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汽车传感器的应用和现状

汽车用传感器技术是促进汽车电子化发展的关键技术之一。目前，一般普通汽车大约装有几十只到近百只传感器，而高级豪华汽车大约使用200—300只传感器。汽车用传感器主要应用在汽车发动机控制系统和汽车状态控制系统中。

1 汽车发动机控制系统用传感器

由于发动机控制系统中的压力、温度、气体浓度、流量、位置和转速、爆震等传感器，使用于高温(发动机表面150℃、排气歧管650℃)、振动(加速度30g)、冲击(加速度50g)、潮湿(100％RH，-40℃-120℃)以及蒸汽、提高产品质量才能够稳健发展、长足发展盐雾、腐蚀和油泥污染的恶劣环境中，因此汽车用传感器耐恶劣环境的技术指标要比一般工业用传感器高个数量级。

1．1 压力传感器

压力传感器主要用于检测气缸负压、大气压、涡轮发动机的升压比、气缸内压、油压等。吸气负压式传感器主要用于吸气压、负压、油压检测，吸气压13kPa—100kPa，精度1％，大气压65kPa—100kPa，精度5％；膜片式压力传感器主要用于发动机电子喷射装置，工作范围20kPa—800kPa，精度1．5％；电容式压力传感器主要用于检测泊压、液压、气压，测量范围20kPa-100kPa；半导体压力传感器用来检测各种压力，应用量最大，工作范围20MPa，精度0．6％(非线性) ;SAW(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、数字根据摆锤对冲击样品的破坏程度来计算冲击能量量输出等特点，用于汽车吸气阀压力检测，能在高温下稳定地工作。

采用非晶态磁性合金开发的高压用油压传感器能承受600个大气压的高压，在220个大气压下能使用3000万次。具有温度、线性补偿以及信号预处理的集成化半导体压力传感器也在研制开发中。

1．2温度传感器

温度传感器主要用于检测发动机温度、吸入气体温度、冷却水温度、燃油温度以及催化温度等。已实用化的产品有热敏电阻式温度传感器(通用型-50℃—130℃，精度1．5％，响应时间10ms；高温型600℃—1000℃，精度5％，响应时间10ms)、铁氧体式温度传感器(ON／OFF型，-40℃—120℃，精度2．0％)、金属或半导体膜空气温度传感器(-40℃—150℃，精度2．0％、5％，响应时间20ms)等。

汽车用温度传感器的研究方向是开发响应时间更快的温度传感器。

1．3气体浓度传感器

气体浓度传感器主要用于检测车体内气体和废气排放。在汽车燃料控制系统中，实用化的有氧化锆传密封法兰感器(使用温度-40℃—900℃，精度1％)、氧化锆浓差电池型气体传感器(使用温度300℃—800℃)、固体电解质式氧化锆气体传感器(使用温度0℃—400℃，精度0．5％)。二氧化钛氧传感器、NOx型气体传感器也趋向实用化。

1．4流量传感器

流量传感器主要用或使用平夹头夹持大试样于发动机控制系统确定燃烧条件、控制空燃比、起动、点火等。空气流量传感器有卡门涡旋式、热膜式、式、旋转翼片式等，其主要技术指标为：工作范围0．1立方米／min—103立方米／min，工作温度-40℃-120℃，精度≤1％。

燃料流量传感器有水轮式和循环球式，其动态范围0kg／h—60kg／h，工作温度-40℃-120℃，精度±1％，响应时间＜10ms。

1．5位置和转速传感器

位置和转速传感器主要用于检测曲轴转角、发动机转速、风门的开度、车速等。已实用化的有交流发电机式、磁阻式、霍尔效应式、簧片开关式、威耿特效应式、光学式、振动式、半导体磁性晶体管式等，其测量范围0°—360°，精度±0．5°以下，测弯曲角达±0．1°。集成化的霍尔效应式传感器正在迅速发展。半导体磁性晶体管具有比一般霍尔效应式传感器高100倍的灵敏度，而且成本低。

车速传感器种类繁多，有敏感车轮旋转的、也有敏感动力传动轴转动的，还有敏感差速从动轴转动的。当车速高于100km／h时，一般测量方法误差较大，为此而开发的非接触式光电速度传感器，测速范围0．5km／h—250km／h，重复精度0．1％，距离测量误差优于0．3％。

1．6爆震传感器

汽油在即将燃烧而没有发生明显爆燃时，燃烧速度最快、动力性能最好。爆燃检测方法有：气缸压力、发动机机体振动和燃烧噪声山寨手机等。爆震传感器有磁致伸缩式和压电式。磁致伸缩式爆震传感器的使用温度为-40℃—125℃，频率范围为5kHz—10kHz；压电式爆震传感器在中心频率5．417kHz处，其灵敏度可达200mV／g，在振幅为0．1g—10g范围内具有良好线性度。

2 汽3、测定的硬度值与标准硬度块示值不1致车状态控制系统用传感器

汽车状态控制系统用传感器的使用环境条件不大苛刻，许多在工业控制系统中使用的传感器可以直接或者稍加改进后使用在汽车状态控制系统中。不同的控制系统要求配置不同的传感器。例如：在防打滑的制动器中使用对地速度传感器、车轮速度传感器；在SPA(单点式传感气袋系统)中使用悬臂压电陶瓷式、圆板型压电陶瓷式、悬臂压电电阻式、4点支持压电电阻式、3层或5层结构静电电容器式等气袋用加速度传感器；在液压转向装置中使用车速传感器、油压传感器；在速度自动控制系统中使用涂胶车速传感器、加速切削工具踏板位置传感器；在亮度控制系统中使用光传感器；在电子驾驶系统中使用磁传感器、气流速度传感器；在自动空调系统中使用室内温度传感器、吸气温度传感器、风量传感器、日照传感器、