汽車傳感器的應用現狀及其發展趨勢
加入技術交流群
1.汽車傳感器的應用分類
汽車傳感器在汽車上主要用于發動機控制系統、底盤控制系統、車身控制系統和導航系統中。它的應用，大大提高了汽車電子化的程度，增加了汽車駕駛的安全系數。
1.1發動機控制系統用傳感器
發動機控制系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制單元（ECU）提供發動機的工作狀況信息，供ECU對發動機工作狀況進行精確控制，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。
由于發動機工作在高溫（發動機表面溫度可達150℃、排氣歧管可達650℃）、振動（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境中，因此發動機控制系統用傳感器耐惡劣環境的技術指標要比一般工業用傳感器高1-2個數量級，其中最關鍵的是測量精度和可靠性。否則，由傳感器帶來的測量誤差將最終導致發動機控制系統難以正常工作或產生故障。
1.溫度傳感器
溫度傳感器主要用于檢測發動機溫度、吸入氣體溫度、冷卻水溫度、燃油溫度以及催化溫度等。溫度用傳感器有線繞電阻式、熱敏電阻式和熱偶電阻式三種主要類型。三種類型傳感器各有特點，其應用場合也略有區別。線繞電阻式溫度傳感器的精度高，但響應特性差；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；熱偶電阻式溫度傳感器的精度高，測量溫度范圍寬，但需要配合放大器和冷端處理一起使用。
已實用化的產品有熱敏電阻式溫度傳感器（通用型-50℃～130℃，精度1.5%，響應時間10ms；高溫型600℃～1000℃，精度5%，響應時間10ms）、鐵氧體式溫度傳感器（ON/OFF型，-40℃～120℃，精度2.0%）、金屬或半導體膜空氣溫度傳感器（-40℃～150℃，精度2.0%、5%，響應時間20ms）等。
2.壓力傳感器
壓力傳感器主要用于檢測氣缸負壓、大氣壓、渦輪發動機的升壓比、氣缸內壓、油壓等。吸氣負壓式傳感器主要用于吸氣壓、負壓、油壓檢測。汽車用壓力傳感器應用較多的有電容式、壓阻式、差動變壓器式（LVDT）、表面彈性波式（SAW）。
電容式壓力傳感器主要用于檢測負壓、液壓、氣壓，測量范圍20～100kPa，具有輸入能量高，動態響應特性好、環境適應性好等特點；壓阻式壓力傳感器受溫度影響較大，需要另設溫度補償電路，但適應于大量生產；LVDT式壓力傳感器有較大的輸出，易于數字輸出，但抗干擾性差；SAW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、分辨率高、數字輸出等特點，用于汽車吸氣閥壓力檢測，能在高溫下穩定地工作，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動機空氣流量和燃料流量的測量。空氣流量的測量用于發動機控制系統確定燃燒條件、控制空燃比、起動、點火等。空氣流量傳感器有旋轉翼片式（葉片式）、卡門渦旋式、熱線式、熱膜式等四種類型。旋轉翼片式（葉片式）空氣流量計結構簡單，測量精度較低，測得的空氣流量需要進行溫度補償；卡門渦旋式空氣流量計無可動部件，反映靈敏，精度較高，也需要進行溫度補償；熱線式空氣流量計測量精度高，無需溫度補償，但易受氣體脈動的影響，易斷絲；熱膜式空氣流量計和熱線式空氣流量計測量原理一樣，但體積少，適合大批量生產，成本低。空氣流量傳感器的主要技術指標為：工作范圍0.11～103 立方米/min，工作溫度-40℃～120℃，精度≤1%。
燃料流量傳感器用于檢測燃料流量，主要有水輪式和循環球式，其動態范圍0～60kg/h，工作溫度-40℃～120℃，精度±1%，響應時間小于10ms。
4.位置和轉速傳感器
位置和轉速傳感器主要用于檢測曲軸轉角、發動機轉速、節氣門的開度、車速等。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、簧片開關式、光學式、半導體磁性晶體管式等，其測量范圍0°～360°，精度±0.5°以下，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。當車速高于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，測速范圍0.5～250km/h，重復精度0.1%，距離測量誤差優于0.3%。
評論