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传感器技术在汽车行业应用

日期:2020-04-16 04:17
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摘要:
     传感器技术在汽车行业应用                              
    汽车电子控制装置的应用越来越每广泛,每个电子控制装置都包括传感器、电控单元、实行机构三部分。它是采用传感器监控汽车的总成的工作状况,并将相关信
息传给电控单元,电控单元经过分析’运算、判断后,发送指令给实行机构,从而使相关总成的工作状况达到*佳。汽车传感器是汽车部件中一种重要传感电子设备,
随着汽车配置的越来越高,汽车传感器的发展也越来越先进。
    传感器是将各种参量送入计算机系统,进行智能监测、控制的*前端,所以传感器性能的好坏直接影响后方的数据处理。近年来,随着汽车智能化、电子化、小型
化和轻型化,汽车对传感器的需求已经成为众多行业中之*。业内人士普遍认为,实现汽车系统*优化的关键是能否使用高可靠度、高性能的传感器。
 
一、汽车传感器的特点
   1、适应性强、耐恶劣环境
  汽车可能行驶在地球上的任何区域,环境条件差别极大,既有南北极的极严寒地区,也有象赤道地区的酷热气候,因此,要求传感器具有极强的适应性,能在- 40
~ 80℃的条件下,勿须调整正常工作。汽车可能工作在极度恶劣的气候条件下,有时尘土弥漫,有时风雨交加,所以传感器应具有很好的密封性,耐潮湿、抗腐蚀能力
强。
   2、抗干扰能力强
  传感器除了能够适应外界恶劣环境之外,也要能够抵抗来自发动机内部的各种干扰。传感器都安装在发动机舱中,除了能够承受发动机工作时的高温、高压、燃烧
废气腐蚀之外,还要求有良好的抗震性能,抵抗发动机工作时的强烈震动,另外,发动机工作时会产生电磁波,因此要求传感器具有抗干扰能力。汽车电源(发电机、蓄
电池等) 电压可在6~ 16V 变化,有时甚至迭加超过100V 的正负高电压脉冲,故还应具有抗电涌能力等。
   3、稳定性和可靠性高
  汽车的各种零部件一般要求能运行10×104km 以上,并且勿须更换和调整仍能满足规定的技术指标。因此,传感器必须具有高稳定性和高可靠性。
   4、价格低廉,适应大批量生产
  这要求传感器的一致性好,不需要复杂调整,适合自动化生产。
二、传感器在汽车行业的应用
   1、压力传感器
 
  在汽车传感器实用化方面,*早使用的是汽车压力传感器。能够用于压力检测方法很多,如电阻应变片、电容式传感器、电感式传感器、压电传感器等等。目前汽
车所使用的压力传感器主要有以下几种:歧管负压传感器(用于汽车电子点火提前角控制和燃料喷射系统); 狄塞尔内燃机油压传感器;变速箱油压传感器;制动器油压传
感器;减震器油压传感器;轮胎内压传感器等。
  由于汽车压力传感器在汽车系统中应用范围广,因此,它越来越受到有关方面的重视,同时,各种新型的压力传感器不断出现。例如,国外使用的高速档转换指示
器是通过发光二极管显示高速档转换的*佳时间,它是利用燃油总管压力传感器和发动机转速传感器来实现的。
  近年来,随着微机在汽车系统使用的普及,各种高性能的新型压力传感器开始大量用于汽车中。发展较快的是压阻式半导体压力传感器和谐振式水晶压力传感器。
  半导体压力传感器的优点是可以利用集成电路工艺大量生产,使半导体压力传感器集成化,这样就可以大幅度降低压力传感器的成本。此外,汽车半导体压力传感
器的另一个特点就是可以实现传感器的智能化,这种传感器能进行本机处理,并使微机和负载之间所需的接口*小,同时,由于具有零点、满度、温度补偿和自检功能
,所以不仅提高了压力传感器的精度,同时也改善了传感器的可靠性。
  谐振式水晶压力传感器主要作为汽车吸气负压传感器。其显著特点是可以在高温时仍稳定工作,随着将来薄膜介电体性能的提高,传感器的性能还会出现较大的飞
跃。
  此外,采用将有源压电和热释电薄膜与集成电路制作在一起的相容技术,还可以制作多功能的汽车传感器,而且还可以解决压电传感器难以集成化的难题。
  2、空气流量传感器
  发动机电子控制系统中很重要的一项控制内容就是*佳空燃控制,为达到这个目的,必须对发动机进气空气流量进行**的测量。常用的空气流量传感器有风门式
空气流量计、卡门旋涡式空气流量计、专线式空气流量计、热膜式空气流量计。
  风门式空气流量计结构简单、可靠性高,但进气阻力大,响应较慢且体积大; 而专线式空气流量计由于无运动部件,不但工作可靠,而且响应快,缺点是在流速分
布不均时误差较大。虽然热膜式空气流量计的工作原理和专线式空气流量计类似,但由于热膜式传感器不使用白金线作为专线,而是将专线电阻、补偿电阻等用厚膜工
艺制作,在同一陶瓷基片上,使发热体不直接承受空气流动所产生的作用力,从而增加了发热体的强度,不但使空气流量计的可靠性进一步提高,也使误差减小,性能
更好。
   3、节气门传感器
  用于把节气门开度转换成电压信号,通过ECU 控制喷油量。常用的有开关式节气门位置传感器和线形节气门传感器两种,其中开关式节气门位置传感器虽然结构比
较简单,但其输出是非连续的。除了上述三种,用于汽车发动机电子控制的传感器还有氧气传感器、温度传感器、爆震传感器、曲轴位置传感器、转速传感器等。
  现代汽车凡是采用电子控制的系统或装置,都离不开传感器,如自动变速器、汽车制动防抱死系统、驱动防滑系统等。尤其是近几年,车用电子装置越来越多,如
安全报警装置、通信装置、娱乐装置以及为提高舒适、减轻疲劳采用的辅助驾驶装置等等。当然,国产汽车在电子控制技术方面才刚刚起步,主要集中在发动机的电子
控制,正因为如此,汽车传感器在我国才会有更为广阔的发展空间。
 

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