关于智能传感器与汽车电子的分析
智能传感器技术在汽车电子技术中的运用
智能传感器技术在汽车电子技术中的运用摘要：智能传感器是较为先进的技术设备，不仅应用了非线性自校正技术，也应用了多信息融合技术与网络化技术，在汽车电子中的应用范围较为广泛。
汽车生产企业应提高对智能传感器的重视程度，并将其应用在电子式自动照明系统、安全气囊触发系统、自动雨刷系统以及胎压监测系统等诸多系统中，为用户提供更优质的电子服务。
本文主要分析智能传感器技术在汽车电子技术中的运用。
关键词：智能传感器；汽车电子技术；应用引言在经济水平不断提升的过程中，汽车成为了人们出行的主要代步工具，而电子系统也成为了汽车的关键构成部分。
在电子系统中应用智能传感器可以提升电子系统的智能化与自动化水平，因此本文将对智能传感器在汽车电子中的应用进行简要分析。
1、智能传感器概述智能传感器是一种相对先进的传感器设备，具有非常丰富的功能，例如，对设备运行进行自动补偿、对运行数据进行自动校准等，这些丰富的功能使得传感器具备了智能化的特点。
智能传感器是一种自动化的设备，可以自动地收集外界信息，并将收集来的信息进行相应的分析及处理，并制定出合理的决策，使相关的运行数据符合外界环境需求。
从汽车的电子技术应用角度来说，汽车的内部环境相对不那么良好，会存在高温或高压的状况，这种恶劣的环境会影响汽车发动机内部等元件的正常使用，影响汽车的正常运行状况。
因此，在汽车的运行过程中，要对元件的状态和汽车内外部环境进行实时的检测，保证汽车的平稳运行。
通过对智能传感器的应用，就可以有效地保证汽车的平稳运行，智能传感器可以在汽车运行过程中自动对汽车内外部环境进行检测，掌握汽车运行的相关数据，当汽车运行出现异常时，智能传感器可以做出相应的决策，提高汽车运行的安全性。
2、智能传感器技术优点（1）传感器精度提升。
智能传感器能够处理相关信息数据，利用软件对传感器非线性、零点及正反形等输入输出误差进行修正，同时微处理器利用拟合与差值计算方法非线性与飘移不查相关测试信号，获得更加精确的测量结果。
智能传感器与现代汽车电子技术
黑龙 江交通科 技
ＨＥ Ｌ ｌＯＮＧＪＡＮＧ ｌ ｒ ｌ ＪＡ０．ＯＮＧ Ｊ ＫＥ Ｉ
ＮＯ １ ２ ０ ． ２．ｏ ８
（ ｕ ｏ１８ Ｓ ｍ Ｎ ．７）
智能 传感 器 与现代汽 车 电子 技术
许 海 芝
（ 龙建路桥股份有 限公司第二工程处 ）
器 ） 。
模工业生产， 并能将成本降低到可接受的程度 ， 一些微传感 器和智能传感器就是这方面的典范。例如智能加速度传感 器， 它不仅 能较好地满 足现代 汽车的各项 需要 ， 因为可 而且
以在集成 电路标准硅工艺线上批 量生产 ， 生产成本较低 （ 几 美元 至十几或几十美元） 所 以在汽车工业 中找到了 自己最 ， 反过来也有力地促进 了汽车工业 的电子信息 安全驾驶方面的例子 ， 出于平稳 、 安全驾驶的需要 ， 只 大的应用市场 ， 仅 针对 四个轮子 的操控上 ， 了应用大量压力 传感 器并普遍安 化。 除 装 了刹车防抱死装置 （ Ｂ ） ， Ａ Ｓ 外 许多轿车包括 国产车 已增设 ２ 智能传感器 ： 微传感器 与集成 电路融合 的新一代电子器 了电子动力分配系统 （ Ｂ ） Ａ Ｓ＋Ｅ Ｄ可 以最大 限度 的保 件 Ｅ Ｄ ，Ｂ Ｂ 障雨雪天气驾驶时的稳定性 。现在 ， 国内外 的一些汽车进一 微传感器、 智能传感器是近几年才开始迅速发展起来的 步加装 了紧急刹车辅助系统 （ Ｂ ， Ｅ Ａ） 该系统在发生紧急情 况 新兴技术 。在我 国的报刊 杂志上 目前所使用 的技 术名称还 时， 自动检测驾驶者踩制动踏板 时的速度 和力度 ， 并判断 紧 比较含混 ， 仍然笼统地称之 为传感器 ， 或者含糊地 归纳为汽 急制动 的力度是否 足够 ， 如果需 要 ， 会 自动增 大制 动力。 就 车半导体器件 ， 也有 将智 能传感 器 （ 智能执行 器、 能变 或 智 Ｅ Ａ的 自 Ｂ 控动作必须在极短时 间（ 如百 万分之一秒级 ） 送器） 例 内 与微系统、 Ｅ Ｓ Ｍ Ｍ 等都归入了 Ｍ Ｍ 微机电系统 ） Ｅ ｓ（ 名 完成。这个系统能使 ２ｏｋ 高速行驶车辆的制动 滑行 距 称下的。这里介绍 当前一 些欧美专 著 中常用 的技 术名词 的 ０ ｎ 离缩短极其 宝贵 的 ２ ０多 ｍ。针对车轮还有分别监测各个 车 定义和技术 内涵 。 它由两块芯 片组成 ， 一是 具有 自检测能力的加速度计单 轮相对于车速的转速 ， 进而为 每个车轮平 衡分配动 力 ， 证 保 在恶劣路面条件下各 轮间具有 良好 的均 衡抓 地能力 的“ 电 元 （ 微加 速 度传 感 器 ） 另 一块 则 是 微 传感 器 与微 处 理器 ， （Ｃ ） Ｍ Ｕ 间的接 口电路和 Ｍ ｕ Ｃ 。这 是一种较早期 （９６ １９ 年前 子牵引力控制” Ｅ Ｃ 系统等 。 （Ｔ ） 的， 可用 于汽 车的 自动制 动和悬 通过例子可以清楚看到 ， 汽车发展对汽车电子的一些 基 后 ） 但 已相 当实用 的器 件 ， 本要求 。 挂系统 中， 因微加速度 计具有 自检能力 ， 并且 还可用于安全 （） １ 电子操控 系统 的动作 必须 快速 、 确 、 正 可靠 。传 感 气囊。从此例 中可 以清楚看到 ， 微传感器 的优势不仅是体积 器（＋调理 电路 ）＋ 微处理器 ， 然后再通过微处理器 （＋功率 的缩小 ， 更在于能方便地与集 成电路组合和规模生产 。应该 放大电路 ） 执行器 的技术 途径 已经 不再 能满足 现代 汽车 指 出的是 ， ＋ 采用这种两片 的解决方案 可 以缩短设计 周期 、 降 的要求 ， 需要通过硬件集成 、 直接交 换数 据和简化 电路 ， 提 低开发前期小批量试产 的成本 。但对实际应用 和市场来说 ， 并 生产 应用价值更 高智能化程度来确保控制单元动作的正确性 、 可靠性和适 时 单芯片的解决方 案显 然更可 取 ， 成本更低 ， 性。 高。 （） ２ 现在几乎所有 的汽车 的机械 结构 部件都 已受 电子 智能传 感 器 （ｍ ｎＳｎｏ） 智 能执 行 器 和智 能 变送 ｓ ａ ｅｓ 、 ｒ 装置控制 ， 但汽车车体 内的空 间有限 ， 构件系统 的空 间更 是 器 一微传感器（ 或微执 行器 ， 或微 变送 器 ） 和它 的部分或全 极其有 限。理想 的情 况 当然 是 ， 电子 控 制单 元应 与受控 制 部处理器件 、 处理 电路集成在 一个芯片上 的器件（ 如上述 例 部件紧密结合 ， 形成一个整 体。因此器件 和 电路的微型化 、 的微加速度计的单芯片解决方 案 ） 。因此 ， 智能传感 器具有 集成化是不可回避 的道路 。 定的仿生能力 ， 如模糊逻辑运算 、 主动鉴别环境 ， 自动调整 （） ３ 电子控制单元 必须 具有 足够 的智能 化程度 。以安 和补偿适应环境的能力 ， 自诊断 、 维护等。显然 ， 自 出于规模 全气囊 为例 ， 它在关键时刻必须要 能及 时、 正确地 瞬时打开 ， 生产和降低生产成本 的要 求 ， 能传感器 的设 计思想、 智 材料 但在极大多数时间内气囊是处在待命状态 ， 因此安全气囊的 选 择和生产工 艺必须要尽 可能地和集成 电路 的标准硅平面 Ｅ ｕ必须具有 自 、 维护能力 ， ｃ 检 自 不断确认 气囊 系统 的可正 （ 下转第 ｌ８页） ３
汽车电子技术中传感器的应用问题分析
汽车电子技术中传感器的应用问题分析摘要：随着我国科技的快速发展，在信息技术的推动下，智能传感器已经广泛应用到汽车电子系统之中，可实现安全保障、节约能源的目标。
国外学者对智能传感器的研究起步较早，且已经将智能传感器应用到自动驾驶和自动控制领域，可满足用户对汽车电子功能的基本需求。
我国学者正致力于智能传感器的研究应用，且已经取得了一定的成果，但在应用效果上仍有很大的进步空间，因此需要进一步对其进行完善、推广，在探讨智能传感器在汽车电子技术中应用的同时，也要切实解决相应问题。
关键词：汽车电子技术；传感器；应用分析引言随着城市化进程的不断推进和经济社会的发展，人们的生活水平得到了很大程度的改善，也带动了汽车需求量的增加，给汽车生产制造带来了一定的压力，同时人们越来越追求安全性、舒适性和经济性较强的汽车产品。
在此情况下，必须重视研发和利用新的技术，应用汽车电子技术和智能化技术等，提升汽车制造企业的竞争力。
随着信息技术的高速发展，汽车中采用的传感器越来越多，成为汽车电子技术领域中的核心组成部分，且多类型传感器的组合应用，也推动了现代汽车电子技术的进一步发展。
在汽车电子技术发展和应用中，传感器作为比较先进的智能化工具，也是生产制造技术智能化和信息化的产物。
1汽车电子技术中传感器的价值分析1.1传感器概述汽车传感器是系统中应用相对广泛的部件，可以收集环境中的不同信号，并将其转换成电子信号，最终显示在汽车发动机中，在应用中传感器有很多原理，也需要高科技的运用，最终确保汽车行驶中可以正常工作，确保整体系统的稳定性。
传感器的能量转换形式包括有源型和无源型，前者主要是将不同形式的非电能信号转化成电能信号，后者则主要是需要通过电源连接，对测定制定的信号进行调节。
从汽车发展的核心内容来讲，首先，是现阶段汽车能源问题，相关政策的制定，能促进电池朝着氢燃料电池发展，可以有效缓解汽车环境污染问题，也能减少石油能源的消耗，有效解决能源短缺的问题。
汽车电子技术中的智能传感器技术研究
汽车电子技术中的智能传感器技术研究1. 引言1.1 背景介绍智能传感器技术是汽车电子技术领域的重要发展方向之一，它是指集成了智能化功能的传感器，能够实现更加精准、快速地感知车辆周围环境和车辆状态。
随着汽车行业的快速发展，智能传感器技术在汽车电子系统中的应用也越来越广泛，为汽车带来了更高的安全性、舒适性和智能化水平。
在这样的背景下，对智能传感器技术的研究和发展显得尤为重要。
本文将介绍智能传感器技术的概述，探讨汽车电子技术的发展现状，分析智能传感器在汽车电子技术中的应用情况，总结智能传感器技术研究的进展，展望智能传感器在汽车行业的未来发展前景。
希望通过本文的介绍和分析，能够加深对智能传感器技术在汽车电子领域中的重要性和前景的认识。
1.2 研究意义汽车电子技术中的智能传感器技术研究在当今汽车工业中具有重要的意义和价值。
智能传感器技术的应用可以极大地提升汽车的智能化程度、安全性和舒适性，对提升整体行车体验和驾驶人员的驾驶体验具有显著的作用。
随着智能传感器技术的不断发展和进步，汽车行业迎来了更多的创新和发展机遇，推动了整个行业向着更加智能化和智能化的方向发展。
2. 正文2.1 智能传感器技术概述智能传感器是一种能够自动感知环境信息并将其转化为可识别信号的装置。
在汽车电子技术中，智能传感器扮演着至关重要的角色，可以帮助汽车系统实时监测车辆运行状态、驾驶行为以及周围环境的变化，从而保障驾驶安全和提升行车舒适性。
智能传感器技术的发展历程可以追溯到20世纪80年代，随着微机电系统（MEMS）技术、纳米技术和人工智能等领域的不断研究突破，智能传感器在汽车电子技术中得到了广泛应用。
传统的汽车传感器主要是单一感知功能的，而智能传感器则拥有更加智能化和多功能的特点，能够实现多种环境参数的感知和数据处理，具有自适应性和自我学习功能，使得汽车系统更加智能化和智能驾驶成为可能。
智能传感器技术的研究重点主要包括传感器的集成化、微型化和多功能化，以及对传感器数据的处理和分析技术的提升。
分析汽车电子技术中的智能传感器技术
分析汽车电子技术中的智能传感器技术汽车已经成为现代社会不可或缺的交通工具，而汽车电子技术在汽车的性能和功能方面扮演着重要的角色。
智能传感器技术作为汽车电子技术的重要组成部分，不仅可以提高汽车的安全性能和舒适性，还可以为驾驶员提供更加智能化的驾驶体验。
本文将分析汽车电子技术中的智能传感器技术的发展现状和未来发展趋势。
智能传感器技术是指将传感器与微处理器、存储器和通信模块等智能电路相结合，实现对环境信息的感知、处理和传输的一种技术。
在汽车电子技术中，智能传感器技术被广泛应用于车辆的各个方面，包括车身控制、安全系统、驾驶辅助系统、车载娱乐系统等。
智能传感器技术的应用使汽车具备了更强的感知能力和智能化的决策能力，大大提高了汽车的安全性能和驾驶体验。
智能传感器技术在汽车的安全系统中发挥着重要作用。
传统的汽车安全系统主要依靠机械零部件和简单的电子设备来实现，而智能传感器技术的应用使得安全系统具备了更加精准的感知能力和更加智能化的决策能力。
智能传感器可以感知车辆的行驶状态、路面情况、其他车辆和行人的位置等信息，并将这些信息实时传输给车辆的控制系统，从而实现自动刹车、车道保持、盲区监测等功能，提高了汽车的 pass 乘性能和行车安全性。
智能传感器技术还在汽车的驾驶辅助系统中发挥着重要作用。
随着自动驾驶技术的不断发展，智能传感器技术成为了实现自动驾驶的关键技术之一。
各种传感器，如摄像头、毫米波雷达、激光雷达等，可以实时感知车辆周围的道路和交通情况，并将这些信息传输给自动化控制系统，从而实现车辆的自动驾驶和自动泊车。
智能传感器还可以实现车辆对驾驶员的监测，及时发现驾驶员的疲劳驾驶和不安全驾驶行为，并提醒驾驶员，从而保障行车安全。
智能传感器技术也在汽车的车载娱乐系统中发挥着重要作用。
传统的车载娱乐系统主要依靠触摸屏或按钮进行控制，用户体验较差且容易分散驾驶员的注意力。
而采用智能传感器技术，可以实现车载娱乐系统的手势识别、语音识别等功能，大大提高了用户的操作便捷性和驾驶安全性。
智能传感器在汽车电子技术中的应用研究
智能传感器在汽车电子技术中的应用研究摘要：本文的主要目的为探究在汽车技术中如何进一步应用智能传感器技术，提高汽车技术的应用质量，同时融入现代化通信以及互联网技术，进一步地实现智能信息互动以及资源共享，进而提高智能传感器在汽车技术应用过程中的整体效果。
关键词：智能传感器；汽车电子技术；应用研究随着信息技术的飞速发展，智能传感器已经广泛地应用在了当前的汽车电子系统中，其能够实现安全保障，实现节约能源这一目标。
其中国外的学者，由于对智能传感器的研究相对较早，并且近几年智能传感器已经应用在了自动控制领域以及自动驾驶领域，能基本满足当前汽车电子功能的实际需求。
如何在我国将智能传感器应用在汽车电子技术中，并且提高其应用效果，则成为时代发展过程中所面对的一个必然问题，也需要针对这一问题进行解决，才能够确保我国汽车电子技术的发展速度得以提升。
一、智能传感器智能传感器是一种具有信息交换和传递功能的传感器，智能传感器在进行使用过程中，可以实现信息的收集，信息的处理以及信息的交换，智能传感器是传感器和处理器的一种混合体。
智能传感器系统通常情况下其拥有多个不同的传感器，并且在信息处置以及信息应用过程中，其应用质量和效果等均可以得到显著的提升，满足当前智能传感器在应用时的后续应用需求，也能够进一步提高智能传感器在后续使用时的使用效果，确保目前智能传感器建设的效果和质量等得到提升。
使用智能传感器，相比传统的传感器而言，在软件技术的提供上，其更加高精度，并且能够实现低成本的进行运输，确保其运输管理质量能够得到提升，满足目前智能传感器在使用时的实际使用需求。
为了确保智能传感器在使用时的效果，应明确智能传感器的技术要求，确保智能传感器在运行的过程中，其整体的运行效果和运行质量均可以得到明显的提升，并且及时的展现出其准确性，及时性以及可靠性，提高电路在进行振动化管理时的整体水平。
在现阶段的智能化管理过程中应明确汽车的所有机械部件本身都是由电子设备控制的，并且在车内空间有限的情况下，提高其管理的整体质量，这也使得智能传感器管理质量在当下显得尤为重要，需要将电子测试和控制单元与监管组件进行紧密集成，最大限度地减少其在集成过程中所需要消耗的空间以及控制电路，确保其在后续的管理过程中管理质量能够得到进一步的提升，管理效果也能够得到真正的改善。
汽车电子智能传感器技术及其应用
汽车电子智能传感器技术及其应用摘要：目前，我国社会经济水平和人们的生活水平显著提升，在这样的背景下，汽车逐渐普及，而汽车的安全问题也受到广泛关注。
本文首先对汽车电子智能传感器的重要性进行梳理，分析汽车电子智能传感器的关键技术，探究汽车电子智能传感器技术的具体应用，并结合现存问题提出相关建议，希望可以对有关人员提供帮助。
关键词：智能传感器；汽车电子技术；应用措施引言随着社会经济的持续发展，如今社会对于汽车的要求也在持续增长。
由于智能传感器技术在汽车电子技术领域的应用时间较短，并且受限于现有技术，智能传感器多作为传统汽车电子技术功能的补充系统，尚未真正推动汽车实现智能化、自动化发展。
据此，对智能传感器技术在汽车电子技术中的应用进行研究分析，进而指出汽车电子智能传感器的未来发展方向，为后续汽车电子传感器提供参考，将具有一定的现实意义。
1智能传感系统原理与结构智能传感技术的雏形是电子节气门控制技术，在电动汽车不断发展的时代背景下，智能传感技术、电子节气门控制技术等开始广泛应用到各种类型的车辆。
智能传感技术装置目前已经逐渐发展为数字化、智能化控制技术装置，其优点是能够通过数字化传感信息分析，对汽车的多种使用功能进行智能化控制，并根据驾驶员的偏好和需求，针对汽车节气门最佳开度进行精准控制，同时通过传感智能控制优化，大幅提升汽车驾驶的安全性和改善汽车行驶的舒适性。
现阶段，在汽车智能传感技术方面有深入研究和推广应用的大型汽车公司主要有 BOSCH、丰田和 BMW、AUDI 等，另外国内部分汽车公司也将智能传感技术运用在部分车型上并取得了成功。
在汽车行驶过程中，数字化、智能化传感技术装置主要控制的是节气门开度。
在智能传感器正常工作状态下，加速踏板位置传感器可实时输出“模拟电压信号”，通常情况下，它与脚踏板行程成正比关系；节气门体则经过反向位置传感器和正向位置传感器两个核心模块，通过智能传感器为节气门开度的优化调节和精准控制提供反馈信息和数字化信号。
智能传感器在汽车电子方面的应用
智能传感器在汽车电子方面的应用摘要 21世纪以来，现代电子技术快速发展，在诸多现代电子技术中更是以汽车电子产业等新生代科技发展尤为迅猛，从现代微型汽车电子元器件到以电子监管为主体的实时监控系统都提升到了一个斩新的阶段。
“智能传感器”作为电子技术发展中最具有代表性的核心器件在这场空前绝后的技术革新中大放异彩。
关键词智能传感器；汽车电子；技术要求中图分类号u46 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2013）86-0163-02改革开放以来，在各项产业均得到飞速发展的同时我国的汽车工业技术水平更是得到了史无前例的增长。
我们应该清醒的认识到汽车工业的发展绝不是单独的自我发展，其在很大程度上都是依赖于各类电子产业的增长，特别是it产业，像计算机等大型集成电路在电子信息技术等方面的革新已然在新一代智能型汽车的发展中占有重要地位，并对新型汽车的每一部分都产生重要影响。
汽车（机动车）在动力驱动、操控便捷、安全环保及舒适程度等各方面的改进和提高，都将依赖于电子机械系统、智能电子产品及信息通讯技术间的完美结合。
专家指出：电子信息技术的发展已使汽车产品的概念发生了根本的变化。
智能型汽车中所包括的各个电子元器件，如：大型集成微电路、监管执行器、电子智能传感器等及其车内实时监控系统均已在现代电子产业革命的代领下得到了本质性的提高。
汽车的许多电子产品中最具代表性的核心器件非“智能传感器”默数。
智能传感器是带有微型处理机并具有处理、采集、交换信息等各种能力的新一代电子原器件。
是微处理机相与传感器大规模集成化结合的产物。
智能传感器与老式传感器相比，具有功能多样化；拥有一定自动化编程能力；通过计算机处理可实现高精度信息的采集，而且成本低等优点。
1 智能传感器在汽车电子系统应用1.1 汽车超声波测距系统超声波是指振动频率大于20khz以上的，其振动频率甚高，超过了正常人听觉的上限（20 000hz），人们将这种不在听觉范围内的声波叫做超声波。
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关于智能传感器与汽车电子的分析现代汽车电子从所应用的电子元器件到车内电子系统的架构均已进入了一个有本质性提高的新阶段。
其中最有代表性的核心器件之一就是智能传感器。
标签：智能传感器1 汽车电子操控和安全系统谈起近几年来我国汽车工业增长迅速,发展势头很猛。
因此评论界出现了一些专家的预测:汽车工业有可能超过IT产业,成为中国国民经济最重要的支柱产业之一。
其实,汽车工业的增长必将包含与汽车产业相关的IT 产业的增长。
例如,虽然目前在我国一汽的产品中电子产品和技术的价值含量只占10%—15%左右,但国外汽车中电子产品和技术的价值含量平均约为22%,中、高档轿车中汽车电子已占30%以上,而且这个比例还在不断地快速增长,预期很快将达到50%。
电子信息技术已经成为新一代汽车发展方向的主导因素,汽车(机动车)的动力性能、操控性能、安全性能和舒适性能等各个方面的改进和提高,都将依赖于机械系统及结构和电子产品、信息技术间的完美结合。
汽车工程界专家指出:电子技术的发展已使汽车产品的概念发生了深刻的变化。
这也是最近电子信息产业界对汽车电子空前关注的原因之一。
但是,必须指出的是,除了一些车内音响、视频装备,车用通信、导航系统,以及车载办公系统、网络系统等车内电子设备的本质改变较少外,现代汽车电子从所应用的电子元器件(包括传感器、执行器、微电路等)到车内电子系统的架构均已进入了一个有本质性提高的新阶段。
其中最有代表性的核心器件之一就是智能传感器(智能执行器、智能变送器)。
实际上,汽车电子已经经历了几个发展阶段:从分立电子元器件搭建的电路监测控制,经过了电子元器件或组件加微处理器构筑的各自独立的、专用的、半自动和自动的操控系统,现在已经进入了采用高速总线(目前至少有5种以上总线已开发使用),统一交换汽车运行中的各种电子装备和系统的数据,实现综合、智能调控的新阶段。
新的汽车电子系统由各个电子控制单元(ECU)组成,可以独立操控,同时又能协调到整体运行的最佳状态。
还可以举一个安全驾驶方面的例子,出于平稳、安全驾驶的需要,仅只针对四个轮子的操控上,除了应用大量压力传感器并普遍安装了刹车防抱死装置(ABS)外,许多轿车,包括国产车,已增设了电子动力分配系统(EBD),ABS+EBD可以最大限度的保障雨雪天气驾驶时的稳定性。
现在,国内外的一些汽车进一步加装了紧急刹车辅助系统(EBA),该系统在发生紧急情况时,自动检测驾驶者踩制动踏板时的速度和力度,并判断紧急制动的力度是否足够,如果需要,就会自动增大制动力。
EBA的自控动作必须在极短时间(例如百万分之一秒级)内完成。
这个系统能使200km/h高速行驶车辆的制动滑行距离缩短极其宝贵的20多米。
针对车轮的还有分别监测各个车轮相对于车速的转速,进而为每个车轮平衡分配动力,保证在恶劣路面条件下各轮间具有良好的均衡抓地能力的“电子牵引力控制”(ETC)系统等。
从以上列举的两个例子可以清楚看到,汽车发展对汽车电子的一些基本要求:1.1 电子操控系统的动作必须快速、正确、可靠。
传感器(+调理电路)+微处理器,然后再通过微处理器(+功率放大电路)+执行器的技术途径已经不再能满足现代汽车的要求,需要通过硬件集成、直接交换数据和简化电路,并提高智能化程度来确保控制单元动作的正确性、可靠性和适时性。
1.2 现在几乎所有的汽车的机械结构部件都已受电子装置控制,但汽车车体内的空间有限,构件系统的空间更是极其有限。
理想的情况当然是,电子控制单元应与受控制部件紧密结合,形成一个整体。
因此器件和电路的微型化、集成化是不可回避的道路。
1.3 电子控制单元必须具有足够的智能化程度。
以安全气囊为例,它在关键时刻必须要能及时、正确地瞬时打开,但在极大多数时间内气囊是处在待命状态,因此安全气囊的ECU 必须具有自检、自维护能力,不断确认气囊系统的可正常运作的可靠性,确保动作的“万无一失”。
1.4 汽车的各种功能部件都有各自的运动、操控特性,并且,对电子产品而言,大多处于非常恶劣的运行环境中,而且各不相同。
诸如工作状态时的高温,静止待命时的低温,高浓度的油蒸汽和活性(毒性)气体,以及高速运动和高强度的冲击和振动等。
因此,电子元器件和电路必须要有高稳定、抗环境和自适应、自补偿调整的能力。
1.5 与上述要求同样重要,甚至有时是关键性的条件是,汽车电子控制单元用的电子元器件、模块必须要能大规模工业生产,并能将成本降低到可接受的程度。
一些微传感器和智能传感器就是这方面的典范。
例如智能加速度传感器,它不仅能较好地满足现代汽车的各项需要,而且因为可以在集成电路标准硅工艺线上批量生产,生产成本较低(几美元至十几或几十美元),所以在汽车工业中找到了自己最大的应用市场,反过来也有力地促进了汽车工业的电子信息化。
2 智能传感器:微传感器与集成电路融合的新一代电子器件微传感器、智能传感器是近几年才开始迅速发展起来的新兴技术。
在我国的报刊杂志上目前所使用的技术名称还比较含混,仍然笼统地称之为传感器,或者含糊地归纳为汽车半导体器件,也有将智能传感器(或智能执行器、智能变送器)与微系统、MEMS等都归入了MEMS (微机电系统)名称下的。
这里介绍当前一些欧美专著中常用的技术名词的定义和技术内涵。
首先必须说明的是,在绝大多数情况下,本文大小标题及全文中所说的传感器其实是泛指了三大类器件:将非电学输入参量转换成电磁学信号输出的传感器;将电学信号转换成非电学参量输出的执行器;以及既能用作传感器又能用作执行器,其中较多的是将一种电磁学参量形式转变成另一种电磁学参量形态输出的变送器。
就是说,关于微传感器、智能传感器的技术特性可以扩大类推到微执行器、微变送器-传感器(或执行器、或变送器)的物理尺度中至少有一个物理尺寸等于或小于亚毫米量级的。
微传感器不是传统传感器简单的物理缩小的产物,而是基于半导体工艺技术的新一代器件:应用新的工作机制和物化效应,采用与标准半导体工艺兼容的材料,用微细加工技术制备的。
因此有时也称为硅传感器。
可以用类似的定义和技术特征类推描述微执行器和微变送器。
它由两块芯片组成,一是具有自检测能力的加速度计单元(微加速度传感器),另一块则是微传感器与微处理器(MCU)间的接口电路和MCU。
这是一种较早期(1996年前后)的,但已相当实用的器件,可用于汽车的自动制动和悬挂系统中,并且因微加速度计具有自检能力,还可用于安全气囊。
从此例中可以清楚看到,微传感器的优势不仅是体积的缩小,更在于能方便地与集成电路组合和规模生产。
应该指出的是,采用这种两片的解决方案可以缩短设计周期、降低开发前期小批量试产的成本。
但对实际应用和市场来说,单芯片的解决方案显然更可取,生产成本更低,应用价值更高。
智能传感器(Smart Sensor)、智能执行器和智能变送器-微传感器(或微执行器,或微变送器)和它的部分或全部处理器件、处理电路集成在一个芯片上的器件(例如上述的微加速度计的单芯片解决方案)。
因此智能传感器具有一定的仿生能力,如模糊逻辑运算、主动鉴别环境,自动调整和补偿适应环境的能力,自诊断、自维护等。
显然,出于规模生产和降低生产成本的要求,智能传感器的设计思想、材料选择和生产工艺必须要尽可能地和集成电路的标准硅平面工艺一致。
可以在正常工艺流程的投片前,或流程中,或工艺完成后增加一些特殊需要的工序,但也不应太多。
在一个封装中,把一只微机械压力传感器与模拟用户接口、8位模-数转换器(SAR)、微处理器(摩托罗拉69HC08)、存储器和串行接口(SPI)等集成在一个芯片上。
其前端的硅压力传感器是采用体硅微细加工技术制作的。
制备硅压力传感器的工序既可安排在集成CMOS 电路工艺流程之前,亦可在后。
这种智能压力传感器的技术和市场都已成熟,已广泛用于汽车(机动车)所需的各式各样的压力测量和控制单元中,诸如各种气压计、喷嘴前集流腔压力、废气排气管、燃油、轮胎、液压传动装置等。
智能压力传感器的应用很广,不局限于汽车工业。
目前,生产智能压力传感器的厂商已不少,市售商品的品种也很多,已经出现激烈的竞争。
结果是智能压力传感器体积越来越小,随之控制单元所需的外围接插件和分立元件越来越少,但功能和性能却越来越强,而且生产成本降低很快。
顺便需要说说的是,在一些中文资料中,尤其是一些产品宣传性材料中,笼统地将Smart Sensor(或device)和Intelligent sensor(或device)都称之为智能传感器,但在欧美文献中是有所差别的。
西方专家和公众通常认为,Smart(智能型)传感器比Intelligent(知识型)的智慧层次和能力更高。
当然,知识型的内涵也在不断进化,但那些只能简单响应环境变化,作一些相应补偿、调整工作状态的,特别是不需要集成处理器的器件,其知识等级太低,一般不应归入智能器件范畴。
相信大多数读者能经常接触到的,最贴近生活的智能传感器可能要算是用于摄像头、数码相机、摄像机、手机摄像中的CCD图像传感器了。
这是一种非智能型传感器莫属的情况,因为CCD 阵列中每个硅单元由光转换成的电信号极弱,必须直接和及时移位寄存、并处理转换成标准的图像格式信号。
还有更复杂一些的,在中、高档长焦距(IOX)光学放大数码相机和摄像机上装备的电子和光学防抖系统,特别是高端产品中的真正光学防抖系统。
它的核心是双轴向或3轴向的微加速度计或微陀螺仪,通过它监测机身的抖动,并换算成镜头的各轴向位移量,进而驱动镜头中可变角度透镜的移动,使光学系统的折射光路保持稳定。
微系统(Microsystem)和MEMS(微机电系统)-由微传感器、微电子学电路(信号处理、控制电路、通信接品等)和微执行器构成一个三级级联系统、集成在一个芯片上的器件称之为微系统。
如果其中拥有机械联动或机械执行机构等微机械部件的器械则称之为MEMS。
MEMS芯片的左侧给出的是制备MEMS芯片需要的基本工艺技术。
它的右侧则为主要应用领域列举。
很明显,MEMS 的最好解决方案也是选用与硅工艺兼容的材料及物理效应、设计理念和工艺流程,也即采用常规标准的CMOS 工艺与二维、三维微细加工技术相结合的方法,其中也包括微机械结构件的制作。
微传感器合乎逻辑的发展延伸是智能传感器,智能传感器自然延伸则是微系统和MEMS,MEMS 的进一步发展则是能够自主接收、分辨外界信号和指令,进而能独立、正确动作的微机械(Micromachines)。
现在,开发成功、并已有商业产品的MEMS品种已不少,涵盖图4所示的各大领域。
其中包括全光光通信和全光计算机的关键部件之一的二维、三维MEMS光开关。
通过控制芯片上的微反射镜阵列,实现光输入/输出的交叉互联。
这是目前全光交换技术的成熟的最佳方案。
市场上可买到的MEMS光开关已达1296路,开关转换时间约为20ms。