汽车工程中微型传感器应用探讨

汽车工程中微型传感器应用探讨

汲 建

（黑龙江省农垦红兴隆管理局交通运输局，黑龙江 友谊 155800）

 

 

摘  要：在信息技术发展的同时，电子技术也逐渐融入到了汽车工程中，尤其是在汽车应用需求不断增加的现实情况下，以往的机械系统已经难以与目前的应用要求高度相符，系统中原本存在的功能也逐渐与汽车应用难题相互背离，这就使得汽车应用出现了相对滞后的问题，而电子系统则可以解决与汽车功能相关联的多样化问题。传感器是电子系统中不可或缺的基础部件，这同时也是组成汽车控制系统的核心部分，相对的传感器质量将会对汽车系统各项功能的发挥效能产生直接影响。

关键词：汽车工程；微型传感器；应用探讨

 

 

从当前形势来看，技术结构的更新，与技术应用水平的相对提升，也进一步带动了汽车工程中微电子技术的优化调整，相对的汽车传感器的结构形式也更加趋于微型化，并且功能也有所增加，逐渐呈现出了多样化特点。微型传感器实际上就是将微机性能融入到机械加工技术中，这样其中涵盖的相关元件就都能集中在小小的芯片上，这不仅能够有效提升其集成化水平，更能缩小功能部件的体积，虽然多个功能部件都集中在了芯片上，但是其应用性能却不会有弱化，反之这能够有效优化系统测试结构，提升汽车应用属性。

1 智能控制系统中微型传感器的应用

智能控制系统由于其强大的应用优势而被广泛应用于各大领域，该系统不仅具有人工智能的细化属性，实现了自动控制更是应用效果提升的显著表现，因此智能控制系统可以说是对多项学科的高效融合，在学术研究领域中智能控制系统的理论性探究是难度最大，并且知识框架不断更新的发展性研究理论。在当今社会，各个行业的为了提升其发展实力，都做出了相应优化调整，或多或少的融入了智能化发展理念，但是在车辆需求不断增加的当今社会，智能控制系统却能够为其自动化水平的相对提升提供基础保障，因此在汽车领域中智能技术的发展速度是最为快速的。

汽车工程是一项复杂的系统性工程，其中涵盖的内容具有一定的量化特点，这就对自动化应用效能提出了更高的要求，无论是生产产品，还是做出运动控制等等内容，都需要以自动化技术为依托，因此不难发现，自动化技术需要发挥其最大化应用效能，为提高汽车工程质量提供科学有效的助推力。其中微型传感器是不可或缺的关键性部件，如果汽车工程在生产流程中缺少微型传感器的支持，必然会导致汽车生产线上的生产进程无法得到实时跟踪及监控，后续生产项目的开展必然受到不良影响，相对的在这一过程中的生产控制器也就不能完成对数据的有效获取，这样生产出的零件质量是否能够与预设标准高度相符也就难以衡量。

在汽车工程中，只有确保生产流程能够高效推进，才能从根本上提升汽车生产实力，这就需要尽可能的降低系统调试频率及周期，因此，这就需要加大微型传感器的应用力度，只有这样才能确保生产实际情况能够实时精准的反映出来。从当前形势来看，汽车工程中越来越多的融入了现代应用技术，尤其是集成电路技术，其运行发展不仅能够带动整体生产质量的相对提升，微机电系统的技术水平也会受其影响，处于不断调整优化阶段，并逐渐趋于完善。微型传感器是微型机电器件中应用价值最高的代表性器件，其种类根据需求的不同也存在一定的多样化特点，但是它们却普遍存在体积小的应用优势。

目前微电子技术也处于发展优化的调整性阶段，其中纳米技术的拓展性应用，在汽车工程领域中所发挥的作用也是较为显著的。将纳米技术应用到加工技术改进环节，不仅能够有效提升传感器的适用属性，更能开发出更多的功能，实现对效能的不断完善。在这一过程中所应用的成本并不高，并且由小部件逐步推进也能够组成新型的排列组合，实现规模化拓展，以上这些应用优势都将为汽车工程的长远发展夯实基础，这不仅是技术的更新，更是汽车工程生产流程的优化及发展。

在汽车加工环节，采取单线多品种的生产方式已经在生产领域中获得较多好评，并且并广泛应用于各大生产加工企业中。为了不断提升生产效率，将该生产技术深入贯穿到各个生产需求环境下，就需要对其中涵盖的不确定因素进行精准衡量，从源头上防止误差性问题的频繁发生，因此在这一过程中的检查及测量等技术的高效应用也就显得至关重要，只有促使其性能优势得到充分发挥，才能对微型传感器的不断优化提供基础保障。

2 微型传感器在汽车中的细化应用

2.1汽车发动机控制用传感器

发动机的电子控制一直被认为是MEMS技术在汽车中的主要应用领域之一。发动机控制系统用传感器是整个汽车传感器的核心, 种类很多,包括温度传感器、压力传感器、位置和转速传感器、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控制单元提供发动机的工作状况信息,供电子控制单元对发动机工作状况进行精确控制, 以提高发动机的动力性、降低油耗、减少废气排放和进行故障检测。

2.2安全系统方面用传感器

像摩托罗拉公司用体微细加工技术制作的硅加速度传感器。统的陀螺仪是由高速旋转的转子、内环、外环和基座组成, 这种陀螺仪的内外环通常是用滚珠轴承支撑, 这些通常是用机械加工方法制成, 需要加工精度高、难度大、而且,做成的陀螺仪体积大、质量重。微机械陀螺是具有复杂的检测与控制电路的MEMS装置。 SaidEmreA1per等人报道了一种结构对称,并具有解耦特性的表面微机械陀螺。该敏感结构在其最外边的4个角都设置了支承“锚”,与传统的直接支承在 “锚”上的实现方式不同, 它利用一种对称结构敏感质量块支承在连接梁上, 并通过梁将驱动电极和敏感电极有机地连接在一起。用微器件仿真软件包(MEMCAD)仿真分析后可知, 2个方向上的振动相互不影响, 所以, 这样的连接方式不用考虑机械耦合。该微机械陀螺的平面外轮廓的结构参数为1mm。

2.3车辆监控和自诊断用传感器

在车辆监控和自诊断方面, MEMS技术的一个主要应用将是轮胎压力监测;其次是应用于冷却、刹车等系统的传感器。此外,还有如像在亮度控制系统中使用光传感器；在电子驾驶系统中使用磁传感器、气流速度传感器；在自动空调系统中使用室内温度传感器、吸气温度传感器、风量传感器、日照传感器、湿度传感器；在导向行驶系统中使用方位传感器、车速传感器等。

2.4高温微电子在汽车中的应用

高温微电子在汽车发动机控制、气缸和排气管、电子悬架和刹车、动力管理及分配等方面的监控中都起着非常重要的作用。例如:用于发动机控制的高温微电子传感器和控制器将有助于燃烧的更好监测和控制,它将使燃烧的更加彻底,提高燃烧效率。但是,用传统的硅半导体技术制作的微电子器件由于不能在很高的温度下工作,已不能胜任。为了解决在高温环境下温度测量问题,必须研制一种新的材料来取代传统的半导体材料。

由于汽车传感器在汽车电子控制系统中的重要作用和快速增长的市场需求,世界各国对其理论研究、新材料应用和新产品开发都非常重视。未来的汽车用传感器技术,总的发展趋势是微型化、多功能化、集成化和智能化。

参考文献

[1]杨友珍.探究解析汽车传感器应用[J].今日湖北旬刊,2012(10).

[2]赵玉田.现代汽车电子技术及其在仪表中的运用分析[J].电子测试,2013(9).