《传感器在汽车上的应用》

传感器与检测技术

在汽车上的应用传感器在汽车中应用现状随着电子技术的发展，汽车电子化程度不断提高，传统的机械系统已经难以解决某些与汽车功能要求有关的问题，因而将逐步被电子控制系统代替。传感器作为汽车电控系统的关键部件，其优劣直接影响到系统的性能。目前，普通汽车上大约装有几十到近百只传感器，豪华轿车上则更多，这些传感器主要分布在发动机控制系统、底盘控制系统和车身控制系统中。一、发动机控制用传感器发动机用传感器有很多种，其中包括温度传感器、压力传感器、旋转传感器、流量传感器、位置传感器、浓度传感器、爆震传感器等。这类传感器是整个车用传感器的核心，利用它们可提高发动机动力性、降低油耗、减少废气、反映故障等，由于其工作在发动机振动、汽油蒸汽、污泥、水花等恶劣环境中，因此它们的耐恶劣环境技术指标要高于一般的传感器。1、温度传感器温度传感器：主要检测发动机温度，吸入气体温度、冷却水温度、燃油温度、催化温度等，将它们转变成电信号，从而控制喷油嘴针阀开启时刻和持续时间，以保证供给发动机最佳混合气并达到排气净化效果等。实际应用的温度传感器主要有线绕电阻式、热敏电阻式和热电偶式。线绕电阻式温度传感器的精度较高，但响应特性差；热敏式传感器灵敏度高，响应特性较好，但线性差，适用温度较低；热电偶式传感器的精度高，测温范围宽，但需考虑放大器和冷端处理问题。热敏电阻式温度传感器

热敏电阻的温度特性

1—负温度系数(NTC)２—正温度系数(PTC)3—临界温度系数(CTR)2、压力传感器压力传感器：主要检测气缸负压，从而控制点火和燃料喷射；检测大气压，从而控制爬坡时空燃比；检测气缸内压，从而控制点火提前角；检测废气再循环流量、发动机油压、制动器油压、轮胎空气压力等等，并对相关量作出反应。车用压力传感器目前已有若干种，应用较多的有电容器式、压阻式、差动变压器式(LVDT)、表面弹性波式(SAW)。电容器式传感器具有输入能量高，动态响应好、环境适应性好等特点；压阻式受温度影响大，需另设温度补偿电路，但适用于大量生产；LVDT式有较大输出，易于数字输出，但抗振性较差；SAW式具有体积小、质量轻、功耗低、可靠性强、灵敏度高、分辨率高、数字量输出等特点，是一种较为理想的传感器。2、压力传感器油压开关传感器的结构

1—触点2—膜片3—弹簧p—压力2、压力传感器高压侧压力传感器(常闭型)

1—接头2—膜片3—外壳4—接线柱

5—弹簧6—固定触点7—活动触点二、底盘控制用传感器底盘控制用传感器是指分布在变速器控制系统、悬架控制系统、动力转向系统、防抱制动系统中的传感器，它们在不同系统中作用不同，但工作原理与发动机中传感器是相同的，主要有车速传感器、加速度传感器等几种形式的传感器。1、车速传感器舌簧开关式车速传感器的结构

1—舌簧开关2—指针3—弹簧

4—磁铁5—转子6—输出端1、车速传感器电磁感应式车速传感器

a)结构b)信号波形1、车速传感器光电式车速传感器的结构

1—带槽的遮光板2—发光二极管

3—光耦合器4—光敏晶体管1、车速传感器光电式车速传感器的工作原理

1—光耦合器2—发光二极管3—带槽的遮光板4—遮光板转轴

5—光敏晶体管6—信号线7—端子2、加速度传感器差动变压器式加速度传感器

a)结构示意图b)输出特性c)工作原理图1—差动变压器2—绕组3—铁心4—印制电路板5—变压器油6—解调电路7—振荡电路8—电源电路2、加速度传感器滚轴式加速度传感器的结构

a)静止状态b)工作状态

1—止动销2—滚轴3—滚动触点4—固定触点5—底座6—片簧三、车身控制用传感器采用这类传感器的主要目的是提高汽车安全性、可靠性、舒适性等，其耐恶劣环境技术要求不如发动机、底盘用传感器那么严格，一般工业用传感器稍加改进即可应用。主要有应用于自动空调系统中的多种温度传感器、风量传感器、日照传感器等，制动门锁系统中的车速传感器，安全气囊系统中的加速度传感器，亮度自控中光传感器，死角报警系统中的超声波传感器，图像传感器等。汽车空调自动控制系统汽车空调自动控制系统中传感器的安装位置1—车外空气温度传感器2—车内空气温度传感器(前)3—日照传感器4—控制板5—后控制板6—车内空气温度传感器(后)7—计算机8—功率伺服机构雨滴传感器雨滴检测传感器的构成

1—阻尼橡胶2—压电元件3—不锈钢振动板4—上盖(不锈钢)5—混合集成电路6—电容器

7—密封条8—下盖9—电路板10—密封套11—套管12—线束记忆式后视镜用传感器存储式后视镜用传感器的结构1—左右方向位置传感器2—后视镜支架3—上下方向位置传感器4—永久磁铁5—霍尔元件6—电动机(左右调整用)7—驱动轴螺钉车用传感器发展趋势在开发利用新材料同时，由于微电子技术和微机械加工技术的发展，传感器正朝着微型化、多功能化、智能化方向发展。微型化传感器利用微机械加工技术将微米级的敏感元件、信号调理器、数据处理装置集成封装在一块芯片上。由于其体积小、价格便宜