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轿车上的传感器见解

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发表于 8-11-2009 22:46:13 | 显示全部楼层 |阅读模式

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汽车传感器将有关汽车运行的变化量传递到有关的仪表或者控制器,在汽车上起到了“耳目”的作用。

    1970年以前,一般汽车上只有油压,水温,油量等三种传感器,分别监测发动机的润滑压力,冷却水温度和燃油箱的储量。

    从70年代开始,伴随着汽车电子化的发展,汽车性能的提高和人们对环境保护意识的加强,传感器在现代汽车上的应用范围和使用数目也不断增加,目前轿车上的传感器已经广布全车,从发动机到变速器,从转向到安全气囊,从制动到悬架,从照明到空调都已经有了传感器的踪影。据统计,现在中级的轿车已有传感器20个左右,高级的轿车已达80个以上,而且趋势还在不断增加。

    目前汽车传感器有两大类,一类是使驾驶者直接了解汽车各部分状态的仪表传感器,另一类是用于控制汽车运行状态的控制传感器。前一种早就有了,后一种是现代汽车电子技术的发展产物。

    控制传感器也是一种转换器,它将物理量,电量或者化学量等信号转换成一种计算机能够理解的电信号,传感器是控制系统的关键部件,如果没有各种传感器,计算机根本无法工作,汽车电子化也就无从谈起。

    例如现代轿车的电子燃油喷射发动机上,都安装有进气温度传感器,真空传感器等多种传感器,它们各得其位,分别安置在进气管道,节流阀,分电器轴等位置上,监测进气温度,压力,流量以及发动机转速,将这些信号变成电信号传递给计算机,又称中央控制器(ECU),它根据信号和储存在固定存储器中的信号进行比较,计算出当前工况下最佳的点火时刻及最佳的喷油量,从而输出脉冲电流去控制操纵有关元件。

    汽车的工作环境是十分恶劣的,因此对传感器的要求也十分严格。这些传感器必须要经受住从-40C°到+150C°的温度变化,而且要求精度高,可靠性好,反应快,抗干扰和抗震能力强,才能准确地将汽车运行上的有关量值进行实时检测,将它们转换成电信号供给中央控制器。

    世界上一些著名的汽车电器制造商十分重视传感器的研究和开发工作。例如德国西门子公司和波许公司都设有汽车传感器的研究与开发中心,研制经费占年利润的10%以上。目前汽车传感器已从一般的电磁式发展成为用磁敏,气敏,力敏,热敏,光电,激光等多种形式的传感器,传感器的材料也从金属发展成为用半导体,陶瓷,光学纤维等材料。尤其是以光学纤维做成的光纤传感器,由于具有容量大,体积小,绝缘好,稳定性高,不怕电磁干扰等优点,已在一些轿车上应用。

    目前轿车上的传感器所监测信号的范围越来越大,已从过去单纯监测车内物理变化到现在监测车内外的物理变化和化学变化,包括环境温度的变化,驾驶者的身体及精神变化,车辆的位置变化等等。传感器是电子控制系统的“探头”,传感器用得越多,车上的电子化越全面,轿车的自动控制程度也就越高。

    现代汽车技术发展特征之一就是越来越多的部件采用电子控制。例如电控喷油喷射、废气排放、刹车防抱死系统、自动空调、大灯亮度控制、驾驶座位自动调整、转向控制、电控悬挂,等等。电子自动控制的工作要依赖传感器的信息反缋。据统计,目前一般轿车上大约有几十只传感器,高级轿车有100多个传感器,预计到2005年,全球的车用传感器需求量将达到12.7亿只。

    根据传感器的作用,可以分类为测量温度、压力、流量、位置、气体浓度、速度、光亮度、干湿度、距离等功能的传感器,它们各司其职,一旦某个传感器失灵,对应的装置工作就会不正常甚至不工作。因此,传感器在汽车上的作用是很重要的。

    汽车传感器过去单纯用于发动机上,现在巳扩展到底盘、车身和灯光电气系统上了。这些系统采用的传感器有100多种。在种类繁多的传感器中,常见的有∶

    1.用在电控喷油喷射发动机上的传感器

    进气压力传感器:反映进气歧管内的绝对压力大小的变化,是向ECU(发动机电控单元)提供计算喷油持续时间的基准信号;

    空气流量传感器:测量发动机吸入的空气量,提供给ECU作为喷油时间的基准信号;

    节气门位置传感器:测量节气门打开的角度,提供给ECU作为断油、控制燃油/空气比、点火提前角修正的基准信号;

    曲轴角度传感器:检测曲轴及发动机转速,提供给ECU作为确定点火正时及工作顺序的基准信号;

    氧传感器:检测排气中的氧浓度,提供给ECU作为控制燃油/空气比在最佳值(理论值)附近的的基准信号;

    进气温度传感器:检测进气温度,提供给ECU作为计算空气密度的依据;

    水温传感器:检测冷却液的温度,向ECU提供发动机温度信息;

    爆燃传感器:安装在缸体上专门检测发动机的爆燃状况,提供给ECU根据信号调整点火提前角。

    2.用在底盘控制方面的传感器

    这些传感器主要应用在变速器、方向器、悬架和ABS上。

    变速器:有车速传感器、温度传感器、轴转速传感器、压力传感器等,方向器有转角传感器、转矩传感器、液压传感器;

    悬架:有车速传感器、加速度传感器、车身高度传感器、侧倾角传感器、转角传感器等;

    ABS:有车轮速度传感器。

    3.车身的传感器与安全性能息息相关,主要有安全气囊传感器、侧面防碰传感器、测距传感器等。

    4.灯光及电气系统的传感器主要有光亮检测传感器、雨滴量传感器、空调温度传感器、座椅位置传感器等。

    微电子技术的发展促进传感器技术发展。传感器巳经利用到Mems技术,一种利用硅单晶受力后其电阻率会发生很大变化的“压阻效应”原理通过机械或化学加工成园平膜片,利用微电子技术将极小(微米级)的敏感元件、信号处理器、数据处理装置封闭在同一个芯片上,可显著提高测试精确度,同时又具有体积小,重量轻,可靠性和耐用性高,价格便宜的优点。

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    [LV.1]初来乍到

    发表于 8-11-2009 22:53:38 | 显示全部楼层
    如果能加上图片的话,那就更好了。总之,谢谢楼主分享
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    该用户从未签到

    发表于 8-11-2009 23:20:58 | 显示全部楼层
    有没有各种传感器的图片和说明
    能够一起发最好了
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    该用户从未签到

    发表于 27-1-2010 17:21:16 | 显示全部楼层
    好资料!!收了,多谢
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