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汽車業製業造中的傳感器應用一
日期：2025-05-01 20:43
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汽車業製業造中的傳感器應用一
汽車上用的傳感器的種類很多，應用的方麵很廣。下麵介紹傳感器在汽車發動機控製、**係統、車輛監控和自診斷等方麵的應用。
汽車上用的傳感器的種類很多，應用的方麵很廣。下麵介紹傳感器在汽車發動機控製、**係統、車輛監控和自診斷等方麵的應用。
(一)汽車發動機控製用傳感器
發動機的電子控製一直被認為是MEMS技術在汽車中的主要應用領域之一。發動機控製係統用傳感器是整個汽車傳感器的核心，種類很多，包括溫度傳感器、壓力傳感器、位置和轉速傳感器、流量傳感器、氣體濃度傳感器和爆震傳感器等。這些傳感器向發動機的電子控製單元提供發動機的工作狀況信息，供電子控製單元對發動機工作狀況進行**控製，以提高發動機的動力性、降低油耗、減少廢氣排放和進行故障檢測。
1.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點，其應用場合也略有區彆。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。其中，通用型的測溫範圍為-50℃～30℃，精度為1.5%，響應時間為10 ms;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，但響應特性差;熱偶電阻式溫度傳感器的精度高，測量溫度範圍寬，但需要配合放大器和冷端處理一起使用。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20 ms)等。
2.壓力傳感器
壓力傳感器是汽車中用得*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，致力於汽車用壓力傳感器開發和生產的主要公司有摩托羅拉，德科電子儀器，Lucas Novasensor， Hi Stat，NipponDenzo，西門子，德州儀器等。
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，其特點是輸入能量高，動態響應特性好、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，需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，但抗乾擾性差;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、數字輸出等特點，用於汽車吸氣閥壓力檢測，能在高溫下穩定地工作。
德國Infineon公司研製的智能輪胎壓力傳感器KP500內部集成了壓力和溫度傳感模塊，它不需要在傳感器模塊中增加加速度傳感器，可以在汽車啟動時自動開機進人自檢，能測量壓力、溫度和電壓等。所有的功能都是利用表麵微機械加工技術集成在0.8μm的雙極互補金屬氧化物半導體( BiCMOS) 上。每個傳感器模塊中的電可擦可編程隻讀存儲器中存儲著惟一的32位芯片識彆碼。芯片識彆碼可以由同步串行接口讀出，而且，可以用於辨識各個輪胎壓力傳感器的位置。在接收數據的時候，首先，要檢查芯片識彆碼，如果發現芯片識彆碼不符，就放棄收到的數據幀。
3.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、專線式、熱膜式等4種類型。空氣流量傳感器的主要技術指標：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。
Honeywell的下屬微開關(micro switch)公司用熱微細加工技術製作出了微橋式空氣流量傳感器芯片，它用微細加工技術在矽圓片上加工出空腔，鉑電阻懸掛在空腔之上。當空氣流過器件時，發生了從空氣流動方向下方到上方的熱傳輸，因而，下方電阻被冷卻，上方電阻被加熱，由電橋電阻變化可測量出空氣流量。
4.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，汽車使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、**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，一般測量方法誤差較大，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%。
5.氣體濃度傳感器
氣體濃度傳感器主要用於檢測車體內氣體和廢氣排放。其中，*主要的是氧傳感器，它檢測汽車尾氣中的氧含 量，根據排氣中的氧濃度測定空燃比，向微機控製裝置發出 反饋信號，以控製空燃比收斂於理論值。常用的有氧化鍺傳感器(使用溫度為-40℃～900℃，精度為1%)、氧化鉻濃差電池型氣體傳感器(使用溫度為300℃～800℃)、固體電解質式氧化鉻氣體傳感器(使用溫度為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簡單、輕巧、便宜，且抗鉛汙染能力強的特點。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、電極接觸和保護層構成。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製作。在理想的A/F點附近的輸出電壓發生驟變，當空燃比變高，廢氣中的氧濃度增加時，氧傳感器的輸出電壓減小;當空燃比變低，廢氣中的氧濃度降低時，氧傳感器的輸出電壓增大。電子控製單元識彆這一突變信號，對噴油量進行修正，從而相應地調節空燃比，使其在理想空燃比附近變動。
6.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。為了*大限度地發揮發動機功率而不產生爆燃，點火提前角應控製在爆燃產生的臨界值，當發動機產生爆燃時，傳感器將爆燃引起的震動轉變成電信號，並傳給電子控製單元。檢測爆震有檢測氣缸壓力、發動機機體振動和燃燒噪聲等三種方法。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5kHz～10kHz;壓電式爆震傳感器在中心頻率5. 417kHz處，其靈敏度可達200 mV/gn，在振幅為0.1-10 gn範圍內具有良好線性度。
7.節氣門位置傳感器
節氣門位置傳感器安裝在節氣門上，其功能是將發動機節氣門的開度信號轉變成電信號，並傳遞給電子控製單元，用以感知發動機的負荷大小和加減速工況。*常用的是可變電阻式節氣門位置傳感器。該傳感器是一種典型的節氣門傳感器，主要由一個線形變位器和一個怠速觸點兩部分組成。電阻變位器用陶瓷薄膜電阻製成，滑動觸點用複位彈簧控製，與節氣門同軸轉動。工作時，線形變位器的觸點在電阻體上滑動，根據變化的電阻值，可以測得與節氣門開度成正比的線性輸出電壓信號。根據輸出電壓值，電子控製單元可獲知節氣門的開度和開度變化率，從而**判斷發動機的運行工況，提高控製精度和效果。怠速信號滑動觸點是常開觸點，隻有在節氣門全閉時才閉合，產生怠速觸點信號，主要用 於怠速控製、斷油控製及點火提前角的修正。
汽車業製業造中的傳感器應用一
以上內容是汽車業製業造中的傳感器應用一，如需對**係統方麵所用傳感器進行了解可查閱文檔二
