【導(dǎo)讀】電子技術(shù)已經(jīng)成為新一代汽車發(fā)展方向的主導(dǎo)因素，而傳感器是電子技術(shù)的核心元件，現(xiàn)代汽車越來越多地應(yīng)用了傳感器，以提高汽車發(fā)動機(jī)的經(jīng)濟(jì)、動力和排放性能,改善底盤的制動操縱性能、轉(zhuǎn)向性能和汽車行駛的安全性能。要實現(xiàn)這些目標(biāo)的關(guān)鍵在于汽車的電子化和智能化，先決條件則是各種信息的及時獲取，這勢必要求在汽車中大量采用各種傳感器。
汽車傳感器概述
汽車傳感器是汽車計算機(jī)系統(tǒng)的輸入裝置，它把汽車運行中各種工況信息，如車速、各種介質(zhì)的溫度、發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)工況等，并按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸入信號的器件或裝置。簡單地說，傳感器是把非電量轉(zhuǎn)換成電信號傳遞給ECU，以便汽車處于最佳工作狀態(tài)。
現(xiàn)代汽車電子控制中，傳感器廣泛應(yīng)用在發(fā)動機(jī)、底盤、和車身各個系統(tǒng)中。汽車傳感器在這些系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)著信息的采集和傳輸功用，它采集的信息由電腦（電子控制單元）進(jìn)行處理后，形成向執(zhí)行器發(fā)出的指令，完成電子控制。傳感器在電子控制和自診斷系統(tǒng)中是非常重要的裝置，它能及時識別外界的變化和系統(tǒng)本身的變化，再根據(jù)變化的信息去控制系統(tǒng)本身的工作。各個系統(tǒng)控制過程正是依靠傳感器，進(jìn)行信息的反饋，實現(xiàn)自動控制工作的。
汽車傳感器通常由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和測量電路三部分組成。
1、敏感元件是指能直接感受（或響應(yīng)）被測量的部分，即將被測量通過傳感器的敏感元件轉(zhuǎn)換成與被測量有確定關(guān)系的非電量或其它量。
2、轉(zhuǎn)換元件則將上述非電量轉(zhuǎn)換成電參量。
3、測量電路的作用是將轉(zhuǎn)換元件輸入的電參量經(jīng)過處理轉(zhuǎn)換成電壓、電流或頻率等可測電量，以便進(jìn)行顯示、記錄、控制和處理的部分。
傳感器處于研究對象與測試系統(tǒng)的接口位置，即檢測與控制之首。傳感器是感知、獲取與檢測信息的窗口，一切科學(xué)研究與自動化生產(chǎn)過程要獲取的信息都要通過傳感器獲取并通過它轉(zhuǎn)換成容易傳輸與處理的電信號，其作用與地位特別重要。
下圖形象的將人體與機(jī)器的對應(yīng)關(guān)系列出，有助于進(jìn)一步的對其作用進(jìn)行認(rèn)識。
現(xiàn)代汽車電子控制中，傳感器廣泛應(yīng)用在發(fā)動機(jī)、底盤和車身各個系統(tǒng)中。汽車傳感器在這些系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)著信息的采集和傳輸，由電腦（電子控制單元ECU）對信號急進(jìn)行處理后向執(zhí)行器發(fā)出指令，實行電子控制。傳感器在電子控制和自我診斷系統(tǒng)中是非常重要的裝置，它能及時識別外界的變化和系統(tǒng)本身的變化，再根據(jù)變化的信息去控制本身系統(tǒng)的工作。各個系統(tǒng)控制過程正是依靠傳感器，進(jìn)行信息的反饋，實現(xiàn)自動控制工作的。
汽車傳感器的發(fā)展史
在20世紀(jì)60年代，汽車上僅有機(jī)油壓力傳感器、油量傳感器和水溫傳感器，它們與儀表或指示燈連接。
進(jìn)入70年代后，為了治理排放，又增加了一些傳感器來幫助控制汽車的動力系統(tǒng)，因為同期出現(xiàn)的催化轉(zhuǎn)換器、電子點火和燃油噴射裝置需要這些傳感器來維持一定的空燃比以控制排放。
80年代，防抱死制動裝置和氣囊提高了汽車安全性。
今天，傳感器有用來測定各種流體溫度和壓力（如進(jìn)氣溫度、氣道壓力、冷卻水溫和燃油噴射壓力等）的傳感器；有用來確定各部分速度和位置的傳感器（如車速、節(jié)氣門開度、凸輪軸、曲軸、變速器的角度和速度、排氣再循環(huán)閥（EGR）的位置等）；還有用于測量發(fā)動機(jī)負(fù)荷、爆震、斷火及廢氣中含氧量的傳感器；確定座椅位置的傳感器；在防抱死制動系統(tǒng)和懸架控制裝置中測定車輪轉(zhuǎn)速、路面高差和輪胎氣壓的傳感器；保護(hù)前排乘員的氣囊，不僅需要較多的碰撞傳感器和加速度傳感器。研究人員還用防撞傳感器（測距雷達(dá)或其他測距傳感器）來判斷和控制汽車的側(cè)向加速度、每個車輪的瞬時速度及所需的轉(zhuǎn)矩，使制動系統(tǒng)成為汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的一個組成部分。
汽車傳感器的分類
按能量關(guān)系分類
傳感器按能量關(guān)系分類可分為主動型和被動型兩種。汽車上使用的傳感器大多數(shù)屬于被動型傳感器，這種被動型傳感器需要外加輸入電源才能產(chǎn)生電信號，所以這種傳感器實際上是一個能量控制器。
按信號轉(zhuǎn)換分類
按信號轉(zhuǎn)換關(guān)系分類，可分為由一種非電量轉(zhuǎn)換成另一種非電量，如彈性敏感元件和氣動傳感器；另一種是由非電量轉(zhuǎn)換成電量的傳感器，如熱電偶溫度傳感器、壓電式加速度傳感器等。
按輸入量分類
按輸入量分類即按被測量分類，可分為位移、速度、加速度、角位移、角速度、力、力矩、壓力、真空度、溫度、電流、氣體成分、濃度傳感器等。如下圖空氣流量傳感器：
按工作原理分類
按傳感器的工作原理分類，有電阻式、電容式、應(yīng)變式、電感式、光電式、光敏式、壓電式、熱電式傳感器等。
按輸出信號分類
按傳感器輸出信號分類有模擬式和數(shù)字式傳感器。
細(xì)數(shù)汽車發(fā)動機(jī)用傳感器
發(fā)動機(jī)的電子控制一直被認(rèn)為是汽車主要技術(shù)領(lǐng)域之一。發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)用傳感器是整個汽車傳感器的核心，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)動機(jī)的電子控制單元提供發(fā)動機(jī)的工作狀況信息，供電子控制單元對發(fā)動機(jī)工作狀況執(zhí)行精確控制，以提高發(fā)動機(jī)的動力性、降低油耗、減少廢氣排放和執(zhí)行故障檢測。
溫度傳感器
汽車用溫度傳感器主要用于檢測發(fā)動機(jī)溫度、吸人氣體溫度、冷卻水溫度、燃油溫度以及催化溫度等。
溫度傳感器有熱敏電阻式、線繞電阻式和熱偶電阻式三種主要類型。這三種類型傳感器各有特性，其運用場合也略有區(qū)別。熱敏電阻式溫度傳感器靈敏度高、響應(yīng)特征較好，但線性差、適應(yīng)溫度較低。其中，通用型的測溫范圍為-50℃～30℃，精度為1.5%，響應(yīng)時間為10ms；高溫型為600℃～1000℃，精度為5%，響應(yīng)時間為10ms；線繞電阻式溫度傳感器的精度高，但響應(yīng)特征差；熱偶電阻式溫度傳感器的精度高，測量溫度范圍寬，但須要配合放大器和冷端處理一起運用。
其他已實用化的產(chǎn)品有鐵氧體式溫度傳感器（測溫范圍為-40℃～120℃，精度為2.0%）、金屬或半導(dǎo)體膜空氣溫度傳感器（測溫范圍為-40℃～150℃，精度為2.0%，5%，響應(yīng)時間約20ms）等。
壓力傳感器
壓力傳感器是汽車中用得最多的傳感器，主要用于檢測氣囊貯氣壓力、傳動系統(tǒng)流體壓力、注入燃料壓力、發(fā)動機(jī)機(jī)油壓力、進(jìn)氣管道壓力、空氣過濾系統(tǒng)的流體壓力等。
目前，比較常用的汽車壓力傳感器有電容式、壓阻式、差動變壓器式、聲表面波式。電容式壓力傳感器主要用于檢測負(fù)壓、液壓、氣壓，測量范圍為20kPa～100kPa，其特性是輸入能量高，動態(tài)響應(yīng)特征好、環(huán)境適應(yīng)性好；壓阻式壓力傳感器的性能則受溫度影響較大，須要另設(shè)溫度補(bǔ)償電路，但適應(yīng)于大批量生產(chǎn)；差動變壓器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；聲表面波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、分辨力高、數(shù)字輸出等特性，用于汽車吸氣閥壓力檢測，能在高溫下穩(wěn)定地工作。
流量傳感器
流量傳感器主要用于發(fā)動機(jī)空氣流量和燃料流量的測量。進(jìn)氣量是燃油噴射量計算的基本參數(shù)之一。
空氣流量傳感器的功能：感知空氣流量的大小，并轉(zhuǎn)換成電信號傳輸給發(fā)動機(jī)的電子控制單元。空氣流量的測量用于發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)確定燃燒條件、控制空燃比、起動、點火等。
空氣流量傳感器有旋轉(zhuǎn)翼片式、卡門渦旋式、熱線式、熱膜式等4種類型。空氣流量傳感器的主要技能指標(biāo)：
工作范圍為0.11m3/min～103m3/min，工作溫度為-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，其動態(tài)范圍為0～60kg/h，工作溫度為-40℃～120℃，精度為±1%，響應(yīng)時間＜10ms。
位置和轉(zhuǎn)速傳感器
曲軸位置與轉(zhuǎn)速傳感器主要用于檢測發(fā)動機(jī)曲軸轉(zhuǎn)角、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門的開度、車速等，為點火時刻和噴油時刻提供參考點信號，同時，提供發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號。
目前，汽車運用的位置和轉(zhuǎn)速傳感器主要有交流發(fā)電機(jī)式、磁阻式、霍爾效應(yīng)式、簧片開關(guān)式、光學(xué)式、半導(dǎo)體磁性晶體管式等，其測量范圍為0°～360°，精度優(yōu)于±0.5°，測彎曲角達(dá)±0.1°。
車速傳感器種類繁多，有敏感車輪旋轉(zhuǎn)的、也有敏感動力傳動軸轉(zhuǎn)動的，還有敏感差速從動軸轉(zhuǎn)動的。當(dāng)車速高于100km/h時，一般測量要領(lǐng)誤差較大，需采用非接觸式光電速度傳感器，測速范圍為0.5km/h～250km/h，重復(fù)精度為0.1%，距離測量誤差優(yōu)于為0.3%。
氣體濃度傳感器
氣體濃度傳感器主要用于檢測車體內(nèi)氣體和廢氣排放。其中，最主要的是氧傳感器，它檢測汽車尾氣中的氧含量，根據(jù)排氣中的氧濃度測定空燃比，向微機(jī)控制裝置發(fā)出反饋信號，以控制空燃比收斂于理論值。
常用的有氧化鍺傳感器（運用溫度為-40℃～900℃，精度為1%）、氧化鉻濃差電池型氣體傳感器（運用溫度為300℃～800℃）、固體電解質(zhì)式氧化鉻氣體傳感器（運用溫度為0～400℃，精度為0.5%），另外，還有二氧化欽氧傳感器以及二氧化錯氧傳感器。
和氧化鍺傳感器相比，二氧化鈦氧傳感器具有結(jié)構(gòu)基本、輕巧、便宜，且抗鉛污染能力強(qiáng)的特性。二氧化鋯微離子傳感器由氧化鈣穩(wěn)定氧化錯離子體、多孔鉑厚膜工作電極、鈀/氧化把厚膜參數(shù)電極、不透水層、電極接觸和保衛(wèi)層構(gòu)成。
其中，氧化鈣穩(wěn)定氧化錯由反應(yīng)濺射法積淀。工作電極和參考電極都由厚膜工藝打造。在理想的A/F點附近的輸出電壓發(fā)生驟變，當(dāng)空燃比變高，廢氣中的氧濃度添加時，氧傳感器的輸出電壓減小；當(dāng)空燃比變低，廢氣中的氧濃度降低時，氧傳感器的輸出電壓增大。電子控制單元識別這一突變信號，對噴油量執(zhí)行修正，從而相應(yīng)地調(diào)節(jié)空燃比，使其在理想空燃比附近變動。
NOx傳感器
目前全球?qū)τ诘趸铮∟Ox）、粒子狀物質(zhì)（PM）等柴油車尾氣的限制越來越嚴(yán)格。要想應(yīng)對這種限制，只改進(jìn)柴油引擎的燃燒方式顯然不夠，因此后處理技術(shù)越來越受重視。選擇還原催化劑（SCR)法是NOx凈化技術(shù)之一，可以選擇性地將尾氣中的NOx吸附于催化劑，通過向催化劑噴射尿素，以還原反應(yīng)將NOx分解成氮和水并排放。尿素SCR中的傳感器，可檢測SCR所需的尿素水的劑量是否合適。這種傳感器對于還原劑使用尿素水的氮氧化物（NOx）凈化裝置必不可少。
爆震傳感器
爆震傳感器用于檢測發(fā)動機(jī)的振動，通過調(diào)整點火提前角控制和避免發(fā)動機(jī)發(fā)生爆震。可以通過檢測氣缸壓力、發(fā)動機(jī)機(jī)體振動和燃燒噪聲等三種方法來檢測爆震。爆震傳感器有磁致伸縮式和壓電式。磁致伸縮式爆震傳感器的使用溫度為-40℃~125℃，頻率范圍為5~10kHz；壓電式爆震傳感器在中心頻率5.417kHz處，其靈敏度可達(dá)200mV/g，在振幅為0.1g~10g范圍內(nèi)具有良好線性度。
汽車傳感器在汽車底盤電子控制系統(tǒng)的中的應(yīng)用
底盤用傳感器是指分布在變速器控制系統(tǒng)、懸架控制系統(tǒng)、動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動系統(tǒng)中的傳感器，它們在不同系統(tǒng)中作用不同，但工作原理與發(fā)動機(jī)中傳感器是相同的，主要應(yīng)用于以下幾個總成中。
懸架用傳感器
通過對汽車懸掛元件特性進(jìn)行干預(yù)和調(diào)節(jié)來實現(xiàn)的汽車動力學(xué)控制。連續(xù)性阻尼控制系統(tǒng)ADC由4個控制單元、CAN、4個車輪垂直加速度傳感器、4個車身垂直加速度傳感器和4個阻尼器比例閥組成。系統(tǒng)根據(jù)汽車運動狀況和這些傳感器檢測到的信息計算出每個車輪懸掛阻尼器的最優(yōu)阻尼系數(shù),自動調(diào)整車高，抑制車輛姿勢的變化等，實現(xiàn)對車輛舒適性、操縱穩(wěn)定性和行車穩(wěn)定性的控制。
系統(tǒng)用傳感器
系統(tǒng)是通過對車輪轉(zhuǎn)向角的電子控制來實現(xiàn)的，常見的系統(tǒng)有主動前輪助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)ESP，主動前輪疊加轉(zhuǎn)向系統(tǒng)AFS和主動后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)RWS。用到的傳感器主要有車速傳感器、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器等，利用這些傳感器使動力轉(zhuǎn)向電控系統(tǒng)實現(xiàn)轉(zhuǎn)向操縱輕便、提高響應(yīng)特性、減少發(fā)動機(jī)損耗、增大輸出功率、節(jié)省燃油等。
無論是ESP、AFS還是RWS,其原理都是由駕駛員操縱指令,由傳感器感知路面的狀況，以電信號的形式由網(wǎng)絡(luò)傳遞給電子控制器及執(zhí)行器。
1、ABS系統(tǒng)
防抱制動傳感器主要是利用車輪角速度傳感器,檢測車輪轉(zhuǎn)速,在各車輪的滑移率為20% 時控制制動油壓、改善制動性能,確保車輛操縱性和穩(wěn)定性。在該系統(tǒng)里輪速傳感器是ABS十分重要的部件。它要向ECU及時地提供可靠精確的車輪轉(zhuǎn)速。傳感器有電磁式、霍爾式、磁阻式。
2、TCS系統(tǒng)
當(dāng)汽車驅(qū)動輪的驅(qū)動力矩過大時,驅(qū)動輪會相對地面作滑轉(zhuǎn)運動。一般希望驅(qū)動輪的滑轉(zhuǎn)率不要超過20%。這種對驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)進(jìn)行控制的系統(tǒng)稱為TCS系統(tǒng)。它是在ABS的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。在絕大多數(shù)汽車?yán)? TCS和ABS共用一個ECU,它們根據(jù)傳感器輸入的信號,來識別和判斷汽車的行駛狀況。
3、ESP電子穩(wěn)定系統(tǒng)
ESP是通過調(diào)節(jié)車輪縱向力大小及匹配來控制汽車的橫擺運動，使汽車具有良好的操縱性和方向的穩(wěn)定性的主動安全系統(tǒng)。ESP的基本原理是通過傳感器和運算邏輯來識別駕駛員對汽車的期望運動狀態(tài)。為了識別駕駛員對汽車的期望和得知汽車的實際運動狀態(tài)，ESP系統(tǒng)需要比ABS和TCS更多的傳感器。它們是轉(zhuǎn)向盤傳感器、汽車橫擺角速度傳感器、橫向加速度傳感器和制動主缸的液壓傳感器。
汽車安全系統(tǒng)方面的傳感器應(yīng)用
安全是汽車考慮的首要因素，用于安全方面的傳感器也很多，如有用于汽車安全氣囊的微型加速度計，測角速率的表面微機(jī)械陀螺等。
微加速度計
微加速度計通常由一個平行的懸臂梁構(gòu)成，梁的一端固定在邊框架上，另一端懸掛一個小質(zhì)量物體塊（約10mg），無加速度時質(zhì)量塊不運動，而當(dāng)有垂直方向加速度時，質(zhì)量塊運動，對加速度敏感，并轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)C/V轉(zhuǎn)變、放大相敏解調(diào)輸出。按檢測方式，微加速度計有壓阻式、電容式、隧道式、共振式、熱形式等幾種。
電容式微加速度計的靈敏度高、噪音低、漂移小、結(jié)構(gòu)簡單，在汽車安全氣囊系統(tǒng)和防滑系統(tǒng)獲得廣泛應(yīng)用，電容式微加速度計質(zhì)量塊在有加速度時向下運動，與邊框上的另一個電極的距離發(fā)生變化，通過檢測電容的變化可獲得質(zhì)量塊運動的位移，主要結(jié)構(gòu)分為懸臂擺片式和梳齒狀的折疊梁式，并變異成其它類型。前者結(jié)構(gòu)相對簡單些，制作上也多采用體硅加工方法，簡單的擺片式結(jié)構(gòu)由上、下固定電極和可動敏感硅懸臂梁電極組成，用半導(dǎo)體平面工藝各向異性腐蝕，靜電封接技術(shù)封裝完成制作。后者可看作是懸臂梁的并、串組合，設(shè)計上要復(fù)雜得多，微加工方法則以表面犧牲層技術(shù)為主，多晶硅材料的各向同性性質(zhì)可保證微機(jī)械性能的對稱性，批量加工精度高，采用這種結(jié)構(gòu)的敏感部分尺寸做得很小，實現(xiàn)與外圍電路的單片集成。
微機(jī)械陀螺
微機(jī)械陀螺是一種振動式角速率傳感器，在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用開發(fā)倍受關(guān)注，主要用于汽車導(dǎo)航的GPS 信號補(bǔ)償和汽車底盤控制系統(tǒng)。
微機(jī)械陀螺中有兩個振動模式，一個是橫向振動模式，即驅(qū)動振動模式，通常稱為參考振動，在科氏力作用下會產(chǎn)生附加運動；另一個是法向振動模式，即敏感振動模式，對反映科氏力的附加運動的檢測，獲得包含在科氏力中的角速率信息。按所用材料，微機(jī)械陀螺分為石英和硅振動梁兩類，石英材料結(jié)構(gòu)的品質(zhì)因數(shù)Q值最高，陀螺特性最好，但石英加工難度大，成本很高。硅材料結(jié)構(gòu)完整，彈性好，比較容易得到高Q值的微機(jī)械結(jié)構(gòu)，成為當(dāng)前低成本研發(fā)的主流。
從硅微機(jī)械陀螺的結(jié)構(gòu)上，常采用振梁結(jié)構(gòu)、雙框架結(jié)構(gòu)、平面對稱結(jié)構(gòu)、橫向音叉結(jié)構(gòu)、梳狀音叉結(jié)構(gòu)、梁島結(jié)構(gòu)等，用來產(chǎn)生參考振動的驅(qū)動方式有靜電驅(qū)動、壓電驅(qū)動和電磁驅(qū)動等，而檢測由于科氏力帶來的附加振動的檢測方式有電容檢測、壓電檢測、壓阻檢測。靜電驅(qū)動、電容檢測的陀螺設(shè)計最為常見，已有部分產(chǎn)品研制成功。
車輛監(jiān)控和自診斷用傳感器
在車輛監(jiān)控和自診斷方面，汽車傳感器的主要應(yīng)用將是輪胎壓力監(jiān)測，其次是應(yīng)用于冷卻、剎車等系統(tǒng)的傳感器。此外，還有如像在亮度控制系統(tǒng)中使用光傳感器；在電子駕駛系統(tǒng)中使用磁傳感器、氣流速度傳感器；在自動空調(diào)系統(tǒng)中使用室內(nèi)溫度傳感器、吸氣溫度傳感器、風(fēng)量傳感器、日照傳感器、濕度傳感器；在導(dǎo)向行駛系統(tǒng)中使用方位傳感器、車速傳感器等。
碰撞傳感器
碰撞傳感器是安全氣囊系統(tǒng)中比較主要的控制信號輸入裝置，其作用是當(dāng)汽車在路上發(fā)生碰撞時，由碰撞傳感器檢測汽車碰撞的強(qiáng)度信號，并將信號輸入安全氣囊電腦，安全氣囊電腦根據(jù)碰撞傳感器的信號來判定是否引爆充氣元件使氣囊充氣。經(jīng)過許多國家的改造，很多汽車中還裝有側(cè)向安全氣囊，當(dāng)汽車發(fā)生側(cè)向碰撞時，安全氣囊也會充氣，因此裝有側(cè)向安全氣囊的系統(tǒng)，在汽車的左右側(cè)還裝有碰撞傳感器。這就比較人性化地保障用車人員的安全。
側(cè)向傾斜角度傳感器
汽車側(cè)向傾斜角度傳感器的應(yīng)用是防止汽車在行駛中發(fā)生傾翻事故的一種有效方法，是提高汽車安全性的重要措施，特別是越野車、雙層客車等重心較高的汽車更有必要。
如圖所示，利用重力原理制造的角度傳感器。擺動部分的質(zhì)量為m，重心距轉(zhuǎn)軸的距離為L，當(dāng)汽車車體傾斜或做曲線運動時，均能使擺動部分偏轉(zhuǎn)。設(shè)圖1中的受力分析是無任何摩擦的理想狀態(tài)下，力F為下滑力F1和向心力F2共同作用的結(jié)果，力F與傾翻力成正比，所產(chǎn)β生的偏轉(zhuǎn)角度β也就與傾翻力成正比。擺動部分所受重力G與F的合力T是擺桿所受拉力，擺動角度β=tg-1(F/G)，與L 無關(guān)，當(dāng)質(zhì)量m一定時，β只與F有關(guān)，且成正比。實際上，由于存在轉(zhuǎn)軸等處的摩擦，則L越長，擺動轉(zhuǎn)矩越大，精度越高。
角度傳感器在控制系統(tǒng)中通常作為采樣元件，其性能的優(yōu)劣對整個系統(tǒng)起著重要作用。電位器式角度傳感器已在各種控制系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，但它的缺點是存在觸點的滑動磨損和電噪聲；磁敏電阻式角度傳感器是利用半導(dǎo)體技術(shù)制造的新型純電阻性元件，特點是無觸點，當(dāng)擺動部分偏轉(zhuǎn)時，通過磁敏電阻的磁通量發(fā)生變化，使磁敏電阻的阻值發(fā)生數(shù)倍以上的變化，從根本上消除了電噪聲，并使精度得以提高。
各種角度傳感器都具有阻尼功能，使得對所測得角度的響應(yīng)有一個短暫的延時，對控制系統(tǒng)來講是有益處的。
其他主要的汽車傳感器
酒精檢測MEMS系統(tǒng)
這是一種新型的集成酒精傳感器，該酒精傳感器可根據(jù)環(huán)境中的氧氣濃度吸附氧氣并使得電阻值改變的特性。正常狀況下，元件在吸附空氣中的氧氣后會保持某個電阻值不發(fā)生變化，而一旦空氣中含有酒精,元件表面的氧元素便會與酒精發(fā)生反應(yīng),使電阻值下降。通過測定電阻值,便可檢測出呼氣中含有的酒精濃度。酒精檢測MEMS傳感器將可以植入在徑8mm的密封外殼內(nèi)、連同信號處理電路等一起嵌入方向盤內(nèi),一旦檢測出駕駛員呼出的氣體含有酒精,便發(fā)出安全警報。
自動雨刷系統(tǒng)
以發(fā)光二極管對前擋風(fēng)玻璃發(fā)出光束，當(dāng)雨滴打在感應(yīng)區(qū)的玻璃上時，光束所反射的光線強(qiáng)度,會因玻璃上的雨量或濕氣含量而有所變化，改變雨刷的刷動頻率。或透過紅外線電子雨量傳感器感應(yīng)雨量的多寡，并隨車速的變化自動調(diào)整雨刷速度，增進(jìn)駕駛?cè)说鸟{駛方便性讓駕駛更有安全性。
胎壓監(jiān)測系統(tǒng)
在每個輪胎上安裝高靈敏度的傳感器，用于行車狀態(tài)下隨時監(jiān)測輪胎狀況,并透過傳感器以無線方式發(fā)射到接收器，讓駕駛?cè)四茈S時掌握漏氣與溫度升高等輪胎狀況，,以確保汽車行駛中的安全,并延長輪胎的使用壽命與降低燃油的消耗。最先進(jìn)的直接輪胎壓力監(jiān)測解決方案的特點包括高級預(yù)警系統(tǒng)和壓力、溫度、電壓和動作探測等。
機(jī)油粘度傳感器
何時更換機(jī)油一般是根據(jù)廠家規(guī)定的時間或里程來進(jìn)行。少數(shù)廠家采用了更先進(jìn)的方式，通過記錄發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和溫度來計算換油間隔。
汽車傳感器的發(fā)展趨勢
由于汽車傳感器在汽車電子控制系統(tǒng)中的重要作用和快速增長的市場需求，世界各國對其理論研究、新材料應(yīng)用和新產(chǎn)品開發(fā)都非常重視。未來的汽車用傳感器技術(shù)，總的發(fā)展趨勢是微型化、多功能化、集成化和智能化。
利用微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)和計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)可以設(shè)計出低成本、高性能的微型傳感器。在當(dāng)前技術(shù)水平下,微切削加工技術(shù)已經(jīng)可以生產(chǎn)出具有不同層次的3D微型結(jié)構(gòu), 繼而可以生產(chǎn)出體積非常微小的微型傳感器敏感元件。由于元器件比較微型，使用起來比較便捷和高效，使得經(jīng)濟(jì)性有了很好的提高。
多功能化是指一個傳感器能檢測2個或者兩個以上的特性參數(shù)或者化學(xué)參數(shù)，從而減少汽車傳感器數(shù)量，提高系統(tǒng)可靠性。
集成化是指利用IC制造技術(shù)和精細(xì)加工技術(shù)制作IC式傳感器。
智能化是指傳感器與大規(guī)模集成電路相結(jié)合，帶有CPU，具有智能作用，以減少ECU的復(fù)雜程度，減少其體積，并降低成本。
此外，開發(fā)新材料是傳感器技術(shù)的重要基礎(chǔ)，現(xiàn)在光導(dǎo)纖維、納米材料、超導(dǎo)材料等新型材料的出現(xiàn)為傳感器的發(fā)展開辟了新天地，隨著研究的不斷深入，將會有更多更新的傳感器材料被開發(fā)出來。傳感器的功能不僅與其材料有關(guān)，還與其加工技術(shù)有關(guān)，微機(jī)械加工技術(shù)已越來越多地用于傳感器制造工藝。隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展，將會有更多的先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用到汽車傳感器的制作中。傳感器的工作原理是基于各種物理、化學(xué)、生物效應(yīng)和定律，由此啟發(fā)人們進(jìn)一步探索具有新效應(yīng)的敏感功能材料，并以此研制具有新原理的新型傳感器。這是發(fā)展低成本、高性能、多功能和微型化傳感器的重要途徑。
本文轉(zhuǎn)載自傳感器技術(shù)。
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