汽車傳感器應(yīng)用現(xiàn)狀
發(fā)布時(shí)間:2008/5/27 0:00:00 訪問次數(shù):382
    
    
    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。目前,一輛普通家用轎車上大約安裝幾十到近百只傳感器,而豪華轎車上的傳感器數(shù)量可多達(dá)二百余只。據(jù)報(bào)道,2000年汽車傳感器的市場為61.7億美元(9.04億件產(chǎn)品),到2005年將達(dá)到84.5億美元(12.68億件),增長率為6.5%(按美元計(jì))和7.0%(按產(chǎn)品件數(shù)計(jì))。汽車傳感器在汽車上主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、底盤控制系統(tǒng)、車身控制系統(tǒng)和導(dǎo)航系統(tǒng)中。
    
    發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)用傳感器
    
    發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(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)的電子控制單元(ecu)提供發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況信息,供ecu對發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況進(jìn)行精確控制,以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、降低油耗、減少廢氣排放和進(jìn)行故障檢測。
    
    由于發(fā)動(dòng)機(jī)工作在高溫(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(100%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)控制系統(tǒng)用傳感器耐惡劣環(huán)境的技術(shù)指標(biāo)要比一般工業(yè)用傳感器高1-2個(gè)數(shù)量級,其中最關(guān)鍵的是測量精度和可靠性。否則,由傳感器帶來的測量誤差將最終導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(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檢測發(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(shí)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(shí)間10ms;高溫型600℃~1000℃,精度5%,響應(yīng)時(shí)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(shí)間20ms)等。
    
    2.壓力傳感器
    
    壓力傳感器主要用于檢測氣缸負(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(dòng)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(fù)壓、液壓、氣壓,測量范圍20~100kpa,具有輸入能量高,動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性好、環(huán)境適應(yīng)性好等特點(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(diǎn),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。
    
    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量?諝饬髁康臏y量用于發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)確定燃燒條件、控制空燃比、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(jì)結(jié)構(gòu)簡單,測量精度較低,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(jì)無可動(dòng)部件,反映靈敏,精度較高,也需要進(jìn)行溫度補(bǔ)償;熱線式空氣流量計(jì)測量精度高,無需溫度補(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)和熱線式空氣流量計(jì)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(dòng)態(tài)范圍0~60kg/h,工作溫度-40℃~120℃,精度 1%,響應(yīng)時(shí)間<10ms。
    
    
    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。目前,一輛普通家用轎車上大約安裝幾十到近百只傳感器,而豪華轎車上的傳感器數(shù)量可多達(dá)二百余只。據(jù)報(bào)道,2000年汽車傳感器的市場為61.7億美元(9.04億件產(chǎn)品),到2005年將達(dá)到84.5億美元(12.68億件),增長率為6.5%(按美元計(jì))和7.0%(按產(chǎn)品件數(shù)計(jì))。汽車傳感器在汽車上主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、底盤控制系統(tǒng)、車身控制系統(tǒng)和導(dǎo)航系統(tǒng)中。
    
    發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)用傳感器
    
    發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(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)的電子控制單元(ecu)提供發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況信息,供ecu對發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況進(jìn)行精確控制,以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、降低油耗、減少廢氣排放和進(jìn)行故障檢測。
    
    由于發(fā)動(dòng)機(jī)工作在高溫(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(100%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)控制系統(tǒng)用傳感器耐惡劣環(huán)境的技術(shù)指標(biāo)要比一般工業(yè)用傳感器高1-2個(gè)數(shù)量級,其中最關(guān)鍵的是測量精度和可靠性。否則,由傳感器帶來的測量誤差將最終導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(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檢測發(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(shí)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(shí)間10ms;高溫型600℃~1000℃,精度5%,響應(yīng)時(shí)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(shí)間20ms)等。
    
    2.壓力傳感器
    
    壓力傳感器主要用于檢測氣缸負(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(dòng)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(fù)壓、液壓、氣壓,測量范圍20~100kpa,具有輸入能量高,動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性好、環(huán)境適應(yīng)性好等特點(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(diǎn),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。
    
    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量?諝饬髁康臏y量用于發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)確定燃燒條件、控制空燃比、起動(dòng)、點(diǎn)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(jì)結(jié)構(gòu)簡單,測量精度較低,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(jì)無可動(dòng)部件,反映靈敏,精度較高,也需要進(jìn)行溫度補(bǔ)償;熱線式空氣流量計(jì)測量精度高,無需溫度補(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)和熱線式空氣流量計(jì)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(dòng)態(tài)范圍0~60kg/h,工作溫度-40℃~120℃,精度 1%,響應(yīng)時(shí)間<10ms。
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