汽車(chē)電子技術(shù)中傳感器的應(yīng)用分析

徐彬 丁國(guó)臣

摘要：在現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展之下，電子技術(shù)日漸成熟，已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域得到了十分廣泛的應(yīng)用。同時(shí)，隨著信息技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，電子技術(shù)與信息技術(shù)進(jìn)行了深入的融合，使得電子技術(shù)更加智能化與信息化。其中，電氣技術(shù)與汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的結(jié)合，利用傳感器推進(jìn)了汽車(chē)行業(yè)的智能化發(fā)展。并且，隨著傳感器精度的進(jìn)一步提高，在汽車(chē)的安全駕駛方面發(fā)揮了更大的作用。本文通過(guò)探討汽車(chē)電子技術(shù)中傳感器的應(yīng)用范疇，并展望了車(chē)用傳感器的發(fā)展趨勢(shì)，為相關(guān)工作的開(kāi)展提供參考。

Abstract： With the development of modern science and technology， electronic technology is becoming mature and has been widely used in various fields. At the same time， with the rapid development of information technology and Internet， electronic technology and information technology have been deeply integrated， making electronic technology more intelligent and informative. Among them， the combination of electrical technology and automotive industry， the use of sensors to promote the intelligent development of the automotive industry. Moreover， with the further improvement of the sensor accuracy， it plays a greater role in the safe driving of the vehicle. In this paper， the application of sensors in automotive electronics is discussed， and the development trend of automotive sensors is prospected， which can provide reference for related work.

關(guān)鍵詞：汽車(chē);電子技術(shù);傳感器

Key words： automobile;electronic technology;sensor

中圖分類(lèi)號(hào)：U463.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）15-0220-02

0? 引言

隨著我國(guó)城市建設(shè)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，使得人民物質(zhì)生活水平不斷提高，帶動(dòng)了汽車(chē)市場(chǎng)需求量的不斷增加，同時(shí)也加劇了汽車(chē)生產(chǎn)制造企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)壓力。在這種情況下，汽車(chē)生產(chǎn)制造企業(yè)必須充分重視先進(jìn)技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，借助汽車(chē)電子技術(shù)的應(yīng)用增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。在汽車(chē)電子技術(shù)中，傳感器是一種十分先進(jìn)的智能化工具，是汽車(chē)生產(chǎn)制造技術(shù)的智能化產(chǎn)物。目前我國(guó)車(chē)用傳感器的技術(shù)研發(fā)越加成熟，市場(chǎng)上的車(chē)用傳感器數(shù)量不斷增加，借助車(chē)用傳感器顯著提高了汽車(chē)的駕駛性能，滿足了用戶的使用需求，提升了汽車(chē)的安全性能。

1? 傳感器在汽車(chē)電子技術(shù)中的重要性分析

汽車(chē)的電氣控制系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)的控制系統(tǒng)，而在這個(gè)閉環(huán)的控制系統(tǒng)當(dāng)中，需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行有效的反饋，而車(chē)用傳感器在汽車(chē)控制系統(tǒng)中所承擔(dān)的作用就是檢測(cè)和傳遞反饋信號(hào)。通過(guò)車(chē)用傳感器，可以將汽車(chē)控制系統(tǒng)所需的溫度、速度、壓力、流量、電磁等非電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槠?chē)控制系統(tǒng)可以識(shí)別的信號(hào)，并借助傳感器所反饋的信號(hào)，向汽車(chē)控制系統(tǒng)發(fā)送操控信息，完成相應(yīng)的指令[1]。可以說(shuō)車(chē)用傳感器是汽車(chē)控制系統(tǒng)的觸覺(jué)神經(jīng)，也是汽車(chē)控制系統(tǒng)的重要工具，如果沒(méi)有車(chē)用傳感器作為支撐，就無(wú)法充分發(fā)揮出汽車(chē)電子系統(tǒng)的作用。因此，車(chē)用傳感器是汽車(chē)控制系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分，并且傳感器也是汽車(chē)電子技術(shù)的代表，是確保汽車(chē)電子技術(shù)手段得以充分發(fā)揮的工具。

2? 汽車(chē)電子技術(shù)對(duì)傳感器的要求

隨著汽車(chē)制造業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展，對(duì)于汽車(chē)的安全性、舒適性以及操控性的要求不斷提高，電子技術(shù)在汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用滿足了用戶對(duì)于汽車(chē)駕駛與操控的要求。作為汽車(chē)電子技術(shù)的載體，傳感器應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：第一，傳感器的精度應(yīng)當(dāng)滿足使用需求。傳感器的精度直接關(guān)系到了汽車(chē)電控技術(shù)的水平，與汽車(chē)控制系統(tǒng)的性能息息相關(guān)，一般而言對(duì)于車(chē)用傳感器精度的要求應(yīng)當(dāng)確保傳感器測(cè)量的誤差不超過(guò)1%[2]，如果傳感器測(cè)量誤差過(guò)大，精度不夠準(zhǔn)確，會(huì)導(dǎo)致傳感器所獲取的數(shù)據(jù)信息不夠準(zhǔn)確，從而影響汽車(chē)控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確度，干擾駕駛員的判斷，如果在高速行駛的情況下，微小的誤差就會(huì)造成嚴(yán)重的后果。因此，汽車(chē)電子技術(shù)對(duì)于車(chē)用傳感器的精度具有較高的要求;第二，車(chē)用傳感器應(yīng)當(dāng)具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。車(chē)用傳感器相當(dāng)于汽車(chē)的感官和觸覺(jué)神經(jīng)，汽車(chē)行使的范圍較廣，在行使的過(guò)程中會(huì)遇到各種不同的環(huán)境和氣候，尤其是一些比較特殊的環(huán)境或氣候下，會(huì)對(duì)汽車(chē)的行駛造成一定的干擾，而車(chē)用傳感器必須具備對(duì)不同溫度、濕度及電磁干擾的良好適應(yīng)能力，無(wú)論在何種環(huán)境下都需要保障穩(wěn)定的性能，確保傳感器獲取數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，才能夠保障駕駛安全;第三，車(chē)用傳感器應(yīng)當(dāng)具有穩(wěn)定、可靠的性能。車(chē)用傳感器是汽車(chē)電子技術(shù)的代表，在汽車(chē)電控系統(tǒng)中被廣泛使用，為汽車(chē)行使獲取全面的數(shù)據(jù)信息，從而為駕駛員的安全行使提供保障。因此，傳感器的穩(wěn)定、可靠性既關(guān)系到了汽車(chē)控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行，更關(guān)系到了汽車(chē)的行使安全，如果車(chē)用傳感器的功能不穩(wěn)定，會(huì)影響獲取信息的準(zhǔn)確性，從而干擾駕駛員的判斷，甚至威脅駕駛員的人身安全。

3? 汽車(chē)電子技術(shù)中傳感器的主要類(lèi)型

隨著汽車(chē)電子技術(shù)的日漸成熟，使得車(chē)用傳感器的類(lèi)型越加豐富，功能日趨完善。具體來(lái)說(shuō)，目前市場(chǎng)上車(chē)用傳感器主要包括以下類(lèi)型：第一，根據(jù)傳感器被測(cè)量的信號(hào)類(lèi)型對(duì)傳感器進(jìn)行分類(lèi)，具體而言就是通過(guò)傳感器的直觀反應(yīng)傳遞信息，這類(lèi)傳感器的主要代表包括了汽車(chē)中常用的溫度傳感器、壓力傳感器等;第二，根據(jù)傳感器輸出的信號(hào)對(duì)傳感器進(jìn)行分類(lèi)，這類(lèi)型傳感器的主要代表包括了數(shù)字式傳感器和模擬式傳感器，其中數(shù)字式傳感器主要依托于AD轉(zhuǎn)換器，通過(guò)將傳感器獲取的信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，將其轉(zhuǎn)換為汽車(chē)控制系統(tǒng)的數(shù)字信號(hào);第三，根據(jù)傳感器的工作原理對(duì)傳感器進(jìn)行分類(lèi)，這類(lèi)傳感器的代表主要包括了光電式傳感器、電阻式傳感器等[3]。

4? 汽車(chē)電子技術(shù)中傳感器的具體應(yīng)用范疇

4.1 發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中傳感器的應(yīng)用? 發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)是整個(gè)汽車(chē)的核心系統(tǒng)，也是汽車(chē)動(dòng)力的主要來(lái)源，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性決定了汽車(chē)的安全行駛。目前，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中所使用的傳感器主要包括了溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器，通過(guò)這些傳感器發(fā)揮各自的作用，可以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的溫度、轉(zhuǎn)速、流量、壓力等重要的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行準(zhǔn)確的獲取，并將其傳輸給汽車(chē)控制系統(tǒng)，通過(guò)傳感器所反饋的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行相應(yīng)的控制和處理，從而保障發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性;同時(shí)，通過(guò)對(duì)傳感器所獲取的信息進(jìn)行判斷，也可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)運(yùn)行中的故障和問(wèn)題，從而針對(duì)性的采取維護(hù)和保養(yǎng)的措施，保障汽車(chē)行使的安全性。

4.2 車(chē)身中傳感器的應(yīng)用? 車(chē)身是汽車(chē)整體結(jié)構(gòu)的外衣，也是汽車(chē)的防護(hù)層，車(chē)身可以保障車(chē)內(nèi)人員的安全，尤其是在遭遇事故時(shí)可以起到良好的隔離和防護(hù)作用。傳感器在車(chē)身中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在提高汽車(chē)駕駛的安全性及舒適性方面。具體而言，傳感器在車(chē)身中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下方面：第一，在汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)中，通過(guò)溫度傳感器、濕度傳感器、氣壓傳感器和風(fēng)速傳感器，可以保障汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，提升車(chē)內(nèi)的舒適性;第二，通過(guò)車(chē)門(mén)傳感器可以對(duì)車(chē)門(mén)的狀態(tài)進(jìn)行控制，避免在車(chē)門(mén)沒(méi)有關(guān)閉鎖死的情況下發(fā)動(dòng)汽車(chē)，通過(guò)報(bào)警系統(tǒng)保障車(chē)門(mén)安全關(guān)閉;第三，通過(guò)加速度傳感器可以操控汽車(chē)內(nèi)的安全氣囊，在發(fā)生強(qiáng)烈撞擊事故的情況下，通過(guò)對(duì)加速度傳感器的數(shù)據(jù)變化進(jìn)行判斷，將其反饋給汽車(chē)控制系統(tǒng)，從而快速啟動(dòng)安全氣囊，對(duì)車(chē)內(nèi)人員起到安全防護(hù)的作用[4]。

4.3 汽車(chē)底盤(pán)中傳感器的應(yīng)用? 汽車(chē)底盤(pán)承載了汽車(chē)的各種類(lèi)部件，保障著汽車(chē)的安全穩(wěn)定行使，因此汽車(chē)底盤(pán)中傳感器的應(yīng)用也是十分關(guān)鍵的。汽車(chē)底盤(pán)中常用的傳感器主要包括以下類(lèi)型：通過(guò)角速度傳感器，可以對(duì)車(chē)輪的轉(zhuǎn)速進(jìn)行感知和判斷;通過(guò)動(dòng)力轉(zhuǎn)向傳感器，可以對(duì)汽車(chē)的方向盤(pán)進(jìn)行操控;通過(guò)防抱制動(dòng)傳感器可以操控汽車(chē)的防抱死系統(tǒng)等。汽車(chē)底盤(pán)中的傳感器由于所處的位置比較特殊，受外界環(huán)境的影響較大，因此對(duì)于汽車(chē)底盤(pán)傳感器的防干擾性能、防水、防塵等性能的要求也就相對(duì)更高。

值得注意的是，隨著自動(dòng)變速汽車(chē)在汽車(chē)市場(chǎng)上需求量的不斷擴(kuò)大，傳感器在各類(lèi)型汽車(chē)中也發(fā)揮出了不可替代的關(guān)鍵性作用，通過(guò)傳感器可以對(duì)汽車(chē)的車(chē)速、車(chē)輪的轉(zhuǎn)速及腳踏板位置等進(jìn)行有效的檢測(cè)，獲取自動(dòng)變速所需的信息，從而實(shí)現(xiàn)汽車(chē)自動(dòng)變速的要求。

4.4 導(dǎo)航系統(tǒng)中傳感器的應(yīng)用? 汽車(chē)的導(dǎo)航系統(tǒng)是汽車(chē)電子智能技術(shù)的代表，也是汽車(chē)先進(jìn)性能的表現(xiàn)，在汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)中同樣需要傳感器的應(yīng)用。例如，在汽車(chē)行使的過(guò)程中，應(yīng)用于導(dǎo)航系統(tǒng)中的傳感器可以將獲取的信息實(shí)時(shí)傳輸給汽車(chē)控制系統(tǒng)，通過(guò)這樣的方式獲取車(chē)輛行使的信息，并為駕駛員提供相應(yīng)的導(dǎo)航服務(wù);此外，在駕駛員進(jìn)行倒車(chē)入庫(kù)的操作時(shí)，通過(guò)紅外線傳感器和圖像傳感器，也可以對(duì)倒車(chē)影像進(jìn)行實(shí)時(shí)的傳輸，幫助駕駛員準(zhǔn)確的完成倒車(chē)入庫(kù)，避免視線盲區(qū)。通過(guò)在汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)中應(yīng)用傳感器，可以為車(chē)輛行使獲取更加全面和準(zhǔn)確的信息，從而幫助駕駛員更好的判斷車(chē)輛行使的路線。

5? 汽車(chē)電子技術(shù)中傳感器的發(fā)展趨勢(shì)

5.1 向更加智能化的方向發(fā)展

隨著我國(guó)電子技術(shù)與人工智能技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，車(chē)用傳感器也將朝著更加智能化的方向不斷發(fā)展。具體而言，車(chē)用傳感器的智能化發(fā)展主要體現(xiàn)在以下方面：第一，依托于集成電路，可以將傳感器和微處理器進(jìn)行融合，從而在獲取有效信息的基礎(chǔ)上，對(duì)傳感器所獲取的信息進(jìn)行有效的處理，從而減少外界環(huán)境對(duì)于傳感器的干擾，有效提升傳感器的準(zhǔn)確度，并減少外界因素對(duì)傳感器造成的不利干擾;第二，利用人工智能等先進(jìn)的技術(shù)手段，可以使車(chē)用傳感器的功能更加多樣化，并且將多種功能進(jìn)行集成，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)變量的檢測(cè)，這就可以有效的減少汽車(chē)中所使用的傳感器的數(shù)量，降低汽車(chē)制造成本，同時(shí)也降低后期對(duì)傳感器進(jìn)行維護(hù)的難度。

5.2 向更加綠色、環(huán)保、節(jié)能的方向發(fā)展

節(jié)能減排是我國(guó)重要的發(fā)展戰(zhàn)略，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要手段，近年來(lái)國(guó)家加大了對(duì)節(jié)能減排的重視，對(duì)各個(gè)行業(yè)的發(fā)展提出了嚴(yán)格的要求。在此背景下，汽車(chē)電子技術(shù)中的傳感器也應(yīng)當(dāng)致力于在保障使用性能的基礎(chǔ)上向更加綠色、環(huán)保和節(jié)能的方向發(fā)展：第一，在材料的選擇上更加環(huán)保節(jié)能，加大對(duì)新技術(shù)和新材料的研發(fā)應(yīng)用，盡可能減少傳感器在使用過(guò)程中所造成的污染和能耗;第二，在傳感器的生產(chǎn)模式上進(jìn)行大力的創(chuàng)新，降低傳感器生產(chǎn)的成本，減少原材料的浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)傳感器的批量化生產(chǎn)。

6? 結(jié)論

車(chē)用傳感器是汽車(chē)電子技術(shù)的代表，也是汽車(chē)中不可或缺的關(guān)鍵組成部分。車(chē)用傳感器通過(guò)在汽車(chē)整體結(jié)構(gòu)中的廣泛應(yīng)用，大大提高了汽車(chē)行駛的安全性、舒適性及操控性。隨著汽車(chē)電子技術(shù)的不斷發(fā)展，車(chē)用傳感器在汽車(chē)中的應(yīng)用越加廣泛，并且也將朝著更加智能化和多元化的方向發(fā)展，遵循我國(guó)節(jié)能減排的要求，優(yōu)化傳感器制造生產(chǎn)的技術(shù)，推動(dòng)汽車(chē)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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