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汽车中使用的传感器主要有哪些分类

时间:2021-05-24 点击次数:

车辆上使用的传感器主要有哪些类别:

车用传感器是各种用于汽车显示和电子控制系统传感器的总称。这包括许多物理量传感器和化学量传感器。这种感应器可以让驾驶员知道车辆的各个部件的状态,也可以用来控制车辆的各个部件。

根据其在汽车上的作用,可以将传感器分为控制引擎、控制机箱和向驾驶者提供各种信息的传感器,组成这些传感器的材料有精细陶瓷、半导体材料、导光纤维和聚合物薄膜等;根据输出特性可以将传感器分为模拟传感器和数字传感器;根据组成原理可以将传感器分为结构型、韧性型和复合型。为了使用方便,现将汽车传感器控制对象进行了分类。


汽车中使用的传感器主要有哪些分类(图1)


微型传感器在汽车上的应用

车内使用的传感器种类繁多,应用面非常广泛。以下是传感器在汽车发动机控制,安全系统,车辆监测和自诊断中的应用。

柴油机电子控制一直被视为MEMS技术在汽车上的重要应用领域之一。作为汽车传感器的核心部分,发动机控制系统中的传感器有许多种,其中包括温度传感器、压力传感器、位置和转速传感器、流量传感器、气体浓度传感器以及爆震传感器等。这种传感器将发动机的工作状态信息提供给发动机的电控单元,电控单元可以精确地控制发动机的工作状态,从而提高发动机的动力性,降低燃油消耗,减少废气排放,以及故障检测。

温度传感器。

车内温度传感器主要用于检测发动机温度、吸气温度、冷却水温度、燃油温度和催化剂温度等。有三种主要类型的温度传感器:热敏电阻型、线绕型和热偶电阻型。三者各具特色,它们的应用场合也略有不同。热电阻式温度传感器具有较高的灵敏度和响应特性,但存在线性差和较低的适应温度。

该系统采用通用型-50℃~30℃的测温范围,精度1.5%,响应时间10ms;采用600℃~1000℃的测温范围,精度5%,响应时间10ms;采用线绕电阻式温度传感器,精度较高,但响应时间较差;采用热偶电阻式温度传感器,测温范围宽,但需与放大器及冷端处理配合使用。其它实用产品有:铁氧体式温度传感器(温度测量范围-40℃~120℃,精度为2.0%)、金属或半导体薄膜空气温度传感器(温度测量范围-40℃~150℃,温度测量范围-0%,精度为5%,响应时间约20毫秒)等。

压力传感器。

在汽车上,压力传感器的使用最为广泛,它主要用于检测汽车气囊储气压力、驱动系统的液压、燃油压力、发动机油压、进气管压力、空气过滤系统的液压等。

目前使用较多的汽车压力传感器有电容式、压阻式、差动变压器式和声面波式。该传感器主要用于检测负压、液压和气压,测量范围为20kPa~100kPa,具有输入能量高,动态响应特性好,环境适应性强,压阻式压力传感器的性能受温度的影响较大,需要另外设置一个温度补偿电路,但可适应大批量生产;差动变压器式压力传感器输出功率大,易于数字输出,但抗干扰能力差;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,分辨率高,数字输出等特点,适用于汽车吸气阀压力检测,高温下工作稳定。

流量传感器

流量计主要用于测量发动机的空气流量和燃油流量。进油量是计算喷油量的基本参数之一。

气流传感器的功能:它能感知气流的大小,并将其转换为电子信号传送到发动机的电子控制器。气量的测量用于确定发动机控制系统的燃烧条件,控制空燃比,启动,点火等。

风量传感器有旋翼式、卡门式、旋线式、热膜式等4种类型。

而且速度传感器的种类也是多种多样的,有灵敏的车轮转动,也有灵敏的动力传动轴转动,还有灵敏的差速轴转动。一般的测量方法在车速大于100km/h时误差较大,需要使用非接触式光电速度传感器,测量范围在0.5km/h~250km/h之间,重复精度为0.1%,测距误差优于0.3%。

气体浓度感应器。

气密传感器主要应用于检测汽车内的气体和废气排放。

该系统主要包括氧传感器,检测汽车尾气中氧的含量,根据尾气中氧的浓度确定空燃比,并将反馈信号发送给微机控制装置,控制空燃比收敛于理论值。常见的有:锗传感器(使用温度-40℃~900℃,精度1%);氧化铬浓差电池型气敏传感器(使用温度-300℃~800℃);固体电解质式氧化铬气敏传感器(使用温度0~400℃,精度0.5%);此外,还有钦氧二氧化传感器和错氧二氧化传感器。与普通传感器相比,二氧化钛传感器具有结构简单、轻巧、价格低廉、耐铅能力强等优点。锆微离子传感器是由钙氧化物对错离子体的稳定氧化,多孔铂厚膜工作电极,钯/氧化把厚膜参数电极,防渗层,电极触点和保护层组成。在此基础上,采用溅射反应形成氧化钙稳定氧化。采用厚膜法制备了工作电极和基准电极。

爆震感应器。

爆炸传感器是用来检测发动机振动,通过调节点火提前角来控制和避免爆炸。为使发动机功率最大化,避免发生爆燃,点火提前角应控制在爆燃发生的临界值上,当发动机发生爆燃时,传感器将起爆引起的震动转换为电信号,并传递到电子控制装置上。爆炸的探测有三种方法,即探测汽缸压力,机体振动和燃烧噪声。爆炸传感器有磁致伸缩和压电两种类型。磁致伸缩式爆震传感器的使用温度在-40℃~125℃,频率范围在5kHz~10kHz之间;压电式爆震传感器在5.417kHz的中心频率下,其灵敏度可以达到200mV/gn,在0.1~10gn范围内具有良好的线性度。

油门位置传感器。

安装在节气门上的节气门位置传感器,其功能是将发动机节气门开度信号转换为电信号,然后传送到电控装置,以感知发动机的负荷大小和加减速情况。其中最常用的是变阻式油门位置传感器。

它是一种典型的节流式传感器,主要由两部分组成:线形变位器和空转触点。电阻式变位器由陶瓷膜电阻制成,滑触由复位弹簧控制,与油门同轴转动。

传感器用于安全系统。

汽车首先要考虑的是安全性,在安全性方面有很多传感器,比如微型加速度计,汽车安全气囊,测量角度速率的表面微机械陀螺等等。

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