車(chē)用傳感器的開(kāi)發(fā)趨勢及預測
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“沒(méi)有傳感器技術(shù)就沒(méi)有現代汽車(chē)”已成為業(yè)內共識，這意味著(zhù)汽車(chē)電子化越發(fā)達，自動(dòng)化程度越高，對傳感器依賴(lài)性就越大。對此，業(yè)內專(zhuān)家認為，未來(lái)新型汽車(chē)應用系統將催生新的汽車(chē)傳感器與之配套。傳感器發(fā)展的最大特點(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)展趨勢是微型化、多功能化和智能化。
世界車(chē)用傳感器的開(kāi)發(fā)趨勢
資料顯示， 一輛普通家用轎車(chē)上大約安裝幾十只傳感器，豪華轎車(chē)上的傳感器數量可多達200余只。預計，到2012年汽車(chē)傳感器銷(xiāo)售額達158億美元。
車(chē)用傳感器大致分為三類(lèi)：動(dòng)力系統、安全管理系統和車(chē)身舒適系統傳感器。其中動(dòng)力系統傳感器市場(chǎng)所占比例最大，體現了汽車(chē)傳感器的最先進(jìn)技術(shù)。例如，油門(mén)踏板位置傳感器的角度誤差必須在0.4%以?xún)?；節氣門(mén)位置傳感器需要極高的可靠性，并要能夠在-50度到150度工作。
在動(dòng)力系統中，有源傳感器引領(lǐng)發(fā)展趨勢。凸輪和曲軸傳感器因為與汽車(chē)的“心臟”發(fā)動(dòng)機密切相關(guān)，成為動(dòng)力系統的關(guān)鍵。而有源的凸輪傳感器和曲軸傳感器能夠為動(dòng)力系統提供更多的保護，因此將引領(lǐng)未來(lái)發(fā)展趨勢。
在安全管理系統中， 壓力傳感器實(shí)現側氣囊控制。汽車(chē)安全管理系統也是廣泛使用傳感器的領(lǐng)域。汽車(chē)側邊氣囊的控制有加速度傳感器和壓力傳感器兩種方案。權威數據表明，與加速度傳感器相比，壓力傳感器在檢測側邊撞擊的速度方面，比加速度傳感器快了將近3倍，而誤動(dòng)作的概率則更小。
在車(chē)身舒適系統中，車(chē)門(mén)、變速箱、被動(dòng)安全讓汽車(chē)更智能。車(chē)門(mén)模塊中，車(chē)門(mén)把手、車(chē)窗控制上使用了直流馬達位置傳感器，采用分布式門(mén)模塊架構，并通過(guò)LIN總線(xiàn)相連接。變速箱通過(guò)使用二軸或三軸角度/線(xiàn)性傳感器，能夠滿(mǎn)足不同的變速箱位置要求并節省成本，具體的傳感器選擇則要根據汽車(chē)變速箱的功能和設計需求來(lái)決定。被動(dòng)安全裝置包括座椅承重的檢測、安全帶打開(kāi)/扣住的監測、座椅位置調節的檢測（保證氣囊系統的有效保護）等等，這些控制的細節對汽車(chē)傳感器的需求也十分可觀(guān)。
加速度、振動(dòng)、速度傳感器是汽車(chē)運動(dòng)測量中的三種主要傳感器，一直保持穩定而強勁的增長(cháng)勢頭。目前，世界生產(chǎn)這三種傳感器的大型企業(yè)有30多家，其中前5名公司占據了31.3%的市場(chǎng)份額。例如Endevco占13.6%，Wilcoxa Research占9.1%，摩托羅拉占4.2%，IMI占3.0%，Analog Devices占1.4%。
西方發(fā)達國家排放法規對尾氣排放量日益嚴格的要求，推動(dòng)了汽車(chē)用氧傳感器的開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)。目前，已實(shí)用的汽車(chē)氧傳感器有氧化鍺氧傳感器、二氧化鈦氧傳感器等幾種。
值得一提的是，微型化傳感器利用微機械加工技術(shù)將微米級的敏感元件、信號調理器、數據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、便于集成等特點(diǎn)，可以提高系統測試精度，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)測出壓力和溫度，便可通過(guò)芯片內運算消去壓力測量中的溫度影響。目前已有不少微型傳感器面世，如壓力傳感器、加速度計、用于防撞的硅加速度計等。
在汽車(chē)輪胎內嵌入微型壓力傳感器可以保持適當充氣，避免充氣過(guò)量或不足，從而可節約燃油10%。多功能化的特性使得傳感器能夠同時(shí)檢測2個(gè)或2個(gè)以上的特性參數。
智能傳感器配有專(zhuān)用計算機，它的迅速發(fā)展將汽車(chē)的安全性能提高到一個(gè)前所未有的高度。隨著(zhù)微電子技術(shù)和微機械加工技術(shù)的發(fā)展，傳感器正朝著(zhù)微型化、多功能化、智能化方向發(fā)展。
中國車(chē)載傳感器的發(fā)展現狀
汽車(chē)傳感器是汽車(chē)電子技術(shù)領(lǐng)域研究的核心內容之一，本文簡(jiǎn)單介紹了國內汽車(chē)傳感器的應用發(fā)展情況，以及汽車(chē)上幾種主要的傳感器，并對發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望。
● 汽車(chē)傳感器市場(chǎng)規模大
市場(chǎng)研究數據顯示，2002年全球汽車(chē)傳感器的市場(chǎng)規模為70.1億美元，全球2002年汽車(chē)傳感器的市場(chǎng)需求量為10.38億只，我國的汽車(chē)工業(yè)發(fā)展加快，估計2010年將達1500萬(wàn)輛的生產(chǎn)能力，若每輛車(chē)用10只傳感器，將需15000萬(wàn)套傳感器及其配套變送器和儀表。
我國現有汽車(chē)2000萬(wàn)輛，并且每年以5%以上的速度遞增，但是目前“電噴”汽車(chē)還只占10%左右，國家規定停止“化油器”汽車(chē)的生產(chǎn)，新出廠(chǎng)的汽車(chē)要求全部安裝“電噴”系統。上海聯(lián)合汽車(chē)電子現在年產(chǎn)120萬(wàn)套“電噴”系統傳感器，約4000～6000元/套，其中，汽車(chē)傳感器占60%以上的產(chǎn)值。國內電噴系統應用傳感器占系統的70%以上，ABS傳感器的成本為50元左右，國內產(chǎn)量為100萬(wàn)套，產(chǎn)值為5000萬(wàn)元；安全氣囊的傳感器占系統成本的70%以上，安全氣囊的傳感器售價(jià)為2000元左右，需求量為100萬(wàn)套/年，則傳感器的產(chǎn)值可達20億元。
● 汽車(chē)傳感器舉足輕重
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。汽車(chē)傳感器對溫度、壓力、位置、轉速、加速度和振動(dòng)等各種信息進(jìn)行實(shí)時(shí)、準確的測量和控制。衡量現代高級轎車(chē)控制系統水平的關(guān)鍵就在于其傳感器的數量和水平。當前，一輛國內普通家用轎車(chē)上大約安裝了近百個(gè)傳感器，而豪華轎車(chē)上的傳感器數量多達200只。
近年來(lái)從半導體集成電路技術(shù)發(fā)展而來(lái)的微電子機械系統(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，易構成大規模和多功能陣列，非常適合在汽車(chē)上應用。
微型傳感器的大規模應用將不僅限于發(fā)動(dòng)機燃燒控制和安全氣囊，在未來(lái)5～7年內，包括發(fā)動(dòng)機運行管理、廢氣與空氣質(zhì)量控制、ABS、車(chē)輛動(dòng)力的控制、自適應導航、車(chē)輛行駛安全系統在內的應用，將為MEMS技術(shù)提供廣闊的市場(chǎng)。
● 國內汽車(chē)傳感器生產(chǎn)水平低
自20世紀80年代以來(lái)，國內汽車(chē)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(mǎn)足了國內小批量、低水平車(chē)型的配套需求。由于起步較晚，還沒(méi)有形成系列化、配套化，尚未形成獨立的產(chǎn)業(yè)，仍然依附于汽車(chē)儀表企業(yè)。
眾多轎車(chē)、輕型車(chē)及部分載貨車(chē)中采用新的電子產(chǎn)品，需要大批量、高水平的汽車(chē)傳感器，但國內現有最高水平的汽車(chē)傳感器產(chǎn)品比國外同類(lèi)產(chǎn)品落后10多年，每年要進(jìn)口50萬(wàn)套以上的高性能汽車(chē)傳感器。
許多傳感器廠(chǎng)家為了增強產(chǎn)品的競爭力，采用與國外同行業(yè)進(jìn)行合資經(jīng)營(yíng)的方式，消化吸收國外先進(jìn)的傳感器技術(shù)，使產(chǎn)品升級換代，從而逐步發(fā)展壯大，有的已成為幾大“電噴”系統廠(chǎng)家的下游供應商。但絕大多數企業(yè)還只是配套生產(chǎn)其它車(chē)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(zhù)國內汽車(chē)產(chǎn)量的迅速增長(cháng)，今后幾年國內汽車(chē)工業(yè)對傳感器及其配套變速器和儀表的需求亦將大大增加，實(shí)現汽車(chē)傳感器國產(chǎn)化勢在必行。為適應這一形勢，應重點(diǎn)開(kāi)發(fā)新型壓力、溫度、流量、位移等傳感器，盡快為汽車(chē)工業(yè)解決電噴系統、空調排污系統和自動(dòng)駕駛系統所需的傳感器是十分迫切的任務(wù)。汽車(chē)傳感器對整車(chē)廠(chǎng)而言，是二級配套產(chǎn)品，必須以系統形式進(jìn)入整車(chē)廠(chǎng)配套。一級系統配套商的實(shí)力關(guān)系到主機廠(chǎng)的品牌，所以必須建立系統平臺，以系統帶動(dòng)傳感器的發(fā)展。
中國車(chē)載傳感器的發(fā)展趨勢
未來(lái)的汽車(chē)傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢是微型化、多功能化、集成化和智能化。汽車(chē)傳感器和電子系統向著(zhù)采用MEMS傳感器的方向發(fā)展。
20世紀末期，設計技術(shù)、材料技術(shù)， 特別是MEMS 技術(shù) 加速度計相關(guān)文章:加速度計原理
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