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汽车制造业广泛使用的微型传感器有哪些

时间:2021-09-10 点击次数:

现代汽车正从一种简单的交通工具向安全、舒适、方便、无污染方向发展。要实现这些目标,关键是汽车的电子化和智能化,前提是及时获取各种信息,这必然要求汽车上广泛使用各种传感器。由于传统传感器体积大、重量大、成本高,其在汽车中的应用受到很大限制。近几年来,由半导体集成电路(IC)技术发展起来的微机电技术日趋成熟。微型传感器是目前成功且实用的传感器,被广泛应用到微型机电设备,主要由微型薄膜的机械变形产生电信信号输出的微型压力传感器和微型加速度传感器;此外,还有微型温度传感器、磁场传感器、气体传感器等,大部分小于1毫米2。随着微电子技术,特别是纳米加工技术的发展,传感器技术也将从微型传感器发展到纳米传感器。这种传感器体积小,可以实现许多全新的功能,便于大规模、高精度的生产,单件成本低,易于组合成大规模的多功能阵列。这些特点非常适合汽车领域的应用。

车辆传感器是各种传感器的总称,用于汽车显示和电气控制系统。它包括许多物理量传感器和化学传感器。传感器可以让驾驶员了解汽车各部分的状态;也可以用来控制汽车各部分的状态。根据汽车的功能,可分为发动机控制、底盘控制和为驾驶员提供各种信息的传感器。这些传感器的材料包括精细陶瓷、半导体材料、光导纤维和聚合物薄膜;根据输出特点,可分为模拟型和数字型;根据结构型、韧性型和复合型。

微型传感器在汽车中的应用。

汽车上使用的传感器种类繁多,应用广泛。本文阐述了传感器在汽车发动机控制、安全系统、车辆监控和自诊断中的应用。

车辆发动机控制传感器。

柴油机电控系统一直被认为是MEMS技术在汽车中的主要应用之一。内燃机控制系统中的传感器是整个汽车传感器的核心,有多种类型,如温度、压力、转速、流量、气体浓度、爆震等。这些传感器为发动机的电子控制单元提供发动机工作状态信息,供电控制单元准确控制发动机工作状态,以提高发动机的动力性能,降低油耗,减少废气排放,进行故障检测。

温度传感器。

主要用于测量发动机温度、吸入温度、冷却水温度、油温、催化温度等。主要有三种类型:热敏电阻、线绕电阻和热偶电阻。三种类型的传感器各有特点,其应用场合也略有区引。热阻温度传感器灵敏度高,响应特性好,但线性和温度低。其中,一般温度测量范围为-50~30℃,精度为1.5%,响应时间为10ms;高温温度计为600~1000cc,精度为5%,响应时间为10ms;线绕电阻温度传感器精度高,但响应特性差;热偶电阻温度传感器精度高,测量温度范围宽,但需要与放大器和冷端处理一起使用。其他实用产品包括铁氧体温度传感器(测温范围为-40~120℃,精度为2.0%)、金属或半导体薄膜空气温度传感器(测温范围为-40~150℃,精度为2.0%,响应时间约20ms)等。

压力传感器

压力传感器是汽车上使用最广泛的传感器,主要用于检测汽车气缸内的储气压力、传动系统的流体压力、注入油压、发动机油压力、进气管道压力、空气过滤系统的流体压力等。

常用的汽车压力传感器有电容式、压阻式、差动变压器式和声表面波式。电容式压力传感器主要用于测量负压、液压和气压,测量范围为20~100kPa。其特点是输入能量高,动态响应特性好,环境适应性强;压阻式压力传感器的性能受温度影响很大,需要另设温度补偿电路,但适合批量生产;差动变压器压力传感器输出大,易于数字输出,但体积小,重量轻,功耗低,可靠性高。用于汽车吸气阀的压力检测,可以在高温下稳定工作。

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