微型傳感器在汽車中的相關知識應用
(一)轎車發動機操控用傳感器
發動機的電子操控一向被認為是MEMS技能在轎車中的首要運用領域之一。發動機操控體系用傳感器是全部轎車傳感器的基地,種類許多,包含溫度傳感器、壓力傳感器、方位和轉速傳感器、流量傳感器、氣體濃度傳感器和爆震傳感器等。這些傳感器向發動機的電子操控單元供應發動機的作業情況信息,供電子操控單元對發動機作業情況進行準確操控,曾經進發動機的動力性、下降油耗、削減廢氣排放和進行缺陷查看。
1.溫度傳感器
轎車用溫度傳感器首要用于查看發動機溫度、吸人氣體溫度、冷卻水溫度、燃油溫度以及催化溫度等。溫度傳感器有熱敏電阻式、線繞電阻式和熱偶電阻式三種首要類型。這三種類型傳感器各有特征,其運用場合也略有差異。熱敏電阻式溫度傳感器靈敏度高、照顧特性較好,但線性差、習氣溫度較低。其間,通用型的測溫計劃為-50℃~30℃,精度為1.5%,照顧時刻為10 ms;高溫型為600℃~1000℃,精度為5%,照顧時刻為10ms;線繞電阻式溫度傳感器的精度高,但照顧特性差;熱偶電阻式溫度傳感器的精度高,丈量溫度計劃寬,但需求協作放大器和冷端處理一同運用。別的已實用化的產品有鐵氧體式溫度傳感器(測溫計劃為-40℃~120℃,精度為2.0%)、金屬或半導體膜空氣溫度傳感器(測溫計劃為-40℃~150℃,精度為2.0%,5%,照顧時刻約20 ms)等。
2.壓力傳感器
壓力傳感器是轎車中用得最多的傳感器,首要用于查看氣囊貯氣壓力、傳動體系流體壓力、寫入燃料壓力、發動機機油壓力、進氣管道壓力、空氣過濾體系的流體壓力等。其時,致力于轎車用壓力傳感器開發和出產的首要公司有摩托羅拉,德科電子儀器,Lucas Novasensor, Hi Stat,NipponDenzo,西門子,德州儀器等。
對比常用的轎車壓力傳感器有電容式、壓阻式、差動變壓器式、聲外表波式。電容式壓力傳感器首要用于查看負壓、液壓、氣壓,丈量計劃為20kPa~100kPa,其特征是輸入能量高,動態照顧特性好、環境習氣性好;壓阻式壓力傳感器的功用則受溫度影響較大,需求另設溫度補償電路,但習氣于大批量出產;差動變壓器式壓力傳感器有較大的輸出,易于數字輸出,但抗干擾性差;聲外表波式壓力傳感器具有體積小、質量輕、功耗低、可靠性高、靈敏度高、分辨力高、數字輸出等特征,用于轎車吸氣閥壓力查看,能在高溫下穩定地作業。
德國Infineon公司研發的智能輪胎壓力傳感器KP500內部集成了壓力和溫度傳感模塊,它不需求在傳感器模塊中增加加速度傳感器,能夠在轎車啟動時自動開機進人自檢,能丈量壓力、溫度和電壓等。一切的功用都是運用外表微機械加工技能集成在0.8μm的雙極互補金屬氧化物半導體( BiCMOS) 上。每個傳感器模塊中的電可擦可編程只讀存儲器中存儲著專心的32位芯片識別碼。芯片識別碼能夠由同步串行接口讀出,并且 ,能夠用于辨識各個輪胎壓力傳感器的方位。在接納數據的時分,首要,要查看芯片識別碼,假設發現芯片識別碼不符,就丟掉收到的數據幀。
3.流量傳感器
流量傳感器首要用于發動機空氣流量和燃料流量的丈量。進氣量是燃油噴射量計算的基本參數之一。空氣流量傳感器的功用:感知空氣流量的巨細,并轉換成電信號傳輸給發動機的電子操控單元。空氣流量的丈量用于發動機操控體系斷定焚燒條件、操控空燃比、起動、焚燒等。空氣流量傳感器有旋轉翼片式、卡門渦旋式、熱線式、熱膜式等4種類型。空氣流量傳感器的首要技能目標:作業計劃為0.11m3/min~103m3/min,作業溫度為-40℃~120℃,精度>1%。燃料流量傳感器用于查看燃料流量,首要有水輪式和循全世界式,其動態計劃為0~60kg/h,作業溫度為-40℃~120℃,精度為±1%,照顧時刻<10ms。
Honeywell的部下微開關(micro switch)公司用熱微細加工技能制作出了微橋式空氣流量傳感器芯片,它用微細加工技能在硅圓片上加工出空腔,鉑電阻懸掛在空腔之上。當空氣流過器件時,發生了從空氣活動方向下方到上方的熱傳輸,因此,下方電阻被冷卻,上方電阻被加熱,由電橋電阻改變可丈量出空氣流量。