發(fā)動機(jī)系統(tǒng)用傳感器

    發(fā)動機(jī)系統(tǒng)用傳感器是整個汽車傳感器的核心，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)動機(jī)的電子單元（ECU）提供發(fā)動機(jī)的工作狀況信息,，供ECU 對發(fā)動機(jī)工作狀況進(jìn)行，以提發(fā)動機(jī)的動力,、降低油耗,、減少廢氣排放和進(jìn)行故障。

    由于發(fā)動機(jī)工作在溫（發(fā)動機(jī)表面溫度可達(dá)150℃,、排氣歧管可達(dá)650℃）,、振動（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 個數(shù)量，其中zui關(guān)鍵的是測量和,。否則,，由傳感器帶來的測量誤差將zui終導(dǎo)致發(fā)動機(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，其應(yīng)用場合也略有區(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,，測量溫度范圍寬，但需要配合放大器和冷端處理起使用,。已實用化的產(chǎn)品有熱敏電阻式溫度傳感器（通用型-50℃～130℃,，1.5%，響應(yīng)時間10ms,；溫型600℃～1000℃,，5%，響應(yīng)時間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,，測量范圍20～100kPa,，具有輸入能量，動態(tài)響應(yīng)特好,、環(huán)境適應(yīng)好等特點,；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，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)動機(jī)空氣流量和燃料流量的測量,?？諝饬髁康臏y量用于發(fā)動機(jī)系統(tǒng)確定燃燒條件,、空燃比,、起動、點火等,?？諝饬髁總鞲衅饔行D(zhuǎn)翼片式（葉片式）、卡門渦旋式,、式,、熱膜式等四種類型。旋轉(zhuǎn)翼片式（葉片式）空氣流量計結(jié)構(gòu)簡單,，測量較低,，測得的空氣流量需要進(jìn)行溫度補(bǔ)償；卡門渦旋式空氣流量計無可動部件，反映靈敏,，較,，也需要進(jìn)行溫度補(bǔ)償；式空氣流量計測量,，無需溫度補(bǔ)償,，但易受氣體脈動的影響，易斷絲,；熱膜式空氣流量計和式空氣流量計測量原理樣,，但體積少，適合大批量生產(chǎn),，成本低,。空氣流量傳感器的主要指標(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,，其動態(tài)范圍0～60kg/h，工作溫度-40℃～120℃,，±1%,，響應(yīng)時間小于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)動機(jī)轉(zhuǎn)速,、節(jié)氣門的開度、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,、簧片開關(guān)式,、光學(xué)式、半導(dǎo)體磁晶體管式等,，其測量范圍0°～360°,，±0.5°以下，測彎曲角達(dá)±0.1 ,。車速傳感器種類繁多,，有敏感車輪旋轉(zhuǎn)的、也有敏感動力傳動軸轉(zhuǎn)動的,，還有敏感差速從動軸轉(zhuǎn)動的,。當(dāng)車速于100km/h 時,，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(fù)0.1%，距離測量誤差優(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)簡單、輕巧,、便宜,，且抗鉛污染能力強(qiáng)的特點。

6.爆震傳感器

    爆震傳感器用于發(fā)動機(jī)的振動,，通過調(diào)整點火提前角和避免發(fā)動機(jī)發(fā)生爆震,。可以通過氣缸壓力,、發(fā)動機(jī)機(jī)體振動和燃燒噪聲等三種方法來爆震,。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,。

底盤用傳感器

    底盤用傳感器是指用于變速器系統(tǒng)、懸架系統(tǒng),、動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),、制動防抱死系統(tǒng)等底盤系統(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)動機(jī)系統(tǒng)提供信號,，也可為底盤系統(tǒng)提供信號。自動變速器系統(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)氣門位置傳感器,、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器,、水溫傳感器、油溫傳感器等,。制動防抱死系統(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)氣門位置傳感器,、加速度傳感器、車身度傳感器,、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器等,；動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)用傳感器主要有：車速傳感器、發(fā)動機(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)動機(jī)和底盤那么惡劣，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；用于門鎖中的車速傳感器,；用于亮度自動中的光傳感器,；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傳感器,、陀螺儀和車速傳感器、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器等,。

汽車傳感器發(fā)展趨勢

    由于汽車傳感器在汽車電子系統(tǒng)中的重要作用和增長的市場需求,，各國對其理論研究,、新材料應(yīng)用和新產(chǎn)品開發(fā)都都重視。未來的汽車用傳感器,，總的發(fā)展趨勢是微型化,、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、價格便宜,、便于集成等特點,，可以明顯提系統(tǒng)測試。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，它們已開始逐步取代基于傳統(tǒng)機(jī)電的傳感器,。多功能化是指個傳感器能2 個或者兩個以上的特參數(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,。智能化是指傳感器與大規(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,。