傳感器技術在汽車中的應用解析
發布時間:2012-09-06 責任編輯:sunnypeng
【導讀】隨sui著zhe今jin天tian的de汽qi車che利li用yong了le越yue來lai越yue多duo的de電dian子zi和he控kong製zhi係xi統tong,工gong程cheng師shi麵mian臨lin將jiang這zhe些xie電dian子zi器qi件jian集ji成cheng到dao汽qi車che內nei所suo帶dai來lai的de日ri益yi增zeng加jia的de挑tiao戰zhan。特te別bie是shi對dui用yong於yu保bao證zheng汽qi車che的de安an全quan性xing、降低油耗 以及降低輻射的傳感器和其他回饋(各參數的)電路來說,尤其是這樣。汽車設計師不斷需要能提供比傳統的位置感應技術更高性能和更具靈活性的器件。而且這些 qijianhaiyaotongyong,nengshiyinghenduozhongyingyong。zhezhongxuqiujiuyaoqiuzaiqijianneizhenghechuantongdejiechuxingchuanganqijishuhefeijiechuchuanganqijishuzhongsuobaokuodegezhongzuijiashejiyaosu。
隨sui著zhe今jin天tian的de汽qi車che利li用yong了le越yue來lai越yue多duo的de電dian子zi和he控kong製zhi係xi統tong,工gong程cheng師shi麵mian臨lin將jiang這zhe些xie電dian子zi器qi件jian集ji成cheng到dao汽qi車che內nei所suo帶dai來lai的de日ri益yi增zeng加jia的de挑tiao戰zhan。特te別bie是shi對dui用yong於yu保bao證zheng汽qi車che的de安an全quan性xing、降低油耗 以及降低輻射的傳感器和其他回饋(各參數的)dianlulaishuo,youqishizheyang。qicheshejishibuduanxuyaonengtigongbichuantongdeweizhiganyingjishugenggaoxingnenghegengjulinghuoxingdeqijian。erqiezhexieqijianhaiyaotongyong,nengshiyinghenduozhongyingyong。zhezhongxuqiujiuyaoqiuzaiqijianneizhenghechuantongdejiechuxingchuanganqijishuhefeijiechuchuanganqijishuzhongsuobaokuodegezhongzuijiashejiyaosu。
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為了能夠與處理更高速度和I/O功(gong)能(neng)的(de)處(chu)理(li)器(qi)保(bao)持(chi)一(yi)致(zhi),電(dian)子(zi)係(xi)統(tong)設(she)計(ji)師(shi)總(zong)是(shi)麵(mian)臨(lin)改(gai)善(shan)係(xi)統(tong)分(fen)辨(bian)率(lv)以(yi)及(ji)信(xin)號(hao)質(zhi)量(liang)方(fang)麵(mian)的(de)的(de)各(ge)種(zhong)挑(tiao)戰(zhan)。對(dui)於(yu)當(dang)今(jin)汽(qi)車(che)環(huan)境(jing)中(zhong)所(suo)用(yong)到(dao)的(de)任(ren)何(he)傳(chuan)感(gan)技(ji)術(shu)來(lai)說(shuo),機(ji)械(xie)靈(ling)活(huo)性(xing)、環境穩定性以及信號完整性是關鍵的設計特性。
對電子器件的要求之一就是它們能夠承受的工作溫度範圍。溫度從-40攝氏度的寒冷環境溫度到引擎車箱內超過+150攝she氏shi度du,傳chuan感gan器qi和he相xiang關guan電dian子zi器qi件jian麵mian臨lin著zhe當dang前qian材cai料liao所suo能neng承cheng受shou的de極ji限xian溫wen度du。更geng進jin一yi步bu的de應ying用yong,如ru可ke變bian渦wo輪lun增zeng壓ya器qi,將jiang所suo要yao求qiu的de這zhe一yi極ji限xian溫wen度du繼ji續xu推tui高gao,可ke能neng超chao過guo+180度。這需要傳感器設計師開發出能滿足這些需求的材料和封裝。
同時,傳感器必須能接受整體係統需求的各種機械配置。像電位計和霍耳效應器件(技術)這些傳統的感應器件可以采用線型或環型封裝。上述兩種技術都各有優勢—電位計成本較低、技術成熟,而且在機械結構上靈活,而霍爾效應器件磨損小,信號質量好——具(ju)體(ti)選(xuan)用(yong)哪(na)一(yi)種(zhong),要(yao)根(gen)據(ju)係(xi)統(tong)的(de)應(ying)用(yong)需(xu)求(qiu)來(lai)定(ding)。像(xiang)電(dian)感(gan)式(shi)傳(chuan)感(gan)器(qi)這(zhe)些(xie)更(geng)先(xian)進(jin)的(de)技(ji)術(shu),則(ze)利(li)用(yong)了(le)上(shang)述(shu)兩(liang)種(zhong)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)優(you)勢(shi),從(cong)而(er)可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)更(geng)具(ju)魯(lu)棒(bang)性(xing)的(de)傳(chuan)感(gan)係(xi)統(tong)。
電dian位wei計ji技ji術shu在zai滿man足zu線xian型xing或huo環huan型xing應ying用yong上shang,具ju有you很hen高gao的de設she計ji靈ling活huo性xing。根gen據ju電dian位wei計ji的de設she計ji特te性xing,它ta提ti供gong了le一yi種zhong與yu輸shu入ru電dian壓ya成cheng正zheng比bi的de輸shu出chu信xin號hao。然ran而er,該gai技ji術shu在zai某mou種zhong程cheng度du上shang受shou其qi模mo擬ni輸shu出chu信xin號hao的de特te性xing限xian製zhi。盡jin管guan這zhe種zhong信xin號hao可ke以yi被bei轉zhuan變bian成cheng數shu字zi格ge式shi,但dan是shi這zhe種zhong轉zhuan換huan需xu要yao額e外wai的de電dian子zi元yuan件jian,增zeng加jia了le傳chuan感gan器qi的de成cheng本ben。而er且qie,轉zhuan換huan後hou的de信xin號hao還hai不bu是shi真zhen正zheng的de高gao分fen辨bian率lv數shu字zi格ge式shi。隨sui著zhe越yue來lai越yue多duo的de高gao速su網wang絡luo和he通tong信xin總zong線xian被bei應ying用yong到dao汽qi車che中zhong,需xu要yao為wei每mei種zhong電dian位wei計ji安an排pai一yi個geAD轉zhuan換huan器qi可ke能neng是shi一yi種zhong缺que點dian。電dian位wei計ji也ye是shi一yi種zhong接jie觸chu傳chuan感gan技ji術shu,容rong易yi因yin長chang期qi工gong作zuo和he震zhen動dong而er產chan生sheng磨mo損sun。當dang電dian位wei計ji的de磨mo損sun變bian得de很hen很hen明ming顯xian時shi,會hui導dao致zhi信xin號hao中zhong含han有you過guo高gao的de噪zao聲sheng。這zhe會hui成cheng為wei直zhi接jie的de回hui饋kui控kong製zhi環huan路lu中zhong的de一yi個ge問wen題ti。
霍爾效應傳感器通常產生一種模擬信號,該器件與汽車係統的通信由一片ASIC來實現,該ASIC還(hai)將(jiang)模(mo)擬(ni)信(xin)號(hao)直(zhi)接(jie)轉(zhuan)換(huan)成(cheng)數(shu)字(zi)信(xin)號(hao)。因(yin)為(wei)霍(huo)爾(er)技(ji)術(shu)測(ce)量(liang)的(de)是(shi)高(gao)斯(si)磁(ci)通(tong)量(liang)的(de)變(bian)化(hua),故(gu)需(xu)要(yao)非(fei)常(chang)精(jing)密(mi)的(de)支(zhi)撐(cheng)係(xi)統(tong)來(lai)保(bao)持(chi)其(qi)整(zheng)體(ti)性(xing)。這(zhe)就(jiu)在(zai)一(yi)定(ding)程(cheng)度(du)上(shang)限(xian)製(zhi)了(le)這(zhe)類(lei)器(qi)件(jian)的(de)機(ji)械(xie)封(feng)裝(zhuang)靈(ling)活(huo)性(xing)。這(zhe)種(zhong)承(cheng)載(zai)係(xi)統(tong)還(hai)一(yi)定(ding)程(cheng)度(du)上(shang)增(zeng)加(jia)了(le)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)成(cheng)本(ben)。有(you)利(li)的(de)方(fang)麵(mian)是(shi),霍(huo)爾(er)效(xiao)應(ying)傳(chuan)感(gan)器(qi)是(shi)非(fei)接(jie)觸(chu)技(ji)術(shu),因(yin)此(ci)不(bu)會(hui)像(xiang)電(dian)位(wei)計(ji)那(na)樣(yang)因(yin)磨(mo)損(sun)而(er)降(jiang)低(di)性(xing)能(neng)。通(tong)常(chang),為(wei)控(kong)製(zhi)影(ying)響(xiang)霍(huo)爾(er)效(xiao)應(ying)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)高(gao)斯(si)磁(ci)場(chang),這(zhe)類(lei)傳(chuan)感(gan)器(qi)具(ju)有(you)相(xiang)對(dui)較(jiao)短(duan)的(de)移(yi)動(dong)距(ju)離(li)。通(tong)常(chang),霍(huo)爾(er)效(xiao)應(ying)傳(chuan)感(gan)器(qi)設(she)計(ji)成(cheng)低(di)於(yu)180度的旋轉角度或者小於25毫米的直線運動距離。
zuijinzaikaifaxindedianganshichuanganjishushangqudeleyixiejinbu,liyongledianweijihehuoerxiaoyingzheliangzhongjishudeyoudian。gaiqijianbaohanyigeyoulianggeyinshuadianlubanzuchengdefeijiechuganyingxitong,qihexinshixinhaochanshenghechuangan。gaiqijianmingweiAutopad,在兩塊電路板之間產生電感耦合,並由板上ASIC進行測量和轉換。
與霍爾傳感器不同的是,Autopad傳感器允許在X、Y和Z軸的錯位,因此可以不需要嚴格的承載係統。另外,ASIC使其成為真正的數字傳感器,能產生可以直接與高速控製器進行通信的12位PWM信號。如果需要的話,該信號還能被轉換回模擬格式。OPTEK公司的Autopad還能用多種物理結構來實現,包括旋轉和線形結構。旋轉設計可以用於角度錯位高達360度的係統。線形傳感器允許的錯位為20~200毫米,甚至更遠。
隨sui著zhe汽qi車che行xing業ye的de發fa展zhan,設she計ji工gong程cheng師shi在zai不bu斷duan需xu要yao具ju有you更geng高gao性xing能neng和he靈ling活huo性xing的de器qi件jian。盡jin管guan傳chuan統tong的de感gan應ying技ji術shu具ju有you其qi優you點dian,電dian感gan式shi傳chuan感gan技ji術shu的de開kai發fa為wei解jie決jue當dang前qian要yao求qiu苛ke刻ke的de汽qi車che電dian子zi帶dai來lai的de各ge種zhong技ji術shu挑tiao戰zhan和he滿man足zu需xu求qiu提ti供gong了le解jie決jue方fang案an。這zhe種zhong感gan應ying技ji術shu的de設she計ji靈ling活huo性xing使shi其qi成cheng為wei很hen多duo汽qi車che應ying用yong的de可ke靠kao並bing更geng具ju成cheng本ben效xiao益yi的de解jie決jue方fang案an。
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