08車輛工程（2）班王志林
隨著電子技術的發展，汽車電子化程度不斷提高，通常的機械系統已經難以解決某些與汽車功能要求有關的問題，而被電子控制系統代替。感測器的作用就是根據規定的被測量的大小，定量提供有用的電輸出訊號的部件，亦即感測器把光\時間、電、溫度、壓力及氣體等的物理、化學量轉換成訊號的變換器。感測器作為汽車電控系統的關鍵部件，它直接影響汽車的技術效能的發揮。
目前普通汽車上大約裝有1 o 一 2 o 只感測器，高階豪華轎車則更多。這些感測器主要分布在發動機控制系統、底盤控制系統和車身控制系統中。
一、發動機控制用感測器
發動機控制用感測器有許多種。其中包括溫度感測器、壓力感測器、轉速和角度感測器、流量感測器、位置感測器、氣體濃度感測器、爆震感測器等。這類感測器是整個發動機的核心。
利用它們可提高發動機動力性、降低油耗、減少廢氣、反映故障等。由於其工作在發動機振動、汽油蒸氣、汙泥和泥水等惡劣環境中，因此它們耐惡劣環境技術指標要高於一般的感測器。對於它們的效能指標要求有很多種，其中最關鍵的是測量精度與可靠性，否則由感測器檢測帶來的誤差最終將導致發動機控制系統失靈或故障。
1 .溫度感測器：主要檢測發動機溫度、吸入氣體溫度、冷卻水溫度、燃油溫度、機油溫度、催化溫度等。
實際應用的溫度感測器主要有線繞電阻式、熱敏電阻式和熱電偶式。線繞電阻式溫度感測器精度較高，但響應特性差。熱敏電阻式感測器靈敏度高，響應特性較好， 但線性差，適用溫度較低；熱電偶式精度高測溫範圍寬，但需考慮放大器和冷端處理問題。
2. 壓力感測器：主要檢測進氣歧管絕對壓力、真空度、大氣壓力、發動機油壓、制動器油壓、輪胎壓力等。
車用壓力感測器目前已有若干種。應用較多的有電容式、壓敏電阻式、膜盒傳動的可變電感式( ixdt) 、表面彈性波式 ( saw)。電容式感測器具有輸入能量高 。
動態響應好、環境適應性好等特點；壓敏電阻式受溫度影響大。需設溫度補償電路，但適用於大量生產；lvdt式有較大輸出，易於數字輸出，但抗振性較差；saw式具有體積小、質量輕、功耗低、可靠性強、靈敏度高、解析度高、數字量輸出等特點，是一種較為理想的感測器。
3. 轉速、角度和車速感測器：主要用於檢測曲軸轉角、發動機轉速、車速等。主要有發電機式、磁阻式、霍爾效應式、光學式、振動式等。
4. 氧感測器：氧感測器安裝在排氣管內，測量排氣管中的含氧量，確定發動機的實際空燃比與理論值的偏差。
控制系統根據反饋訊號調節可燃混合氣的濃度，使空燃比接近於理論值，從而提高經濟性，降低排氣汙染。實際應用的是氧化鋯和氧化鈦感測器。
5. 流量感測器：測定進氣量和燃油流量以控制空燃比。
主要有空氣流量感測器和燃料流量感測器。空氣流量感測器檢測進入發動機的空氣量從而控制噴油器的噴油量，以得到較準確的空燃比。實際應用的有卡門旋渦式、葉片式、**式。
卡門式無可動部件、 反應靈敏、精度較高；**式易受吸入氣體脈動影響，且易斷絲；燃料流量感測器用於判定燃油消耗量。主要有水車式、球迴圈式。
6. 爆震儔感器：它能把爆震訊號傳給控制系統。抑制爆震的發生，主要有磁致伸縮式和非共振型壓電式。
二、 底盤控制用感測器
底盤控制用感測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、防拘制動系統中的感測器，在不同系統中作用不司。但工作原理與發動機中感測器是相同的。主要有以下幾種形式感測器：
1. 變速器控制感測器：多用於電控自動變速器的控制。
它是根據車速感測器、加速度感測器、發動機負荷感測器、發動機轉速感測器、水溫感測器、油溫感測器檢測所獲得的資訊經處理使電控裝置控制換檔點和液力變矩器鎖止，實現最大動力和最大燃油經濟性。
2. 懸架系統控制感測器：主要有車速感測器、節氣門開度感測器、加速度感測器、車身高度感測器、轉向盤轉角感測器等。
根據檢測到的資訊自動調整車高，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. 動力轉向系統感測器：它是根據車速感測器、發動機轉速感測器、轉矩感測器等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。
4. 防抱制動感測器：它是根據車輪角速度感測器檢測車輪轉速。在各車輪的滑移率20％時。控制制動油壓、改善制動效能，確保車輛的操縱性和穩定性。
三、 車身控制用感測器
採用這類感測器的主要目的是提高汽車安全性、可靠性、舒適性等,主要有應用於自動空調系統中的多種溫度感測器、風量感測器、el照感測器等；安全氣囊系統中加速度感測器：亮度自控中光感測器：死角報警系統中超聲波感測器，影象感測器等。
四、車用感測器研究開發趨勢
由於感測器在電控系統中的重要作用，所以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、熱穩定性高，在真空中1200℃以上表面才開始出現炭化 。在大氣中也要在600℃以上才開始炭化。利用這一特性，製作適用於高溫的熱敏感測器，從常溫到600℃範圍內進行溫度監測與控制，並且適用在高溫且有腐蝕氣體的惡劣環境下使用，效能穩定，使用壽命長，可用於發動機中高溫測量。
此外金剛石在高溫下形變率很高。利用這一特性可製作高溫環境下使用的振動感測器和加速度感測器。與其它材料振動膜相結合可作為高溫、耐腐蝕、靈敏度高的壓力感測器，用於振動檢測以及發動機氣缸壓力等測量。
光導纖維型感測器由於抗干擾性強、靈敏度高、重量輕、體積小，適於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，如光纖轉矩感測器、溫度、振動、壓力、流量等感測器。
在開發利用新材料同時，由於微電子技術和微機械加工技術發展，感測器正向微型化、多功能化、智慧型化方向發展。微型化感測器利用微機械的加工技術將微公尺級的敏感元件、訊號調理器資料處理裝置整合封裝在一塊晶元上。由於體積小、**便宜、便於整合等特點，可以提高系統測試精度。
例如把微型壓力感測器和微型溫度感測器整合在一起，同時測出壓力和溫度，便可通過晶元內運算消去壓力測量中的溫度影響。
目前已有不少微型感測器面世。如壓力感測器、加速度感測器、用於防撞的矽加速度感測器等。在汽車輪胎內嵌入微型壓力感測器可以保持適當充氣，避免充氣過量或不足，從而節約燃油10％。
多功能化使感測器能夠同時檢測2個或2個以上的特性引數。而智慧型感測器由於帶有專用計算機，因而具有智慧型特點。
此外，感測器響應時間、輸出與計算機的介面等問題也是重要的研究課題。隨著電子技術的發展，車用感測器的技術必將趨於完善。
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