《傳感器在汽車上的應(yīng)用》

傳感器與檢測技術(shù)

在汽車上的應(yīng)用傳感器在汽車中應(yīng)用現(xiàn)狀隨著電子技術(shù)的發(fā)展，汽車電子化程度不斷提高，傳統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)已經(jīng)難以解決某些與汽車功能要求有關(guān)的問題，因而將逐步被電子控制系統(tǒng)代替。傳感器作為汽車電控系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，其優(yōu)劣直接影響到系統(tǒng)的性能。目前，普通汽車上大約裝有幾十到近百只傳感器，豪華轎車上則更多，這些傳感器主要分布在發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、底盤控制系統(tǒng)和車身控制系統(tǒng)中。一、發(fā)動(dòng)機(jī)控制用傳感器發(fā)動(dòng)機(jī)用傳感器有很多種，其中包括溫度傳感器、壓力傳感器、旋轉(zhuǎn)傳感器、流量傳感器、位置傳感器、濃度傳感器、爆震傳感器等。這類傳感器是整個(gè)車用傳感器的核心，利用它們可提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、降低油耗、減少廢氣、反映故障等，由于其工作在發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)、汽油蒸汽、污泥、水花等惡劣環(huán)境中，因此它們的耐惡劣環(huán)境技術(shù)指標(biāo)要高于一般的傳感器。1、溫度傳感器溫度傳感器：主要檢測發(fā)動(dòng)機(jī)溫度，吸入氣體溫度、冷卻水溫度、燃油溫度、催化溫度等，將它們轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，從而控制噴油嘴針閥開啟時(shí)刻和持續(xù)時(shí)間，以保證供給發(fā)動(dòng)機(jī)最佳混合氣并達(dá)到排氣凈化效果等。實(shí)際應(yīng)用的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的精度較高，但響應(yīng)特性差；熱敏式傳感器靈敏度高，響應(yīng)特性較好，但線性差，適用溫度較低；熱電偶式傳感器的精度高，測溫范圍寬，但需考慮放大器和冷端處理問題。熱敏電阻式溫度傳感器

熱敏電阻的溫度特性

1—負(fù)溫度系數(shù)(NTC)２—正溫度系數(shù)(PTC)3—臨界溫度系數(shù)(CTR)2、壓力傳感器壓力傳感器：主要檢測氣缸負(fù)壓，從而控制點(diǎn)火和燃料噴射；檢測大氣壓，從而控制爬坡時(shí)空燃比；檢測氣缸內(nèi)壓，從而控制點(diǎn)火提前角；檢測廢氣再循環(huán)流量、發(fā)動(dòng)機(jī)油壓、制動(dòng)器油壓、輪胎空氣壓力等等，并對(duì)相關(guān)量作出反應(yīng)。車用壓力傳感器目前已有若干種，應(yīng)用較多的有電容器式、壓阻式、差動(dòng)變壓器式(LVDT)、表面彈性波式(SAW)。電容器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。2、壓力傳感器油壓開關(guān)傳感器的結(jié)構(gòu)

1—觸點(diǎn)2—膜片3—彈簧p—壓力2、壓力傳感器高壓側(cè)壓力傳感器(常閉型)

1—接頭2—膜片3—外殼4—接線柱

5—彈簧6—固定觸點(diǎn)7—活動(dòng)觸點(diǎn)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(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、防抱制動(dòng)系統(tǒng)中的傳感器，它們?cè)诓煌到y(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，主要有車速傳感器、加速度傳感器等幾種形式的傳感器。1、車速傳感器舌簧開關(guān)式車速傳感器的結(jié)構(gòu)

1—舌簧開關(guān)2—指針3—彈簧

4—磁鐵5—轉(zhuǎn)子6—輸出端1、車速傳感器電磁感應(yīng)式車速傳感器

a)結(jié)構(gòu)b)信號(hào)波形1、車速傳感器光電式車速傳感器的結(jié)構(gòu)

1—帶槽的遮光板2—發(fā)光二極管

3—光耦合器4—光敏晶體管1、車速傳感器光電式車速傳感器的工作原理

1—光耦合器2—發(fā)光二極管3—帶槽的遮光板4—遮光板轉(zhuǎn)軸

5—光敏晶體管6—信號(hào)線7—端子2、加速度傳感器差動(dòng)變壓器式加速度傳感器

a)結(jié)構(gòu)示意圖b)輸出特性c)工作原理圖1—差動(dòng)變壓器2—繞組3—鐵心4—印制電路板5—變壓器油6—解調(diào)電路7—振蕩電路8—電源電路2、加速度傳感器滾軸式加速度傳感器的結(jié)構(gòu)

a)靜止?fàn)顟B(tài)b)工作狀態(tài)

1—止動(dòng)銷2—滾軸3—滾動(dòng)觸點(diǎn)4—固定觸點(diǎn)5—底座6—片簧三、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，其耐惡劣環(huán)境技術(shù)要求不如發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤用傳感器那么嚴(yán)格，一般工業(yè)用傳感器稍加改進(jìn)即可應(yīng)用。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，制動(dòng)門鎖系統(tǒng)中的車速傳感器，安全氣囊系統(tǒng)中的加速度傳感器，亮度自控中光傳感器，死角報(bào)警系統(tǒng)中的超聲波傳感器，圖像傳感器等。汽車空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)汽車空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)中傳感器的安裝位置1—車外空氣溫度傳感器2—車內(nèi)空氣溫度傳感器(前)3—日照傳感器4—控制板5—后控制板6—車內(nèi)空氣溫度傳感器(后)7—計(jì)算機(jī)8—功率伺服機(jī)構(gòu)雨滴傳感器雨滴檢測傳感器的構(gòu)成

1—阻尼橡膠2—壓電元件3—不銹鋼振動(dòng)板4—上蓋(不銹鋼)5—混合集成電路6—電容器

7—密封條8—下蓋9—電路板10—密封套11—套管12—線束記憶式后視鏡用傳感器存儲(chǔ)式后視鏡用傳感器的結(jié)構(gòu)1—左右方向位置傳感器2—后視鏡支架3—上下方向位置傳感器4—永久磁鐵5—霍爾元件6—電動(dòng)機(jī)(左右調(diào)整用)7—驅(qū)動(dòng)軸螺釘車用傳感器發(fā)展趨勢(shì)在開發(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)的發(fā)展，傳感器正朝著微型化、多功能化、智能化方向發(fā)展。微型化傳感器利用微機(jī)械加工技術(shù)將微米級(jí)的敏感元件、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。由于其體積小、價(jià)格便宜