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汽車(chē)傳感器的應用現狀及其發(fā)展趨勢
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時(shí)間：2013-01-11
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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汽車(chē)傳感器作為汽車(chē)電子控制系統的信息源，是汽車(chē)電子控制系統的關(guān)鍵部件，也是汽車(chē)電子技術(shù)領(lǐng)域研究的核心內容之一。目前，一輛普通家用轎車(chē)上大約安裝幾十到近百只傳感器，而豪華轎車(chē)上的傳感器數量可多達二百余只。據報道，2000年汽車(chē)傳感器的市場(chǎng)為61.7億美元（9.04億件產(chǎn)品），到2005年將達到84.5億美元（12.68億件），增長(cháng)率為6.5%（按美元計）和7.0%（按產(chǎn)品件數計）。
1.汽車(chē)傳感器的應用分類(lèi)
汽車(chē)傳感器在汽車(chē)上主要用于發(fā)動(dòng)機控制系統、底盤(pán)控制系統、車(chē)身控制系統和導航系統中。它的應用，大大提高了汽車(chē)電子化的程度，增加了汽車(chē)駕駛的安全系數。
1.1發(fā)動(dòng)機控制系統用傳感器
發(fā)動(dòng)機控制系統用傳感器是整個(gè)汽車(chē)傳感器的核心，種類(lèi)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(fā)動(dòng)機的電子控制單元（ECU）提供發(fā)動(dòng)機的工作狀況信息，供ECU對發(fā)動(dòng)機工作狀況進(jìn)行精確控制，以提高發(fā)動(dòng)機的動(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)機工作在高溫（發(fā)動(dòng)機表面溫度可達150℃、排氣歧管可達650℃）、振動(dòng)（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(huán)境中，因此發(fā)動(dòng)機控制系統用傳感器耐惡劣環(huán)境的技術(shù)指標要比一般工業(yè)用傳感器高1-2個(gè)數量級，其中最關(guān)鍵的是測量精度和可靠性。否則，由傳感器帶來(lái)的測量誤差將最終導致發(fā)動(dòng)機控制系統難以正常工作或產(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(xiàn)繞電阻式、熱敏電阻式和熱偶電阻式三種主要類(lèi)型。三種類(lèi)型傳感器各有特點(diǎn)，其應用場(chǎng)合也略有區別。線(xiàn)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(xiàn)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(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%，響應時(shí)間10ms；高溫型600℃～1000℃，精度5%，響應時(shí)間10ms）、鐵氧體式溫度傳感器（ON/OFF型，-40℃～120℃，精度2.0%）、金屬或半導體膜空氣溫度傳感器（-40℃～150℃，精度2.0%、5%，響應時(shí)間20ms）等。
2.壓力傳感器
壓力傳感器主要用于檢測氣缸負壓、大氣壓、渦輪發(fā)動(dòng)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(chē)用壓力傳感器應用較多的有電容式、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壓、液壓、氣壓，測量范圍20～100kPa，具有輸入能量高，動(dòng)態(tài)響應特性好、環(huán)境適應性好等特點(diǎn)；壓阻式壓力傳感器受溫度影響較大，需要另設溫度補償電路，但適應于大量生產(chǎn)；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(zhì)量輕、功耗低、可靠性高、靈敏度高、分辨率高、數字輸出等特點(diǎn)，用于汽車(chē)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(fā)動(dòng)機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)機控制系統確定燃燒條件、控制空燃比、起動(dòng)、點(diǎn)火等?？諝饬髁總鞲衅饔行D翼片式（葉片式）、卡門(mén)渦旋式、熱線(xiàn)式、熱膜式等四種類(lèi)型。旋轉翼片式（葉片式）空氣流量計結構簡(jiǎn)單，測量精度較低，測得的空氣流量需要進(jìn)行溫度補償；卡門(mén)渦旋式空氣流量計無(wú)可動(dòng)部件，反映靈敏，精度較高，也需要進(jìn)行溫度補償；熱線(xiàn)式空氣流量計測量精度高，無(wú)需溫度補償，但易受氣體脈動(dòng)的影響，易斷絲；熱膜式空氣流量計和熱線(xiàn)式空氣流量計測量原理一樣，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(huán)球式，其動(dòng)態(tài)范圍0～60kg/h，工作溫度-40℃～120℃，精度±1%，響應時(shí)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(fā)動(dòng)機轉速、節氣門(mén)的開(kāi)度、車(chē)速等。目前汽車(chē)使用的位置和轉速傳感器主要有交流發(fā)電機式、磁阻式、霍爾效應式、簧片開(kāi)關(guān)式、光學(xué)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(chē)速傳感器種類(lèi)繁多，有敏感車(chē)輪旋轉的、也有敏感動(dòng)力傳動(dòng)軸轉動(dòng)的，還有敏感差速從動(dòng)軸轉動(dòng)的。當車(chē)速高于100km/h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0.5～250km/h，重復精度0.1%，距離測量誤差優(yōu)于0.3%。
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