传感器在汽车行业中的应用及其发展趋势.doc

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1、毕业设计论文作者 学号 *系部 机电 专业 题目 传感器在汽车行业中的应用及其发展趋势 指导教师 评阅教师 完成时间： 2012 年 5 月 5 日 毕业设计(论文)中文摘要传感器在汽车行业中的应用及其发展趋势摘要：关于传感器在汽车行业中的应用及其发展趋势的汽车制造论文发表：介绍了汽车传感器的种类和检测对象,以及传感器在汽车电子控制系统中的应用概况,阐述了汽车传感器的现状,给出了汽车传感器的市场与预测,叙述了汽车传感器向着微型化、集成化和智能化的发展趋势,并认为,MEMS传感器将成为汽车传感器的发展主流。关键词：传感器 信息 汽车 系统毕业设计(论文)外文摘要Sensor Applicatio

2、ns in The Automotive Industry and Its Development Trend Abstract: Automobile manufacturing paper published on the sensors in the automotive industry and its development trend: Types of automotive sensors and detection of objects, and Application Overview of the sensors in automotive electronic contr

3、ol systems, Described the status of automotive sensor, give automotive sensor market and forecast, Described in the automotive sensor trend toward miniaturization, integration and development of intelligent. And considers that, MEMS sensors will become the mainstream of the development of automotive

4、 sensor.Keywords: Sensor Information automotive System 目 录1引 言12传感器概述12.1传感器的定义12、传感器的分类23汽车用传感器23.1汽车用传感器的特点23.2汽车用传感器分类24传感器在汽车行业的具体应用34.1发动机控制系统用传感器34.1.1 温度传感器34.1.2压力传感器44.1.3 流量传感器44.1.4 位置和转速传感器54.1.5 气体浓度传感器54.1.6 爆震传感器54.1.7 24GHz雷达传感器52.2传感器在汽车底盘电子控制系统的中的应用64.3常用的汽车传感器类型64.3.1 里程表传感器64.3.2

5、 机油压力传感器64.3.3 水温传感器74.3.4 空气流量传感器74.3.5 ABS传感器74.3.6 安全气囊传感器74.3.7 气体浓度传感器74.3.8 位置和转速传感器85 其他类型传感器85.1空气质量流量传感器85.2线性加速度惯性传感器85.3角速率传感器85.4日照、微光和闪光检测器95.5湿度/雨量传感器95.6近距离障碍物检测传感器96目前正在研制的汽车传感器将对汽车工业的发展起到重要的影响,其中主要项目是:96.1汽车发动机燃烧传感器96.2检测燃油质量传感器96.3发动机传动和方向盘力矩传感器96.4多轴向微机械加工惯向传感器107汽车用传感器的发展趋势107.1汽

6、车传感器市场和预测107.2汽车用传感器发展趋势107.2.1车用传感器发展的主要因素安全与舒适107.2.2降低事故发生率117.2.3功能化、模块化、智能化、微型化将是车用传感器发展新途径117.3 2012年我国传感器行业发展趋势调研分析11结束语13致谢14参考文献151引 言汽车工业是国民经济发展的支柱产业之一。现代汽车正由一个单纯交通工具朝着能满足人类需求和安全、舒适、方便及无污染的方向发展。当前,汽车电子已成为汽车工业发展的核心技术,据预测，未来汽车电子产品的费用将占整车费用的30%,并认为汽车上70%的革新将来源于汽车电子。近20年来,世界汽车电子产品的开发和应用已广泛用于汽车

7、的各个独立的电子控制系统,并正向着可完成汽车各种功能的综合电子控制系统发展。同时,汽车电子产品也向完成单个汽车控制扩展到“汽车-人-公路-环境”的系统信息交流和控制的方向发展。在汽车电子产品中,传感器已成为关键的基础配套产品。20世纪末期,为了实现可持续发展战略,发达国家对汽车工业提出的新要求,促进了传感器应用和技术的快速发展。传感器的研发和生产单位采用新材料和新的加工技术开发和生产新一代的传感器及系统,满足汽车工业的需求。2传感器概述2.1传感器的定义传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾），并将探知的信息传递给其他装置或器官。

8、2、传感器的分类根据传感器工作原理，可分为物理传感器和化学传感器二大类。传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应，诸如压电效应，磁致伸缩现象，离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器，被测信号量的微小变化也将转换成电信号。3汽车用传感器3.1汽车用传感器的特点车用传感器是汽车计算机系统的输入装置，它把汽车运行中各种工况信息，如车速、各种介质的温度、发动机运转工况等，转化成电讯号输给计算机，以便发动机处于最佳工作状态。各类传感器主要应用在发动机电子控制系统、底盘电子控制系统和车身电子控制系统。

9、3.2汽车用传感器分类常用的有如下三种：按传感器的物理量分类，可分为位移、力、速度、温度、流量、气体成份等传感器按传感器工作原理分类，可分为电阻、电容、电感、电压、霍尔、光电、光栅、热电偶等传感器。按传感器输出信号的性质分类，可分为：输出为开关量（“1”和0”或“开”和“关”）的开关型传感器；输出为模拟型传感器；输出为脉冲或代码的数字型传感器。汽车上的主要传感器有：空气流量传感器是将吸入的空气转换成电信号送至电控单元（ECU），作为决定喷油的基本信号之一。根据测量原理不同，可以分为旋转翼片式空气流量传感器、卡门涡游式空气流量传感器、热线式空气流量传感器和热膜式空气流量传感器四种型式。前两者为体

10、积流量型，后两者为质量流量型。目前主要采用热线式空气流量传感器和热膜式空气流量传感器两种。进气压力传感器可以根据发动机的负荷状态测出进气歧管内的绝对压力，并转换成电信号和转速信号一起送入计算机，作为决定喷油器基本喷油量的依据。目前广泛采用的是半导体压敏电阻式进气压力传感器。节气门位置传感器安装在节气门上，用来检测节气门的开度。它通过杠杆机构与节气门联动，进而反映发动机的不同工况。此传感器可把发动机的不同工况检测后输入电控单元（ECU），从而控制不同的喷油量。它有三种型式：开关触点式节气门位置传感器，线性可变电阻式节气门位置传感器、综合型节气门位置传感器。曲轴位置传感器也称曲轴转角传感器，是计算

11、机控制的点火系统中最重要的传感器，其作用是检测上止点信号、曲轴转角信号和发动机转速信号，并将其输入计算机，从而使计算机能按气缸的点火顺序发出最佳点火时刻指令。曲轴位置传感器有三种型式：电磁脉冲式曲轴位置传感器、霍尔效应式曲轴位置传感器、光电效应式曲轴位置传感器。曲轴位置传感器型式不同，其控制方式和控制精度也不同。曲轴位置传感器一般安装于曲轴皮带轮或链轮侧面，有的安装于凸轮轴前端，也有的安装于分电器。爆震传感器安装在发动机的缸体上，随时监测发动机的爆震情况。目前采用的有共振型和非共振型两大类。4传感器在汽车行业的具体应用4.1发动机控制系统用传感器发动机控制系统用传感器主要有温度传感器、压力传感

12、器、位置和转速传感器、流量传感器、气体浓度传感器和爆震传感器等。这些传感器向发动机的电子控制单元（ECU）提供发动机的工作状况信息，以提高发动机的动力性、降低油耗、减少废气排放和进行故障检测。4.1.1 温度传感器温度传感器主要用于检测发动机温度、吸入气体温度、冷却水温度、燃油温度以及催化温度等。温度用传感器有线绕电阻式、热敏电阻式和热偶电阻式三种主要类型。三种类型传感器各有特点，其应用场合也略有区别。线绕电阻式温度传感器的精度高，但响应特性差；热敏电阻式温度传感器灵敏度高，响应特性较好，但线性差，适应温度较低；热偶电阻式温度传感器的精度高，测量温度范围宽，但需要配合放大器和冷端处理一起使用。

13、已实用化的产品有热敏电阻式温度传感器(通用型-50130，精度1.5%，响应时间10ms；高温型6001000，精度5%，响应时间10ms)、铁氧体式温度传感器(ON/OFF型，-40120，精度2.0%)、金属或半导体膜空气温度传感器(-40150，精度2.0%、5%，响应时间20ms)等。4.1.2压力传感器压力传感器主要用于检测气缸负压、大气压、涡轮发动机的升压比、气缸内压、油压等。吸气负压式传感器主要用于吸气压、负压、油压检测。汽车用压力传感器应用较多的有电容式、压阻式、差动变压器式（LVDT）、表面弹性波式（SAW）。 电容式压力传感器主要用于检测负压、液压、气压，测量范围20100

14、kPa，具有输入能量高，动态响应特性好、环境适应性好等特点；压阻式压力传感器受温度影响较大，需要另设温度补偿电路，但适应于大量生产；LVDT式压力传感器有较大的输出，易于数字输出，但抗干扰性差；SAW式压力传感器具有体积小、质量轻、功耗低、可靠性高、灵敏度高、分辨率高、数字输出等特点，用于汽车吸气阀压力检测，能在高温下稳定地工作，是一种较为理想的传感器。4.1.3 流量传感器流量传感器主要用于发动机空气流量和燃料流量的测量。空气流量的测量用于发动机控制系统确定燃烧条件、控制空燃比、起动、点火等。空气流量传感器有旋转翼片式（叶片式）、卡门涡旋式、热线式、热膜式等四种类型。旋转翼片式（叶片式）空气

15、流量计结构简单，测量精度较低，测得的空气流量需要进行温度补偿；卡门涡旋式空气流量计无可动部件，反映灵敏，精度较高，也需要进行温度补偿；热线式空气流量计测量精度高，无需温度补偿，但易受气体脉动的影响，易断丝；热膜式空气流量计和热线式空气流量计测量原理一样，但体积少，适合大批量生产，成本低。空气流量传感器的主要技术指标为：工作范围0.11103立方米/min，工作温度-40120，精度1%。燃料流量传感器用于检测燃料流量，主要有水轮式和循环球式，其动态范围060kg/h，工作温度-40120，精度 1%，响应时间面汇报。检查值班室内外的卫生状况，地面无纸屑，桌面无杂物，整齐清洁。二、执勤1、7:5

16、0 8:10、13：50 14：10立岗迎接上班人员；12:00 12:20 、18:00 18:20立岗送下班人员。2、值勤时做到遇见领导立岗，检查物品立岗，外来人员进出立岗。3、门卫室值勤时，应做到坐姿端正，注视监视器的动态，做好接待工作，值勤期间不看书报电视，听收音机。不与无关人员聊天，劝阻无关人员不要在门卫室寄存物品或打电话，禁止打瞌睡。4、维持门口秩序，使之保持畅通。5、熟记消防，报警，救护及内部联系电话。三、巡逻巡逻是防盗及发现#有不安全因素的重要措施。1、每天按照巡检制度定时轮流巡逻。2、巡逻时思想集中，保持高度警惕，不吸烟，不与无关人员闲聊，并将每一点所发生情况记录清楚，巡逻时做到勤走动，勤思考，勤观察。发现问题及时报告。3、白天加强对观众区、办公区及楼道的巡逻，夜晚以机房为重点进行检查，每晚零点之后巡查不少于两次。四、防火工作1、严格门卫制度，严禁无关人员，将易燃易爆物品带入#。2、发现违反安全规定的电源和火种，应予以切断和熄灭，应报告#领导采取相关措施。3、值勤时发现物质储存，保管不符合防火要求，消防器材移作他用及非正常使用灭火器，应及时阻止，并报告，提请有关部门整改。4、发生火灾先拨打 119 向消防部队报警，并立即报告#领导。报警时简要讲清#地址，电话号码及火情，同时派人在门口接应，引导消防车进入火场，向消防人员介绍水源，总电闸部位等。