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發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)用傳感器

    發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)用傳感器是整個(gè)汽車傳感器的核心，種類很多，包括溫度傳感器、壓力傳感器、位置和轉(zhuǎn)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(jī)的電子單元（ECU）提供發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況信息，供ECU 對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況進(jìn)行，以提發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力、降低油耗、減少?gòu)U氣排放和進(jìn)行故障。

    由于發(fā)動(dòng)機(jī)工作在溫（發(fā)動(dòng)機(jī)表面溫度可達(dá)150℃、排氣歧管可達(dá)650℃）、振動(dòng)（加速度30g）、沖擊（加速度50g）、潮濕（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(jī)系統(tǒng)用傳感器耐惡劣環(huán)境的指標(biāo)要比般工業(yè)用傳感器1-2 個(gè)數(shù)量，其中zui關(guān)鍵的是測(cè)量和。否則，由傳感器帶來(lái)的測(cè)量誤差將zui終導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)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發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、吸入氣體溫度、冷卻水溫度、燃油溫度以及催化溫度等。溫度用傳感器有線繞電阻式、熱敏電阻式和熱偶電阻式三種主要類型。三種類型傳感器各有特點(diǎn)，其應(yīng)用場(chǎng)合也略有區(qū)別。線繞電阻式溫度傳感器的，但響應(yīng)特差；熱敏電阻式溫度傳感器靈敏度，響應(yīng)特較好，但線差，適應(yīng)溫度較低；熱偶電阻式溫度傳感器的，測(cè)量溫度范圍寬，但需要配合放大器和冷端處理起使用。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℃，1.5%，響應(yīng)時(shí)間10ms；溫型600℃～1000℃，5%，響應(yīng)時(shí)間10ms）、鐵氧體式溫度傳感器（ON/OFF 型，-40℃～120℃，2.）、金屬或半導(dǎo)體膜空氣溫度傳感器（-40℃～150℃，2.、5%，響應(yīng)時(shí)間20ms）等。

2.壓力傳感器

壓力傳感器主要用于氣缸負(fù)壓、大氣壓、渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的升壓比、氣缸內(nèi)壓、油壓等。吸氣負(fù)壓式傳感器主要用于吸氣壓、負(fù)壓、油壓。汽車用壓力傳感器應(yīng)用較多的有電容式、壓阻式、差動(dòng)變壓器式（LVDT）、表面彈波式（SAW）。電容式壓力傳感器主要用于負(fù)壓、液壓、氣壓，測(cè)量范圍20～100kPa，具有輸入能量，動(dòng)態(tài)響應(yīng)特好、環(huán)境適應(yīng)好等特點(diǎn)；壓阻式壓力傳感器受溫度影響較大，需要另設(shè)溫度補(bǔ)償電路，但適應(yīng)于大量生產(chǎn)；LVDT 式壓力傳感器有較大的輸出，易于數(shù)字輸出，但差；SAW 式壓力傳感器具有體積小、質(zhì)量輕、功耗低、、靈敏度、分辨率、數(shù)字輸出等特點(diǎn)，用于汽車吸氣閥壓力，能在溫下穩(wěn)定地工作，是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(jī)空氣流量和燃料流量的測(cè)量?？諝饬髁康臏y(cè)量用于發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)確定燃燒條件、空燃比、起動(dòng)、點(diǎn)火等?？諝饬髁總鞲衅饔行D(zhuǎn)翼片式（葉片式）、卡門(mén)渦旋式、式、熱膜式等四種類型。旋轉(zhuǎn)翼片式（葉片式）空氣流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量較低，測(cè)得的空氣流量需要進(jìn)行溫度補(bǔ)償；卡門(mén)渦旋式空氣流量計(jì)無(wú)可動(dòng)部件，反映靈敏，較，也需要進(jìn)行溫度補(bǔ)償；式空氣流量計(jì)測(cè)量，無(wú)需溫度補(bǔ)償，但易受氣體脈動(dòng)的影響，易斷絲；熱膜式空氣流量計(jì)和式空氣流量計(jì)測(cè)量原理樣，但體積少，適合大批量生產(chǎn)，成本低?？諝饬髁總鞲衅鞯闹饕笜?biāo)為：工作范圍0.11～103 立方米/min，工作溫度-40℃～120℃，≤1%。燃料流量傳感器用于燃料流量，主要有水輪式和循式，其動(dòng)態(tài)范圍0～60kg/h，工作溫度-40℃～120℃，±1%，響應(yīng)時(shí)間小于10ms。

4.位置和轉(zhuǎn)速傳感器

位置和轉(zhuǎn)速傳感器主要用于曲軸轉(zhuǎn)角、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門(mén)的開(kāi)度、車速等。目前汽車使用的位置和轉(zhuǎn)速傳感器主要有交流發(fā)電機(jī)式、磁阻式、霍爾效應(yīng)式、簧片開(kāi)關(guān)式、光學(xué)式、半導(dǎo)體磁晶體管式等，其測(cè)量范圍0°～360°，±0.5°以下，測(cè)彎曲角達(dá)±0.1 。車速傳感器種類繁多，有敏感車輪旋轉(zhuǎn)的、也有敏感動(dòng)力傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的，還有敏感差速?gòu)膭?dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的。當(dāng)車速于100km/h 時(shí)，般測(cè)量方法誤差較大，需采用非接觸式光電速度傳感器，測(cè)速范圍0.5～250km/h，重復(fù)0.1%，距離測(cè)量誤差優(yōu)于0.3%。

5.氣體濃度傳感器

氣體濃度傳感器主要用于車體內(nèi)氣體和廢氣排放。其中，zui主要的是氧傳感器，實(shí)用化的有氧化鋯傳感器（使用溫度-40℃～900℃，1%）、氧化鋯濃差電池型氣體傳感器（使用溫度300℃～800℃）、固體電解質(zhì)式氧化鋯氣體傳感器（使用溫度0℃～400℃，0.5%），另外還有二氧化鈦氧傳感器。和氧化鋯傳感器相比，二氧化鈦氧傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕巧、便宜，且抗鉛污染能力強(qiáng)的特點(diǎn)。

6.爆震傳感器

    爆震傳感器用于發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)，通過(guò)調(diào)整點(diǎn)火提前角和避免發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生爆震?？梢酝ㄟ^(guò)氣缸壓力、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體振動(dòng)和燃燒噪聲等三種方法來(lái)爆震。爆震傳感器有磁致伸縮式和壓電式。磁致伸縮式爆震傳感器的使用溫度為-40℃～125℃，頻率范圍為5～10kHz；壓電式爆震傳感器在中心頻率5.417kHz 處，其靈敏度可達(dá)200mV/g，在振幅為0.1g～10g 范圍內(nèi)具有良好線度。

底盤(pán)用傳感器

    底盤(pán)用傳感器是指用于變速器系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)、動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)防抱死系統(tǒng)等底盤(pán)系統(tǒng)中的傳感器。這些傳感器盡管分布在不同的系統(tǒng)中，但工作原理與發(fā)動(dòng)機(jī)中相應(yīng)的傳感器是相同的。而且，隨著汽車電子系統(tǒng)集成化程度的提和CAN-BUS 的應(yīng)用，同傳感器不可以給發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)提供信號(hào)，也可為底盤(pán)系統(tǒng)提供信號(hào)。自動(dòng)變速器系統(tǒng)用傳感器主要有：車速傳感器、加速踏板位置傳感器、加速度傳感器、節(jié)氣門(mén)位置傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、水溫傳感器、油溫傳感器等。制動(dòng)防抱死系統(tǒng)用傳感器主要有：輪速傳感器、車速傳感器；懸架系統(tǒng)用傳感器主要有：車速傳感器、節(jié)氣門(mén)位置傳感器、加速度傳感器、車身度傳感器、方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器等；動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)用傳感器主要有：車速傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器、油壓傳感器等。

車身用傳感器

    車身用傳感器主要用于提汽車的、和舒適等。由于其工作條件不象發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤(pán)那么惡劣，般工業(yè)用傳感器稍加改進(jìn)就可以應(yīng)用。主要有用于自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)的溫度傳感器、濕度傳感器、風(fēng)量傳感器、日照傳感器等；用于氣囊系統(tǒng)中的加速度傳感器；用于門(mén)鎖中的車速傳感器；用于亮度自動(dòng)中的光傳感器；用于倒車中的聲波傳感器或激光傳感器；用于保持車距的距離傳感器；用于消除駕駛員盲區(qū)的圖象傳感器等。

導(dǎo)航系統(tǒng)用傳感器

    隨著基于GPS/GIS（定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)）的導(dǎo)航系統(tǒng)在汽車上的應(yīng)用，導(dǎo)航用傳感器這幾年得到迅速發(fā)展。導(dǎo)航系統(tǒng)用傳感器主要有：確定汽車行駛方向的羅盤(pán)傳感器、陀螺儀和車速傳感器、方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器等。

汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)

    由于汽車傳感器在汽車電子系統(tǒng)中的重要作用和增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求，各國(guó)對(duì)其理論研究、新材料應(yīng)用和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)都都重視。未來(lái)的汽車用傳感器，總的發(fā)展趨勢(shì)是微型化、多功能化、集成化和智能化。微型傳感器基于從半導(dǎo)體集成電路發(fā)展而來(lái)的MEMS （微電子機(jī)械系統(tǒng)），微型傳感器利用微機(jī)械加工將微米的敏感元件、信號(hào)處理器、數(shù)據(jù)處理裝置封裝在快芯片上，由于具有體積小、價(jià)格便宜、便于集成等特點(diǎn)，可以明顯提系統(tǒng)測(cè)試。目前該日漸成熟，可以制作能敏感和力學(xué)量、磁學(xué)量、熱學(xué)量、化學(xué)量和生物量的微型傳感器。由于基于MEMS 的微型傳感器在降低汽車電子系統(tǒng)成本及提其能方面的優(yōu)勢(shì)，它們已開(kāi)始逐步取代基于傳統(tǒng)機(jī)電的傳感器。多功能化是指?jìng)€(gè)傳感器能2 個(gè)或者兩個(gè)以上的特參數(shù)或者化學(xué)參數(shù)，從而減少汽車傳感器數(shù)量，提系統(tǒng)。集成化是指利用IC 制造和精細(xì)加工制作IC 式傳感器。智能化是指?jìng)鞲衅髋c大規(guī)模集成電路相結(jié)合，帶有CPU，具有智能作用，以減少ECU 的復(fù)雜程度，減少其體積，并降低成本。