傳感器技術在汽車上的應用現狀及發展趨勢
發布時間:2016-11-14 責任編輯:wenwei
【導讀】在當今電子技術高速發展的時代,汽車的控製係統逐步的趨向於電子控製係統,而這種電子控製係統中最重要的一種就是傳感器應用技術。傳感器市場上,傳統的傳感器逐步被淘汰,現狀時興的是一種智能化、多功能化、微型化、集成化的傳感器,並且這種傳感器漸漸地將變成汽車傳感器必不可少的一部分。
自德國人卡爾·奔馳於1885年nian研yan製zhi出chu世shi界jie上shang的de第di一yi輛liang汽qi車che至zhi今jin,汽qi車che逐zhu漸jian成cheng為wei人ren們men生sheng活huo當dang中zhong不bu可ke或huo缺que的de交jiao通tong工gong具ju。但dan是shi在zai當dang今jin科ke技ji快kuai速su發fa展zhan,社she會hui逐zhu步bu進jin步bu的de時shi代dai,汽qi車che的de控kong製zhi係xi統tong逐zhu步bu的de趨qu向xiang於yu電dian子zi控kong製zhi係xi統tong,這zhe種zhong汽qi車che稱cheng之zhi為wei電dian子zi汽qi車che,這zhe種zhong電dian子zi汽qi車che的de控kong製zhi係xi統tong中zhong最zui重zhong要yao的de一yi種zhong就jiu是shi傳chuan感gan器qi應ying用yong技ji術shu,一yi種zhong高gao端duan的de傳chuan感gan器qi漸jian漸jian地di將jiang變bian成cheng汽qi車che控kong製zhi係xi統tong中zhong必bi不bu可ke少shao的de一yi個ge關guan鍵jian部bu分fen。
1 傳感器應用技術在汽車上的應用現狀

現(xian)在(zai)汽(qi)車(che)發(fa)展(zhan)的(de)一(yi)個(ge)重(zhong)要(yao)技(ji)術(shu)特(te)征(zheng),就(jiu)是(shi)構(gou)成(cheng)汽(qi)車(che)的(de)零(ling)件(jian)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)的(de)運(yun)用(yong)電(dian)子(zi)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)。但(dan)是(shi)隻(zhi)要(yao)是(shi)運(yun)用(yong)電(dian)子(zi)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)東(dong)西(xi),傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)存(cun)在(zai)是(shi)必(bi)不(bu)可(ke)少(shao)的(de),如(ru)汽(qi)車(che)的(de)GPS導航、自動變速器、發動機等等。汽車運用傳感器,能夠對汽車係統的壓力、進氣量、加速度、位置、振動、轉速、溫度等各種有用的信息進行準確、實時的控製和測量,可以很大程度的將汽車的舒適度提高,在汽車的安全行駛中起到了關鍵的作用。現在就用壓力、進氣量、轉速、溫度這四種傳感器來說明傳感器應用技術在汽車上的應用現狀。
1.1 壓力傳感器
汽車在行駛過程中,很多的部件在工作是都要受到壓力的作用。壓力傳感器的主要作用就是檢測油壓、汽缸內壓、渦輪發動機升壓比、大氣壓、氣缸負壓等等,檢測這些的主要目的是保證汽車的安全、正常的行駛。壓力傳感器能夠將液體或氣體的壓力轉變為電信號,在傳遞到ECU,用於便捷的進行控製與監測。
在汽車進行電子控製係統中,壓力傳感器有兩種形式——壓阻式——電(dian)阻(zu)應(ying)變(bian)計(ji)式(shi)壓(ya)力(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)與(yu)半(ban)導(dao)體(ti)壓(ya)阻(zu)效(xiao)果(guo)式(shi)壓(ya)力(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)。在(zai)壓(ya)力(li)較(jiao)高(gao)的(de)時(shi)候(hou),一(yi)般(ban)情(qing)況(kuang)下(xia)運(yun)用(yong)的(de)是(shi)電(dian)阻(zu)應(ying)變(bian)計(ji)式(shi)壓(ya)力(li)傳(chuan)感(gan)器(qi),相(xiang)對(dui)的(de),在(zai)壓(ya)力(li)較(jiao)低(di)的(de)時(shi)候(hou),一(yi)般(ban)情(qing)況(kuang)下(xia)運(yun)用(yong)的(de)是(shi)半(ban)導(dao)體(ti)壓(ya)阻(zu)效(xiao)果(guo)式(shi)壓(ya)力(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)。除(chu)了(le)這(zhe)兩(liang)種(zhong),汽(qi)車(che)在(zai)用(yong)到(dao)壓(ya)力(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)時(shi)候(hou)還(hai)有(you)SAW(表麵彈性波式)、LVDT(差動變壓器式)、電容式。SAW壓力傳感器的特點就是數字輸出、分辨率高、靈敏度高、可靠性高、功耗低、質量輕、體積小,它能夠在高溫的條件下穩定工作,能夠檢測汽車的吸氣閥的壓力,是一種理想的壓力傳感器。LVDT壓力傳感器的特點是容易數字輸出、大輸出、抗幹擾性差。電容式他力傳感器的特點是環境適應性好、動態響應特性好、輸入能量高,它能夠檢測氣壓、液壓、負壓,測量的範圍是20-100kPa。
1.2 進氣量傳感器
zaiqichedianzikongzhixitongzhuangzhishang,jinqiliangchuanganqijiushiyonglaijiancefadongjinenggouxijindekongqiliang。fadongjijibendianhuotiqianjiaoyujibenranyouliangquedingdezhuyaocanshushifadongjizhuansuyujinqiliang。jinqilianghuiduifadongjidegongzuochanshenghendadeyingxiang。qichezaiyongdaojinqiliangchuanganqideshihouyoukamenxuanwoshi、熱線式、熱膜式、葉片式等等,進氣量傳感器一般是裝在節氣門體與空氣濾清器之間。發動機檢測空氣吸入量可以用到的方法有速度密度法、質zhi量liang流liu法fa等deng等deng。在zai現xian在zai經jing常chang使shi用yong的de方fang法fa是shi質zhi量liang留liu法fa,這zhe種zhong方fang法fa的de原yuan理li是shi將jiang吸xi入ru的de空kong氣qi量liang直zhi接jie利li用yong空kong氣qi流liu量liang計ji進jin行xing測ce量liang,計ji算suan的de標biao準zhun是shi測ce量liang得de到dao的de空kong氣qi流liu量liang比bi上shang發fa動dong機ji轉zhuan速su得de到dao的de比bi值zhi。
1.3 轉速傳感器
在傳感器中最具有代表性的就是轉速傳感器,它能夠檢測車輪的轉速、fadongjidequzhouzhuansu,nenggouyoucilaituisuanchuqicheyunxingdesudu。fadongjijibendianhuotiqianjiaoyujibenranyouliangquedingdezhuyaocanshushifadongjizhuansuyujinqiliang。zhuansuhuiduifadongjidegongzuochanshenghendadeyingxiang。muqianqichezaiyongdaozhuansuchuanganqideshihouyoubandaoticixingjingtiguanshi、光學式、簧片開關式、霍爾效應式、磁阻式、jiaoliufadianjishidengdeng。chesuchuanganqidezhongleifeichangduo,youmingandonglichuandongzhouzhuandongde,youminganchasucongdongzhouzhuandongde,haiyouminganchelunxuanzhuande。zaichesudayu100km/h的時候,一般的測量方法則會有很大的誤差,這時候需要采用的就是非接觸式光電速度傳感器,這種傳感器的精度大,誤差小。
1.4 溫度傳感器
溫度傳感器的作用就是檢測催化溫度、燃油溫度、冷卻水溫度、吸入氣體溫度、發動機溫度等等。汽車在用到溫度傳感器的時候有熱偶電阻式、熱敏電阻式、線繞電阻式三種。熱偶電阻式溫度傳感器的特點是測量溫度的範圍寬、精度高,但是要將冷端處理與放大鏡一起配合使用。熱敏電阻式溫度傳感器的特點是響應特性好、靈(ling)敏(min)度(du)高(gao),但(dan)是(shi)適(shi)應(ying)溫(wen)度(du)比(bi)較(jiao)低(di),線(xian)性(xing)差(cha)。線(xian)繞(rao)電(dian)阻(zu)式(shi)溫(wen)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)特(te)點(dian)是(shi)精(jing)度(du)高(gao),但(dan)是(shi)響(xiang)應(ying)特(te)性(xing)較(jiao)差(cha)。目(mu)前(qian)市(shi)場(chang)上(shang)已(yi)經(jing)實(shi)用(yong)化(hua)的(de)溫(wen)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)有(you)金(jin)屬(shu)或(huo)半(ban)導(dao)體(ti)膜(mo)空(kong)氣(qi)溫(wen)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)、鐵氧體式溫度傳感器、熱敏電阻式溫度傳感器。
2 傳感器應用技術在汽車上的發展趨勢
在當今社會上,人們在選擇汽車的時候注重的是汽車的功能、節能、環保、安全,並且這種需求在不斷的提高。由此,在汽車應用上廣泛流行開一種電子控製係統,並且這種電子設施的發展方向是智能化、多功能化、微型化、集成化。由於電
子控製係統的不斷發展,則帶動了傳感器的不斷進步,其發展趨勢與電子設備的基本一致,也是智能化、多功能化、微型化、集成化。所以,研究出一種成本低、可靠性高、精度高、新型的傳感器是非常必要的。
2.1 研製新型的傳感器
傳(chuan)感(gan)器(qi)重(zhong)要(yao)的(de)基(ji)礎(chu)就(jiu)是(shi)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)材(cai)料(liao),傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)發(fa)展(zhan)趨(qu)勢(shi)之(zhi)一(yi)就(jiu)是(shi)用(yong)複(fu)雜(za)的(de)材(cai)料(liao)製(zhi)造(zao)良(liang)好(hao)性(xing)能(neng)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)。在(zai)近(jin)年(nian)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)研(yan)究(jiu)中(zhong),材(cai)料(liao)的(de)變(bian)化(hua)主(zhu)要(yao)是(shi):磁性材料、智能材料、陶瓷材料、半導體敏感材料、人工合成的原子分子型材料的使用;單一型材料轉變為複合性材料,單晶體材料轉變為非晶體材料、多晶體材料。在進一步進行材料開發的同時,還應該探尋有敏感效應的新材料,爭取取得傳感器成本低、性能高的特點。
2.2 智能化傳感器
傳chuan感gan器qi的de智zhi能neng化hua指zhi的de是shi將jiang微wei處chu理li機ji很hen好hao的de結jie合he到dao傳chuan感gan器qi上shang,使shi傳chuan感gan器qi能neng夠gou有you信xin息xi處chu理li與yu檢jian測ce的de功gong能neng。傳chuan感gan器qi的de智zhi能neng化hua一yi般ban情qing況kuang下xia是shi將jiang信xin號hao的de驅qu動dong回hui路lu、處理、檢測等一係列的外圍電路在一塊基片上進行集成,使傳感器能夠有自適應、自診斷、邏輯判斷、數據處理等一些新的功能。這種進過處理的傳感器不僅僅能夠將要處理與模擬的信號提供出來,還能夠進行信息的自動時漂、非線性、wenpiaodezixiaozheng,xinhaodefangdachuli,bingqieyoujiaoqiangdekangdianciganraonengli,nenggoubaozhengchuanganqidexinhaozhiliang,tigongfeichanggaodejingdu。zhinengchuanganqidetedianshishiyongfangbian、適合大批量的生產、體積小、性能高、功能多。
2.3 多功能化、集成化傳感器
在傳感器的應用領域不斷擴大的同時,還需要借助半導體的組裝技術、精密加工、光刻技術、擴散技術、蒸鍍技術等等。從元件單一、功能單一逐步向多功能化、集成化的方向發展。多功能化基礎是集成化,而集成化就是指運用半導體的加工技術,在一塊芯片上對轉換元件、信息處理、電源電路元件、敏感元件等進行集成。
2.4 微型化傳感器
傳感器的微型化是指將微米級的數據處理裝置、信號調理器、敏感元件通過微機械加工技術在一塊芯片上集成封裝。微型化傳感器的特點就是便於集成、價格便宜、體積小,所以能夠很大程度上的將測試的精度提高。在目前可以製作的是能夠檢測和敏感生物量、化學量、熱學量、磁學量、力學量的微型化傳感器。所以傳感器的微型化具有很大的市場前景。
3 結語
汽車電子控製係統研究的一個核心內容就是傳感器應用技術,並且不斷地向著智能化、多功能化、微型化、集成化的方向發展,汽車傳感器上具有很大的市場前景。
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