汽車電子中納米技術傳感器的應用分析

王森泯

【摘要】汽車傳感器屬于汽車電子操控系統中重要成分，主要作用是感受汽車運轉期間的溫度、速度、壓力、氣體濃度等變化情況，且將信息轉移至控制器或儀表內，從而使駕駛人員完成車輛操作。傳感器所供應的狀態信息是汽車電子操作的根本，在汽車中起到了信息傳達的作用。納米技術無論是在汽車性能、信息傳遞、安全性中都發揮著不可替代的作用。因此，對納米技術傳感器于汽車電子中的應用進行研究，對提升汽車事業發展意義重大。

【關鍵詞】汽車電子 納米技術 傳感器 應用

引言

汽車技術的發展得益于材料技術的快速發展，而當前納米技術在汽車上的應用異常火熱，進入20世紀90年代后，納米技術得到了前所未有的發展，形成了納米材料學、納米生物學、以及納米化工學等，所衍生出的納米技術產品屢見不鮮，且朝著汽車行業邁進[1]。納米技術能夠很好的使用在汽車各個位置，包括車輪、車身、發電機、傳感器，以及排氣系統等，納米技術的出現，使得上述器件擁有全新的功能。目前，市場電子信息化程度逐步加快，納米技術傳感器于汽車電子中的應用日新月異，對發展汽車信息事業起到極大的推動作用。

1 納米微型電子傳感器在汽車中的運用

現代汽車技術的主流特色是越來越多的零部件使用電子傳控，比如：廢氣排放、空調、座位自動調節、燈光控制等，電子自動控制的原理為傳感器信息傳遞；有相關數據顯示[2]，普通汽車中有數十只傳感器，而高級轎車中傳感器數量高達一百多種。傳感器是納米技術重要衍生物，伴隨著納米技術的不斷成熟，價格低廉、功能強大的微型傳感器將廣泛運用于社會生活的各個層面。例如：將微型傳感器安裝在汽車輪胎內，可生產出智能輪胎，這種輪胎能夠智能提醒司機輪胎充氣換氣時間。此外，還有些專門于惡劣環境下工作的微型傳感器，例如：發動機微型傳感器，能夠在發動機內工作，時刻監督發動機運行狀態。

伴隨著納米電子技術的飛速發展進步，傳感器技術也隨之獲得了前所未有的發展契機，傳感器已經開始使用納米電極技術，這種技術將納米級的敏感原件封存于納米電極之中，完成單電子監測，從而明顯提升測試準確性，且其單位體積較小、重量不大、耐用性能高、價格優勢極為明顯。

2 傳感器于汽車電動機監控中的應用

發電機的電子監控始終是納米技術于汽車應用的重要領域，發動機監控系統使用傳感器是整部汽車的中心，保護溫度傳、濕度、壓力、流量、氣體等傳感器[3]。這些傳感器為發電機電子監控單元供應發電機的運行情況信息，使駕駛人掌握發動機的整體運行狀態，從而提升發動機使用周期和安全性能。

2.1 溫度傳感器介紹

汽車使用納米溫度傳感器的目的在于檢測發動機溫度、水溫、燃油溫度，以及氣體溫度等；伴隨著納米加工技術的飛速發展，傳感器技術將進一步從微型傳感器發展至納米傳感器。微型傳感器一般體積極小，可以使得都在功能得以實現，同時其利于大批量生產、生產成本不高、功能性強，這些優點能夠讓其廣泛運用于汽車領域。

2.2 壓力傳感器介紹

納米技術將成為21世紀高新技術，使用微機械加工生產的納米產品，具有體積小、性能好，以及成本低的優勢，預估由微傳感、微執行器和處理裝置集成的系統將先后進入商業市場；壓力納米傳感器是汽車中應用最多的傳感器，主要涵蓋傳動系統流體壓力、發動機油壓力、進氣管道壓力等。

3 傳感器于安全系統方面的應用

安全系統是汽車考慮的重要環節，隨著科技的逐步發展汽車的安全性能逐漸增強，而傳感器于安全系統方面的應用也逐漸廣泛，例如：使用測角速率表面的微機械陀螺、安全氣囊的微型加速度計等。

3.1 微型加速度傳感器介紹

當前，納米技術于安全氣囊領域的應用逐漸增多，硅加速度計的量程正常情況下約為50gn；早期摩托羅拉公司使用體微細加工技術生產的硅加速度傳感器。有相關學者研究發現，一種全新的硅微三軸加速度計，擁有4個敏感提，4個獨立的信號解讀電極和參考電極，其很好的使用了敏感梁于其厚度方向擁有很小的剛度[4]，從而可完成敏感加速度。于加速度計的橫截面中，鑒于各個不同方向的結果，敏感梁的厚度方向和加速度計的發現方向為35.26°。

3.2 表面微機械陀螺

常規的陀螺儀是由快速旋轉的轉子、內環、外環和基座構成，陀螺儀各環之間是由滾珠軸承支持，一般是通過機械加工的方式生產，對加工精度、工藝都有極高的要求[5]。而微型機械陀螺儀由于繁瑣和系統的檢測電路納米裝置，同常規的陀螺儀相比，起利用的是對稱的敏感質量來支持梁的重量，同時借助梁使電極和敏感電極鏈接一體。

3.3 傳感器于車輛檢測和自診斷的應用

在車輛檢測和自我診斷方面，納米技術主要是對輪胎壓力檢測；另外是運用于冷卻、剎車失靈等系統的傳感器，且還有亮度檢測系統中使用光傳感；于電子駕駛系統中采用磁傳感、氣流速度檢測；于自動空調中檢測車內溫度、濕度、風量等；于傳導系統中采用方位傳感器，檢測車速等。

4 結語

當前，傳感器技術逐漸朝著微型化、智能化、系統化的方向發展進步，對于多種學科形成的邊緣傳感器監控原理和技術，其監控信號類型各式各樣，監控功能也逐漸增強，檢測精密性也越來越高。整體而言，傳感器技術對汽車領域的發展意義重大，且傳感器對于國家工業、經濟、綜合國力的提升意義重大。因此，增強對傳感器技術的研究，為提升我國科技綜合水平有著非凡的意義。

【參考文獻】

[1]王俊，韓慶邦，王樹昊等.大功率單脈沖超聲信號發生器的設計[J]. 應用聲學. 2013，01（01）：22-23.

[2]談炳發，孫苗鐘等. 汽車電子點火與燃油噴射實驗系統的改進[J]. 中國教育技術裝備. 2013，02（03）：34-35.

[3]鄭浩，李延夫，李明興等. 汽車用硅基壓力傳感器環境試驗方法分析[J]. 儀表技術與傳感器. 2013，02（03）：44-45.

[4]張松青，侯鎖軍. 納米技術在汽車上的應用與發展研究[J]. 河南機電高等專科學校學報. 2010，01（04）：39-40.

[5]高逢猛，劉昭霞. 納米技術在汽車應用上的展望[J]. 包頭職業技術學院學報. 2011，02（01）：10-11