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汽车工程中如何应用微型传感器
编辑:admin   时间:2018-07-03 16:18

传感器的微型化是传感器的主要发展方向,也是科学技术的发展以及社会的发展对传感器的要求。微机械电子系统技术的发展是微信传感器产生的直接推动力。微传感器也是目前最为成功最具有实用性的微机械电子系统装置。可以说,没有微机械电子系统技术,就没有微传感器。微传感器具有一系列的优点:体积小、重量轻、功耗低、性能好、易于批量生产、成本低、便于集成化和多功能化、智能化水平高。微传感器在许多应用领域正在取代传统的传感器。由于使用了微传感器,所以产生了许多新的设备和装置。常规的传感器通常具有体积大成本高的问题,这些问题在汽车的应用中受到一定的阻碍。
1 温度传感器在汽车工程中的应用
应用在汽车上的温度传感器有冷却液温度传感器、进气温度传感器、排气温度传感器、油温度传感器、蒸发器出口温度传感器和车内(外)温度传感器等。其作用是检测气体、液体的温度,并把检测结构转换成信号输入给ECU。
1.1 公交车安装温度传感器防自燃。夏季高温期间,公交车自燃事件时有出现。如何预防公交车自燃事件的发生也显得格外重要。为了防患于未然,山西太原市公交公司为部分公交车安装了温度传感器,保障公交车行车安全,一般来说公交车自燃事故,与车辆运行年限较长,内部线路老化不无关系。一般运营年限较长的车辆以及后置发动机的车辆,运行中很容易出现发动机舱内温度过高以致出现火灾等事故。而后置发动机车辆的驾驶员,很难发现发动机温度过高等问题,因此安装温度传感器进行报警能够发挥较大作用。公交公司为部分公交车上安装温度传感器,当发动机温度达到设定的阈值时,就会自动报警。安装温度传感器能够有效的改善发动机各类安全隐患,从而保障行车安全和乘客人身安全。
1.2 节能减排。当前,“节能减排”是全球产业发展的主要方向之一,一方面是指需要继续研发内燃机发动机的“节能减排”技术,另一方面则是指需要加强新能源汽车的开发。
在混合动力/电动汽车中用到的传感器主要包括检测电池温度的传感器、监测电机的温度传感器,以及用于电池冷却系统的温度传感器等。混合动力/电动汽车的电池只有在精确定义的工作温度下才能提供最佳的能量输出,因此要求对电池温度进行可靠地监控和调节,以防止电池出现过热现象,最大限度地延长其工作寿命,目前大多数混合动力/电动汽车的电池设计都会采用NTC温度传感器,以便测量其温度。电动马达也是混合动力/电动汽车的另一个基本元件。为了确保马达的长寿命和发挥它的最佳性能,电动马达的温度也需要持续受到监控,尽可能精确地在温度高于140℃的范围内工作,因而确定定子绕组的温度也是至关重要的,这是使马达可以在免受过热风险的情况下充分利用全部优势的唯一方法。为了测量定子的温度,还要求传感器应便于安装,且要确保传感器在安装和操作过程中免受机械压力的影响及具有高介电强度,后者可防止驱动器电流电路到测量电流电路之间产生飞弧现象。
此外,在实际应用中,由于电池和驱动器同时也是混合动力/电动汽车重要的安全部件,因此对于传感器的可靠性和抗震性要求也较高,需要从电子元件的选择、工艺过程以及可靠性验证等方面入手,提供最佳的综合解决方案。
2 压力传感器在汽车工程中的应用
压力传感设备在汽车中利用率较高,大多用于检测传动系统流体压力、气囊贮气压力、发动机机油压力、注入燃料压力、空气过滤系统以及进气管道压力的流体压力。汽车压力传感设备涵盖:1)声表面波式;2)压阻式;3)电容式;4)差动变压器式。电容式压力传感设备主要用作检测液压、负压以及气压,测量极值一百千帕,具有输入能量高的特点,良好的动态响应,且具有较强的适用性;压阻式压力传感设备的性能会受温度的影响,因此在使用过程要另设温度补偿电路;而差动变压器式压力传感设备输出高,能够在不同温度下使用。
3 位置及转速传感器在汽车工程中的应用
汽车使用的位置及转速传感设备有磁阻式、交流发电机式、半导体磁性晶体管式及光学式,其具有360°度测量的特性。车速传感设备种类具有多元化特性,其中包括敏感车轮旋转传感设备、敏感动力传动轴转动设备,敏感差速从动轴转动设备。车速若每小时超过一百公里,一般的测量机制可能会出现一定程度的误差,进而要使用非接触式光电速度传感设备,测速极值约每小时半公里~每小时二百五十公里。
4 结论
微型传感器作为一种全新的技术,其在汽车工程中的应用可以说是顺应时代潮流的。事实上不仅仅是微型传感器,其他的先进系统在汽车上应用也是当前的趋势。从当前最为火爆的电动汽车品牌特斯拉中就能够知道,让汽车变得更加科技化,是当前所有汽车企业共同努力的方向。


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