传感器技术在汽车上的应用

摘 要:传感器技术是一项与现代技术密切相关的尖端技术，汽车传感器过去单纯用于发动机上，现在巳扩展到底盘、车身和灯光电气系统上了。传感器不断向智能化、电子化、小型化和轻型化的方向发展。

关键词：电子信息技术；传感器；汽车

随着现代电子信息技术的快速发展，现代汽车技术发展特征之一就是越来越多的部件采用电子控制。汽车传感器过去单纯用于发动机上，现在巳扩展到底盘、车身和灯光电气系统上了。这些系统采用的传感器有100多种。汽车电子控制系统的重要组成部件就是汽车传感器，根据传感器的作用，可以分类为测量温度、压力、流量、位置、气体浓度、速度、光亮度、干湿度、距离等功能的传感器，它们各司其职，一旦某个传感器失灵，对应的装置工作就会不正常甚至不工作。因此，传感器在汽车上的作用是很重要的。

一、传感器介绍

传感器是指能感受规定的物理量，并按一定规律转换成可用输入信号的器件或装置。简单地说，传感器是把非电量转换成电量的装置。

传感器通常由敏感元件、转换元件和测量电路三部分组成。

随着科学技术的发展，传感器及检测、通信技术和计算机技术构成了现代信息产业的三大支柱，分别充当信息系统的“感官”、“神经”、“大脑”，他们构成了一个完整的自动检测系统。在利用信息的过程中，首先要解决如何获取准确、可靠信息的问题，所以传感器精度的高低直接影响计算机控制系统的精度，可以说传感器在现代科学技术、工农业生产和日常生活中都起着不可替代的作用，是衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志。

二、汽车传感器的作用

汽车传感器是汽车计算机系统的输入装置，它把汽车运行中各种工况信息，如车速、各种介质的温度、发动机运转工况等，转化成电讯号输给计算机，以便发动机处于最佳工作状态。车传感器可对温度、压力、位置、转速、加速度、流量、湿度、电磁、光电、气体、振动等各种信息进行实时、准确的测量和控制。汽车传感器须能经受住-40℃~+150℃的温度变化。而且要求精度高,响应快，可靠性好，抗干扰和抗震能力强。

三、传感器在汽车上使用的历程

在20世纪60年代，汽车上仅有机油压力传感器、油量传感器和水温传感器，它们与仪表或指示灯连接。

进入70年代后，为了治理排放，又增加了一些传感器来帮助控制汽车的动力系统，因为同期出现的催化转换器、电子点火和燃油喷射装置需要这些传感器来维持一定的空燃比以控制排放。80年代，防抱死制动装置和气囊提高了汽车安全性。

今天，传感器有用来测定各种流体温度和压力(如进气温度、气道压力、冷却水温和燃油喷射压力等)的传感器；有用来确定各部分速度和位置的传感器(如车速、节气门开度、凸轮轴、曲轴、变速器的角度和速度、排气再循环阀(EGR)的位置等)；还有用于测量发动机负荷、爆震、断火及废气中含氧量的传感器；确定座椅位置的传感器；在防抱死制动系统和悬架控制装置中测定车轮转速、路面高差和轮胎气压的传感器；保护前排乘员的气囊，不仅需要较多的碰撞传感器和加速度传感器。面对制造商提供的侧量、顶置式气囊以及更精巧的侧置头部气囊，还要增加传感器。随着研究人员用防撞传感器(测距雷达或其他测距传感器)来判断和控制汽车的侧向加速度、每个车轮的瞬时速度及所需的转矩，使制动系统成为汽车稳定性控制系统的一个组成部分。

四、汽车传感器的应用

汽车传感器在汽车上主要用于发动机控制系统、底盘控制系统、车身控制系统和导航系统。它能识别外界环境的变化和自身系统情况的变化，再根据变化的信包去控制系统工作，它的应用大大提高了汽车电子化的程度，增加了汽车驾驶的安全系数。

发动机控制系统用传感器是整个汽车传感器的核心，种类很多。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、气体浓度传感器和爆震传感器等。这些传感器向发动机的电子控制单元(ECU)提供发动机的工作状况信息，供ECU对发动机工作状况进行精确控制，以提高发动机的动力性、降低油耗、减少废气排放和进行故障检测。

底盘控制用传感器是指用于悬架控制系统、动力转向系统、制动防抱系统等底盘控制系统中的传感器。这些传感器尽管分布在不同的系统中。但工作原理与发动机中相应的传感器是相同的。

车身控制用传感器主要用于提高汽车的安全性、可靠性和舒适性等。由于其工作条件不象发动机和底盘那么恶劣，一般工业用传感器稍加改进就可以应用。主要有用于自动空调系统的温度传感器、湿度传感器、风量传感器、日照传感器等；用于安全气囊系统中的加速度传感器；用于门锁控制中的车速传感器；用于亮度自动控制中的光传感器；用于倒车控制中的超声波传感器或激光传感器；用于保持车距的距离传感器；用于消除驾驶员盲区的图像传感器等。

随着基于GPS／GS(全球定位系统和地理信息系统)的导航系统在汽车上的应用，导航用传感器这几年得到迅速发展。导航系统用传感器主要有：确定汽车行驶方向的罗盘传感器、陀螺仪和车速传感器、转向盘转角传感器等。

五、汽车传感器技术的发展方向

传感器技术是一项与现代技术密切相关的尖端技术，当前传感器技术的主要趋势是开展基础研究，发现新现象，开发传感器的新材料和新工艺，实现传感器的集成化与智能化。随着对汽车安全、汽车动能、汽车节能和环保要求的不断提高，汽车电子信息产品在汽车上的应用日益广泛，并且不断向智能化、电子化、小型化和轻型化的方向发展，由于电子控制系统的多样化，使其所需要的传感器种类和数量不断增加。

现代汽车正由一个单纯交通工具朝着能满足人类需求和安全．舒适，方便及无污染的方向发展。要实现这咎目标的关键在于汽车的电子化和智能化，

参考文献：

[1]刘水平，杨寿智.传感器与检测技术应用[M].人民邮电出版社，2009.

[2]2009最值得关注的汽车数字技术[J].数字家庭,2009,（1）.