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汽車工程中微型傳感器應用探討論文
1微型傳感器介紹
微型傳感器是指能感受規定的物理量，并按一定規律轉換成可用輸入信號的器件或裝置。簡單地說，微型傳感器是把非電量轉換成電量的裝置。
微型傳感器通常由敏感元件、轉換元件和測量電路三部分組成。
隨著科學技術的發展，傳感器及檢測、通信技術和計算機技術構成了現代信息產業的三大支柱，分別充當信息系統的“感官”、“神經”、“大腦”，他們構成了一個完整的自動檢測系統。在利用信息的過程中，首先要解決如何獲取準確、可靠信息的問題，所以傳感器精度的高低直接影響計算機控制系統的精度，可以說微型傳感器在現代科學技術、工農業生產和日常生活中都起著不可替代的作用，是衡量一個國家科學技術發展水平的重要標志。
2汽車微型傳感器的作用
汽車微型傳感器是汽車計算機系統的輸入裝置，它把汽車運行中各種工況信息，如車速、各種介質的溫度、發動機運轉工況等，轉化成電訊號輸給計算機，以便發動機處于最佳工作狀態。汽車微型傳感器可對溫度、壓力、位置、轉速、加速度、流量、濕度、電磁、光電、氣體、振動等各種信息進行實時、準確的測量和控制。汽車微型傳感器須能經受住-40℃～+150℃的溫度變化。而且要求精度高，響應快，可靠性好，抗干擾和抗震能力強。
3汽車微型傳感器的應用
3.1汽車發動機微型控制系統用傳感器
汽車的發動機系統是汽車動力的核心部分，它所包含的傳感器自然也很多。例如：壓力傳感器、溫度傳感器、位置和轉速傳感器、氣體濃度傳感器和爆震傳感器等，這些傳感器提高了汽車的發動系統運行的效率。它們將檢測到的信息通過轉換電路反饋給發動機的控制單元，經過計算機處理后發出控制命令給相應部件，實現對發動機系統的控制，
3.2底盤控制用微型傳感器
底盤控制用傳感器是指分布在變速器控制系統、懸架控制系統、動力轉向系統、防抱制動系統中的傳感器，它們在不同系統中作用不同，但工作原理與發動機中傳感器是相同的，主要有以下幾種形式傳感器。
3.2.1變速器控制用傳感器：主要有車速傳感器、加速度傳感器、發動機負荷傳感器、發動機轉速傳感器、離合傳感器、水溫傳感器、油溫傳感器等。這些傳感器檢測所獲得的信息經處理使電控裝置控制換檔點和變矩器鎖止，實現最大動力和最大燃油經濟性。
3.2.2懸架系統控制用傳感器：主要有車速傳感器、節流閥開度傳感器、加速度傳感器、車身高度傳感器、方向盤轉角傳感器等。系統根據這些傳感器檢測到的信息自動調整車高，抑制車輛姿勢的變化等，實現對車輛舒適性、操縱穩定性和行車穩定性的控制。
3.2.3動力轉向系統用傳感器：主要有車速傳感器、發動機轉速傳感器、轉矩傳感器等，利用這些傳感器使動力轉向電控系統實現轉向操縱輕便、提高響應特性、減少發動機損耗、增大輸出功率、節省燃油等。
3.2.4防抱制動傳感器：主要是利用車輪角速度傳感器，檢測車輪轉速，在各車輪的滑移率為20%時控制制動油壓、改善制動性能，確保車輛操縱性和穩定性。
3.3汽車車身控制系統用微型傳感器
車身控制用傳感器主要為了提高汽車行駛過程的舒適度和可靠性。針對車主對光線、溫度和濕度等不同的要求，車身控制用傳感器提供了日照傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器等。另外還有門鎖控制中的車速傳感器、安全氣囊系統中的加速度傳感器和保持車距的距離傳感器等等，這些傳感器的綜合運用，使得汽車的設計更加的人性化。
3.4汽車導航系統用微型傳感器
近年來，基于GPS/GIS（全球定位系統和地理信息系統）的導航系統發展迅速，汽車的制造與生產中也廣泛地使用這一導航系統來幫助車主了解行駛過程中道路的概況。導航系統的檢測部分也由許多傳感器組成，主要有：陀螺儀、羅盤傳感器、車速傳感器和方向盤轉角傳感器等。
3.5測量氣體濃度的微型傳感器
微型傳感器主要對汽車的車體內氣體和排放氣體進行監視和測量。在微型氣體傳感器中，最重要的是微型氧氣傳感器。微型氧氣傳感器主要對汽車尾氣中的氧氣量進行測量，將氧氣量數據回傳給電腦控制系統，最終由電腦控制系統對數據進行分析計算，調整空氣和燃油的注入比例。微型傳感器的作用是可以為噴油量的修正提供參考數據。
4車用微型傳感器發展趨勢
由于傳感器在電控系統中的重要性，所以從某種意義上說，先進汽車的競爭即是傳感器的競爭，世界各國對其理論研究、新材料應用、產品開發都非常重視。金剛石的耐熱性好、熱穩定高，在真空中1200℃以上其表面才開始出現炭化，在大氣中也要600℃以上才開始炭化，利用這一特性，制作適用于高溫的熱敏傳感器，從常溫到600℃范圍內進行溫度監測與控制，并且適用在高溫且有腐蝕氣體的惡劣環境下使用，性能穩定，使用壽命長，可用于發動機中的高溫測量。此外金剛石在高溫下形變率很高，利用這一特性可制作高溫環境下使用的振動傳感器和加速度傳感器。與其它材料振動膜相結合可作為高溫、耐腐蝕、靈敏度高的壓力傳感器，用于振動檢測以及發動機、氣缸壓力等測量。
光導纖維型傳感器由于其抗干擾性強、靈敏度高、重量輕、體積小、適于遙測等特點正受到人們的普遍重視。目前已有不少成熟的產品問世，如光纖轉矩傳感器，以及溫度、振動、壓力、流量等傳感器。
在開發利用新材料同時，由于微電子技術和微機械加工技術的發展，傳感器正朝著微型化、多功能化、智能化方向發展。微型化傳感器利用微機械加工技術將微米級的敏感元件、信號調理器、數據處理裝置集成封裝在一塊芯片上。由于其體積小、價格便宜、便于集成等特點，可以提高系統測試精度，例如把微型壓力傳感器和微型溫度傳感器集成在一起，同時測出壓力和溫度，便可通過芯片內運算消去壓力測量中的溫度影響。
目前已有不少新型傳感器面世，如壓力傳感器、加速度計、用于防撞的硅加速度計等。據說在汽車輪胎內嵌入微型壓力傳感器可以保持適當充氣，避免充氣過量或不足，從而可節約燃油10%。多功能化的特性使得傳感器能夠同時檢測2個或2個以上的特性參數。而智能傳感器由于帶有專用計算機，因而具有智能特點。此外，傳感器響應時間、輸出與計算機的接口等問題也是重要的研究課題。隨著電子技術的發展，車用傳感器的技術必將趨于完善。
結束語：
現代社會中，隨著汽車的日益發展，越來越多的人開始依賴汽車，所以汽車的各方面性能也開始受到越來越多的人的關注。人們不再僅僅滿足于現狀，對汽車的要求越來越多，而這些需求都需要借助眾多汽車傳感器來實現，它是汽車電子控制系統領域的研究核心。發展至今，傳感器已成為汽車不可或缺的一部分，它應用于汽車的各個方面，在汽車控制中占據了舉足輕重的地位。
參考文獻
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