傳感器技術在汽車上的應用現狀及發展趨勢

　　在當今電子技術高速發展的時代，汽車的控制系統逐步的趨向于電子控制系統，而這種電子控制系統中最重要的一種就是傳感器應用技術。傳感器市場上，傳統的傳感器逐步被淘汰，現狀時興的是一種智能化、多功能化、微型化、集成化的傳感器，并且這種傳感器漸漸地將變成汽車傳感器必不可少的一部分。

　　自德國人卡爾·奔馳于1885年研制出世界上的第一輛汽車至今，汽車逐漸成為人們生活當中不可或缺的交通工具。但是在當今科技快速發展，社會逐步進步的時代，汽車的控制系統逐步的趨向于電子控制系統，這種汽車稱之為電子汽車，這種電子汽車的控制系統中最重要的一種就是傳感器應用技術，一種高端的傳感器漸漸地將變成汽車控制系統中必不可少的一個關鍵部分。

　　1 傳感器應用技術在汽車上的應用現狀

　　現在汽車發展的一個重要技術特征，就是構成汽車的零件越來越多的運用電子控制系統。但是只要是運用電子控制系統的東西，傳感器的存在是必不可少的，如汽車的GPS導航、自動變速器、發動機等等。汽車運用傳感器，能夠對汽車系統的壓力、進氣量、加速度、位置、振動、轉速、溫度等各種有用的信息進行準確、實時的控制和測量，可以很大程度的將汽車的舒適度提高，在汽車的安全行駛中起到了關鍵的作用。現在就用壓力、進氣量、轉速、溫度這四種傳感器來說明傳感器應用技術在汽車上的應用現狀。

　　1.1 壓力傳感器

　　汽車在行駛過程中，很多的部件在工作是都要受到壓力的作用。壓力傳感器的主要作用就是檢測油壓、汽缸內壓、渦輪發動機升壓比、大氣壓、氣缸負壓等等，檢測這些的主要目的是保證汽車的安全、正常的行駛。壓力傳感器能夠將液體或氣體的壓力轉變為電信號，在傳遞到ECU，用于便捷的進行控制與監測。

　　在汽車進行電子控制系統中，壓力傳感器有兩種形式——壓阻式——電阻應變計式壓力傳感器與半導體壓阻效果式壓力傳感器。在壓力較高的時候，一般情況下運用的是電阻應變計式壓力傳感器，相對的，在壓力較低的時候，一般情況下運用的是半導體壓阻效果式壓力傳感器。除了這兩種，汽車在用到壓力傳感器的時候還有SAW（表面彈性波式）、LVDT（差動變壓器式）、電容式。SAW壓力傳感器的特點就是數字輸出、分辨率高、靈敏度高、可靠性高、功耗低、質量輕、體積小，它能夠在高溫的條件下穩定工作，能夠檢測汽車的吸氣閥的壓力，是一種理想的壓力傳感器。LVDT壓力傳感器的特點是容易數字輸出、大輸出、抗干擾性差。電容式他力傳感器的特點是環境適應性好、動態響應特性好、輸入能量高，它能夠檢測氣壓、液壓、負壓，測量的范圍是20-100kPa。

　　1.2 進氣量傳感器

　　在汽車電子控制系統裝置上，進氣量傳感器就是用來檢測發動機能夠吸進的空氣量。發動機基本點火提前角與基本燃油量確定的主要參數是發動機轉速與進氣量。進氣量會對發動機的工作產生很大的影響。汽車在用到進氣量傳感器的時候有卡門漩渦式、熱線式、熱膜式、葉片式等等，進氣量傳感器一般是裝在節氣門體與空氣濾清器之間。發動機檢測空氣吸入量可以用到的方法有速度密度法、質量流法等等。在現在經常使用的方法是質量留法，這種方法的原理是將吸入的空氣量直接利用空氣流量計進行測量，計算的標準是測量得到的空氣流量比上發動機轉速得到的比值。

　　1.3 轉速傳感器

　　在傳感器中最具有代表性的就是轉速傳感器，它能夠檢測車輪的轉速、發動機的曲軸轉速，能夠由此來推算出汽車運行的速度。發動機基本點火提前角與基本燃油量確定的主要參數是發動機轉速與進氣量。轉速會對發動機的工作產生很大的影響。目前汽車在用到轉速傳感器的時候有半導體磁性晶體管式、光學式、簧片開關式、霍爾效應式、磁阻式、交流發電機式等等。車速傳感器的種類非常多，有敏感動力傳動軸轉動的，有敏感差速從動軸轉動的，還有敏感車輪旋轉的。在車速大于100km/h的時候，一般的測量方法則會有很大的誤差，這時候需要采用的就是非接觸式光電速度傳感器，這種傳感器的精度大，誤差小。

　　1.4 溫度傳感器

　　溫度傳感器的作用就是檢測催化溫度、燃油溫度、冷卻水溫度、吸入氣體溫度、發動機溫度等等。汽車在用到溫度傳感器的時候有熱偶電阻式、熱敏電阻式、線繞電阻式三種。熱偶電阻式溫度傳感器的特點是測量溫度的范圍寬、精度高，但是要將冷端處理與放大鏡一起配合使用。熱敏電阻式溫度傳感器的特點是響應特性好、靈敏度高，但是適應溫度比較低，線性差。線繞電阻式溫度傳感器的特點是精度高，但是響應特性較差。目前市場上已經實用化的溫度傳感器有金屬或半導體膜空氣溫度傳感器、鐵氧體式溫度傳感器、熱敏電阻式溫度傳感器。

　　2 傳感器應用技術在汽車上的發展趨勢

　　在當今社會上，人們在選擇汽車的時候注重的是汽車的功能、節能、環保、安全，并且這種需求在不斷的提高。由此，在汽車應用上廣泛流行開一種電子控制系統，并且這種電子設施的發展方向是智能化、多功能化、微型化、集成化。由于電

　　子控制系統的不斷發展，則帶動了傳感器的不斷進步，其發展趨勢與電子設備的基本一致，也是智能化、多功能化、微型化、集成化。所以，研究出一種成本低、可靠性高、精度高、新型的傳感器是非常必要的。

　　2.1 研制新型的傳感器

　　傳感器重要的基礎就是傳感器的材料，傳感器的發展趨勢之一就是用復雜的材料制造良好性能的傳感器。在近年的傳感器研究中，材料的變化主要是：磁性材料、智能材料、陶瓷材料、半導體敏感材料、人工合成的原子分子型材料的使用；單一型材料轉變為復合性材料，單晶體材料轉變為非晶體材料、多晶體材料。在進一步進行材料開發的同時，還應該探尋有敏感效應的新材料，爭取取得傳感器成本低、性能高的特點。

　　2.2 智能化傳感器

　　傳感器的智能化指的是將微處理機很好的結合到傳感器上，使傳感器能夠有信息處理與檢測的功能。傳感器的智能化一般情況下是將信號的驅動回路、處理、檢測等一系列的外圍電路在一塊基片上進行集成，使傳感器能夠有自適應、自診斷、邏輯判斷、數據處理等一些新的功能。這種進過處理的傳感器不僅僅能夠將要處理與模擬的信號提供出來，還能夠進行信息的自動時漂、非線性、溫漂的自校正，信號的放大處理，并且有較強的抗電磁干擾能力，能夠保證傳感器的信號質量，提供非常高的精度。智能傳感器的特點是使用方便、適合大批量的生產、體積小、性能高、功能多。

　　2.3 多功能化、集成化傳感器

　　在傳感器的應用領域不斷擴大的同時，還需要借助半導體的組裝技術、精密加工、光刻技術、擴散技術、蒸鍍技術等等。從元件單一、功能單一逐步向多功能化、集成化的方向發展。多功能化基礎是集成化，而集成化就是指運用半導體的加工技術，在一塊芯片上對轉換元件、信息處理、電源電路元件、敏感元件等進行集成。

　　2.4 微型化傳感器

　　傳感器的微型化是指將微米級的數據處理裝置、信號調理器、敏感元件通過微機械加工技術在一塊芯片上集成封裝。微型化傳感器的特點就是便于集成、價格便宜、體積小，所以能夠很大程度上的將測試的精度提高。在目前可以制作的是能夠檢測和敏感生物量、化學量、熱學量、磁學量、力學量的微型化傳感器。所以傳感器的微型化具有很大的市場前景。