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          流量傳感器LMM-01在汽車電子中的應(yīng)用

          作者: 時間:2013-02-17 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
          1. 引言

          隨著我國經(jīng)濟建設(shè)步伐的加快,汽車開始越來越多的進入現(xiàn)代家庭,汽車電子也因此受到更多的重視。近些年來,國內(nèi)外眾多企業(yè)和學(xué)術(shù)科研機構(gòu)投入了大量的人力物力,研究和開發(fā)新的汽車電子技術(shù),并在某些領(lǐng)域取得了許多突破性的進展。

          傳感器技術(shù)作為現(xiàn)代工業(yè)控制四大支柱產(chǎn)業(yè),在汽車電子的設(shè)計研究中占有突出的地位,傳感器已成為汽車控制系統(tǒng)中的一個重要組成部分。通常一輛現(xiàn)代化的汽車,裝備的傳感器數(shù)可多達(dá)50~60個,而國外有些高級轎車,其裝備的傳感器數(shù)已達(dá)到數(shù)百個,至于概念型汽車裝備的傳感器數(shù)就更多了。傳感器已成為世界裝備市場上增長最快的領(lǐng)域之一。[1]
          事實上,應(yīng)用于汽車上的傳感器有很多種,目前主要有:溫度傳感器、壓力傳感器、、位移傳感器以及速度、加速度傳感器等等[2]。這些汽車傳感器的銷售量約占有傳感器總銷售量的三分之一,其中就是非常重要的一種傳感器。

          2. 的工作原理

          主要用于檢測發(fā)動機的空氣進氣量和燃油噴射量,從而將空燃比控制在最佳值附近,此外流量傳感器還廣泛利用于排氣再循環(huán)、防滑驅(qū)動、剎車防抱死系統(tǒng)以及電控懸架等許多方面。目前市場上用于檢測燃料流量的傳感器主要有水輪式和循環(huán)球式,其動態(tài)范圍為0~60kg/h,工作溫度在-40℃~120℃,精度為 1%,響應(yīng)時間為 10ms。

          而由于氣體的可壓縮性,通常我們檢測氣體質(zhì)量流量,市場上主要使用的有熱線式流量傳感器。這種傳感器采用熱耗散原理,將一個熱線式敏感元件安放在空氣入口的旁路中,在輔助熱線元件的溫度補償作用下,檢測空氣質(zhì)量流量。但是這種傳感器的缺點是不能檢測空氣流量的回流波動。此外檢測氣體流量的傳感器還有熱膜式流量傳感器、卡爾曼旋渦式傳感器和壓力式傳感器。[3]

          流量傳感器是一種基于傳統(tǒng)的熱膜片風(fēng)力計原理的新型傳感器。該傳感器是借助先進的薄膜片技術(shù),將性能穩(wěn)定的薄膜片電阻加工到一片薄膜上。由于采用了MEMS加工,因此一方面縮短了傳感器響應(yīng)時間,另一方面也能測量出了回流流量。的原理電路圖可以參見圖1所示,由于采用了前后橋電路,所以我們可以很方便的判斷出流體流向,從而進一步測量出回流流量。

          為了防止溫度變化對測量精度的影響,傳感器中采用了兩片熱敏電阻分別對前后橋進行了溫度補償。為了提高精度,兩片用于測量溫度的熱敏電阻6、7與流體流向9平行布置,而用于測量流體流量的兩片熱電阻傳感器4、5互相平行并與流向9垂直布置(如圖2所示),其中3為傳感部件,17、18都是 數(shù)量級的SiO2薄膜,19為Si底層,20為帶狀電導(dǎo)。

          3. LMM-01在中的應(yīng)用研究

          汽車電子技術(shù)是從電子控制燃油噴射技術(shù)開始的。隨著電子技術(shù)的發(fā)展,電控燃油噴射經(jīng)歷了從電子管、晶體管、集成電路到微處理器控制,從模擬電子噴射到數(shù)字電子噴射的發(fā)展過程。[4]

          電控燃油噴射的目的是將空燃比控制在最佳值。所謂空燃比是指吸入到氣缸里的工作混合氣體中,空氣質(zhì)量和燃油質(zhì)量的比值,通常最佳值在14.7左右。將空燃比控制在最佳值附近不僅能夠減少有害廢氣的排放,而且能夠提高燃油的經(jīng)濟性和車輛的動力性[5]。顯而易見,控制空燃比最主要的是要檢測并控制到空氣質(zhì)量流量和燃油質(zhì)量流量,因此流量傳感器在中是非常重要的傳感器,其產(chǎn)品性能的優(yōu)劣直接影響到控制效果的好壞。

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