汽車各類傳感器的結構介紹與工作原理解析

1、汽車各類傳感器的結構介紹與工作原理解析在現代社會，傳感器的應用已經滲透到人類的生活中。傳感器是一種常見的 裝置，主要起到轉換信息形式的作用，大多把其他形式的信號轉換為更好檢測和 監(jiān)控的電信號。汽車傳感器作為汽車電子控制系統(tǒng)的信息源，把汽車運行中各種 工況信息轉化成電訊號輸送給中央控制單元，才能使發(fā)動機處于最佳工作狀態(tài)。 發(fā)動機、底盤、車身的控制系統(tǒng)，另外還有導航系統(tǒng)都是汽車傳感器可以發(fā)揮作 用的位置；汽車傳感器還可檢測汽車運行的狀態(tài)，提高駕駛的安全性、舒適性。 汽車中的傳感器按測量對象可分為溫度、壓力、流量、氣體濃度、速度、光亮度、 距離等。以應用區(qū)域來分，又可分為作用于發(fā)動機、底盤、車身、導

2、航系統(tǒng)等。 按輸出信號，有模擬式的也有數字式的。按功能分，有控制汽車運行狀態(tài)的，也 有檢測汽車性能及工作狀態(tài)的。下面我們就按功能分別具體介紹汽車控制用傳感 器以及汽車性能檢測傳感器。一、汽車控制用傳感器1、發(fā)動機控制系統(tǒng)用傳感器流量傳感器汽車中的流量傳感器大多測發(fā)動機空氣流量和燃料流量，它能 將流量轉換成電信號。其中空氣流量傳感器應用更多，主要用于監(jiān)測發(fā)動機的燃 燒條件、起動、點火等，并為計算供油量提供依據。按原理分為體積型、質量型 流量計，按結構分為熱膜式、熱線式、翼片式、卡門旋渦式流量計。翼片式流量 計測量精度低且要溫度補償；熱線式和熱膜式測量精度高，無需溫度補償?？偟?來說，熱膜式流量計

3、因為較小的體積，更受工業(yè)化生產的青睞。2、壓力傳感器壓力傳感器主要以力學信號為媒介，把流量等參數與電信號聯系起來，可測 量發(fā)動機的進氣壓力、氣缸壓力、大氣壓、油壓等，常用壓力傳感器可分為電容 式、半導體壓阻式、差動變壓器式和表面彈性波式。電容式多檢測負壓、液壓、 氣壓，可測20100kPa的壓力，動態(tài)響應快速敏捷，能抵御惡劣工作條件；壓 阻式需要另設溫度補償電路，它常用于工業(yè)生產；相對于差動變壓器式不穩(wěn)定的 數字輸出，表面彈性波式表現最優(yōu)異，它小巧節(jié)能、靈敏可靠，受溫度影響小。3、氣體濃度傳感器被用來檢測各種氣體濃度。比如氧傳感器，多在發(fā)動機排氣管中，用來評價 空燃比。目前應用的有氧化鋯式和氧

4、化鈦式。氧化鋯式更受歡迎，它能在一定溫 度下將元件極板內兩側氧濃度差化為濃差電動勢，成本低廉，而且測試結果受環(huán) 境影響很小。4、溫度傳感器溫度傳感器主要用于檢測動力系統(tǒng)和車內的溫度，它使用了不同種類的電阻 器：線繞式、熱敏式、熱偶式。線繞電阻式和熱偶電阻式精度比較高，但線繞電 阻式響應不及時，熱偶電阻式不能單獨使用必須搭配放大器和冷端處理，而熱敏 電阻式雖靈敏但線性差，使用溫度有限，因此三種傳感器各有優(yōu)劣。5、爆燃傳感器它被安裝在發(fā)動機機體上，可檢測氣缸壓力、振動和燃燒噪聲，判斷發(fā)動機 的爆燃程度，再通過調整點火來排除隱患。爆燃傳感器常用磁致伸縮式。6、底盤控制用傳感器防撞及懸架電子控制為防止

5、在行車時發(fā)生碰撞事故，車輛前后會安裝測距 裝置，利用雷達或超聲波，這些裝置中都大量使用了傳感器。懸架是汽車必不可 少的配置之一，好的懸架可以大幅減少車身的震動，提高整車穩(wěn)定性能。懸架系 統(tǒng)傳感器的作用對象涉及速度與加速度、車身高度、方向盤角度等，計算機會在 處理這些信號后再調控車輛的行駛。7、汽車電子防抱死制動控制系統(tǒng)ABS該系統(tǒng)是汽車上一個重要的安全裝置，在汽車緊急制動時防止車輪抱死 拖滑，提高制動穩(wěn)定性，縮短制動距離。ABS系統(tǒng)需要測量制動時前后所有車輪 的輪速和減速度，速度和減速度傳感器分別可使用電磁效應式和水銀開關式。8、車身控制用傳感器汽車空調汽車空調系統(tǒng)在車內外和空調器出口都裝有溫

6、度傳感器，空調壓 縮機上則裝有磁電式轉速傳感器和靜電式制冷劑流量傳感器，從而空調系統(tǒng)可以 測量并調整風量，改變車內溫度。9、安全氣囊安全氣囊可保護乘客在事故中免受致命傷害，它包括傳感器、電控單元、氣 囊、氣體發(fā)生器、續(xù)流器，還用到了碰撞傳感器和保險傳感器。安全氣囊中的傳 感器可以通過測量碰撞加速度來判斷碰撞程度，瞬時將信息傳輸給控制器，引發(fā) 氣體發(fā)生器點火給氣囊充氣，打開氣囊。10、導航控制用傳感器車輛導航系統(tǒng)是判斷該車所在位置和后繼行駛方向的系統(tǒng)，需要用到陀螺儀、 羅盤方向傳感器、車速傳感器等。二、汽車性能檢測傳感器1、汽車動力性檢測汽車動力性指汽車行駛中能達到的最大車速，極限加速和爬坡能力

7、，是汽車 的基本性能之一，可用底盤測功機、五輪儀或非接觸車速儀檢測。目前五輪儀正 逐漸被淘汰，底盤測功機和非接觸車速儀上都裝有車速傳感器、驅動傳感器及位 移傳感器（尤其是二維光電空間位移傳感器），做到精確測量汽車行駛的距離和 速度。2、汽車燃油經濟性檢測油耗傳感器可測出消耗的油量，分為容積式和質量式。常用容積式傳感器主 要由橢圓齒輪或腰輪轉子流量計構成；而質量式油耗傳感器則包括稱量、計數和 控制三部分裝置，體積較大，不適合隨車攜帶。3、胎壓監(jiān)測傳感器每個車輪內都要安裝微型壓力傳感器，測量輪胎的氣壓后將信息傳到接收器。 輪胎壓力偏離正常范圍系統(tǒng)就會自動發(fā)出警報，不僅保護輪胎，還確保了汽車的 行駛安全。4、汽車防盜傳感器汽車防盜裝置使用兩軸加速度傳感器、傾斜傳感器，可以及時檢測到車輛移 動引起的傾斜擱置。汽車紅外防盜報警傳感器不僅非常靈敏，還能有效排除干擾 因素影響，適應溫度的變化，搭配上紅外傳感信號處理器，報警電路就能高效監(jiān) 控汽車周圍的環(huán)境變化。5、汽車燈光檢測汽車前照燈要檢測光束照射位置和發(fā)光強度，常用光電池傳感器。汽車傳感器的發(fā)展前景隨著半導體、陶瓷等新型材料用于傳感器敏感元件， 許多先進技術也引入汽車傳感器的制造中，如集成技術、微細加工技術、薄膜技 術等，從而制造出可靠的微型化敏感元件。微電子機械系統(tǒng)技術（MEMS）已經給 汽