【技术】探讨汽车用传感器种类

信为科技将在本文介绍汽车用传感器种类。汽车用传感器是汽车计算机系统的输入装置，它把汽车运行中各种工况信息，如车速、各种介质的温度、发动机运转工况等，转化成电信号输给计算机，以便发动机处于最佳工作状态。

众所周知，汽车技术发展特征之一就是越来越多的部件采用电子控制。根据传感器的作用，可以分类为测量温度、压力、流量、位置、气体浓度、速度、光亮度、干湿度、距离等功能的传感器，它们各司其职，一旦某个传感器失灵，对应的装置工作就会不正常甚至不工作。因此，传感器在汽车上的作用是很重要的。

汽车传感器过去单纯用于发动机上，已扩展到底盘、车身和灯光电气系统上了。这些系统采用的传感器有100多种，在种类繁多的传感器中，常见的有∶

1、进气压力传感器：反映进气歧管内的绝对压力大小的变化，是向ECU（发动机电控单元）提供计算喷油持续时间的基准信号；

2、空气流量计：测量发动机吸入的空气量，提供给ECU作为喷油时间的基准信号；

3、节气门位置传感器：测量节气门打开的角度，提供给ECU作为断油、控制燃油/空气比、点火提前角修正的基准信号；

4、曲轴位置传感器：检测曲轴及发动机转速，提供给ECU作为确定点火正时及工作顺序的基准信号；

5、氧传感器：检测排气中的氧浓度，提供给ECU作为控制燃油/空气比在最佳值（理论值）附近的的基准信号；

6、进气温度传感器：检测进气温度，提供给ECU作为计算空气密度的依据；

7、冷却液温度传感器：检测冷却液的温度，向ECU提供发动机温度信息；

8、爆震传感器：安装在缸体上专门检测发动机的爆燃状况，提供给ECU根据信号调整点火提前角。

这些传感器主要应用在变速器、方向器、悬架和ABS上。

变速器：有车速传感器、温度传感器、轴转速传感器、压力传感器等；

方向器：有转角传感器、转矩传感器、液压传感器；

悬架：有车速传感器、加速度传感器、车身高度传感器、侧倾角传感器、转角传感器等；

下面介绍下主要的几种车用传感器：

1、空气流量传感器

空气流量传感器是检测吸入发动机的空气进气量的大小，并将进气量信息转换成电信号送至电控单元（ECU），作为决定喷油的基本信号之一。我们知道汽车的行驶是需要点火装置点火得到向前的冲量，因此，充气量得大小是ECU计算汽车在点火的时候点火装置需要喷油时间和喷油量和点火时间的依据。它的作用是可以让我们更好的让汽车进行加减速行驶。

根据测量原理不同，可以分为旋转翼片式空气流量传感器、卡门涡游式空气流量传感器、热线式空气流量传感器和热膜式空气流量传感器四种型式。前两者为体积流量型，后两者为质量流量型。主要采用热线式空气流量传感器和热膜式空气流量传感器两种。

2、里程表传感器

在差速器或者半轴上面的传感器，来感觉转动的圈数，里程表传感器一般用霍尔，光电两个方式来检测信号，其目的利用里程表记数可有效的分析判断汽车的行驶速度和里程，因为半轴和车轮的角速度相等，已知轮胎的半径，直接通过里程参数来计算。在传动轴上设计两个轴承，大大减轻了运行中的力距，减少了摩擦力，增强了使用寿命；由原来的动态检测信号改为齿轮运转式检测信号；由原来直插式垂直变速箱改为倒角式接口变速箱。里程表传感器插头一般是在变速箱上，有的打开发动机盖可以看到，有的要在地沟操作。

3、机油压力传感器

机油压力传感器是指集微型传感器、执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的微型机电系统。常用的有硅压阻式和硅电容式，两者都是在硅片上生成的微机械电子传感器。一般情况上，通过机油压力传感器来检测汽车的机油向内的机油还有多少，并将检测到的信号转换成可以理解的信号，提醒还有多少机油，或者还可以走多远，甚至是提醒汽车需要加机油了。

4、水温传感器

水温传感器的内部是一个半导体热敏电阻，温度愈低，电阻愈大；反之电阻愈小，安装在发动机缸体或缸盖的水套上，与冷却水直接接触。从而侧得发动机冷却水的温度。电控单元根据这一变化测得发动机冷却水的温度，温度愈低，电阻愈大；反之电阻愈小。电控单元根据这一变化测得发动机冷却水的温度，作为燃油喷射和点火正时的修正号。就是我们可以通过发动机水温的温度了解汽车运行的状态，停止或者运动，或者运动的时间有多长等。

5、ABS传感器

在制动活塞旁边（卡制动碟的卡钳，里面是制动活塞），ABS工作就是保证制动活塞和制动碟不卡死，保证它们处于滑动摩擦和静摩擦的边缘。大多由电感传感器来监控车速，ABS传感器通过与随车轮同步转动的齿圈作用， 输出一组准正弦交流电信号，其频率和振幅与轮速有关.该输出信号传往ABS电控单元（ECU），实现对轮速的实时监控。

6、节气门位置传感器

节气门位置传感器安装在节气门上，用来检测节气门的开度。它通过杠杆机构与节气门联动，进而反映发动机的不同工况。此传感器可把发动机的不同工况检测后输入电控单元（ECU），从而控制不同的喷油量。它有三种型式：开关触点式节气门位置传感器，线性可变电阻式节气门位置传感器、综合型节气门位置传感器。

7、曲轴位置传感器

曲轴位置传感器也称曲轴转角传感器，是计算机控制的点火系统中最重要的传感器，其作用是检测上止点信号、曲轴转角信号和发动机转速信号，并将其输入计算机，从而使计算机能按气缸的点火顺序发出最佳点火时刻指令。

曲轴位置传感器有三种型式：电磁脉冲式曲轴位置传感器、霍尔效应式曲轴位置传感器、光电效应式曲轴位置传感器。曲轴位置传感器型式不同，其控制方式和控制精度也不同。曲轴位置传感器一般安装于曲轴皮带轮或链轮侧面，有的安装于凸轮轴前端，也有的安装于分电器。曲轴位置传感器，它的作用无可替代，一旦信号丢失了，车辆将无法启动。

8、安全气囊传感器/碰撞传感器

安全气囊传感器，按照用途的不同，分为触发碰撞传感器和防护碰撞传感器。触发碰撞式用于检测碰撞时的加速度变化，并将碰撞信号传给气囊电脑，作为气囊电脑的触发信号；防护碰撞式它与触发碰撞式串联，用于防止气囊误爆。

9、进气压力传感器

进气压力传感器（ManifoldAbsolutePressureSensor），简称MAP。它以真空管连接进气歧管，随着引擎不同的转速负荷，感应进气歧管内的真空变化，再从感知器内部电阻的改变，转换成电压信号，供ECU修正喷油量和点火正时角度。作为决定喷油器基本喷油量的依据。广泛采用的是半导体压敏电阻式进气压力传感器。

电喷发动机中采用进气压力传感器来检测进气量的称为D型喷射系统（速度密度型）。进气压力传感器检测进气量不是像进气流量传感器那样直接检测，而是采用间接检测，同时它还受诸多因素的影响，因而在检测和维修中就有许多不同于量传感器进气流的地方，所产生的故障也有它的特殊性。

10、气体浓度传感器

气体浓度传感器主要用于检测车体内气体和废气排放。其中，最主要的是氧传感器，它检测汽车尾气中的氧含量，根据排气中的氧浓度测定空燃比，向微机控制装置发出反馈信号，以控制空燃比收敛于理论值。当空燃比变高，废气中的氧浓度增加时，氧传感器的输出电压减小；当空燃比变低，废气中的氧浓度降低时，输出电压增大。电子控制单元识别这一突变信号，对喷油量进行修正，从而相应地调节空燃比，使其在理想空燃比附近变动。

加热型氧传感器，排气管内测氧气；用来控制空燃比，氧化锆是电解质，自己产生电动势；氧气多时供油稀，信号电压0.1；氧气少时燃气稠，信号电压0.9；电脑据此调油量，每10秒中有8变，如果不变赶紧换！

11、速度传感器

速度传感器是电动汽车较为重要的传感器，也是应用较多的传感器。就其定义而言，速度传感器主要是用来测量速度的传感器，分为转速传感器、车速传感器、车轮转速传感器等。

转速传感器主要用于电动汽车电动机旋转速度的检测。常用的转速传感器有三种，分别为电磁感应式转速传感器、光电感应式转速传感器、霍尔效应式转速传感器，均采用非接触式测量原理，以增强检测的安全性、提高检测精度。

车速传感器用来测量电动汽车行驶速度。车速传感器信号主要用于仪表板的车速表显示及发动机怠速、电动汽车加速其间的控制等。目前我国绝大部分电动汽车上的速度表都是以汽车轮胎的旋转转速转换成汽车速度进行测速的。这在汽车制动、打滑的情况下，以及轮胎因新旧、摩擦、路面、胎压高低等造成其外圆周长的变化都会造成误差过大，甚至无法工作，车速传感器主要有电磁感应式、光电式、可变磁阻式和霍尔式集中。电动汽车上普遍采用电磁感应式和霍尔式速度传感器。

12、凸轮轴位置传感器

凸轮轴位置传感器也叫同步信号传感器，它是一个气缸判别定位装置，向ECU输入凸轮轴位置信号，是点火控制的主控信号。凸轮轴位置传感器(Camshaft Position Sensor，CPS)，其功用是采集凸轮轴动角度信号，并输入电子控制单元(ECU)，以便确定点火时刻和喷油时刻。

凸轮轴位置传感器(Camshaft Position Sensor，CPS)又称为气缸识别传感器(Cylinder IdentificationSensor，CIS)，为了区别于曲轴位置传感器(CPS)，凸轮轴位置传感器一般都用CIS表示。凸轮轴位置传感器的功用是采集配气凸轮轴的位置信号，并输入ECU，以便ECU识别气缸1压缩上止点，从而进行顺序喷油控制、点火时刻控制和爆燃控制。此外，凸轮轴位置信号还用于发动机起动时识别出第一次点火时刻。因为凸轮轴位置传感器能够识别哪一个气缸活塞即将到达上止点，所以称为气缸识别传感器。

13、爆震传感器

爆震传感器安装在发动机缸体中间以四缸机为例安装在2缸和3缸之间，或者1 ，2缸中间一个，3，4缸中间一个。其作用是用来测定发动机抖动度，当发动机产生爆震时用来调整点火提前角。采用的有共振型和非共振型两大类。

现代汽车技术发展特征之一就是越来越多的部件采用电子控制。电子自动控制的工作要依赖传感器的信息反缋。随着传感器向电子化和数字化方向发展，汽车传感器由过去单纯应用于发动机，扩展到现在应用于底盘、车身和灯光电气系统上。汽车传感器的输出值将得到更多的相关应用。为此，制造商们正在开发和生产更好的传感器。

传感器在汽车上的应用不断扩大，它们在汽车电子稳定性控制系统（包括轮速传感器、陀螺仪以及刹车处理器）、车道偏离警告系统和盲点探测系统（包括雷达、红外线或者光学传感器）各个方面都得到了使用。据统计，目前一般轿车上大约有几十只传感器，高级轿车有100多个传感器。

在发达国家，随着汽车电子系统日益完善，电子传感新技术快速发展，但已经成熟的传感器产品的增长将趋缓甚至可能下降；在发展中国家，基本的汽车传感器主要用于汽车发动机、安全、防盗、排放控制系统，增长量十分可观。汽车传感器供应商面临严峻挑战：一方面要扩大产能产量，另一方面要不断减低成本，这种发展趋势未来将不可能改变。

汽车发动和驱动系统仍是传感器的最大和最成熟的市场，然而与其它应用相比，增速将放缓；随着全球燃油价格的提高，“改进燃烧效率”将是汽车传感器的新的应用“亮点”领域；在汽车安全和防盗系统中的应用将是最快的增长的市场；尾气排放控制系统市场的发展则十分稳定，前景良好。按区域划分的几大应用市场是，在美国，主要用于胎压检测；在欧洲，用于汽车行人警告系统；在新兴产业国家，主要用于安全气囊和自动安全带系统。以每辆车来衡量，氧传感器用量最多，技术上不断进步。 

2005年，美国ABI研究公司公布了一份专门针对传感器市场的研究报告。这份名为《汽车传感器：加速计、陀螺仪、霍耳效应、光学、压力、雷达以及超音速传感器》的报告，对2012年前主要传感器的地区性使用前景作了预测。报告指出主动式安全系统推动了传感器被越来越多地使用，在汽车业，安全系统成为传感器的最大市场。报告讨论了使用传感技术的许多先进安全系统，并提供了主要40家生产厂家的详细资料，以及100多家生产厂家名录。 

以下是国内外比较知名的传感器供应商（排名不分先后）：

德尔福（DELPHI）-美国、东芝（toshiba）-日本、英飞凌（INFINEON）-美国、伟世通（VISTEON）-美国、博世（BOSCH）-德国、霍尼韦尔（Honeywell）-美国、森萨塔科技（SENSATA）-美国、飞思卡尔（FREESCALE）-美国、大陆（continenental）-德国、电装（DENSO）-日本、安华高科技（AVAGO）-美国、应美胜（INVENSENCE）-美国、村田制作所（Murata）-日本、安费诺（Amphenol）-美国、泰科电子（TE）-瑞士、联合电子（UAES）-中德合资、艾菲发动机零件（武汉）（EFI）-法资、贺利氏电测骑士（Heraeous）-德资、森太克汽车电子-中美合资；

航天机电、东风科技、成都长迪传感、神力电器、SOWAY、浙江中科领航、浦成传感器、宁波思创、神力电器、华工科技、瑞安市耐特、无锡盛邦电子、武汉盛硕电子、上海海华传感器、武汉振泰、温州卓瑞。

我国汽车传感器市场潜力巨大。目前汽车传感器向微型化、多功能化、集成化和智能化发展，并且越来越越多中高档车需要此类传感器，而这些市场目前主要被外资占领。由于起步晚、技术水平低、价格优势不明显，导致国内本土传感器企业生产的传感器品种较单一，主要为自主品牌进行配套。但是随着汽车智能化程度的普及以及自主品牌车型市场占有率的提升，国内本土传感器企业的市场潜力巨大。