汽車傳感器的種類和作用.doc

1、汽車傳感器的種類和作用汽車傳感器把汽車運(yùn)行中各種工況信息，如車速、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。下面我們來認(rèn)識(shí)一下汽車上的主要傳感器?？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）、卡門渦游式空氣流量傳感器 （

2、豐田凌志 ls400轎車）、熱線式空氣流量傳感器 （日產(chǎn)千里馬車用 vg30e發(fā)動(dòng)機(jī)和國產(chǎn)天津三峰客車 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)測出進(jìn)氣歧管內(nèi)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)。國產(chǎn)奧迪 100型轎車（ v6 發(fā)動(dòng)機(jī)）、桑塔納2000型轎車、北京切諾基（ 25l 發(fā)動(dòng)機(jī)）、豐田皇冠 30 轎車等均采用這種壓力傳感器。 目前廣泛采用的是

3、半導(dǎo)體壓敏電阻式進(jìn)氣壓力傳感器。節(jié)氣門位置傳感器節(jié)氣門位置傳感器安裝在節(jié)氣門上， 用來檢測節(jié)氣門的開度。 它通過杠桿機(jī)構(gòu)與節(jié)氣門聯(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：開關(guān)觸點(diǎn)式節(jié)氣門位置傳感器（桑塔納2000型轎車和天津三峰客車） 、線性可變電阻式節(jié)氣門位置傳感器 （北京切諾基）、綜合型節(jié)氣門位置傳感器 （國產(chǎn)奧迪 100型 v6 發(fā)動(dòng)機(jī)）。曲軸位置傳感器也稱曲軸轉(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

4、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型轎車和北京切諾基）、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）。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。現(xiàn)代汽車技術(shù)發(fā)展特征之一就是越來越多的部件采用電子控制。根據(jù)傳感器的作用，可以分類為測量溫度、壓力、流量、位置、氣體濃度、速度、光亮度、干濕度、

5、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，傳感器在汽車上的作用是很重要的。汽車傳感器過去單純用于發(fā)動(dòng)機(jī)上， 現(xiàn)在巳擴(kuò)展到底盤、 車身和燈光電氣系統(tǒng)上了。這些系統(tǒng)采用的傳感器有 100 多種。在種類繁多的傳感器中，常見的有進(jìn)氣壓力傳感器： 反映進(jìn)氣歧管內(nèi)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)氣門位置傳感器：測量節(jié)氣門打開的角度，提供給 ecu作為斷油、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

6、測曲軸及發(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：安裝在缸體上專門檢測發(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：有車速傳感器、溫度傳感器、軸轉(zhuǎn)速傳感器、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：有車速傳感器、加速度傳感器、車

7、身高度傳感器、側(cè)傾角傳感器、轉(zhuǎn)角傳感器等；下面我們來認(rèn)識(shí)一下汽車上的主要傳感器?？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）、卡門渦游式空氣流量傳感器 （豐田凌志 ls400轎車）、熱線式空氣流量傳感器 （日產(chǎn)千里馬車用 vg30e發(fā)動(dòng)機(jī)和國產(chǎn)天津三峰客車 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)

8、的負(fù)荷狀態(tài)測出進(jìn)氣歧管內(nèi)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)。國產(chǎn)奧迪 100型轎車（ v6 發(fā)動(dòng)機(jī)）、桑塔納2000型轎車、北京切諾基（ 25l 發(fā)動(dòng)機(jī)）、豐田皇冠 30 轎車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)氣門位置傳感器安裝在節(jié)氣門上， 用來檢測節(jié)氣門的開度。 它通過杠桿機(jī)構(gòu)與節(jié)氣門聯(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：開關(guān)觸點(diǎn)式節(jié)氣門位置傳感器（桑塔納2000型轎車和天津三峰客車） 、線性可變電阻式節(jié)氣門

9、位置傳感器 （北京切諾基）、綜合型節(jié)氣門位置傳感器 （國產(chǎn)奧迪 100型 v6 發(fā)動(dòng)機(jī)）。也稱曲軸轉(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型轎車和北京切諾基）、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）。爆震傳感器

10、安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體上，隨時(shí)監(jiān)測發(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。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。簡單地說，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)）被測量的部分，即將被測量通過傳感器的敏感元件轉(zhuǎn)換成與被測量有確定關(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）、測量電路的作用是將轉(zhuǎn)換元件輸入的電參量經(jīng)過處理轉(zhuǎn)換成電壓、電流或頻率等可測電量，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

11、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)定的測量范圍內(nèi)能夠檢測出的被測量的最小變化量稱為分辨力。3測量范圍和量程在允許誤差限內(nèi)，被測量值的下限到上限之間的范圍稱為測量范圍。4線性度（非線性誤差）在規(guī)定條件下，傳感器校準(zhǔn)曲線與擬合直線間的最大偏差與滿量程輸出值的百分比稱為線性度或非線性誤差。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)性是指在同一工作條件下， 輸入量按同一方向在全測量范圍內(nèi)連續(xù)變化多次所得特性曲線的不一致性。7零漂和溫漂傳感器在無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

12、值的最大偏差與滿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量程的百分比，稱為溫漂。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 匝線圈在磁場中運(yùn)動(dòng)，切割磁力線（或線圈所在磁場的磁通變化） 時(shí)，線圈中所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的大小取決于穿過線圈的磁通的變化率，直線移動(dòng)式磁電傳感器直線移動(dòng)式磁電傳感器由永久磁鐵、線圈和傳感器殼體等組成當(dāng)殼體隨被測振動(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)，由于彈簧較軟， 運(yùn)動(dòng)件質(zhì)量相對(duì)較大，運(yùn)動(dòng)件來不及隨振動(dòng)體一起振動(dòng)（靜止不動(dòng)）。此時(shí)，磁鐵與線圈之間的相對(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、線圈和永

13、久磁鐵固定不動(dòng)。 由導(dǎo)磁材料制成的測量齒輪安裝在被測旋轉(zhuǎn)體上， 每轉(zhuǎn)過一個(gè)齒， 測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。線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢的變化頻率（脈沖數(shù)）等于測量齒輪上的齒數(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中， 當(dāng)有電流（與磁場垂直的薄片平面方向）流過時(shí)， 在垂直于磁場和電流的方向上產(chǎn)生電動(dòng)勢，這種現(xiàn)象稱為霍耳效應(yīng)。2霍耳元件目前常用的霍耳材料鍺（ge）、硅（ si）、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、線性度較好； p 型硅的線性度最好，霍耳系數(shù)、溫度性能同n 型鍺，但電子遷移率較低，帶負(fù)

14、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)象稱為正壓電效應(yīng)。在電介質(zhì)的極化方向施加電場， 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)外電場去除后，變形或應(yīng)力隨之消失，此現(xiàn)象稱為逆壓電效應(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（ sio2）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)內(nèi)部電子

15、吸收光子能量后， 擺脫內(nèi)部力的約束，發(fā)生相應(yīng)電效應(yīng)的物理現(xiàn)象，稱為光電效應(yīng)。1）在光線作用下，電子逸出物體表面的現(xiàn)象，稱為外光電效應(yīng)，如光電管、光電倍增管等。2）在光線作用下，物體的電阻率改變的現(xiàn)象，稱為內(nèi)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）在光線作用下，物體產(chǎn)生一定方向電動(dòng)勢的現(xiàn)象，稱為光生伏特現(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光敏電阻光敏電阻受到光線照射時(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

16、電致發(fā)光固體發(fā)光材料在電場激發(fā)下產(chǎn)生的發(fā)光現(xiàn)象稱為電致發(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 ），則在兩導(dǎo)體間產(chǎn)生電動(dòng)勢，并且回路中有一定大小的電流存在，此現(xiàn)象稱為熱電效應(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

17、高；2）結(jié)構(gòu)簡單，體積小，易于點(diǎn)測量；3）電阻率高，且適合動(dòng)態(tài)測量；4）阻值與溫度變化的關(guān)系是非線性的；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幫助控制汽車的動(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安全性。今天，傳感器有用來測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；有用來確定各部分速度和位置的傳感器 (如車速、節(jié)氣門開度、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 )；還有用于測量發(fā)動(dòng)機(jī)

18、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定車輪轉(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 (測距雷達(dá)或其他測距傳感器 )來判斷和控制汽車的側(cè)向加速度、每個(gè)車輪的瞬時(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)于開關(guān)。隨著傳感器向電子化和數(shù)字化方向發(fā)展

19、， 它們的輸出值將得到更多的相關(guān)利用。2005年，美國 abi 研究公司公布了一份專門針對(duì)傳感器市場的研究報(bào)告。這份名為汽車傳感器：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。 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 40 家生產(chǎn)廠家的詳細(xì)資料，以及 100 多家生產(chǎn)廠家名錄。 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)了傳感器被越來越多地使用。 在汽車業(yè)，安全系統(tǒng)成為傳感器的最大市場。根據(jù)“全球信息公司”的調(diào)查報(bào)告，全球輕型汽車傳感器 oem 市場年均增長率 7.4%，到 2010年將達(dá)到

20、140億美元的規(guī)模，其增長幅度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出汽車本身的年均增長率。 在發(fā)達(dá)國家，隨著汽車電子系統(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)品的增長將趨緩甚至可能下降； 在發(fā)展中國家， 基本的汽車傳感器主要用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、安全、防盜、排放控制系統(tǒng)，增長量十分可觀。用于發(fā)展中國家汽車幕 敬 釁韃 分饕 齇em 生產(chǎn)，以減少成本。汽車傳感器供應(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)展趨勢未來將不可能改變。汽車發(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， 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”將是汽車傳感器的新的應(yīng)用“亮點(diǎn)”

21、領(lǐng)域； 在汽車安全和防盜系統(tǒng)中的應(yīng)用將是最快的增長的市場； 尾氣排放控制系統(tǒng)市場的發(fā)展則十分穩(wěn)定，前景良好。按區(qū)域劃分的幾大應(yīng)用市場是，在美國，主要用于胎壓檢測； 在歐洲，用于汽車行人警告系統(tǒng)； 在新興產(chǎn)業(yè)國家，主要用于安全氣囊和自動(dòng)安全帶系統(tǒng)。 以每輛車來衡量， 氧傳感器用量最多，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(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、減少廢氣

22、排放和進(jìn)行故障檢測。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 (100rh，-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)鍵的是測量精度和可靠性。否則，由傳感器帶來的測量誤差將最終導(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

23、感器各有特點(diǎn)， 其應(yīng)用場合也略有區(qū)別。線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，但線性差，適應(yīng)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(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氣缸負(fù)壓

24、、 大氣壓、渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的升壓比、氣缸內(nèi)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。汽車用壓力傳感器應(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）。電容式壓力傳感器主要用于檢測負(fù)壓、液壓、氣壓，測量范圍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)，用于汽車吸氣閥壓力檢測，能在高溫下穩(wěn)定地工作，是

25、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量?？諝饬髁康臏y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?？諝饬髁總鞲衅饔行D(zhuǎn)翼片式（葉片式）、卡門渦旋式、熱線式、熱膜式等四種類型。 旋轉(zhuǎn)翼片式（葉片式）空氣流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，測量精度較低， 測得的空氣流量需要進(jìn)行溫度補(bǔ)償；卡門渦旋式空氣流量計(jì)無可動(dòng)部件，反映靈敏，精度較高，也需要進(jìn)行溫度補(bǔ)償；熱線式空氣流量計(jì)測量精度高， 無需溫度補(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)和熱線式空氣流量計(jì)測量原理一樣， 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：工作范圍 0

26、.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燃料流量，主要有水輪式和循環(huán)球式，其動(dòng)態(tài)范圍 060kg/h ，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曲軸轉(zhuǎn)角、 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門的開度、車速等。目前汽車使用的位置和轉(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、簧片開關(guān)式、光學(xué)式、半導(dǎo)體磁性晶體管式等，其測量范圍0 360 ，精度 05 以下，測彎曲角達(dá)01 。車速傳感器種類繁多， 有敏感車輪旋轉(zhuǎn)的、 也有敏感動(dòng)力傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的，還有敏感差速從動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的。 當(dāng)車速高于 100km/h

27、 時(shí)，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05250km/h ，重復(fù)精度 01，距離測量誤差優(yōu)于03。5.氣體濃度傳感器氣體濃度傳感器主要用于檢測車體內(nèi)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 0 400 ，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發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)，通過調(diào)整點(diǎn)火提前角控

28、制和避免發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生爆震。 可以通過檢測氣缸壓力、 發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體振動(dòng)和燃燒噪聲等三種方法來檢測爆震。爆震傳感器有磁致伸縮式和壓電式。磁致伸縮式爆震傳感器的使用溫度為-40 125 ，頻率范圍為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范圍內(nèi)具有良好線性度。24ghz雷達(dá)傳感器用于汽車防撞安裝系統(tǒng)，通過發(fā)射雷達(dá)波來判斷前方出現(xiàn)的物體大小， 距離和移動(dòng)速度， 進(jìn)而通過顯示器或與汽車制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行配合，避免汽車與前方物體相撞。傳感器發(fā)射頻率在24.125ghz左右，可以調(diào)節(jié)的頻率范圍在 50khz 左右。精度在國外精度可以達(dá)到毫米級(jí)別。

29、車身控制用傳感器主要用于提高汽車的安全性、 可靠性和舒適性等。由于其工作條件不象發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤那么惡劣， 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；用于門鎖控制中的車速傳感器； 用于亮度自動(dòng)控制中的光傳感器；用于倒車控制中的超聲波傳感器或激光傳感器； 用于保持車距的距離傳感器；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： 確定汽車行駛方向的羅盤傳感器、 陀螺儀和車速傳感器、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器等。在車身上應(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

30、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器、 側(cè)面路面偏距報(bào)警和紅外熱成像夜視傳感器。底盤控制用傳感器是指用于變速器控制系統(tǒng)的車速傳感器、 加速踏板位置傳感器、加速度傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、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)用的傳感器有車速傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、加速度傳感器、車身高度傳感器、方向盤轉(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。底盤應(yīng)用的主要類型傳感器， 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底盤上應(yīng)用的 4 種主要傳感器。

31、表 3 種列出了 27 種傳感器。其中 4 種是壓力傳感器， 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 種是屬于這種類型傳感器。目前低盤應(yīng)用的新型傳感器有側(cè)路面角速率傳感器、 車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、減少廢氣排放和進(jìn)行故障檢測。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

32、度 30g)、沖擊 (加速度 50g)、潮濕 (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)鍵的是測量精度和可靠性。汽車控制系統(tǒng)應(yīng)用的主要傳感器類型， 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

33、球定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)） 的導(dǎo)航系統(tǒng)在汽車上的應(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：確定汽車行駛方向的羅盤傳感器、陀螺儀和車速傳感器、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器等。自動(dòng)變速器系統(tǒng)用傳感器主要有： 車速傳感器、 加速踏板位置傳感器、加速度傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、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、車速傳感器；懸架系統(tǒng)用傳感器主要有：車速傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、加速度傳感器、車身高度傳感器、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器等；動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)用傳感器主要有：車速傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器、油壓傳感器等。汽車傳感器作為汽車電子控制系統(tǒng)的

34、信息源， 是汽車電子控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部件， 也是汽車電子技術(shù)領(lǐng)域研究的核心內(nèi)容之一。 汽車傳感器對(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)確的測量和控制。 衡量現(xiàn)代高級(jí)轎車控制系統(tǒng)水平的關(guān)鍵就在于其傳感器的數(shù)量和水平。 當(dāng)前，一輛國內(nèi)普通家用轎車上大約安裝了近百個(gè)傳感器，而豪華轎車上的傳感器數(shù)量多達(dá) 200 只。近年來從半導(dǎo)體集成電路技術(shù)發(fā)展而來的微電子機(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

35、多功能陣列，非常適合在汽車上應(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 57 年內(nèi)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行管理、廢氣與空氣質(zhì)量控制、abs、車輛動(dòng)力的控制、 自適應(yīng)導(dǎo)航、車輛行駛安全系統(tǒng)在內(nèi)的應(yīng)用，將為 mems技術(shù)提供廣闊的市場。自 20 世紀(jì) 80 年代以來，國內(nèi)汽車儀表行業(yè)引進(jìn)國外的先進(jìn)技術(shù)及與之相配套的傳感器生產(chǎn)技術(shù)， 基本滿足了國內(nèi)小批量、 低水平車型的配套需求。由于起步較晚，還沒有形成系列化、配套化，尚未形成獨(dú)立的產(chǎn)業(yè)，仍然依附于汽車儀表企業(yè)。眾多轎車、輕型車及部分載貨車中采用新的電子產(chǎn)品， 需要大批量、高水平的汽車傳感器， 但國內(nèi)現(xiàn)有最高水平的汽車傳感器產(chǎn)品比

36、國外同類產(chǎn)品落后 10 多年，每年要進(jìn)口 50 萬套以上的高性能汽車傳感器。許多傳感器廠家為了增強(qiáng)產(chǎn)品的競爭力， 采用與國外同行業(yè)進(jìn)行合資經(jīng)營的方式，消化吸收國外先進(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)其它車用傳感器，處于利潤少、產(chǎn)品單一、產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)水平低下的狀況。伴隨著國內(nèi)汽車產(chǎn)量的迅速增長， 今后幾年國內(nèi)汽車工業(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)汽車傳感器國產(chǎn)化勢在必行。為適應(yīng)這一形勢，應(yīng)重點(diǎn)開發(fā)新型壓力、溫度、流量、位移等傳感器， 盡快為汽車工業(yè)解決電噴系統(tǒng)、 空調(diào)排污系統(tǒng)和自動(dòng)

37、駕駛系統(tǒng)所需的傳感器是十分迫切的任務(wù)。汽車傳感器對(duì)整車廠而言，是二級(jí)配套產(chǎn)品，必須以系統(tǒng)形式進(jìn)入整車廠配套。一級(jí)系統(tǒng)配套商的實(shí)力關(guān)系到主機(jī)廠的品牌， 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 年銷售 1 億只用于汽車 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)公司共同開發(fā)有源磁場傳感器的前瞻性技術(shù) ,產(chǎn)品應(yīng)用在汽車廠家生產(chǎn)的最新的轎車上。 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，可以集成在新的系統(tǒng)中,工作時(shí)間達(dá)到幾百萬個(gè)小時(shí)。 me