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壓力傳感器技術(shù)在汽車行業(yè)的應(yīng)用解析

作者: 汽配人網(wǎng) 發(fā)表于: 2011-10-18
  傳感器是將各種參量送入計算機(jī)系統(tǒng),進(jìn)行智能監(jiān)測、控制的最前端,所以傳感器性能的好壞直接影響后方的數(shù)據(jù)處理。近年來,隨著汽車智能化、電子化的發(fā)展,汽車對傳感器的需求已經(jīng)成為眾多行業(yè)中之最。業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為,實現(xiàn)汽車系統(tǒng)最優(yōu)化的關(guān)鍵是能否使用高可靠度、高性能的傳感器。  
    
  汽車傳感器的特點  
    
  適應(yīng)性強(qiáng)、耐惡劣環(huán)境  
    
  汽車可能行駛在地球上的任何區(qū)域,環(huán)境條件差別極大,既有南北極的極嚴(yán)寒地區(qū),也有象赤道地區(qū)的酷熱氣候,因此,要求傳感器具有極強(qiáng)的適應(yīng)性,能在-40-80℃的條件下,勿須調(diào)整正常工作。汽車可能工作在極度惡劣的氣候條件下,有時塵土彌漫,有時風(fēng)雨交加,所以傳感器應(yīng)具有很好的密封性,耐潮濕、抗腐蝕能力強(qiáng)。  
    
  抗干擾能力強(qiáng)  
    
  傳感器除了能夠適應(yīng)外界惡劣環(huán)境之外,也要能夠抵抗來自發(fā)動機(jī)內(nèi)部的各種干擾。傳感器都安裝在發(fā)動機(jī)艙中,除了能夠承受發(fā)動機(jī)工作時的高溫、高壓、燃燒廢氣腐蝕之外,還要求有良好的抗震性能,抵抗發(fā)動機(jī)工作時的強(qiáng)烈震動,另外,發(fā)動機(jī)工作時會產(chǎn)生電磁波,因此要求傳感器具有抗干擾能力。汽車電源(發(fā)電機(jī)、蓄電池等)電壓可在6~16V變化,有時甚至迭加超過100V的正負(fù)高電壓脈沖,故還應(yīng)具有抗電涌能力等。  
    
  穩(wěn)定性和可靠性高  
    
  汽車的各種零部件一般要求能運(yùn)行10×104km以上,并且勿須更換和調(diào)整仍能滿足規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)。因此,傳感器必須具有高穩(wěn)定性和高可靠性。  
    
  價格低廉,適應(yīng)大批量生產(chǎn)  
    
  這要求傳感器的一致性好,不需要復(fù)雜調(diào)整,適合自動化生產(chǎn)。  
     
  壓力傳感器在汽車行業(yè)的應(yīng)用  
     
  在汽車傳感器實用化方面,最早使用的是汽車壓力傳感器。能夠用于壓力檢測的方法很多,如電阻應(yīng)變片、電容式傳感器、電感式傳感器、壓電傳感器等等。目前汽車所使用的壓力傳感器主要有以下幾種:歧管負(fù)壓傳感器(用于汽車電子點火提前角控制和燃料噴射系統(tǒng));狄塞爾內(nèi)燃機(jī)油壓傳感器;變速箱油壓傳感器;制動器油壓傳感器;減震器油壓傳感器;輪胎內(nèi)壓傳感器等。  
    
  由于汽車壓力傳感器在汽車系統(tǒng)中應(yīng)用范圍廣,因此,它越來越受到有關(guān)方面的重視,同時,各種新型的壓力傳感器不斷出現(xiàn)。例如,國外使用的高速檔轉(zhuǎn)換指示器是通過發(fā)光二極管顯示高速檔轉(zhuǎn)換的最佳時間,它是利用燃油總管壓力傳感器和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器來實現(xiàn)的。  
    
  近年來,隨著微機(jī)在汽車系統(tǒng)使用的普及,各種高性能的新型壓力傳感器開始大量用于汽車中。發(fā)展較快的是壓阻式半導(dǎo)體壓力傳感器和諧振式水晶壓力傳感器。  
    
  半導(dǎo)體壓力傳感器的優(yōu)點是可以利用集成電路工藝大量生產(chǎn),使半導(dǎo)體壓力傳感器集成化,這樣就可以大幅度降低壓力傳感器的成本。 

  此外,汽車半導(dǎo)體壓力傳感器的另一個特點就是可以實現(xiàn)傳感器的智能化,這種傳感器能進(jìn)行本機(jī)處理,并使微機(jī)和負(fù)載之間所需的接口最小,同時,由于具有零點、滿度、溫度補(bǔ)償和自檢功能,所以不僅提高了壓力傳感器的精度,同時也改善了傳感器的可靠性。  
    
  諧振式水晶壓力傳感器主要作為汽車吸氣負(fù)壓傳感器。其顯著特點是可以在高溫時仍穩(wěn)定工作,隨著將來薄膜介電體性能的提高,傳感器的性能還會出現(xiàn)較大的飛躍。  
    
  此外,采用將有源壓電和熱釋電薄膜與集成電路制作在一起的相容技術(shù),還可以制作多功能的汽車傳感器,而且還可以解決壓電傳感器難以集成化的難題。