淺析微型傳感器在汽車中的細化應用論文

摘要：在信息技術發展的同時,電子技術也逐漸融入到了汽車工程中,尤其是在汽車應用需求不斷增加的現實情況下,以往的機械系統已經難以與目前的應用要求高度相符,系統中原本存在的功能也逐漸與汽車應用難題相互背離,這就使得汽車應用出現了相對滯後的問題,而電子系統則可以解決與汽車功能相關聯的多樣化問題。傳感器是電子系統中不可或缺的基礎部件,這同時也是組成汽車控制系統的核心部分,相對的傳感器質量將會對汽車系統各項功能的發揮效能產生直接影響。

關鍵詞：汽車工程; 微型傳感器; 應用探討;

從當前形勢來看,技術結構的更新,與技術應用水平的相對提升,也進一步帶動了汽車工程中微電子技術的優化調整,相對的汽車傳感器的結構形式也更加趨於微型化,並且功能也有所增加,逐漸呈現出了多樣化特點。微型傳感器實際上就是將微機性能融入到機械加工技術中,這樣其中涵蓋的相關元件就都能集中在小小的芯片上,這不僅能夠有效提升其集成化水平,更能縮小功能部件的體積,雖然多個功能部件都集中在了芯片上,但是其應用性能卻不會有弱化,反之這能夠有效優化系統測試結構,提升汽車應用屬性。

1 智能控制系統中微型傳感器的應用。

智能控制系統由於其強大的應用優勢而被廣泛應用於各大領域,該系統不僅具有人工智能的細化屬性,實現了自動控制更是應用效果提升的顯着表現,因此智能控制系統可以説是對多項學科的高效融合,在學術研究領域中智能控制系統的理論性探究是難度最大,並且知識框架不斷更新的發展性研究理論。在當今社會,各個行業的為了提升其發展實力,都做出了相應優化調整,或多或少的融入了智能化發展理念,但是在車輛需求不斷增加的當今社會,智能控制系統卻能夠為其自動化水平的相對提升提供基礎保障,因此在汽車領域中智能技術的發展速度是最為快速的。

汽車工程是一項複雜的系統性工程,其中涵蓋的內容具有一定的量化特點,這就對自動化應用效能提出了更高的要求,無論是生產產品,還是做出運動控制等等內容,都需要以自動化技術為依託,因此不難發現,自動化技術需要發揮其最大化應用效能,為提高汽車工程質量提供科學有效的助推力。其中微型傳感器是不可或缺的關鍵性部件,如果汽車工程在生產流程中缺少微型傳感器的支持,必然會導致汽車生產線上的生產進程無法得到實時跟蹤及監控,後續生產項目的開展必然受到不良影響,相對的在這一過程中的生產控制器也就不能完成對數據的有效獲取,這樣生產出的零件質量是否能夠與預設標準高度相符也就難以衡量。

在汽車工程中,只有確保生產流程能夠高效推進,才能從根本上提升汽車生產實力,這就需要儘可能的降低系統調試頻率及週期,因此,這就需要加大微型傳感器的應用力度,只有這樣才能確保生產實際情況能夠實時精準的反映出來。從當前形勢來看,汽車工程中越來越多的融入了現代應用技術,尤其是集成電路技術,其運行發展不僅能夠帶動整體生產質量的相對提升,微機電系統的技術水平也會受其影響,處於不斷調整優化階段,並逐漸趨於完善。微型傳感器是微型機電器件中應用價值最高的代表性器件,其種類根據需求的不同也存在一定的多樣化特點,但是它們卻普遍存在體積小的應用優勢。

目前微電子技術也處於發展優化的調整性階段,其中納米技術的拓展性應用,在汽車工程領域中所發揮的作用也是較為顯着的。將納米技術應用到加工技術改進環節,不僅能夠有效提升傳感器的適用屬性,更能開發出更多的功能,實現對效能的不斷完善。在這一過程中所應用的成本並不高,並且由小部件逐步推進也能夠組成新型的排列組合,實現規模化拓展,以上這些應用優勢都將為汽車工程的長遠發展夯實基礎,這不僅是技術的更新,更是汽車工程生產流程的優化及發展。

在汽車加工環節,採取單線多品種的生產方式已經在生產領域中獲得較多好評,並且並廣泛應用於各大生產加工企業中。為了不斷提升生產效率,將該生產技術深入貫穿到各個生產需求環境下,就需要對其中涵蓋的不確定因素進行精準衡量,從源頭上防止誤差性問題的頻繁發生,因此在這一過程中的檢查及測量等技術的高效應用也就顯得至關重要,只有促使其性能優勢得到充分發揮,才能對微型傳感器的不斷優化提供基礎保障。

2 微型傳感器在汽車中的細化應用。

2.1 汽車發動機控制用傳感器。

發動機的電子控制一直被認為是MEMS技術在汽車中的主要應用領域之一。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。這些傳感器向發動機的電子控制單元提供發動機的工作狀況信息,供電子控制單元對發動機工作狀況進行精確控制,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。

2.2 安全系統方面用傳感器。

像摩托羅拉公司用體微細加工技術製作的硅加速度傳感器。統的陀螺儀是由高速旋轉的轉子、內環、外環和基座組成,這種陀螺儀的內外環通常是用滾珠軸承支撐,這些通常是用機械加工方法制成,需要加工精度高、難度大、而且,做成的.陀螺儀體積大、質量重。微機械陀螺是具有複雜的檢測與控制電路的MEMS裝置。Said Emre A1per等人報道了一種結構對稱,並具有解耦特性的表面微機械陀螺。該敏感結構在其最外邊的4個角都設置了支承“錨”,與傳統的直接支承在“錨”上的實現方式不同,它利用一種對稱結構敏感質量塊支承在連接樑上,並通過樑將驅動電極和敏感電極有機地連接在一起。用微器件仿真軟件包(MEMCAD)仿真分析後可知,2個方向上的振動相互不影響,所以,這樣的連接方式不用考慮機械耦合。該微機械陀螺的平面外輪廓的結構參數為1mm。

2.3 車輛監控和自診斷用傳感器。

在車輛監控和自診斷方面,MEMS技術的一個主要應用將是輪胎壓力監測;其次是應用於冷卻、剎車等系統的傳感器。此外,還有如像在亮度控制系統中使用光傳感器;在電子駕駛系統中使用磁傳感器、氣流速度傳感器;在自動空調系統中使用室內温度傳感器、吸氣温度傳感器、風量傳感器、日照傳感器、濕度傳感器;在導向行駛系統中使用方位傳感器、車速傳感器等。

2.4 高温微電子在汽車中的應用。

高温微電子在汽車發動機控制、氣缸和排氣管、電子懸架和剎車、動力管理及分配等方面的監控中都起着非常重要的作用。例如:用於發動機控制的高温微電子傳感器和控制器將有助於燃燒的更好監測和控制,它將使燃燒的更加徹底,提高燃燒效率。但是,用傳統的硅半導體技術製作的微電子器件由於不能在很高的温度下工作,已不能勝任。為了解決在高温環境下温度測量問題,必須研製一種新的材料來取代傳統的半導體材料。

由於汽車傳感器在汽車電子控制系統中的重要作用和快速增長的市場需求,世界各國對其理論研究、新材料應用和新產品開發都非常重視。未來的汽車用傳感器技術,總的發展趨勢是微型化、多功能化、集成化和智能化。

參考文獻

[1]楊友珍.探究解析汽車傳感器應用[J].今日湖北旬刊,2012(10).

[2]趙玉田.現代汽車電子技術及其在儀表中的運用分析[J].電子測試,2013(9).