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傳感器技術在汽車行業應用

   2013年06月14日 15:21  
  汽車電子控制裝置的應用越來越每廣泛,每個電子控制裝置都包括傳感器、電控單元、執行機構三部分。它是采用傳感器監控汽車的總成的工作狀況,并將相關信息傳給電控單元,電控單元經過分析’運算、判斷后,發送指令給執行機構,從而使相關總成的工作狀況達到*。汽車傳感器是汽車部件中一種重要傳感電子設備,隨著汽車配置的越來越高,汽車傳感器的發展也越來越*。
  
  傳感器是將各種參量送入計算機系統,進行智能監測、控制的zui前端,所以傳感器性能的好壞直接影響后方的數據處理。近年來,隨著汽車智能化、電子化、小型
  
  化和輕型化,汽車對傳感器的需求已經成為眾多行業中之zui。業內人士普遍認為,實現汽車系統*化的關鍵是能否使用高可靠度、高性能的傳感器。
  
  一、汽車傳感器的特點
  
  1、適應性強、耐惡劣環境
  
  汽車可能行駛在地球上的任何區域,環境條件差別極大,既有南北極的極嚴寒地區,也有象赤道地區的酷熱氣候,因此,要求傳感器具有*的適應性,能在-40
  
  ~80℃的條件下,勿須調整正常工作。汽車可能工作在極度惡劣的氣候條件下,有時塵土彌漫,有時風雨交加,所以傳感器應具有很好的密封性,耐潮濕、抗腐蝕能力
  
  強。
  
  2、抗*力強
  
  傳感器除了能夠適應外界惡劣環境之外,也要能夠抵抗來自發動機內部的各種干擾。傳感器都安裝在發動機艙中,除了能夠承受發動機工作時的高溫、高壓、燃燒
  
  廢氣腐蝕之外,還要求有良好的抗震性能,抵抗發動機工作時的強烈震動,另外,發動機工作時會產生電磁波,因此要求傳感器具有抗*力。汽車電源(發電機、蓄
  
  電池等)電壓可在6~16V變化,有時甚至迭加超過100V的正負高電壓脈沖,故還應具有抗電涌能力等。
  
  3、穩定性和可靠性高
  
  汽車的各種零部件一般要求能運行10×104km以上,并且勿須更換和調整仍能滿足規定的技術指標。因此,傳感器必須具有高穩定性和高可靠性。
  
  4、價格低廉,適應大批量生產
  
  這要求傳感器的一致性好,不需要復雜調整,適合自動化生產。
  
  二、傳感器在汽車行業的應用
  
  1、壓力傳感器
  
  在汽車傳感器實用化方面,zui早使用的是汽車壓力傳感器。能夠用于壓力檢測方法很多,如電阻應變片、電容式傳感器、電感式傳感器、壓電傳感器等等。目前汽
  
  車所使用的壓力傳感器主要有以下幾種:歧管負壓傳感器(用于汽車電子點火提前角控制和燃料噴射系統);狄塞爾內燃機油壓傳感器;變速箱油壓傳感器;制動器油壓傳
  
  感器;減震器油壓傳感器;輪胎內壓傳感器等。
  
  由于汽車壓力傳感器在汽車系統中應用范圍廣,因此,它越來越受到有關方面的重視,同時,各種新型的壓力傳感器不斷出現。例如,國外使用的高速檔轉換指示
  
  器是通過發光二極管顯示高速檔轉換的*時間,它是利用燃油總管壓力傳感器和發動機轉速傳感器來實現的。
  
  近年來,隨著微機在汽車系統使用的普及,各種高性能的新型壓力傳感器開始大量用于汽車中。發展較快的是壓阻式半導體壓力傳感器和諧振式水晶壓力傳感器。
  
  半導體壓力傳感器的優點是可以利用集成電路工藝大量生產,使半導體壓力傳感器集成化,這樣就可以大幅度降低壓力傳感器的成本。此外,汽車半導體壓力傳感
  
  器的另一個特點就是可以實現傳感器的智能化,這種傳感器能進行本機處理,并使微機和負載之間所需的接口zui小,同時,由于具有零點、滿度、溫度補償和自檢功能
  
  ,所以不僅提高了壓力傳感器的精度,同時也改善了傳感器的可靠性。
  
  諧振式水晶壓力傳感器主要作為汽車吸氣負壓傳感器。其顯著特點是可以在高溫時仍穩定工作,隨著將來薄膜介電體性能的提高,傳感器的性能還會出現較大的飛
  
  躍。
  
  此外,采用將有源壓電和熱釋電薄膜與集成電路制作在一起的相容技術,還可以制作多功能的汽車傳感器,而且還可以解決壓電傳感器難以集成化的難題。
  
  2、空氣流量傳感器
  
  發動機電子控制系統中很重要的一項控制內容就是*空燃控制,為達到這個目的,必須對發動機進氣空氣流量進行的測量。常用的空氣流量傳感器有風門式
  
  空氣流量計、卡門旋渦式空氣流量計、式空氣流量計、熱膜式空氣流量計。
  
  風門式空氣流量計結構簡單、可靠性高,但進氣阻力大,響應較慢且體積大;而式空氣流量計由于無運動部件,不但工作可靠,而且響應快,缺點是在流速分
  
  布不均時誤差較大。雖然熱膜式空氣流量計的工作原理和式空氣流量計類似,但由于熱膜式傳感器不使用白金線作為,而是將電阻、補償電阻等用厚膜工
  
  藝制作,在同一陶瓷基片上,使發熱體不直接承受空氣流動所產生的作用力,從而增加了發熱體的強度,不但使空氣流量計的可靠性進一步提高,也使誤差減小,性能
  
  更好。
  
  3、節氣門傳感器
  
  用于把節氣門開度轉換成電壓信號,通過ECU控制噴油量。常用的有開關式節氣門位置傳感器和線形節氣門傳感器兩種,其中開關式節氣門位置傳感器雖然結構比
  
  較簡單,但其輸出是非連續的。除了上述三種,用于汽車發動機電子控制的傳感器還有氧氣傳感器、溫度傳感器、爆震傳感器、曲軸位置傳感器、轉速傳感器等。
  
  現代汽車凡是采用電子控制的系統或裝置,都離不開傳感器,如自動變速器、汽車制動防抱死系統、驅動防滑系統等。尤其是近幾年,車用電子裝置越來越多,如
  
  安全報警裝置、通信裝置、娛樂裝置以及為提高舒適、減輕疲勞采用的輔助駕駛裝置等等。當然,國產汽車在電子控制技術方面才剛剛起步,主要集中在發動機的電子
  
  控制,正因為如此,汽車傳感器在我國才會有更為廣闊的發展空間。

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