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汽车传感器技术发展分析

导读: 传感器作为汽车电控系统的关键部件,它直接影响汽车的技术性能的发挥。普通汽车上大约装有10-20只传感器,高级豪华轿车则更多,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。

  随着汽车解码器电子技术的发展,汽车电子干扰工程化程度不断提高,通常的机械器系统已经难以解决某些与汽车功能要求有关的解码问题,而被电子控制系统代替。传感器的作用就是根据规定的被测量的大小,定量提供有用的电输出信号的部件,亦即传感器把光、时间、电、温度、压力及气体等的物理、化学量转换成信号的变换器。传感器作为汽车电控系统的关键部件,它直接影响汽车的技术性能的发挥。普通汽车上大约装有10-20只传感器,高级豪华轿车则更多,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。

  一、发动机控制用传感器

  发动机控制用传感器有许多种,其中包括温度传感器、压力传感器、转速和角度传感器、流量传感器、位置传感器、气体浓度传感器、爆震传感器等。这类传感器是整个发动机的核心,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、机油温度、催化温度等。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精度较高,但响应特性差;热敏电阻式传感器灵敏度高,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:主要检测进气歧管绝对压力、真空度、大气压力、发动机油压、制动器油压、轮胎压力等。车用压力传感器目前已有若干种,应用较多的有电容式、压敏电阻式、膜盒传动的可变电感式(LVDT)、表面弹性波式(SAW)。电容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;压敏电阻式受温度影响大,需另设温度补偿电路,但适用于大量生产;LVDT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.转速、角度和车速传感器:主要用于检测曲轴转角、发动机转速、车速等。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:氧传感器安装在排气管内,测量排气管中的含氧量,确定发动机的实际空燃比与理论值的偏差,控制系统根据反馈信号,调节可燃混合气的浓度,使空燃比接近于理论值,从而提高经济性,降低排气污染。实际应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发动机的空气量从而控制喷油器的喷油量,以得到较准确的空燃比,实际应用的有卡门旋涡式、叶片式、热线式。卡门式无可动部件、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判定燃油消耗量。主要有水车式、球循环式。

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