細數微型傳感器在汽車(chē)行業(yè)的多重效用

現代化的汽車(chē)正朝著(zhù)能夠滿(mǎn)足人類(lèi)需求、安全、舒適、方便和無(wú)污染的方向發(fā)展，只有一種交通工具。

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

微型傳感器是目前最成功、最實(shí)用的微型機電設備，主要包括利用微型薄膜的機械變形產(chǎn)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(chǎng)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(zhù)微電子加工技術(shù)，尤其是納米加工技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，傳感器技術(shù)也將由微型傳感器發(fā)展為納米傳感器。這類(lèi)微型傳感器體積小，可以實(shí)現多種全新功能，便于大批量、高精度生產(chǎn)，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(chē)應用。

1)微加速傳感器。

當前，安全氣囊是MEMS技術(shù)在未來(lái)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(zhì)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為1毫米2，厚度僅為2μm。其工作原理是:當在敏感質(zhì)量塊上施加DC偏置電壓，在活動(dòng)叉指和固定叉指之間施加適當的交流激勵電壓時(shí)，敏感質(zhì)量塊會(huì )在y軸方向產(chǎn)生固有振動(dòng)。

3)車(chē)輛監控和自診斷傳感器。

在車(chē)輛監控和自診斷方面，MEMS技術(shù)的主要應用之一是輪胎壓力監控，其次是冷卻、制動(dòng)等系統的傳感器。

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

4)高溫微電子在汽車(chē)中的應用。

高溫微電子在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機控制、氣缸和排氣管、電子懸架和制動(dòng)、動(dòng)力管理和分配等監控中發(fā)揮著(zhù)非常重要的作用。

舉例來(lái)說(shuō)于發(fā)動(dòng)機控制的高溫微電子傳感器和控制器有助于更好地監測和控制燃燒，使燃燒更加徹底，提高燃燒效率。但是，傳統硅半導體技術(shù)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(wèn)題，必須開(kāi)發(fā)新的材料來(lái)取代傳統的半導體材料。

基于MEMS技術(shù)的微型傳感器在降低汽車(chē)電子系統成本和提高性能方面具有優(yōu)勢，開(kāi)始取代基于傳統機電技術(shù)的傳感器。隨著(zhù)納米技術(shù)的進(jìn)步，體積小、成本低、功能強的微型傳感器廣泛應用于汽車(chē)的各個(gè)方面。

未來(lái)幾年，包括發(fā)動(dòng)機運行管理、廢氣和空氣質(zhì)量控制、制動(dòng)防抱死系統、車(chē)輛動(dòng)力控制、自適應導航和車(chē)輛行駛安全系統的應用將為制造執行系統技術(shù)提供廣闊的市場(chǎng)。

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