汽車中的傳感器綜述
發布時間:2017-11-02 責任編輯:wenwei
【導讀】電(dian)子(zi)技(ji)術(shu)已(yi)經(jing)成(cheng)為(wei)新(xin)一(yi)代(dai)汽(qi)車(che)發(fa)展(zhan)方(fang)向(xiang)的(de)主(zhu)導(dao)因(yin)素(su),而(er)傳(chuan)感(gan)器(qi)是(shi)電(dian)子(zi)技(ji)術(shu)的(de)核(he)心(xin)元(yuan)件(jian),現(xian)代(dai)汽(qi)車(che)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)地(di)應(ying)用(yong)了(le)傳(chuan)感(gan)器(qi),以(yi)提(ti)高(gao)汽(qi)車(che)發(fa)動(dong)機(ji)的(de)經(jing)濟(ji)、動力和排放性能,改善底盤的製動操縱性能、轉zhuan向xiang性xing能neng和he汽qi車che行xing駛shi的de安an全quan性xing能neng。要yao實shi現xian這zhe些xie目mu標biao的de關guan鍵jian在zai於yu汽qi車che的de電dian子zi化hua和he智zhi能neng化hua,先xian決jue條tiao件jian則ze是shi各ge種zhong信xin息xi的de及ji時shi獲huo取qu,這zhe勢shi必bi要yao求qiu在zai汽qi車che中zhong大da量liang采cai用yong各ge種zhong傳chuan感gan器qi。
汽車傳感器概述
汽車傳感器是汽車計算機係統的輸入裝置,它把汽車運行中各種工況信息,如車速、各種介質的溫度、發動機運轉工況等,並按一定規律轉換成可用輸入信號的器件或裝置。簡單地說,傳感器是把非電量轉換成電信號傳遞給ECU,以便汽車處於最佳工作狀態。

現代汽車電子控製中,傳感器廣泛應用在發動機、底盤、和車身各個係統中。汽車傳感器在這些係統中擔負著信息的采集和傳輸功用,它采集的信息由電腦(電子控製單元)進(jin)行(xing)處(chu)理(li)後(hou),形(xing)成(cheng)向(xiang)執(zhi)行(xing)器(qi)發(fa)出(chu)的(de)指(zhi)令(ling),完(wan)成(cheng)電(dian)子(zi)控(kong)製(zhi)。傳(chuan)感(gan)器(qi)在(zai)電(dian)子(zi)控(kong)製(zhi)和(he)自(zi)診(zhen)斷(duan)係(xi)統(tong)中(zhong)是(shi)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)的(de)裝(zhuang)置(zhi),它(ta)能(neng)及(ji)時(shi)識(shi)別(bie)外(wai)界(jie)的(de)變(bian)化(hua)和(he)係(xi)統(tong)本(ben)身(shen)的(de)變(bian)化(hua),再(zai)根(gen)據(ju)變(bian)化(hua)的(de)信(xin)息(xi)去(qu)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)本(ben)身(shen)的(de)工(gong)作(zuo)。各(ge)個(ge)係(xi)統(tong)控(kong)製(zhi)過(guo)程(cheng)正(zheng)是(shi)依(yi)靠(kao)傳(chuan)感(gan)器(qi),進(jin)行(xing)信(xin)息(xi)的(de)反(fan)饋(kui),實(shi)現(xian)自(zi)動(dong)控(kong)製(zhi)工(gong)作(zuo)的(de)。
汽車傳感器通常由敏感元件、轉換元件和測量電路三部分組成。
1、敏感元件是指能直接感受(或響應)被測量的部分,即將被測量通過傳感器的敏感元件轉換成與被測量有確定關係的非電量或其它量。
2、轉換元件則將上述非電量轉換成電參量。
3、測量電路的作用是將轉換元件輸入的電參量經過處理轉換成電壓、電流或頻率等可測電量,以便進行顯示、記錄、控製和處理的部分。

傳感器處於研究對象與測試係統的接口位置,即檢測與控製之首。傳感器是感知、huoquyujiancexinxidechuangkou,yiqiekexueyanjiuyuzidonghuashengchanguochengyaohuoqudexinxidouyaotongguochuanganqihuoqubingtongguotazhuanhuanchengrongyichuanshuyuchulidedianxinhao,qizuoyongyudiweitebiezhongyao。
下圖形象的將人體與機器的對應關係列出,有助於進一步的對其作用進行認識。
現代汽車電子控製中,傳感器廣泛應用在發動機、底盤和車身各個係統中。汽車傳感器在這些係統中擔負著信息的采集和傳輸,由電腦(電子控製單元ECU)對(dui)信(xin)號(hao)急(ji)進(jin)行(xing)處(chu)理(li)後(hou)向(xiang)執(zhi)行(xing)器(qi)發(fa)出(chu)指(zhi)令(ling),實(shi)行(xing)電(dian)子(zi)控(kong)製(zhi)。傳(chuan)感(gan)器(qi)在(zai)電(dian)子(zi)控(kong)製(zhi)和(he)自(zi)我(wo)診(zhen)斷(duan)係(xi)統(tong)中(zhong)是(shi)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)的(de)裝(zhuang)置(zhi),它(ta)能(neng)及(ji)時(shi)識(shi)別(bie)外(wai)界(jie)的(de)變(bian)化(hua)和(he)係(xi)統(tong)本(ben)身(shen)的(de)變(bian)化(hua),再(zai)根(gen)據(ju)變(bian)化(hua)的(de)信(xin)息(xi)去(qu)控(kong)製(zhi)本(ben)身(shen)係(xi)統(tong)的(de)工(gong)作(zuo)。各(ge)個(ge)係(xi)統(tong)控(kong)製(zhi)過(guo)程(cheng)正(zheng)是(shi)依(yi)靠(kao)傳(chuan)感(gan)器(qi),進(jin)行(xing)信(xin)息(xi)的(de)反(fan)饋(kui),實(shi)現(xian)自(zi)動(dong)控(kong)製(zhi)工(gong)作(zuo)的(de)。
汽車傳感器的發展史
在20世紀60年代,汽車上僅有機油壓力傳感器、油量傳感器和水溫傳感器,它們與儀表或指示燈連接。
進入70年代後,為了治理排放,又增加了一些傳感器來幫助控製汽車的動力係統,因為同期出現的催化轉換器、電子點火和燃油噴射裝置需要這些傳感器來維持一定的空燃比以控製排放。
80年代,防抱死製動裝置和氣囊提高了汽車安全性。

今天,傳感器有用來測定各種流體溫度和壓力(如進氣溫度、氣道壓力、冷卻水溫和燃油噴射壓力等)的傳感器;有用來確定各部分速度和位置的傳感器(如車速、節氣門開度、凸輪軸、曲軸、變速器的角度和速度、排氣再循環閥(EGR)的位置等);還有用於測量發動機負荷、爆震、斷火及廢氣中含氧量的傳感器;確定座椅位置的傳感器;在防抱死製動係統和懸架控製裝置中測定車輪轉速、路麵高差和輪胎氣壓的傳感器;保護前排乘員的氣囊,不僅需要較多的碰撞傳感器和加速度傳感器。研究人員還用防撞傳感器(測距雷達或其他測距傳感器)來判斷和控製汽車的側向加速度、每個車輪的瞬時速度及所需的轉矩,使製動係統成為汽車穩定性控製係統的一個組成部分。
汽車傳感器的分類
按能量關係分類
傳(chuan)感(gan)器(qi)按(an)能(neng)量(liang)關(guan)係(xi)分(fen)類(lei)可(ke)分(fen)為(wei)主(zhu)動(dong)型(xing)和(he)被(bei)動(dong)型(xing)兩(liang)種(zhong)。汽(qi)車(che)上(shang)使(shi)用(yong)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)大(da)多(duo)數(shu)屬(shu)於(yu)被(bei)動(dong)型(xing)傳(chuan)感(gan)器(qi),這(zhe)種(zhong)被(bei)動(dong)型(xing)傳(chuan)感(gan)器(qi)需(xu)要(yao)外(wai)加(jia)輸(shu)入(ru)電(dian)源(yuan)才(cai)能(neng)產(chan)生(sheng)電(dian)信(xin)號(hao),所(suo)以(yi)這(zhe)種(zhong)傳(chuan)感(gan)器(qi)實(shi)際(ji)上(shang)是(shi)一(yi)個(ge)能(neng)量(liang)控(kong)製(zhi)器(qi)。
按信號轉換分類
按信號轉換關係分類,可分為由一種非電量轉換成另一種非電量,如彈性敏感元件和氣動傳感器;另一種是由非電量轉換成電量的傳感器,如熱電偶溫度傳感器、壓電式加速度傳感器等。
按輸入量分類
按輸入量分類即按被測量分類,可分為位移、速度、加速度、角位移、角速度、力、力矩、壓力、真空度、溫度、電流、氣體成分、濃度傳感器等。如下圖空氣流量傳感器:

按工作原理分類
按傳感器的工作原理分類,有電阻式、電容式、應變式、電感式、光電式、光敏式、壓電式、熱電式傳感器等。
按輸出信號分類
按傳感器輸出信號分類有模擬式和數字式傳感器。

細數汽車發動機用傳感器
fadongjidedianzikongzhiyizhibeirenweishiqichezhuyaojishulingyuzhiyi。fadongjikongzhixitongyongchuanganqishizhenggeqichechuanganqidehexin,zhongleihenduo,baokuowenduchuanganqi、壓力傳感器、位置和轉速傳感器、流量傳感器、氣qi體ti濃nong度du傳chuan感gan器qi和he爆bao震zhen傳chuan感gan器qi等deng。這zhe些xie傳chuan感gan器qi向xiang發fa動dong機ji的de電dian子zi控kong製zhi單dan元yuan提ti供gong發fa動dong機ji的de工gong作zuo狀zhuang況kuang信xin息xi,供gong電dian子zi控kong製zhi單dan元yuan對dui發fa動dong機ji工gong作zuo狀zhuang況kuang執zhi行xing精jing確que控kong製zhi,以yi提ti高gao發fa動dong機ji的de動dong力li性xing、降低油耗、減少廢氣排放和執行故障檢測。

溫度傳感器
汽車用溫度傳感器主要用於檢測發動機溫度、吸人氣體溫度、冷卻水溫度、燃油溫度以及催化溫度等。

溫度傳感器有熱敏電阻式、線繞電阻式和熱偶電阻式三種主要類型。這三種類型傳感器各有特性,其運用場合也略有區別。熱敏電阻式溫度傳感器靈敏度高、響應特征較好,但線性差、適應溫度較低。其中,通用型的測溫範圍為-50℃~30℃,精度為1.5%,響應時間為10ms;高溫型為600℃~1000℃,精度為5%,響應時間為10ms;線繞電阻式溫度傳感器的精度高,但響應特征差;熱偶電阻式溫度傳感器的精度高,測量溫度範圍寬,但須要配合放大器和冷端處理一起運用。
其他已實用化的產品有鐵氧體式溫度傳感器(測溫範圍為-40℃~120℃,精度為2.0%)、金屬或半導體膜空氣溫度傳感器(測溫範圍為-40℃~150℃,精度為2.0%,5%,響應時間約20ms)等。
壓力傳感器
壓力傳感器是汽車中用得最多的傳感器,主要用於檢測氣囊貯氣壓力、傳動係統流體壓力、注入燃料壓力、發動機機油壓力、進氣管道壓力、空氣過濾係統的流體壓力等。
目前,比較常用的汽車壓力傳感器有電容式、壓阻式、差動變壓器式、聲表麵波式。電容式壓力傳感器主要用於檢測負壓、液壓、氣壓,測量範圍為20kPa~100kPa,其特性是輸入能量高,動態響應特征好、環境適應性好;壓阻式壓力傳感器的性能則受溫度影響較大,須要另設溫度補償電路,但適應於大批量生產;差動變壓器式壓力傳感器有較大的輸出,易於數字輸出,但抗幹擾性差;聲表麵波式壓力傳感器具有體積小、質量輕、功耗低、可靠性高、靈敏度高、分辨力高、數字輸出等特性,用於汽車吸氣閥壓力檢測,能在高溫下穩定地工作。
流量傳感器
流量傳感器主要用於發動機空氣流量和燃料流量的測量。進氣量是燃油噴射量計算的基本參數之一。
空氣流量傳感器的功能:感知空氣流量的大小,並轉換成電信號傳輸給發動機的電子控製單元。空氣流量的測量用於發動機控製係統確定燃燒條件、控製空燃比、起動、點火等。
空氣流量傳感器有旋轉翼片式、卡門渦旋式、熱線式、熱膜式等4種類型。空氣流量傳感器的主要技能指標:
工作範圍為0.11m3/min~103m3/min,工作溫度為-40℃~120℃,精度>1%。燃料流量傳感器用於檢測燃料流量,主要有水輪式和循環球式,其動態範圍為0~60kg/h,工作溫度為-40℃~120℃,精度為±1%,響應時間<10ms。
位置和轉速傳感器
曲軸位置與轉速傳感器主要用於檢測發動機曲軸轉角、發動機轉速、節氣門的開度、車速等,為點火時刻和噴油時刻提供參考點信號,同時,提供發動機轉速信號。

目前,汽車運用的位置和轉速傳感器主要有交流發電機式、磁阻式、霍爾效應式、簧片開關式、光學式、半導體磁性晶體管式等,其測量範圍為0°~360°,精度優於±0.5°,測彎曲角達±0.1°。
車速傳感器種類繁多,有敏感車輪旋轉的、也有敏感動力傳動軸轉動的,還有敏感差速從動軸轉動的。當車速高於100km/h時,一般測量要領誤差較大,需采用非接觸式光電速度傳感器,測速範圍為0.5km/h~250km/h,重複精度為0.1%,距離測量誤差優於為0.3%。
氣體濃度傳感器
氣(qi)體(ti)濃(nong)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)主(zhu)要(yao)用(yong)於(yu)檢(jian)測(ce)車(che)體(ti)內(nei)氣(qi)體(ti)和(he)廢(fei)氣(qi)排(pai)放(fang)。其(qi)中(zhong),最(zui)主(zhu)要(yao)的(de)是(shi)氧(yang)傳(chuan)感(gan)器(qi),它(ta)檢(jian)測(ce)汽(qi)車(che)尾(wei)氣(qi)中(zhong)的(de)氧(yang)含(han)量(liang),根(gen)據(ju)排(pai)氣(qi)中(zhong)的(de)氧(yang)濃(nong)度(du)測(ce)定(ding)空(kong)燃(ran)比(bi),向(xiang)微(wei)機(ji)控(kong)製(zhi)裝(zhuang)置(zhi)發(fa)出(chu)反(fan)饋(kui)信(xin)號(hao),以(yi)控(kong)製(zhi)空(kong)燃(ran)比(bi)收(shou)斂(lian)於(yu)理(li)論(lun)值(zhi)。
常用的有氧化鍺傳感器(運用溫度為-40℃~900℃,精度為1%)、氧化鉻濃差電池型氣體傳感器(運用溫度為300℃~800℃)、固體電解質式氧化鉻氣體傳感器(運用溫度為0~400℃,精度為0.5%),另外,還有二氧化欽氧傳感器以及二氧化錯氧傳感器。

和氧化鍺傳感器相比,二氧化鈦氧傳感器具有結構基本、輕巧、便宜,且抗鉛汙染能力強的特性。二氧化鋯微離子傳感器由氧化鈣穩定氧化錯離子體、多孔鉑厚膜工作電極、鈀/氧化把厚膜參數電極、不透水層、電極接觸和保衛層構成。

其中,氧化鈣穩定氧化錯由反應濺射法積澱。工作電極和參考電極都由厚膜工藝打造。在理想的A/F點附近的輸出電壓發生驟變,當空燃比變高,廢氣中的氧濃度添加時,氧傳感器的輸出電壓減小;當dang空kong燃ran比bi變bian低di,廢fei氣qi中zhong的de氧yang濃nong度du降jiang低di時shi,氧yang傳chuan感gan器qi的de輸shu出chu電dian壓ya增zeng大da。電dian子zi控kong製zhi單dan元yuan識shi別bie這zhe一yi突tu變bian信xin號hao,對dui噴pen油you量liang執zhi行xing修xiu正zheng,從cong而er相xiang應ying地di調tiao節jie空kong燃ran比bi,使shi其qi在zai理li想xiang空kong燃ran比bi附fu近jin變bian動dong。
NOx傳感器
目前全球對於氮氧化物(NOx)、粒子狀物質(PM)等deng柴chai油you車che尾wei氣qi的de限xian製zhi越yue來lai越yue嚴yan格ge。要yao想xiang應ying對dui這zhe種zhong限xian製zhi,隻zhi改gai進jin柴chai油you引yin擎qing的de燃ran燒shao方fang式shi顯xian然ran不bu夠gou,因yin此ci後hou處chu理li技ji術shu越yue來lai越yue受shou重zhong視shi。選xuan擇ze還hai原yuan催cui化hua劑ji(SCR)法是NOx淨化技術之一,可以選擇性地將尾氣中的NOx吸附於催化劑,通過向催化劑噴射尿素,以還原反應將NOx分解成氮和水並排放。尿素SCR中的傳感器,可檢測SCR所需的尿素水的劑量是否合適。這種傳感器對於還原劑使用尿素水的氮氧化物(NOx)淨化裝置必不可少。
爆震傳感器
爆震傳感器用於檢測發動機的振動,通過調整點火提前角控製和避免發動機發生爆震。可以通過檢測氣缸壓力、發動機機體振動和燃燒噪聲等三種方法來檢測爆震。爆震傳感器有磁致伸縮式和壓電式。磁致伸縮式爆震傳感器的使用溫度為-40℃~125℃,頻率範圍為5~10kHz;壓電式爆震傳感器在中心頻率5.417kHz處,其靈敏度可達200mV/g,在振幅為0.1g~10g範圍內具有良好線性度。
汽車傳感器在汽車底盤電子控製係統的中的應用
底盤用傳感器是指分布在變速器控製係統、懸架控製係統、動力轉向係統、製動係統中的傳感器,它們在不同係統中作用不同,但工作原理與發動機中傳感器是相同的,主要應用於以下幾個總成中。

懸架用傳感器
通過對汽車懸掛元件特性進行幹預和調節來實現的汽車動力學控製。連續性阻尼控製係統ADC由4個控製單元、CAN、4個車輪垂直加速度傳感器、4個車身垂直加速度傳感器和4個阻尼器比例閥組成。係統根據汽車運動狀況和這些傳感器檢測到的信息計算出每個車輪懸掛阻尼器的最優阻尼係數,自動調整車高,抑製車輛姿勢的變化等,實現對車輛舒適性、操縱穩定性和行車穩定性的控製。
係統用傳感器
係統是通過對車輪轉向角的電子控製來實現的,常見的係統有主動前輪助力轉向係統ESP,主動前輪疊加轉向係統AFS和主動後輪轉向係統RWS。用到的傳感器主要有車速傳感器、發動機轉速傳感器、轉矩傳感器等,利用這些傳感器使動力轉向電控係統實現轉向操縱輕便、提高響應特性、減少發動機損耗、增大輸出功率、節省燃油等。

無論是ESP、AFS還是RWS,其原理都是由駕駛員操縱指令,由傳感器感知路麵的狀況,以電信號的形式由網絡傳遞給電子控製器及執行器。
1、ABS係統
防抱製動傳感器主要是利用車輪角速度傳感器,檢測車輪轉速,在各車輪的滑移率為20% 時控製製動油壓、改善製動性能,確保車輛操縱性和穩定性。在該係統裏輪速傳感器是ABS十分重要的部件。它要向ECU及時地提供可靠精確的車輪轉速。傳感器有電磁式、霍爾式、磁阻式。
2、TCS係統
當汽車驅動輪的驅動力矩過大時,驅動輪會相對地麵作滑轉運動。一般希望驅動輪的滑轉率不要超過20%。這種對驅動輪滑轉進行控製的係統稱為TCS係統。它是在ABS的基礎上發展起來的。在絕大多數汽車裏, TCS和ABS共用一個ECU,它們根據傳感器輸入的信號,來識別和判斷汽車的行駛狀況。
3、ESP電子穩定係統
ESP是通過調節車輪縱向力大小及匹配來控製汽車的橫擺運動,使汽車具有良好的操縱性和方向的穩定性的主動安全係統。ESP的基本原理是通過傳感器和運算邏輯來識別駕駛員對汽車的期望運動狀態。為了識別駕駛員對汽車的期望和得知汽車的實際運動狀態,ESP係統需要比ABS和TCS更多的傳感器。它們是轉向盤傳感器、汽車橫擺角速度傳感器、橫向加速度傳感器和製動主缸的液壓傳感器。
汽車安全係統方麵的傳感器應用
安全是汽車考慮的首要因素,用於安全方麵的傳感器也很多,如有用於汽車安全氣囊的微型加速度計,測角速率的表麵微機械陀螺等。
微加速度計
微加速度計通常由一個平行的懸臂梁構成,梁的一端固定在邊框架上,另一端懸掛一個小質量物體塊(約10mg),無加速度時質量塊不運動,而當有垂直方向加速度時,質量塊運動,對加速度敏感,並轉換為電信號,經C/V轉變、放大相敏解調輸出。按檢測方式,微加速度計有壓阻式、電容式、隧道式、共振式、熱形式等幾種。

電容式微加速度計的靈敏度高、噪音低、漂移小、結jie構gou簡jian單dan,在zai汽qi車che安an全quan氣qi囊nang係xi統tong和he防fang滑hua係xi統tong獲huo得de廣guang泛fan應ying用yong,電dian容rong式shi微wei加jia速su度du計ji質zhi量liang塊kuai在zai有you加jia速su度du時shi向xiang下xia運yun動dong,與yu邊bian框kuang上shang的de另ling一yi個ge電dian極ji的de距ju離li發fa生sheng變bian化hua,通tong過guo檢jian測ce電dian容rong的de變bian化hua可ke獲huo得de質zhi量liang塊kuai運yun動dong的de位wei移yi,主zhu要yao結jie構gou分fen為wei懸xuan臂bi擺bai片pian式shi和he梳shu齒chi狀zhuang的de折zhe疊die梁liang式shi,並bing變bian異yi成cheng其qi它ta類lei型xing。前qian者zhe結jie構gou相xiang對dui簡jian單dan些xie,製zhi作zuo上shang也ye多duo采cai用yong體ti矽gui加jia工gong方fang法fa,簡jian單dan的de擺bai片pian式shi結jie構gou由you上shang、下固定電極和可動敏感矽懸臂梁電極組成,用半導體平麵工藝各向異性腐蝕,靜電封接技術封裝完成製作。後者可看作是懸臂梁的並、chuanzuhe,shejishangyaofuzadeduo,weijiagongfangfazeyibiaomianxishengcengjishuweizhu,duojingguicailiaodegexiangtongxingxingzhikebaozhengweijixiexingnengdeduichengxing,piliangjiagongjingdugao,caiyongzhezhongjiegoudeminganbufenchicunzuodehenxiao,shixianyuwaiweidianludedanpianjicheng。
微機械陀螺
微機械陀螺是一種振動式角速率傳感器,在汽車領域的應用開發倍受關注,主要用於汽車導航的GPS 信號補償和汽車底盤控製係統。
微機械陀螺中有兩個振動模式,一個是橫向振動模式,即驅動振動模式,通常稱為參考振動,在科氏力作用下會產生附加運動;另(ling)一(yi)個(ge)是(shi)法(fa)向(xiang)振(zhen)動(dong)模(mo)式(shi),即(ji)敏(min)感(gan)振(zhen)動(dong)模(mo)式(shi),對(dui)反(fan)映(ying)科(ke)氏(shi)力(li)的(de)附(fu)加(jia)運(yun)動(dong)的(de)檢(jian)測(ce),獲(huo)得(de)包(bao)含(han)在(zai)科(ke)氏(shi)力(li)中(zhong)的(de)角(jiao)速(su)率(lv)信(xin)息(xi)。按(an)所(suo)用(yong)材(cai)料(liao),微(wei)機(ji)械(xie)陀(tuo)螺(luo)分(fen)為(wei)石(shi)英(ying)和(he)矽(gui)振(zhen)動(dong)梁(liang)兩(liang)類(lei),石(shi)英(ying)材(cai)料(liao)結(jie)構(gou)的(de)品(pin)質(zhi)因(yin)數(shu)Q值最高,陀螺特性最好,但石英加工難度大,成本很高。矽材料結構完整,彈性好,比較容易得到高Q值的微機械結構,成為當前低成本研發的主流。
從矽微機械陀螺的結構上,常采用振梁結構、雙框架結構、平麵對稱結構、橫向音叉結構、梳狀音叉結構、梁島結構等,用來產生參考振動的驅動方式有靜電驅動、壓電驅動和電磁驅動等,而檢測由於科氏力帶來的附加振動的檢測方式有電容檢測、壓電檢測、壓阻檢測。靜電驅動、電容檢測的陀螺設計最為常見,已有部分產品研製成功。
車輛監控和自診斷用傳感器
在車輛監控和自診斷方麵,汽車傳感器的主要應用將是輪胎壓力監測,其次是應用於冷卻、刹車等係統的傳感器。此外,還有如像在亮度控製係統中使用光傳感器;在電子駕駛係統中使用磁傳感器、氣流速度傳感器;在自動空調係統中使用室內溫度傳感器、吸氣溫度傳感器、風量傳感器、日照傳感器、濕度傳感器;在導向行駛係統中使用方位傳感器、車速傳感器等。
碰撞傳感器
pengzhuangchuanganqishianquanqinangxitongzhongbijiaozhuyaodekongzhixinhaoshuruzhuangzhi,qizuoyongshidangqichezailushangfashengpengzhuangshi,youpengzhuangchuanganqijianceqichepengzhuangdeqiangduxinhao,bingjiangxinhaoshuruanquanqinangdiannao,anquanqinangdiannaogenjupengzhuangchuanganqidexinhaolaipandingshifouyinbaochongqiyuanjianshiqinangchongqi。jingguoxuduoguojiadegaizao,henduoqichezhonghaizhuangyoucexianganquanqinang,dangqichefashengcexiangpengzhuangshi,anquanqinangyehuichongqi,yincizhuangyoucexianganquanqinangdexitong,zaiqichedezuoyoucehaizhuangyoupengzhuangchuanganqi。zhejiubijiaorenxinghuadibaozhangyongcherenyuandeanquan。
側向傾斜角度傳感器
汽車側向傾斜角度傳感器的應用是防止汽車在行駛中發生傾翻事故的一種有效方法,是提高汽車安全性的重要措施,特別是越野車、雙層客車等重心較高的汽車更有必要。

如圖所示,利用重力原理製造的角度傳感器。擺動部分的質量為m,重心距轉軸的距離為L,當汽車車體傾斜或做曲線運動時,均能使擺動部分偏轉。設圖1中的受力分析是無任何摩擦的理想狀態下,力F為下滑力F1和向心力F2共同作用的結果,力F與傾翻力成正比,所產β生的偏轉角度β也就與傾翻力成正比。擺動部分所受重力G與F的合力T是擺杆所受拉力,擺動角度β=tg-1(F/G),與L 無關,當質量m一定時,β隻與F有關,且成正比。實際上,由於存在轉軸等處的摩擦,則L越長,擺動轉矩越大,精度越高。
角jiao度du傳chuan感gan器qi在zai控kong製zhi係xi統tong中zhong通tong常chang作zuo為wei采cai樣yang元yuan件jian,其qi性xing能neng的de優you劣lie對dui整zheng個ge係xi統tong起qi著zhe重zhong要yao作zuo用yong。電dian位wei器qi式shi角jiao度du傳chuan感gan器qi已yi在zai各ge種zhong控kong製zhi係xi統tong中zhong廣guang泛fan應ying用yong,但dan它ta的de缺que點dian是shi存cun在zai觸chu點dian的de滑hua動dong磨mo損sun和he電dian噪zao聲sheng;磁ci敏min電dian阻zu式shi角jiao度du傳chuan感gan器qi是shi利li用yong半ban導dao體ti技ji術shu製zhi造zao的de新xin型xing純chun電dian阻zu性xing元yuan件jian,特te點dian是shi無wu觸chu點dian,當dang擺bai動dong部bu分fen偏pian轉zhuan時shi,通tong過guo磁ci敏min電dian阻zu的de磁ci通tong量liang發fa生sheng變bian化hua,使shi磁ci敏min電dian阻zu的de阻zu值zhi發fa生sheng數shu倍bei以yi上shang的de變bian化hua,從cong根gen本ben上shang消xiao除chu了le電dian噪zao聲sheng,並bing使shi精jing度du得de以yi提ti高gao。
各種角度傳感器都具有阻尼功能,使得對所測得角度的響應有一個短暫的延時,對控製係統來講是有益處的。
其他主要的汽車傳感器
酒精檢測MEMS係統
這zhe是shi一yi種zhong新xin型xing的de集ji成cheng酒jiu精jing傳chuan感gan器qi,該gai酒jiu精jing傳chuan感gan器qi可ke根gen據ju環huan境jing中zhong的de氧yang氣qi濃nong度du吸xi附fu氧yang氣qi並bing使shi得de電dian阻zu值zhi改gai變bian的de特te性xing。正zheng常chang狀zhuang況kuang下xia,元yuan件jian在zai吸xi附fu空kong氣qi中zhong的de氧yang氣qi後hou會hui保bao持chi某mou個ge電dian阻zu值zhi不bu發fa生sheng變bian化hua,而er一yi旦dan空kong氣qi中zhong含han有you酒jiu精jing,元件表麵的氧元素便會與酒精發生反應,使電阻值下降。通過測定電阻值,便可檢測出呼氣中含有的酒精濃度。酒精檢測MEMS傳感器將可以植入在徑8mm的密封外殼內、連同信號處理電路等一起嵌入方向盤內,一旦檢測出駕駛員呼出的氣體含有酒精,便發出安全警報。
自動雨刷係統

以發光二極管對前擋風玻璃發出光束,當雨滴打在感應區的玻璃上時,光束所反射的光線強度,會hui因yin玻bo璃li上shang的de雨yu量liang或huo濕shi氣qi含han量liang而er有you所suo變bian化hua,改gai變bian雨yu刷shua的de刷shua動dong頻pin率lv。或huo透tou過guo紅hong外wai線xian電dian子zi雨yu量liang傳chuan感gan器qi感gan應ying雨yu量liang的de多duo寡gua,並bing隨sui車che速su的de變bian化hua自zi動dong調tiao整zheng雨yu刷shua速su度du,增zeng進jin駕jia駛shi人ren的de駕jia駛shi方fang便bian性xing讓rang駕jia駛shi更geng有you安an全quan性xing。
胎壓監測係統
在每個輪胎上安裝高靈敏度的傳感器,用於行車狀態下隨時監測輪胎狀況,並透過傳感器以無線方式發射到接收器,讓駕駛人能隨時掌握漏氣與溫度升高等輪胎狀況,,以確保汽車行駛中的安全,並延長輪胎的使用壽命與降低燃油的消耗。最先進的直接輪胎壓力監測解決方案的特點包括高級預警係統和壓力、溫度、電壓和動作探測等。

機油粘度傳感器
何時更換機油一般是根據廠家規定的時間或裏程來進行。少數廠家采用了更先進的方式,通過記錄發動機轉速和溫度來計算換油間隔。
汽車傳感器的發展趨勢
由於汽車傳感器在汽車電子控製係統中的重要作用和快速增長的市場需求,世界各國對其理論研究、新材料應用和新產品開發都非常重視。未來的汽車用傳感器技術,總的發展趨勢是微型化、多功能化、集成化和智能化。
利用微電子機械係統(MEMS)技術和計算機輔助設計技術可以設計出低成本、高性能的微型傳感器。在當前技術水平下,微切削加工技術已經可以生產出具有不同層次的3D微型結構, 繼而可以生產出體積非常微小的微型傳感器敏感元件。由於元器件比較微型,使用起來比較便捷和高效,使得經濟性有了很好的提高。
多功能化是指一個傳感器能檢測2個或者兩個以上的特性參數或者化學參數,從而減少汽車傳感器數量,提高係統可靠性。
集成化是指利用IC製造技術和精細加工技術製作IC式傳感器。
智能化是指傳感器與大規模集成電路相結合,帶有CPU,具有智能作用,以減少ECU的複雜程度,減少其體積,並降低成本。
此外,開發新材料是傳感器技術的重要基礎,現在光導纖維、納米材料、chaodaocailiaodengxinxingcailiaodechuxianweichuanganqidefazhankaipilexintiandi,suizheyanjiudebuduanshenru,jianghuiyougengduogengxindechuanganqicailiaobeikaifachulai。chuanganqidegongnengbujinyuqicailiaoyouguan,haiyuqijiagongjishuyouguan,weijixiejiagongjishuyiyuelaiyueduodiyongyuchuanganqizhizaogongyi。suizhexiandaizhizaojishudefazhan,jianghuiyougengduodexianjinzhizaojishuyingyongdaoqichechuanganqidezhizuozhong。chuanganqidegongzuoyuanlishijiyugezhongwuli、化學、生物效應和定律,由此啟發人們進一步探索具有新效應的敏感功能材料,並以此研製具有新原理的新型傳感器。這是發展低成本、高性能、多功能和微型化傳感器的重要途徑。
本文轉載自傳感器技術。
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