汽車(chē)傳感器的種類(lèi)和作用

1、汽車(chē)傳感器的種類(lèi)和作用汽車(chē)傳感器把汽車(chē)運(yùn)行中各種工況信息，如車(chē)速、各種介質(zhì)的溫 度、發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況等，轉(zhuǎn)化成電訊號(hào)輸給計(jì)算機(jī)，以便發(fā)動(dòng)機(jī)處于 最佳工作狀態(tài)。車(chē)用傳感器很多， 判斷傳感器出現(xiàn)的故障時(shí)， 不應(yīng)只考慮傳感器 本身，而應(yīng)考慮出現(xiàn)故障的整個(gè)電路。因此，在查找故障時(shí)，除了檢 查傳感器之外， 還要檢查線(xiàn)束、 插接件以及傳感器與電控單元之間的 有關(guān)電路。下面我們來(lái)認(rèn)識(shí)一下汽車(chē)上的主要傳感器?？諝饬髁總鞲衅骺諝饬髁總鞲衅魇菍⑽氲目諝廪D(zhuǎn)換成電信號(hào)送至電控單元（ ecu ），作為決定噴油的基本信號(hào)之一。根據(jù)測(cè)量原理不同，可以 分為旋轉(zhuǎn)翼片式空氣流量傳感器（豐田 previa 旅行車(chē)）、卡門(mén)渦游 式

2、空氣流量傳感器（豐田凌志 ls400 轎車(chē)）、熱線(xiàn)式空氣流量傳感器 （日產(chǎn)千里馬車(chē)用 vg30e 發(fā)動(dòng)機(jī)和國(guó)產(chǎn)天津三峰客車(chē) tj6481aq4 裝 用的沃爾沃 b230f 發(fā)動(dòng)機(jī)）和熱膜式空氣流量傳感器四種型式。前 兩者為體積流量型， 后兩者為質(zhì)量流量型。 目前主要采用熱線(xiàn)式空氣 流量傳感器和熱膜式空氣流量傳感器兩種。進(jìn)氣壓力傳感器進(jìn)氣壓力傳感器可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷狀態(tài)測(cè)出進(jìn)氣歧管的絕 對(duì)壓力， 并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)一起送入計(jì)算機(jī)， 作為決定噴油 器基本噴油量的依據(jù)。國(guó)產(chǎn)奧迪 100 型轎車(chē)（ v6 發(fā)動(dòng)機(jī)）、桑塔納 2000 型轎車(chē)、切諾基（ 25l 發(fā)動(dòng)機(jī)）、豐田皇冠 30 轎車(chē)等均采

3、用 這種壓力傳感器。 目前廣泛采用的是半導(dǎo)體壓敏電阻式進(jìn)氣壓力傳感 器。節(jié)氣門(mén)位置傳感器節(jié)氣門(mén)位置傳感器安裝在節(jié)氣門(mén)上， 用來(lái)檢測(cè)節(jié)氣門(mén)的開(kāi)度。 它 通過(guò)杠桿機(jī)構(gòu)與節(jié)氣門(mén)聯(lián)動(dòng)， 進(jìn)而反映發(fā)動(dòng)機(jī)的不同工況。 此傳感器 可把發(fā)動(dòng)機(jī)的不同工況檢測(cè)后輸入電控單元（ ecu ），從而控制不同 的噴油量。它有三種型式：開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)式節(jié)氣門(mén)位置傳感器（桑塔納 2000 型轎車(chē)和天津三峰客車(chē)）、線(xiàn)性可變電阻式節(jié)氣門(mén)位置傳感器 （切諾基）、綜合型節(jié)氣門(mén)位置傳感器 （國(guó)產(chǎn)奧迪 100 型 v6 發(fā)動(dòng)機(jī)）。曲軸位置傳感器也稱(chēng)曲軸轉(zhuǎn)角傳感器， 是計(jì)算機(jī)控制的點(diǎn)火系統(tǒng)中最重要的傳感 器，其作用是檢測(cè)上止點(diǎn)信號(hào)、曲軸轉(zhuǎn)角信號(hào)

4、和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)，并 將其輸入計(jì)算機(jī)， 從而使計(jì)算機(jī)能按氣缸的點(diǎn)火順序發(fā)出最佳點(diǎn)火時(shí) 刻指令。曲軸位置傳感器有三種型式：電磁脈沖式曲軸位置傳感器、 霍爾效應(yīng)式曲軸位置傳感器（桑塔納 2000 型轎車(chē)和切諾基）、光電 效應(yīng)式曲軸位置傳感器。 曲軸位置傳感器型式不同， 其控制方式和控制精度也不同。曲軸位置傳感器一般安裝于曲軸皮帶輪或鏈輪側(cè)面，有的安裝于凸輪軸前端， 也有的安裝于分電器（桑塔納 2000 型轎車(chē)）爆震傳感器爆震傳感器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體上，隨時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震情況。目前采用的有共振型和非共振型兩大類(lèi)。現(xiàn)代汽車(chē)技術(shù)發(fā)展特征之一就是越來(lái)越多的部件采用電子控制。 根據(jù)傳感器的作用，可以分類(lèi)為

5、測(cè)量溫度、壓力、流量、位置、氣體 濃度、速度、光亮度、干濕度、 距離等功能的傳感器， 它們各司其職， 一旦某個(gè)傳感器失靈， 對(duì)應(yīng)的裝置工作就會(huì)不正常甚至不工作。 因此， 傳感器在汽車(chē)上的作用是很重要的。汽車(chē)傳感器過(guò)去單純用于發(fā)動(dòng)機(jī)上， 現(xiàn)在巳擴(kuò)展到底盤(pán)、 車(chē)身和 燈光電氣系統(tǒng)上了。這些系統(tǒng)采用的傳感器有 100 多種。在種類(lèi)繁 多的傳感器中，常見(jiàn)的有進(jìn)氣壓力傳感器：反映進(jìn)氣歧管的絕對(duì)壓力大小的變化，是向ecu （發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元）提供計(jì)算噴油持續(xù)時(shí)間的基準(zhǔn)信號(hào)；空氣流量計(jì)：測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)吸入的空氣量，提供給 ecu 作為噴油 時(shí)間的基準(zhǔn)信號(hào)；節(jié)氣門(mén)位置傳感器：測(cè)量節(jié)氣門(mén)打開(kāi)的角度，提供給 ecu 作

6、為 斷油、控制燃油 / 空氣比、點(diǎn)火提前角修正的基準(zhǔn)信號(hào)；曲軸位置傳感器：檢測(cè)曲軸及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，提供給 ecu 作為確 定點(diǎn)火正時(shí)及工作順序的基準(zhǔn)信號(hào)；氧傳感器：檢測(cè)排氣中的氧濃度，提供給 ecu 作為控制燃油 / 空 氣比在最佳值（理論值）附近的的基準(zhǔn)信號(hào)；進(jìn)氣溫度傳感器：檢測(cè)進(jìn)氣溫度，提供給 ecu 作為計(jì)算空氣密 度的依據(jù)；冷卻液溫度傳感器：檢測(cè)冷卻液的溫度，向 ecu 提供發(fā)動(dòng)機(jī)溫 度信息；爆震傳感器： 安裝在缸體上專(zhuān)門(mén)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的爆燃狀況， 提供給 ecu 根據(jù)信號(hào)調(diào)整點(diǎn)火提前角。這些傳感器主要應(yīng)用在變速器、方向器、懸架和 abs 上。變速器：有車(chē)速傳感器、溫度傳感器、軸轉(zhuǎn)速傳感器、

7、壓力傳感 器等，方向器有轉(zhuǎn)角傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器、液壓傳感器；懸架：有車(chē)速傳感器、加速度傳感器、車(chē)身高度傳感器、側(cè)傾角 傳感器、轉(zhuǎn)角傳感器等；下面我們來(lái)認(rèn)識(shí)一下汽車(chē)上的主要傳感器?？諝饬髁總鞲衅魇菍⑽氲目諝廪D(zhuǎn)換成電信號(hào)送至電控單元（ ecu ），作為決定噴油的基本信號(hào)之一。根據(jù)測(cè)量原理不同，可以 分為旋轉(zhuǎn)翼片式空氣流量傳感器（豐田 previa 旅行車(chē)）、卡門(mén)渦游 式空氣流量傳感器（豐田凌志 ls400 轎車(chē)）、熱線(xiàn)式空氣流量傳感器 （日產(chǎn)千里馬車(chē)用 vg30e 發(fā)動(dòng)機(jī)和國(guó)產(chǎn)天津三峰客車(chē) tj6481aq4 裝 用的沃爾沃 b230f 發(fā)動(dòng)機(jī)）和熱膜式空氣流量傳感器四種型式。前 兩者為體積流量

8、型， 后兩者為質(zhì)量流量型。 目前主要采用熱線(xiàn)式空氣 流量傳感器和熱膜式空氣流量傳感器兩種。進(jìn)氣壓力傳感器可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷狀態(tài)測(cè)出進(jìn)氣歧管的絕 對(duì)壓力， 并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)一起送入計(jì)算機(jī)， 作為決定噴油 器基本噴油量的依據(jù)。國(guó)產(chǎn)奧迪 100 型轎車(chē)（ v6 發(fā)動(dòng)機(jī)）、桑塔納 2000 型轎車(chē)、切諾基（ 25l 發(fā)動(dòng)機(jī)）、豐田皇冠 30 轎車(chē)等均采用 這種壓力傳感器。 目前廣泛采用的是半導(dǎo)體壓敏電阻式進(jìn)氣壓力傳感 器。節(jié)氣門(mén)位置傳感器安裝在節(jié)氣門(mén)上， 用來(lái)檢測(cè)節(jié)氣門(mén)的開(kāi)度。 它 通過(guò)杠桿機(jī)構(gòu)與節(jié)氣門(mén)聯(lián)動(dòng)， 進(jìn)而反映發(fā)動(dòng)機(jī)的不同工況。 此傳感器 可把發(fā)動(dòng)機(jī)的不同工況檢測(cè)后輸入電控單元（ e

9、cu ），從而控制不同 的噴油量。它有三種型式：開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)式節(jié)氣門(mén)位置傳感器（桑塔納 2000 型轎車(chē)和天津三峰客車(chē)）、線(xiàn)性可變電阻式節(jié)氣門(mén)位置傳感器 （切諾基）、綜合型節(jié)氣門(mén)位置傳感器（國(guó)產(chǎn)奧迪100 型v6發(fā)動(dòng)機(jī)）也稱(chēng)曲軸轉(zhuǎn)角傳感器， 是計(jì)算機(jī)控制的點(diǎn)火系統(tǒng)中最重要的傳感 器，其作用是檢測(cè)上止點(diǎn)信號(hào)、曲軸轉(zhuǎn)角信號(hào)和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)，并 將其輸入計(jì)算機(jī)， 從而使計(jì)算機(jī)能按氣缸的點(diǎn)火順序發(fā)出最佳點(diǎn)火時(shí) 刻指令。曲軸位置傳感器有三種型式：電磁脈沖式曲軸位置傳感器、 霍爾效應(yīng)式曲軸位置傳感器（桑塔納 2000 型轎車(chē)和切諾基）、光電 效應(yīng)式曲軸位置傳感器。 曲軸位置傳感器型式不同， 其控制方式和控 制

10、精度也不同。曲軸位置傳感器一般安裝于曲軸皮帶輪或鏈輪側(cè)面， 有的安裝于凸輪軸前端， 也有的安裝于分電器（桑塔納 2000 型轎車(chē)）爆震傳感器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體上，隨時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震情 況。目前采用的有共振型和非共振型兩大類(lèi)。傳感器是指能感受規(guī)定的物理量， 并按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸入 信號(hào)的器件或裝置。簡(jiǎn)單地說(shuō)，傳感器是把非電量轉(zhuǎn)換成電 量的裝置。傳感器通常由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和測(cè)量電路三部分組成。1）、敏感元件是指能直接感受（或響應(yīng)）被測(cè)量的部分，即將被 測(cè)量通過(guò)傳感器的敏感元件轉(zhuǎn)換成與被測(cè)量有確定關(guān)系的非電量或 其它量。2）、轉(zhuǎn)換元件則將上述非電量轉(zhuǎn)換成電參量。3）、測(cè)量電路的作用是將轉(zhuǎn)換

11、元件輸入的電參量經(jīng)過(guò)處理轉(zhuǎn)換 成電壓、電流或頻率等可測(cè)電量，以便進(jìn)行顯示、記錄、控制和處理 的部分。傳感器的靜態(tài)特性參數(shù)指標(biāo)1靈敏度靈敏度是指穩(wěn)態(tài)時(shí)傳感器輸出量和輸入量之比， 或輸出量 的增量和輸入量的增量之比，用表示為 y x2分辨力傳感器在規(guī)定的測(cè)量圍能夠檢測(cè)出的被測(cè)量的最小變化量稱(chēng)為 分辨力。3測(cè)量圍和量程在允許誤差限，被測(cè)量值的下限到上限之間的圍稱(chēng)為測(cè)量圍。4線(xiàn)性度（非線(xiàn)性誤差）在規(guī)定條件下， 傳感器校準(zhǔn)曲線(xiàn)與擬合直線(xiàn)間的最大偏差與滿(mǎn)量 程輸出值的百分比稱(chēng)為線(xiàn)性度或非線(xiàn)性誤差。5遲滯遲滯是指在相同的工作條件下， 傳感器的正行程特性與反行程特 性的不一致程度。6重復(fù)性重復(fù)性是指在同一工作

12、條件下， 輸入量按同一方向在全測(cè)量圍連 續(xù)變化多次所得特性曲線(xiàn)的不一致性。7零漂和溫漂傳感器在無(wú)輸入或輸入為另一值時(shí)， 每隔一定時(shí)間， 其輸入值偏 離原示值的最大偏差與滿(mǎn)量程的百分比為零漂。而溫度每升高1，傳感器輸出值的最大偏差與滿(mǎn)量程的百分比，稱(chēng)為溫漂。二、發(fā)動(dòng)機(jī)常用傳感器工作機(jī)理一）磁電效應(yīng)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律， n 匝線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，切割磁力線(xiàn) （或線(xiàn)圈所在磁場(chǎng)的磁通變化） 時(shí)，線(xiàn)圈中所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大 小取決于穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通的變化率，直線(xiàn)移動(dòng)式磁電傳感器直線(xiàn)移動(dòng)式磁電傳感器由永久磁鐵、線(xiàn)圈和傳感器殼體等組成當(dāng)殼體隨被測(cè)振動(dòng)體一起振動(dòng)且在振動(dòng)頻率遠(yuǎn)大于傳感器的固 有頻率時(shí)，由于彈

13、簧較軟， 運(yùn)動(dòng)件質(zhì)量相對(duì)較大，運(yùn)動(dòng)件來(lái)不及隨振 動(dòng)體一起振動(dòng)（靜止不動(dòng)）。此時(shí)，磁鐵與線(xiàn)圈之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度 接近振動(dòng)體的振動(dòng)速度。轉(zhuǎn)動(dòng)式磁電傳感器軟鐵、線(xiàn)圈和永久磁鐵固定不動(dòng)。 由導(dǎo)磁材料制成的測(cè)量齒輪安 裝在被測(cè)旋轉(zhuǎn)體上， 每轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒， 測(cè)量齒輪與軟鐵之間構(gòu)成的磁路 磁阻變化一次，磁通也變化一次。線(xiàn)圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的變化頻率（脈 沖數(shù)）等于測(cè)量齒輪上的齒數(shù)和轉(zhuǎn)速的乘積。二）霍耳式傳感器1霍耳效應(yīng)半導(dǎo)體或金屬薄片置于磁場(chǎng)中， 當(dāng)有電流 （與磁場(chǎng)垂直的薄片平 面方向）流過(guò)時(shí)， 在垂直于磁場(chǎng)和電流的方向上產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn) 象稱(chēng)為霍耳效應(yīng)。2霍耳元件目前常用的霍耳材料鍺（ ge ）、硅（ si）

14、、銻化銦（ insb ）、砷 化銦（ inas ）等 。n 型鍺容易加工制造，霍耳系數(shù)、溫度性能、線(xiàn) 性度較好； p 型硅的線(xiàn)性度最好，霍耳系數(shù)、溫度性能同 n 型鍺，但 電子遷移率較低，帶負(fù)載能力較差，通常不作單個(gè)霍耳元件。三）壓電式傳感器1壓電效應(yīng)對(duì)某些電介質(zhì)沿著一定方向加力而使其變形時(shí)， 在一定表面上產(chǎn) 生電荷，當(dāng)外力撤除后，又恢復(fù)到不帶電狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為正壓電 效應(yīng)。在電介質(zhì)的極化方向施加電場(chǎng)， 電介質(zhì)會(huì)在一定方向上產(chǎn)生機(jī) 械變形或機(jī)械壓力，當(dāng)外電場(chǎng)去除后，變形或應(yīng)力隨之消失，此現(xiàn)象 稱(chēng)為逆壓電效應(yīng)。2壓電元件壓電式傳感器是物性型的、 發(fā)電式傳感器。 常用的壓電材料有石 英晶體（ s

15、io2 ）和人工合成的壓電陶瓷。壓電陶瓷的壓電常數(shù)是石英晶體的幾倍，靈敏度較高。四）光電式傳感器1光電效應(yīng)當(dāng)光線(xiàn)照射物體時(shí)， 可看作一串具有能量 e 的光子轟擊物體， 如 果光子的能量足夠大， 物質(zhì)部電子吸收光子能量后， 擺脫部力的約束， 發(fā)生相應(yīng)電效應(yīng)的物理現(xiàn)象，稱(chēng)為光電效應(yīng)。1 ）在光線(xiàn)作用下， 電子逸出物體表面的現(xiàn)象， 稱(chēng)為外光電效應(yīng)， 如光電管、光電倍增管等。2）在光線(xiàn)作用下，物體的電阻率改變的現(xiàn)象，稱(chēng)為光電效應(yīng)， 如光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管、光敏晶閘管等。3）在光線(xiàn)作用下，物體產(chǎn)生一定方向電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象，稱(chēng)為光生 伏特現(xiàn)象，如光電池（屬于對(duì)感光面入射光點(diǎn)位置敏感的器件）等。2光

16、敏電阻光敏電阻受到光線(xiàn)照射時(shí)， 電子遷移， 產(chǎn)生電子空穴對(duì)， 使電 阻率變小。光照越強(qiáng)，阻值越低。入射光線(xiàn)消失， 電子空穴對(duì)恢復(fù)， 電阻值逐漸恢復(fù)原值。3光敏管光敏管（光敏二極管、光敏三極管、光敏晶閘管等）屬于半導(dǎo)體 器件。4電致發(fā)光固體發(fā)光材料在電場(chǎng)激發(fā)下產(chǎn)生的發(fā)光現(xiàn)象稱(chēng)為電致發(fā)光。 電致 發(fā)光是將電能直接轉(zhuǎn)換成光能的過(guò)程。 發(fā)光二極管 （led） 是以特殊材料 摻雜制成的半導(dǎo)體電致發(fā)光器件。當(dāng)其 pn 結(jié)正向偏置時(shí)，由于電子 空穴復(fù)合時(shí)產(chǎn)生過(guò)剩能量，該能量以光子形式放出而發(fā)光。五）熱電式傳感器1熱電效應(yīng)將兩種不同性質(zhì)的金屬導(dǎo)體 a、b 接成一個(gè)閉合回路，如果兩接 合點(diǎn)溫度不相等（ t0 t

17、 ），則在兩導(dǎo)體間產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，并且回路中有 一定大小的電流存在，此現(xiàn)象稱(chēng)為熱電效應(yīng)。2熱電阻傳感器熱電阻材料通常為純金屬，廣泛使用的是鉑、銅、鎳、鐵等3熱敏電阻傳感器熱敏電阻用半導(dǎo)體制成，與金屬熱電阻相比有以下特點(diǎn)：1）電阻溫度系數(shù)大，靈敏度高；2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，易于點(diǎn)測(cè)量；3）電阻率高，且適合動(dòng)態(tài)測(cè)量；4）阻值與溫度變化的關(guān)系是非線(xiàn)性的；5）穩(wěn)定性較差。進(jìn)入 70 年代后，為了治理排放，又增加了一些傳感器來(lái)幫助控 制汽車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)， 因?yàn)橥诔霈F(xiàn)的催化轉(zhuǎn)換器、 電子點(diǎn)火和燃油噴 射裝置需要這些傳感器來(lái)維持一定的空燃比以控制排放。 80 年代， 防抱死制動(dòng)裝置和氣囊提高了汽車(chē)安全性。今天，

18、傳感器有用來(lái)測(cè)定各種流體溫度和壓力 （如進(jìn)氣溫度、氣 道壓力、冷卻水溫和燃油噴射壓力等 ）的傳感器；有用來(lái)確定各部分 速度和位置的傳感器 （如車(chē)速、節(jié)氣門(mén)開(kāi)度、凸輪軸、曲軸、變速器 的角度和速度、排氣再循環(huán)閥 （egr） 的位置等 ）；還有用于測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī) 負(fù)荷、爆震、斷火及廢氣中含氧量的傳感器； 確定座椅位置的傳感器； 在防抱死制動(dòng)系統(tǒng)和懸架控制裝置中測(cè)定車(chē)輪轉(zhuǎn)速、 路面高差和輪胎 氣壓的傳感器； 保護(hù)前排乘員的氣囊， 不僅需要較多的碰撞傳感器和 加速度傳感器。 面對(duì)制造商提供的側(cè)量、 頂置式氣囊以及更精巧的側(cè) 置頭部氣囊，還要增加傳感器。隨著研究人員用防撞傳感器 （測(cè)距雷 達(dá)或其他測(cè)距傳感器

19、 ）來(lái)判斷和控制汽車(chē)的側(cè)向加速度、每個(gè)車(chē)輪的 瞬時(shí)速度及所需的轉(zhuǎn)矩， 使制動(dòng)系統(tǒng)成為汽車(chē)穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的一個(gè) 組成部分。老式的油壓傳感器和水溫傳感器是彼此獨(dú)立的， 由于有著明確的 最大值或最小值的限定，其中一些傳感器的實(shí)際作用就相當(dāng)于開(kāi)關(guān)。 隨著傳感器向電子化和數(shù)字化方向發(fā)展， 它們的輸出值將得到更多的 相關(guān)利用。 2005 年，美國(guó) abi 研究公司公布了一份專(zhuān)門(mén)針對(duì)傳 感器市場(chǎng)的研究報(bào)告。這份名為汽車(chē)傳感器：加速計(jì)、陀螺儀、霍 耳效應(yīng)、光學(xué)、壓力、雷達(dá)以及超音速傳感器的報(bào)告，對(duì) 2012 年 前主要傳感器的地區(qū)性使用前景作了預(yù)測(cè)。 報(bào)告討論了使用傳感技術(shù) 的許多先進(jìn)安全系統(tǒng)，并提供了主要

20、40 家生產(chǎn)廠(chǎng)家的詳細(xì)資料，以 及 100 多家生產(chǎn)廠(chǎng)家名錄。這家調(diào)查公司的一位資深分析師認(rèn)為， 是主動(dòng)式安全系統(tǒng)推動(dòng)了傳感器被越來(lái)越多地使用。 在汽車(chē)業(yè)， 安全 系統(tǒng)成為傳感器的最大市場(chǎng)。根據(jù)“全球信息公司”的調(diào)查報(bào)告，全球輕型汽車(chē)傳感器 oem 市場(chǎng)年均增長(zhǎng)率 7.4% ，到 2010 年將達(dá)到 140 億美元的規(guī)模，其增 長(zhǎng)幅度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出汽車(chē)本身的年均增長(zhǎng)率。 在發(fā)達(dá)國(guó)家， 隨著汽車(chē)電子 系統(tǒng)日益完善， 電子傳感新技術(shù)快速發(fā)展， 但已經(jīng)成熟的傳感器產(chǎn)品 的增長(zhǎng)將趨緩甚至可能下降； 在發(fā)展中國(guó)家， 基本的汽車(chē)傳感器主要 用于汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)、安全、防盜、排放控制系統(tǒng)，增長(zhǎng)量十分可觀(guān)。用 于發(fā)展中國(guó)

21、家汽車(chē)幕 敬 釁韃 分饕 齇em 生產(chǎn)，以減少成本。 汽車(chē)傳感器供應(yīng)商面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)： 一方面要擴(kuò)大產(chǎn)能產(chǎn)量， 另一方面 要不斷減低成本，這種發(fā)展趨勢(shì)未來(lái)將不可能改變。汽車(chē)發(fā)動(dòng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)仍是傳感器的最大和最成熟的市場(chǎng)， 然而與 其它應(yīng)用相比，增速將放緩；隨著全球燃油價(jià)格的提高， “改進(jìn)燃燒 效率”將是汽車(chē)傳感器的新的應(yīng)用“亮點(diǎn)”領(lǐng)域；在汽車(chē)安全和防盜 系統(tǒng)中的應(yīng)用將是最快的增長(zhǎng)的市場(chǎng)； 尾氣排放控制系統(tǒng)市場(chǎng)的發(fā)展 則十分穩(wěn)定，前景良好。按區(qū)域劃分的幾大應(yīng)用市場(chǎng)是，在美國(guó)，主 要用于胎壓檢測(cè)；在歐洲，用于汽車(chē)行人警告系統(tǒng)； 在新興產(chǎn)業(yè)國(guó)家， 主要用于安全氣囊和自動(dòng)安全帶系統(tǒng)。 以每輛車(chē)來(lái)衡量， 氧

22、傳感器用 量最多，技術(shù)上不斷進(jìn)步。發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)用傳感器是整個(gè)汽車(chē)傳感器的核心，種類(lèi)很多， 包括溫度傳感器、壓力傳感器、位置和轉(zhuǎn)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(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制單元 （ecu ）提供發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況信息，供 ecu 對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況進(jìn)行 精確控制，以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、降低油耗、減少?gòu)U氣排放和進(jìn)行 故障檢測(cè)。由于發(fā)動(dòng)機(jī)工作在高溫 （發(fā)動(dòng)機(jī)表面溫度可達(dá) 150 、排氣歧管 可達(dá) 650 ）、振動(dòng)（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(dòng)機(jī)控

23、制系統(tǒng)用傳感器耐惡劣環(huán)境的技術(shù)指標(biāo)要比一般工業(yè)用傳 感器高 1-2 個(gè)數(shù)量級(jí)， 其中最關(guān)鍵的是測(cè)量精度和可靠性。 否則，由 傳感器帶來(lái)的測(cè)量誤差將最終導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)難以正常工作或 產(chǎn)生故障。1. 溫度傳感器溫度傳感器主要用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)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(xiàn)繞電阻式、熱敏電 阻式和熱偶電阻式三種主要類(lèi)型。 三種類(lèi)型傳感器各有特點(diǎn)， 其應(yīng)用 場(chǎng)合也略有區(qū)別。線(xiàn)繞電阻式溫度傳感器的精度高，但響應(yīng)特性差； 熱敏電阻式溫度傳感器靈敏度高，響應(yīng)特性較好，但線(xiàn)性差，適應(yīng)溫 度較低；熱偶電阻式溫度傳感器的精度高，測(cè)量溫度圍寬，但需要配 合放大器和冷端

24、處理一起使用。已實(shí)用化的產(chǎn)品有熱敏電阻式溫度傳感器 （通用型 -50 130 ，精度 1.5 ，響應(yīng)時(shí)間 10ms ；高溫型 600 1000 ，精 度 5，響應(yīng)時(shí)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(dǎo)體膜空氣溫度傳感器 （-40 150 ，精度 2.0 、 5，響應(yīng)時(shí)間 20ms） 等。2. 壓力傳感器壓力傳感器主要用于檢測(cè)氣缸負(fù)壓、 大氣壓、渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的升壓 比、氣缸壓、油壓等。吸氣負(fù)壓式傳感器主要用于吸氣壓、負(fù)壓、油 壓檢測(cè)。汽車(chē)用壓力傳感器應(yīng)用較多的有電容式、壓阻式、差動(dòng)變壓 器式（ lvdt ）、表面彈性波式（ saw

25、）。電容式壓力傳感器主要用于檢測(cè)負(fù)壓、液壓、氣壓，測(cè)量圍 20100kpa ，具有輸入能量高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性好、環(huán)境適應(yīng)性好等特點(diǎn)；壓阻式壓力傳感器受溫度影響較大，需要另設(shè)溫度補(bǔ)償電路， 但適應(yīng)于大量生產(chǎn)； 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(zhì)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(diǎn)，用于汽車(chē)吸氣閥壓 力檢測(cè)，能在高溫下穩(wěn)定地工作，是一種較為理想的傳感器。3. 流量傳感器流量傳感器主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)空氣流量和燃料流量的測(cè)量。 空氣流 量的測(cè)量用于發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)確定燃燒條件、控制空燃比、起動(dòng)、點(diǎn) 火等。空氣流量傳感

26、器有旋轉(zhuǎn)翼片式（葉片式）、卡門(mén)渦旋式、熱線(xiàn) 式、熱膜式等四種類(lèi)型。 旋轉(zhuǎn)翼片式 （葉片式） 空氣流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 測(cè)量精度較低， 測(cè)得的空氣流量需要進(jìn)行溫度補(bǔ)償； 卡門(mén)渦旋式空氣 流量計(jì)無(wú)可動(dòng)部件，反映靈敏，精度較高，也需要進(jìn)行溫度補(bǔ)償；熱 線(xiàn)式空氣流量計(jì)測(cè)量精度高， 無(wú)需溫度補(bǔ)償，但易受氣體脈動(dòng)的影響， 易斷絲； 熱膜式空氣流量計(jì)和熱線(xiàn)式空氣流量計(jì)測(cè)量原理一樣， 但體 積少，適合大批量生產(chǎn)， 成本低?？諝饬髁總鞲衅鞯闹饕夹g(shù)指標(biāo)為： 工作圍 0.11103 立方米/min ，工作溫度 -40 120 ，精度1。燃料流量傳感器用于檢測(cè)燃料流量，主要有水輪式和循環(huán)球式， 其動(dòng)態(tài)圍 060kg/h

27、 ，工作溫度 -40 120 ，精度 1，響應(yīng)時(shí) 間 10ms 。4. 位置和轉(zhuǎn)速傳感器位置和轉(zhuǎn)速傳感器主要用于檢測(cè)曲軸轉(zhuǎn)角、 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、 節(jié)氣門(mén) 的開(kāi)度、車(chē)速等。目前汽車(chē)使用的位置和轉(zhuǎn)速傳感器主要有交流發(fā)電 機(jī)式、磁阻式、霍爾效應(yīng)式、簧片開(kāi)關(guān)式、光學(xué)式、半導(dǎo)體磁性晶體 管式等，其測(cè)量圍 0 360 ，精度 05 以下，測(cè)彎曲角達(dá) 0 1 。車(chē)速傳感器種類(lèi)繁多， 有敏感車(chē)輪旋轉(zhuǎn)的、 也有敏感動(dòng)力傳動(dòng)軸 轉(zhuǎn)動(dòng)的，還有敏感差速?gòu)膭?dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的。當(dāng)車(chē)速高于 100km/h 時(shí)，一 般測(cè)量方法誤差較大，需采用非接觸式光電速度傳感器，測(cè)速?lài)?05250km/h ，重復(fù)精度 0 1 ，距離測(cè)量誤差優(yōu)于 0

28、3。5. 氣體濃度傳感器氣體濃度傳感器主要用于檢測(cè)車(chē)體氣體和廢氣排放。 其中，最主 要的是氧傳感器，實(shí)用化的有氧化鋯傳感器 （使用溫度-40 900 ， 精度 1）、氧化鋯濃差電池型氣體傳感器 （使用溫度 300 800 ）、 固體電解質(zhì)式氧化鋯氣體傳感器 （使用溫度 0400 ，精度 05），另外還有二氧化鈦氧傳感器。和氧化鋯傳感器相比，二氧 化鈦氧傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 輕巧、便宜，且抗鉛污染能力強(qiáng)的特點(diǎn)。6. 爆震傳感器爆震傳感器用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)， 通過(guò)調(diào)整點(diǎn)火提前角控制和 避免發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生爆震。 可以通過(guò)檢測(cè)氣缸壓力、 發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體振動(dòng)和燃 燒噪聲等三種方法來(lái)檢測(cè)爆震。爆震傳感器有磁致伸

29、縮式和壓電式。 磁致伸縮式爆震傳感器的使用溫度為 -40 125 ，頻率圍為510khz ；壓電式爆震傳感器在中心頻率 5.417khz 處，其靈敏度可 達(dá) 200mv/g ，在振幅為 0.1g10g 圍具有良好線(xiàn)性度。24ghz 雷達(dá)傳感器用于汽車(chē)防撞安裝系統(tǒng)，通過(guò)發(fā)射雷達(dá)波來(lái) 判斷前方出現(xiàn)的物體大小， 距離和移動(dòng)速度， 進(jìn)而通過(guò)顯示器或與汽 車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行配合， 避免汽車(chē)與前方物體相撞。 傳感器發(fā)射頻率在 24.125ghz 左右，可以調(diào)節(jié)的頻率圍在 50khz 左右。精度在國(guó)外精 度可以達(dá)到毫米級(jí)別。車(chē)身控制用傳感器主要用于提高汽車(chē)的安全性、 可靠性和舒適性 等。由于其工作條件不象發(fā)動(dòng)機(jī)

30、和底盤(pán)那么惡劣， 一般工業(yè)用傳感器 稍加改進(jìn)就可以應(yīng)用。 主要有用于自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)的溫度傳感器、 濕度 傳感器、風(fēng)量傳感器、日照傳感器等；用于安全氣囊系統(tǒng)中的加速度 傳感器；用于門(mén)鎖控制中的車(chē)速傳感器； 用于亮度自動(dòng)控制中的光傳 感器；用于倒車(chē)控制中的超聲波傳感器或激光傳感器； 用于保持車(chē)距 的距離傳感器；用于消除駕駛員盲區(qū)的圖象傳感器等。導(dǎo)航系統(tǒng)用傳感器主要有： 確定汽車(chē)行駛方向的羅盤(pán)傳感器、 陀 螺儀和車(chē)速傳感器、方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器等。在車(chē)身上應(yīng)用的各種傳感器： 有防撞加速度傳感器、 超聲近距離 目標(biāo)傳感器和紅外熱成像傳感器， 毫米波雷達(dá)和環(huán)境氣體電化學(xué)傳感 器。新型的傳感器有超聲陣列反向傳感

31、器、 側(cè)面路面偏距報(bào)警和紅外 熱成像夜視傳感器。底盤(pán)控制用傳感器是指用于變速器控制系統(tǒng)的車(chē)速傳感器、 加速 踏板位置傳感器、加速度傳感器、節(jié)氣門(mén)位置傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳 感器、水溫傳感器、油溫傳感器等；懸架控制系統(tǒng)應(yīng)用的傳感器有車(chē) 速傳感器、節(jié)氣門(mén)位置傳感器、加速度傳感器、車(chē)身高度傳感器、方 向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器等；動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)用的傳感器主要有車(chē)速傳感器、 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器、油壓傳感器等。底盤(pán)應(yīng)用的主要類(lèi)型傳感器， 即旋轉(zhuǎn)位移和壓力傳感器。 慣性加 速度傳感器和角速率傳感器取代了溫度傳感器而成為在車(chē)底盤(pán)上應(yīng) 用的 4種主要傳感器。表3種列出了 27 種傳感器。其中4 種是壓力 傳感器，

32、 3 種旋轉(zhuǎn)位移傳感器， 5 種加速度傳感器和 3 種角速率傳感 器。27 種傳感器其中的 15 種是屬于這種類(lèi)型傳感器。 目前低盤(pán)應(yīng)用 的新型傳感器有側(cè)路面角速率傳感器、 車(chē)輪角位置傳感器和懸架位移 位置傳感器。發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)用傳感器主要有溫度傳感器、 壓力傳感器、 位置 和轉(zhuǎn)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(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制單元 （ecu ）提供發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況信息， 以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、降低油耗、減少?gòu)U氣排放和進(jìn)行故障檢測(cè)。由于發(fā)動(dòng)機(jī)工作在高溫 （發(fā)動(dòng)機(jī)表面溫度可達(dá) 150 、排氣歧管 可達(dá)650）、振動(dòng)（加速度 30g） 、沖擊（加速度 50g） 、潮

33、濕（100%rh ， -40 -120 ）以及鹽霧、腐蝕和油泥等污染的惡劣環(huán)境中， 發(fā)動(dòng)機(jī)控 制系統(tǒng)用傳感器耐惡劣環(huán)境的技術(shù)指標(biāo)要比一般工業(yè)用傳感器高 1-2 個(gè)數(shù)量級(jí)，其中最關(guān)鍵的是測(cè)量精度和可靠性。汽車(chē)控制系統(tǒng)應(yīng)用的主要傳感器類(lèi)型， 即旋轉(zhuǎn)位移傳感器、 壓力 傳感器和溫度傳感器。 在北美，這三種傳感器的銷(xiāo)售數(shù)量分別占第一、 第二和第四位。在表 2 中共列出了 40 種不同的汽車(chē)傳感器。其中有 8 種壓力傳感器，四種溫度傳感器和四中旋轉(zhuǎn)位移傳感器。近年來(lái)研 制的新型傳感器是氣缸壓力傳感器， 踏板加速計(jì)位置傳感器和油質(zhì)量 傳感器。隨著基于 gps/gis （全球定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)）的導(dǎo)航系

34、統(tǒng) 在汽車(chē)上的應(yīng)用， 導(dǎo)航用傳感器這幾年得到迅速發(fā)展。 導(dǎo)航系統(tǒng)用傳 感器主要有：確定汽車(chē)行駛方向的羅盤(pán)傳感器、 陀螺儀和車(chē)速傳感器、 方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器等。自動(dòng)變速器系統(tǒng)用傳感器主要有： 車(chē)速傳感器、 加速踏板位置傳 感器、加速度傳感器、節(jié)氣門(mén)位置傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、水溫 傳感器、油溫傳感器等。制動(dòng)防抱死系統(tǒng)用傳感器主要有：輪速傳感 器、車(chē)速傳感器；懸架系統(tǒng)用傳感器主要有：車(chē)速傳感器、節(jié)氣門(mén)位 置傳感器、加速度傳感器、車(chē)身高度傳感器、方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器等； 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)用傳感器主要有：車(chē)速傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、轉(zhuǎn) 矩傳感器、油壓傳感器等。汽車(chē)傳感器作為汽車(chē)電子控制系統(tǒng)的信息源， 是汽車(chē)

35、電子控制系 統(tǒng)的關(guān)鍵部件， 也是汽車(chē)電子技術(shù)領(lǐng)域研究的核心容之一。 汽車(chē)傳感 器對(duì)溫度、壓力、位置、轉(zhuǎn)速、加速度和振動(dòng)等各種信息進(jìn)行實(shí)時(shí)、 準(zhǔn)確的測(cè)量和控制。 衡量現(xiàn)代高級(jí)轎車(chē)控制系統(tǒng)水平的關(guān)鍵就在于其 傳感器的數(shù)量和水平。 當(dāng)前，一輛國(guó)普通家用轎車(chē)上大約安裝了近百 個(gè)傳感器，而豪華轎車(chē)上的傳感器數(shù)量多達(dá) 200 只。近年來(lái)從半導(dǎo)體集成電路技術(shù)發(fā)展而來(lái)的微電子機(jī)械系統(tǒng)（ mems ）技術(shù)日漸成熟， 利用這一技術(shù)可以制作各種能敏感和檢測(cè) 力學(xué)量、磁學(xué)量、熱學(xué)量、化學(xué)量和生物量的微型傳感器，這些傳感 器的體積和能耗小， 可實(shí)現(xiàn)許多全新的功能， 便于大批量和高精度生 產(chǎn)，單件成本低， 易構(gòu)成大規(guī)模和

36、多功能陣列，非常適合在汽車(chē)上應(yīng) 用。微型傳感器的大規(guī)模應(yīng)用將不僅限于發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒控制和安全氣 囊，在未來(lái) 5 7 年，包括發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行管理、廢氣與空氣質(zhì)量控制、 abs 、車(chē)輛動(dòng)力的控制、自適應(yīng)導(dǎo)航、車(chē)輛行駛安 全系統(tǒng)在的應(yīng)用， 將為 mems 技術(shù)提供廣闊的市場(chǎng)。自 20 世紀(jì) 80 年代以來(lái)，國(guó)汽車(chē)儀表行業(yè)引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù) 及與之相配套的傳感器生產(chǎn)技術(shù)， 基本滿(mǎn)足了國(guó)小批量、 低水平車(chē)型 的配套需求。由于起步較晚，還沒(méi)有形成系列化、配套化，尚未形成 獨(dú)立的產(chǎn)業(yè)，仍然依附于汽車(chē)儀表企業(yè)。眾多轎車(chē)、 輕型車(chē)及部分載貨車(chē)中采用新的電子產(chǎn)品， 需要大批 量、高水平的汽車(chē)傳感器， 但國(guó)現(xiàn)有最高水平的汽

37、車(chē)傳感器產(chǎn)品比國(guó) 外同類(lèi)產(chǎn)品落后 10 多年，每年要進(jìn)口 50 萬(wàn)套以上的高性能汽車(chē)傳 感器。許多傳感器廠(chǎng)家為了增強(qiáng)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力， 采用與國(guó)外同行業(yè)進(jìn)行 合資經(jīng)營(yíng)的方式， 消化吸收國(guó)外先進(jìn)的傳感器技術(shù)， 使產(chǎn)品升級(jí)換代， 從而逐步發(fā)展壯大， 有的已成為幾大 “電噴”系統(tǒng)廠(chǎng)家的下游供應(yīng)商。 但絕大多數(shù)企業(yè)還只是配套生產(chǎn)其它車(chē)用傳感器， 處于利潤(rùn)少、 產(chǎn)品 單一、產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)水平低下的狀況。伴隨著國(guó)汽車(chē)產(chǎn)量的迅速增長(zhǎng)， 今后幾年國(guó)汽車(chē)工業(yè)對(duì)傳感器及 其配套變速器和儀表的需求亦將大大增加， 實(shí)現(xiàn)汽車(chē)傳感器國(guó)產(chǎn)化勢(shì) 在必行。為適應(yīng)這一形勢(shì)，應(yīng)重點(diǎn)開(kāi)發(fā)新型壓力、溫度、流量、位移 等傳感器， 盡快為汽車(chē)

38、工業(yè)解決電噴系統(tǒng)、 空調(diào)排污系統(tǒng)和自動(dòng)駕駛 系統(tǒng)所需的傳感器是十分迫切的任務(wù)。 汽車(chē)傳感器對(duì)整車(chē)廠(chǎng)而言， 是 二級(jí)配套產(chǎn)品， 必須以系統(tǒng)形式進(jìn)入整車(chē)廠(chǎng)配套。 一級(jí)系統(tǒng)配套商的 實(shí)力關(guān)系到主機(jī)廠(chǎng)的品牌， 所以必須建立系統(tǒng)平臺(tái)， 以系統(tǒng)帶動(dòng)傳感 器的發(fā)展。 汽車(chē)傳感器和電子系統(tǒng)向著采用 mems 傳感器的方 向發(fā)展。 philips electronics 公司和 continental treves 公司 10 年 銷(xiāo)售1億只用于汽車(chē) abs系統(tǒng)的傳感器芯片 , 生產(chǎn)上達(dá)到了一個(gè)新的 里程碑。 兩個(gè)公司共同開(kāi)發(fā)有源磁場(chǎng)傳感器的前瞻性技術(shù) ,產(chǎn)品應(yīng)用 在汽車(chē)廠(chǎng)家生產(chǎn)的最新的轎車(chē)上。 continental teves 公司用這種磁 阻式轉(zhuǎn)速傳感器制作了輪速傳感器 , 用于 abs 系統(tǒng) ,防滑系統(tǒng)等。mems 傳感器成本低、 可靠性好、 尺寸小，可以集成