传感器技术在现今汽车领域的应用研究

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　　摘要：随着科技的不断创新与发展，人类生活已经变得电子化、智能化，在其中较为明显的就是汽车領域的电子化，而在电子化过程中起着最关键作用的就是传感器技术，现今车辆全身都是传感器，传感器可以将车辆不同部位的工作现状，比如发动机的温度、车轮的转速等等传输给车载计算机，提高了汽车的安全性和舒适性。本文主要分析了传感器在汽车上起关键作用的几类传感器
　　关键词：汽车领域；传感器；电子化；
　　引言
　　从1885年德国工程师卡尔·奔驰年研制出世界上的第一辆汽车开始，汽车已然成为人们生活当中最常用的交通工具，但与当时的纯机械化汽车不同的是，如今汽车的控制及检测技术逐渐电子化，众所周知，只要需要将一些已有的信息转换为电子信号或者其他有用信号时就需要用到大量的传感器，也就意味着传感器技术的大面积使用。因此汽车领域正在不断的促进传感器技术从原来的传统传感器向更加智能化、多功能化、微型化、集成化的方向发展，同样传感器的快速发展也使汽车领域朝着更加安全，简便，智能的方向发展。
　　1.传感器技术在现今汽车领域的应用
　　现在汽车发展的特点就是其控制系统采用了很多的传感器，传感器能及时且准确的侦测汽车各个部位的状态，传感器对于汽车之重要就类似于人体器官对人的作用。汽车能够通过传感器来对汽车油缸的压力，进气量，能对汽车的加速度，位置和振动，以及轮胎的转速，车内温度，以及车后有无物体进行及时有效的判断，通过对这些有用的信息进行实时的监测及控制，能够大大提高汽车的舒适度及安全性，在汽车产业的发展中起到了极其关键的作用。
　　1.1汽车转速传感器
　　汽车转速传感器可以检测车轮的转速以及发动机的转速，检测到的信息在经过ecu（电子控制单元处理）后将结果输入给汽车仪表系统，来显示车速和耗油量。汽车转速传感器主要分为磁电式，霍尔式和光电式。汽车转速传感器能将检测到的车速信号输入到汽车控制系统的ecu来用于自动变速器以及巡航定速，在恶劣环境易发生车辆侧滑的路面可以维持低速来确保安全。鉴于安全性的需要，汽车转速传感器是汽车电子控制系统中最重要也是发展最快的传感器。
　　1.2汽车空气流量传感器
　　在汽车电子控制系统装置上，空气流量传感器的功能是检测发动机进气量的大小，并将进气量信息转化为电信号输入给ECU，以供ECU确定最佳喷油量和点火时间。进气量会对发动机的工作产生很大的影响。汽车在用到进气量传感器的时候有卡门漩涡式、热线式、热膜式、叶片式等等，在安装部位上进气量传感器一般是装在节气门体与空气滤清器之间。通过对发动机进气量进行监测可以提供更好的行车体验和节省燃料。
　　1.3汽车温度传感器
　　汽车温度传感器用于对车上各个部位的实时温度进行监测，检测的内容包括空调温度、燃油温度、冷却水温度、吸入气体温度、发动机温度，汽车尾气温度等等。汽车温度传感器用处之广使得它将近占据了整个汽车传感器系统数量的一半。汽车的温度传感器的时候大致分为热偶电阻式、热敏电阻式、线绕电阻式三种。但是三种传感器的测量范围以及精度各不相同。热偶电阻式温度传感器的测温的范围宽、精度高。热敏电阻式响应特性好、灵敏度高，但是适应温度比较低，线性特性差。线绕电阻式温度传感器响应特性较差，但是精度高。因为这种差异性，各种种类的温度传感器的适用部位也不同。以汽车水温传感器为例：
　　汽车水温传感器安装在发动机缸体或缸盖的水套上并且与冷却液直接接触，来用于对发动机的冷却液温度进行测量。冷却液温度表使用的传感器是一个负温度系数热敏电阻（NTC），其阻值随温度升高而降低，通过一根导线将检测到的温度信息传输到电控单元ecu。
　　1.4汽车压力传感器
　　汽车在日常行驶过程中，很多的机器都在不停的受到压力。汽车的压力传感器可以很好的检测油压、汽缸内压以及涡轮发动机升压比等等，检测这些的主要目的是保证汽车的安全、正常的行驶。压力传感器能够将液体或气体的压力转变为电信号，再传递到计算机网络，从而实现对汽车的控制与监测。压力传感器有两种形式——电阻应变计式压力传感器与半导体压阻式压力传感器。一般情况下，在压力较高的时候，运用的是电阻应变计式压力传感器，在压力较低的时候，运用的是半导体压阻式压力传感器。通过对压力的检测可以让车辆更加安全以及节能。
　　1.5气体浓度传感器
　　汽车上的气体浓度传感器主要分为氧传感器和稀薄混合气体传感器等。
　　氧传感器一般安装在发动机的排气管上，来对发动机燃烧后排气中氧气的含量进行检测。稀薄混合气体传感器应用于发动机稀薄燃烧空燃比反馈控制系统中。其功能是用二氧化锆元件来对排气中的氧浓度进行检测，从而得到空燃比，并且在超稀薄燃烧状态下进行空燃比的反馈控制，来达到降低发动机燃料消耗以及降低排出的气体中有害气体含量的目的。
　　2.传感器技术在汽车领域的发展趋势
　　目前传感器在汽车领域的发展主要在于研发新型传感器材料、传感器的智能化、多功能化、集成化和微型化等方面。传感器技术对汽车的安全性和舒适性有着巨大的影响，因此传感器技术的发展也会对汽车行业的发展有着巨大的影响。传感器技术的发展主要表现在下面几个方面。
　　2.1研发新型材料的传感器
　　近些年，传感器材料的发展趋势之一就是用复杂的材料制造出具有更高性能的的传感器。大致表现为将复合型材料代替单一型材料，非晶体材料、多晶体材料代替单晶体材料。并且在进行复合材料的基础上，还在研究寻找具有敏感特性的新材料。
　　2.2 传感器的智能化、多功能化、集成化
　　传感器的智能化指的是将微型处理器与传感器融合在一起，使传感器不仅具有信息探测的功能，更具有信息处理的功能。传感器的多功能化指的是将不同功能的传感器复合在一起，使传感器的检测功能多样化，集成化指的是在一个芯片上将许多的元件，比如转换元件，电源电路元件等进行集成。通过传感器的智能化、多功能化和集成化可以使传感器的检测能力和处理信息能力大幅度提升。
　　结语
　　现代汽车的发展朝着更加安全和舒适的角度发展，而实现这一目的的关键就在于传感器的发展，目前传感器的发展主要依靠研发新型传感器和传感器的集成化、智能化、多功能化，来实现传感器工作精度和反应速度以及适应不同环境的能力的提高。因此，研究传感器在现在汽车领域方面的应用对于未来汽车领域和传感器领域的发展有着重要的意义。
　　参考文献
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　　[2]贾春舫.汽车传感器的应用及技术探究[J].内燃机与配件，2018（09）：87.
　　[3]杜莎，曹熙.解析自动驾驶的三大传感器[J].汽车与配件，2018（23）：38-43.
　　（作者单位：郑州大学）
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