傳感器技術在現今汽車領域的應用研究

侯聰

摘要：隨著科技的不斷創新與發展，人類生活已經變得電子化、智能化，在其中較為明顯的就是汽車領域的電子化，而在電子化過程中起著最關鍵作用的就是傳感器技術，現今車輛全身都是傳感器，傳感器可以將車輛不同部位的工作現狀，比如發動機的溫度、車輪的轉速等等傳輸給車載計算機，提高了汽車的安全性和舒適性。本文主要分析了傳感器在汽車上起關鍵作用的幾類傳感器

關鍵詞：汽車領域；傳感器；電子化；

引言

從1885年德國工程師卡爾·奔馳年研制出世界上的第一輛汽車開始，汽車已然成為人們生活當中最常用的交通工具，但與當時的純機械化汽車不同的是，如今汽車的控制及檢測技術逐漸電子化，眾所周知，只要需要將一些已有的信息轉換為電子信號或者其他有用信號時就需要用到大量的傳感器，也就意味著傳感器技術的大面積使用。因此汽車領域正在不斷的促進傳感器技術從原來的傳統傳感器向更加智能化、多功能化、微型化、集成化的方向發展，同樣傳感器的快速發展也使汽車領域朝著更加安全，簡便，智能的方向發展。

1.傳感器技術在現今汽車領域的應用

現在汽車發展的特點就是其控制系統采用了很多的傳感器，傳感器能及時且準確的偵測汽車各個部位的狀態，傳感器對于汽車之重要就類似于人體器官對人的作用。汽車能夠通過傳感器來對汽車油缸的壓力，進氣量，能對汽車的加速度，位置和振動，以及輪胎的轉速，車內溫度，以及車后有無物體進行及時有效的判斷，通過對這些有用的信息進行實時的監測及控制，能夠大大提高汽車的舒適度及安全性，在汽車產業的發展中起到了極其關鍵的作用。

1.1汽車轉速傳感器

汽車轉速傳感器可以檢測車輪的轉速以及發動機的轉速，檢測到的信息在經過ecu（電子控制單元處理）后將結果輸入給汽車儀表系統，來顯示車速和耗油量。汽車轉速傳感器主要分為磁電式，霍爾式和光電式。汽車轉速傳感器能將檢測到的車速信號輸入到汽車控制系統的ecu來用于自動變速器以及巡航定速，在惡劣環境易發生車輛側滑的路面可以維持低速來確保安全。鑒于安全性的需要，汽車轉速傳感器是汽車電子控制系統中最重要也是發展最快的傳感器。

1.2汽車空氣流量傳感器

在汽車電子控制系統裝置上，空氣流量傳感器的功能是檢測發動機進氣量的大小，并將進氣量信息轉化為電信號輸入給ECU，以供ECU確定最佳噴油量和點火時間。進氣量會對發動機的工作產生很大的影響。汽車在用到進氣量傳感器的時候有卡門漩渦式、熱線式、熱膜式、葉片式等等，在安裝部位上進氣量傳感器一般是裝在節氣門體與空氣濾清器之間。通過對發動機進氣量進行監測可以提供更好的行車體驗和節省燃料。

1.3汽車溫度傳感器

汽車溫度傳感器用于對車上各個部位的實時溫度進行監測，檢測的內容包括空調溫度、燃油溫度、冷卻水溫度、吸入氣體溫度、發動機溫度，汽車尾氣溫度等等。汽車溫度傳感器用處之廣使得它將近占據了整個汽車傳感器系統數量的一半。汽車的溫度傳感器的時候大致分為熱偶電阻式、熱敏電阻式、線繞電阻式三種。但是三種傳感器的測量范圍以及精度各不相同。熱偶電阻式溫度傳感器的測溫的范圍寬、精度高。熱敏電阻式響應特性好、靈敏度高，但是適應溫度比較低，線性特性差。線繞電阻式溫度傳感器響應特性較差，但是精度高。因為這種差異性，各種種類的溫度傳感器的適用部位也不同。以汽車水溫傳感器為例：

汽車水溫傳感器安裝在發動機缸體或缸蓋的水套上并且與冷卻液直接接觸，來用于對發動機的冷卻液溫度進行測量。冷卻液溫度表使用的傳感器是一個負溫度系數熱敏電阻（NTC），其阻值隨溫度升高而降低，通過一根導線將檢測到的溫度信息傳輸到電控單元ecu。

1.4汽車壓力傳感器

汽車在日常行駛過程中，很多的機器都在不停的受到壓力。汽車的壓力傳感器可以很好的檢測油壓、汽缸內壓以及渦輪發動機升壓比等等，檢測這些的主要目的是保證汽車的安全、正常的行駛。壓力傳感器能夠將液體或氣體的壓力轉變為電信號，再傳遞到計算機網絡，從而實現對汽車的控制與監測。壓力傳感器有兩種形式——電阻應變計式壓力傳感器與半導體壓阻式壓力傳感器。一般情況下，在壓力較高的時候，運用的是電阻應變計式壓力傳感器，在壓力較低的時候，運用的是半導體壓阻式壓力傳感器。通過對壓力的檢測可以讓車輛更加安全以及節能。

1.5氣體濃度傳感器

汽車上的氣體濃度傳感器主要分為氧傳感器和稀薄混合氣體傳感器等。

氧傳感器一般安裝在發動機的排氣管上，來對發動機燃燒后排氣中氧氣的含量進行檢測。稀薄混合氣體傳感器應用于發動機稀薄燃燒空燃比反饋控制系統中。其功能是用二氧化鋯元件來對排氣中的氧濃度進行檢測，從而得到空燃比，并且在超稀薄燃燒狀態下進行空燃比的反饋控制，來達到降低發動機燃料消耗以及降低排出的氣體中有害氣體含量的目的。

2.傳感器技術在汽車領域的發展趨勢

目前傳感器在汽車領域的發展主要在于研發新型傳感器材料、傳感器的智能化、多功能化、集成化和微型化等方面。傳感器技術對汽車的安全性和舒適性有著巨大的影響，因此傳感器技術的發展也會對汽車行業的發展有著巨大的影響。傳感器技術的發展主要表現在下面幾個方面。

2.1研發新型材料的傳感器

近些年，傳感器材料的發展趨勢之一就是用復雜的材料制造出具有更高性能的的傳感器。大致表現為將復合型材料代替單一型材料，非晶體材料、多晶體材料代替單晶體材料。并且在進行復合材料的基礎上，還在研究尋找具有敏感特性的新材料。

2.2 傳感器的智能化、多功能化、集成化

傳感器的智能化指的是將微型處理器與傳感器融合在一起，使傳感器不僅具有信息探測的功能，更具有信息處理的功能。傳感器的多功能化指的是將不同功能的傳感器復合在一起，使傳感器的檢測功能多樣化，集成化指的是在一個芯片上將許多的元件，比如轉換元件，電源電路元件等進行集成。通過傳感器的智能化、多功能化和集成化可以使傳感器的檢測能力和處理信息能力大幅度提升。

結語

現代汽車的發展朝著更加安全和舒適的角度發展，而實現這一目的的關鍵就在于傳感器的發展，目前傳感器的發展主要依靠研發新型傳感器和傳感器的集成化、智能化、多功能化，來實現傳感器工作精度和反應速度以及適應不同環境的能力的提高。因此，研究傳感器在現在汽車領域方面的應用對于未來汽車領域和傳感器領域的發展有著重要的意義。

參考文獻

[1]徐燕.談新工業發展背景下傳感器技術在汽車上的應用及發展方向[J].科技經濟市場，2016（12）：20-22.

[2]賈春舫.汽車傳感器的應用及技術探究[J].內燃機與配件，2018（09）：87.

[3]杜莎，曹熙.解析自動駕駛的三大傳感器[J].汽車與配件，2018（23）：38-43.

（作者單位：鄭州大學）