《電子技術(shù)應用》
您所在的位置:首頁 > 模擬設計 > 業(yè)界動態(tài) > 傳感器技術(shù)在汽車上的應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

傳感器技術(shù)在汽車上的應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

2017-08-30

  在當今電子技術(shù)高速發(fā)展的時代,,汽車的控制系統(tǒng)逐步的趨向于電子控制系統(tǒng),,而這種電子控制系統(tǒng)中最重要的一種就是傳感器應用技術(shù)。傳感器市場上,,傳統(tǒng)的傳感器逐步被淘汰,,現(xiàn)狀時興的是一種智能化,、多功能化,、微型化,、集成化的傳感器,并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·奔馳于1885年研制出世界上的第一輛汽車至今,,汽車逐漸成為人們生活當中不可或缺的交通工具。但是在當今科技快速發(fā)展,,社會逐步進步的時代,,汽車的控制系統(tǒng)逐步的趨向于電子控制系統(tǒng),這種汽車稱之為電子汽車,,這種電子汽車的控制系統(tǒng)中最重要的一種就是傳感器應用技術(shù),,一種高端的傳感器漸漸地將變成汽車控制系統(tǒng)中必不可少的一個關(guān)鍵部分。

  1 傳感器應用技術(shù)在汽車上的應用現(xiàn)狀

  現(xiàn)在汽車發(fā)展的一個重要技術(shù)特征,,就是構(gòu)成汽車的零件越來越多的運用電子控制系統(tǒng),。但是只要是運用電子控制系統(tǒng)的東西,傳感器的存在是必不可少的,,如汽車的GPS導航,、自動變速器、發(fā)動機等等,。汽車運用傳感器,,能夠?qū)ζ囅到y(tǒng)的壓力、進氣量,、加速度,、位置、振動,、轉(zhuǎn)速,、溫度等各種有用的信息進行準確、實時的控制和測量,,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(guān)鍵的作用。現(xiàn)在就用壓力,、進氣量,、轉(zhuǎn)速、溫度這四種傳感器來說明傳感器應用技術(shù)在汽車上的應用現(xiàn)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(nèi)壓,、渦輪發(fā)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?qū)⒁后w或氣體的壓力轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?,在傳遞到ECU,,用于便捷的進行控制與監(jiān)測。

  在汽車進行電子控制系統(tǒng)中,,壓力傳感器有兩種形式——壓阻式——電阻應變計式壓力傳感器與半導體壓阻效果式壓力傳感器,。在壓力較高的時候,一般情況下運用的是電阻應變計式壓力傳感器,,相對的,,在壓力較低的時候,一般情況下運用的是半導體壓阻效果式壓力傳感器,。除了這兩種,,汽車在用到壓力傳感器的時候還有SAW(表面彈性波式)、LVDT(差動變壓器式),、電容式,。SAW壓力傳感器的特點就是數(shù)字輸出、分辨率高,、靈敏度高,、可靠性高、功耗低,、質(zhì)量輕、體積小,,它能夠在高溫的條件下穩(wěn)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(shù)字輸出,、大輸出、抗干擾性差,。電容式他力傳感器的特點是環(huán)境適應性好,、動態(tài)響應特性好、輸入能量高,,它能夠檢測氣壓,、液壓、負壓,,測量的范圍是20-100kPa,。

  1.2 進氣量傳感器

  在汽車電子控制系統(tǒng)裝置上,,進氣量傳感器就是用來檢測發(fā)動機能夠吸進的空氣量。發(fā)動機基本點火提前角與基本燃油量確定的主要參數(shù)是發(fā)動機轉(zhuǎn)速與進氣量,。進氣量會對發(fā)動機的工作產(chǎn)生很大的影響,。汽車在用到進氣量傳感器的時候有卡門漩渦式、熱線式,、熱膜式,、葉片式等等,進氣量傳感器一般是裝在節(jié)氣門體與空氣濾清器之間,。發(fā)動機檢測空氣吸入量可以用到的方法有速度密度法,、質(zhì)量流法等等。在現(xiàn)在經(jīng)常使用的方法是質(zhì)量留法,,這種方法的原理是將吸入的空氣量直接利用空氣流量計進行測量,,計算的標準是測量得到的空氣流量比上發(fā)動機轉(zhuǎn)速得到的比值。

  1.3 轉(zhuǎn)速傳感器

  在傳感器中最具有代表性的就是轉(zhuǎn)速傳感器,,它能夠檢測車輪的轉(zhuǎn)速,、發(fā)動機的曲軸轉(zhuǎn)速,能夠由此來推算出汽車運行的速度,。發(fā)動機基本點火提前角與基本燃油量確定的主要參數(shù)是發(fā)動機轉(zhuǎn)速與進氣量,。轉(zhuǎn)速會對發(fā)動機的工作產(chǎn)生很大的影響。目前汽車在用到轉(zhuǎn)速傳感器的時候有半導體磁性晶體管式,、光學式,、簧片開關(guān)式、霍爾效應式,、磁阻式,、交流發(fā)電機式等等。車速傳感器的種類非常多,,有敏感動力傳動軸轉(zhuǎn)動的,,有敏感差速從動軸轉(zhuǎn)動的,還有敏感車輪旋轉(zhuǎn)的,。在車速大于100km/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(fā)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范圍寬,、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,、靈敏度高,但是適應溫度比較低,,線性差,。線繞電阻式溫度傳感器的特點是精度高,但是響應特性較差,。目前市場上已經(jīng)實用化的溫度傳感器有金屬或半導體膜空氣溫度傳感器,、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(shù)在汽車上的發(fā)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(jié)能,、環(huán)保,、安全,并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制系統(tǒng),并且這種電子設施的發(fā)展方向是智能化,、多功能化,、微型化、集成化,。由于電

  子控制系統(tǒng)的不斷發(fā)展,,則帶動了傳感器的不斷進步,其發(fā)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 研制新型的傳感器

  傳感器重要的基礎就是傳感器的材料,,傳感器的發(fā)展趨勢之一就是用復雜的材料制造良好性能的傳感器。在近年的傳感器研究中,,材料的變化主要是: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(zhuǎn)變?yōu)閺秃闲圆牧希瑔尉w材料轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷w材料,、多晶體材料,。在進一步進行材料開發(fā)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

  傳感器的智能化指的是將微處理機很好的結(jié)合到傳感器上,,使傳感器能夠有信息處理與檢測的功能,。傳感器的智能化一般情況下是將信號的驅(qū)動回路、處理,、檢測等一系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(shù)據(jù)處理等一些新的功能。這種進過處理的傳感器不僅僅能夠?qū)⒁幚砼c模擬的信號提供出來,,還能夠進行信息的自動時漂,、非線性、溫漂的自校正,,信號的放大處理,,并且有較強的抗電磁干擾能力,能夠保證傳感器的信號質(zhì)量,,提供非常高的精度,。智能傳感器的特點是使用方便、適合大批量的生產(chǎn),、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(shù),、精密加工,、光刻技術(shù),、擴散技術(shù)、蒸鍍技術(shù)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(fā)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(shù),在一塊芯片上對轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)處理裝置,、信號調(diào)理器、敏感元件通過微機械加工技術(shù)在一塊芯片上集成封裝,。微型化傳感器的特點就是便于集成,、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,。在目前可以制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(jié)語

  汽車電子控制系統(tǒng)研究的一個核心內(nèi)容就是傳感器應用技術(shù),并且不斷地向著智能化,、多功能化,、微型化、集成化的方向發(fā)展,,汽車傳感器上具有很大的市場前景,。


本站內(nèi)容除特別聲明的原創(chuàng)文章之外,轉(zhuǎn)載內(nèi)容只為傳遞更多信息,,并不代表本網(wǎng)站贊同其觀點,。轉(zhuǎn)載的所有的文章、圖片,、音/視頻文件等資料的版權(quán)歸版權(quán)所有權(quán)人所有。本站采用的非本站原創(chuàng)文章及圖片等內(nèi)容無法一一聯(lián)系確認版權(quán)者,。如涉及作品內(nèi)容,、版權(quán)和其它問題,,請及時通過電子郵件或電話通知我們,以便迅速采取適當措施,,避免給雙方造成不必要的經(jīng)濟損失,。聯(lián)系電話:010-82306118;郵箱:[email protected],。