微型传感器在汽车中的相关知识应用
(一)轿车发动机操控用传感器
发动机的电子操控一向被认为是MEMS技能在轿车中的首要运用领域之一。发动机操控体系用传感器是全部轿车传感器的基地,种类许多,包含温度传感器、压力传感器、方位和转速传感器、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操控单元供应发动机的作业情况信息,供电子操控单元对发动机作业情况进行准确操控,曾经进发动机的动力性、下降油耗、削减废气排放和进行缺陷查看。
1.温度传感器
轿车用温度传感器首要用于查看发动机温度、吸人气体温度、冷却水温度、燃油温度以及催化温度等。温度传感器有热敏电阻式、线绕电阻式和热偶电阻式三种首要类型。这三种类型传感器各有特征,其运用场合也略有差异。热敏电阻式温度传感器灵敏度高、照顾特性较好,但线性差、习气温度较低。其间,通用型的测温计划为-50℃~30℃,精度为1.5%,照顾时刻为10 ms;高温型为600℃~1000℃,精度为5%,照顾时刻为10ms;线绕电阻式温度传感器的精度高,但照顾特性差;热偶电阻式温度传感器的精度高,丈量温度计划宽,但需求协作放大器和冷端处理一同运用。别的已实用化的产品有铁氧体式温度传感器(测温计划为-40℃~120℃,精度为2.0%)、金属或半导体膜空气温度传感器(测温计划为-40℃~150℃,精度为2.0%,5%,照顾时刻约20 ms)等。
2.压力传感器
压力传感器是轿车中用得最多的传感器,首要用于查看气囊贮气压力、传动体系流体压力、写入燃料压力、发动机机油压力、进气管道压力、空气过滤体系的流体压力等。其时,致力于轿车用压力传感器开发和出产的首要公司有摩托罗拉,德科电子仪器,Lucas Novasensor, Hi Stat,NipponDenzo,西门子,德州仪器等。
对比常用的轿车压力传感器有电容式、压阻式、差动变压器式、声外表波式。电容式压力传感器首要用于查看负压、液压、气压,丈量计划为20kPa~100kPa,其特征是输入能量高,动态照顾特性好、环境习气性好;压阻式压力传感器的功用则受温度影响较大,需求另设温度补偿电路,但习气于大批量出产;差动变压器式压力传感器有较大的输出,易于数字输出,但抗干扰性差;声外表波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、分辨力高、数字输出等特征,用于轿车吸气阀压力查看,能在高温下稳定地作业。
德国Infineon公司研发的智能轮胎压力传感器KP500内部集成了压力和温度传感模块,它不需求在传感器模块中增加加速度传感器,能够在轿车启动时自动开机进人自检,能丈量压力、温度和电压等。一切的功用都是运用外表微机械加工技能集成在0.8μm的双极互补金属氧化物半导体( BiCMOS) 上。每个传感器模块中的电可擦可编程只读存储器中存储着专心的32位芯片识别码。芯片识别码能够由同步串行接口读出,并且 ,能够用于辨识各个轮胎压力传感器的方位。在接纳数据的时分,首要,要查看芯片识别码,假设发现芯片识别码不符,就丢掉收到的数据帧。
3.流量传感器
流量传感器首要用于发动机空气流量和燃料流量的丈量。进气量是燃油喷射量计算的基本参数之一。空气流量传感器的功用:感知空气流量的巨细,并转换成电信号传输给发动机的电子操控单元。空气流量的丈量用于发动机操控体系断定焚烧条件、操控空燃比、起动、焚烧等。空气流量传感器有旋转翼片式、卡门涡旋式、热线式、热膜式等4种类型。空气流量传感器的首要技能目标:作业计划为0.11m3/min~103m3/min,作业温度为-40℃~120℃,精度>1%。燃料流量传感器用于查看燃料流量,首要有水轮式和循全世界式,其动态计划为0~60kg/h,作业温度为-40℃~120℃,精度为±1%,照顾时刻<10ms。
Honeywell的部下微开关(micro switch)公司用热微细加工技能制作出了微桥式空气流量传感器芯片,它用微细加工技能在硅圆片上加工出空腔,铂电阻悬挂在空腔之上。当空气流过器件时,发生了从空气活动方向下方到上方的热传输,因此,下方电阻被冷却,上方电阻被加热,由电桥电阻改变可丈量出空气流量。