则可只用一根连线。水温传感器与水温表的组合可分为热敏电阻式传感器与双金属片式水温表、热敏电阻式传感器与电磁式水温表、热敏电阻式传感器与动磁式水温表等数种。其中热敏电阻式传感器与双金属片式水温表的线路连接如图8-19所示。当水温低时，热敏电阻值高，回路中电流较小，电阻丝的发热量小，双金属片稍有弯曲，指示针在低温区（C区）。当水温高时，热敏电阻值小，通过回路的电流较大，电阻丝的发热量较大，双金属片弯曲变形较大，指示针指向高温区（H区）。

水温传感器和柴油机ECU的连接与图8-16所示类似。传感器的热敏电阻与ECU内部上拉电阻分压后，产生一个随热敏电阻阻值的变化而变化的电压，柴油机ECU根据这一电压的变化测得柴油机冷却水温度。

有些水温传感器包括2个热敏电阻，有4个接线柱（四线型），2个接柱与柴油机ECU连接，另外2个接柱与水温表连接。如图8-20所示，1、3接线柱与柴油机ECU连接，向ECU提供水温信号。2、4接线柱与水温表连接，显示水温读数。(www.daowen.com)

2）开关型水温传感器。双金属片式水温传感器可构成开关型传感器，可与水温过高报警灯连接，其电路如图8-21所示。当冷却水温正常时双金属片变形小，触点分开，报警灯不亮。如果冷却水温升高到95～105℃以上，双金属片由于温度升高而弯曲变形较大，使触点闭合，报警灯电路接通发亮。

图8-20 四线型水温传感器

图8-21 水温过高报警灯电路

3.液位传感器

柴油机液位传感器，主要包括浮子-簧片开关式、可变电阻式、热敏电阻式、电极式液位和电容式传感器。可用于检测柴油机机油盘内的机油油位、柴油机散热器内的冷却液液位、燃油箱内的燃油油位及蓄电池内电解液液位等。

（1）浮子式液位传感器

1）浮子-簧片开关式。浮子-簧片开关式液位传感器，主要由内装簧片开关的树脂空心轴管和嵌有永久磁铁的环状浮子组成，如图8-22所示。簧片开关内有两片很薄的金属触点。当液位低于规定位置时，浮子及嵌入的永久磁铁下移，接近簧片开关，通过簧片开关的磁力线增多，两触点相互吸引而闭合，电路接通，警告灯点亮示警。当液位在规定位置时，浮子上移，没有磁力线穿过簧片开关，触点在自身弹力的作用下打开，仪表停止提示。

图8-22 浮子-簧片开关式液位传感器

1—簧片 2—铁氧体磁铁 3—浮子

该类型传感器通常用于冷却液液位、润滑油液位等的检测。

2）浮子-可变电阻式。可变电阻式液位传感器是由内装滑动电阻的浮子本体及连接两者的浮子臂构成。传感器中的浮子可随液面上下移动，通过滑动臂在电阻上的滑动，从而改变电阻器的电阻值，并利用这一电阻值的变化控制回路中电流的大小，最终通过仪表显示出来或将信号传送至柴油机控制器。

这种传感器大多与燃油表相配合，用于检测燃油箱中的燃油量（液位）。

（2）热敏电阻式液位传感器 主要由传感器本体和热敏电阻组成，多用来检测燃油箱中燃油的液位。其工作过程是，对热敏电阻施加电压，并在通电电流的作用下，其自身就会发热。当将热敏电阻浸没在燃油中时，由于散热快，温度不上升，电阻值较高；反之，当热敏电阻暴露在空气中时，由于散热慢，温度升高，使其电阻值减小。利用这一原理。将其连接在电路中，即可检测出燃油箱内燃油的液位，通常与液位警告灯相连接。

（3）电极式液位传感器 电极式液位传感器由铅棒电极及相关电路组成，主要用于检测蓄电池内的电解液液位（液量）。其实用电路如图8-23所示。当蓄电池内的电解液液位符合规定值时，传感器铅棒的端部浸没在电解液中，铅棒上产生电动势，三极管T₁导通，此时A点的电位接近于零，三极管T₂处于截止状态，警告灯不亮。当蓄电池内的电解液液位低于规定值时，电解液与传感器铅棒的端部分离，铅棒不再浸没在电解液中，铅棒上不产生电动势，三极管T₁截止；此时A点的电位升高，三极管T₂导通，警告灯点亮，告知蓄电池中电解液液量不足，应予加添。

（4）电容式液位传感器 电容液位传感器是把液位转换成电容的变化，然后再用测量电容的方法求知液位，它是根据圆柱形电容器原理工作的。电容式传感器的取样部件是分别涂有绝缘漆的两金属同心圆柱，它们作为电容的内、外两电极。如图8-24所示为圆柱形电容器，其中R₁，R₂分别为外电极内径和内电极外径，ε₀、ε_r分别为空气和被测液体的介电常数，L为两极板相互重叠部分的长度，h为液位高度。

图8-23 电极式液位传感器实用电路

图8-24 圆柱形电容器

如果在圆柱形电容器的中间有液体存在，则有

可见，如果圆柱形电容传感器内的液位高度h发生变化，电容式液位传感器两极间总的介电常数随之变化，传感器的电容值也发生了变化，测量此时的电容值就可以推算出物质的液位高度。由上式可以看出，液位的高度h与电容值之间是线性关系，电容式液位传感器的灵敏度主要取决于两种介电常数的差值。常见的电容传感器测量电路有变压器电桥式、运算放大器式及脉冲宽度式等。这类传感器适用于液体液面的连续测量与位式测量，用于位式测量的电容液面计宜采用垂直安装型，用于连续测量的电容液面计宜采用水平安装型。

由于水的介电常数远大于空气，因此当电容传感器浸入水中时，其电容量将明显增大，利用这一特点可实现水位的测量。将传感器电容与电阻组成RC振荡电路，电容增大时，电路阻抗降低，流过的电流增大，取出相应的电流变化即可确定水位的高低。

康明斯KTT-19G2柴油机水位传感器为电容式，其电路图如图8-25所示。该水位器装于机组水箱上部，它有1个插入水中的探头，1个工作指示灯和3个接线端，分别是接地端、电源端、控制信号输出端。当机组正常起动后，主控板为其提供24V的工作电压，此电压经二极管D₁后分两路，一路为继电器供电，另一路经100Ω电阻为运放ICLM258供电。

图8-25 康明斯柴油机电容式水位传感器工作电路

运放IC-1与外部电阻电容组成一个方波振荡器，产生几百赫兹的方波。此方波电压加到光耦的1脚，经2脚、5.6Ω电阻和0.1μF电容接插入水中的探头至地（机组以机身为公共地）由于此时电流大，使光耦内部发光。光耦4脚经阻容滤波平滑后输出一个高电平16V加到运放IC-2的6脚。

运放IC-2为一个电压比较器，5脚由两个1kΩ电阻提供基准电压8V。此时加到6脚的电压高于5脚电压，7脚输出高电平加到三极管BS170P的基极使其导通。继电器动作，其常开触点闭合，使串接于常开触点电路中的主控制板P2-5端保持高电平，主控制板检测到水箱水位正常。如果水位过低，探头未能与水接触，振荡电路电流小或未起振，光耦4脚输出电平低于电压比较器5脚基准电压，则主控制板P2-5端无高电平输入。

本控制器易损件为LM258和BS170P。LM258可用LM358直接代换。BS170P用易购的S9018代换，能照常工作。