汽車傳感器作為汽車電子控制系統(tǒng)的重要組成部分，用來感受運行過程中諸如溫度、壓力、速度、位置、空氣流量、氣體濃度等物理量的狀態(tài)及變化情況，并送到控制器或儀表，傳感器提供的狀態(tài)信息是汽車電子控制的基本依據(jù)，在汽車上起到了“耳目”的作用。

1970年以前，一般汽車上只有油壓、水溫、油量三種傳感器，分別監(jiān)測發(fā)動機(jī)的潤滑壓力、冷卻水溫度和燃油箱的儲量。從20世紀(jì)70年代開始，伴隨著汽車電子化的發(fā)展，汽車性能的提高和人們對環(huán)境保護(hù)意識的加強，傳感器在現(xiàn)代汽車上的應(yīng)用范圍和使用數(shù)目也不斷增加，目前轎車上的傳感器已經(jīng)廣布全車，從發(fā)動機(jī)到變速器，從轉(zhuǎn)向到安全氣囊，從制動到懸架，從照明到空調(diào)都已經(jīng)有了傳感器的蹤影。據(jù)統(tǒng)計，現(xiàn)在中級的轎車已有傳感器20個左右，高級的轎車已達(dá)80個以上，而且呈現(xiàn)不斷增加的趨勢。目前汽車傳感器有兩大類，一類是使駕駛者直接了解汽車各部分狀態(tài)的儀表傳感器，另一類是用于控制汽車運行狀態(tài)的控制傳感器。前一種早就有了，后一種是現(xiàn)代汽車電子技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)物。

一、汽車傳感器的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.汽車傳感器的分類

汽車傳感器按用途可分為發(fā)動機(jī)電子控制用傳感器，如空氣流量、曲軸轉(zhuǎn)角、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、爆震、進(jìn)氣溫度、冷卻水溫度傳感器等；底盤檢測與控制傳感器，如車高傳感器、轉(zhuǎn)向傳感器、車速傳感器等；為駕駛員提供信息的傳感器，如汽車儀表電子裝置中使用的各種傳感器、導(dǎo)向行駛系統(tǒng)中使用的前進(jìn)方向傳感器，地磁矢量傳感器等；以及提高乘坐舒適性裝置中使用的傳感器，如座椅位置調(diào)整用的電位計式電阻傳感器等。

2.汽車發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)中使用的傳感器

用于發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)中的壓力、溫度、氣體濃度、流量、位置和轉(zhuǎn)速、爆震等傳感器，使用于高溫(發(fā)動機(jī)表面150℃、排氣歧管650℃)、振動(加速度30g)、沖擊(加速度50g)、潮濕(100％RH，-40～120℃)以及蒸汽、鹽霧、腐蝕和油泥污染的惡劣環(huán)境中，因此汽車用傳感器耐惡劣環(huán)境的技術(shù)指標(biāo)要比一般工業(yè)用傳感器高1～2個數(shù)量級。

（1）壓力傳感器。壓力傳感器主要用于檢測汽缸負(fù)壓、大氣壓、渦輪發(fā)動機(jī)的升壓比、汽缸內(nèi)壓、油壓等。吸氣負(fù)壓式傳感器主要用于吸氣壓、負(fù)壓、油壓檢測，吸氣壓13～100kPa，精度1％，大氣壓65～100kPa，精度5％。主要有膜片式壓力傳感器、電容式壓力傳感器和半導(dǎo)體壓力傳感器。其中膜片式壓力傳感器主要用于發(fā)動機(jī)電子噴射裝置，工作范圍20～800kPa，精度1．5％；電容式壓力傳感器主要用于檢測泊壓、液壓、氣壓，測量范圍20～100kPa；半導(dǎo)體壓力傳感器用來檢測各種壓力，應(yīng)用量最大，工作范圍20MPa，精度0．6％(非線性) 59400226；SAW(表面波式)。

（2）溫度傳感器。溫度傳感器主要用于檢測發(fā)動機(jī)溫度、吸入氣體溫度、冷卻水溫度、燃油溫度以及催化溫度等。已實用化的產(chǎn)品有熱敏電阻式溫度傳感器(通用型，-50～130℃，精度1.5％，響應(yīng)時間10ms；高溫型600～1000℃，精度5％，響應(yīng)時間10ms)、鐵氧體式溫度傳感器(ON／OFF型，-40～120℃，精度2．0％)、金屬或半導(dǎo)體膜空氣溫度傳感器(-40～150℃，精度2．0％、5％，響應(yīng)時間20ms)等。

汽車用溫度傳感器的發(fā)展方向是使響應(yīng)時間更快的溫度傳感器，靈敏度增高。

（3）爆震傳感器。汽油在即將燃燒而沒有發(fā)生明顯爆燃時，燃燒速度最快、動力性能最好。爆燃檢測方法有氣缸壓力、發(fā)動機(jī)機(jī)體振動和燃燒噪聲等。爆震傳感器有磁致伸縮式和壓電式兩種。磁致伸縮式爆震傳感器的使用溫度為-40～125℃，頻率范圍為5～10kHz；壓電式爆震傳感器在中心頻率5.417kHz處，其靈敏度可達(dá)200mV／g，在振幅為0.1g～10g范圍內(nèi)具有良好線性度。

3.汽車狀態(tài)控制系統(tǒng)用傳感器

汽車狀態(tài)控制系統(tǒng)用傳感器的使用環(huán)境條件不大苛刻，許多在工業(yè)控制系統(tǒng)中使用的傳感器可以直接或者稍加改進(jìn)后使用在汽車狀態(tài)控制系統(tǒng)中。不同的控制系統(tǒng)要求配置不同的傳感器。例如，在防打滑的制動器中使用對地速度傳感器、車輪速度傳感器；在SPA(單點式傳感氣袋系統(tǒng))中使用懸臂壓電陶瓷式、圓板型壓電陶瓷式、懸臂壓電電阻式、4點支持壓電電阻式、3層或5層結(jié)構(gòu)靜電電容器式等氣袋用加速度傳感器；在液壓轉(zhuǎn)向裝置中使用車速傳感器、油壓傳感器；在速度自動控制系統(tǒng)中使用車速傳感器、加速踏板位置傳感器；在亮度控制系統(tǒng)中使用光傳感器；在電子駕駛系統(tǒng)中使用磁傳感器、氣流速度傳感器；在自動空調(diào)系統(tǒng)中使用室內(nèi)溫度傳感器、吸氣溫度傳感器、風(fēng)量傳感器、日照傳感器、濕度傳感器；在導(dǎo)向行駛系統(tǒng)中使用方位傳感器、車速傳感器；在慣性行駛系統(tǒng)中使用轉(zhuǎn)向傳感器、行駛距離傳感器；在測量燃油、冷卻液、制動液、電解液、清洗液、發(fā)動機(jī)油位等液位時，使用熱敏電阻式、壓電諧振式、靜電電容器式等液位傳感器。在ABS系統(tǒng)中各廠家正在致力開發(fā)輪轂內(nèi)裝式ABS傳感器，預(yù)計將向輪轂內(nèi)裝式半導(dǎo)體傳感器方面發(fā)展。霍爾器件及MR器件等可以檢測出零車速，但目前的問題是如何降低成本。

二、汽車用傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢

現(xiàn)代汽車的電子化趨勢推動了汽車傳感器技術(shù)的發(fā)展，未來的汽車傳感器總的發(fā)展趨勢是多功能化、集成化、智能化，還將不斷地提高可靠性及降低系統(tǒng)制造成本。多功能化指的是一個傳感器能檢測兩個或者兩個以上的特性參數(shù)或化學(xué)參數(shù)。集成化指的是利用IC制造技術(shù)制作IC式傳感器。智能化是指傳感器與大規(guī)模集成電路相結(jié)合，帶有MPU，具有智能作用。

一些新型的傳感器，比如光纖傳感器，由于具有靈敏度高、體積小、重量輕、可彎曲、絕緣性好、無電磁干擾、頻帶寬、低損耗等特點，今后在汽車上的應(yīng)用會更加廣泛。為提高汽車安全性和舒適性，生物體測量等方面的傳感器也在研究中。例如，駕駛員視野盲區(qū)障礙物測量、保持2車前后車距、碰撞自動保護(hù)等裝置中用傳感器。

此外，傳感器信號輸出與控制系統(tǒng)的計算機(jī)接口也是一個重要的研究課題。內(nèi)含有A／D、D／A、I／O驅(qū)動、緩沖RAM、程序ROM、MPU，并具有線性、溫度補償以及相應(yīng)控制程序的靈巧型汽車用傳感器引人注目，將使得汽車各系統(tǒng)的元器件數(shù)量大大減少，從而降低系統(tǒng)成本，減小體積和減輕質(zhì)量，并使整個系統(tǒng)更加簡單可靠。

總之，汽車用傳感器技術(shù)的發(fā)展，不僅僅是傳感器自身的開發(fā)，而且更注重于對傳感器的互換性、耐久性、可靠性的開發(fā)。

（作者單位：浙江汽車職業(yè)技術(shù)學(xué)院）