車用傳感器及發(fā)展趨勢解析
實際上這種抑制系統(tǒng)可采用多種檢測方式,當直熱式探測器的工作不夠可靠時,可采用其他方式來提高該系統(tǒng)的可靠性。曾有人建議配置別的傳感器,如測量體重、電容、振動,使用超聲波、微波、光學及紅外線等。還有人建議為一個抑制系統(tǒng)配置多種檢測裝置,使其工作更加可靠。
八、機油粘度傳感器
何時更換機油一般是根據(jù)廠家規(guī)定的時間或里程來進行。少數(shù)廠家采用了更先進的方式,通過記錄發(fā)動機轉(zhuǎn)速和溫度來計算換油間隔。Lucas Varity公司正在研制一種壓電振動式粘度傳感器,其工作原理與振動式粘度計相近——振子(球型、片狀或棒式)在受到粘滯阻尼時其振頻會發(fā)生衰變。因此,依靠不同形狀的振子,就可以測出粘度和密度的一些參數(shù)。有一種振動式粘度計的振子是石英棒,它能被激發(fā)扭振,通過測量與液體粘度相對應的振幅和諧振頻寬,就可以確定粘度(準確地說應是粘度和密度的綜合值)??梢?,振動式粘度計是通過測量液體所傳遞的切變波形來確定粘度的一種裝置。然而,由于傳感元件與液體的接觸處切變波形會產(chǎn)生畸變而導致測試值與液體的對應關(guān)系較差。
粘度傳感器設置了一種界面來改善傳感元件與液體之間的接觸關(guān)系,其原理與我們熟知的應用于生物醫(yī)學和海洋船舶上的超聲波換能器相似。
傳感器的核心是一個壓電轉(zhuǎn)換器,在它兩側(cè)施加電壓時,就會產(chǎn)生切向運動。電極是用金屬蒸發(fā)沉積法布置在壓電晶體表面,然后整體涂上一層絕緣層。
一臺掃頻儀通過振蕩器所產(chǎn)生的交變電壓來確定傳感元件的諧振頻率。因為在諧振時,傳感元件的電阻達到最大值,隨著液體粘度的變化,這個蜂值也相應變化,并通過峰值檢測電路轉(zhuǎn)化為電壓信號。
絕緣層的厚度根據(jù)所測粘度的范圍來確定,因為從液體界面處反射回來的切變波必須被絕緣層全部吸收,所以絕緣層的厚度大約是四分之一個波長。
九、磁敏式速度傳感器
SST技術(shù)有限公司開發(fā)了一種一體化的傳感器,它是把高磁阻(GMR)材料與半導體裝置合為一體的磁敏式速度傳感器。高磁阻材料的特點是隨磁場的變化其電阻值也發(fā)生變化。半導體裝置是由制作在同一塊BICMOS電路板上的信號處理器和電壓調(diào)節(jié)器所構(gòu)成。先將高磁阻材料噴鍍在BICMOS板基上,采用光刻腐蝕工藝將其制成電阻,通過鋁箔把其連入BICMOS電路,再周邊鍍上一層合金以聚集磁力線。
這種傳感器是雙極型結(jié)構(gòu),通過電平轉(zhuǎn)換輸出一個方波形脈沖信號,其輸出頻率與軟磁信號輪齒的回轉(zhuǎn)頻率是相同的,而勵磁機構(gòu)是一塊永久磁鐵。由于傳感器的信號處理電路是直流耦合式,所以可處理零速狀態(tài)。而其具有高靈敏度使之在較大氣隙下也能工作。
采用上述技術(shù)的ABS傳感器具有零速處理、輸出信號在兩電平之間變化的雙極型結(jié)構(gòu),脈沖頻率與信號輪齒或磁極的回轉(zhuǎn)頻率相同的特點。在允許溫度和工作頻率范圍內(nèi),其頻寬比為(50±10)%,輪齒模數(shù)2.5時,氣隙特性可達3mm。
十、汽車用傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢
未來的汽車用傳感器技術(shù),總的發(fā)展趨勢是多功能化、集成化、智能化。多功能化是指一個傳感器能檢測2個或者2個以上的特性參數(shù)或者化學參數(shù)。集成化是指利用IC制造技術(shù)和精細加工技術(shù)制作IC式傳感器。智能化是指傳感器與大規(guī)模集成電路相結(jié)合,帶有MPU,具有智能作用。新近研發(fā)的汽車用傳感器具有如下特點:數(shù)字化信號輸出、線性化微處理器補償、傳感器信號共用和加工、傳感器間接測量、復合傳感器信號處理、IC化和精細加工等。
纖傳感器現(xiàn)已開發(fā)出溫度、壓力、位置、轉(zhuǎn)速、液位、流量、振動、陀螺等上百種類型。由于光纖傳感器具有靈敏度高、體積小、質(zhì)量輕、可彎曲、絕緣性好、無電磁干擾、寬頻帶、低損耗等特點,今后將會廣泛應用到汽車上。
為提高汽車安全性和舒適性,生物體測量等方面的傳感器也在研究中。例如,駕駛員視野盲區(qū)障礙物測量、保持2車前后車距、碰撞自動保護等裝置中用傳感器。
傳感器信號輸出與控制系統(tǒng)的計算機接口也是一個重要的研究課題。內(nèi)含有A/D、D/A、I/O驅(qū)動、緩沖RAM、程序ROM、MPU,并具有線性、溫度補償以及相應控制程序的靈巧型汽車用傳感器引人注目,將使得汽車各系統(tǒng)的元器件數(shù)量大大減少,從而降低系統(tǒng)成本,減小體積和減輕質(zhì)量,并使整個系統(tǒng)更加簡單可靠。
總之,汽車用傳感器技術(shù)的發(fā)展,不僅僅是傳感器自身的開發(fā),而且更注重于對傳感器的互換性、耐久性、可靠性的開發(fā)。(end) 光纖傳感器相關(guān)文章:光纖傳感器原理 加速度計相關(guān)文章:加速度計原理
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