-
汽車傳感器
鎖定
- 中文名
- 汽車傳感器
- 外文名
- 電子設備
- 別 名
- 電子設備
- 應 用
- 汽車
- 類 型
- 輸入裝置
- 領 域
- 電子設備
目錄
汽車傳感器詳細介紹
汽車傳感器(4張)
汽車傳感器過去單純用於發動機上，已擴展到底盤、車身和燈光電氣系統上了。這些系統採用的傳感器有100多種。在種類繁多的傳感器中，常見的有∶
空氣流量計：測量發動機吸入的空氣量，提供給ECU作為噴油時間的基準信號；
節氣門位置傳感器：測量節氣門打開的角度，提供給ECU作為斷油、控制燃油/空氣比、點火提前角修正的基準信號；
氧傳感器：檢測排氣中的氧濃度，提供給ECU作為控制燃油/空氣比在最佳值（理論值）附近的的基準信號；
冷卻液温度傳感器：檢測冷卻液的温度，向ECU提供發動機温度信息；
爆震傳感器：安裝在缸體上專門檢測發動機的爆燃狀況，提供給ECU根據信號調整點火提前角。
這些傳感器主要應用在變速器、方向器、懸架和ABS上。
下面我們來認識一下汽車上的主要傳感器。
空氣流量傳感器是將吸入的空氣轉換成電信號送至電控單元（ECU），作為決定噴油的基本信號之一。根據測量原理不同，可以分為旋轉翼片式空氣流量傳感器、卡門渦遊式空氣流量傳感器、熱線式空氣流量傳感器和熱膜式空氣流量傳感器四種型式。前兩者為體積流量型，後兩者為質量流量型。主要採用熱線式空氣流量傳感器和熱膜式空氣流量傳感器兩種。
進氣壓力傳感器可以根據發動機的負荷狀態測出進氣歧管內的絕對壓力，並轉換成電信號和轉速信號一起送入計算機，作為決定噴油器基本噴油量的依據。廣泛採用的是半導體壓敏電阻式進氣壓力傳感器。
節氣門位置傳感器安裝在節氣門上，用來檢測節氣門的開度。它通過槓桿機構與節氣門聯動，進而反映發動機的不同工況。此傳感器可把發動機的不同工況檢測後輸入電控單元（ECU），從而控制不同的噴油量。它有三種型式：開關觸點式節氣門位置傳感器，線性可變電阻式節氣門位置傳感器、綜合型節氣門位置傳感器。
曲軸位置傳感器
爆震傳感器安裝在發動機的缸體上，隨時監測發動機的爆震情況。採用的有共振型和非共振型兩大類。
汽車傳感器測試特點
被測對象的多樣性及快速變化性
汽車上常用的傳感器類型包括輪速傳感器、曲軸/凸輪軸位置傳感器、温度傳感器、壓力傳感器、爆震傳感器等。針對層出不窮的車型，每個功能相同的傳感器在外形上又有着各種各樣的差異，再加上測量指標、生產環境等要求越來越苛刻，使得傳統單一的測試工作台無法兼顧如此多樣的傳感器生產。
汽車傳感器測試近似性
在實際生產中，不同傳感器的測試內容又有着一定的近似性。因為從測試原理上講，汽車傳感器主要分為主動式/被動式、温度、壓力傳感器等類型。也就是説，對於不同的傳感器，只要測試原理是一樣的，那就意味着它們的測試儀器等設備也是一樣的。
汽車傳感器測試設備
汽車傳感器生產線都要求採用經濟、高效、自動、靈活的測試設備，而且要具備高自動化、高效率、高產能、高可靠性的特點。傳感器生產廠家希望一次性投入以後，測試設備本身還能不斷地進行擴充，有效地支持最新產品和更高的性能指標要求，從而保證設備資本投入的有效性。
汽車傳感器其他要求
為了保證生產質量，設備需要具備一定的生產過程統計能力，並有助於減少由於人為因素造成的生產質量降低的問題。集成化、智能化是汽車傳感器的發展趨勢。如果只進行終檢測試，發現問題為時已晚，所以往往測試會和生產過程交互進行。這樣，一方面要求測試設備與生產線上其他設備良好銜接，另一方面能夠實現設備間的信息和數據共享。
汽車傳感器常用類型
汽車傳感器里程錶
里程錶傳感器
汽車傳感器機油壓力
是指集微型傳感器、執行器以及信號處理和控制電路、接口電路、通信和電源於一體的微型機電系統。常用的有硅壓阻式和硅電容式，兩者都是在硅片上生成的微機械電子傳感器。一般情況上，我們通過機油壓力傳感器來檢測汽車的機油向內的機油還有多少，並將檢測到的信號轉換成我們可以理解的信號，提醒我們還有多少機油，或者還可以走多遠，甚至是提醒汽車需要加機油了。
汽車傳感器水温傳感
它的內部是一個半導體熱敏電阻，温度愈低，電阻愈大；反之電阻愈小，安裝在發動機缸體或缸蓋的水套上，與冷卻水直接接觸。從而側得發動機冷卻水的温度。電控單元根據這一變化測得發動機冷卻水的温度，温度愈低，電阻愈大；反之電阻愈小。電控單元根據這一變化測得發動機冷卻水的温度，作為燃油噴射和點火正時的修正號。就是我們可以通過發動機水温的温度瞭解汽車運行的狀態，停止或者運動，或者運動的時間有多長等。
汽車傳感器空氣流量
空氣流量傳感器
汽車傳感器ABS傳感器
在制動活塞旁邊（卡制動碟的卡鉗，裏面是制動活塞），ABS工作就是保證制動活塞和制動碟不卡死，保證它們處於滑動摩擦和靜摩擦的邊緣。大多由電感傳感器來監控車速，abs傳感器通過與隨車輪同步轉動的齒圈作用， 輸出一組準正弦交流電信號，其頻率和振幅與輪速有關.該輸出信號傳往ABS電控單元（ECU），實現對輪速的實時監控。
汽車傳感器安全氣囊
安全氣囊傳感器
汽車傳感器氣體濃度
主要用於檢測車體內氣體和廢氣排放。其中，最主要的是氧傳感器，它檢測汽車尾氣中的氧含量，根據排氣中的氧濃度測定空燃比，向微機控制裝置發出反饋信號，以控制空燃比收斂於理論值。當空燃比變高，廢氣中的氧濃度增加時，氧傳感器的輸出電壓減小；當空燃比變低，廢氣中的氧濃度降低時，輸出電壓增大。電子控制單元識別這一突變信號，對噴油量進行修正，從而相應地調節空燃比，使其在理想空燃比附近變動。
汽車傳感器位置和轉速
主要用於檢測發動機曲軸轉角、發動機轉速、節氣門的開度、車速檢測，汽車加速度檢測、汽車減速檢測等，為點火時刻和噴油時刻提供參考點信號，同時，提供發動機轉速信號。汽車使用的位置和轉速傳感器主要有交流發電機式、磁阻式、霍爾效應式、簧片開關式、光學式、半導體磁性晶體管式。
汽車傳感器速度傳感器
速度傳感器
轉速傳感器主要用於電動汽車電動機旋轉速度的檢測。常用的轉速傳感器有三種，分別為電磁感應式轉速傳感器、光電感應式轉速傳感器、霍爾效應式轉速傳感器，均採用非接觸式測量原理，以增強檢測的安全性、提高檢測精度。
車速傳感器用來測量電動汽車行駛速度。車速傳感器信號主要用於儀表板的車速表顯示及發動機怠速、電動汽車加速其間的控制等。2005年我國絕大部分電動汽車上的速度表都是以汽車輪胎的旋轉轉速轉換成汽車速度進行測速的。這在汽車制動、打滑的情況下，以及輪胎因新舊、摩擦、路面、胎壓高低等造成其外圓周長的變化都會造成誤差過大，甚至無法工作，車速傳感器主要有電磁感應式、光電式、可變磁阻式和霍爾式集中。電動汽車上普遍採用電磁感應式和霍爾式速度傳感器。
汽車傳感器基本特性
汽車傳感器傳感器特性
傳感器通常由敏感元件、轉換元件和測量電路三部分組成。
1、敏感元件是指能直接感受（或響應）被測量的部分，即將被測量通過傳感器的敏感元件轉換成與被測量有確定關係的非電量或其它量。
2、轉換元件則將上述非電量轉換成電參量。
3、測量電路的作用是將轉換元件輸入的電參量經過處理轉換成電壓、電流或頻率等可測電量，以便進行顯示、記錄、控制和處理的部分。
傳感器的靜態特性參數指標
⒈靈敏度
靈敏度是指穩態時傳感器輸出量y和輸入量x之比，或輸出量y的增量和輸入量x的增量之比，用k表示為
k=dY/dX
⒉分辨力
傳感器在規定的測量範圍內能夠檢測出的被測量的最小變化量稱為分辨力。
⒊測量範圍和量程
在允許誤差限內，被測量值的下限到上限之間的範圍稱為測量範圍。
⒌遲滯
遲滯是指在相同的工作條件下，傳感器的正行程特性與反行程特性的不一致程度。
⒍重複性
⒎零漂和温漂
傳感器在無輸入或輸入為另一值時，每隔一定時間，其輸入值偏離原示值的最大偏差與滿量程的百分比為零漂。而温度每升高1℃，傳感器輸出值的最大偏差與滿量程的百分比，稱為温漂。
汽車傳感器工作機理
一 磁電效應
直線移動式磁電傳感器
直線移動式磁電傳感器由永久磁鐵、線圈和傳感器殼體等組成
轉動式
軟鐵、線圈和永久磁鐵固定不動。由導磁材料製成的測量齒輪安裝在被測旋轉體上，每轉過一個齒，測量齒輪與軟鐵之間構成的磁路磁阻變化一次，磁通也變化一次。線圈中感應電動勢的變化頻率（脈衝數）等於測量齒輪上的齒數和轉速的乘積。
二 霍爾式傳感器
⒈霍爾效應
半導體或金屬薄片置於磁場中，當有電流（與磁場垂直的薄片平面方向）流過時，在垂直於磁場和電流的方向上產生電動勢，這種現象稱為霍爾效應。
⒉霍爾元件
常用的霍爾材料鍺（Ge）、硅（Si）、銻化銦（InSb）、砷化銦（InAs）等。N型鍺容易加工製造，霍爾係數、温度性能、線性度較好；P型硅的線性度最好，霍爾係數、温度性能同N型鍺，但電子遷移率較低，帶負載能力較差，通常不作單個霍爾元件。
三 壓電式傳感器
⒈壓電效應
對某些電介質沿着一定方向加力而使其變形時，在一定表面上產生電荷，當外力撤除後，又恢復到不帶電狀態，這種現象稱為正壓電效應。在電介質的極化方向施加電場，電介質會在一定方向上產生機械變形或機械壓力，當外電場去除後，變形或應力隨之消失，此現象稱為逆壓電效應。
⒉壓電元件
壓電陶瓷的壓電常數是石英晶體的幾倍，靈敏度較高。
四 光電式傳感器
⒈光電效應
⒉光敏電阻
⒊光敏管
光敏管（光敏二極管、光敏三極管、光敏晶閘管等）屬於半導體器件。
⒋電致發光
固體發光材料在電場激發下產生的發光現象稱為電致發光。電致發光是將電能直接轉換成光能的過程。發光二極管（LED）是以特殊材料摻雜製成的半導體電致發光器件。當其PN結正向偏置時，由於電子—空穴複合時產生過剩能量，該能量以光子形式放出而發光。
五 熱電式傳感器
1 熱電效應
將兩種不同性質的金屬導體A、B接成一個閉合迴路，如果兩接合點温度不相等（T0≠T），則在兩導體間產生電動勢，並且迴路中有一定大小的電流存在，此現象稱為熱電效應。
⒊熱敏電阻傳感器
熱敏電阻用半導體制成，與金屬熱電阻相比有以下特點：
（1）電阻温度係數大，靈敏度高；
（2）結構簡單，體積小，易於點測量；
（3）電阻率高，且適合動態測量；
（4）阻值與温度變化的關係是非線性的；
（5）穩定性較差。
汽車傳感器分類
常用的有如下三種：
⒈按傳感器的物理量分類，可分為位移、力、速度、温度、流量、氣體成份等傳感器
⒉按傳感器工作原理分類，可分為電阻、電容、電感、電壓、霍爾、光電、光柵、熱電偶等傳感器。
⒊按傳感器輸出信號的性質分類，可分為：輸出為開關量（“1”和“0”或“開”和“關”）的開關型傳感器；輸出為模擬型傳感器；輸出為脈衝或代碼的數字型傳感器。
汽車傳感器發展歷史
進入70年代後，為了治理排放，又增加了一些傳感器來幫助控制汽車的動力系統，因為同期出現的催化轉換器、電子點火和燃油噴射裝置需要這些傳感器來維持一定的空燃比以控制排放。80年代，防抱死制動裝置和氣囊提高了汽車安全性。
截至2010年，傳感器有用來測定各種流體温度和壓力（如進氣温度、氣道壓力、冷卻水温和燃油噴射壓力等）的傳感器；有用來確定各部分速度和位置的傳感器（如車速、節氣門開度、凸輪軸、曲軸、變速器的角度和速度、排氣再循環閥）（EGR）的位置等；還有用於測量發動機負荷、爆震、斷火及廢氣中含氧量的傳感器；確定座椅位置的傳感器；在防抱死制動系統和懸架控制裝置中測定車輪轉速、路面高差和輪胎氣壓的傳感器；保護前排乘員的氣囊，不僅需要較多的碰撞傳感器和加速度傳感器。面對製造商提供的側量、頂置式氣囊以及更精巧的側置頭部氣囊，還要增加傳感器。隨着研究人員用防撞傳感器（測距雷達或其他測距傳感器）來判斷和控制汽車的側向加速度、每個車輪的瞬時速度及所需的轉矩，使制動系統成為汽車穩定性控制系統的一個組成部分。
汽車傳感器市場狀況
2005年，美國ABI研究公司公佈了一份專門針對傳感器市場的研究報告。這份名為《汽車傳感器：加速計、陀螺儀、霍耳效應、光學、壓力、雷達以及超音速傳感器》的報告，對2012年前主要傳感器的地區性使用前景作了預測。報告討論了使用傳感技術的許多先進安全系統，並提供了主要40家生產廠家的詳細資料，以及100多家生產廠家名錄。泰華調查公司的一位資深分析師認為，是主動式安全系統推動了傳感器被越來越多地使用。在汽車業，安全系統成為傳感器的最大市場。
根據“全球信息公司”的調查報告，全球輕型汽車傳感器OEM市場年均增長率7.4%，到2010年將達到140億美元的規模，其增長幅度遠遠超出汽車本身的年均增長率。在發達國家，隨着汽車電子系統日益完善，電子傳感新技術快速發展，但已經成熟的傳感器產品的增長將趨緩甚至可能下降；在發展中國家，基本的汽車傳感器主要用於汽車發動機、安全、防盜、排放控制系統，增長量十分可觀。用於發展中國家汽車幕?敬?釁韃?分饕?ü齇EM生產，以減少成本。汽車傳感器供應商面臨嚴峻挑戰：一方面要擴大產能產量，另一方面要不斷減低成本，這種發展趨勢未來將不可能改變。
汽車發動和驅動系統仍是傳感器的最大和最成熟的市場，然而與其它應用相比，增速將放緩；隨着全球燃油價格的提高，“改進燃燒效率”將是汽車傳感器的新的應用“亮點”領域；在汽車安全和防盜系統中的應用將是最快的增長的市場；尾氣排放控制系統市場的發展則十分穩定，前景良好。按區域劃分的幾大應用市場是，在美國，主要用於胎壓檢測；在歐洲，用於汽車行人警告系統；在新興產業國家，主要用於安全氣囊和自動安全帶系統。以每輛車來衡量，氧傳感器用量最多，技術上不斷進步。
汽車傳感器應用現狀
汽車傳感器 應用
發動機控制系統用傳感器是整個汽車傳感器的核心，種類很多，包括温度傳感器、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。供ECU對發動機工作狀況進行精確控制，來提高發動機的動力性、降低油耗、減少廢氣排放和進行故障檢測。
汽車傳感器温度傳感器
温度傳感器主要用於檢測發動機温度、吸入氣體温度、冷卻水温度、燃油温度以及催化温度等。温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別。線繞電阻式温度傳感器的精度高，但響應特性差；熱敏電阻式温度傳感器靈敏度高，響應特性較好，但線性差，適應温度較低；熱偶電阻式温度傳感器的精度高，測量温度範圍寬，但需要配合放大器和冷端處理一起使用。
已實用化的產品有熱敏電阻式温度傳感器（通用型-50℃~130℃，精度1.5%，響應時間10ms；高温型600℃~1000℃，精度5%，響應時間10ms）、鐵氧體式温度傳感器（ON/OFF型，-40℃~120℃，精度2.0%）、金屬或半導體膜空氣温度傳感器（-40℃~150℃，精度2.0%、5%，響應時間20ms）等。
汽車傳感器壓力傳感器
壓力傳感器主要用於檢測氣缸負壓、大氣壓、渦輪發動機的升壓比、氣缸內壓、油壓等。吸氣負壓式傳感器主要用於吸氣壓、負壓、油壓檢測。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）、表面彈性波式（SAW）。
電容式壓力傳感器主要用於檢測負壓、液壓、氣壓，測量範圍20~100kPa，具有輸入能量高，動態響應特性好、環境適應性好等特點；壓阻式壓力傳感器受温度影響較大，需要另設温度補償電路，但適應於大量生產；LVDT式壓力傳感器有較大的輸出，易於數字輸出，但抗干擾性差；SAW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、分辨率高、數字輸出等特點，用於汽車吸氣閥壓力檢測，能在高温下穩定地工作，是一種較為理想的傳感器。
汽車傳感器流量傳感器
流量傳感器主要用於發動機空氣流量和燃料流量的測量。空氣流量的測量用於發動機控制系統確定燃燒條件、控制空燃比、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、熱線式、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，測量精度較低，測得的空氣流量需要進行温度補償；卡門渦旋式空氣流量計無可動部件，反映靈敏，精度較高，也需要進行温度補償；熱線式空氣流量計測量精度高，無需温度補償，但易受氣體脈動的影響，易斷絲；熱膜式空氣流量計和熱線式空氣流量計測量原理一樣，但體積少，適合大批量生產，成本低。空氣流量傳感器的主要技術指標為：工作範圍0.11~103立方米/min，工作温度-40℃~120℃，精度≤1%。
燃料流量傳感器用於檢測燃料流量，主要有水輪式和循環球式，其動態範圍0~60kg/h，工作温度-40℃~120℃，精度 1%，響應時間 大於10ms。
汽車傳感器位置和轉速
位置和轉速傳感器主要用於檢測曲軸轉角、發動機轉速、節氣門的開度、車速等。汽車使用的位置和轉速傳感器主要有交流發電機式、磁阻式、霍爾效應式、簧片開關式、光學式、半導體磁性晶體管式等，其測量範圍0 ~360 ，精度 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。當車速高於100km/h時，一般測量方法誤差較大，需採用非接觸式光電速度傳感器，測速範圍0．5~250km/h，重複精度0．1%，距離測量誤差優於0．3%。
汽車傳感器氣體濃度
氣體濃度傳感器主要用於檢測車體內氣體和廢氣排放。其中，最主要的是氧傳感器，實用化的有氧化鋯傳感器（使用温度-40℃~900℃，精度1%）、氧化鋯濃差電池型氣體傳感器（使用温度300℃~800℃）、固體電解質式氧化鋯氣體傳感器（使用温度0℃~400℃，精度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。
汽車傳感器爆震傳感器
爆震傳感器用於檢測發動機的振動，通過調整點火提前角控制和避免發動機發生爆震。可以通過檢測氣缸壓力、發動機機體振動和燃燒噪聲等三種方法來檢測爆震。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温度為-40℃~125℃，頻率範圍為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範圍內具有良好線性度。
汽車傳感器雷達傳感器
汽車用24GHZ雷達傳感器
汽車傳感器車身應用
車身控制用傳感器主要用於提高汽車的安全性、可靠性和舒適性等。由於其工作條件不象發動機和底盤那麼惡劣，一般工業用傳感器稍加改進就可以應用。主要有用於自動空調系統的温度傳感器、濕度傳感器、風量傳感器、日照傳感器等；用於安全氣囊系統中的加速度傳感器；用於門鎖控制中的車速傳感器；用於亮度自動控制中的光傳感器；用於倒車控制中的超聲波傳感器或激光傳感器；用於保持車距的距離傳感器；用於消除駕駛員盲區的圖象傳感器等。
汽車傳感器底盤應用
底盤控制用傳感器是指用於變速器控制系統的車速傳感器、加速踏板位置傳感器、加速度傳感器、節氣門位置傳感器、發動機轉速傳感器、水温傳感器、油温傳感器等；懸架控制系統應用的傳感器有車速傳感器、節氣門位置傳感器、加速度傳感器、車身高度傳感器、方向盤轉角傳感器等；動力轉向系統應用的傳感器主要有車速傳感器、發動機轉速傳感器、轉矩傳感器、油壓傳感器等。
底盤應用的主要類型傳感器，即旋轉位移和壓力傳感器。慣性加速度傳感器和角速率傳感器取代了温度傳感器而成為在車底盤上應用的4種主要傳感器。表3種列出了27種傳感器。其中4種是壓力傳感器，3種旋轉位移傳感器，5種加速度傳感器和3種角速率傳感器。27種傳感器其中的15種是屬於這種類型傳感器。低盤應用的新型傳感器有側路面角速率傳感器、車輪角位置傳感器和懸架位移位置傳感器。
汽車傳感器應用狀況
發動機控制系統用傳感器主要有温度傳感器、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。這些傳感器向發動機的電子控制單元（ECU）提供發動機的工作狀況信息，以提高發動機的動力性、降低油耗、減少廢氣排放和進行故障檢測。
汽車控制系統應用的主要傳感器類型，即旋轉位移傳感器、壓力傳感器和温度傳感器。在北美，這三種傳感器的銷售數量分別佔第一、第二和第四位。在表2中共列出了40種不同的汽車傳感器。其中有8種壓力傳感器，四種温度傳感器和四中旋轉位移傳感器。幾年來研製的新型傳感器是氣缸壓力傳感器，踏板加速計位置傳感器和油質量傳感器。
汽車傳感器導航系統用
汽車傳感器自動變速器
自動變速器系統用傳感器主要有：車速傳感器、加速踏板位置傳感器、加速度傳感器、節氣門位置傳感器、發動機轉速傳感器、水温傳感器、油温傳感器等。制動防抱死系統用傳感器主要有：輪速傳感器、車速傳感器；懸架系統用傳感器主要有：車速傳感器、節氣門位置傳感器、加速度傳感器、車身高度傳感器、方向盤轉角傳感器等；動力轉向系統用傳感器主要有：車速傳感器、發動機轉速傳感器、轉矩傳感器、油壓傳感器等。
汽車傳感器應用
汽車傳感器的應用非常廣泛，比如：
2，水温傳感器，水温傳感器是通過在水箱裏裝設的測温節點器，當水温過高了或過低了還可以報警，也可以從顯示儀表上直接讀取。
3，車內空調，車內空調是通過裝在車內的温度傳感器來控制的，温度傳感器有一個温度設置，當温度過低時就自動啓動，當温度超過了又自動降温
4，雨刮器傳感器，雨刮器是通過傳感器來感知雨水的大小，從而來控制雨刮器的頻率，也就是説雨水大就颳得快，雨水小就颳得慢。
5，發動機管理系統，採用各種傳感器，將發動機吸入空氣量、冷卻水温度、發動機轉速與加減速等狀況轉換成電信號，送入控制器。控制器將這些信息與儲存信息比較、精確計算後輸出控制信號。EMS不僅可以精確控制燃油供給量，以取代傳統的化油器，而且可以控制點火提前角和怠速空氣流量等，極大地提高了發動機的性能。
6，控制系統原理：通過安裝在加速踏板上的踏板傳感器，將踏板信息傳遞到電子控制器中的節氣門控制模塊，節氣門控制模塊通過一定的處理程序計算出節氣門的開度並驅動直流電機完成節氣門進氣通道面積的調整，從而控制進氣量，滿足發動機不同工況下的進氣需求。
7，爆震傳感器功能：檢測發動機缸體振動情況，以供電子控制器識別發動機爆震工況。原理：爆震傳感器是一種振動加速度傳感器。它裝在發動機氣缸體上，可裝一隻或多隻。傳感器的敏感元件為一壓電晶體，發動機爆震時，發動機振動通過傳感器內的質塊傳遞到晶體上。壓電晶體由於受質塊振動產生的壓力，在兩個極面上產生電壓，把振動轉化為電壓信號輸出。
原理：怠速調節器內一塊可在軸上自由轉動的永久磁鐵上剛性連接着一塊旋轉滑塊永久磁鐵可以在電纜線圈驅動下旋轉，使滑塊隨之旋轉。滑塊的角位置決定了執行器旁通氣流通道的開度，因而可以調節旁通氣量的大小。電子控制器通過改變輸送給執行器脈衝信號的佔空比決定滑塊的角位置，從而決定了旁通空氣流量。
9，氧傳感器功能：測定發動機排氣中氧氣含量，確定汽油與空氣是否完全燃燒。電子控制器根據這一信息實現以過量空氣係數λ=1為目標的閉環控制，以確保三元催化轉化器對排氣中HC、CO和NOX三種污染物都有最大的轉化效率。
10，節氣門位置傳感器 功能：提供發動機負荷信息、工況信息。
原理：此傳感器實際上是具線性輸出特性的轉角電位計。電位計轉臂與節氣門同軸安裝，當節氣門轉動時，帶動電位計轉臂滑到一定的電阻位置，電位計輸出與節氣門位置成比例的電壓信號。
汽車傳感器國內發展
汽車傳感器是汽車電子技術領域研究的核心內容之一，本文簡單介紹了國內汽車傳感器的應用發展情況，主要介紹了汽車上幾種主要的傳感器，並對發展趨勢進行了展望。
汽車傳感器市場
市場研究數據顯示，2002年全球汽車傳感器的市場規模為70.1億美元，預計2005年將達到85.2億美元，年平均增長率為6.7%；全球2002年汽車傳感器的市場需求量為10.38億隻，預計2005年將達到12.83億隻，年平均增長率為7.3%。中國的汽車工業發展加快。估計2010年將達600萬輛的生產能力，若每輛車用10只傳感器，將需6000萬套傳感器及其配套變送器和儀表。
中國現有汽車2000萬輛，並且每年以5%以上的速度遞增，但是“電噴”汽車還只佔10%左右，國家規定停止“化油器”汽車的生產，新出廠的汽車要求全部安裝“電噴”系統。上海聯合汽車電子年產120萬套“電噴”系統傳感器，一共4000～6000元/套，其中，汽車傳感器佔60%以上的產值。國內電噴系統應用傳感器佔系統的70%以上，ABS傳感器的成本為50元左右，國內產量為100萬套，產值為5000萬元；安全氣囊的傳感器佔系統成本的70%以上，安全氣囊的傳感器售價為2000元左右，需求量為100萬套/年，則傳感器的產值可達20億元。
汽車傳感器重要性
汽車傳感器作為汽車電子控制系統的信息源，是汽車電子控制系統的關鍵部件，也是汽車電子技術領域研究的核心內容之一。汽車傳感器對温度、壓力、位置、轉速、加速度和振動等各種信息進行實時、準確的測量和控制。衡量現代高級轎車控制系統水平的關鍵就在於其傳感器的數量和水平。當前，一輛國內普通家用轎車上大約安裝了近百個傳感器，而豪華轎車上的傳感器數量多達200只。
幾年來從半導體集成電路技術發展而來的微電子機械系統（MEMS）技術日漸成熟，利用這一技術可以製作各種能敏感和檢測力學量、磁學量、熱學量、化學量和生物量的微型傳感器，這些傳感器的體積和能耗小，可實現許多全新的功能，便於大批量和高精度生產，單件成本低，易構成大規模和多功能陣列，非常適合在汽車上應用。
微型傳感器的大規模應用將不僅限於發動機燃燒控制和安全氣囊，在未來5～7年內，包括髮動機運行管理、廢氣與空氣質量控制、ABS、車輛動力的控制、自適應導航、車輛行駛安 全系統在內的應用，將為MEMS技術提供廣闊的市場。
汽車傳感器國內傳感器
自20世紀80年代以來，國內汽車儀表行業引進國外的先進技術及與之相配套的傳感器生產技術，基本滿足了國內小批量、低水平車型的配套需求。由於起步較晚，還沒有形成系列化、配套化，尚未形成獨立的產業，仍然依附於汽車儀表企業。
眾多轎車、輕型車及部分載貨車中採用新的電子產品，需要大批量、高水平的汽車傳感器，但國內現有最高水平的汽車傳感器產品比國外同類產品落後10多年，每年要進口50萬套以上的高性能汽車傳感器。
許多傳感器廠家為了增強產品的競爭力，採用與國外同行業進行合資經營的方式，消化吸收國外的傳感器技術，使產品升級換代，從而逐步發展壯大，有的已成為幾大“電噴”系統廠家的下游供應商。但絕大多數企業還只是配套生產其它車用傳感器，處於利潤少、產品單一、產品質量和技術水平低下的狀況。
伴隨着國內汽車產量的迅速增長，今後幾年國內汽車工業對傳感器及其配套變速器和儀表的需求亦將大大增加，實現汽車傳感器國產化勢在必行。為適應這一形勢，應重點開發新型壓力、温度、流量、位移等傳感器，儘快為汽車工業解決電噴系統、空調排污系統和自動駕駛系統所需的傳感器是十分迫切的任務。汽車傳感器對整車廠而言，是二級配套產品，必須以系統形式進入整車廠配套。一級系統配套商的實力關係到主機廠的品牌，所以必須建立系統平台，以系統帶動傳感器的發展。
汽車傳感器發展趨勢
未來的汽車傳感器技術的發展趨勢是微型化、多功能化、集成化和智能化。
20世紀末期，設計技術、材料技術，特別是Mems （微電子機械系統）技術的發展使微型傳感器提高到了一個新的水平，利用微電子機械加工技術將微米級的敏感元件、信號處理器、數據處理裝置封裝在同一芯片上，它具有體積小、價格便宜、可靠性高等特點，並且可以明顯提高系統測試精度。採用Mems技術可以製作檢測力學量、磁學量、熱學量、化學量和生物量的微型傳感器。由於Mems微型傳感器在降低汽車電子系統成本及提高其性能方面的優勢，它們已開始逐步取代基於傳統機電技術的傳感器。Mems傳感器將成為世界汽車電子的重要構成部分。
汽車傳感器和電子系統向着採用Mems傳感器的方向發展。Philips Electronics公司和Continental Treves公司10年銷售1億隻用於汽車ABS系統的傳感器芯片，生產上達到了一個新的里程碑。兩個公司共同開發有源磁場傳感器的前瞻性技術，產品應用在汽車廠家生產的最新的轎車上。Continental Teves公司用這種磁阻式轉速傳感器製作了輪速傳感器，用於ABS系統，防滑系統等。
Mems傳感器成本低、可靠性好、尺寸小，可以集成在新的系統中，工作時間達到幾百萬個小時。Mems器件最早的是絕壓傳感器（Map）和氣囊加速度傳感器。正在研發和小批量生產的MEMS/MST產品有：輪速旋轉傳感器，胎壓傳感器，製冷壓力傳感器，發動機油壓傳感器，剎車壓力傳感器和偏離速率傳感器等等。在今後的5-7年Mems器件將大量應用到汽車系統中。
隨着微電子技術的發展和電子控制系統在汽車上的應用迅速增加，汽車傳感器市場需求將保持高速增長，以Mems技術為基礎的微型化、多功能化、集成化和智能化的傳感器將逐步取代傳統的傳感器，成為汽車傳感器的主流。
21世紀初期（2010前後），敏感元件與傳感器發展的總趨勢是小型化、集成化、多功能化、智能化、系統化。傳感器領域的主要技術將在現有基礎上予以延伸和提高，並加速新一代傳感器的開發和產業化。
微機械加工技術（MEMT）和微米/納米技術將得到高速發展，將成為21世紀傳感器領域中帶有革命變化的技術。採用MEMT製作的MEMS產品（微傳感器和微系統），具有劃時代的微小體積、低成本、高可靠等獨特的優點，預計由微傳感器、微執行器以及信號和數據處理裝置總裝集成的微系統將進入商業市場。
隨着新型敏感材料的加速開發，微電子、光電子、生物化學、信息處理等各學科、各種新技術的互相滲透和綜合利用，可望研製出一批新穎、先進的傳感器。如：新一代光纖傳感器、超導傳感器、焦平面陣列紅列探測器、生物傳感器、診斷傳感器、智能傳感器、基因傳感器以及模糊傳感器等。
敏感元件與傳感器的更新換代週期將越來越短，其應用領域將得到拓展，二次傳感器和傳感器系統的應用將大幅度增長，廉價傳感器的比例將增大，必將促進世界傳感器市場的迅速發展。
高科技在傳感技術中的應用比例更加增大。傳感技術涉及多學科的交叉，它的設計需要多學科綜合理論分析，常規方法已難於滿足，CAD技術將得到廣泛應用。如：國外在90年代初就研究出了用於硅壓力傳感器設計的MEMS CAD軟件，大型有限元分析軟件ANSYS，包含了力、熱、聲、流體、電、磁等分析模塊，在MEMS器件的設計和模擬方面取得了成功。
傳感器產業將進一步向着生產規模化、專業化和自動化方向發展。工業化大生產的平面工藝技術將是促進傳感器價格大幅度降低的主要動力。而傳感器製造的後工序一一封裝工藝和測試標定（兩者的費用約佔產品總成本的50%以上）的自動化，將成為關鍵生產工藝予以突破。
傳感器產業的企業結構仍將呈現“大、中、小並舉”“集團化、專業化生產共存”的格局，集團化的大公司(含跨國集團公司)將越來越顯示出它的壟斷作用，而專業化生產的中、小企業因其能適應市場小批量產品的需求，仍有其生存、發展的空間和機遇。
汽車傳感器技術發展
隨着汽車解碼器電子技術的發展，汽車電子干擾工程化程度不斷提高，通常的機械器系統已經難以解決某些與汽車功能要求有關的解碼問題，而被電子控制系統代替。傳感器的作用就是根據規定的被測量的大小，定量提供有用的電輸出信號的部件，亦即傳感器把光、時間、電、温度、壓力及氣體等的物理、化學量轉換成信號的變換器。傳感器作為汽車電控系統的關鍵部件，它直接影響汽車的技術性能的發揮。普通汽車上大約裝有10-20只傳感器，高級豪華轎車則更多，這些傳感器主要分佈在發動機控制系統、底盤控制系統和車身控制系統中。
一、發動機控制用傳感器
發動機控制用傳感器有許多種，其中包括温度傳感器、壓力傳感器、轉速和角度傳感器、流量傳感器、位置傳感器、氣體濃度傳感器、爆震傳感器等。這類傳感器是整個發動機的核心，利用它們可提高發動機動力性、降低油耗、減少廢氣、反映故障等，由於其工作在發動機振動、汽油蒸氣、污泥和泥水等惡劣環境中，因此它們耐惡劣環境技術指標要高於一般的傳感器。對於它們的性能指標要求有很多種，其中最關鍵的是測量精度與可靠性，否則由傳感器檢測帶來的誤差最終將導致發動機控制系統失靈或故障。
1.温度傳感器：主要檢測發動機温度、吸入氣體温度、冷卻水温度、燃油温度、機油温度、催化温度等。實際應用的温度傳感器主要有線繞電阻式、熱敏電阻式和熱電偶式。線繞電阻式温度傳感器精度較高，但響應特性差；熱敏電阻式傳感器靈敏度高，響應特性較好，但線性差，適用温度較低；熱電偶式精度高，測温範圍寬，但需考慮放大器和冷端處理問題。
2.壓力傳感器：主要檢測進氣歧管絕對壓力、真空度、大氣壓力、發動機油壓、制動器油壓、輪胎壓力等。車用壓力傳感器已有若干種，應用較多的有電容式、壓敏電阻式、膜盒傳動的可變電感式(LVDT)、表面彈性波式(SAW)。電容式傳感器具有輸入能量高，動態響應好、環境適應性好等特點；壓敏電阻式受温度影響大，需另設温度補償電路，但適用於大量生產；LVDT式有較大輸出，易於數字輸出，但抗振性較差；SAW式具有體積小、質量輕、功耗低、可靠性強、靈敏度高、分辨率高、數字量輸出等特點，是一種較為理想的傳感器。
4.氧傳感器：氧傳感器安裝在排氣管內，測量排氣管中的含氧量，確定發動機的實際空燃比與理論值的偏差，控制系統根據反饋信號，調節可燃混合氣的濃度，使空燃比接近於理論值，從而提高經濟性，降低排氣污染。實際應用的是氧化鋯和氧化鈦傳感器。
5.流量傳感器：測定進氣量和燃油流量以控制空燃比，主要有空氣流量傳感器和燃料流量傳感器。空氣流量傳感器檢測進入發動機的空氣量從而控制噴油器的噴油量，以得到較準確的空燃比，實際應用的有卡門旋渦式、葉片式、熱線式。卡門式無可動部件、反應靈敏、精度較高；熱線式易受吸入氣體脈動影響，且易斷絲；燃料流量傳感器用於判定燃油消耗量。主要有水車式、球循環式。
6.爆震傳感器：它能把爆震信號傳給控制系統，抑制爆震的發生。主要有磁致伸縮式和非共振型壓電式。
二、底盤控制用傳感器
1.變速器控制傳感器：多用於電控自動變速器的控制。它是根據車速傳感器、加速度傳感器、發動機負荷傳感器、發動機轉速傳感器、水温傳感器、油温傳感器檢測所獲得的信息經處理使電控裝置控制換檔點和液力變矩器鎖止，實現最大動力和最大燃油經濟性。
2.懸架系統控制傳感器：主要有車速傳感器、節氣門開度傳感器、加速度傳感器、車身高度傳感器、轉向盤轉角傳感器等。根據檢測到的信息自動調整車高，抑制車輛姿勢的變化等，實現對車輛舒適性、操縱穩定性和行車穩定性的控制。
三、車身控制用傳感器
採用這類傳感器的主要目的是提高汽車安全性、可靠性、舒適性等，主要有應用於自動空調系統中的多種温度傳感器、風量傳感器、日照傳感器等；安全氣囊系統中加速度傳感器；亮度自控中光傳感器；死角報警系統中超聲波傳感器；圖像傳感器等。
四、車用傳感器研究開發趨勢
由於傳感器在電控系統中的重要作用，所以世界各國對其理論研究、新材料應用、產品開發都非常重視。
金剛石的耐熱性好、熱穩定性高，在真空中1200℃以上表面才開始出現炭化，在大氣中也要在600℃以上才開始炭化，利用這一特性，製作適用於高温的熱敏傳感器，從常温到600℃範圍內進行温度監測與控制，並且適用在高温且有腐蝕氣體的惡劣環境下使用，性能穩定，使用壽命長，可用於發動機中高温測量。此外金剛石在高温下形變率很高，利用這一特性可製作高温環境下使用的振動傳感器和加速度傳感器。與其它材料振動膜相結合可作為高温、耐腐蝕、靈敏度高的壓力傳感器，用於振動檢測以及發動機氣缸壓力等測量。
在開發利用新材料同時，由於微電子技術和微機械加工技術發展，傳感器正向微型化、多功能化，智能化方向發展。微型化傳感器利用微機械的加工技術將微米級的敏感元件、信號調理器、數據處理裝置集成封裝在一塊芯片上。由於體積小、價格便宜、便於集成等特點，可以提高系統測試精度，例如把微型壓力傳感器和微型温度傳感器集成在一起，同時測出壓力和温度，便可通過芯片內運算消去壓力測量中的温度影響。已有不少微型傳感器面世，如壓力傳感器、加速度傳感器、用於防撞的硅加速度傳感器等。在汽車輪胎內嵌入微型壓力傳感器可以保持適當充氣，避免充氣過量或不足，從而節約燃油10%。多功能化使傳感器能夠同時檢測2個或2個以上的特性參數。而智能傳感器由於帶有專用計算機，因而具有智能特點。
此外，傳感器響應時間、輸出與計算機的接口等問題也是重要的研究課題。隨着電子技術的發展，車用傳感器的技術必將趨於完善
汽車傳感器檢測方式
（1）結構和電路
開關量輸出型節氣門位置傳感器又稱為節氣門開關。它有兩副觸點，分別為怠速觸點（IDL）和全負荷觸點（PSW）。由一個和節氣門同軸的凸輪控制兩開關觸點的開啓和閉合。當節氣門處於全關閉的位置時，怠速觸點IDL閉合，ECU根據怠速開關的閉合信號判定發動機處於怠速工況，從而按怠速工況的要求控制噴油量；當節氣門打開時，怠速觸點打開，ECU根據這一信號進行從怠速到小負荷的過渡工況的噴油控制；全負荷觸點在節氣門由全閉位置到中小開度範圍內一直處於開啓狀態，當節氣門打開至一定角度（豐田1G-EU車為55°）的位置時，全負荷觸點開始閉合，向ECU送出發動機處於全負荷運轉工況的信號，ECU根據此信號進行全負荷加濃控制。豐田1G-EU發動機電子控制系統用的開關量輸出型節氣門位置傳感器。
（2）開關量輸出型節氣門位置傳感器的檢查調整。
①就車檢查端子間的導通性
當節氣門全閉時，怠速觸點IDL應導通；當節氣門全開或接近全開時，全負荷觸點PSW應導通；在其他開度下，兩觸點均應不導通。具體情況如表1所示。否則，應調整或更換節氣門位置傳感器。
2、線性可變電阻輸出型節氣門位置傳感器的檢測
（1）結構和電路
線性可變電阻型節氣門位置傳感器是一種線性電位計，電位計的滑動觸點由節氣門軸帶動。
在不同的節氣門開度下，電位計的電阻也不同，從而將節氣門開度轉變為電壓信號輸送給ECU。ECU通過節氣門位置傳感器，可以獲得表示節氣門由全閉到全開的所有開啓角度的、連續變化的電壓信號，以及節氣門開度的變化速率，從而更精確地判定發動機的運行工況。一般在這種節氣門位置傳感器中，也設有一怠速觸點IDL，以判定發動機的怠速工況。。
（2）線性可變電阻型節氣門位置傳感器的檢查調整
①怠速觸點導通性檢測點火開關置於“OFF”位置，拔去節氣門位置傳感器的導線連接器，用萬用表Ω檔在節氣門位置傳感器連接器上測量怠速觸點IDL的導通情況。當節氣門全閉時，IDL-E2端子間應導通（電阻為0）；當節氣門打開時，IDL-E2端子間應不導通（電阻為∞）。否則應更換節氣門位置傳感器。
②測量線性電位計的電阻
點火開關置於OFF位置，拔下節氣門位置傳感器的導線連接器，用萬用表的Ω檔測量線性電位計的電阻，該電阻應能隨節氣門開度增大而呈線性增大。
