汽車傳感器細介紹

汽車技術(shù)發(fā)展特征之一就是越來越多的部件采用電子控制。根據(jù)傳感器的作用，可以分類為測量溫度、壓力、流量、位置、氣體濃度、速度、光亮度、干濕度、距離等功能的

傳感器，它們各司其職，一旦某個傳感器失靈，對應(yīng)的裝置工作就會不正常甚至不工作。因此，傳感器在汽車上的作用是很重要的。

汽車傳感器過去單純用于發(fā)動機上，已擴展到底盤、車身和燈光電氣系統(tǒng)上了。這些系統(tǒng)采用的傳感器有100多種。在種類繁多的傳感器中，常見的有∶

進氣壓力傳感器：反映進氣歧管內(nèi)的絕對壓力大小的變化，是向ECU(發(fā)動機電控單元)提供計算噴油持續(xù)時間的基準(zhǔn)信號;

空氣流量計：測量發(fā)動機吸入的空氣量，提供給ECU作為噴油時間的基準(zhǔn)信號;

節(jié)氣門位置傳感器：測量節(jié)氣門打開的角度，提供給ECU作為斷油、控制燃油/空氣比、點火提前角修正的基準(zhǔn)信號;

曲軸位置傳感器：檢測曲軸及發(fā)動機轉(zhuǎn)速，提供給ECU作為確定點火正時及工作順序的基準(zhǔn)信號;

氧傳感器：檢測排氣中的氧濃度，提供給ECU作為控制燃油/空氣比在最佳值(理論值)附近的的基準(zhǔn)信號;

進氣溫度傳感器：檢測進氣溫度，提供給ECU作為計算空氣密度的

汽車傳感器 依據(jù);

冷卻液溫度傳感器：檢測冷卻液的溫度，向ECU提供發(fā)動機溫度信息;

爆震傳感器：安裝在缸體上專門檢測發(fā)動機的爆燃狀況，提供給ECU根據(jù)信號調(diào)整點火提前角。

這些傳感器主要應(yīng)用在變速器、方向器、懸架和ABS上。

變速器：有車速傳感器、溫度傳感器、軸轉(zhuǎn)速傳感器、壓力傳感器等，方向器有轉(zhuǎn)角傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器、液壓傳感器;

懸架：有車速傳感器、加速度傳感器、車身高度傳感器、側(cè)傾角傳感器、轉(zhuǎn)角傳感器等;

下面我們來認(rèn)識一下汽車上的主要傳感器。

空氣流量傳感器是將吸入的空氣轉(zhuǎn)換成電信號送至電控單元(ECU)，作為決定噴油的基本信號之一。根據(jù)測量原理不同，可以分為旋轉(zhuǎn)翼片式空氣流量傳感器、卡門渦游式空氣流量傳感器、熱線式空氣流量傳感器和熱膜式空氣流量傳感器四種型式。前兩者為體積流量型，后兩者為質(zhì)量流量型。主要采用熱線式空氣流量傳感器和熱膜式空氣流量傳感器兩種。

進氣壓力傳感器可以根據(jù)發(fā)動機的負荷狀態(tài)測出進氣歧管內(nèi)的絕對壓力，并轉(zhuǎn)換成電信號和轉(zhuǎn)速信號一起送入計算機，作為決定噴油器基本噴油量的依據(jù)。廣泛采用的是半導(dǎo)體壓敏電阻式進氣壓力傳感器。

節(jié)氣門位置傳感器安裝在節(jié)氣門上，用來檢測節(jié)氣門的開度。它通過杠桿機構(gòu)與節(jié)氣門聯(lián)動，進而反映發(fā)動機的不同工況。此傳感器可把發(fā)動機的不同工況檢測后輸入電控單元(ECU)，從而控制不同的噴油量。它有三種型式：開關(guān)觸點式節(jié)氣門位置傳感器，線性可變電阻式節(jié)氣門位置傳感器、綜合型節(jié)氣門位置傳感器。

曲軸位置傳感器 曲軸位置傳感器也稱曲軸轉(zhuǎn)角傳感器，是計算機控制的點火系統(tǒng)中最重要的傳感器，其作用是檢測上止點信號、曲軸轉(zhuǎn)角信號和發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號，并將其輸入計算機，從而使計算機能按氣缸的點火順序發(fā)出最佳點火時刻指令。曲軸位置傳感器有三種型式：電磁脈沖式曲軸位置傳感器、霍爾效應(yīng)式曲軸位置傳感器、光電效應(yīng)式曲軸位置傳感器。曲軸位置傳感器型式不同，其控制方式和控制精度也不同。曲軸位置傳感器一般安裝于曲軸皮帶輪或鏈輪側(cè)面，有的安裝于凸輪軸前端，也有的安裝于分電器。

爆震傳感器安裝在發(fā)動機的缸體上，隨時監(jiān)測發(fā)動機的爆震情況。采用的有共振型和非共振型兩大類。

汽車傳感器測試特點

被測對象的多樣性及快速變化性

汽車上常用的傳感器類型包括輪速傳感器、曲軸/凸輪軸位置傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、爆震傳感器等。針對層出不窮的車型，每個功能相同的傳感器在外形上又有著各種各樣的差異，再加上測量指標(biāo)、生產(chǎn)環(huán)境等要求越來越苛刻，使得傳統(tǒng)單一的測試工作臺無法兼顧如此多樣的傳感器生產(chǎn)。

測試內(nèi)容的近似性

在實際生產(chǎn)中，不同傳感器的測試內(nèi)容又有著一定的近似性。因為從測試原理上講，汽車傳感器主要分為主動式/被動式、溫度、壓力傳感器等類型。也就是說，對于不同的傳感器，只要測試原理是一樣的，那就意味著它們的測試儀器等設(shè)備也是一樣的。

高效、靈活的測試設(shè)備

汽車傳感器生產(chǎn)線都要求采用經(jīng)濟、高效、自動、靈活的測試設(shè)備，而且要具備高自動化、高效率、高產(chǎn)能、高可靠性的特點。傳感器生產(chǎn)廠家希望一次性投入以后，測試設(shè)備本身還能不斷地進行擴充，有效地支持最新產(chǎn)品和更高的性能指標(biāo)要求，從而保證設(shè)備資本投入的有效性。

其他要求

為了保證生產(chǎn)質(zhì)量，設(shè)備需要具備一定的生產(chǎn)過程統(tǒng)計能力，并有助于減少由于人為因素造成的生產(chǎn)質(zhì)量降低的問題。集成化、智能化是汽車傳感器的發(fā)展趨勢。如果只進行終檢測試，發(fā)現(xiàn)問題為時已晚，所以往往測試會和生產(chǎn)過程交互進行。這樣，一方面要求測試設(shè)備與生產(chǎn)線上其他設(shè)備良好銜接，另一方面能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備間的信息和數(shù)據(jù)共享。

汽車傳感器常用類型

里程表傳感器

在差速器或者半軸上面的傳感器，來感覺轉(zhuǎn)動的圈數(shù)，

里程表傳感器 一般用霍爾，光電兩個方式來檢測信號，其目的利用里程表記數(shù)可有效的分析判斷汽車的行駛速度和里程，因為半軸和車輪的角速度相等，已知輪胎的半徑，直接通過里程參數(shù)來計算。在傳動軸上設(shè)計兩個軸承，大大減輕了運行中的力距，減少了摩擦力，增強了使用壽命;由原來的動態(tài)檢測信號改為齒輪運轉(zhuǎn)式檢測信號;由原來直插式垂直變速箱改為倒角式接口變速箱。里程表傳感器插頭一般是在變速箱上，有的打開發(fā)動機蓋可以看到，有的要在地溝操作。

機油壓力傳感器

是指集微型傳感器、執(zhí)行器以及信號處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的微型機電系統(tǒng)。常用的有硅壓阻式和硅電容式，兩者都是在硅片上生成的微機械電子傳感器。一般情況上，我們通過機油壓力傳感器來檢測汽車的機油向內(nèi)的機油還有多少，并將檢測到的信號轉(zhuǎn)換成我們可以理解的信號，提醒我們還有多少機油，或者還可以走多遠，甚至是提醒汽車需要加機油了。

水溫傳感器

它的內(nèi)部是一個半導(dǎo)體熱敏電阻，溫度愈低，電阻愈大;反之電阻愈小，安裝在發(fā)動機缸體或缸蓋的水套上，與冷卻水直接接觸。從而側(cè)得發(fā)動機冷卻水的溫度。電控單元根據(jù)這一變化測得發(fā)動機冷卻水的溫度，溫度愈低，電阻愈大;反之電阻愈小。電控單元根據(jù)這一變化測得發(fā)動機冷卻水的溫度，作為燃油噴射和點火正時的修正號。就是我們可以通過發(fā)動機水溫的溫度了解汽車運行的狀態(tài)，停止或者運動，或者運動的時間有多長等。

空氣流量傳感器

空氣流量傳感器 它的作用是檢測發(fā)動機進氣量的大小，并將進氣量信息轉(zhuǎn)換成電信號輸出，并傳送到ECU。我們知道汽車的行駛是需要點火裝置點火得到向前的沖量，因此，充氣量得大小是ECU計算汽車在點火的時候點火裝置需要噴油時間和噴油量和點火時間的依據(jù)。它的作用是可以讓我們更好的讓汽車進行加減速行駛。

ABS傳感器

在制動活塞旁邊(卡制動碟的卡鉗，里面是制動活塞)，ABS工作就是保證制動活塞和制動碟不卡死，保證它們處于滑動摩擦和靜摩擦的邊緣。大多由電感傳感器來監(jiān)控車速，abs傳感器通過與隨車輪同步轉(zhuǎn)動的齒圈作用， 輸出一組準(zhǔn)正弦交流電信號，其頻率和振幅與輪速有關(guān).該輸出信號傳往ABS電控單元(ECU)，實現(xiàn)對輪速的實時監(jiān)控。

安全氣囊傳感器

安全氣囊傳感器 也稱碰撞傳感器，按照用途的不同，分為觸發(fā)碰撞傳感器和防護碰撞傳感器。觸發(fā)碰撞式用于檢測碰撞時的加速度變化，并將碰撞信號傳給氣囊電腦，作為氣囊電腦的觸發(fā)信號;防護碰撞式它與觸發(fā)碰撞式串聯(lián)，用于防止氣囊誤爆。

氣體濃度傳感器

主要用于檢測車體內(nèi)氣體和廢氣排放。其中，最主要的是氧傳感器，它檢測汽車尾氣中的氧含量，根據(jù)排氣中的氧濃度測定空燃比，向微機控制裝置發(fā)出反饋信號，以控制空燃比收斂于理論值。當(dāng)空燃比變高，廢氣中的氧濃度增加時，氧傳感器的輸出電壓減小;當(dāng)空燃比變低，廢氣中的氧濃度降低時，輸出電壓增大。電子控制單元識別這一突變信號，對噴油量進行修正，從而相應(yīng)地調(diào)節(jié)空燃比，使其在理想空燃比附近變動。

位置和轉(zhuǎn)速傳感器

主要用于檢測發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)角、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門的開度、車速檢測，汽車加速度檢測、汽車減速檢測等，為點火時刻和噴油時刻提供參考點信號，同時，提供發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號。汽車使用的位置和轉(zhuǎn)速傳感器主要有交流發(fā)電機式、磁阻式、霍爾效應(yīng)式、簧片開關(guān)式、光學(xué)式、半導(dǎo)體磁性晶體管式。

速度傳感器

速度傳感器是電動汽車較為重要的傳感器，也是應(yīng)用較多的傳感器。就其定義而言，速度傳感器主要是用來測量速度的傳感器，分為轉(zhuǎn)速傳感器、車速傳感器、車輪轉(zhuǎn)速傳感器等。

速度傳感器 轉(zhuǎn)速傳感器主要用于電動汽車電動機旋轉(zhuǎn)速度的檢測。常用的轉(zhuǎn)速傳感器有三種，分別為電磁感應(yīng)式轉(zhuǎn)速傳感器、光電感應(yīng)式轉(zhuǎn)速傳感器、霍爾效應(yīng)式轉(zhuǎn)速傳感器，均采用非接觸式測量原理，以增強檢測的安全性、提高檢測精度。

車速傳感器用來測量電動汽車行駛速度。車速傳感器信號主要用于儀表板的車速表顯示及發(fā)動機怠速、電動汽車加速其間的控制等。目前我國絕大部分電動汽車上的速度表都是以汽車輪胎的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成汽車速度進行測速的。這在汽車制動、打滑的情況下，以及輪胎因新舊、摩擦、路面、胎壓高低等造成其外圓周長的變化都會造成誤差過大，甚至無法工作，車速傳感器主要有電磁感應(yīng)式、光電式、可變磁阻式和霍爾式集中。電動汽車上普遍采用電磁感應(yīng)式和霍爾式速度傳感器。

汽車傳感器基本特性

傳感器特性

傳感器是指能感受規(guī)定的物理量，并按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸入信號的器件或裝置。簡單地說，傳感器是把非電量轉(zhuǎn)換成電

量的裝置。

傳感器通常由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和測量電路三部分組成。

1)、敏感元件是指能直接感受(或響應(yīng))被測量的部分，即將被測量通過傳感器的敏感元件轉(zhuǎn)換成與被測量有確定關(guān)系的非電量或其它量。

2)、轉(zhuǎn)換元件則將上述非電量轉(zhuǎn)換成電參量。

3)、測量電路的作用是將轉(zhuǎn)換元件輸入的電參量經(jīng)過處理轉(zhuǎn)換成電壓、電流或頻率等可測電量，以便進行顯示、記錄、控制和處理的部分。

傳感器的靜態(tài)特性參數(shù)指標(biāo)

⒈靈敏度

靈敏度是指穩(wěn)態(tài)時傳感器輸出量y和輸入量x之比，或輸出量y的增量和輸入量x的增量之比，用k表示為

k=dY/dX

⒉分辨力

傳感器在規(guī)定的測量范圍內(nèi)能夠檢測出的被測量的最小變化量稱為分辨力。

⒊測量范圍和量程

在允許誤差限內(nèi)，被測量值的下限到上限之間的范圍稱為測量范圍。

⒋線性度(非線性誤差)

在規(guī)定條件下，傳感器校準(zhǔn)曲線與擬合直線間的最大偏差與滿量程輸出值的百分比稱為線性度或非線性誤差。

⒌遲滯

遲滯是指在相同的工作條件下，傳感器的正行程特性與反行程特性的不一致程度。

⒍重復(fù)性

重復(fù)性是指在同一工作條件下，輸入量按同一方向在全測量范圍內(nèi)連續(xù)變化多次所得特性曲線的不一致性。

⒎零漂和溫漂

傳感器在無輸入或輸入為另一值時，每隔一定時間，其輸入值偏離原示值的最大偏差與滿量程的百分比為零漂。而溫度每升高1℃，傳感器輸出值的最大偏差與滿量程的百分比，稱為溫漂。

汽車傳感器工作機理

一)磁電效應(yīng)

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，N匝線圈在磁場中運動，切割磁力線(或線圈所在磁場的磁通變化)時，線圈中所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小取決于穿過線圈的磁通的變化率，

直線移動式磁電傳感器

直線移動式磁電傳感器由永久磁鐵、線圈和傳感器殼體等組成

當(dāng)殼體隨被測振動體一起振動且在振動頻率遠大于傳感器的固有頻率時，由于彈簧較軟，運動件質(zhì)量相對較大，運動件來不及隨振動體一起振動(靜止不動)。此時，磁鐵與線圈之間的相對運動速度接近振動體的振動速度。

轉(zhuǎn)動式磁電傳感器

軟鐵、線圈和永久磁鐵固定不動。由導(dǎo)磁材料制成的測量齒輪安裝在被測旋轉(zhuǎn)體上，每轉(zhuǎn)過一個齒，測量齒輪與軟鐵之間構(gòu)成的磁路磁阻變化一次，磁通也變化一次。線圈中感應(yīng)電動勢的變化頻率(脈沖數(shù))等于測量齒輪上的齒數(shù)和轉(zhuǎn)速的乘積。

二)霍耳式傳感器

⒈霍耳效應(yīng)

半導(dǎo)體或金屬薄片置于磁場中，當(dāng)有電流(與磁場垂直的薄片平面方向)流過時，在垂直于磁場和電流的方向上產(chǎn)生電動勢，這種現(xiàn)象稱為霍耳效應(yīng)。

⒉霍耳元件

常用的霍耳材料鍺(Ge)、硅(Si)、銻化銦(InSb)、砷化銦(InAs)等。N型鍺容易加工制造，霍耳系數(shù)、溫度性能、線性度較好;P型硅的線性度最好，霍耳系數(shù)、溫度性能同N型鍺，但電子遷移率較低，帶負載能力較差，通常不作單個霍耳元件。

三)壓電式傳感器

⒈壓電效應(yīng)

對某些電介質(zhì)沿著一定方向加力而使其變形時，在一定表面上產(chǎn)生電荷，當(dāng)外力撤除后，又恢復(fù)到不帶電狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。在電介質(zhì)的極化方向施加電場，電介質(zhì)會在一定方向上產(chǎn)生機械變形或機械壓力，當(dāng)外電場去除后，變形或應(yīng)力隨之消失，此現(xiàn)象稱為逆壓電效應(yīng)。

⒉壓電元件

壓電式傳感器是物性型的、發(fā)電式傳感器。常用的壓電材料有石英晶體(SiO2)和人工合成的壓電陶瓷。

壓電陶瓷的壓電常數(shù)是石英晶體的幾倍，靈敏度較高。

四)光電式傳感器

⒈光電效應(yīng)

當(dāng)光線照射物體時，可看作一串具有能量E的光子轟擊物體，如果光子的能量足夠大，物質(zhì)內(nèi)部電子吸收光子能量后，擺脫內(nèi)部力的約束，發(fā)生相應(yīng)電效應(yīng)的物理現(xiàn)象，稱為光電效應(yīng)。

1)在光線作用下，電子逸出物體表面的現(xiàn)象，稱為外光電效應(yīng)，如光電管、光電倍增管等。

2)在光線作用下，物體的電阻率改變的現(xiàn)象，稱為內(nèi)光電效應(yīng)，如光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管、光敏晶閘管等。

3)在光線作用下，物體產(chǎn)生一定方向電動勢的現(xiàn)象，稱為光生伏特現(xiàn)象，如光電池(屬于對感光面入射光點位置敏感的器件)等。

⒉光敏電阻

光敏電阻受到光線照射時，電子遷移，產(chǎn)生電子—空穴對，使電阻率變小。光照越強，阻值越低。入射光線消失，電子—空穴對恢復(fù)，電阻值逐漸恢復(fù)原值。

⒊光敏管

光敏管(光敏二極管、光敏三極管、光敏晶閘管等)屬于半導(dǎo)體器件。

⒋電致發(fā)光

固體發(fā)光材料在電場激發(fā)下產(chǎn)生的發(fā)光現(xiàn)象稱為電致發(fā)光。電致發(fā)光是將電能直接轉(zhuǎn)換成光能的過程。發(fā)光二極管(LED)是以特殊材料摻雜制成的半導(dǎo)體電致發(fā)光器件。當(dāng)其PN結(jié)正向偏置時，由于電子—空穴復(fù)合時產(chǎn)生過剩能量，該能量以光子形式放出而發(fā)光。

五)熱電式傳感器

1.熱電效應(yīng)

將兩種不同性質(zhì)的金屬導(dǎo)體A、B接成一個閉合回路，如果兩接合點溫度不相等(T0≠T)，則在兩導(dǎo)體間產(chǎn)生電動勢，并且回路中有一定大小的電流存在，此現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。

⒉熱電阻傳感器

熱電阻材料通常為純金屬，廣泛使用的是鉑、銅、鎳、鐵等

⒊熱敏電阻傳感器

熱敏電阻用半導(dǎo)體制成，與金屬熱電阻相比有以下特點：

1)電阻溫度系數(shù)大，靈敏度高;

2)結(jié)構(gòu)簡單，體積小，易于點測量;

3)電阻率高，且適合動態(tài)測量;

4)阻值與溫度變化的關(guān)系是非線性的;

5)穩(wěn)定性較差。

汽車傳感器分類

常用的有如下三種：

⒈按傳感器的物理量分類，可分為位移、力、速度、溫度、流量、氣體成份等傳感器

⒉按傳感器工作原理分類，可分為電阻、電容、電感、電壓、霍爾、光電、光柵、熱電偶等傳感器。

⒊按傳感器輸出信號的性質(zhì)分類，可分為：輸出為開關(guān)量(“1”和"0”或“開”和“關(guān)”)的開關(guān)型傳感器;輸出為模擬型傳感器;輸出為脈沖或代碼的數(shù)字型傳感器。

汽車傳感器發(fā)展歷史

在20世紀(jì)60年代，汽車上僅有機油壓力傳感器、油量傳感器和水溫傳感器，它們與儀表或指示燈連接。

進入70年代后，為了治理排放，又增加了一些傳感器來幫助控制汽車的動力系統(tǒng)，因為同期出現(xiàn)的催化轉(zhuǎn)換器、電子點火和燃油噴射裝置需要這些傳感器來維持一定的空燃比以控制排放。80年代，防抱死制動裝置和氣囊提高了汽車安全性。

今天，傳感器有用來測定各種流體溫度和壓力(如進氣溫度、氣道壓力、冷卻水溫和燃油噴射壓力等)的傳感器;有用來確定各部分速度和位置的傳感器(如車速、節(jié)氣門開度、凸輪軸、曲軸、變速器的角度和速度、排氣再循環(huán)閥(EGR)的位置等);還有用于測量發(fā)動機負荷、爆震、斷火及廢氣中含氧量的傳感器;確定座椅位置的傳感器;在防抱死制動系統(tǒng)和懸架控制裝置中測定車輪轉(zhuǎn)速、路面高差和輪胎氣壓的傳感器;保護前排乘員的氣囊，不僅需要較多的碰撞傳感器和加速度傳感器。面對制造商提供的側(cè)量、頂置式氣囊以及更精巧的側(cè)置頭部氣囊，還要增加傳感器。隨著研究人員用防撞傳感器(測距雷達或其他測距傳感器)來判斷和控制汽車的側(cè)向加速度、每個車輪的瞬時速度及所需的轉(zhuǎn)矩，使制動系統(tǒng)成為汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的一個組成部分。

老式的油壓傳感器和水溫傳感器是彼此獨立的，由于有著明確的最大值或最小值的限定，其中一些傳感器的實際作用就相當(dāng)于開關(guān)。隨著傳感器向電子化和數(shù)字化方向發(fā)展，它們的輸出值將得到更多的相關(guān)利用。

汽車傳感器市場狀況

傳感器在汽車上的應(yīng)用不斷擴大，它們在汽車電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)(包括輪速傳感器、陀螺儀以及剎車處理器)、車道偏離警告系統(tǒng)和盲點探測系統(tǒng)(包括雷達、紅外線或者光學(xué)傳感器)各個方面都得到了使用。

2005年，美國ABI研究公司公布了一份專門針對傳感器市場的研究報告。這份名為《汽車傳感器：加速計、陀螺儀、霍耳效應(yīng)、光學(xué)、壓力、雷達以及超音速傳感器》的報告，對2012年前主要傳感器的地區(qū)性使用前景作了預(yù)測。報告討論了使用傳感技術(shù)的許多先進安全系統(tǒng)，并提供了主要40家生產(chǎn)廠家的詳細資料，以及100多家生產(chǎn)廠家名錄。泰華調(diào)查公司的一位資深分析師認(rèn)為，是主動式安全系統(tǒng)推動了傳感器被越來越多地使用。在汽車業(yè)，安全系統(tǒng)成為傳感器的最大市場。

根據(jù)“全球信息公司”的調(diào)查報告，全球輕型汽車傳感器OEM市場年均增長率7.4%，到2010年將達到140億美元的規(guī)模，其增長幅度遠遠超出汽車本身的年均增長率。在發(fā)達國家，隨著汽車電子系統(tǒng)日益完善，電子傳感新技術(shù)快速發(fā)展，但已經(jīng)成熟的傳感器產(chǎn)品的增長將趨緩甚至可能下降;在發(fā)展中國家，基本的汽車傳感器主要用于汽車發(fā)動機、安全、防盜、排放控制系統(tǒng)，增長量十分可觀。用于發(fā)展中國家汽車幕?敬?釁韃?分饕?ü齇EM生產(chǎn)，以減少成本。汽車傳感器供應(yīng)商面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)：一方面要擴大產(chǎn)能產(chǎn)量，另一方面要不斷減低成本，這種發(fā)展趨勢未來將不可能改變。

汽車發(fā)動和驅(qū)動系統(tǒng)仍是傳感器的最大和最成熟的市場，然而與其它應(yīng)用相比，增速將放緩;隨著全球燃油價格的提高，“改進燃燒效率”將是汽車傳感器的新的應(yīng)用“亮點”領(lǐng)域;在汽車安全和防盜系統(tǒng)中的應(yīng)用將是最快的增長的市場;尾氣排放控制系統(tǒng)市場的發(fā)展則十分穩(wěn)定，前景良好。按區(qū)域劃分的幾大應(yīng)用市場是，在美國，主要用于胎壓檢測;在歐洲，用于汽車行人警告系統(tǒng);在新興產(chǎn)業(yè)國家，主要用于安全氣囊和自動安全帶系統(tǒng)。以每輛車來衡量，氧傳感器用量最多，技術(shù)上不斷進步。

汽車傳感器應(yīng)用現(xiàn)狀

傳感器的應(yīng)用

發(fā)動機控制系統(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。供ECU對發(fā)動機工作狀況進行精確控制，來提高發(fā)動機的動力性、降低油耗、減少廢氣排放和進行故障檢測。

溫度傳感器

溫度傳感器主要用于檢測發(fā)動機溫度、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精度高，但響應(yīng)特性差;熱敏電阻式溫度傳感器靈敏度高，響應(yīng)特性較好，但線性差，適應(yīng)溫度較低;熱偶電阻式溫度傳感器的精度高，測量溫度范圍寬，但需要配合放大器和冷端處理一起使用。

已實用化的產(chǎn)品有熱敏電阻式溫度傳感器(通用型-50℃~130℃，精度1.5%，響應(yīng)時間10ms;高溫型600℃~1000℃，精度5%，響應(yīng)時間10ms)、鐵氧體式溫度傳感器(ON/OFF型，-40℃~120℃，精度2.0%)、金屬或半導(dǎo)體膜空氣溫度傳感器(-40℃~150℃，精度2.0%、5%，響應(yīng)時間20ms)等。

壓力傳感器

壓力傳感器主要用于檢測氣缸負壓、大氣壓、渦輪發(fā)動機的升壓比、氣缸內(nèi)壓、油壓等。吸氣負壓式傳感器主要用于吸氣壓、負壓、油壓檢測。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)、表面彈性波式(SAW)。

電容式壓力傳感器主要用于檢測負壓、液壓、氣壓，測量范圍20~100kPa，具有輸入能量高，動態(tài)響應(yīng)特性好、環(huán)境適應(yīng)性好等特點;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，但抗干擾性差;SAW式壓力傳感器具有體積小、質(zhì)量輕、功耗低、可靠性高、靈敏度高、分辨率高、數(shù)字輸出等特點，用于汽車吸氣閥壓力檢測，能在高溫下穩(wěn)定地工作，是一種較為理想的傳感器。

流量傳感器

流量傳感器主要用于發(fā)動機空氣流量和燃料流量的測量?？諝饬髁康臏y量用于發(fā)動機控制系統(tǒng)確定燃燒條件、控制空燃比、起動、點火等。空氣流量傳感器有旋轉(zhuǎn)翼片式(葉片式)、卡門渦旋式、熱線式、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，測量精度較低，測得的空氣流量需要進行溫度補償;卡門渦旋式空氣流量計無可動部件，反映靈敏，精度較高，也需要進行溫度補償;熱線式空氣流量計測量精度高，無需溫度補償，但易受氣體脈動的影響，易斷絲;熱膜式空氣流量計和熱線式空氣流量計測量原理一樣，但體積少，適合大批量生產(chǎn)，成本低?？諝饬髁總鞲衅鞯闹饕夹g(shù)指標(biāo)為：工作范圍0.11~103立方米/min，工作溫度-40℃~120℃，精度≤1%。

燃料流量傳感器用于檢測燃料流量，主要有水輪式和循環(huán)球式，其動態(tài)范圍0~60kg/h，工作溫度-40℃~120℃，精度 1%，響應(yīng)時間<10ms。

位置和轉(zhuǎn)速傳感器

位置和轉(zhuǎn)速傳感器主要用于檢測曲軸轉(zhuǎn)角、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門的開度、車速等。汽車使用的位置和轉(zhuǎn)速傳感器主要有交流發(fā)電機式、磁阻式、霍爾效應(yīng)式、簧片開關(guān)式、光學(xué)式、半導(dǎo)體磁性晶體管式等，其測量范圍0 ~360 ，精度 0.5 以下，測彎曲角達 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)車速高于100km/h時，一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)精度0.1%，距離測量誤差優(yōu)于0.3%。

氣體濃度傳感器

氣體濃度傳感器主要用于檢測車體內(nèi)氣體和廢氣排放。其中，最主要的是氧傳感器，實用化的有氧化鋯傳感器(使用溫度-40℃~900℃，精度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℃，精度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，且抗鉛污染能力強的特點。

爆震傳感器

爆震傳感器用于檢測發(fā)動機的振動，通過調(diào)整點火提前角控制和避免發(fā)動機發(fā)生爆震。可以通過檢測氣缸壓力、發(fā)動機機體振動和燃燒噪聲等三種方法來檢測爆震。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200mV/g，在振幅為0.1g~10g范圍內(nèi)具有良好線性度。

7.24GHz雷達傳感器

24GHz雷達傳感器用于汽車防撞安裝系統(tǒng)，通過發(fā)射雷達波來判斷前方出現(xiàn)的物體大小，距離和移動速度，進而

汽車用24GHZ雷達傳感器 通過顯示器或與汽車制動系統(tǒng)進行配合，避免汽車與前方物體相撞。傳感器發(fā)射頻率在24.125GHz左右，可以調(diào)節(jié)的頻率范圍在50KHz左右。精度在國外精度可以達到毫米級別。

車身應(yīng)用

車身控制用傳感器主要用于提高汽車的安全性、可靠性和舒適性等。由于其工作條件不象發(fā)動機和底盤那么惡劣，一般工業(yè)用傳感器稍加改進就可以應(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;用于安全氣囊系統(tǒng)中的加速度傳感器;用于門鎖控制中的車速傳感器;用于亮度自動控制中的光傳感器;用于倒車控制中的超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。

在車身上應(yīng)用的各種傳感器：有防撞加速度傳感器、超聲近距離目標(biāo)傳感器和紅外熱成像傳感器，毫米波雷達和環(huán)境氣體電化學(xué)傳感器。新型的傳感器有超聲陣列反向傳感器、側(cè)面路面偏距報警和紅外熱成像夜視傳感器。

底盤應(yīng)用

底盤控制用傳感器是指用于變速器控制系統(tǒng)的車速傳感器、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)動機轉(zhuǎn)速傳感器、水溫傳感器、油溫傳感器等;懸架控制系統(tǒng)應(yīng)用的傳感器有車速傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、加速度傳感器、車身高度傳感器、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器等;動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)用的傳感器主要有車速傳感器、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器、油壓傳感器等。

底盤應(yīng)用的主要類型傳感器，即旋轉(zhuǎn)位移和壓力傳感器。慣性加速度傳感器和角速率傳感器取代了溫度傳感器而成為在車底盤上應(yīng)用的4種主要傳感器。表3種列出了27種傳感器。其中4種是壓力傳感器，3種旋轉(zhuǎn)位移傳感器，5種加速度傳感器和3種角速率傳感器。27種傳感器其中的15種是屬于這種類型傳感器。低盤應(yīng)用的新型傳感器有側(cè)路面角速率傳感器、車輪角位置傳感器和懸架位移位置傳感器。

應(yīng)用狀況

發(fā)動機控制系統(tǒng)用傳感器主要有溫度傳感器、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)動機的電子控制單元(ECU)提供發(fā)動機的工作狀況信息，以提高發(fā)動機的動力性、降低油耗、減少廢氣排放和進行故障檢測。

汽車控制系統(tǒng)應(yīng)用的主要傳感器類型，即旋轉(zhuǎn)位移傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器。在北美，這三種傳感器的銷售數(shù)量分別占第一、第二和第四位。在表2中共列出了40種不同的汽車傳感器。其中有8種壓力傳感器，四種溫度傳感器和四中旋轉(zhuǎn)位移傳感器。幾年來研制的新型傳感器是氣缸壓力傳感器，踏板加速計位置傳感器和油質(zhì)量傳感器。

導(dǎo)航系統(tǒng)用傳感器

隨著基于GPS/GIS(全球定位系統(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。

自動變速器系統(tǒng)傳感器

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、車身高度傳感器、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)動機轉(zhuǎn)速傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器、油壓傳感器等。

汽車傳感器技術(shù)發(fā)展

隨著汽車解碼器電子技術(shù)的發(fā)展，汽車電子干擾工程化程度不斷提高，通常的機械器系統(tǒng)已經(jīng)難以解決某些與汽車功能要求有關(guān)的解碼問題，而被電子控制系統(tǒng)代替。傳感器的作用就是根據(jù)規(guī)定的被測量的大小，定量提供有用的電輸出信號的部件，亦即傳感器把光、時間、電、溫度、壓力及氣體等的物理、化學(xué)量轉(zhuǎn)換成信號的變換器。傳感器作為汽車電控系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，它直接影響汽車的技術(shù)性能的發(fā)揮。普通汽車上大約裝有10-20只傳感器，高級豪華轎車則更多，這些傳感器主要分布在發(fā)動機控制系統(tǒng)、底盤控制系統(tǒng)和車身控制系統(tǒng)中。

一、發(fā)動機控制用傳感器

發(fā)動機控制用傳感器有許多種，其中包括溫度傳感器、壓力傳感器、轉(zhuǎn)速和角度傳感器、流量傳感器、位置傳感器、氣體濃度傳感器、爆震傳感器等。這類傳感器是整個發(fā)動機的核心，利用它們可提高發(fā)動機動力性、降低油耗、減少廢氣、反映故障等，由于其工作在發(fā)動機振動、汽油蒸氣、污泥和泥水等惡劣環(huán)境中，因此它們耐惡劣環(huán)境技術(shù)指標(biāo)要高于一般的傳感器。對于它們的性能指標(biāo)要求有很多種，其中最關(guān)鍵的是測量精度與可靠性，否則由傳感器檢測帶來的誤差最終將導(dǎo)致發(fā)動機控制系統(tǒng)失靈或故障。

1.溫度傳感器：主要檢測發(fā)動機溫度、吸入氣體溫度、冷卻水溫度、燃油溫度、機油溫度、催化溫度等。實際應(yīng)用的溫度傳感器主要有線繞電阻式、熱敏電阻式和熱電偶式。線繞電阻式溫度傳感器精度較高，但響應(yīng)特性差;熱敏電阻式傳感器靈敏度高，響應(yīng)特性較好，但線性差，適用溫度較低;熱電偶式精度高，測溫范圍寬，但需考慮放大器和冷端處理問題。

2.壓力傳感器：主要檢測進氣歧管絕對壓力、真空度、大氣壓力、發(fā)動機油壓、制動器油壓、輪胎壓力等。車用壓力傳感器已有若干種，應(yīng)用較多的有電容式、壓敏電阻式、膜盒傳動的可變電感式(LVDT)、表面彈性波式(SAW)。電容式傳感器具有輸入能量高，動態(tài)響應(yīng)好、環(huán)境適應(yīng)性好等特點;壓敏電阻式受溫度影響大，需另設(shè)溫度補償電路，但適用于大量生產(chǎn);LVDT式有較大輸出，易于數(shù)字輸出，但抗振性較差;SAW式具有體積小、質(zhì)量輕、功耗低、可靠性強、靈敏度高、分辨率高、數(shù)字量輸出等特點，是一種較為理想的傳感器。

3.轉(zhuǎn)速、角度和車速傳感器：主要用于檢測曲軸轉(zhuǎn)角、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、車速等。主要有發(fā)電機式、磁阻式、霍爾效應(yīng)式、光學(xué)式、振動式等。

4.氧傳感器：氧傳感器安裝在排氣管內(nèi)，測量排氣管中的含氧量，確定發(fā)動機的實際空燃比與理論值的偏差，控制系統(tǒng)根據(jù)反饋信號，調(diào)節(jié)可燃混合氣的濃度，使空燃比接近于理論值，從而提高經(jīng)濟性，降低排氣污染。實際應(yīng)用的是氧化鋯和氧化鈦傳感器。

5.流量傳感器：測定進氣量和燃油流量以控制空燃比，主要有空氣流量傳感器和燃料流量傳感器?？諝饬髁總鞲衅鳈z測進入發(fā)動機的空氣量從而控制噴油器的噴油量，以得到較準(zhǔn)確的空燃比，實際應(yīng)用的有卡門旋渦式、葉片式、熱線式?？ㄩT式無可動部件、反應(yīng)靈敏、精度較高;熱線式易受吸入氣體脈動影響，且易斷絲;燃料流量傳感器用于判定燃油消耗量。主要有水車式、球循環(huán)式。

6.爆震傳感器：它能把爆震信號傳給控制系統(tǒng)，抑制爆震的發(fā)生。主要有磁致伸縮式和非共振型壓電式。

二、底盤控制用傳感器

底盤控制用傳感器是指分布在變速器控制系統(tǒng)、懸架控制系統(tǒng)、動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、防抱制動系統(tǒng)中的傳感器，在不同系統(tǒng)中作用不同，但工作原理與發(fā)動機中傳感器是相同的，主要有以下幾種形式傳感器：

1.變速器控制傳感器：多用于電控自動變速器的控制。它是根據(jù)車速傳感器、加速度傳感器、發(fā)動機負荷傳感器、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、水溫傳感器、油溫傳感器檢測所獲得的信息經(jīng)處理使電控裝置控制換檔點和液力變矩器鎖止，實現(xiàn)最大動力和最大燃油經(jīng)濟性。

2.懸架系統(tǒng)控制傳感器：主要有車速傳感器、節(jié)氣門開度傳感器、加速度傳感器、車身高度傳感器、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器等。根據(jù)檢測到的信息自動調(diào)整車高，抑制車輛姿勢的變化等，實現(xiàn)對車輛舒適性、操縱穩(wěn)定性和行車穩(wěn)定性的控制。

3.動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳感器：它是根據(jù)車速傳感器、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器等使動力轉(zhuǎn)向電控系統(tǒng)實現(xiàn)轉(zhuǎn)向操縱輕便，提高響應(yīng)特性，減少發(fā)動機損耗，增大輸出功率，節(jié)省燃油等。

4.防抱制動傳感器：它是根據(jù)車輪角速度傳感器，檢測車輪轉(zhuǎn)速，在各車輪的滑移率為20%時，控制制動油壓、改善制動性能，確保車輛的操縱性和穩(wěn)定性。

三、車身控制用傳感器

采用這類傳感器的主要目的是提高汽車安全性、可靠性、舒適性等，主要有應(yīng)用于自動空調(diào)系統(tǒng)中的多種溫度傳感器、風(fēng)量傳感器、日照傳感器等;安全氣囊系統(tǒng)中加速度傳感器;亮度自控中光傳感器;死角報警系統(tǒng)中超聲波傳感器;圖像傳感器等。

四、車用傳感器研究開發(fā)趨勢

由于傳感器在電控系統(tǒng)中的重要作用，所以世界各國對其理論研究、新材料應(yīng)用、產(chǎn)品開發(fā)都非常重視。

金剛石的耐熱性好、熱穩(wěn)定性高，在真空中1200℃以上表面才開始出現(xiàn)炭化，在大氣中也要在600℃以上才開始炭化，利用這一特性，制作適用于高溫的熱敏傳感器，從常溫到600℃范圍內(nèi)進行溫度監(jiān)測與控制，并且適用在高溫且有腐蝕氣體的惡劣環(huán)境下使用，性能穩(wěn)定，使用壽命長，可用于發(fā)動機中高溫測量。此外金剛石在高溫下形變率很高，利用這一特性可制作高溫環(huán)境下使用的振動傳感器和加速度傳感器。與其它材料振動膜相結(jié)合可作為高溫、耐腐蝕、靈敏度高的壓力傳感器，用于振動檢測以及發(fā)動機氣缸壓力等測量。

光導(dǎo)纖維型傳感器由于抗干擾性強、靈敏度高、重量輕、體積小，適于遙測等特點正受到人們的普遍重視。已有不少成熟的產(chǎn)品問世，如光纖轉(zhuǎn)矩傳感器，溫度、振動、壓力、流量等傳感器。

在開發(fā)利用新材料同時，由于微電子技術(shù)和微機械加工技術(shù)發(fā)展，傳感器正向微型化、多功能化，智能化方向發(fā)展。微型化傳感器利用微機械的加工技術(shù)將微米級的敏感元件、信號調(diào)理器、數(shù)據(jù)處理裝置集成封裝在一塊芯片上。由于體積小、價格便宜、便于集成等特點，可以提高系統(tǒng)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，同時測出壓力和溫度，便可通過芯片內(nèi)運算消去壓力測量中的溫度影響。已有不少微型傳感器面世，如壓力傳感器、加速度傳感器、用于防撞的硅加速度傳感器等。在汽車輪胎內(nèi)嵌入微型壓力傳感器可以保持適當(dāng)充氣，避免充氣過量或不足，從而節(jié)約燃油10%。多功能化使傳感器能夠同時檢測2個或2個以上的特性參數(shù)。而智能傳感器由于帶有專用計算機，因而具有智能特點。

此外，傳感器響應(yīng)時間、輸出與計算機的接口等問題也是重要的研究課題。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，車用傳感器的技術(shù)必將趨于完善

汽車傳感器應(yīng)用

汽車傳感器的應(yīng)用非常廣泛，比如：

1，汽油指示器，就是通過液位傳感器來實現(xiàn)的，這種液位傳感器利用液位的高低再轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，可以很方便地從儀表上讀取

2，水溫傳感器，水溫傳感器是通過在水箱里裝設(shè)的測溫節(jié)點器，當(dāng)水溫過高了或過低了還可以報警，也可以從顯示儀表上直接讀取。

3，車內(nèi)空調(diào)，車內(nèi)空調(diào)是通過裝在車內(nèi)的溫度傳感器來控制的，溫度傳感器有一個溫度設(shè)置，當(dāng)溫度過低時就自動啟動，當(dāng)溫度超過了又自動降溫

4，雨刮器傳感器，雨刮器是通過傳感器來感知雨水的大小，從而來控制雨刮器的頻率，也就是說雨水大就刮得快，雨水小就刮得慢。

5，發(fā)動機管理系統(tǒng)，采用各種傳感器，將發(fā)動機吸入空氣量、冷卻水溫度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速與加減速等狀況轉(zhuǎn)換成電信號，送入控制器?？刂破鲗⑦@些信息與儲存信息比較、精確計算后輸出控制信號。EMS不僅可以精確控制燃油供給量，以取代傳統(tǒng)的化油器，而且可以控制點火提前角和怠速空氣流量等，極大地提高了發(fā)動機的性能。

6，控制系統(tǒng)原理：通過安裝在加速踏板上的踏板傳感器，將踏板信息傳遞到電子控制器中的節(jié)氣門控制模塊，節(jié)氣門控制模塊通過一定的處理程序計算出節(jié)氣門的開度并驅(qū)動直流電機完成節(jié)氣門進氣通道面積的調(diào)整，從而控制進氣量，滿足發(fā)動機不同工況下的進氣需求。

7，爆震傳感器功能：檢測發(fā)動機缸體振動情況，以供電子控制器識別發(fā)動機爆震工況。原理：爆震傳感器是一種振動加速度傳感器。它裝在發(fā)動機氣缸體上，可裝一只或多只。傳感器的敏感元件為一壓電晶體，發(fā)動機爆震時，發(fā)動機振動通過傳感器內(nèi)的質(zhì)塊傳遞到晶體上。壓電晶體由于受質(zhì)塊振動產(chǎn)生的壓力，在兩個極面上產(chǎn)生電壓，把振動轉(zhuǎn)化為電壓信號輸出。

8，怠速調(diào)節(jié)器功能：提供怠速旁通空氣通道，并通過改變通道截面積影響旁通氣量，實現(xiàn)發(fā)動機怠速工況時轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制。

原理：怠速調(diào)節(jié)器內(nèi)一塊可在軸上自由轉(zhuǎn)動的永久磁鐵上剛性連接著一塊旋轉(zhuǎn)滑塊永久磁鐵可以在電纜線圈驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)，使滑塊隨之旋轉(zhuǎn)?；瑝K的角位置決定了執(zhí)行器旁通氣流通道的開度，因而可以調(diào)節(jié)旁通氣量的大小。電子控制器通過改變輸送給執(zhí)行器脈沖信號的占空比決定滑塊的角位置，從而決定了旁通空氣流量。

9，氧傳感器功能：測定發(fā)動機排氣中氧氣含量，確定汽油與空氣是否完全燃燒。電子控制器根據(jù)這一信息實現(xiàn)以過量空氣系數(shù)λ=1為目標(biāo)的閉環(huán)控制，以確保三元催化轉(zhuǎn)化器對排氣中HC、CO和NOX三種污染物都有最大的轉(zhuǎn)化效率。

原理：氧傳感器傳感元件是一種陶瓷管，外側(cè)通排氣，內(nèi)側(cè)通大氣。陶瓷管是一種固態(tài)電解質(zhì)，加熱后依靠陶瓷管外壁的催化劑使排氣中的各種成份發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，氧離子可通過陶瓷管擴散。

10，節(jié)氣門位置傳感器 功能：提供發(fā)動機負荷信息、工況信息。

原理：此傳感器實際上是具線性輸出特性的轉(zhuǎn)角電位計。電位計轉(zhuǎn)臂與節(jié)氣門同軸安裝，當(dāng)節(jié)氣門轉(zhuǎn)動時，帶動電位計轉(zhuǎn)臂滑到一定的電阻位置，電位計輸出與節(jié)氣門位置成比例的電壓信號。

汽車傳感器國內(nèi)發(fā)展

汽車傳感器是汽車電子技術(shù)領(lǐng)域研究的核心內(nèi)容之一，本文簡單介紹了國內(nèi)汽車傳感器的應(yīng)用發(fā)展情況，主要介紹了汽車上幾種主要的傳感器，并對發(fā)展趨勢進行了展望。

汽車傳感器市場

市場研究數(shù)據(jù)顯示，2002年全球汽車傳感器的市場規(guī)模為70.1億美元，預(yù)計2005年將達到85.2億美元，年平均增長率為6.7%;全球2002年汽車傳感器的市場需求量為10.38億只，預(yù)計2005年將達到12.83億只，年平均增長率為7.3%。中國的汽車工業(yè)發(fā)展加快。估計2010年將達600萬輛的生產(chǎn)能力，若每輛車用10只傳感器，將需6000萬套傳感器及其配套變送器和儀表。

中國現(xiàn)有汽車2000萬輛，并且每年以5%以上的速度遞增，但是“電噴”汽車還只占10%左右，國家規(guī)定停止“化油器”汽車的生產(chǎn)，新出廠的汽車要求全部安裝“電噴”系統(tǒng)。上海聯(lián)合汽車電子年產(chǎn)120萬套“電噴”系統(tǒng)傳感器，一共4000～6000元/套，其中，汽車傳感器占60%以上的產(chǎn)值。國內(nèi)電噴系統(tǒng)應(yīng)用傳感器占系統(tǒng)的70%以上，ABS傳感器的成本為50元左右，國內(nèi)產(chǎn)量為100萬套，產(chǎn)值為5000萬元;安全氣囊的傳感器占系統(tǒng)成本的70%以上，安全氣囊的傳感器售價為2000元左右，需求量為100萬套/年，則傳感器的產(chǎn)值可達20億元。

傳感器的重要性

汽車傳感器作為汽車電子控制系統(tǒng)的信息源，是汽車電子控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，也是汽車電子技術(shù)領(lǐng)域研究的核心內(nèi)容之一。汽車傳感器對溫度、壓力、位置、轉(zhuǎn)速、加速度和振動等各種信息進行實時、準(zhǔn)確的測量和控制。衡量現(xiàn)代高級轎車控制系統(tǒng)水平的關(guān)鍵就在于其傳感器的數(shù)量和水平。當(dāng)前，一輛國內(nèi)普通家用轎車上大約安裝了近百個傳感器，而豪華轎車上的傳感器數(shù)量多達200只。

幾年來從半導(dǎo)體集成電路技術(shù)發(fā)展而來的微電子機械系統(tǒng)(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，可實現(xiàn)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(gòu)成大規(guī)模和多功能陣列，非常適合在汽車上應(yīng)用。

微型傳感器的大規(guī)模應(yīng)用將不僅限于發(fā)動機燃燒控制和安全氣囊，在未來5～7年內(nèi)，包括發(fā)動機運行管理、廢氣與空氣質(zhì)量控制、ABS、車輛動力的控制、自適應(yīng)導(dǎo)航、車輛行駛安 全系統(tǒng)在內(nèi)的應(yīng)用，將為MEMS技術(shù)提供廣闊的市場。

國內(nèi)汽車傳感器

自20世紀(jì)80年代以來，國內(nèi)汽車儀表行業(yè)引進國外的先進技術(shù)及與之相配套的傳感器生產(chǎn)技術(shù)，基本滿足了國內(nèi)小批量、低水平車型的配套需求。由于起步較晚，還沒有形成系列化、配套化，尚未形成獨立的產(chǎn)業(yè)，仍然依附于汽車儀表企業(yè)。

眾多轎車、輕型車及部分載貨車中采用新的電子產(chǎn)品，需要大批量、高水平的汽車傳感器，但國內(nèi)現(xiàn)有最高水平的汽車傳感器產(chǎn)品比國外同類產(chǎn)品落后10多年，每年要進口50萬套以上的高性能汽車傳感器。

許多傳感器廠家為了增強產(chǎn)品的競爭力，采用與國外同行業(yè)進行合資經(jīng)營的方式，消化吸收國外先進的傳感器技術(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(tǒng)廠家的下游供應(yīng)商。但絕大多數(shù)企業(yè)還只是配套生產(chǎn)其它車用傳感器，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。

伴隨著國內(nèi)汽車產(chǎn)量的迅速增長，今后幾年國內(nèi)汽車工業(yè)對傳感器及其配套變速器和儀表的需求亦將大大增加，實現(xiàn)汽車傳感器國產(chǎn)化勢在必行。為適應(yīng)這一形勢，應(yīng)重點開發(fā)新型壓力、溫度、流量、位移等傳感器，盡快為汽車工業(yè)解決電噴系統(tǒng)、空調(diào)排污系統(tǒng)和自動駕駛系統(tǒng)所需的傳感器是十分迫切的任務(wù)。汽車傳感器對整車廠而言，是二級配套產(chǎn)品，必須以系統(tǒng)形式進入整車廠配套。一級系統(tǒng)配套商的實力關(guān)系到主機廠的品牌，所以必須建立系統(tǒng)平臺，以系統(tǒng)帶動傳感器的發(fā)展。

汽車傳感器發(fā)展趨勢

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未來的汽車傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢是微型化、多功能化、集成化和智能化。

20世紀(jì)末期，設(shè)計技術(shù)、材料技術(shù)，特別是Mems (微電子機械系統(tǒng))技術(shù)的發(fā)展使微型傳感器提高到了一個新的水平，利用微電子機械加工技術(shù)將微米級的敏感元件、信號處理器、數(shù)據(jù)處理裝置封裝在同一芯片上，它具有體積小、價格便宜、可靠性高等特點，并且可以明顯提高系統(tǒng)測試精度。采用Mems技術(shù)可以制作檢測力學(xué)量、磁學(xué)量、熱學(xué)量、化學(xué)量和生物量的微型傳感器。由于Mems微型傳感器在降低汽車電子系統(tǒng)成本及提高其性能方面的優(yōu)勢，它們已開始逐步取代基于傳統(tǒng)機電技術(shù)的傳感器。Mems傳感器將成為世界汽車電子的重要構(gòu)成部分。

汽車傳感器和電子系統(tǒng)向著采用Mems傳感器的方向發(fā)展。Philips Electronics公司和Continental Treves公司10年銷售1億只用于汽車ABS系統(tǒng)的傳感器芯片，生產(chǎn)上達到了一個新的里程碑。兩個公司共同開發(fā)有源磁場傳感器的前瞻性技術(shù)，產(chǎn)品應(yīng)用在汽車廠家生產(chǎn)的最新的轎車上。Continental Teves公司用這種磁阻式轉(zhuǎn)速傳感器制作了輪速傳感器，用于ABS系統(tǒng)，防滑系統(tǒng)等。

Mems傳感器成本低、可靠性好、尺寸小，可以集成在新的系統(tǒng)中，工作時間達到幾百萬個小時。Mems器件最早的是絕壓傳感器(Map)和氣囊加速度傳感器。正在研發(fā)和小批量生產(chǎn)的MEMS/MST產(chǎn)品有：輪速旋轉(zhuǎn)傳感器，胎壓傳感器，制冷壓力傳感器，發(fā)動機油壓傳感器，剎車壓力傳感器和偏離速率傳感器等等。在今后的5-7年Mems器件將大量應(yīng)用到汽車系統(tǒng)中。

隨著微電子技術(shù)的發(fā)展和電子控制系統(tǒng)在汽車上的應(yīng)用迅速增加，汽車傳感器市場需求將保持高速增長，以Mems技術(shù)為基礎(chǔ)的微型化、多功能化、集成化和智能化的傳感器將逐步取代傳統(tǒng)的傳感器，成為汽車傳感器的主流。

21世紀(jì)初期(2010前后)，敏感元件與傳感器發(fā)展的總趨勢是小型化、集成化、多功能化、智能化、系統(tǒng)化。傳感器領(lǐng)域的主要技術(shù)將在現(xiàn)有基礎(chǔ)上予以延伸和提高，并加速新一代傳感器的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。

微機械加工技術(shù)(MEMT)和微米/納米技術(shù)將得到高速發(fā)展，將成為21世紀(jì)傳感器領(lǐng)域中帶有革命變化的高新技術(shù)。采用MEMT制作的MEMS產(chǎn)品(微傳感器和微系統(tǒng))，具有劃時代的微小體積、低成本、高可靠等獨特的優(yōu)點，預(yù)計由微傳感器、微執(zhí)行器以及信號和數(shù)據(jù)處理裝置總裝集成的微系統(tǒng)將進入商業(yè)市場。

隨著新型敏感材料的加速開發(fā)，微電子、光電子、生物化學(xué)、信息處理等各學(xué)科、各種新技術(shù)的互相滲透和綜合利用，可望研制出一批新穎、先進的傳感器。如：新一代光纖傳感器、超導(dǎo)傳感器、焦平面陣列紅列探測器、生物傳感器、診斷傳感器、智能傳感器、基因傳感器以及模糊傳感器等。

硅傳感器的研究、生產(chǎn)和應(yīng)用將成為主流，半導(dǎo)體工業(yè)將更加有力地帶動傳感器的設(shè)計手日工藝制造技術(shù);而微處理器和計算機將進一步帶動新一代智能傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器的數(shù)據(jù)管理和采集。

敏感元件與傳感器的更新?lián)Q代周期將越來越短，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒌玫酵卣?，二次傳感器和傳感器系統(tǒng)的應(yīng)用將大幅度增長，廉價傳感器的比例將增大，必將促進世界傳感器市場的迅速發(fā)展。

高科技在傳感技術(shù)中的應(yīng)用比例更加增大。傳感技術(shù)涉及多學(xué)科的交叉，它的設(shè)計需要多學(xué)科綜合理論分析，常規(guī)方法已難于滿足，CAD技術(shù)將得到廣泛應(yīng)用。如：國外在90年代初就研究出了用于硅壓力傳感器設(shè)計的MEMS CAD軟件，大型有限元分析軟件ANSYS，包含了力、熱、聲、流體、電、磁等分析模塊，在MEMS器件的設(shè)計和模擬方面取得了成功。

傳感器產(chǎn)業(yè)將進一步向著生產(chǎn)規(guī)?；I(yè)化和自動化方向發(fā)展。工業(yè)化大生產(chǎn)的平面工藝技術(shù)將是促進傳感器價格大幅度降低的主要動力。而傳感器制造的后工序一一封裝工藝和測試標(biāo)定(兩者的費用約占產(chǎn)品總成本的50%以上)的自動化，將成為關(guān)鍵生產(chǎn)工藝予以突破。

傳感器產(chǎn)業(yè)的企業(yè)結(jié)構(gòu)仍將呈現(xiàn)“大、中、小并舉”“集團化、專業(yè)化生產(chǎn)共存”的格局，集團化的大公司(含跨國集團公司〉將越來越顯示出它的壟斷作用，而專業(yè)化生產(chǎn)的中、小企業(yè)因其能適應(yīng)市場小批量產(chǎn)品的需求，仍有其生存、發(fā)展的空間和機遇。

多功能化是指一個傳感器能檢測2個或者兩個以上的特性參數(shù)或者化學(xué)參數(shù)，從而減少汽車傳感器數(shù)量，提高系統(tǒng)可靠性。

集成化是指利用IC制造技術(shù)和精細加工技術(shù)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。

汽車傳感器如何檢測

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發(fā)動機汽車節(jié)氣門由駕駛員通過加速踏板來操縱，以改變發(fā)動機的進氣量，從而控制發(fā)動機的運轉(zhuǎn)。不同的汽車節(jié)氣門開度標(biāo)志著發(fā)動機的不同運轉(zhuǎn)工況。

1、開關(guān)量輸出型汽車節(jié)氣門位置傳感器的檢測

(1)結(jié)構(gòu)和電路

開關(guān)量輸出型節(jié)氣門位置傳感器又稱為節(jié)氣門開關(guān)。它有兩副觸點，分別為怠速觸點(IDL)和全負荷觸點(PSW)。由一個和節(jié)氣門同軸的凸輪控制兩開關(guān)觸點的開啟和閉合。當(dāng)節(jié)氣門處于全關(guān)閉的位置時，怠速觸點IDL閉合，ECU根據(jù)怠速開關(guān)的閉合信號判定發(fā)動機處于怠速工況，從而按怠速工況的要求控制噴油量;當(dāng)節(jié)氣門打開時，怠速觸點打開，ECU根據(jù)這一信號進行從怠速到小負荷的過渡工況的噴油控制;全負荷觸點在節(jié)氣門由全閉位置到中小開度范圍內(nèi)一直處于開啟狀態(tài)，當(dāng)節(jié)氣門打開至一定角度(豐田1G-EU車為55°)的位置時，全負荷觸點開始閉合，向ECU送出發(fā)動機處于全負荷運轉(zhuǎn)工況的信號，ECU根據(jù)此信號進行全負荷加濃控制。豐田1G-EU發(fā)動機電子控制系統(tǒng)用的開關(guān)量輸出型節(jié)氣門位置傳感器。

(2)開關(guān)量輸出型節(jié)氣門位置傳感器的檢查調(diào)整。

①就車檢查端子間的導(dǎo)通性

點火開關(guān)置于“OFF”位置，拔下節(jié)氣門位置傳感器連接器，在節(jié)氣門限位螺釘和限位桿之間插入適當(dāng)厚度的厚薄規(guī);用萬用表Ω檔在節(jié)氣門位置傳感器連接器上測量怠速觸點和全負荷觸點的導(dǎo)通情況。

當(dāng)節(jié)氣門全閉時，怠速觸點IDL應(yīng)導(dǎo)通;當(dāng)節(jié)氣門全開或接近全開時，全負荷觸點PSW應(yīng)導(dǎo)通;在其他開度下，兩觸點均應(yīng)不導(dǎo)通。具體情況如表1所示。否則，應(yīng)調(diào)整或更換節(jié)氣門位置傳感器。

2、線性可變電阻輸出型節(jié)氣門位置傳感器的檢測

(1)結(jié)構(gòu)和電路

線性可變電阻型節(jié)氣門位置傳感器是一種線性電位計，電位計的滑動觸點由節(jié)氣門軸帶動。

在不同的節(jié)氣門開度下，電位計的電阻也不同，從而將節(jié)氣門開度轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘栞斔徒oECU。ECU通過節(jié)氣門位置傳感器，可以獲得表示節(jié)氣門由全閉到全開的所有開啟角度的、連續(xù)變化的電壓信號，以及節(jié)氣門開度的變化速率，從而更精確地判定發(fā)動機的運行工況。一般在這種節(jié)氣門位置傳感器中，也設(shè)有一怠速觸點IDL，以判定發(fā)動機的怠速工況。。

(2)線性可變電阻型節(jié)氣門位置傳感器的檢查調(diào)整

①怠速觸點導(dǎo)通性檢測點火開關(guān)置于“OFF”位置，拔去節(jié)氣門位置傳感器的導(dǎo)線連接器，用萬用表Ω檔在節(jié)氣門位置傳感器連接器上測量怠速觸點IDL的導(dǎo)通情況。當(dāng)節(jié)氣門全閉時，IDL-E2端子間應(yīng)導(dǎo)通(電阻為0);當(dāng)節(jié)氣門打開時，IDL-E2端子間應(yīng)不導(dǎo)通(電阻為∞)。否則應(yīng)更換節(jié)氣門位置傳感器。

②測量線性電位計的電阻

點火開關(guān)置于OFF位置，拔下節(jié)氣門位置傳感器的導(dǎo)線連接器，用萬用表的Ω檔測量線性電位計的電阻，該電阻應(yīng)能隨節(jié)氣門開度增大而呈線性增大。