汽車傳感器作為汽車電子系統(tǒng)的信息源，是汽車電子系統(tǒng)的關鍵部件，也是汽車電子領域研究的核心內(nèi)容。目前，輛普通家用轎車上大約安裝幾十到近百只傳感器，而豪華轎車上的傳感器數(shù)量可多達二百余只。據(jù)報道，2000 年汽車傳感器的市場為61.7 億美元（9.04 億件產(chǎn)品），到2005 年將達到84.5 億美元（12.68 億件），增長率為6.5%（按美元計）和7.（按產(chǎn)品件數(shù)計）。汽車傳感器在汽車上主要用于發(fā)動機系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)、車身系統(tǒng)和導航系統(tǒng)中。
發(fā)動機系統(tǒng)用傳感器
發(fā)動機系統(tǒng)用傳感器是整個汽車傳感器的核心，種類很多，包括溫度傳感器、壓力傳感器、位置和轉速傳感器、流量傳感器、氣體濃度傳感器和爆震傳感器等。這些傳感器向發(fā)動機的電子單元（ECU）提供發(fā)動機的工作狀況信息，供ECU 對發(fā)動機工作狀況進行，以提發(fā)動機的動力、降低油耗、減少廢氣排放和進行故障。
由于發(fā)動機工作在溫（發(fā)動機表面溫度可達150℃、排氣歧管可達650℃）、振動（加速度30g）、沖擊（加速度50g）、潮濕（RH，-40℃-120℃）以及蒸汽、鹽霧、腐蝕和油泥污染的惡劣環(huán)境中，因此發(fā)動機系統(tǒng)用傳感器耐惡劣環(huán)境的指標要比般工業(yè)用傳感器1-2 個數(shù)量，其中zui關鍵的是測量和。否則，由傳感器帶來的測量誤差將zui終導致發(fā)動機系統(tǒng)難以正常工作或產(chǎn)生故障。
1.溫度傳感器
溫度傳感器主要用于發(fā)動機溫度、吸入氣體溫度、冷卻水溫度、燃油溫度以及催化溫度等。溫度用傳感器有線繞電阻式、熱敏電阻式和熱偶電阻式三種主要類型。三種類型傳感器各有特點，其應用場合也略有區(qū)別。線繞電阻式溫度傳感器的，但響應特差；熱敏電阻式溫度傳感器靈敏度，響應特較好，但線差，適應溫度較低；熱偶電阻式溫度傳感器的，測量溫度范圍寬，但需要配合放大器和冷端處理起使用。已實用化的產(chǎn)品有熱敏電阻式溫度傳感器（通用型-50℃～130℃，1.5%，響應時間10ms；溫型600℃～1000℃，5%，響應時間10ms）、鐵氧體式溫度傳感器（ON/OFF 型，-40℃～120℃，2.）、金屬或半導體膜空氣溫度傳感器（-40℃～150℃，2.、5%，響應時間20ms）等。
2.壓力傳感器
壓力傳感器主要用于氣缸負壓、大氣壓、渦輪發(fā)動機的升壓比、氣缸內(nèi)壓、油壓等。吸氣負壓式傳感器主要用于吸氣壓、負壓、油壓。汽車用壓力傳感器應用較多的有電容式、壓阻式、差動變壓器式（LVDT）、表面彈波式（SAW）。電容式壓力傳感器主要用于負壓、液壓、氣壓，測量范圍20～100kPa，具有輸入能量，動態(tài)響應特好、環(huán)境適應好等特點；壓阻式壓力傳感器受溫度影響較大，需要另設溫度補償電路，但適應于大量生產(chǎn)；LVDT 式壓力傳感器有較大的輸出，易于數(shù)字輸出，但差；SAW 式壓力傳感器具有體積小、質量輕、功耗低、、靈敏度、分辨率、數(shù)字輸出等特點，用于汽車吸氣閥壓力，能在溫下穩(wěn)定地工作，是種較為理想的傳感器。
3.流量傳感器
流量傳感器主要用于發(fā)動機空氣流量和燃料流量的測量。空氣流量的測量用于發(fā)動機系統(tǒng)確定燃燒條件、空燃比、起動、點火等。空氣流量傳感器有旋轉翼片式（葉片式）、卡門渦旋式、式、熱膜式等四種類型。旋轉翼片式（葉片式）空氣流量計結構簡單，測量較低，測得的空氣流量需要進行溫度補償；卡門渦旋式空氣流量計無可動部件，反映靈敏，較，也需要進行溫度補償；式空氣流量計測量，無需溫度補償，但易受氣體脈動的影響，易斷絲；熱膜式空氣流量計和式空氣流量計測量原理樣，但體積少，適合大批量生產(chǎn)，成本低。空氣流量傳感器的主要指標為：工作范圍0.11～103 立方米/min，工作溫度-40℃～120℃，≤1%。燃料流量傳感器用于燃料流量，主要有水輪式和循式，其動態(tài)范圍0～60kg/h，工作溫度-40℃～120℃，±1%，響應時間小于10ms。
4.位置和轉速傳感器
位置和轉速傳感器主要用于曲軸轉角、發(fā)動機轉速、節(jié)氣門的開度、車速等。目前汽車使用的位置和轉速傳感器主要有交流發(fā)電機式、磁阻式、霍爾效應式、簧片開關式、光學式、半導體磁晶體管式等，其測量范圍0°～360°，±0.5°以下，測彎曲角達±0.1 。車速傳感器種類繁多，有敏感車輪旋轉的、也有敏感動力傳動軸轉動的，還有敏感差速從動軸轉動的。當車速于100km/h 時，般測量方法誤差較大，需采用非接觸式光電速度傳感器，測速范圍0.5～250km/h，重復0.1%，距離測量誤差優(yōu)于0.3%。
5.氣體濃度傳感器
氣體濃度傳感器主要用于車體內(nèi)氣體和廢氣排放。其中，zui主要的是氧傳感器，實用化的有氧化鋯傳感器（使用溫度-40℃～900℃，1%）、氧化鋯濃差電池型氣體傳感器（使用溫度300℃～800℃）、固體電解質式氧化鋯氣體傳感器（使用溫度0℃～400℃，0.5%），另外還有二氧化鈦氧傳感器。和氧化鋯傳感器相比，二氧化鈦氧傳感器具有結構簡單、輕巧、便宜，且抗鉛污染能力強的特點。
6.爆震傳感器
爆震傳感器用于發(fā)動機的振動，通過調(diào)整點火提前角和避免發(fā)動機發(fā)生爆震。可以通過氣缸壓力、發(fā)動機機體振動和燃燒噪聲等三種方法來爆震。爆震傳感器有磁致伸縮式和壓電式。磁致伸縮式爆震傳感器的使用溫度為-40℃～125℃，頻率范圍為5～10kHz；壓電式爆震傳感器在中心頻率5.417kHz 處，其靈敏度可達200mV/g，在振幅為0.1g～10g 范圍內(nèi)具有良好線度。
底盤用傳感器
底盤用傳感器是指用于變速器系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)、動力轉向系統(tǒng)、制動防抱死系統(tǒng)等底盤系統(tǒng)中的傳感器。這些傳感器盡管分布在不同的系統(tǒng)中，但工作原理與發(fā)動機中相應的傳感器是相同的。而且，隨著汽車電子系統(tǒng)集成化程度的提和CAN-BUS 的應用，同傳感器不可以給發(fā)動機系統(tǒng)提供信號，也可為底盤系統(tǒng)提供信號。自動變速器系統(tǒng)用傳感器主要有：車速傳感器、加速踏板位置傳感器、加速度傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、發(fā)動機轉速傳感器、水溫傳感器、油溫傳感器等。制動防抱死系統(tǒng)用傳感器主要有：輪速傳感器、車速傳感器；懸架系統(tǒng)用傳感器主要有：車速傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、加速度傳感器、車身度傳感器、方向盤轉角傳感器等；動力轉向系統(tǒng)用傳感器主要有：車速傳感器、發(fā)動機轉速傳感器、轉矩傳感器、油壓傳感器等。
車身用傳感器
車身用傳感器主要用于提汽車的、和舒適等。由于其工作條件不象發(fā)動機和底盤那么惡劣，般工業(yè)用傳感器稍加改進就可以應用。主要有用于自動空調(diào)系統(tǒng)的溫度傳感器、濕度傳感器、風量傳感器、日照傳感器等；用于氣囊系統(tǒng)中的加速度傳感器；用于門鎖中的車速傳感器；用于亮度自動中的光傳感器；用于倒車中的聲波傳感器或激光傳感器；用于保持車距的距離傳感器；用于消除駕駛員盲區(qū)的圖象傳感器等。
導航系統(tǒng)用傳感器
隨著基于GPS/GIS（定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)）的導航系統(tǒng)在汽車上的應用，導航用傳感器這幾年得到迅速發(fā)展。導航系統(tǒng)用傳感器主要有：確定汽車行駛方向的羅盤傳感器、陀螺儀和車速傳感器、方向盤轉角傳感器等。
汽車傳感器發(fā)展趨勢
由于汽車傳感器在汽車電子系統(tǒng)中的重要作用和增長的市場需求，各國對其理論研究、新材料應用和新產(chǎn)品開發(fā)都都重視。未來的汽車用傳感器，總的發(fā)展趨勢是微型化、多功能化、集成化和智能化。微型傳感器基于從半導體集成電路發(fā)展而來的MEMS （微電子機械系統(tǒng)），微型傳感器利用微機械加工將微米的敏感元件、信號處理器、數(shù)據(jù)處理裝置封裝在快芯片上，由于具有體積小、價格便宜、便于集成等特點，可以明顯提系統(tǒng)測試。目前該日漸成熟，可以制作能敏感和力學量、磁學量、熱學量、化學量和生物量的微型傳感器。由于基于MEMS 的微型傳感器在降低汽車電子系統(tǒng)成本及提其能方面的優(yōu)勢，它們已開始逐步取代基于傳統(tǒng)機電的傳感器。多功能化是指個傳感器能2 個或者兩個以上的特參數(shù)或者化學參數(shù)，從而減少汽車傳感器數(shù)量，提系統(tǒng)。集成化是指利用IC 制造和精細加工制作IC 式傳感器。智能化是指傳感器與大規(guī)模集成電路相結合，帶有CPU，具有智能作用，以減少ECU 的復雜程度，減少其體積，并降低成本。
總之，隨著電子的發(fā)展和汽車電子系統(tǒng)應用的日益，汽車傳感器市場需求將保持速增長，微型化、多功能化、集成化和智能化的傳感器將逐步取代傳統(tǒng)的傳感器，成為汽車傳感器的主流。
15
