传感器在汽车控制中的应用
摘要
随着电子技术的发展，现代汽车正朝着高档智能化、电子信息化的方向发展。汽车传感器作为汽车电子控制系统的关键部件，是现代汽车发展的主导与核心。
本文主要研究了传感器在汽车发动机控制系统、汽车底盘电子控制系统、汽车防盗系统以及传感器在汽车安全气囊中的应用，从而了解了传感器在现代汽车工业中的重要性，传感器已经成为现代汽车不可或缺的一部分。人们通过传感器了解汽车的一切工作状况，例如车速、油量、发动机工作状态等，然后人们通过传感器表达和反馈的信息作出相应的处理。如压力传感器指示汽车轮胎压力过高就必须对轮胎进行适当的放气，以维持其正常胎压，否则在炎热的夏天极易发生爆胎的危险。可以说传感器就是人们的双眼，它将汽车的各种信息准确地反应给人们，让人们及时了解汽车的工作状况及各种信息，以保证行车安全。
汽车传感器在汽车上主要用于发动机控制系统、底盘控制系统、车身控制系统和导航系统中。发动机控制系统用传感器是整个汽车传感器的核心，由于环保、油耗法规的要求不断严格，使发动机越来越复杂，发动机电子控制系统性能就会相应提高，这就要求不断提高传感器的用量和精度。汽车发动机控制用传感器是在发动机产生的热、震动、汽油蒸气以及轮胎产生的污泥和飞溅的水花等恶劣环境下工作的。因此，汽车发动机用传感器与一般传感器相比，其耐恶劣环境的技术指标要高一个数量级。
良好的底盘电子控制系统能改善车轮和地面之间的附着状况，进而改善汽车的安全性、动力性和舒适性。在动力转向系统中，传感器的控制对象是车轮转向角，通过对车轮转向角的电子控制，达到控制动力转向系统的目的。悬架控制系统中的传感器的工作是对汽车悬挂元件特性进行干预和调节，从而达到实现汽车动力控制的目的。
碰撞传感器是安全气囊系统中主要的控制信号输入装置。其作用是在汽车发生碰撞时，由碰撞传感器检测汽车碰撞的强度信号，并将信号输入安全气囊电脑，安全气囊电脑根据碰撞传感器的信号来判定是否引爆充气元件使气囊充气。
如今，传感器技术开发的重点主要在于低成本和高可靠性上，通过测量各种汽车参数，来确保车辆上的电子系统有效工作，从而提高汽车的动力性、环保性、燃油经济性，与此同时也提高驾乘舒适性和安全性。
随着电子技术的发展和汽车电子控制系统应用的日益广泛，汽车传感器市场需求将保持高速增长，微型化、多功能化、集成化和智能化的传感器将逐步取代传统的传感器，成为汽车传感器的主流。
关键词：汽车；传感器；控制；发展
目录
引言
传感器是检测和自动控制应用中的首要环节，检测技术通常把测试对象分为两大类：电参量的测量与非电参量的测量。电参量有电压、电流、电阻、功率、频率等，这些参量可以表征设备或系统的性能，非电参量有物理量（如位移、速度、加速度、力、扭矩、应变、振动等）、化学量（如浓度、成分、气体、PH 值、温度等）、生物量（酶、组织、菌类）等。过去，非电参量的测量多采用非电测量的方法，如用尺子测量长度，用温度计测量温度等，而现在的非电测量多采用电测量的方法，其中的关键技术是如何利用传感器将非电参量转换为电参量。
当今，传感器已广泛用于工业、农业、交通、环境监测、医疗诊断、军事科研、航空航天、现代办公设备、智能建筑和家用电器等领域，是构建现代信息系统的重要组成部分。在我们日常生活中使用着各种各样的传感器，例如电冰箱、电饭煲中的温度传感器；空调中的温度和湿度传感器；煤气灶中的煤气泄漏传感器；电视机和影碟机中的红外遥控器；照相机中的光传感器；汽车中的燃料计和速度计等。传感器已经给我们的生活带来了很多便利和帮助。
目前传感器涉及的领域包括：现代流程工业、宇宙开发、海洋探测、军事国防、环境保护、资源调查、医学诊断、智能建筑、汽车、家用电器、生物工程、商检质检、公共安全、甚至文物保护等。
在基础学科研究中，传感器有更突出的地位，传感器的发展往往是一些边缘学科开发的先驱。如宏观上的茫茫宇宙、微观上的粒子世界、长时间的天体演化、短时间的瞬间反应，超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、弱磁场等极限技术研究。
现代流程工业生产尤其是自动化生产过程中质量监控或自动检测，需要用各种传感器来监视和控制生产过程的各个参数，传感器是自动控制系统的关键性基础器件，直接影响到自动化技术的质量和水平。
在航空航天领域里，宇宙飞船飞行的速度、加速度、位置、姿态、温度、压力、磁场、振动等参数的测量都必须由传感器完成，例如，“阿波罗10号”飞船需要对3295个参数进行检测，其中应用了温度传感器559个，压力传感器140个，信号传感器501个，遥控传感器142个。整个宇宙飞船就是高性能传感器的集合体。
在机器人的研究中最重要的内容是传感器的应用研究，其中机器人外部传感器系统包括平面视觉传感器和立体视觉传感器；非视觉传感器有触觉、滑觉、热觉、力觉、接近接近传感器等。可以说，机器人的研究水平在某种程度上代表了一个国家的传感器技术和智能化技术的水平。
在智能建筑系统中，计算机通过中继器、路由器、网络、网关、显示器，控制管理各种机电设备的空调制冷、给水排水、变配电系统、照明系统、电梯等，而实现这些功能需使用的主要传感器包括：温度传感器、湿度传感器、液位传感器、流量传感器、压差传感器、空气压力传感器等；安全防护、防盗、防火、防燃气泄漏可CCD（电子眼）监视器、烟雾传感器、气体传感器、红外传感器、玻璃破碎传感器；自动识别系统中的门禁管理主要受用感应式IC卡识别、指纹识别等方式，这种门禁系统打破了人们几百年来用钥匙开锁的传统。
传感器在医疗诊断、计量测试、家用电器、环境监测等方面的应用也很多。
21世纪是信息技术的时代，构成现代信息技术的三大支柱是传感器技术、通信技术与计算机技术，在信息系统中它们分别完成信息的采集、信息的传输与信息的处理，其作用可以形象地比喻为人的“感官”、“神经”和“大脑”。人们在利用信息的过程中，首先要获取信息，而传感器是获取信息的重要途径和手段。世界各国都十分重视这一领域的发展，科学家们正在努力实现很多从前无法实现的梦想。
1 传感器概述
构成现代信息技术的三大支柱主要包括传感器技术、通信技术与计算机技术，它们在信息系统中分别完成信息的采集、信息的传输与信息的处理。人们在利用信息的过程中，首先要获取信息，而传感器则是获取信息的重要手段和途径。将这些信息经过分析处理，可以描述出自然界的面貌，所以传感器是认识、掌握、利用客观世界的重要工具。传感器是获取被研究信息的一种器件或装置，借助这一器件或装置我们可以定量地认识自然现象。
1.1 传感器的定义
最广义地来说，传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。国际电工委员会(IEC: International Electrotechnical Committee)的定义为：“传感器是测量系统中的一种前置部件，它将输入变量转换成可供测量的信号”。传感器是包括承载体和电路连接的敏感元件，而传感器系统则是组合有某种信息处理(模拟或数字)能力的传感器。传感器是传感器系统的一个组成部分，它是被测量信号输入的第一道关口。
进入传感器的信号幅度是很小的，而且混杂有干扰信号和噪声,为了方便随后的处理过程，首先要将信号整形成具有最佳特性的波形，有时还需要将信号线性化，该工作是由放大器、滤波器以及其他一些模拟电路完成的。在某些情况下，这些电路的一部分是和传感器部件直接相邻的。成形后的信号随后转换成数字信号，并输入到微处理器。德国和俄罗斯学者认为传感器应是由两部分组成的，即直接感知被测量信号的敏感元件部分和初始处理信号的电路部分。按这种理解，传感器还包含了信号成形器的电路部分。
传感器系统的性能主要取决于传感器，传感器把某种形式的能量转换成另一种形式的能量。有两类传感器：有源的和无源的。有源传感器能将一种能量形式直接转变成另一种，不需要外接的能源或激励源；无源传感器不能直接转换能量形式，但它能控制从另一输入端输入的能量或激励能量。
传感器承担将某个对象或过程的特定特性转换成数量的工作。其“对象”可以是固体、液体或气体，而它们的状态可以是静态的，也可以是动态(即过程)的。对象特性被转换量化后可以通过多种方式检测。对象的特性可以是物理性质的，也可以是化学性质的。按照其工作原理，传感器将对象特性或状态参数转换成可测定的电学量，然后将此电信号分离出来，送入传感器系统加以评测或标示。
各种物理效应和工作机理被用于制作不同功能的传感器。传感器可以直接接触被测量对象，也可以不接触。用于传感器的工作机制和效应类型不断增加，其包含的处理过程日益完善。
常将传感器的功能与人类5大感觉器官相比拟：
光敏传感器——视觉声敏传感器——听觉
气敏传感器——嗅觉化学传感器——味觉
压敏、温敏、流体传感器——触觉
与当代的传感器相比，人类的感觉能力好得多，但也有一些传感器比人的感觉功能优越，例如人类没有能力感知紫外或红外线辐射，感觉不到电磁场、无色无味的气体等。
针对传感器的工作原理和结构在不同场合均需要的基本要求是：高灵敏度，抗干扰的稳定性(对噪声不敏感)，线性容易调节(校准简易)，高精度，高可靠性，无迟滞性，工作寿命长(耐用性)，可重复性，抗老化，高响应速率，抗环境影响(热、振动、酸、碱、空气、水、尘埃)的能力，选择性，安全性(传感器应是无污染的)，互换性，低成本，宽测量范围，小尺寸，重量轻和高强度宽工作温度范围。
1.2 传感器的分类
按不同观点对传感器进行分类：它们的工作原理(传感器工作的基本物理或化学效应)；它们的用途；它们的输出信号类型以及制作它们的材料和工艺等。
根据传感器工作原理，可分为物理传感器和化学传感器两大类。
物理传感器应用的是物理效应，诸如压电效应、磁致伸缩现象、离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。
化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器，被测信号量的微小变化也将转换成电信号。
有些传感器既不能划分到物理类，也不能划分为化学类。大多数传感器是以物理原理为基础运作的。化学传感器技术问题较多，例如可靠性问题、规模生产的可能性、价格问题等，解决了这类难题，化学传感器的应用将会有巨大增长。
根据其用途，传感器可分为：压力敏和力敏传感器，位置传感器，液面传感器，能耗传感器，速度传感器，热敏传感器，加速度传感器，射线辐射传感器，振动传感器，光敏传感器，磁敏传感器，气敏传感器等。
根据其输出信号为标准可将传感器分为：
模拟传感器——将被测量的非电学量转换成模拟电信号。
数字传感器——将被测量的非电学量转换成数字输出信号(包括直接和间接转换)。
膺数字传感器——将被测量的信号量转换成频率信号或短周期信号的输出(包括直接或间接转换)。
开关传感器——当一个被测量的信号达到某个特定的阈值时，传感器相应地输出一个设定的低电平或高电平信号。
在外界因素的作用下，所有材料都会作出相应的、具有特征性的反应。它们中的那些对外界作用最敏感的材料，即那些具有功能特性的材料，被用来制作传感器的敏感元件。
根据应用的材料观点出发可将传感器分成下列几类：
按材料的类别分：金属，聚合物，陶瓷，混合物。
按材料的物理性质分：导体，绝缘体，半导体，磁性材料。
按材料的晶体结构分：单晶，多晶，非晶材料。
1.3 传感器的特性
在生产过程和科学实验中, 要对各种各样的参数进行检测和控制, 就要求传感器能感受被测非电量的变化并将其不失真地变换成相应的电量, 这取决于传感器的基本特性, 即输出—输入特性。如果把传感器看作二端口网络, 即有两个输入端和两个输出端, 那么传感器的输出-输入特性是与其内部结构参数有关的外部特性。传感器的基本特性可用静态特性和动态特性来描述。
1.3.1 传感器的静态特性
传感器的静态特性是指被测量的值处于稳定状态时的输出输入关系。只考虑传感器的静态特性时, 输入量与输出量之间的关系式中不含有时间变量。衡量静态特性的重要指标是线性度、灵敏度、迟滞和重复性等。
（1）线性度
传感器的线性度是指传感器的输出与输入之间数量关系的线性程度。输出与输入关系可分为线性特性和非线性特性。从传感器的性能看, 希望具有线性关系, 即具有理想的输出输入关系。但实际遇到的传感器大多为非线性,如果不考虑迟滞和蠕变等因素, 传感器的输出与输入关系可用一个多项式表示：y=a0+a1x+a2x2+…+a n x n
其中：a0为输入量x为零时的输出量; a1, a2, …, a n为非线性项系数。各项系数不同, 决定了特性曲线的具体形式各不相同。
静特性曲线可通过实际测试获得。在实际使用中, 为了标定和数据处理的方便, 希望得到线性关系, 因此引入各种非线性补偿环节。如采用非线性补偿电路或计算机软件进行线性化处理, 从而使传感器的输出与输入关系为线性或接近线性。 但如果传感器非线性的方次不高,输入量变化范围较小时, 可用一条直线（切线或割线）近似地代表实际曲线的一段, 如图 1.1 所示, 使传感器输出—输入特性线性化。所采用的直线称为拟合直线。 实际特性曲线与拟合直线之间的偏差称为传感器的非线性误差（或线性度）, 通常用相对误差γ
L 表示, 即
其中: ΔL max ——最大非线性绝对误差;
Y FS ——满量程输出。
从图 1.1 中可见, 即使是同类传感器, 拟合直线不同, 其线性度也是不同
的。 选取拟合直线的方法很多, 用最小二乘法求取的拟合直线的拟合精度最高。
图 1.1 几种直线拟合方法
(a) 理论拟合；(b) 过零旋转拟合；(c) 端点连线拟合；(d) 端点平移拟合
%100max ??±=FS
L Y L r
对于线性传感器, 它的灵敏度就是它的静态特性的斜率, 即S=Δy/Δx 为常
数, 而非线性传感器的灵敏度为一变量, 用S=dy/dx 表示。
（2）灵敏度
灵敏度S 是指传感器的输出量增量Δy 与引起输出量增量Δy 的输入量增量Δx 的比值, 即
K=Δy/Δx
由此可见，线性传感器其特性的斜率处处相同，灵敏度K 是一常数。以拟合直线作为其特性的传感器，也认为其灵敏度为一常数，与输入量的大小无关。
（3）迟滞
传感器在正（输入量增大）、反（输入量减小）行程中输出-输入特性曲线不重合的现象称为迟滞。 也就是说, 对于同一大小的输入信号, 传感器的正反行程输出信号大小不相等。产生这种现象的主要原因是由于传感器敏感元件材料的物理性质和机械零部件的缺陷所造成的, 例如弹性敏感元件的弹性滞后、运动部件摩擦、传动机构的间隙、紧固件松动等。
迟滞大小通常由实验确定。迟滞误差γH 可由下式计算:
其中: ΔH max ——正反行程输出值间的最大差值。
（4）重复性
重复性是指传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变动时所得特性曲线不一致的程度。 重复性误差属于随机误差, 常用标准偏差表示, 也可用正反行程中的最大偏差表示, 即
1.3.2 传感器的动态特性
传感器的动态特性是指其输出对随时间变化的输入量的响应特性。当被测量随时间变化，是时间的函数时，则传感器的输出量也是时间的函数，其间的关系要用动特性来表示。一个动态特性好的传感器，其输出将再现输入量的变化规律， 即具有相同的时间函数。实际上除了具有理想的比例特性外，输出信号将不会与
%100max max ??=Y R R γ%10021max ??H ±=H FS Y r
输入信号具有相同的时间函数，这种输出与输入间的差异就是所谓的动态误差。（1）瞬态响应特性
传感器的瞬态响应是时间响应。在研究传感器的动态特性时, 有时需要从时域中对传感器的响应和过渡过程进行分析。这种分析方法是时域分析法, 传感器对所加激励信号响应称瞬态响应。常用激励信号有阶跃函数、斜坡函数、脉冲函数等。
（2）频率响应特性
传感器对正弦输入信号的响应特性, 称为频率响应特性。频率响应法是从传感器的频率特性出发研究传感器的动态特性。
1.4 传感器的发展趋势
1.4.1 高精度
为了提高测控精度，必须使传感器的精度尽可能高，例如对于火箭发动机燃烧室的压力测量，希望测试精度有优于0.1%，对超精加工“在线”检测精度高于0.1μm，因此需要研制出高精度的传感器，以满足测量的需要。目前我国已研制出精度优于0.05%的传感器。
1.4.2 小型化
很多测控场合要求传感器具有尽可能小的尺寸。例如生物医学工程中颅压的测量，风洞中压力场分布的测量等。压阻传感器的出现，使压力传感器在小型化方面取得重大进展。目前我国已有外径为2.8mm的压阻式压力传感器。
1.4.3 集成化
集成化传感器有两种类型：一种是将传感器与放大器、温度补偿电路等集成在同一芯片上，既减小体积，又增加抗干扰能力；另一种是将同一类的传感器集成在同一芯片上，构成二维阵列式传感器，或称盾型固态图像传感器，它可以测量物体的表面状况。
1.4.4 数字化
为了实现传感器与计算机直接联机，致力于数字式传感器研究是很重要的。
1.4.5 智能化
智能传感器是传感器与微型计算机结合的产物，它兼有检测与信息处理功能，与传统传感器相比它有很多特点，它的出现是传感器技术发展中的一次飞跃。
2 传感器在汽车行业中的具体应用
2.1 汽车传感器的分类
汽车传感器在汽车上主要用于发动机控制系统、底盘控制系统、车身控制系统和导航系统中。
2.1.1 汽车发动机控制系统用传感器
发动机控制系统用传感器是整个汽车传感器的核心，种类很多，包括温度传感器、压力传感器、位置和转速传感器、流量传感器、气体浓度传感器和爆震传感器等。
2.1.2 汽车底盘控制系统用传感器
底盘控制用传感器是指用于变速器控制系统、悬架控制系统、动力转向系统、制动防抱死系统等底盘控制系统中的传感器。
2.1.3 汽车车身控制系统用传感器
车身控制用传感器主要用于提高汽车的安全性、可靠性和舒适性等。主要有用于自动空调系统的温度传感器、湿度传感器、风量传感器、日照传感器等；用于安全气囊系统中的加速度传感器；用于门锁控制中的车速传感器；用于亮度自动控制中的光传感器；用于倒车控制中的超声波传感器或激光传感器；用于保持车距的距离传感器；用于消除驾驶员盲区的图象传感器等。
2.1.4 汽车导航系统用传感器
随着基于GPS/GIS（全球定位系统和地理信息系统）的导航系统在汽车上的应用，导航用传感器这几年得到迅速发展。导航系统用传感器主要有：确定汽车行驶方向的罗盘传感器、陀螺仪和车速传感器、方向盘转角传感器等。
2.2 传感器在汽车发动机控制系统中的应用
汽车传感器作为汽车电子控制系统的信息源，是汽车电子控制系统的关键部件，也是汽车电子技术领域研究的核心内容之一。由于环保、油耗法规的要求不断严格，使发动机越来越复杂，发动机电子控制系统性能就会相应提高，这就要求不断提高传感器的用量和精度，在汽车发动机电子控制系统中，传感器处于十分重要的地位。汽车发动机控制用传感器是在发动机产生的热、震动、汽油蒸气
以及轮胎产生的污泥和飞溅的水花等恶劣环境下工作的。因此，汽车发动机用传感器与一般传感器相比，其耐恶劣环境的技术指标要高一个数量级。
2.2.1 氧传感器
功能：测定发动机排气中氧气含量，确定汽油与空气是否完全燃烧。电子控制器根据这一信息实现以过量空气系数λ=1为目标的闭环控制，以确保三元催化转化器对排气中HC、CO和NO X三种污染物都有最大的转化效率。
原理：氧传感器传感元件是一种陶瓷管，外侧通排气，内侧通大气。陶瓷管是一种固态电解质，加热后依靠陶瓷管外壁的催化剂使排气中的各种成份发生化学反应，氧离子可通过陶瓷管扩散，造成管壁内、外侧之间的电势差，即信号电压，该电压与排气中含氧量成正比。
特点：抗铅；较少依赖于排气温度；起动后迅速进入闭环控制。
冷车运转时的发动机所排放的CO和HC是最多的，这就要求氧传感器尽快起动进入闭环控制状态。NGK火花塞有限公司研制出一种新型氧传感器，它能在15s内达到闭环控制。通过缩小加热区和降低阻抗，改进了传感器的加热装置。由于采用新材料和新的温控系统，使加热器的寿命与现有类型相近，改善了低温特性。
2.2.2 压力传感器
功能：测量进气歧管绝对压力，提供发动机负荷信息。
原理：传感元件由一片硅芯片组成。在硅芯片中蚀刻出压力膜片，定值和整流电路也集成在硅片上。空气压力的改变使膜片受力变形，压阻效应使电阻改变，通过芯片处理后，形成与压力成线性关系的电压信号。该传感器直接安装在进气歧管上，DS-S/TF型还把压力和空气温度传感器组合在一起。
特点：重量轻；结构紧凑；采用先进的电子传感技术；占用进气管极小空间。
Denso公司开发了一种浸入式高压传感器，这种传感器可用来检测机油、液压系统、汽油以及空调制冷剂的压力，如制动器的液压控制系统、怠速下的空调机压缩器和动力转向泵、燃油控制系统、悬架控制系统以及自动变速器中的液压换挡系统。这些系统的压力变化在2～20MPa，而传感器可耐压38MPa。这种传感器使用一种树脂胶而不是通常使用的金属和玻璃来封装，以形成足够大的油分子通道，实现了外型和元件间封尺寸的优化设计。包括压力感应元件和放大电路在内的所有元件都集中在一块芯片上。
2.2.3 温度传感器
功能：测定发动机冷却液或进气温度。
原理：传感器内的NTC热敏电阻，其电阻值随着温度上升而减小。冷却液或进气温度的变化引起电阻值的变化，然后通过一个分压电路转换为电压信号送往电子控制器。
2.2.4 相位传感器
功能：区分1缸的压缩上止点和排气上止点。
原理：相位传感器由一个霍尔传感器和一个半圆形的铁磁体组成，铁磁体装在凸轮轴端部。凸轮轴的半转有信号，另半转没有信号。相应地，一个工作循环中，曲轴的一转有信号，另一转没有信号，这就区分了两个不同的上止点。
特点：信号质量高，输出电压不受转速影响。直接输出阶跃方波信号，闭合角小，控制精确。结构简单，体积小，重量轻。
2.2.5 爆震传感器
功能：检测发动机缸体振动情况，以供电子控制器识别发动机爆震情况。
原理：爆震传感器是一种振动加速度传感器。它装在发动机气缸体上，可装一只或多只。传感器的敏感元件为一压电晶体，发动机爆震时，发动机振动通过传感器内的质块传递到晶体上。压电晶体由于受质块振动产生的压力，在两个极面上产生电压，把振动转化为电压信号输出。
特点：结构牢固、紧凑；测量敏感度高。
2.2.6 机油粘度传感器
功能：通过测量液体所传递的切变波形来确定粘度。
原理：压电振动式粘度传感器的工作原理与振动式粘度计相近——振子(球型、片状或棒式)在受到粘滞阻尼时其振频会发生衰变。因此，依靠不同形状的振子，就可以测出粘度和密度的一些参数。有一种振动式粘度计的振子是石英棒，它能被激发扭振，通过测量与液体粘度相对应的振幅和谐振频宽，就可以确定粘度（准确地说是粘度和密度的综合值）。
2.2.7 节气门位置传感器
功能：提供发动机负荷信息、工况信息。
原理：此传感器实际上是具线性输出特性的转角电位计。电位计转臂与节气门同轴安装，当节气门转动时，带动电位计转臂滑到一定的电阻位置，电位计输出与节气门位置成比例的电压信号。
2.2.8 空气质量流量计
功能：测量空气质量流量，提供发动机负荷信息。
原理：传感器内有加热的传感元件，此传感元件同时构成电桥的一个臂。流过传感器的空气从传感元件表面带走热量，同时改变传感元件电阻，电桥电路与混膜电路配合，对信号进行处理，以提供控制器反映空气质量流量的电压信号。传感元件的独特设计使空气流量的测量不受进气回流的影响。
特点：重量轻，成本低，响应迅速，测量精度高，测量结果不受空气密度的影响。
2.3 传感器在汽车底盘电子控制系统中的应用
良好的底盘电子控制系统能改善车轮和地面之间的附着状况，进而改善汽车的安全性、动力性和舒适性。电子控制系统在汽车底盘技术中的应用很好地改善了汽车的主动安全性。
常见的底盘控制系统有以下几种：牵引控制、制动控制、悬挂控制和转向控制。用于底盘控制的传感器指的是分布在变速器控制系统、动力转向系统、悬架控制系统、制动系统等中的传感器。
汽车底盘的主要功能是让汽车能根据驾驶员的意愿作相应的运动，像加速、减速和转向运动等。驾驶员是通过操纵汽车里的转向盘、油门和制动踏板等元件来表达自己意愿的,相应于这些操纵的执行量是前轮的转向角以及车轮上的驱动力矩或制动力矩,而真正起作用的是轮胎的纵向力和侧向力。
影响汽车轮胎力的主要因素有路面的附着系数、车轮的法向力、车轮滑动率和车轮侧偏角。汽车底盘控制设计的基本原理就是在给定了路面附着系数和车轮法向力的前提下，对车轮滑动率和车轮侧偏角进行适当的调整和控制,从而达到间接调控轮胎的纵向力和侧向力的目的,最大限度地利用轮胎和路面之间的附着力,达到提高汽车的主动安全性、机动性和舒适性的目的。汽车底盘的电子控制是一个多系统相互影响,相互作用的复杂系统工程,具体表现如下：
(1)同一个控制系统可能会拥有多个执行机构、并对多个变量同时进行控制。
(2)同一个控制目标可以由不同的控制系统单独控制或者多个系统共同控制。
(3)同一个控制目标同时被不同的控制系统所控制。
(4)不同的控制系统可能共用同一传感器或者控制单元。
2.3.1 传感器在汽车动力转向系统中的应用
在动力转向系统中，传感器的控制对象是车轮转向角,通过对车轮转向角的电子控制，达到控制动力转向系统的目的。常见的动力转向系统有：主动前轮叠加转向系统AFS、主动前轮助力转向系统EPS和主动后轮转向系统RWS。所用的传感器主要有发动机转速传感器、车速传感器、转矩传感器等，通过这些传感器发挥作用，动力转向电控系统在实现转向操纵轻便、提高了响应特性的同时增大输出功率、减少发动机损耗，从而也节省了燃油。
所有的动力转向系统EPS、AFS及RWS的工作原理都是由驾驶员发出指令，由传感器感知路面的状况，并以电信号的形式将路面状况通过网络传递给电子控制器及执行器。比如在EPS系统中，这种微机控制的转向助力系统具有部件少、质量小、体积小等特点。在系统工作时，如果我们选择最佳传动比，就可以得到最快的反应：即当汽车调整行驶时，转向速度比就会变小，而转向力度会逐渐增大，这会使汽车方向更稳定、行车更安全。
而当以很低的行驶速度驾驶时，转向速度比会变大，此时只需轻轻地小角度打转向盘，车身位移就会发生大幅度变化，这会使得很多工作变得轻松，比如停车入位工作；该系统的特点在于它提高了汽车的转向能力和转向响应特性，同时它也增加了汽车高速行驶时的稳定性和低速行驶时的机动性。另外，由于EPS可根据需要给转向盘施加一个额外力矩,驾驶员可以根据这个力矩的提示信号,才去转向措施，这就是此系统的转向建议的功能。该系统主要有电子控制器、电动机及运动传动机构、电机转速传感器、转向力矩传感器和转向盘转角传感器组成。其它系统也都和EPS系统一样，各自发挥了不可替代的重要的功能。
2.3.2 传感器在汽车悬架控制系统中的应用
悬架控制系统中的传感器的工作是对汽车悬挂元件特性进行干预和调节，从而达到实现汽车动力控制的目的。工作的时候，系统综合汽车的运动状况和这些传感器检测到的信息，通过计算得出每个车轮悬挂阻尼器的最优阻尼系数,然后作出自动调整车高、抑制车辆姿势的变化等工作指令,从而实现了对操纵稳定性、行车稳定性和车辆舒适性的控制。连续性阻尼控制系统ADC是由4个控制单元、CAN、4个车轮垂直加速度传感器、4个车身垂直加速度传感器和4个阻尼器比例阀组成的。
2.4 防盗系统在汽车中的应用
基于多传感器信息融合的防盗系统采用模块化结构。系统主要由监测模块、中央处理模块、报警模块、执行模块和通讯模块组成。其中监测模块由多组传感器及信号处理电路构成，用于车况信息的采集，并将采集的数据信号加以处理后传输至中央处理模块。
中央处理模块接收来自各个传感器的信息进行数据融合，处理的结果是将警报分级。中央处理模块根据不同等级的警报触发不同的报警信号和操作，并通过通讯模块将事态判定结果传输给车主；当判定态势严重时，可以控制执行模块直接阻断汽车的点火电路，使汽车不能发动。
报警模块接收中央处理模块的指令，利用声音、闪光进行报警。
执行模块以通过通讯模块接收的车主指令为最高优先权，车主可以方便地进行“汽车锁死”、“警报解除”等操作。
利用通讯模块能够实现数据通讯功能。系统将分级的报警信息以短信息形式通过GSM/CDMA网络传递给车主，以提醒车主留意汽车的安全；同时车主可以利用手机短信对汽车进行远程控制。
为了能够提取足够的信息，实现对监测目标的准确判断，选择传感器应遵循一些基本原则：合理选择传感器并加以优化组合，以实现系统高精度、低成本的需求；选用不同种类、不同功能的传感器，发挥各个传感器的优势，信息共享，降低虚报、漏报的可能性；选用多个同种类的传感器，合理布局，去除监测死角，提高系统的可靠性。基于以上的分析，选用以下传感器构成防盗系统的监测模块：（1）微波多普勒传感器：利用多普勒效应制成的传感器可以用来探测人体或物体的移动，该传感器在人或物体靠近时接收器接收的频率发生变化，当频率变化至设定值时，可以判断为有人或物体进入防盗系统的预警范围；
（2）振动传感器：利用加速度检测器件制成的振动传感器，能够对车体特殊频段的振动进行监测，在车体被外力破坏的情况可以产生警报；
（3）倾角传感器：倾角传感器监测车体相对于初始位置是否出现倾角变化，如果这种角度的变化是以特定频率出现或达到设定的阈值，就可以判断为汽车整体被搬运。
（4）热释电红外传感器：热释电红外传感器只对中心波长为9～10μm的红外线辐射敏感，能够检测到人体辐射的红外信息，可以用作人体入侵车内的监测器件；
（5）霍尔开关器件：通过霍尔开关器件可以对汽车的车门、发动机舱盖及后备箱盖的非法开启进行监测。
3 汽车用安全气囊
碰撞传感器是安全气囊系统中主要的控制信号输入装置。其作用是在汽车发生碰撞时，由碰撞传感器检测汽车碰撞的强度信号，并将信号输入安全气囊电脑，安全气囊电脑根据碰撞传感器的信号来判定是否引爆充气元件使气囊充气。
3.1 碰撞传感器的分类
电子控制式SRS安全气囊系统采用的碰撞传感器按功能可分为碰撞烈度传感器和防护碰撞传感器两大类。碰撞烈度传感器按安装位置分为前碰撞传感器和中央碰撞传感器，用于检测汽车受碰撞程度。防护碰撞传感器又叫安全碰撞传感器或侦测碰撞传感器。防护传感器与碰撞烈度传感器串联，用于防止SRS气囊产生误爆。
碰撞传感器按结构分类可分为机电结合式、电子式和水银开关式。其中机电结合式碰撞传感器又可分为滚球式、滚轴式和偏心锤式碰撞传感器。
机电结合式碰撞传感器的工作原理是利用机械运动控制电器触点动作，再由触点的断开与结合控制气囊电路的通断。
电子式碰撞传感器目前常用的有电阻应变式和压电效应式两种。电子式碰撞传感器没有电器触点，在发生碰撞时应变电阻发生变形，使电阻发生变化，传感器输出信号电压发生变化，当电压值超过预定值时，气囊被触发；或者压电晶体在碰撞时发生变化而使输出电压变化，当变化的电压达到预定值，气囊被触发。
水银开关式碰撞传感器是利用水银导电的特性控制气囊电路的通断。
碰撞传感器的作用是检测汽车在发生碰撞时的减速度或惯性力，并将信号输人SRS气囊系统的电子控制装置。
3.2 碰撞传感器的安装
在SRS安全气囊系统中，一般安装使用3～4只碰撞传感器，一般被安装在车身两侧的前翼子板内侧，或者安装在前照灯支架下面、发动机散热水箱支架左右两侧。安全碰撞传感器安装在驾驶室仪表板和手套箱的下方。
前碰撞传感器有2～3只，在车身的左前部和右前部分别安装一只，称为左前碰撞传感器和右前碰撞传感器。日本马自达轿车将前碰撞传感器称之为D碰撞传感器或第一碰撞传感器。在车身前部中央位置的碰撞传感器称之为中央碰撞传感器。丰田车系左、右碰撞传感器分别安装在车身前部左、右翼子板内。本田轿车也有将前部两个碰撞传感器安装在左、右前照灯支架下面。林肯城市、凯迪拉
克、沃尔沃、尼桑无限和马自达轿车左前、右前碰撞传感器分别安装在发动机散热水箱支架左、右两侧。马自达和尼桑轿车的中央碰撞传感器安装在发动机散热器支架的中央。丰田汽车将中央碰撞传感器与SRS电脑安装在一起，而SRS电脑则安装在驾驶室变速杆前或后的装饰板下面。
防护碰撞传感器也称之为防护传感器，丰田汽车公司称作侦测传感器，本田汽车公司将其称之为触发传感器或触发开关，马自达汽车公司称为S碰撞传感器或第二碰撞传感器。防护碰撞传感器一般与SRS电脑安装在一起，安装在驾驶室中央变速杆前、后的装饰板下面。
前碰撞传感器用于检测碰撞程度，其信号供电脑判定是否引爆点火剂而给气囊充气。当以车速40km/h左右撞到一辆静止或同样大小的汽车上时，前碰撞传感器会动作，使气囊打开。
防护传感器或称安全传感器，它的作用是防止前碰撞传感器短路造成气囊误打开，它的信号供电脑确定是否发生碰撞。当SRS电脑连接的连接器端子短路时，由于防护传感器的作用，触点不闭合，会使气囊电路始终断开着，从而可避免气囊误爆。在一般情况下，防护传感器动作所需的惯性力或减速度值比前碰撞传感器动作所需的惯性力或减速度值要小。当防护传感器动作时，是将SRS点火器的电源电路接通，使气囊引爆。
3.3 碰撞传感器检查注意事项
1.在检查SRS安全气囊系统部件之前，应先关闭点火开关，拔下SRS系统熔断器，防止SRS系统电路触点误触。
2.SRS安全系统电器零件均一次性使用，绝不能修复碰撞传感器，左前和右前碰撞传感器更换时应同时更换。在更换碰撞传感器时，应使用新品，不能使用其他不同型号车辆上的零部件。
3.在检修汽车其他系统时，应特别注意SRS系统电路连线是用黄色导线与其他系统电线相区别，在检修之前应关闭点火开关，拔下SRS系统熔断器，防止SRS系统带电。
4.安全气囊系统的水银开关式防护传感器在更换后，不能随意扔掉，因为水银有毒，应作有害物品处理。
5.当碰撞传感器摔碰或其壳体、支架、导线连接器有损伤时，应当更换新件。
6.前碰撞传感器和SRS系统的其他部件不能放在太阳下暴晒或接近火源。
7.在SRS系统的零部件表面均标有标牌或注意事项，使用时应遵照执行。
8.碰撞传感器的动作有方向性，安装时应注意传感器壳体上的箭头的指向，一定要按规定方向安装。日本尼桑和马自达汽车使用说明书规定指向汽车后方。丰田汽车前碰撞传感器安装时则要求传感器壳体上的箭头必须指向汽车前方。
9.前碰撞传感器的定位螺栓和螺母必须经过防锈处理，拆卸或更换前碰撞传感器时，必须同时更换螺栓和螺母。
10.前碰撞传感器的导线连接器装有电路连接诊断机构。安装连接器时，插头和插座应当插牢固。当连接器插头与插座未插牢时，自诊系统会检测出来，视为故障，并将以故障码的形式存入存储器中。
光电式传感器在汽车上的应用及发展趋势重点
光电式传感器在汽车上的应用及发展趋势 摘要:传感器是新技术革命和信息社会的重要技术基础,传感器技术是实现测 试与自动控制的重要环节, 而测试技术与自动控制水平的高低, 是衡量一个国家科学技术现代化程度的重要标志。本文介绍了光电传感器的原理, 列举了光电传感器在汽车一些方面的应用。 关键词:光电传感器;汽车传感器;应用;发展趋势 The Adhibition and Development Tendency of Photo-sensor of the Motor Vehicle Abstract:Sensor is the important technological foundation of the new technology revolution and the information society.The sensor techniques is a important part to realize the test and automatic control.The level of the testing technology ang automatic control is th e important symbol to measure the modernization of a country’ s science and technology.This paper introduces the principle of photo-sensor and enumerates some photo-sensors applied on the motor vehicles. Keywords:photo-sensor;automotive sensors;adhibition;development tendency 0 引言 随着汽车电子技术的迅速发展及电控单元运用的普及, 新型汽车为了提高动力性、经济性、安全性、舒适性以及减少排气污染,已广泛应用电子控制技术。从发动机的燃油喷射系统、点火装置、进气装置、废气排放、故障自诊断到底盘的传动系统、行驶系统、转向制动系统以及车身和辅助设备等普遍采用了电子控制技术。在汽车电子控制系统中, 传感器担负着采集和传输功能, 它是电子控制中非常重要的部件,其技术性能的好坏,直接影响汽车电子控制系统的工作情况。汽车传感器主要有温度传感器、压力传感器、空气流量传感器、位置与角度传感器、气体浓度传感器、速度与加速度传感器、爆燃与碰撞传感器等几十种。光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器, 通常由光源、光学通路和光电元件三部分组成。光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点,而且可测参数多,传感器的
汽车传感器的种类和作用
汽车传感器的种类和作用 汽车传感器把汽车运行中各种工况信息，如车速、各种介质的温度、发动机运转工况等，转化成电讯号输给计算机，以便发动机处于最佳工作状态。 车用传感器很多，判断传感器出现的故障时，不应只考虑传感器本身，而应考虑出现故障的整个电路。因此，在查找故障时，除了检查传感器之外，还要检查线束、插接件以及传感器与电控单元之间的有关电路。下面我们来认识一下汽车上的主要传感器。 空气流量传感器 空气流量传感器是将吸入的空气转换成电信号送至电控单元（ecu），作为决定喷油的基本信号之一。根据测量原理不同，可以分为旋转翼片式空气流量传感器（丰田previa旅行车）、卡门涡游式空气流量传感器（丰田凌志ls400轿车）、热线式空气流量传感器（日产千里马车用vg30e发动机和国产天津三峰客车tj6481aq4装用的沃尔沃b230f发动机）和热膜式空气流量传感器四种型式。前两者为体积流量型，后两者为质量流量型。目前主要采用热线式空气流量传感器和热膜式空气流量传感器两种。 进气压力传感器
进气压力传感器可以根据发动机的负荷状态测出进气歧管内的绝对压力，并转换成电信号和转速信号一起送入计算机，作为决定喷油器基本喷油量的依据。国产奥迪100型轿车（v6发动机）、桑塔纳2000型轿车、北京切诺基（25l发动机）、丰田皇冠3．0轿车等均采用这种压力传感器。目前广泛采用的是半导体压敏电阻式进气压力传感器。 节气门位置传感器 节气门位置传感器安装在节气门上，用来检测节气门的开度。它通过杠杆机构与节气门联动，进而反映发动机的不同工况。此传感器可把发动机的不同工况检测后输入电控单元（ecu），从而控制不同的喷油量。它有三种型式：开关触点式节气门位置传感器（桑塔纳2000型轿车和天津三峰客车）、线性可变电阻式节气门位置传感器（北京切诺基）、综合型节气门位置传感器（国产奥迪100型v6发动机）。 曲轴位置传感器 也称曲轴转角传感器，是计算机控制的点火系统中最重要的传感器，其作用是检测上止点信号、曲轴转角信号和发动机转速信号，并将其输入计算机，从而使计算机能按气缸的点火顺序发出最佳点火时刻指令。曲轴位置传感器有三种型式：电磁脉冲式曲轴位置传感器、霍尔效应式曲轴位置传感器（桑塔纳2000型轿车和北京切诺基）、光电效应式曲轴位置传感器。曲轴位置传感器型式不同，其控制方式
传感器在汽车中的应用
传感器在汽车中的应用 摘要: 随着电子技术的发展,现代汽车正朝着高档智能化、电子信息自动化的机电一体化产品方向发展。汽车传感器作为汽车电子控制系统的关键部件,是现代汽车发展的主导与核心。随着汽车工业与电子工业的不断发展,汽车传感器将成为汽车电子产品市场中最有需求力的产品。 关键词: 汽车传感器汽车电子控制系统 现代汽车正朝着高档智能化、电子信息自动化的机电一体化产品方向发展,汽车传感器作为汽车电子控制系统的关键部件,是现代汽车发展的主导与核心,尤其伴随着汽车电子技术的飞速发展,低成本、智能、集成多功能的微型新型传感器将逐步取代传统的传感器,成为现代“电子汽车”发展的助推剂。 汽车传感器作为汽车电子控制系统的信息源,是汽车电子控制系统的关键部件,已在汽车设计与制造的发展中起主要角色作用。这一作用随着汽车功能,如稳定性控制、安全性控制和电子油门控制等技术领域研究内容的增多而愈来愈大。 目前,一般汽车装配有几十到近百个传感器,高级豪华汽车更是有大约几百乃至上千个传感器。而且随着汽车制造业的发展,一辆普通轿车安装的传感器数量和种类都将越来越繁多。这些形形色色的传感器坚守于汽车的各个关键部位,承担起汽车自身检测和诊断的重要责任,将汽车时时刻刻的温度、压力、速度及湿度等信息传达到汽车的神经中枢即中央控制系统中,从而将汽车故障消于未形,因此,有人形象地将传感器形容为汽车的敏感神经未梢。 当前,常用的汽车传感器主要表现在发动机控制系统、底盘控制系统、车身控制系统和导航系统中。它的应用大大提高了汽车电子化的程度,增加了汽车驾驶的安全系数。其作用就是对汽车温度、压力、位置、转速、加速度和振动等各种信息进行实时、准确的测量和控制。常用的有温度传感器、压力传感器、位置和转速传感器、加速度传感器、距离传感器、陀螺仪和车速传感器、方向盘转角传感器等。 一、汽车发动机控制用传感器 发动机的电子控制一直被认为是MEMS技术在汽车中的主要应用于领域之一。发动机控制系统用传感器是整个汽车传感器的核心,种类很多,包括温度传感器、压力传感器、位置和转速传感器、流量传感器、气体浓度传感器和爆震传感器等。这些传感器向发动机的电子控制单元(ECU)提供发动机的工作状况信息,供电子控制单元(ECU)对发动机工作状况进行精确控制,以提高发动机的动力性、降低油耗、减少废气排放和进行故障检测。由于其工作在发动机振动、汽油蒸气、污泥和泥水等恶劣环境中,因此它们耐恶劣环境技术指标要高于一般的传感器。对于它们的性能指标要求最关键的是测量精度与可靠性。
传感器在汽车上的应用及发展
传感器在汽车上的应用及发展 1 前言 随着现代电子技术的发展，汽车的电子化程度越来越高，特别是电子计算机控制系统在汽车上的应用，使汽车的使用性能得到了明显改善和提高。但是，由于人们对现代汽车安全、舒适、环保、经济性、动力性及自动化程度等性能要求的逐步提高，使得汽车必须能够实现对各部位进行精密的自动控制，而实现精密控制的第一信号源就是各种各样的传感器。汽车传感器作为汽车电子计算机控制系统的重要组成部件，其使用数量和技术性能的好坏，直接影响汽车电子控制系统的工作状况。普通汽车上大约安装几十只传感器，而高级豪华轿车上的传感器数量可达200多只，这些传感器主要分布在汽车各大系统中。汽车电子化越发达，智能化程度越高，对传感器的依赖性也就越大，因此，传感器是汽车电子技术领域研究的核心内容之一。 2 车用传感器的作用及性能要求 传感器是一种能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。它可把物理量、电量和化学量等信息变换成计算机能够理解的电信号，这种变换包括能量形式的变换，所以也称为换能器。汽车传感器是安装于汽车上，用来感测行车过程中外在变化的传感器。汽车传感器是汽车计算机系统的输入装置，它把汽车运行中各种工况的信息，如车速、各种介质的温度、发动机运转工况等，转化成电信号输给计算机，使汽车处于最佳工作状态。 传感器的精度及可靠性对汽车而言是非常重要的两个参数，一般说来，车用传感器性能主要有以下要求： （1）精度要求高 对于车用传感器的精度要求1%或1%以下，要求在-40～+120°C 的范围内能长期工作，耐振动为150～2000Hz，耐冲击能达到从1m高处落在混凝土上而不引起精度的下降，并能抗电磁干扰、耐腐蚀。 （2）环境适应性强 汽车的使用环境非常恶劣，有来自发动机产生的热、振动、汽油或柴油的蒸气，以及轮胎的污泥、飞溅的水花，可概括为温度、湿度等气候条件，振动冲击等机械条件，电源、电磁干扰等电气条件，或简单地归纳为温度、湿度、振动等物理环境，过压电磁波等电气环境。不同的环境，对传感器提出不同的要求。 （3）稳定性好 汽车的交通事故和人的生命息息相关，因此车用传感器有高可靠性要求，另外，国家对汽车排气成分，如在CO、NOx 等成分的含量方面有严格规定，在正常情况下符合标准，而且还要求完成了规定行驶距离以后，仍然能达到排气标准。 3 车用传感器的应用 车用传感器所检测的信息包括车辆运动状态以及驾驶操纵、车辆控制、运动环境、异常状态监控等所需信息。汽车电子控制系统上应用了多种传感器，在这些传感器的共同作用下，汽车电子控制系统对发动机、底盘、行驶安全、信息传输等进行集中控制。 3.1 MEMS 传感器在汽车上的应用 MEMS 是在集成电路生产技术和专用的微机电加工方法的基础上蓬勃发展起来的高新科技，其研究开发主要集中在微传感器、微执行器和微系统三个方面，用此技术研制的五花八门的微传感器具有体积小、质量轻、响应快、灵敏度高、易生产、成本低的优势，可以测量各种物理量、化学量及生物量。在高档汽车中，大约采用25至40只MEMS传感器，技
汽车传感器类型及其工作原理
汽车传感器类型及其工作原理 汽车技术的发展，使得越来越多的元器件用到整个汽车系统的控制上面。 最常用的就是使用传感器来检测各种需要检测或者对汽车行驶、控制需要参考 的重要参数，并将这些信号转化成电信号等待再次处理。下面，小编来和大家 分享一些汽车传感器类型，并针对这些不同性能的传感器它的工作原理，来告 诉大家它在汽车中是用在什么地方，具体是怎么操作的，并且它在整个系统中 有什么样的作用。常用的汽车传感器类型、工作原理和使用方式(1) 里程表传感器在差速器或者半轴上面的传感器，来感觉转动的圈数，一般 用霍尔，光电两个方式来检测信号，其目的利用里程表记数可有效的分析判断 汽车的行驶速度和里程，因为半轴和车轮的角速度相等，已知轮胎的半径，直 接通过历程参数来计算。在传动轴上设计两个轴承，大大减轻了运行中的力距，减少了摩擦力，增强了使用寿命;由原来的动态检测信号改为齿轮运转式检测信号;由原来直插式垂直变速箱改为倒角式接口变速箱。里程表传感器插头一般是在变速箱上，有的打开发动机盖可以看到，有的要在地沟操作。 (2) 机油压力传感器是指集微型传感器、执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的微型机电系统。常用的有硅压阻式和硅电 容式，两者都是在硅片上生成的微机械电子传感器。一般情况上，我们通过机 油压力传感器来检测汽车的机油向内的汽油还有多少，并将检测到的信号转换 成我们可以理解的信号，提醒我们还有多少汽油，或者还可以走多远，甚至是 提醒汽车需要加汽油了。(3) 水温传感器它的内部是一个半导体热敏电阻，温度愈低，电阻愈大;反之电阻愈小，安装在发动机缸体或缸盖的水套上，与冷却水直接接触。从而侧得发动机冷却水的温度。电控单元根据这一变化测 得发动机冷却水的温度，温度愈低，电阻愈大;反之电阻愈小。电控单元根据这
传感器在汽车自动控制系统中的应用毕业
传感器在汽车自动控制系统中的应用毕业
（论文封面）
中文题目：传感器在汽车自动控制系统中的应用 英文题目：Sensor Application in the Automobile Automatic Control System
摘要 随着电子技术的发展，现代汽车正朝着高档智能化、电子信息化的方向发展。由于传感器体积小、价格便宜、便于集成等特点，同时可以提高系统测试精度，因此汽车传感器在汽车自动控制系统中就得到了普遍的应用。近年来汽车传感器已作为汽车电子控制系统的关键部件，在整个汽车系统中扮演着举足轻重的作用，因此对汽车传感器在汽车自动控制系统中的应用的研究也就有着重要的实际和科研意义。 汽车传感器作为汽车电子控制系统的信息源，是汽车电子控制系统的关键部件，也是汽车电子技术领域研究的核心内容之一。汽车传感器在汽车上主要用于发动机控制系统、底盘控制系统和导航系统中。本文将从主流的汽车传感器应用控制系统出发，对汽车传感器的应用作出分析。 关键词：传感器，汽车自动控制系统，关键部件
Abstract With the development of electronic technology, the development direction of modern automobile is high-end intelligent and electronic information technology. Due to sensor characteristics such as small volume, price cheap, easy to integration, at the same time it can improve precision of the system test, so automotive sensor in automatic control system has been widely used. In recent years, automotive sensors have play an important role in the whole car system, as the key part of automotive electronic control system components. Thus the research of automotive sensors in the application of automatic control system also has important practical and research significance. As the information source of automotive electronic control system, Automobile sensors are key components in automotive electronic control system. It is also one of the core content of automotive electronic technology research. Automobile sensors are always adopted in engine control system, dynamic chassis control and guided system. This paper will analyses the application of automobile sensors in the ways of mentioned above. Keyword:Automobile sensors, automobile automatic control system, critical components
传感器在汽车行业中的应用
课题名称传感器在汽车中的应用 系别机械工程学院 专业机械设计制造及自动化班级机自本（一）班 成员陈怀棠祁步春吴敏杰
传感器在汽车中的应用 1引言 汽车工业是国民经济发展的支柱产业之一。现代汽车正由一个单纯交通工具朝着能满足人类需求和安全、舒适、方便及无污染的方向发展。当前,汽车电子已成为汽车工业发展的核心技术,据预测，未来汽车电子产品的费用将占整车费用的30%,并认为汽车上70%的革新将来源于汽车电子。近20年来,世界汽车电子产品的开发和应用已广泛用于汽车的各个独立的电子控制系统,并正向着可完成汽车各种功能的综合电子控制系统发展。同时,汽车电子产品也向完成单个汽车控制扩展到“汽车-人-公路-环境”的系统信息交流和控制的方向发展。在汽车电子产品中,传感器已成为关键的基础配套产品。20世纪末期,为了实现可持续发展战略,发达国家对汽车工业提出的新要求,促进了传感器应用和技术的快速发展。传感器的研发和生产单位采用新材料和新的加工技术开发和生产新一代的传感器及系统,满足汽车工业的需求。 2汽车用传感器 2.1汽车用传感器的特点 车用传感器是汽车计算机系统的输入装置，它把汽车运行中各种工况信息，如车速、各种介质的温度、发动机运转工况等，转化成电讯号输给计算机，以便发动机处于最佳工作状态。 各类传感器主要应用在发动机电子控制系统、底盘电子控制系统和车身电子控制系统。 2.2汽车用传感器分类 常用的有如下三种： 按传感器的物理量分类，可分为位移、力、速度、温度、流量、气体成份等传感器 按传感器工作原理分类，可分为电阻、电容、电感、电压、霍尔、光电、光栅、热电偶等传感器。
汽车用传感器试题库
精品文档）5个×6一、名词解释（、逆压电效应：指当在某些电介质的极化方向施加电场时，电介质就会在一定方向上产生机械变形或机应压力，电场撤去时，1电介质变形随之消失的现象。内部极化，同时在它的两个表面上会产生极性相反的电荷，外力正压电效应：某些电介质在沿着一定方向受到外力而变形时，去掉后，又恢复到不带电状态，外力方向改变，电荷极性随之改变的现象。2、传感器的迟滞：指传感器在输入量增大和输入量减小行程间，输入-输出特性曲线不一致的程度。3、传感器灵敏度：指传感器在稳态下，输出量变化值与输入量变化值的比值，K=dy/dx。分辨力：指传感器能检测到输入量最小变化量的能力。线性度：指传感器输入量与输出量之间的静态特性曲线偏离直线的程度。传感器量程：传感器能够测量的上限值与下限值的差称为量程。传感器的准确度：准确度常用最大引用误差来定义。4、内光电效应：指在光线的作用下使物体的电阻率发生改变的光电效应。外光电效应：指在光线的作用下使电子逸出物体表面的光电效应。5、压阻效应：在一块半导体的某一轴向施加一定的应力时，其电阻率产生变化的现象。流过霍尔元件时，在垂直于电流I6、霍耳效应：把霍尔元件至于磁感应强度为B的磁场中，磁场方向垂直于霍尔元件，当有电流和磁场的方向上产生感应电动势的现象。、差动电桥：菱形的四条边各接一个测量温度或应变力的电阻传感器，相邻桥臂传感器应变方向应相反，相对桥臂传感器应变7 方向应相同，组成一个电桥电路，用以消除电桥的相对非线性误差。称对称电桥：由四个测量温度或应变力的电阻传感器组成互相对称的电桥电路，四个电阻达到某一关系时，电桥的输出为零，电桥平衡，否则就有电压或电流输出。组成这种物体的材料吸收了光子能E的光子轰击，、光电效应：当用光照射在某一物体上时，可以看做是物体受到一连串能量为8 量而发生相应电效应的现象。、热电效应：闭合回路中存在电动势并且有电流产生，电流的强弱与两个结点的温度有关。9、压电效应：某些电介质，沿着一定方向对其施加外力而使它变形时，内部极化，相应地会在它的表面产生符号相反的电荷，10外力去掉后，又重新恢复不带电状态的现象。11、应变效应：导体或半导体材料在外力作用下产生机械形变，其电阻发生变化的现象。12、电涡流效应：电涡流的产生必然要消耗一部分能量，从而使产生磁场的线圈阻抗发生变化。、磁阻效应：由载流子在磁场中受到洛伦兹力而产生的致使某些金属或半导体的电阻值变化的现象。13 塞贝克效应：回路中产生的电势使热能转变为电能的一种现象。两种不同导电材料构成的闭合回路中，当两个接点温度不同，14、、莫尔条纹：两条线或两个物体之间以恒定的角度和频率发生干涉的视觉结果，当人眼无法分辨这两条线或两个物体时，只能15 看到干涉的花纹，这种光学现象就是莫尔条纹。16、感应同步器：利用电磁原理将线位移和角位移转换成电信号的一种装置。17爆震：混合气处在压缩过程中，火花塞还没有跳火时，高压混合气就达到了自燃温度，并开始猛烈燃烧的不正常燃烧现象。、点火提前角：从点火时刻起到活塞到达压缩上止点，这段时间内曲轴转过的角度。18 、占空比：高电平在一个周期之内所占的时间比率。19 、传感器：能感受规定的被测量件并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置。20 21、转换元件 、敏感元件：指传感器中能直接感受被测量的变化，并转换为易于转换的非电量的元件。2223、热敏电阻：用半导体材料制成的敏感元件，大多为负温度系数，即阻值随温度增加而降低。 24、测量：是以确定被测量值为目的的一系列操作。 直接测量：指在使用仪表或传感器进行测量时，不需要经过任何运算就能直接从仪表或传感器上得出测量结果的方法。间接测量：指用直接测量法测得与被测量有确切函数关系的一些物理量，然后通过计算求得被测量的方法。 25、检测：是利用传感器，将生产科研需要的电量和非电量信息转化成为易于测量、传输、显示和处理的电信号的过程。 26、测量方法：指针对不同测量任务进行具体分析以找出切实可行的办法。 27、测量误差：被测量的测量值与真值之间的差异。 绝对误差：指被测量的测量值与被测量的真值之间的差值。 精品文档． 精品文档 满度相对误差：绝对误差与仪器满量程的百分比。 标称相对误差：绝对误差与被测量的测量值的百分比。 系统误差：在形同条件下，多次重复测量同一被测量时，其测量误差的大小和符号保持不变，或在条件改变时，误差按某一确定的规律变化。
传感器在汽车中的应用
华南师范大学增城学院课程论文 题目：传感器在汽车中的应用 课程名称传感器与检测技术 考查学期学年2013 第 1 学期 考查方式课程论文 姓名苏满湖 学号 专业电子信息科学与技术（应用电子） 成绩 指导教师廖明华
目录 摘要 (Ⅱ) 一、前言 (1) 二、传感器特性 (1) 三、汽车上的主要传感器 (2) 3.1空气流量传感器 (2) 3.2曲轴位置传感器 (2) 3.3压力传感器 (3) 3.4爆震传感器 (3) 3.5 ABS传感器 (3) 四、高端的汽车传感器 (4) 4.1红外传感器 (4) 4.2雨量传感器 (4) 五、安全用的传感器 (4) 5.1安全气囊传感器 (4) 5.2碰撞传感器 (5) 六、汽车传感器的发展趋势 (5) 6.1微型化 (5) 6.2智能化 (5) 6.3开发新材料 (6) 参考文献 (6)
摘要 主要介绍传感器在现代汽车中的各种应用，介绍一些元器件以及电子元件，并且研究在市场中的需求和未来发展趋向。介绍一些安全用的传感器，以加深认识。通过系统分析各种传感器的特点，从细节中加以改造，形成更加好的传感器。在20世纪60年代的汽车上仅有机油压力传感器、油量传感器和水温传感器等比较简单的传感器，它们与仪表或指示灯连接。到了70年代之后，人们为了治理排放等原因，又增加了一些传感器来帮助控制汽车的动力系统，因为同期出现的催化转换器、电子点火和燃油喷射装置需要这些传感器来维持一定的空燃比以控制排放。80年代，防抱死制动装置和气囊提高了汽车安全性。 关键词：电子元件；汽车传感器；安全性
一、前言 现代的汽车工业是我国国民经济发展的比较重要的产业，并且正由一个单纯交通工具向着能满足人类需求和舒适、安全、方便及无污染的方向发展。当前,汽车电子已成为汽车工业发展的核心技术。汽车传感器的作用，是汽车电子控制系统的信息源，同时也是汽车电子控制系统的核心部件。20世纪末期，人们为了实现国家的可持续发展战略。很多发达国家对汽车工业提出的新要求,促进了传感器应用和技术的快速发展。传感器的研发和生产单位采用新材料和新的加工技术开发及系统,满足汽车工业的需求。现代汽车用传感器是汽车计算机系统的输入装置，它把汽车运行中各种信息，例如：车速、发动机运转工况以及各种介质的温度等，转化成电讯号且输给计算机，以便使发动机处于最适宜的工作状态。现代汽车用的传感器很多，因此我们判断传感器出现的故障时，不应只考虑传感器本身，而应考虑出现故障的整个电路。我们在查找传感器导致的车用故障时，除了检查传感器之外，还要检查线束、插接件以及传感器与电控单元之间的有关电路。 二、传感器特性 传感器是指能感受规定的物理量，并按一定规律转换成可用输入信号的器件或装置。简单地说，传感器是把非电量转换成电量的装置。 传感器通常由敏感元件、转换元件和测量电路三部分组成：1、转换元件的作用就是则将上述非电量转换成电参量。2、敏感元件的作用是指能直接感受（或响应）被测量的部分，即将被测量通过传感器的敏感元件转换成与被测量有确定关系的非电量或其它量。3、测量电路的作用是将转换元件输入的电参量经过处理转换成电压、电流或频率等可测电量，以便进行显示、记录、控制和处理的部分。
汽车中MEMS传感器的运用
汽车中MEMS传感器的运用 学号：201411106117 专业班级：电信141 姓名：王林杰 汽车电子产业被认为是MEMS传感器的第一波应用高潮的推动者，MEMS传感器在汽车上应用的快速发展主要是受益于各国政府全面推出汽车安全规定和汽车智慧化的发展趋势。全球平均每辆汽车包含10個传感器，在高档汽车中，大约采用25至40只MEMS传感器，车越好，所用的MEMS就越多。MEMS传感器可满足汽车环境苛刻、可靠性高、精度准确、成本低的要求。其应用方向和市场需求包括车辆的防抱死系统（ABS）、电子车身稳定程序（ESP）、电控悬挂（ECS）、电动手刹（EPB）、斜坡起动辅助（HAS）、胎压监控（EPMS）、引擎防抖、车辆倾角计量和车内心跳检测等等。 （一）汽车发动机控制用到的传感器 发动机的电子控制一直被认为是MEMS技术在汽车中的主要应用领域之一。发动机控制系统用传感器是整个汽车传感器的核心，种类很多，包括温度传感器、压力传感器、位置和转速传感器、流量传感器、气体浓度传感器和爆震传感器等。这些传感器向发动机的电子控制单元提供发动机的工作状况信息，供电子控制单元对发动机工作状况进行精确控制，以提高发动机的动力性、降低油耗、减少废气排放和进行故障检测。 1.温度传感器: 汽车用温度传感器主要用于检测发动机温度、吸人气体温度、冷却水温度、燃油温度以及催化温度等。温度传感器有热敏电阻式、线绕电阻式和热偶电阻式三种主要类型。这三种类型传感器各有特点，其应用场合也略有区别。热敏电阻式温度传感器灵敏度高、响应特性较好，但线性差、适应温度较低。其中，通用型的测温范围为-50℃～30℃，精度为1.5%，响应时间为10 ms;高温型为600℃～1000℃，精度为5%，响应时间为10ms;线绕电阻式温度传感器的精度高，但响应特性差;热偶电阻式温度传感器的精度高，测量温度范围宽，但需要配合放大器和冷端处理一起使用。其他已实用化的产品有铁氧体式温度传感器(测温范围为-40℃～120℃，精度为2.0%)、金属或半导体膜空气温度传感器(测温范围为-40℃～150℃，精度为2.0%，5%，响应时间约20 ms)等。 2.压力传感器 压力传感器是汽车中用得最多的传感器，主要用于检测气囊贮气压力、传动系统流体压力、注入燃料压力、发动机机油压力、进气管道压力、空气过滤系统的流体压力等。目前，致力于汽车用压力传感器开发和生产的主要公司有摩托罗拉，德科电子仪器，Lucas Novasensor，Hi Stat，NipponDenzo，西门子，德州仪器等。比较常用的汽车压力传感器有电容式、压阻式、差动变压器式、声表面波式。电容式压力传感器主要用于检测负压、液压、气压，测量范围为20kPa～100kPa，其特点是输入能量高，动态响应特性好、环境适应性好;压阻式压力传感器的性能则受温度影响较大，需要另设温度补偿电路，但适应于大批量生产;差动变压器式压力传感器有较大的输出，易于数字输出，但抗干扰性差;声表面波式压力传感器具有体积小、质量轻、功耗低、可靠性高、灵敏度高、分辨力高、数字输出等特点，用于汽车吸气阀压力检测，能在高温下稳定地工作。德国Infineon公司研制的智能轮胎压力传感器KP500内部集成了压力和温度传感模块，它不需要在传感器模块中增加加速度传感器，可以在汽车启动时自动开机进人自检，能测量压力、温度和电压等。所有的功能都是利用表面微机械加工技术集成在0.8μm的双极互补金属氧化物半导体( BiCMOS) 上。每个传感器模块中的电可擦可编程只读存储器中存储着惟一的32位芯片识别码。芯片识别码可以由同步串行接口读出，而且，可以用于辨识各个轮胎压力传感器的位置。在接收数据的时候，首先，要检查芯片识别码，如果发现芯片识别码不符，就放弃收到的数据帧。
光电传感器在汽车上的应用及发展
传感器与检测技术论文 题目：光电传感器在汽车上的应用班级：2013级电子信息工程1班学号： ：俊旭 指导老师：江华 2016.5.2
摘要 光电传感器是把被测量的变化转换成光信号的变化，然后，借助光电元件把光信号转换成电信号来实现控制。如光电开关、光感电阻、光感二极管、光电池、光纤等。光电式传感器在检测和控制领域中应用非常广泛，它是采用光电元件作为检测元件的传感器，具有反应快、精度高、非接触等优点，而且可测参数多，结构简单，形式灵活多样。本文列举了光电传感器技术在一些领域里的应用。并阐述了当前传感器技术的发展现状以及发展趋势。 关键词：光电传感器；汽车；应用；
目录 一、引言 二、光电传感器 2.1 光电传感器的概念 2.2 光电传感器的工作原理 2.3 光电传感器的分类 三、光电式传感器在汽车上的应用 3.1 光电式车高传感器 3.2 光电式转向传感器 3.3光电式光量传感器 3.4 光电式车速传感器 四、参考文献
一、引言 随着汽车电子技术的迅速发展及电控单元运用的普及，新型汽车为了提高动力性、经济性、安全性、舒适性以及减少排气污染，已广泛应用电子控制技术。从发动机的燃油喷射系统、点火装置、进气装置、废气排放、故障自诊断到底盘的传动系统、行驶系统、转向制动系统以及车身和辅助设备等普遍采用了电子控制技术。在汽车电子控制系统中，传感器担负着采集和传输功能，它是电子控制中非常重要的部件，其技术性能的好坏，直接影响汽车电子控制系统的工作情况。汽车传感器主要有温度传感器、压力传感器、空气流量传感器、位置与角度传感器、气体浓度传感器、速度与加速度传感器、爆燃与碰撞传感器等几十种。 本文主要讲述了传感器在汽车技术中的应用以及各种汽车传感器的工作原理和在汽车技术中的作用。其中转速传感器是检测发动机的转速、空气流量传感器检测发动机的进气量以更好的控制空燃比、节气门位置传感器是将节气门开度转换为电信号，通过ECU控制喷油量、进气温度传感器是检测发动机的进气温度，将进气温度转变为电压信号输入ECU作为喷油修正信号、氧传感器是根据化学平衡原理计算出对应的氧浓度，达到监测和控制炉燃烧空然比，保证产品质量及尾气排放达标的测量元件。
压力传感器在汽车制造业中的应用
压力传感器是汽车中用得最多的传感器，主要用于检测气囊贮气压力、传动系统流体压力、注入燃料压力、发动机机油压力、进气管道压力、空气过滤系统的流体压力等。 比较常用的汽车压力传感器有电容式、压阻式、差动变压器式、声表面波式。电容式压力传感器主要用于检测负压、液压、气压，测量范围为20kpa～100kpa，其特点是输入能量高，动态响应特性好、环境适应性好;压阻式压力传感器的性能则受温度影响较大，需要另设温度补偿电路，但适应于大批量生产;差动变压器式压力传感器有较大的输出，易于数字输出，但抗干扰性差;声表面波式压力传感器具有体积小、质量轻、功耗低、可靠性高、灵敏度高、分辨力高、数字输出等特点，用于汽车吸气阀压力检测，能在高温下稳定地工作。 汽车用温度传感器主要用于检测发动机温度、吸人气体温度、冷却水温度、燃油温度以及催化温度等。温度传感器有热敏电阻式、线绕电阻式和热偶电阻式三种主要类型。这三种类型传感器各有特点，其应用场合也略有区别。热敏电阻式温度传感器灵敏度高、响应特性较好，但线性差、适应温度较低。 其中，通用型的测温范围为-50℃～30℃，精度为1.5%，响应时间为10ms;高温型为600℃～1000℃，精度为5%，响应时间为10ms;线绕电阻式温度传感器的精度高，但响应特性差;热偶电阻式温度传感器的精度高，测量温度范围宽，但需要配合放大器和冷端处理一起使用。其他已实用化的产品有铁氧体式温度传感器（测温范围为-40℃～120℃，精度为2.0%）、金属或半导体膜空气温度传感器（测温范围为-40℃～150℃，精度为2.0%，5%，响应时间约20ms）等。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解图尔克、奥托尼克斯、科瑞、山武、倍加福、邦纳、亚德客、施克等各类传感器的选型，报价，采购，参数，图片，批发信息，请关注艾驰商城https://www.sodocs.net/doc/dc6631189.html,/
几种重要的汽车传感器原理
几种重要的汽车传感器原理 一、传感器概述 传感器的概念：指能感受规定的物理量，并按照一定规律转换成可用输信号的器件或装置。简单的说，传感器即使把非电量转换成电量的装置。 汽车传感器的工作条件极为恶劣，因此，传感器能否精确可靠地工作至关重要。在该领域中，理论研究及材料应用发展迅速，半导体和金属膜技术研究及材料应用技术发展迅速，半导体和金属膜技术、陶瓷烧结技术等得到迅猛发展。智能化、集成化和数字化将是传感器的未来发展趋势。 传感器通常由敏感元件、转换元件及测量电路组成。敏感元件是指能直接感受被测量的部分。转换元件是指能将非电量转换成电量的部分。有些敏感元件可以直接输入电量。测量电路是指将转换元件输入的电量经过处理，以便进行显示、记录和控制的部分。测量电路中较多的使用电桥电路。比如后面要讲到的热线式空气流量计。 传感器的种类比较多，像我们一般碰到的传感器一般有： 温度传感器（冷却水温度传感器THW，进气温度传感器THA）； 流量传感器（空气流量传感器，燃油流量传感器）； 进气压力传感器MAP 节气门位置传感器TPS 发动机转速传感器 车速传感器SPD 曲轴位置传感器（点火正时传感器） 氧传感器 爆震传感器（KNK） 二、空气流量传感器 为了形成符合要求的混合气，使空燃比达到最佳值，我们就必须对发动机进气空气流量进行精确控制。下面我们来介绍一下几种常用的空气流量传感器。 1、卡门旋涡式空气流量计
涡流式空气流量传感器是利用超声波或光电信号，通过检测旋涡频率来测量空气流量的一种传感器。 众所周知，当野外架空的电线被风吹时，就会发出“嗡、嗡”的声音，且风速越高声音频率越高，这是气体流过电线后形成旋涡（即涡流）所致。液体、气体等流体均会产生这种现象。 同样，如果我们在进气道中放置一个涡流发生器，比如说一个柱状物，在空气流过时，在涡流发生器后部将会不断产生如图所示的两列旋转方向相反，并交替出现的旋涡。这个旋涡就称为卡门旋涡。 卡门旋涡式空气流量计就是利用这种这种旋涡形成的原理，测量气体流速，并通过流速的测量直接反映空气流量。 对于一台具体的卡门旋涡式空气流量计，有如下关系式：qv=kf , qv为体积流量，f为单列旋涡产生的频率，k为比例常数，它与管道直径，柱状物直径等有关。由这个关系式可知，体积流量与卡门涡流传感器的输出频率成正比。利用这个原理，我们只要检测卡门旋涡的频率f，就可以求出空气流量。 根据旋涡频率的检测方式的不同，汽车用涡流式空气流量传感器分为超声波检测式和光学式检测式两种。例如，中国大陆进口的丰田凌志LS400型轿车和台湾进口的皇冠3.0型轿车采用了光电检测涡流式空气流量器；日本三菱吉普车、中国长风猎豹吉普车和韩国现代轿车采用了超声波检测涡流式空气流量传感器。 （1）光学式卡门旋涡空气流量计 现代物理学光的粒子说认为，光是一种具有能量的粒子流，当物体受到光照射时，由于吸收了光子能量而产生的效应，称为光电效应。光敏晶体管是一种半 导体器件，它的特点就是受到光的照射时，它们都会产生内光电效应的光生伏特现象，从而产生电流。 工作原理：在产生卡门旋涡的过程中，旋涡发生器两侧的空气压力会发生变化，通过导孔作用在金属箔上，从而使其振动，发光二极管的光照在振动的金属箔上时，光敏晶体管接收到的金属箔上的反射光是被旋涡调制的光，再由光敏晶体管输出调制过的频率信号，这种频率信号就代表了空气的流量信号。 （２）超声波式卡门旋涡式空气流量计 超声波是指频率高于20HZ，人耳听不到的机械波。它的特性就是方向性好，穿透力强，遇到杂质或物体分界面会产生显著的反射，譬如自然界里的蝙蝠，鲸鱼等动物都是通过超声波来进行方位定向的。利用这种物理特性，我们可以把一些非电量转换成声学参数，通过压电元件转换成电量。
传感器在汽车行业的应用
汽车传感器 百科名片 汽车传感器 车用传感器是汽车计算机系统的输入装置，它把汽车运行中各种工况信息，如车速、各种介质的温度、发动机运转工况等，转化成电讯号输给计算机，以便发动机处于最佳工作状态。车用传感器很多，判断传感器出现的故障时，不应只考虑传感器本身，而应考虑出现故障的整个电路。因此，在查找故障时，除了检查传感器之外，还要检查线束、插接件以及传感器与电控单元之间的有关电路。 详细介绍
一、传感器特性 传感器是指能感受规定的物理量，并按一定规律转换成可用输入信号的器件或装置。简单地说，传感器是把非电量转换成电
量的装置。 传感器通常由敏感元件、转换元件和测量电路三部分组成。 1)、敏感元件是指能直接感受（或响应）被测量的部分，即将被测量通过传感器的敏感元件转换成与被测量有确定关系的非电量或其它量。 2）、转换元件则将上述非电量转换成电参量。 3）、测量电路的作用是将转换元件输入的电参量经过处理转换成电压、电流或频率等可测电量，以便进行显示、记录、控制和处理的部分。 传感器的静态特性参数指标 1．灵敏度 灵敏度是指稳态时传感器输出量ｙ和输入量ｘ之比，或输出量ｙ的增量和输入量ｘ的增量之比，用ｋ表示为 ｋ＝ｄY／ｄX 2．分辨力 传感器在规定的测量范围内能够检测出的被测量的最小变化量称为分辨力。 3．测量范围和量程 在允许误差限内，被测量值的下限到上限之间的范围称为测量范围。 4．线性度（非线性误差） 在规定条件下，传感器校准曲线与拟合直线间的最大偏差与满量程输出值的百分比称为线性度或非线性误差。 5．迟滞 迟滞是指在相同的工作条件下，传感器的正行程特性与反行程特性的不一致程度。 6．重复性 重复性是指在同一工作条件下，输入量按同一方向在全测量范围
汽车中的传感器
综 述 传感器在汽车中应用现状及发展趋势 淮阴工学院交通工程系 张月红 随着电子技术的发展,汽车电子化程度不断提高,传统的机械系统已经难以解决某些与汽车功能要求有关的问题,因而将逐步被电子控制系统代替。传感器作为汽车电控系统的关键部件,其优劣直接影响到系统的性能。目前,普通汽车上大约装有几十到近百只传感器,豪华轿车上则更多,这些传感器主要分布在发动机控制系统、底盘控制系统和车身控制系统中。 1 发动机控制用传感器 发动机用传感器有很多种,其中包括温度传感器、压力传感器、旋转传感器、流量传感器、位置传感器、浓度传感器、爆震传感器等。这类传感器是整个车用传感器的核心,利用它们可提高发动机动力性、降低油耗、减少废气、反映故障等,由于其工作在发动机振动、汽油蒸汽、污泥、水花等恶劣环境中,因此它们的耐恶劣环境技术指标要高于一般的传感器。它们的性能指标要求有很多种,其中最关键的是测量精度与可靠性,否则由传感器检测带来的误差最终将导致发动机控制系统失灵或产生故障。 (1)温度传感器:主要检测发动机温度,吸入气体温度、冷却水温度、燃油温度、催化温度等,将它们转变成电信号,从而控制喷油嘴针阀开启时刻和持续时间,以保证供给发动机最佳混合气并达到排气净化效果等。实际应用的温度传感器主要有线绕电阻式、热敏电阻式和热电偶式。线绕电阻式温度传感器的精度较高,但响应特性差;热敏式传感器灵敏度高,响应特性较好,但线性差,适用温度较低;热电偶式传感器的精度高,测温范围宽,但需考虑放大器和冷端处理问题。 (2)压力传感器:主要检测气缸负压,从而控制点火和燃料喷射;检测大气压,从而控制爬坡时空燃比;检测气缸内压,从而控制点火提前角;检测废气再循环流量、发动机油压、制动器油压、轮胎空气压力等等,并对相关量作出反应。车用压力传感器目前已有若干种,应用较多的有电容器式、压阻式、差动变压器式(LVD T)、表面弹性波式(SAW)。电容器式传感器具有输入能量高,动态响应好、环境适应性好等特点;压阻式受温度影响大,需另设温度补偿电路,但适用于大量生产;LVD T式有较大输出,易于数字输出,但抗振性较差;SAW式具有体积小、质量轻、功耗低、可靠性强、灵敏度高、分辨率高、数字量输出等特点,是一种较为理想的传感器。 (3)旋转传感器:主要用于检测曲轴转角、发动机转数、风门开度、车速等,从而控制点火提前角、燃油配量和喷射时间等,产品主要有发电机式、磁阻式、霍尔效应式、光学式、振动式等。 (4)氧传感器:检测排气中空燃比,向供油系统发出负反馈信号,以修正喷油脉冲,使空燃比调整到理论值,以达到理想的排气净化效果,常用的是氧化锆和氧化钛传感器。 (5)流量传感器:测定进气量和燃油流量以控制空燃比。主要有空气流量传感器和燃料流量传感器。空气流量传感器检测进入的空气量从而控制电子喷油器喷油量,以得到较准确的空燃比,实际应用的产品主要有卡尔曼旋涡式、叶片式、热线式。卡尔曼式无可动部件,反应灵敏,精度较高;热线式易受吸入气体脉动影响,且易断丝;燃料流量传感器用于检测燃料流速,以计算汽车燃油消耗量,产品主要有水车式、球循环式。 (6)爆震传感器:检测发动机的振动,并根据检测到的爆震信号适当调整点火时刻,主要产品有磁致伸缩式和压电式。 2 底盘控制用传感器 底盘控制用传感器是指分布在变速器控制系统、悬架控制系统、动力转向系统、防抱制动系统中的传感器,它们在不同系统中作用不同,但工作原理与发动机中传感器是相同的,主要有以下几种形式传感器。 (1)变速器控制用传感器:主要有车速传感器、加速 ? 1 1 ? 2001年第1期