車輛上使用的傳感器主要有哪些類別:
車用傳感器是各種用于汽車顯示和電子控制系統傳感器的總稱。這包括許多物理量傳感器和化學量傳感器。這種感應器可以讓駕駛員知道車輛的各個部件的狀態,也可以用來控制車輛的各個部件。
根據其在汽車上的作用,可以將傳感器分為控制引擎、控制機箱和向駕駛者提供各種信息的傳感器,組成這些傳感器的材料有精細陶瓷、半導體材料、導光纖維和聚合物薄膜等;根據輸出特性可以將傳感器分為模擬傳感器和數字傳感器;根據組成原理可以將傳感器分為結構型、韌性型和復合型。為了使用方便,現將汽車傳感器控制對象進行了分類。
微型傳感器在汽車上的應用
車內使用的傳感器種類繁多,應用面非常廣泛。以下是傳感器在汽車發動機控制,安全系統,車輛監測和自診斷中的應用。
柴油機電子控制一直被視為MEMS技術在汽車上的重要應用領域之一。作為汽車傳感器的核心部分,發動機控制系統中的傳感器有許多種,其中包括溫度傳感器、壓力傳感器、位置和轉速傳感器、流量傳感器、氣體濃度傳感器以及爆震傳感器等。這種傳感器將發動機的工作狀態信息提供給發動機的電控單元,電控單元可以精確地控制發動機的工作狀態,從而提高發動機的動力性,降低燃油消耗,減少廢氣排放,以及故障檢測。
溫度傳感器。
車內溫度傳感器主要用于檢測發動機溫度、吸氣溫度、冷卻水溫度、燃油溫度和催化劑溫度等。有三種主要類型的溫度傳感器:熱敏電阻型、線繞型和熱偶電阻型。三者各具特色,它們的應用場合也略有不同。熱電阻式溫度傳感器具有較高的靈敏度和響應特性,但存在線性差和較低的適應溫度。
該系統采用通用型-50℃~30℃的測溫范圍,精度1.5%,響應時間10ms;采用600℃~1000℃的測溫范圍,精度5%,響應時間10ms;采用線繞電阻式溫度傳感器,精度較高,但響應時間較差;采用熱偶電阻式溫度傳感器,測溫范圍寬,但需與放大器及冷端處理配合使用。其它實用產品有:鐵氧體式溫度傳感器(溫度測量范圍-40℃~120℃,精度為2.0%)、金屬或半導體薄膜空氣溫度傳感器(溫度測量范圍-40℃~150℃,溫度測量范圍-0%,精度為5%,響應時間約20毫秒)等。
壓力傳感器。
在汽車上,壓力傳感器的使用最為廣泛,它主要用于檢測汽車氣囊儲氣壓力、驅動系統的液壓、燃油壓力、發動機油壓、進氣管壓力、空氣過濾系統的液壓等。
目前使用較多的汽車壓力傳感器有電容式、壓阻式、差動變壓器式和聲面波式。該傳感器主要用于檢測負壓、液壓和氣壓,測量范圍為20kPa~100kPa,具有輸入能量高,動態響應特性好,環境適應性強,壓阻式壓力傳感器的性能受溫度的影響較大,需要另外設置一個溫度補償電路,但可適應大批量生產;差動變壓器式壓力傳感器輸出功率大,易于數字輸出,但抗干擾能力差;聲表面波式壓力傳感器具有體積小,質量輕,功耗低,可靠性高,靈敏度高,分辨率高,數字輸出等特點,適用于汽車吸氣閥壓力檢測,高溫下工作穩定。
流量傳感器
流量計主要用于測量發動機的空氣流量和燃油流量。進油量是計算噴油量的基本參數之一。
氣流傳感器的功能:它能感知氣流的大小,并將其轉換為電子信號傳送到發動機的電子控制器。氣量的測量用于確定發動機控制系統的燃燒條件,控制空燃比,啟動,點火等。
風量傳感器有旋翼式、卡門式、旋線式、熱膜式等4種類型。
而且速度傳感器的種類也是多種多樣的,有靈敏的車輪轉動,也有靈敏的動力傳動軸轉動,還有靈敏的差速軸轉動。一般的測量方法在車速大于100km/h時誤差較大,需要使用非接觸式光電速度傳感器,測量范圍在0.5km/h~250km/h之間,重復精度為0.1%,測距誤差優于0.3%。
氣體濃度感應器。
氣密傳感器主要應用于檢測汽車內的氣體和廢氣排放。
該系統主要包括氧傳感器,檢測汽車尾氣中氧的含量,根據尾氣中氧的濃度確定空燃比,并將反饋信號發送給微機控制裝置,控制空燃比收斂于理論值。常見的有:鍺傳感器(使用溫度-40℃~900℃,精度1%);氧化鉻濃差電池型氣敏傳感器(使用溫度-300℃~800℃);固體電解質式氧化鉻氣敏傳感器(使用溫度0~400℃,精度0.5%);此外,還有欽氧二氧化傳感器和錯氧二氧化傳感器。與普通傳感器相比,二氧化鈦傳感器具有結構簡單、輕巧、價格低廉、耐鉛能力強等優點。鋯微離子傳感器是由鈣氧化物對錯離子體的穩定氧化,多孔鉑厚膜工作電極,鈀/氧化把厚膜參數電極,防滲層,電極觸點和保護層組成。在此基礎上,采用濺射反應形成氧化鈣穩定氧化。采用厚膜法制備了工作電極和基準電極。
爆震感應器。
爆炸傳感器是用來檢測發動機振動,通過調節點火提前角來控制和避免爆炸。為使發動機功率最大化,避免發生爆燃,點火提前角應控制在爆燃發生的臨界值上,當發動機發生爆燃時,傳感器將起爆引起的震動轉換為電信號,并傳遞到電子控制裝置上。爆炸的探測有三種方法,即探測汽缸壓力,機體振動和燃燒噪聲。爆炸傳感器有磁致伸縮和壓電兩種類型。磁致伸縮式爆震傳感器的使用溫度在-40℃~125℃,頻率范圍在5kHz~10kHz之間;壓電式爆震傳感器在5.417kHz的中心頻率下,其靈敏度可以達到200mV/gn,在0.1~10gn范圍內具有良好的線性度。
油門位置傳感器。
安裝在節氣門上的節氣門位置傳感器,其功能是將發動機節氣門開度信號轉換為電信號,然后傳送到電控裝置,以感知發動機的負荷大小和加減速情況。其中最常用的是變阻式油門位置傳感器。
它是一種典型的節流式傳感器,主要由兩部分組成:線形變位器和空轉觸點。電阻式變位器由陶瓷膜電阻制成,滑觸由復位彈簧控制,與油門同軸轉動。
傳感器用于安全系統。
汽車首先要考慮的是安全性,在安全性方面有很多傳感器,比如微型加速度計,汽車安全氣囊,測量角度速率的表面微機械陀螺等等。
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