汽車(chē)傳感器的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

1、-作者xxxx-日期xxxx汽車(chē)傳感器的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)【精品文檔】生活中的傳感器院系：物理與電氣工程系專(zhuān)業(yè)：11級(jí)電氣工程及其自動(dòng)化姓名：郭曉青【精品文檔】汽車(chē)傳感器的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)傳感器定義：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7665-87對(duì)傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測(cè)量件并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)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(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將檢測(cè)感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。窗體頂端窗體底端您的訪問(wèn)出錯(cuò)了！5秒后系統(tǒng)將

2、為您自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到詞條圖冊(cè)如果您的瀏覽器沒(méi)有自動(dòng)跳轉(zhuǎn)，請(qǐng)點(diǎn)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(cè)、感受外界的信號(hào)、物理?xiàng)l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(cè)(共2個(gè)圖冊(cè))正文圖冊(cè)傳感器匯總圖片精選(6張)詞條圖片(8張)擴(kuò)展圖冊(cè)該詞條暫無(wú)圖冊(cè)。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(kāi)發(fā)、海洋探測(cè)、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(shuō)，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(gè)現(xiàn)代化項(xiàng)目，都離不開(kāi)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(dòng)社會(huì)進(jìn)步方面的重要作用，是十分明顯的。世界各國(guó)都十分重視這一領(lǐng)域的發(fā)展。相信不久的將來(lái)，傳感器技術(shù)將會(huì)出現(xiàn)一個(gè)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(lèi)5大感覺(jué)器官相比擬：光敏傳感器視覺(jué)聲敏傳感器聽(tīng)覺(jué)氣敏傳感器嗅覺(jué)化學(xué)傳感器味覺(jué)壓敏、溫敏、流體傳感器觸覺(jué)敏感元件的分類(lèi)：物理類(lèi)，基于力、熱、光、電、磁和聲等物理效應(yīng)?；瘜W(xué)類(lèi)，基于化學(xué)反應(yīng)的原理。生物類(lèi)，基于酶、抗體、和激素等分子識(shí)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(lèi)（還有人曾將敏感元件分46類(lèi)）。新型

4、傳感器的特點(diǎn)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(zhǎng)點(diǎn)。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?？梢杂貌煌挠^點(diǎn)對(duì)傳感器進(jìn)行分類(lèi)：  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(hào)類(lèi)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(lèi)：傳感器工作原理的分類(lèi)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(cè)信號(hào)

5、量的微小變化都將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)?；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(cè)信號(hào)量的微小變化也將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。有些傳感器既不能劃分到物理類(lèi)，也不能劃分為化學(xué)類(lèi)。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(wèn)題較多，例如可靠性問(wèn)題，規(guī)模生產(chǎn)的可能性，價(jià)格問(wèn)題等，解決了這類(lèi)難題，化學(xué)傳感器的應(yīng)用將會(huì)有巨大增長(zhǎng)。汽車(chē)傳感器的應(yīng)用電子技術(shù)已經(jīng)成為新一代汽車(chē)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(chē)越來(lái)越多地應(yīng)用了傳感器,以提高汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)、動(dòng)力和排放性能,改善底盤(pán)的制動(dòng)操縱性能、轉(zhuǎn)向性能和汽車(chē)行駛的安全性能。要實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)的關(guān)鍵在于汽車(chē)的電子化和智能

6、化先決條件則是各種信息的及時(shí)獲取這勢(shì)必要求在汽車(chē)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?cè)谄?chē)的運(yùn)用受到很大的限定。近幾年來(lái),從半導(dǎo)體集成電路(IC)技能發(fā)展而來(lái)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(shí)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(hào)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(chǎng)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(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)模和多功能陣列，這些特性使得它們非常適合于汽車(chē)方面的運(yùn)用。隨著汽車(chē)解碼器電子技術(shù)的發(fā)展，汽車(chē)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(chē)功能要求有關(guān)的解碼問(wèn)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(cè)量的大小，定量提供有用的電輸出信號(hào)的部件，亦即傳感器把光、時(shí)間、電、溫度、壓力及氣體等的物理、化學(xué)量轉(zhuǎn)換成信號(hào)的變換器。傳感器作為汽車(chē)電控系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，它直接影響汽車(chē)的技術(shù)性能的發(fā)揮。目前，普通汽車(chē)上大約裝有10-20只傳感器，高級(jí)豪華轎車(chē)則更多，這些傳感器主要分布在發(fā)動(dòng)機(jī)控制

8、系統(tǒng)、底盤(pán)控制系統(tǒng)和車(chē)身控制系統(tǒng)中。一、發(fā)動(dòng)機(jī)控制用傳感器發(fā)動(dòng)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(lèi)傳感器是整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的核心，利用它們可提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、降低油耗、減少?gòu)U氣、反映故障等，由于其工作在發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)、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(duì)于它們的性能指標(biāo)要求有很多種，其中最關(guān)鍵的是測(cè)量精度與可靠性，否則由傳感器檢測(cè)帶來(lái)的誤差最終將導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)失靈或故障。：主要檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、吸入氣體溫度、冷卻水溫度、燃油溫度、機(jī)油溫度、催化溫度等。實(shí)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(cè)溫范圍寬，但需考慮放大器和冷端處理問(wèn)題。2.壓力傳感器：主要檢測(cè)進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力、真空度、大氣壓力、發(fā)動(dòng)機(jī)油壓、制動(dòng)器油壓、輪胎壓力等。車(chē)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(dòng)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(dòng)態(tài)響應(yīng)好、環(huán)境適應(yīng)性好等特點(diǎn)；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(diǎn)，是一種較為理想的傳感器。3.轉(zhuǎn)速、角度和車(chē)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、車(chē)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(dòng)式等。4.氧傳感器：氧傳感器安裝在排氣管內(nèi)，測(cè)量排氣管中的含氧量，確定發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際空燃比與理論值的偏差，控制系統(tǒng)根據(jù)反饋信號(hào)，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(shí)際應(yīng)用的是氧化鋯和氧化鈦傳感器。5.流量傳感器：測(cè)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(cè)進(jìn)入發(fā)動(dòng)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(shí)際應(yīng)用的有卡門(mén)旋渦式、葉片式、熱線式?？ㄩT(mén)式無(wú)可動(dòng)部件、反應(yīng)靈敏、精度較高；熱線式易受吸入氣體脈動(dòng)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(chē)式、球循環(huán)式。6.爆震傳感器：它能把爆震信號(hào)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(pán)控制用傳感器底盤(pán)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(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、防抱制動(dòng)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(dòng)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(dòng)變速器的控制。它是根據(jù)車(chē)速傳感器、加速度傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷傳感器

12、、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、水溫傳感器、油溫傳感器檢測(cè)所獲得的信息經(jīng)處理使電控裝置控制換檔點(diǎn)和液力變矩器鎖止，實(shí)現(xiàn)最大動(dòng)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(chē)速傳感器、節(jié)氣門(mén)開(kāi)度傳感器、加速度傳感器、車(chē)身高度傳感器、轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器等。根據(jù)檢測(cè)到的信息自動(dòng)調(diào)整車(chē)高，抑制車(chē)輛姿勢(shì)的變化等，實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛舒適性、操縱穩(wěn)定性和行車(chē)穩(wěn)定性的控制。3.動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳感器：它是根據(jù)車(chē)速傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器等使動(dòng)力轉(zhuǎn)向電控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向操縱輕便，提高響應(yīng)特性，減少發(fā)動(dòng)機(jī)損耗，增大輸出功率，節(jié)省燃油等。4.防抱制動(dòng)傳感器：它是根據(jù)車(chē)輪角速度傳感器，檢測(cè)車(chē)輪轉(zhuǎn)速，在各車(chē)輪的滑移率為20%時(shí)，控制

13、制動(dòng)油壓、改善制動(dòng)性能，確保車(chē)輛的操縱性和穩(wěn)定性。三、車(chē)身控制用傳感器采用這類(lèi)傳感器的主要目的是提高汽車(chē)安全性、可靠性、舒適性等，主要有應(yīng)用于自動(dòng)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(bào)警系統(tǒng)中超聲波傳感器；圖像傳感器等。四、車(chē)用傳感器研究開(kāi)發(fā)趨勢(shì)由于傳感器在電控系統(tǒng)中的重要作用，所以世界各國(guó)對(duì)其理論研究、新材料應(yīng)用、產(chǎn)品開(kāi)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(kāi)始出現(xiàn)炭化，在大氣中也要在600以上才開(kāi)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(cè)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(zhǎng)，可用于發(fā)動(dòng)機(jī)中高溫測(cè)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(dòng)傳感器和加速度傳感器。與其它材料振動(dòng)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(dòng)檢測(cè)以及發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸壓力等測(cè)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(cè)等特點(diǎn)正受到人們的普遍重視。目前已有不少成熟的產(chǎn)品問(wèn)世，如光纖轉(zhuǎn)矩傳感器，溫度、振動(dòng)、壓力、流量等傳感器。在開(kāi)發(fā)利用新材料同時(shí)，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(jí)的敏感元

15、件、信號(hào)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(jià)格便宜、便于集成等特點(diǎn)，可以提高系統(tǒng)測(cè)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(shí)測(cè)出壓力和溫度，便可通過(guò)芯片內(nèi)運(yùn)算消去壓力測(cè)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(chē)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(guò)量或不足，從而節(jié)約燃油10%。多功能化使傳感器能夠同時(shí)檢測(cè)2個(gè)或2個(gè)以上的特性參數(shù)。而智能傳感器由于帶有專(zhuān)用計(jì)算機(jī)，因而具有智能特點(diǎn)。2013我國(guó)汽車(chē)傳感器技術(shù)與應(yīng)用趨勢(shì)分析全球傳感器市場(chǎng)正呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。資訊公司INTECHNOC

16、ONSULTING的市場(chǎng)報(bào)告顯示，2008年全球傳感器市場(chǎng)容量為506億美元，預(yù)計(jì)2010年全球傳感器市場(chǎng)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(chǎng)增長(zhǎng)最快的地區(qū)，而美國(guó)、德國(guó)、日本依然是傳感器市場(chǎng)分布最大的國(guó)家。就世界范圍而言，傳感器市場(chǎng)上增長(zhǎng)最快的依舊是汽車(chē)市場(chǎng)?！皼](méi)有傳感器技術(shù)就沒(méi)有現(xiàn)代汽車(chē)”已成為業(yè)內(nèi)共識(shí)，這意味著汽車(chē)電子化越發(fā)達(dá)，自動(dòng)化程度越高，對(duì)傳感器依賴性就越大。對(duì)此，業(yè)內(nèi)專(zhuān)家認(rèn)為，未來(lái)新型汽車(chē)應(yīng)用系統(tǒng)將催生新的汽車(chē)傳感器與之配套。傳感器的最大特點(diǎn)是不斷引入新技術(shù)發(fā)展新功能，未來(lái)汽車(chē)傳感器技術(shù)總發(fā)展趨勢(shì)是微型化、多功能化和智能化。自我感受傳感器，對(duì)于我的理解是：通過(guò)

17、對(duì)光，溫度，聲音等的感應(yīng)，經(jīng)過(guò)特殊元件的處理將感應(yīng)的信號(hào)成電信號(hào)等，并轉(zhuǎn)換成人類(lèi)可知的信息，或是通過(guò)自動(dòng)控制技術(shù)對(duì)器件做出相應(yīng)的處理。在現(xiàn)代化的今天，自動(dòng)控制技術(shù)很熱門(mén)，而傳感器則是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的其中一種途徑，因此傳感器在現(xiàn)在社會(huì)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(wú)處不在，它不僅應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、宇宙開(kāi)發(fā)、海洋探測(cè)、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(chē)、智能手機(jī)、電子爐灶、自動(dòng)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(bào)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(huì)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(chē)現(xiàn)在作為一種重要交通工具，認(rèn)識(shí)了解它的性能，工作原理變得越來(lái)越重要。以前以為汽車(chē)是多么的高級(jí)，智能，不是一般人可以真正了解他的工作原理。現(xiàn)在通過(guò)對(duì)傳感器的了解，才恍然大悟，原來(lái)汽車(chē)的智能一半來(lái)自傳感器的應(yīng)用。目前，普通汽車(chē)上大約裝有幾十到近百只傳感器，豪華轎車(chē)上就更多了，這些傳感器主要分布在發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、底盤(pán)控制系統(tǒng)，安全氣囊和車(chē)身控制系統(tǒng)中。近幾年來(lái)，由于車(chē)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(chē)