細數(shù)微型傳感器在汽車行業(yè)的多重效用

現(xiàn)代化的汽車正朝著能夠滿足人類需求、安全、舒適、方便和無污染的方向發(fā)展，只有一種交通工具。

實現(xiàn)這些目標的關鍵在于汽車的電子化和智能化，前提是及時獲取各種信息，這必然要求汽車中大量使用各種傳感器。傳統(tǒng)傳感器體積大，重量大，成本高，在汽車中的應用受到很大限制。

微型傳感器是目前最成功、最實用的微型機電設備，主要包括利用微型薄膜的機械變形產生電信號輸出的微型壓力傳感器和微型加速度傳感器。此外，還有微型溫度傳感器、磁場傳感器、氣體傳感器等，這些微型傳感器的面積大多小于1毫米。

伴隨著微電子加工技術，尤其是納米加工技術的進一步發(fā)展，傳感器技術也將由微型傳感器發(fā)展為納米傳感器。這類微型傳感器體積小，可以實現(xiàn)多種全新功能，便于大批量、高精度生產，單件成本低，易于形成大型、多功能的陣列，使其非常適合汽車應用。

1)微加速傳感器。

當前，安全氣囊是MEMS技術在未來的主要應用。硅加速度計的測量范圍一般為50gn。硅加速度傳感器應用較早。

2)表面微型機械陀螺。

傳統(tǒng)陀螺儀由高速旋轉的轉子、內環(huán)、外環(huán)和底座組成。這種陀螺儀的內外環(huán)通常由滾珠軸承支撐，通常由機械加工方法制成。加工精度高，難度大，制成的陀螺儀體積大，質量重。微機械陀螺儀是一種檢測控制電路復雜的MEMS裝置。

微型機械陀螺平面外輪廓的結構參數(shù)為1毫米2，厚度僅為2μm。其工作原理是:當在敏感質量塊上施加DC偏置電壓，在活動叉指和固定叉指之間施加適當?shù)慕涣骷铍妷簳r，敏感質量塊會在y軸方向產生固有振動。

3)車輛監(jiān)控和自診斷傳感器。

在車輛監(jiān)控和自診斷方面，MEMS技術的主要應用之一是輪胎壓力監(jiān)控，其次是冷卻、制動等系統(tǒng)的傳感器。

另外，在亮度控制系統(tǒng)中使用光傳感器的電子駕駛系統(tǒng)中使用磁傳感器、氣流速度傳感器的自動空調系統(tǒng)中使用室內溫度傳感器、吸氣溫度傳感器、風量傳感器、日照傳感器、濕度傳感器的方向傳感器、速度傳感器等。

4)高溫微電子在汽車中的應用。

高溫微電子在汽車發(fā)動機控制、氣缸和排氣管、電子懸架和制動、動力管理和分配等監(jiān)控中發(fā)揮著非常重要的作用。

舉例來說于發(fā)動機控制的高溫微電子傳感器和控制器有助于更好地監(jiān)測和控制燃燒，使燃燒更加徹底，提高燃燒效率。但是，傳統(tǒng)硅半導體技術制作的微電子設備不能在高溫下工作，不能勝任。為了解決高溫環(huán)境下的溫度測量問題，必須開發(fā)新的材料來取代傳統(tǒng)的半導體材料。

基于MEMS技術的微型傳感器在降低汽車電子系統(tǒng)成本和提高性能方面具有優(yōu)勢，開始取代基于傳統(tǒng)機電技術的傳感器。隨著納米技術的進步，體積小、成本低、功能強的微型傳感器廣泛應用于汽車的各個方面。

未來幾年，包括發(fā)動機運行管理、廢氣和空氣質量控制、制動防抱死系統(tǒng)、車輛動力控制、自適應導航和車輛行駛安全系統(tǒng)的應用將為制造執(zhí)行系統(tǒng)技術提供廣闊的市場。

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