微型傳感器的發展與在汽車領域的應用
發布時間:2019-03-10 責任編輯:lina
【導讀】安全、舒適、無汙染、經jing濟ji性xing一yi直zhi是shi汽qi車che工gong業ye和he用yong戶hu追zhui求qiu的de目mu標biao。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傳感器。
安全、舒適、無汙染、經jing濟ji性xing一yi直zhi是shi汽qi車che工gong業ye和he用yong戶hu追zhui求qiu的de目mu標biao。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。汽車傳感器可將汽車運行過程中的各種工況信息,如動力驅動、安全管理和車身舒適等係統參數,轉化成電信號輸送給中央控製單元(ECU),經由ECU的de調tiao整zheng和he反fan饋kui使shi汽qi車che處chu於yu最zui佳jia運yun行xing狀zhuang態tai。其qi中zhong,動dong力li驅qu動dong係xi統tong用yong傳chuan感gan器qi數shu量liang最zui多duo,安an全quan係xi統tong和he舒shu適shi係xi統tong用yong傳chuan感gan器qi市shi場chang發fa展zhan最zui快kuai。傳chuan統tong的de傳chuan感gan器qi往wang往wang體ti積ji和he重zhong量liang大da,成cheng本ben高gao,它ta們men在zai汽qi車che的de應ying用yong受shou到dao很hen大da的de限xian製zhi。
MEMS傳感器將會著重發展
近年來從半導體集成電路(IC)技術發展而來的MEMS (Microelectromechnical System, 微電子機械係統)技術日漸成熟。利用這一技術可以製作各種能敏感和檢測力學量、磁學量、熱學量、化hua學xue量liang和he生sheng物wu量liang的de微wei型xing傳chuan感gan器qi,這zhe些xie傳chuan感gan器qi的de體ti積ji和he能neng耗hao小xiao,可ke實shi現xian許xu多duo全quan新xin的de功gong能neng,便bian於yu大da批pi量liang和he高gao精jing度du生sheng產chan,單dan件jian成cheng本ben低di,易yi構gou成cheng大da規gui模mo和he多duo功gong能neng陣zhen列lie,這zhe些xie特te點dian使shi得de它ta們men非fei常chang適shi合he於yu汽qi車che方fang麵mian的de應ying用yong 80年代初,微型壓阻式多路絕對壓力(Manifold Absolute Pressure)傳感器開始大批量生產,取代了早期采用LVDT技術的壓力傳感器。
80年代中期微型加速度傳感器開始用於汽車安全氣囊,它們是到目前為止大量生產的、並在汽車中得到廣泛應用的微型傳感器。然而微型傳感器的大規模應用勢必將不限於發動機燃燒控製和安全氣囊,在未來5~7年內包括發動機運行管理、廢氣與空氣質量控製、ABS(antilock brake system,防抱死係統)、車輛動力學控製、自適應導航、車輛行駛安全係統(如氣囊和障礙物檢測與避撞等)在內的應用將為MEMS技術提供廣闊的市場。
MEMS傳感器可通過微納加工工藝實現傳統傳感器的微型化,已大範圍取代傳統的機械式、應變片式、滑動電位器等傳感器;可在同一襯底上與其他多個MEMS傳感器多功能集成;可通過與信息處理和控製芯片的集成實現自診斷、多參數混合測量、誤差補償等智能化功能,可有效縮小整體體積、降低係統功耗、提高可靠性。

安全管理係統用傳感器轉向主動安全
隨著技術不斷發展,汽車安全管理係統的目標已從被動防禦轉向主動保護。目前在用的安全管理係統,如安全氣囊係統、胎壓監測係統、防抱死製動係統(ABS)、電子製動力分配(EBD)係統、先進駕駛輔助係統(ADAS)、夜視係統等,都使用了大量的傳感器,采集的信息包括汽車各個方向的加速度、胎壓、製動踏板位置、碰撞壓力、接近警告等。這類傳感器是近年汽車應用領域創新最活躍的部分。
動力驅動係統用傳感器注重節能減排
動力驅動係統主要包括發動機和底盤管理係統,使用的傳感器主要有流量傳感器、壓力傳感器(進氣壓力、氣缸壓力、大氣壓、油壓等)、溫度傳感器(空氣、水、潤滑油等)、爆震傳感器、曲軸傳感器、氣體濃度傳感器、節氣門位置傳感器、怠速傳感器、懸架係統傳感器,以及在自動變速箱中的車輪速傳感器、發動機轉速傳感器和油門踏板位置傳感器等。
發動機的電子控製單元根據傳感器提供的信息對發動機的各項工況進行準確控製,從而提高發動機的動力性、可維護性,降低油耗和減輕排放。由於工作環境惡劣,動力驅動係統用傳感器比一般工業用傳感器的精度和可靠性均高出1~2個數量級。

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