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一文讀懂中國(guó)汽車傳感器發(fā)展歷程及分類


  來(lái)源: 傳感器專家網(wǎng)? 時(shí)間:2022-10-19 編輯:清風(fēng)
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(線)加速度傳感器:線加速度傳感器又稱加速度傳感器,是通過(guò)測(cè)量傳感器內(nèi)部的慣性力并計(jì)算加速度數(shù)據(jù)的裝置。按照工作原理的不同加速度傳感器可分為交流響應(yīng)型和直流響應(yīng)型。交流加速度傳感器的感測(cè)機(jī)構(gòu)通常使用壓電元件,分為電壓輸出式壓電傳感器和電荷輸出式壓電傳感器;直流加速度傳感器根據(jù)感測(cè)技術(shù)的不同可分為電容式和壓阻式。


角(加)速度傳感器:角加速度傳感器又稱角速度傳感器,實(shí)質(zhì)是陀螺儀。陀螺儀是利用動(dòng)量矩(自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生)敏感殼體相對(duì)慣性空間繞正交于自轉(zhuǎn)軸的一個(gè)或兩個(gè)軸的角運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置,可與加速度計(jì)共同構(gòu)成慣性導(dǎo)航系統(tǒng),是決定慣性導(dǎo)航系統(tǒng)精度的主要因素。



車身感知:空氣流量傳感器


空氣流量傳感器又稱空氣體流量計(jì),可用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量大小,是電噴發(fā)動(dòng)機(jī)最重要的傳感器之一。空氣流量傳感器通常安裝在進(jìn)氣管上,將進(jìn)氣量信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)傳遞給ECU,以供ECU確定噴油量和點(diǎn)火時(shí)間。對(duì)汽油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行電子調(diào)節(jié),使其在各種旋轉(zhuǎn)條件下基本都能獲得最佳濃度的混合氣,需要測(cè)量每時(shí)每刻吸入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣量,作為ECU計(jì)算(調(diào)節(jié))噴油量的關(guān)鍵依據(jù)。如果空氣流量傳感器或電路出現(xiàn)故障,ECU得不到良好的進(jìn)氣信號(hào),就無(wú)法適當(dāng)調(diào)整噴油量,會(huì)造成混合氣過(guò)濃或過(guò)稀,使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)異常,甚至?xí)斐闪悴考p壞??諝饬髁總鞲衅鞣譃轶w積式和質(zhì)量式,其中體積式包括葉片式、卡門渦街式、量芯式, 質(zhì)量式包括熱線式、熱模式。



車身感知:氣體傳感器


氣體傳感器是檢測(cè)氣體的種類和濃度等信息的裝置。氣體傳感器按照技術(shù)原理的不同可以劃分為半導(dǎo)體氣體傳感器、固體電解質(zhì)氣體傳感器、催化燃燒氣體傳感器、電化學(xué)氣體傳感器、光學(xué)氣體傳感器等;根據(jù)被測(cè)氣體的種類不同作用在汽車上的氣體濃度傳感器可以劃分為氧傳感器、NOX傳感器、稀薄混合氣傳感器、 煙霧濃度傳感器、柴油機(jī)煙度傳感器。



車身感知:MEMS方案


車身感知傳感器遍布汽車全身,被廣泛應(yīng)用于動(dòng)力系統(tǒng)(新能源車是三電系統(tǒng))、底盤系統(tǒng)、車身系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車自身信息的感知并作出決策、執(zhí)行,是汽車的“神經(jīng)末梢”,目前發(fā)展較為成熟,以MEMS傳感器為主。MEMS系統(tǒng)即微機(jī)電系統(tǒng),是指可批量制作的,集微型傳感器、執(zhí)行器、機(jī)械結(jié)構(gòu)、電源能源、信號(hào)處理、控制電路、高性能電子集成器件、接口、通信等于一體的微米或納米級(jí)器件或系統(tǒng)。MEMS傳感器是在微電子技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的多學(xué)科交叉的前沿研究領(lǐng)域。MEMS傳感器是采用微電子和微機(jī)械加工技術(shù)制造出來(lái)的新型傳感器。


與傳統(tǒng)的傳感器相比,它具有體積小、重量輕、成本低、功耗低、可靠性高、適于批量化生產(chǎn)、易于集成和實(shí)現(xiàn)智能化的特點(diǎn)。同時(shí),在微米量級(jí)的特征尺寸使得它可以完成某些傳統(tǒng)機(jī)械傳感器所不能實(shí)現(xiàn)的功能。MEMS傳感器沒有標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)工藝流程,每種MEMS傳感器都是針對(duì)下游特定的場(chǎng)景來(lái)生產(chǎn),按照工作原理MEMS傳感器可分為物理類、化學(xué)類、生物類,細(xì)分種類多樣、幾乎涵蓋車用傳感器的所有類型。



以MEMS壓力傳感器的制造過(guò)程為例,需要在硅片上通過(guò)氮化硅薄膜熱沉積、光刻、金屬離子注入等工藝制備出壓力敏感電阻與金屬的互連引線后,在硅片背面進(jìn)行各向異性濕法腐蝕,通過(guò)調(diào)整腐蝕速率和時(shí)間來(lái)控制壓力敏感膜的厚度。最后用玻璃進(jìn)行鍵合作為芯片的支撐架構(gòu)。估計(jì)需要7-8層襯底,需要一層一層去做沉積、光刻、注入、腐蝕等過(guò)程,對(duì)溫度控制精度、應(yīng)力的要求非常高。



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