汽車傳感器的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

1、-作者xxxx-日期xxxx汽車傳感器的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢【精品文檔】生活中的傳感器院系：物理與電氣工程系專業(yè)：11級電氣工程及其自動化姓名：郭曉青【精品文檔】汽車傳感器的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢傳感器定義：國家標(biāo)準(zhǔn)GB7665-87對傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測量件并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。窗體頂端窗體底端您的訪問出錯了！5秒后系統(tǒng)將

2、為您自動跳轉(zhuǎn)到詞條圖冊如果您的瀏覽器沒有自動跳轉(zhuǎn)，請點擊這里。傳感器傳感器是一種物理裝置或生物器官，能夠探測、感受外界的信號、物理條件（如光、熱、濕度）或化學(xué)組成（如煙霧），并將探知的信息傳遞給其他裝置或器官。傳感器圖冊(共2個圖冊)正文圖冊傳感器匯總圖片精選(6張)詞條圖片(8張)擴(kuò)展圖冊該詞條暫無圖冊。傳感器匯總圖片精選(共6張圖片)AD100T-T傳感器早已滲透到諸如工業(yè)生產(chǎn)、宇宙開發(fā)、海洋探測、環(huán)境保護(hù)、資源調(diào)查、醫(yī)學(xué)診斷、生物工程、甚至文物保護(hù)等等極其之泛的領(lǐng)域?？梢院敛豢鋸埖卣f，從茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各種復(fù)雜的工程系統(tǒng)，幾乎每一個現(xiàn)代化項目，都離不開各種各樣的傳感器。傳感

3、器技術(shù)在發(fā)展經(jīng)濟(jì)、推動社會進(jìn)步方面的重要作用，是十分明顯的。世界各國都十分重視這一領(lǐng)域的發(fā)展。相信不久的將來，傳感器技術(shù)將會出現(xiàn)一個飛躍，達(dá)到與其重要地位相稱的新水平。常將傳感器的功能與人類5大感覺器官相比擬：光敏傳感器視覺聲敏傳感器聽覺氣敏傳感器嗅覺化學(xué)傳感器味覺壓敏、溫敏、流體傳感器觸覺敏感元件的分類：物理類，基于力、熱、光、電、磁和聲等物理效應(yīng)?；瘜W(xué)類，基于化學(xué)反應(yīng)的原理。生物類，基于酶、抗體、和激素等分子識別功能。通常據(jù)其基本感知功能可分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類（還有人曾將敏感元件分46類）。新型

4、傳感器的特點包括：微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化，它不僅促進(jìn)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造和更新?lián)Q代，而且還可能建立新型工業(yè)，從而成為21世紀(jì)新的經(jīng)濟(jì)增長點。微型化是建立在微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)基礎(chǔ)上的，目前已成功應(yīng)用在硅器件上做成硅壓力傳感器。可以用不同的觀點對傳感器進(jìn)行分類：  它們的轉(zhuǎn)換原理(傳感器工作的基本物理或化學(xué)效應(yīng))；它們的用途；它們的輸出信號類型以及制作它們的材料和工藝等。根據(jù)傳感器工作原理，可分為物理傳感器和化學(xué)傳感器二大類：傳感器工作原理的分類物理傳感器應(yīng)用的是物理效應(yīng)，諸如壓電效應(yīng)，磁致伸縮現(xiàn)象，離化、極化、熱電、光電、磁電等效應(yīng)。被測信號

5、量的微小變化都將轉(zhuǎn)換成電信號?；瘜W(xué)傳感器包括那些以化學(xué)吸附、電化學(xué)反應(yīng)等現(xiàn)象為因果關(guān)系的傳感器，被測信號量的微小變化也將轉(zhuǎn)換成電信號。有些傳感器既不能劃分到物理類，也不能劃分為化學(xué)類。大多數(shù)傳感器是以物理原理為基礎(chǔ)運(yùn)作的?；瘜W(xué)傳感器技術(shù)問題較多，例如可靠性問題，規(guī)模生產(chǎn)的可能性，價格問題等，解決了這類難題，化學(xué)傳感器的應(yīng)用將會有巨大增長。汽車傳感器的應(yīng)用電子技術(shù)已經(jīng)成為新一代汽車發(fā)展方向的主導(dǎo)因素,而傳感器是電子技術(shù)的核心元件,現(xiàn)代汽車越來越多地應(yīng)用了傳感器,以提高汽車發(fā)動機(jī)的經(jīng)濟(jì)、動力和排放性能,改善底盤的制動操縱性能、轉(zhuǎn)向性能和汽車行駛的安全性能。要實現(xiàn)這些目標(biāo)的關(guān)鍵在于汽車的電子化和智能

6、化先決條件則是各種信息的及時獲取這勢必要求在汽車中大量采用各種傳感器。傳統(tǒng)的傳感器往往體積和重量大、成本高它們在汽車的運(yùn)用受到很大的限定。近幾年來,從半導(dǎo)體集成電路(IC)技能發(fā)展而來的微機(jī)電系統(tǒng)(microelectromechnicalsystem,MEMS)技能日漸成熟。微型傳感器是目前最為成功并最具實用性的微型機(jī)電器件，主要包括運(yùn)用微型膜片的機(jī)械形變產(chǎn)生電信號輸出的微型壓力傳感器和微型加快度傳感器；此外，還有微型溫度傳感器、磁場傳感器、氣體傳感器等，這些微型傳感器的面積大多在1mm2以下。隨著微電子加工技能，特別是納米加工技能的進(jìn)一步發(fā)展，傳感器技能還將從微型傳感器進(jìn)化到納米傳感器。這

7、些微型傳感器體積小可實現(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)模和多功能陣列，這些特性使得它們非常適合于汽車方面的運(yùn)用。隨著汽車解碼器電子技術(shù)的發(fā)展，汽車電子干擾工程化程度不斷提高，通常的機(jī)械器系統(tǒng)已經(jīng)難以解決某些與汽車功能要求有關(guān)的解碼問題，而被電子控制系統(tǒng)代替。傳感器的作用就是根據(jù)規(guī)定的被測量的大小，定量提供有用的電輸出信號的部件，亦即傳感器把光、時間、電、溫度、壓力及氣體等的物理、化學(xué)量轉(zhuǎn)換成信號的變換器。傳感器作為汽車電控系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，它直接影響汽車的技術(shù)性能的發(fā)揮。目前，普通汽車上大約裝有10-20只傳感器，高級豪華轎車則更多，這些傳感器主要分布在發(fā)動機(jī)控制

8、系統(tǒng)、底盤控制系統(tǒng)和車身控制系統(tǒng)中。一、發(fā)動機(jī)控制用傳感器發(fā)動機(jī)控制用傳感器有許多種，其中包括溫度傳感器、壓力傳感器、轉(zhuǎn)速和角度傳感器、流量傳感器、位置傳感器、氣體濃度傳感器、爆震傳感器等。這類傳感器是整個發(fā)動機(jī)的核心，利用它們可提高發(fā)動機(jī)動力性、降低油耗、減少廢氣、反映故障等，由于其工作在發(fā)動機(jī)振動、汽油蒸氣、污泥和泥水等惡劣環(huán)境中，因此它們耐惡劣環(huán)境技術(shù)指標(biāo)要高于一般的傳感器。對于它們的性能指標(biāo)要求有很多種，其中最關(guān)鍵的是測量精度與可靠性，否則由傳感器檢測帶來的誤差最終將導(dǎo)致發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)失靈或故障。：主要檢測發(fā)動機(jī)溫度、吸入氣體溫度、冷卻水溫度、燃油溫度、機(jī)油溫度、催化溫度等。實際應(yīng)用的

9、溫度傳感器主要有線繞電阻式、熱敏電阻式和熱電偶式。線繞電阻式溫度傳感器精度較高，但響應(yīng)特性差；熱敏電阻式傳感器靈敏度高，響應(yīng)特性較好，但線性差，適用溫度較低；熱電偶式精度高，測溫范圍寬，但需考慮放大器和冷端處理問題。2.壓力傳感器：主要檢測進(jìn)氣歧管絕對壓力、真空度、大氣壓力、發(fā)動機(jī)油壓、制動器油壓、輪胎壓力等。車用壓力傳感器目前已有若干種，應(yīng)用較多的有電容式、壓敏電阻式、膜盒傳動的可變電感式(LVDT)、表面彈性波式(SAW)。電容式傳感器具有輸入能量高，動態(tài)響應(yīng)好、環(huán)境適應(yīng)性好等特點；壓敏電阻式受溫度影響大，需另設(shè)溫度補(bǔ)償電路，但適用于大量生產(chǎn)；LVDT式有較大輸出，易于數(shù)字輸出，但抗振性較

10、差；SAW式具有體積小、質(zhì)量輕、功耗低、可靠性強(qiáng)、靈敏度高、分辨率高、數(shù)字量輸出等特點，是一種較為理想的傳感器。3.轉(zhuǎn)速、角度和車速傳感器：主要用于檢測曲軸轉(zhuǎn)角、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、車速等。主要有發(fā)電機(jī)式、磁阻式、霍爾效應(yīng)式、光學(xué)式、振動式等。4.氧傳感器：氧傳感器安裝在排氣管內(nèi)，測量排氣管中的含氧量，確定發(fā)動機(jī)的實際空燃比與理論值的偏差，控制系統(tǒng)根據(jù)反饋信號，調(diào)節(jié)可燃混合氣的濃度，使空燃比接近于理論值，從而提高經(jīng)濟(jì)性，降低排氣污染。實際應(yīng)用的是氧化鋯和氧化鈦傳感器。5.流量傳感器：測定進(jìn)氣量和燃油流量以控制空燃比，主要有空氣流量傳感器和燃料流量傳感器?？諝饬髁總鞲衅鳈z測進(jìn)入發(fā)動機(jī)的空氣量從而控制噴油

11、器的噴油量，以得到較準(zhǔn)確的空燃比，實際應(yīng)用的有卡門旋渦式、葉片式、熱線式?？ㄩT式無可動部件、反應(yīng)靈敏、精度較高；熱線式易受吸入氣體脈動影響，且易斷絲；燃料流量傳感器用于判定燃油消耗量。主要有水車式、球循環(huán)式。6.爆震傳感器：它能把爆震信號傳給控制系統(tǒng)，抑制爆震的發(fā)生。主要有磁致伸縮式和非共振型壓電式。二、底盤控制用傳感器底盤控制用傳感器是指分布在變速器控制系統(tǒng)、懸架控制系統(tǒng)、動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、防抱制動系統(tǒng)中的傳感器，在不同系統(tǒng)中作用不同，但工作原理與發(fā)動機(jī)中傳感器是相同的，主要有以下幾種形式傳感器：1.變速器控制傳感器：多用于電控自動變速器的控制。它是根據(jù)車速傳感器、加速度傳感器、發(fā)動機(jī)負(fù)荷傳感器

12、、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、水溫傳感器、油溫傳感器檢測所獲得的信息經(jīng)處理使電控裝置控制換檔點和液力變矩器鎖止，實現(xiàn)最大動力和最大燃油經(jīng)濟(jì)性。2.懸架系統(tǒng)控制傳感器：主要有車速傳感器、節(jié)氣門開度傳感器、加速度傳感器、車身高度傳感器、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器等。根據(jù)檢測到的信息自動調(diào)整車高，抑制車輛姿勢的變化等，實現(xiàn)對車輛舒適性、操縱穩(wěn)定性和行車穩(wěn)定性的控制。3.動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳感器：它是根據(jù)車速傳感器、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器等使動力轉(zhuǎn)向電控系統(tǒng)實現(xiàn)轉(zhuǎn)向操縱輕便，提高響應(yīng)特性，減少發(fā)動機(jī)損耗，增大輸出功率，節(jié)省燃油等。4.防抱制動傳感器：它是根據(jù)車輪角速度傳感器，檢測車輪轉(zhuǎn)速，在各車輪的滑移率為20%時，控制

13、制動油壓、改善制動性能，確保車輛的操縱性和穩(wěn)定性。三、車身控制用傳感器采用這類傳感器的主要目的是提高汽車安全性、可靠性、舒適性等，主要有應(yīng)用于自動空調(diào)系統(tǒng)中的多種溫度傳感器、風(fēng)量傳感器、日照傳感器等；安全氣囊系統(tǒng)中加速度傳感器；亮度自控中光傳感器；死角報警系統(tǒng)中超聲波傳感器；圖像傳感器等。四、車用傳感器研究開發(fā)趨勢由于傳感器在電控系統(tǒng)中的重要作用，所以世界各國對其理論研究、新材料應(yīng)用、產(chǎn)品開發(fā)都非常重視。金剛石的耐熱性好、熱穩(wěn)定性高，在真空中1200以上表面才開始出現(xiàn)炭化，在大氣中也要在600以上才開始炭化，利用這一特性，制作適用于高溫的熱敏傳感器，從常溫到600范圍內(nèi)進(jìn)行溫度監(jiān)測與控制，并且

14、適用在高溫且有腐蝕氣體的惡劣環(huán)境下使用，性能穩(wěn)定，使用壽命長，可用于發(fā)動機(jī)中高溫測量。此外金剛石在高溫下形變率很高，利用這一特性可制作高溫環(huán)境下使用的振動傳感器和加速度傳感器。與其它材料振動膜相結(jié)合可作為高溫、耐腐蝕、靈敏度高的壓力傳感器，用于振動檢測以及發(fā)動機(jī)氣缸壓力等測量。光導(dǎo)纖維型傳感器由于抗干擾性強(qiáng)、靈敏度高、重量輕、體積小，適于遙測等特點正受到人們的普遍重視。目前已有不少成熟的產(chǎn)品問世，如光纖轉(zhuǎn)矩傳感器，溫度、振動、壓力、流量等傳感器。在開發(fā)利用新材料同時，由于微電子技術(shù)和微機(jī)械加工技術(shù)發(fā)展，傳感器正向微型化、多功能化，智能化方向發(fā)展。微型化傳感器利用微機(jī)械的加工技術(shù)將微米級的敏感元

15、件、信號調(diào)理器、數(shù)據(jù)處理裝置集成封裝在一塊芯片上。由于體積小、價格便宜、便于集成等特點，可以提高系統(tǒng)測試精度，例如把微型壓力傳感器和微型溫度傳感器集成在一起，同時測出壓力和溫度，便可通過芯片內(nèi)運(yùn)算消去壓力測量中的溫度影響。目前已有不少微型傳感器面世，如壓力傳感器、加速度傳感器、用于防撞的硅加速度傳感器等。在汽車輪胎內(nèi)嵌入微型壓力傳感器可以保持適當(dāng)充氣，避免充氣過量或不足，從而節(jié)約燃油10%。多功能化使傳感器能夠同時檢測2個或2個以上的特性參數(shù)。而智能傳感器由于帶有專用計算機(jī)，因而具有智能特點。2013我國汽車傳感器技術(shù)與應(yīng)用趨勢分析全球傳感器市場正呈現(xiàn)出快速增長態(tài)勢。資訊公司INTECHNOC

16、ONSULTING的市場報告顯示，2008年全球傳感器市場容量為506億美元，預(yù)計2010年全球傳感器市場可達(dá)600億美元以上。東歐、亞太區(qū)和加拿大成為傳感器市場增長最快的地區(qū)，而美國、德國、日本依然是傳感器市場分布最大的國家。就世界范圍而言，傳感器市場上增長最快的依舊是汽車市場?！皼]有傳感器技術(shù)就沒有現(xiàn)代汽車”已成為業(yè)內(nèi)共識，這意味著汽車電子化越發(fā)達(dá)，自動化程度越高，對傳感器依賴性就越大。對此，業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，未來新型汽車應(yīng)用系統(tǒng)將催生新的汽車傳感器與之配套。傳感器的最大特點是不斷引入新技術(shù)發(fā)展新功能，未來汽車傳感器技術(shù)總發(fā)展趨勢是微型化、多功能化和智能化。自我感受傳感器，對于我的理解是：通過

17、對光，溫度，聲音等的感應(yīng)，經(jīng)過特殊元件的處理將感應(yīng)的信號成電信號等，并轉(zhuǎn)換成人類可知的信息，或是通過自動控制技術(shù)對器件做出相應(yīng)的處理。在現(xiàn)代化的今天，自動控制技術(shù)很熱門，而傳感器則是實現(xiàn)自動化的其中一種途徑，因此傳感器在現(xiàn)在社會生活中變的更重要。由以上介紹可知，現(xiàn)代生活中傳感器無處不在，它不僅應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、宇宙開發(fā)、海洋探測、環(huán)境保護(hù)、資源調(diào)查、醫(yī)學(xué)診斷、生物工程、甚至文物保護(hù)中，還應(yīng)用于我們的日常生活中。如汽車、智能手機(jī)、電子爐灶、自動電飯鍋、吸塵器、空調(diào)器、電子熱水器、熱風(fēng)取暖器、風(fēng)干器、報警器、電樊斗、電風(fēng)扇、游戲機(jī)、洗衣機(jī)、照像機(jī)、電冰箱、彩色及平板電視機(jī)、錄像機(jī)、錄音機(jī)、收音機(jī)及影碟機(jī)等等。當(dāng)今社會交通工具非常發(fā)達(dá)，傳感器在其中的應(yīng)用也非常之多。而汽車現(xiàn)在作為一種重要交通工具，認(rèn)識了解它的性能，工作原理變得越來越重要。以前以為汽車是多么的高級，智能，不是一般人可以真正了解他的工作原理?，F(xiàn)在通過對傳感器的了解，才恍然大悟，原來汽車的智能一半來自傳感器的應(yīng)用。目前，普通汽車上大約裝有幾十到近百只傳感器，豪華轎車上就更多了，這些傳感器主要分布在發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)、底盤控制系統(tǒng)，安全氣囊和車身控制系統(tǒng)中。近幾年來，由于車輛的急劇增加及駕駛員不遵守交通規(guī)則，交通事故頻繁發(fā)生，因此傳感器在安全氣囊上的應(yīng)用顯得非常重要。當(dāng)汽車