汽車傳感器的應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 1
隨著電子技術的發(fā)展，汽車電子化程度不斷提高，通常的機械系統(tǒng)已經難以解決某些與汽車功能要求有關的問題，而被電子控制系統(tǒng)代替。傳感器的作用就是根據(jù)規(guī)定的被測量的大小，定量提供有用的電輸出信號的部件，亦即傳感器把光、時間、電、溫度、壓力及氣體等的物理、化學量轉換成信號的變換器。傳感器作為汽車電控系統(tǒng)的關鍵部件，它直接影響汽車的技術性能的發(fā)揮。
目前，一輛普通家用轎車上大約安裝幾十到近百只傳感器，而豪華轎車上的傳感器數(shù)量可多達二百余只。汽車傳感器在汽車上主要用于發(fā)動機控制系統(tǒng)、底盤控制系統(tǒng)、車身控制系統(tǒng)和導航系統(tǒng)中。
一、發(fā)動機控制用傳感器
發(fā)動機控制系統(tǒng)用傳感器是整個汽車傳感器的核心，種類很多，其中包括溫度傳感器、壓力傳感器、轉速和角度傳感器、流量傳感器、位置傳感器、氣體濃度傳感器、爆震傳感器等。這些傳感器向發(fā)動機的電子控制單元（ECU）提供發(fā)動機的工作狀況信息，供ECU對發(fā)動機工作狀況進行精確控制，以提高發(fā)動機的動力性、降低油耗、減少廢氣排放和進行故障檢測。由于發(fā)動機工作在高溫（發(fā)動機表面溫度可達150℃、排氣歧管可達650℃）、振動（加速度30g）、沖擊（加速度50g）、潮濕（100%RH，-40℃-120℃）以及蒸汽、鹽霧、腐蝕和油泥污染的惡劣環(huán)境中，因此發(fā)動機控制系統(tǒng)用傳感器耐惡劣環(huán)境的技術指標要比一般工業(yè)用傳感器高1-2個數(shù)量級，其中最關鍵的是測量精度和可靠性。否則，由傳感器帶來的測量誤差將最終導致發(fā)動機控制系統(tǒng)難以正常工作或產生故障。
1、溫度傳感器：溫度傳感器主要用于檢測發(fā)動機溫度、吸入氣體溫度、冷卻水溫度、燃油溫度以及催化溫度等。溫度用傳感器有線繞電阻式、熱敏電阻式和熱偶電阻式三種主要類型。三種類型傳感器各有特點，其應用場合也略有區(qū)別。線繞電阻式溫度傳感器的精度高，但響應特性差；熱敏電阻式溫度傳感器靈敏度高，響應特性較好，但線性差，適應溫度較低；熱偶電阻式溫度傳感器的精度高，測量溫度范圍寬，但需要配合放大器和冷端處理一起使用。
已實用化的產品有熱敏電阻式溫度傳感器（通用型-50℃～130℃，精度1.5%，響應時間10ms；高溫型600℃～1000℃，精度5%，響應時間10ms）、鐵氧體式溫度傳感器（ON/OFF型，-40℃～120℃，精度2.0%）、金屬或半導體膜空氣溫度傳感器（-40℃～150℃，精度2.0%、5%，響應時間20ms）等。
2、壓力傳感器：壓力傳感器主要用于檢測氣缸負壓、大氣壓、渦輪發(fā)動機的升壓比、氣缸內壓、油壓等。吸氣負壓式傳感器主要用于吸氣壓、負壓、油壓檢測。汽車用壓力傳感器應用較多的有電容式、壓阻式、差動變壓器式（LVDT）、表面彈性波式（SAW）。
電容式壓力傳感器主要用于檢測負壓、液壓、氣壓，測量范圍20～100kPa，具有輸入能量高，動態(tài)響應特性好、環(huán)境適應性好等特點；壓阻式壓力傳感器受溫度影響較大，需要另設溫度補償電路，但適應于大量生產；LVDT式壓力傳感器有較大的輸出，易于數(shù)字輸出，但抗干擾性差；SAW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、分辨率高、數(shù)字輸出等特點，用于汽車吸氣閥壓力檢測，能在高溫下穩(wěn)定地工作，是一種較為理想的傳感器。
3、轉速、角度和車速傳感器：主要用于檢測曲軸轉角、發(fā)動機轉速、車速等。主要有發(fā)電機式、磁阻式、霍爾效應式、光學式、振動式等。
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。當車速高于100km/h時，一般測量方法誤差較大，為此而開發(fā)的非接觸式光電速度傳感器，測速范圍0.5km/h—250km/h，重復精度0.1％，距離測量誤差優(yōu)于0.3％。
目前，一輛普通家用轎車上大約安裝幾十到近百只傳感器，而豪華轎車上的傳感器數(shù)量可多達二百余只。汽車傳感器在汽車上主要用于發(fā)動機控制系統(tǒng)、底盤控制系統(tǒng)、車身控制系統(tǒng)和導航系統(tǒng)中。
一、發(fā)動機控制用傳感器
發(fā)動機控制系統(tǒng)用傳感器是整個汽車傳感器的核心，種類很多，其中包括溫度傳感器、壓力傳感器、轉速和角度傳感器、流量傳感器、位置傳感器、氣體濃度傳感器、爆震傳感器等。這些傳感器向發(fā)動機的電子控制單元（ECU）提供發(fā)動機的工作狀況信息，供ECU對發(fā)動機工作狀況進行精確控制，以提高發(fā)動機的動力性、降低油耗、減少廢氣排放和進行故障檢測。由于發(fā)動機工作在高溫（發(fā)動機表面溫度可達150℃、排氣歧管可達650℃）、振動（加速度30g）、沖擊（加速度50g）、潮濕（100%RH，-40℃-120℃）以及蒸汽、鹽霧、腐蝕和油泥污染的惡劣環(huán)境中，因此發(fā)動機控制系統(tǒng)用傳感器耐惡劣環(huán)境的技術指標要比一般工業(yè)用傳感器高1-2個數(shù)量級，其中最關鍵的是測量精度和可靠性。否則，由傳感器帶來的測量誤差將最終導致發(fā)動機控制系統(tǒng)難以正常工作或產生故障。
1、溫度傳感器：溫度傳感器主要用于檢測發(fā)動機溫度、吸入氣體溫度、冷卻水溫度、燃油溫度以及催化溫度等。溫度用傳感器有線繞電阻式、熱敏電阻式和熱偶電阻式三種主要類型。三種類型傳感器各有特點，其應用場合也略有區(qū)別。線繞電阻式溫度傳感器的精度高，但響應特性差；熱敏電阻式溫度傳感器靈敏度高，響應特性較好，但線性差，適應溫度較低；熱偶電阻式溫度傳感器的精度高，測量溫度范圍寬，但需要配合放大器和冷端處理一起使用。
已實用化的產品有熱敏電阻式溫度傳感器（通用型-50℃～130℃，精度1.5%，響應時間10ms；高溫型600℃～1000℃，精度5%，響應時間10ms）、鐵氧體式溫度傳感器（ON/OFF型，-40℃～120℃，精度2.0%）、金屬或半導體膜空氣溫度傳感器（-40℃～150℃，精度2.0%、5%，響應時間20ms）等。
2、壓力傳感器：壓力傳感器主要用于檢測氣缸負壓、大氣壓、渦輪發(fā)動機的升壓比、氣缸內壓、油壓等。吸氣負壓式傳感器主要用于吸氣壓、負壓、油壓檢測。汽車用壓力傳感器應用較多的有電容式、壓阻式、差動變壓器式（LVDT）、表面彈性波式（SAW）。
電容式壓力傳感器主要用于檢測負壓、液壓、氣壓，測量范圍20～100kPa，具有輸入能量高，動態(tài)響應特性好、環(huán)境適應性好等特點；壓阻式壓力傳感器受溫度影響較大，需要另設溫度補償電路，但適應于大量生產；LVDT式壓力傳感器有較大的輸出，易于數(shù)字輸出，但抗干擾性差；SAW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、分辨率高、數(shù)字輸出等特點，用于汽車吸氣閥壓力檢測，能在高溫下穩(wěn)定地工作，是一種較為理想的傳感器。
3、轉速、角度和車速傳感器：主要用于檢測曲軸轉角、發(fā)動機轉速、車速等。主要有發(fā)電機式、磁阻式、霍爾效應式、光學式、振動式等。
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。當車速高于100km/h時，一般測量方法誤差較大，為此而開發(fā)的非接觸式光電速度傳感器，測速范圍0.5km/h—250km/h，重復精度0.1％，距離測量誤差優(yōu)于0.3％。
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