汽车传感器设计和制造技术

汽车传感器的设计和制造技术卢建阳2015年03月E-mail:autosensor@163.com

议程传感器在汽车上的应用电喷发动机管理系统原理图传感器产品技术和制造概览传感器制造主要设备及投资估算用于传感器研发、认证测试的主要设备1.传感器在汽车上的应用曲轮轴位置传感器凸轮轴位置传感器进气(温度)压力传感器爆震传感器冷却液温度传感器进气温度传感器氧传感器节气门位置传感器机油压力传感器空气流量传感器。。。。排气温度传感器废气再循环温度传感器颗粒捕集器压力传感器废气再循环压力传感器排气背压传感器

自动/手动变速箱压力传感器双离合变速箱压力传感器无级变速器压力传感器变速器速度传感器档位位置传感器ABS轮速传感器乘员重量传感器转向角度传感器真空助力器压力

气刹压力刹车片磨损程度传感器。。。。

转向压力传感器悬架压力传感器悬架加速度传感器车身高度传感器空调系统压力传感器车内温度传感器日照度传感器空气质量传感器车内湿度。。。。高端汽车上传感器数量不断增加甚至到60多个以上1.传感器在汽车上的应用排气/尾气控制车内舒适度控制安全控制发动机控制底盘控制变速箱控制2.电喷发动机管理系统图2.电喷发动机管理系统原理图传感器产品曲轴位置传感器凸轮轴传感器（相位传感器）进气压力温度传感器爆震传感器温度传感器（冷却液）进气温度传感器氧传感器节气门位置传感器。。。。节气门位置传感器3.产品和制造-（1）曲轴位置传感器产品图片产品结构传感器应用位置磁铁端子线圈骨架铜线线束传感器功能磁电感应传感器，磁铁和线圈组合能根据曲轴转角产生不同频率和幅值的模拟电压信号给电控单元。电控单元处理曲轴的转速和位置，检测活塞压缩上止点并控制发动机的喷油和点火正时等。把机械运动转换成电信号的非接触式传感器，输出为模拟信号（相对于数字输出而言）

不需要供电，传感器根据信号轮转速产生电信号.传感器的性能与配对的信号轮设计和应用参数有关系，如齿形、气隙。可靠性优良，安装和更换方便，通用性匹配接口，通用化标准装配螺栓规格.

有一体式插头和带线束型等不同结构外形供选用传感器特点产品物料清单绕线圈充磁注塑产品主要技术性能指标O-型圈衬套集磁体塑料壳体护罩产品制造工艺热铆接在线性能测试安装在发动机曲轴箱外壳上，探测头正对目标轮应用温度：-400C-1400C应用空气间隙：0.5-1.5毫米转速范围：20-7000RPM安装扭矩：6-10牛米低速输出：大于400毫伏@60RPM高速输出：小于400伏@6000RPM电阻：800-1200欧姆@200C电感：250-350毫亨充磁线轴骨架注塑干燥机焊接线束总成装配装配

热熔接

性能测试和打印日期码成品包装仓库和发运绕线圈电阻焊端子X2

磁铁集磁体注塑尼龙漆包线焊剂O-型圈线束外壳纸箱，托盘3.产品和制造-（1）曲轴位置传感器生产流程图3.产品和制造-（2）凸轮轴位置传感器产品图片产品结构传感器应用位置霍尔元件端子（磁铁）灌胶材料传感器功能探测发动机配气凸轮轴相对旋转角度位置，提供给电控单元ECMECM结合凸轮轴和曲轴位置信号，识别第一缸活塞处于压缩上止点位置时刻，判定燃油顺序喷射和点火时刻把机械运动转换成电信号的非接触式传感器，基于霍尔效应的数字输出传感器测量精度高，高温稳定性好传感器的性能与配对的目标轮设计和应用参数有关系，如齿形、气隙。可靠性优良，安装和更换方便，通用性匹配接口，通用化标准装配螺栓规格.

有一体式和带线束等不同结构外形供选择；出线指向灵活可选传感器特点产品物料清单霍尔元件分切端子折弯焊接灌胶和烘干工作温度：-40–1350C工作电压：5+/-0.25伏直流工作电流：<20mA适用空气间隙：0.5–1.5毫米安装扭矩：6–10牛米高电平输出：4.75–5.25伏低电平输出：0–400毫伏产品主要技术性能指标O-型圈衬套塑料壳体PCB产品制造工艺注塑热铆接在线性能测试发动机发动机上，在凸轮轴一侧附近，安装在发动机外壳上霍尔元件装配插头总成注塑干燥机端子和PCB焊接内O-型圈装配灌胶，

装配

热熔接

烘干PCB板装配中间外观检查端子X3

注塑尼龙PCB板焊剂内O-型圈下外壳纸箱，托盘3.产品和制造-(2)凸轮轴位置传感器霍尔元件胶

外O-型圈装配性能测试打日期码包装外O-型圈仓库和发运生产流程图弯脚3.产品和制造-（3）进气压力（温度）传感器产品图片产品结构传感器应用位置MEMS压力感应模组端子端盖粘结剂传感器功能检测节气门后方的进气歧管空气的绝对压力和温度，反映发动机转速和负荷的大小，然后转换成信号电压送至电子控制器（ECU）ECU依据压力和温度信号，结合发动机转速计算吸入空气量从而精确控制基本喷油量

集成了进气压力传感器和温度传感器两个为一体基于硅压敏电阻原理微机电系统（MEMS)压力传感器负温度系数热敏电阻NTC温度传感器压力测量范围为115，250，300以及400Kpa使用寿命长，精度高，快速响应时间产品设计尺寸和安装灵活传感器特点产品物料清单注塑粘接焊接产品主要技术性能指标O-型圈衬套塑料壳体NTC热敏电阻产品制造工艺标定在线性能测试工作压力范围：20–105千帕（可定制）工作温度范围：-40–1050C工作电压：5+/-0.2伏直流输出电压：0.25–4.85伏直流压力响应时间：<10ms精度：2%发动机进气歧管上，在节气门之后3.产品和制造-（3）进气压力（温度）传感器壳体涂胶贴敏感元件模组

导线焊接包装、发运贴标签装盖板性能测试取壳体

涂保护凝胶层涂胶水常温和高温调校感应模组导线盖板标签

干燥生产流程图3.产品和制造-（4）

爆震传感器产品图片产品结构传感器应用位置压电陶瓷片端子绝缘环片配载垫圈螺母传感器功能压电晶体原理的振动传感器，探测发动机发生爆震时的剧烈信号并向电子控制模块输出电压信号.电子控制模块将根据预先设定的控制条件对点火正时进行调节，从而消除爆震的发生，优化发动机的工作平顺性，排放性及燃油经济型。基于压电晶体原理的宽频振动传感器，平直频率响应质量轻巧，结构紧凑，安装方便，通用性匹配接口，通用化标准装配螺栓规格M8∼M10适用频率宽至3-20kHz，输出性能线性好，信噪比高有一体式和带线束等不同结构外形供选择传感器特点产品物料清单零件组装上扭矩注塑产品主要技术性能指标塑料粒子轴套线束端子导线产品制造工艺冷却性能测试包装工作温度范围-40℃－130℃.有效工作频率：3-20千赫兹输出信号：大于17mv/g;电阻：大于1兆欧电容：900-1300pF安装扭矩：16-24牛米安装在发动机缸壁外侧适当部位；3.产品和制造-（4）爆震传感器生产流程图注塑成型，冷却性能测试，打印日期码外观检查、包装、发运轴套组件装配扭矩固定，电性能测试一体插头型带导线型产线换型，参数设定3.产品和制造-（5）冷却液温度传感器产品图片产品爆炸结构传感器应用位置壳体套管垫圈热敏电阻端子发动机，冷却水道壳体外壁传感器功能负温度系数热敏电阻，将冷却液温度值转换为电阻大小传感器电阻输入电子处理单元用于发动机状态参数计算空燃比等控制也可将冷却液温度信号送仪表盘显示产品系列丰富，有2端子和3端子设计；密封插头和外壳，防潮和污染可靠性优良，安装和更换方便，通用性匹配电气接口，通用标准装配螺栓规格安装安装螺纹和六角按客户要求（公制和英制）有一体式和带线束等不同结构外形供选择传感器特点产品物料清单机加工注塑滚边产品主要技术性能指标绝缘套插头硅油弹簧产品制造工艺压圈在线性能测试工作电压：5伏，直流工作温度范围：-40-1350C极限工作温度：140℃（累计<1小时）250C时的阻值：2830欧姆（参考）精度：+/-1.20C螺纹规格：M12X1.5或3/8”工作环境相对湿度：0~100%温度响应时间：不大于30秒生产流程图滚边打标，压垫圈检测、包装装配自熄管、点硅脂油装配热敏电阻、垫片和O型圈换型，设备设置准备3.产品和制造-（5）冷却液温度传感器3.产品和制造-（6）进气温度传感器产品图片产品结构传感器应用位置传感器功能传感器特点产品物料清单产品主要技术性能指标产品制造工艺壳体套管垫圈热敏电阻端子发动机进气管路上，可以在节气门之前，也可以在节气门之后负温度系数热敏电阻，将空气温度值转换为电阻大小传感器电阻输入电子处理单元用于发动机状态参数计算空燃比等控制产品系列丰富，规格形式多样；密封插头和外壳，防潮和污染可靠性优良，安装和更换方便，通用性匹配接口，通用化标准装配螺栓规格安装螺纹和六角按客户要求（公制和英制）有一体式和带线束等不同结构外形供选择机加工注塑滚边绝缘套插头硅油弹簧压圈在线性能测试工作电压：5伏，直流工作温度范围：-40-1350C250C时的阻值：2000欧姆精度：+/-1.20C（全程）安装扭矩：10-16牛米3.产品和制造-（6）进气温度传感器生产流程图滚边打标，压垫圈检测、包装装配自熄管、点硅脂油装配热敏电阻、垫片和O型圈换型，设备设置准备3.产品和制造-（7）氧传感器产品图片产品结构传感器应用位置发动机排气管上三元催化器前和后传感器功能传感器特点产品物料清单产品主要技术性能指标产品制造工艺基于电化学原理的固体电解质元件将排气中氧浓度转换成电压信号并输入控制单元（ECM)EMC利用氧传感器输入信号进行闭环燃油喷射修正补偿控制，达到理想的空燃比，改善汽车排放和提高燃油经济性氧化锆的平板结构多层陶瓷材料开关型输出检测浓和稀薄空燃比内部带加热元件全密封设计，适合严苛工作环境敏感元件绝缘体壳体下护罩总成氧化锆的平板结构多层陶瓷材料空燃比浓时输出：>750毫伏空燃比稀时输出：<120毫伏浓转稀时响应时间：<100毫秒稀转浓时响应时间：<80毫秒加热元件电阻：9+/-2欧姆传感器内部电阻：<7000欧姆烧结压配密封性测试线束装配性能测试包装防烧结剂线束垫圈3.产品和制造-（7）氧传感器生产流程图压装滑石粉下护罩压装涂滑石粉液线束装配和测试线束压装、缩口X-射线检查性能测试打码防烧结剂压入垫圈包装、发运3.产品和制造-（8）节气门位置传感器产品图片产品结构传感器应用位置传感器功能传感器特点产品物料清单产品主要技术性能指标产品制造工艺节气门阀体上端子霍尔元件壳体盖板工作温度范围-40℃－125℃.工作电压：5+/-0.1伏，直流检测范围：7%-95%开度（从怠速到全开）怠速时输出电压：7%-15%的输入工作电压全开时输出电压：81%-95%的输入工作电压安装扭矩：1.8–3.2牛米高精度线性输出便于螺栓安装，通用标准接插头质量轻巧，结构紧凑节气门位置传感器以滑变电阻电位计为原理，将节气门阀片的开度转换为电压信号给ECMECM利用传感器信号来控制燃油空燃比、怠速控制并优化发动机性能注塑装配性能测试喷码和包装转子衬套O-型圈磁铁3.产品和制造-（8）节气门位置传感器生产流程图霍尔元件包装、发运霍尔脚成型装配PCB板焊接霍尔元件壳体PCB板装配焊接检验灌胶封装PCB板磁铁转子安装磁铁安装转子水平盖板封盖板编程数据检验曲线检验打码、标记装密封圈密封圈焊接PCB板3.产品和制造-（9）ABS轮速传感器产品图片产品结构传感器应用位置传感器功能传感器特点产品物料清单产品主要技术性能指标产品制造工艺汽车轮转速传感器通常安装在车轮处，但在有些车型上则设置在主减速器或变速器中。是将车轮的转速信号传给ABS电子控制单元。ECM利用传感器信号来控制ABS，提高驾驶安全性。把机械运动转换成电信号的非接触式传感器，基于霍尔效应的数字输出，或基于磁电感应的模拟输出。测量精度高，高温稳定性好传感器的性能与配对的目标轮设计和应用参数有关系，如齿形、气隙。可靠性优良，安装和更换方便，通用性匹配接口，通用化标准装配螺栓规格.

有一体式和带线束等不同结构外形供选择；出线指向灵活可选应用温度：-400C-1400C应用空气间隙：0.5-1.5毫米转速范围：20-7000RPM安装扭矩：6-10牛米低速输出：大于400毫伏@60RPM高速输出：小于400伏@6000RPM电阻：800-1200欧姆@200C电感：250-350毫亨磁铁端子线圈骨架铜线线束绕线圈充磁注塑O-型圈衬套集磁体塑料壳体护罩热铆接在线性能测试充磁线轴骨架注塑干燥机焊接线束总成装配装配

热熔接

性能测试和打印日期码成品包装仓库和发运绕线圈电阻焊端子X2

磁铁集磁体注塑尼龙漆包线焊剂O-型圈线束外壳纸箱，托盘生产流程图3.产品和制造-（9）ABS轮速传感器4.传感器制造主要设备及投资估算1.手工装配台2.线线机3.注塑机4.铅焊机5.超声波焊接机6.灌胶机7.烘干炉8.充磁机9.激光打标机10.热熔接机11.功能测试设备4.传感器典型的制造工艺过程（图片为示例）4.1.手工装配4.2.线圈绕线4传感器典型的制造工艺过程(续）4.3.注塑4.4.铅焊4传感器典型的制造工艺过程（续）4.5.性能测试4.6.机加工4.7.超声波焊接4传感器典型的制造工艺过程（续）4.8.灌胶4.9.充磁机4.10.激光打标机4.传感器制造主要设备及投资估算：假设前提A：最低自动化模式，最大限度使用手工操作，保证产品质量，生产节拍慢，投资最少

B：中等程度自动化模式，结合手工操作、自动设备，保证产品质量，生产节拍中等，投资最中等

C：最大限度使用自动化设备模式，少用人工操作控制，保证产品质量，生产节拍快，能连续一个