汽车级传感器芯片
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今日电子 · 2018年8月 · https://www.360docs.net/doc/cf4865537.html,
62高性能PLL/VCO解决方案
A D F4371采用了锁相环(P L L)、完全集成式压控振荡器(V C O)并集成低压差调节器(L D O)和跟踪滤波器技术，支持各种射频/微波系统设计，能够满足航空航天、测试/测量、通信基础设施。以及高速转换器时钟等多个市场严苛的下一代产品设计要求。
(-234d B c /H z )、超低杂散（-100d B c典型值）、低V C
O相位噪
声（8GHz下1MHz失调时为-134dBc/H z）以及内置的跟踪滤波器技术，具有出色的性能和适用性。它采用功能丰富的可灵活配置架构，因此设计人员只需选用一种超紧凑的频率合成器解决方案，就能满足这些频率范围内的几乎任何L O/时钟需求，从而可降低开发成本和风险并缩短产品上市时间。
A D F4371配合外部环路滤波器和外部基准源使用，可实现高分辨率（39位）小数N分频或整数N分频锁相环频率合成器。该微波宽带V C O设计允许产生62.5M H z～32G H z的频率。该器件具有行业最低的抖动（在10G H z时为36f s）和参考杂散（-100d
B c典型
汽车级传感器芯片
AS5200L具备AEC-Q100 1级资格认证，扩展了a m s的磁性位置传感器产品组合，该产品具有多项独特功能，适用于电气动力总成系统线控驱动功能，
如适用于传统变速杆和旋转换档杆的线控换档，以及踏板应用等。
双裸片的采用使得A S5200L的性能更进一步。裸片的层叠结构意味着可与单个更小的磁铁配对，同时每个通道都能提供一致的测量输出。每个裸片都采用单独的封装引脚，以防止设备电气故障影响到两个裸片。
A S5200L亦可免受杂散磁场干扰，即使在嘈杂的磁场环境中也可以提供精确度高且重复性好的测量。由于无须增设其他磁性位置传感器I C通常需要的屏蔽，所以可实现极其可靠的性能，并可降低系统成本。A S5200L采用M L F-16封装，占用面积仅为5mm×5mm，可节省空间。同时，外露的焊盘和可浸润侧板可实现快速简单的板级焊点检查。
ams
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模拟与数字芯片
Analog & Digital
值），并且工作温度可达105℃而不失锁。
ADI
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生物和化学检测接口IC
A D u C M355精密模拟微控制器带有生物传感器和化学传感器接口，是目前能够在单个芯片上同时实现恒电位仪和电化学阻抗频谱分析仪(EIS)功能的唯一解决方案，是工业气体检测、仪器仪表、生命体征监测和疾病管理等应用的理想解决方案。该器件集成了行业最先进的传感器诊断技术，具有优异的低噪声和低功耗性能，并且尺寸最小。
A D u C M 355是一款基于A R M Cortex M3处理器的超低功耗精密模拟微控制器，特别为控制和测量化学和生物传感器而设计。它是目前可支持双恒电位仪和三个以上传感器电极的唯一解决方案。其他特性包括：电压、电流和阻抗测量；双超低功耗低噪声恒电位仪：8.5μA，1.6μV RMS；灵活的16位400ks/s测量通道；先进的传感器诊断技术；集成式模拟硬件加速器；26MHz 内核，128KB闪存，64K
B SRAM。
ADI
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汽车传感器的种类和作用
汽车传感器的种类和作用 汽车传感器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，转化成电讯号输给计算机，以便发动机处于最佳工作状态。 车用传感器很多，判断传感器出现的故障时，不应只考虑传感器本身，而应考虑出现故障的整个电路。因此，在查找故障时，除了检查传感器之外，还要检查线束、插接件以及传感器与电控单元之间的有关电路。下面我们来认识一下汽车上的主要传感器。 空气流量传感器 空气流量传感器是将吸入的空气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。根据测量原理不同，可以分为旋转翼片式空气流量传感器（丰田previa旅行车）、卡门涡游式空气流量传感器（丰田凌志ls400轿车）、热线式空气流量传感器（日产千里马车用vg30e发动机和国产天津三峰客车tj6481aq4装用的沃尔沃b230f发动机）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。目前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。 进气压力传感器
进气压力传感器可以根据发动机的负荷状态测出进气歧管内的绝对压力，并转换成电信号和转速信号一起送入计算机，作为决定喷油器基本喷油量的依据。国产奥迪100型轿车（v6发动机）、桑塔纳2000型轿车、北京切诺基（25l发动机）、丰田皇冠3．0轿车等均采用这种压力传感器。目前广泛采用的是半导体压敏电阻式进气压力传感器。 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（桑塔纳2000型轿车和天津三峰客车）、线性可变电阻式节气门位置传感器（北京切诺基）、综合型节气门位置传感器（国产奥迪100型v6发动机）。 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（桑塔纳2000型轿车和北京切诺基）、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
霍尔电流传感器的电路设计
一种霍尔电流传感器的电路设计 设计了一种零磁通型霍尔电流传感器，可广泛应用于交流变频驱动、焊接电源、开关电源、不间断电源等领域。该零磁通型霍尔电流传感器通过砷化镓霍尔元件检测由通电电流产生的磁场，继而有效地检测被测电流。 由于霍尔元件产生的霍尔电势很微弱，而且还存在较大的失调电压，因此对霍尔电压的放大和对不等位电势的补偿是该设计的两个主要需要解决的问题，而且霍尔元件中载流子浓度等随温度变化而变化，因此还需用温度补偿电路对其温度补偿。 1 系统设计框架 系统分为4个部分：1)霍尔元件的供电电路，由电压基准(电流基准)芯片为霍尔片提供工作电流； 2)霍尔元件及磁芯，将感应片感应的磁场(该磁场由通电电流产生)转化为霍尔电压；3)放大电路，将微弱的霍尔电压进行放大；4)反馈部分，利用了磁平衡原理：一次侧电流所产生的磁场，通过二次线圈电流进行补偿，使磁芯始终处于零磁通工作状态。其系统总流程图如图1所示。 2 系统硬件电路设计 系统由±5 V的稳压源供电。用一片电压基准芯片REF3012为砷化镓系列的霍尔元件HW300B提供基准电压。HW300B是一款可采用电压模式供电和电流模式供电的霍尔元件，HW300B放在开有气隙的集磁环的气隙里，并用胶水加以固定(霍尔元件和集磁环相对位置如果发生变化，会影响产生的霍尔电势的大小)。霍尔元件的输出接至仪器放大器AD620，作为放大器的差模出入端和共模输入端。放大器的增益可通过调节1、8引脚之间的10 kΩ的电位器改变。放大器的输出接反馈线圈，该反馈线圈绕在集磁环上，其绕线方向能使通过它的电流产生的磁场与集磁环收集到的磁场方向相反。反馈线圈末端放1个75 kΩ的精阻接地，可以通过测量精阻两端的电压，计算反馈线圈中的电流，进而推算穿过集磁环中心的被测电流的大小。其具体电路图如图2所示。 2．1 REF3012 以SOT23-3封装的REF3012是一个高精度、低功耗、低电压差电压参考系列芯片。REF3012小尺寸和低功耗(最大50μA)非常适用于便携式和电池供电。它不需要负载电容，但对任何容性负载很稳定。因磁敏型霍尔元件很容易受温度的影响，可以采用恒流源供电以减小其温度系数。在该系统设计中，REF3012的输入引脚1接+5 V电源，并接10μF的旁路电容至地，该旁路电容对电源进行滤波，提高电源稳定性。而其输出引脚2接到HW300B的引脚1，并且也接1O μF的旁路电容至地，GND(地)引脚3接地。由于系统设计要求REF3012为HW300B提供2．5 V的基准电压，根据REF3012的数据资料可知，当输入电压为5 V 时，输出电压为2．5 V，所以REF3012引脚1接+5 V电压。 2．2 霍尔元件 本设计采用砷化镓系列的HW300B型霍尔元件，输出霍尔电压范围122～204mV，输入、输出阻抗为240～550 Ω，补偿电压为-7～7 mV，温度系数为-1．8％／℃。其输入可采用电压模式供电，也可采用电流模式供电。这里采用电压模式供电，即就是HW300B的引脚1、3为控制输入端，而引脚2、4为霍尔电压输出端。 霍尔元件是将磁场转换为电信号的线性磁敏元件，霍尔输出电压 式中，S为乘积灵敏度，mV／(mT·mA)；Ic为工作电流，mA；B为磁感应强度，mT。 本设计中，将霍尔元件放进开有气隙的集磁环的气隙里，并将霍尔元件和集磁环固定，这样可以感应出更大、更稳定的霍尔电势。式(1)中，当S与Ic一定，则Vh与B有直接线性关系。通电导体周围必然产生磁场，根据安培定律，电流与磁场的关系式∮BdI=μ0I0得：
汽车发动机上各传感器的位置以及作用
进气压力传感器和进气温度传感器整个系统有6个传感器随时感知发动机的工作状况。其中进气压力、进气温度是两个重要的参数。在早期的电喷发动机上，这两个参数的传感器制成一体；在AJR发动机上是独立的。一为硅电容绝对压力传感器，探测进气压力，它被安装在进气管上，也可安装在进气管附近。进气温度传感器也安装在进气管上。大气环境，如季节变化、地理位置高低，都会影响进气温度与进气的绝对压力，根据工况随时测得上述两参数，传输到ECU中。当传感器出现故障时，发动机控制单元能够检测到，并能使发动机进入挂帐应急状态下运行，通过V.A.G.1552或V.A.G.1551故障阅读仪，可以知道故障信息。进气温度传感器是一个负热敏电阻，代号G72。（3）冷却液温度传感器（也叫水温传感器）装在发动机冷却液出水管上，由此测出发动机温度，转变为电信号传给ECU，用来修正喷油定时，从而获得浓度更合适的混合气。它也是一个负热敏电阻，当该传感器发生故障时，上述故障阅读仪可读取此有关信息。而且，ECU能检测到这种故障，并使发动机转入故障应急状态运行（4）节气门位置传感器安装在节气门下方，节气门轴带动节气门位置传感器内的可变电阻转动，用来改变阻值大小。它将节气门开度大小转变为电信号传给发动机控制单元ECU，ECU根据节气门开度大小获得发动机的工况，如怠速工况、部分负荷工况、满负荷工况、调节、修正喷油定时。该传感器发生故障时，ECU能检测到，并能使发动机进入故障应急状态下运行，通过V.A.G.1522或V.A.G.1521故障阅读仪可以知道故障信息。（5）氧传感器是完成混合气闭环控制的重要组件，它又称λ传感器，其外侧电极面暴露在废气流中，而其内侧电极面与外界空气相接触。该传感器由一个特殊陶瓷体（ZiO2或TiO2）构成，在它的表面涂有透气性好的铂电极。其工作原理为：陶瓷材料表面多孔，能够允许空气的氧分子在其中扩散。着种陶瓷在温度较高时成为导电体。如果电极两面上的氧含量不一样的话，电极两侧就会有一个电压形成。当λ=1时，混合气完全燃烧，外侧电极面无氧分子存在，这时输出电压就会产生一个突变。氧传感器通过探测废气中含氧量的多少，能获得上次喷油时间过长或过短的信号，并将该信号??修正。混合气通过氧传感器闭环调节后，能将空燃比控制在λ=0.98—1.02之间范围内，从而得到一个最佳的混合气浓度，同时也使废气中的有害物排放量大大减少。氧传感器在满足下述条件后才能进行正常调节：发动机温度>60℃；氧传感器温度>300℃；发动机在怠速或部分负荷下工作。为了使氧传感器迅速加热，尽早正常工作，在氧传感器中装有加热装置。桑塔纳2000型轿车发动机氧传感器出现故障时，ECU不能检测，但发动机仍能运转，此时发动机工作状况不是最好。通过V.A.G.1552或V.A.G.1551故障阅读仪，读取氧传感器的数据，获得其发生故障的信息（6）爆震传感器。将一只爆震传感器设于二缸与三缸之间缸体侧面，爆震传感器能把发动机爆震产生的震动变为电信号，传递给发动机控制单元ECU。ECU根据爆震传感器传递来的信号，对点火提前角进行修正，从而使点火提前角的值始终处于最佳状态。当爆震传感器发生故障，发动机控制单元在一定条件下能够检测到，并能使发动机转入故障应急状态下，通过V.A.G.1551或V.A.G.1522故障阅读仪，可以了解故障信息
汽车传感器类型及其工作原理
汽车传感器类型及其工作原理 汽车技术的发展，使得越来越多的元器件用到整个汽车系统的控制上面。 最常用的就是使用传感器来检测各种需要检测或者对汽车行驶、控制需要参考 的重要参数，并将这些信号转化成电信号等待再次处理。下面，小编来和大家 分享一些汽车传感器类型，并针对这些不同性能的传感器它的工作原理，来告 诉大家它在汽车中是用在什么地方，具体是怎么操作的，并且它在整个系统中 有什么样的作用。常用的汽车传感器类型、工作原理和使用方式(1) 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，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 接通过历程参数来计算。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。 (2) 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，我们通过机 油压力传感器来检测汽车的机油向内的汽油还有多少，并将检测到的信号转换 成我们可以理解的信号，提醒我们还有多少汽油，或者还可以走多远，甚至是 提醒汽车需要加汽油了。(3) 水温传感器它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
Rogowski线圈电流传感器的积分器设计
燕山大学毕业设计/论文Rogowski线圈电流传感器的积分器设计 *** 燕山大学 2012年6月
本科毕业设计（论文）Rogowski线圈电流传感器的积分器设计 学院（系）：*** 专业：08级应用电子 学生姓名：*** 学号：*** 指导教师：*** 答辩日期：2012年6月17日
燕山大学毕业设计（论文）任务书 学院：电气工程学院系级教学单位：电气工程及自动化 学号*** 学生 姓名 *** 专业 班级 应电-2 题目题目名称Rogowski线圈电流传感器的积分器设计 题目性质 1.理工类：工程设计（√ ）；工程技术实验研究型（）； 理论研究型（）；计算机软件型（）；综合型（） 2.管理类（）； 3.外语类（）； 4.艺术类（） 题目类型 1.毕业设计（√） 2.论文（） 题目来源科研课题（）生产实际（）自选题目（√） 主要内容 研究一种能够克服低频噪声和零点漂移的反馈电路，并且给出积分运算放大器的设计过程，将罗氏线圈的测量带宽扩展到1MHz以上。 基本要求 推导电路传递函数模型。仿真测试频率响应设计的结果，以及在测量dI/dt高于100A/us的磁压缩脉冲电流时的波形，并将测量效果与典型电流CT进行分析对比。 参考资料[1]W. F. Ray, R. M. Davis, “High frequency improvements in wide bandwidth Rogowski transducers,” EPE 99 Conference Proceedings, Lausanne. Sept 1999. [2]W. F. Ray, “Wide Bandwidth Rogowski Transducer: Part 2- Integrator”EPE Journal, Vol. 3, No. 2, pp. 116-122,1993 [3]W. F. Ray, C. R. Hewson, “High performance Rogowski current transducers, ” IAS IEEE Industrial Applications Society, Conference Proceedings, No.5, pp.3083-3090, Rome 2000 [4]W. F. Ray, R. M. Davis, “Wide bandwidth Rogowski current transducers Part 1 -The Rogowski coil, ”EPE Joumal, No.3, pp.51-59,1993 [5]W. F. Ray, C. R. Hewson, J. M. Metcalfe, “High frequency Effects in Current Measurement Using Rogowski Coil, ”2005 European Conference on Power Electronics and Applications, Vol. 2005, pp. 1665785,Sept 2005, Dresden, Germany. 周次1—4周5—8周9—12周13—16周17—18周应 完 成的内容查阅资料、 分析原理 建立空芯线圈 和有源外积分 电路的数学模 型 仿真传感头与 积分电路设计 是否匹配； 分析仿真结 果；评估积 分电路的性 能和局限； 撰写论文 准备答辩 指导教师：*** 职称：讲师2012年1月2日系级教学单位审批： 年月日
高侧电流传感器AD8205及其应用电路设计
高侧电流传感器AD8205及其应用电路设计 摘要：AD8205是美国模拟器件公司推出的一种单电源高性能差分放大器，典型单电源供电电压为5V，其共模电压输入范围为-2~65V，可以耐受-5~+70V的输入共模电压，适用于高共模电压情况下检测小差分电压的工业设备中。它的增益固定为50V/V，工作温度范围为-40~+125℃叙词：模拟器件/电路设计/高侧电流/传感器AD8205 AD8205是美国模拟器件公司推出的一种单电源高性能差分放大器，典型单电源供电电压为5V，其共模电压输入范围为-2~65V，可以耐受-5~+70V的输入共模电压，适用于高共模电压情况下检测小差分电压的工业设备中。它的增益固定为50V/V，工作温度范围为-40~+125℃，失调电压温漂小于15mV/℃，增益温漂小于30ppm/℃(环境温度可高达125℃)，在整个规定温度范围内具有优良的直流性能，其从直流到100kHz的频带范围内具有高达80dB的共模抑制比。因此其测量环路误差小，精度高，非常适合用于马达控制、传动控制、磁悬浮控制、车辆动力控制、燃料喷射控制、引擎管理和DC-DC变换等控制系统中。 内部电路结构及其工作原理 AD8205的内部电路由A1和A2两个集成运放和一个电阻网络，以及一个小参考电压源和偏置电路构成，其电路结构如图1所示。 A1的前置衰减由电阻RA、RB、RC组成，可将共模电压衰减到合适的输入电压范围内。两组衰减器构成桥式网络，衰减率为1/16.7。输入信号经过衰减以后，使得输入信号的幅值保持在供电电源电压范围以内，当输入电压超过供电电源电压或低于公共地端的电压时，内部参考电压起作用，使得放大器在输入负共模电压信号时仍然可以正常工作。当电桥平衡时，共模电压信号产生的差分输入信号为0V。当然，输入网络同时也衰减了输入差分电压信号，放大器A1将衰减后的信号放大26倍，其输入和输出都采用差分形式以获得最大的交流共模抑制比。另外电阻RA、RB、RC、RD和RF通过激光校准后的电阻匹配率优于0.01%，这种高精度校准使得器件能够获得超过80dB的共模抑制比。 放大器A2将A1输出的差分信号转换成单端信号，并放大32.15倍。参考输入端VREF1和VREF2都经过电阻RREF连接到A2的同相输入端，使得输出可以任意调整到所需要的输出电压范围内。当两个参考输入端并联使用时，参考电压从输入到输出的增益为1V/V；当单独使用任何一个参考输入端时，其增益为0.5V/V。AD8205的总增益由衰减电路的衰减率1/16.7、A1的放大倍数26和A2的放大倍数32.15构成。AD8205具有300μA的吸收下拉电流能力，采用A类PNP管接上拉电阻输出。 输出方式设置 单极性输出 此方式一般用来测量流过采样电阻上的单方向变化的电流。有两种基本模式：以地为参考和以V+为参考的输出模式。在单极性工作模式下，当差分输入为0时，输出可以偏置到负向(接近地)或正向峰值(V+)。当差分电压加到输入端时，输出将反向移动到峰值。这时满幅输出所对应的输入差分电压幅值接近100mV，它的极性由输出电压的静态设置所决定。当偏置到正向峰值时，输入差分电压应该为负，输出由正向峰值下降；反之，若静态偏置到地，则输入差分电压应该为正，输出由0上升。 以地为参考的输出连接方式如图2(a)所示。它的两个参考输入端都接到地上，当输入的差分电压为0时，其输出被偏置到反相峰值(约0.05V)。 以V+为参考的输出连接方式如图2(b)所示。它的两个参考输入端都连接到正电源上，当输入的差分电压为0时，其输出被偏置到正相峰值(约4.8V)。 双极性输出 双极性输出时AD8205可以测量流过采样电阻上的双向电流，这时，输出可以偏置到输出范围内的任意位置。当被检测的正反两个方向上的电流为等幅时，其输出必须偏置到满量
汽车传感器归类
汽车常用传感器的归类 汽车传感器是汽车电子控制系统的关键部件之一，是汽车电子控制系统中信息的主要来源。随着科技的飞速发展，汽车上电气与电子装备所占整车成本的比重越来越高，汽车上传感器的数量也越来越多。目前，一辆普通家用轿车大约有几十到近百个传感器，而豪华轿车有多达两百个传感器。 汽车传感器的主要功能是测量或检测汽车在各种运行状态下相关部件的工作参数，并将它们转换成标准的电信号后送给电控单元（Electronic Control Unit，简称ECU），ECU根据这些信息进行运算处理后发出指令对执行元件进行适时地控制。汽车传感器主要用于发动机的控制系统、底盘控制系统和车身控制系统中。 一、汽车传感器的主要类型 汽车传感器的种类很多，有时同一种被测参量可用不同类型的传感器来测量，同一种传感器往往也可以测量多种被测参量。汽车传感器一般按被测参量来分类：主要包括温度、压力、速度与加速度、位置、流量、液位、气体浓度等。相应传感器对应的汽车上被测参量见表一。 表一汽车常用传感器的类型
▲图1 叶片式空气流量计的组成与工作原理图 ▲图2 光学式卡门旋涡空气流量计的组成与工作原理
（二）压力传感器 压力传感器的主要功能是检测气体或液体的压力，并将这些压力信号转换为电压信号。汽车上常见的压力传感器有进气歧管压力传感器、发动机机油压力传感器、轮胎压力传感器等。图3为轮胎气压监测系统的组成。 ▲图3 轮胎气压监测系统的组成 （三）位置与角度传感器 汽车上检测位置与角度的传感器主要包括曲轴位置传感器、节气门位置传感器、液位传感器、车高传感器等。图4为磁感应式曲轴位置传感器的工作原理。图5为霍尔式曲轴位置传感器的工作原理。 ▲图4 磁感应式曲轴位置传感器工作原理
传感器在汽车中的应用
传感器在汽车中的应用 摘要: 随着电子技术的发展,现代汽车正朝着高档智能化、电子信息自动化的机电一体化产品方向发展。汽车传感器作为汽车电子控制系统的关键部件,是现代汽车发展的主导与核心。随着汽车工业与电子工业的不断发展,汽车传感器将成为汽车电子产品市场中最有需求力的产品。 关键词: 汽车传感器汽车电子控制系统 现代汽车正朝着高档智能化、电子信息自动化的机电一体化产品方向发展,汽车传感器作为汽车电子控制系统的关键部件,是现代汽车发展的主导与核心,尤其伴随着汽车电子技术的飞速发展,低成本、智能、集成多功能的微型新型传感器将逐步取代传统的传感器,成为现代“电子汽车”发展的助推剂。 汽车传感器作为汽车电子控制系统的信息源,是汽车电子控制系统的关键部件,已在汽车设计与制造的发展中起主要角色作用。这一作用随着汽车功能,如稳定性控制、安全性控制和电子油门控制等技术领域研究内容的增多而愈来愈大。 目前,一般汽车装配有几十到近百个传感器,高级豪华汽车更是有大约几百乃至上千个传感器。而且随着汽车制造业的发展,一辆普通轿车安装的传感器数量和种类都将越来越繁多。这些形形色色的传感器坚守于汽车的各个关键部位,承担起汽车自身检测和诊断的重要责任,将汽车时时刻刻的温度、压力、速度及湿度等信息传达到汽车的神经中枢即中央控制系统中,从而将汽车故障消于未形,因此,有人形象地将传感器形容为汽车的敏感神经未梢。 当前,常用的汽车传感器主要表现在发动机控制系统、底盘控制系统、车身控制系统和导航系统中。它的应用大大提高了汽车电子化的程度,增加了汽车驾驶的安全系数。其作用就是对汽车温度、压力、位置、转速、加速度和振动等各种信息进行实时、准确的测量和控制。常用的有温度传感器、压力传感器、位置和转速传感器、加速度传感器、距离传感器、陀螺仪和车速传感器、方向盘转角传感器等。 一、汽车发动机控制用传感器 发动机的电子控制一直被认为是MEMS技术在汽车中的主要应用于领域之一。发动机控制系统用传感器是整个汽车传感器的核心,种类很多,包括温度传感器、压力传感器、位置和转速传感器、流量传感器、气体浓度传感器和爆震传感器等。这些传感器向发动机的电子控制单元(ECU)提供发动机的工作状况信息,供电子控制单元(ECU)对发动机工作状况进行精确控制,以提高发动机的动力性、降低油耗、减少废气排放和进行故障检测。由于其工作在发动机振动、汽油蒸气、污泥和泥水等恶劣环境中,因此它们耐恶劣环境技术指标要高于一般的传感器。对于它们的性能指标要求最关键的是测量精度与可靠性。
关于国内外汽车传感器方面的知识
关于国内外汽车传感器方面的知识
关于国内外汽车传感器方面的知识技术分类：汽车电子 | 2007-12-19 来源：新浪汽车 汽车传感器作为汽车电子控制系统的信息源，是汽车电子控制系统的关键部件，也是汽车电子技术领域研究的核心内容之一。目前，一辆普通家用轿车上大约安装几十到近百只传感器，而豪华轿车上的传感器数量可多达二百余只。据报道，2000年汽车传感器的市场为61.7亿美元(9.04亿件产品)，到2005年将达到84.5亿美元(12.68亿件)，增长率为6.5%(按美元计)和 7.0%(按产品件数计)。汽车传感器在汽车上主要用于发动机控制系统、底盘控制系统、车身控制系统和导航系统中。 发动机控制系统用传感器 发动机控制系统用传感器是整个汽车传感 器的核心，种类很多，包括温度传感器、压力传感器、位置和转速传感器、流量传感器、气体浓度传感器和爆震传感器等。这些传感器向发动机的电子控制单元（ECU）提供发动机的工作状况信息，供ECU对发动机工作状况进行精确控制，
以提高发动机的动力性、降低油耗、减少废气排放和进行故障检测。 由于发动机工作在高温(发动机表面温度可达150℃、排气歧管可达650℃)、振动(加速度30g)、冲击(加速度50g)、潮湿(100%RH，-40℃- 120℃)以及蒸汽 、盐雾、腐蚀和油泥污染的恶劣环境中，因此发动机控制系统用传感器耐恶劣环境的技术指标要比一般工业用传感器高1-2个数量级，其中最关键的是测量精度和可靠性。否则，由传感器带来的测量误差将最终导致发动机控制系统难以正常工作或产生故障。 1.温度传感器 温度传感器主要用于检测发动机温度、吸入气体温度、冷却水温度、燃油温度以及催化温度等。温度用传感器有线绕电阻式、热敏电阻式和热偶电阻式三种主要类型。三种类型传感器各有特点，其应用场合也略有区别。线绕电阻式温度传感器的精度高，但响应特性差；热敏电阻式温度传感器灵敏度高，响应特性较好，但线性差，适应温度较低；热偶电阻式温度传感器的精度高，测量温度范围宽，但需要配合放大器和冷端处理一起使用。
常用车辆检测传感器综述
常用车辆检测传感器综述 前言随着城市规模的不断扩大以及人口持续增加，人们的工作生活越来越依赖于各种交通工具。经济不断发展，人们收入的增加，以及国家一系列的购车优惠政策，越来越多的人拥有汽车。城市各种车辆的增加给人们出行提供了方便，但是由于交通量的增加，容易造成交通拥堵，甚至出现交通事故。为了解决日益严重的交通问题，不能够仅仅依靠扩宽现有的道路或者修建新的道路，构建智能交通系统（Intelligent Transportation Systems，简称ITS）此时解决日益严重的道路交通问题的有效办法，而车辆检测传感器则是ITS中最重要的交通数据采集部分。 实时准确地检测道路车辆的交通流信息并预测未来道路交通状况,进而将预测信息提供给交通控制中心,才可能有效避免交通阻塞,减少出行时间和交通事故的发生。精确和可靠的检测数据是在交通控制中进行合理的信号配时优化的基础，有效地利用实时的交通数据预测未来的交通状况,是实现有效的交通控制关键所在。本文集中介绍了集中生活中常用的几种固定式车辆检测传感器的原理和特点，分析了在不同环境中，车辆检测传感器的选择方式。 固定式车辆检测传感器一般包括感应线圈式检测器、超声波检测器、微波检测器、红外线检测器、视频检测器、磁力检测器以及声学检测器等。 一、感应线圈检测器 1.1 工作原理 感应线圈车辆检测器在检测过程中利用了涡流效应，即根据电磁感应定律，当金属导体置于交变磁场中时，导体内就会产生感应电流，在导体内形成闭合回路电流。检测器LC谐振电路产生一定频率的正弦振荡信号，同时，正弦振荡信号经互感线圈感应到埋设在路面的环形激励线圈上，使其周围空间形成正弦交变磁场。 图1 线圈检测系统组成示意图 其主要构成包括:埋于路面以下较浅处的绝缘线圈、路边拉紧盒到控制箱的数据输入线以及装于控制箱内的电子元件，如图1所示。环形线圈检测系统与控制中心的主控机通过电缆连接、通信，主控机可发送信号，设置检测器的检测周期等工作状态，并监测检测器故障；检测器则将检测数据如车辆计数、占有率等传送至主控机，以便完成控制系统的信息存储、优化配置、方案选择和事件检测等功能，实现系统的最佳控制效果。当汽车停在或驶过绝缘线圈,车辆的金属部分产生涡流电流,且电流方向与线圈电流的方向相反,因此,引起涡流电流产生的磁场与线圈电流产生的磁场方向相反,使得线圈磁场场强减小,而线圈磁场场强的减小使得振荡电路的振荡频率增加,从而引发电子元件向控制箱发出脉冲,以表征车辆的出现和经过。 1.2 典型应用 感应线圈车辆检测器具有稳定性好、技术成熟、正常使用寿命长、性价比和精确度高等
几种重要的汽车传感器原理
几种重要的汽车传感器原理 一、传感器概述 传感器的概念：指能感受规定的物理量，并按照一定规律转换成可用输信号的器件或装置。简单的说，传感器即使把非电量转换成电量的装置。 汽车传感器的工作条件极为恶劣，因此，传感器能否精确可靠地工作至关重要。在该领域中，理论研究及材料应用发展迅速，半导体和金属膜技术研究及材料应用技术发展迅速，半导体和金属膜技术、陶瓷烧结技术等得到迅猛发展。智能化、集成化和数字化将是传感器的未来发展趋势。 传感器通常由敏感元件、转换元件及测量电路组成。敏感元件是指能直接感受被测量的部分。转换元件是指能将非电量转换成电量的部分。有些敏感元件可以直接输入电量。测量电路是指将转换元件输入的电量经过处理，以便进行显示、记录和控制的部分。测量电路中较多的使用电桥电路。比如后面要讲到的热线式空气流量计。 传感器的种类比较多，像我们一般碰到的传感器一般有： 温度传感器（冷却水温度传感器THW，进气温度传感器THA）； 流量传感器（空气流量传感器，燃油流量传感器）； 进气压力传感器MAP 节气门位置传感器TPS 发动机转速传感器 车速传感器SPD 曲轴位置传感器（点火正时传感器） 氧传感器 爆震传感器（KNK） 二、空气流量传感器 为了形成符合要求的混合气，使空燃比达到最佳值，我们就必须对发动机进气空气流量进行精确控制。下面我们来介绍一下几种常用的空气流量传感器。 1、卡门旋涡式空气流量计
涡流式空气流量传感器是利用超声波或光电信号，通过检测旋涡频率来测量空气流量的一种传感器。 众所周知，当野外架空的电线被风吹时，就会发出“嗡、嗡”的声音，且风速越高声音频率越高，这是气体流过电线后形成旋涡（即涡流）所致。液体、气体等流体均会产生这种现象。 同样，如果我们在进气道中放置一个涡流发生器，比如说一个柱状物，在空气流过时，在涡流发生器后部将会不断产生如图所示的两列旋转方向相反，并交替出现的旋涡。这个旋涡就称为卡门旋涡。 卡门旋涡式空气流量计就是利用这种这种旋涡形成的原理，测量气体流速，并通过流速的测量直接反映空气流量。 对于一台具体的卡门旋涡式空气流量计，有如下关系式：qv=kf , qv为体积流量，f为单列旋涡产生的频率，k为比例常数，它与管道直径，柱状物直径等有关。由这个关系式可知，体积流量与卡门涡流传感器的输出频率成正比。利用这个原理，我们只要检测卡门旋涡的频率f，就可以求出空气流量。 根据旋涡频率的检测方式的不同，汽车用涡流式空气流量传感器分为超声波检测式和光学式检测式两种。例如，中国大陆进口的丰田凌志LS400型轿车和台湾进口的皇冠3.0型轿车采用了光电检测涡流式空气流量器；日本三菱吉普车、中国长风猎豹吉普车和韩国现代轿车采用了超声波检测涡流式空气流量传感器。 （1）光学式卡门旋涡空气流量计 现代物理学光的粒子说认为，光是一种具有能量的粒子流，当物体受到光照射时，由于吸收了光子能量而产生的效应，称为光电效应。光敏晶体管是一种半 导体器件，它的特点就是受到光的照射时，它们都会产生内光电效应的光生伏特现象，从而产生电流。 工作原理：在产生卡门旋涡的过程中，旋涡发生器两侧的空气压力会发生变化，通过导孔作用在金属箔上，从而使其振动，发光二极管的光照在振动的金属箔上时，光敏晶体管接收到的金属箔上的反射光是被旋涡调制的光，再由光敏晶体管输出调制过的频率信号，这种频率信号就代表了空气的流量信号。 （２）超声波式卡门旋涡式空气流量计 超声波是指频率高于20HZ，人耳听不到的机械波。它的特性就是方向性好，穿透力强，遇到杂质或物体分界面会产生显著的反射，譬如自然界里的蝙蝠，鲸鱼等动物都是通过超声波来进行方位定向的。利用这种物理特性，我们可以把一些非电量转换成声学参数，通过压电元件转换成电量。
PCB型罗氏线圈电流传感器的设计与试验研究
【100】?第39卷?第2期? 2017-02收稿日期：2016-09-13 基金项目：广东省科技计划资助项目（2014A010106033）；广东省科技计划资助项目（2013B060500056）；茂名市科技 计划资助项目（201613） 作者简介：龚勇镇（1983 -），男，湖南湘潭人，讲师，硕士研究生，主要从事智能检测与机电一体化方面的研究。 PCB 型罗氏线圈电流传感器的设计与试验研究Design and experimental study of PCB Rogowski coil current sensor 龚勇镇1，黄崇林1，廖 辉1，乔东凯1，鲍丙豪2 GONG Yong-zhen 1, HUANG Chong-lin 1, LIAO Hui 1, QIAO Dong-kai 1, BAO Bing-hao 2（1.广东石油化工学院 机电工程学院，茂名 525000；2.江苏大学 机械工程学院，镇江 212013）摘 要：介绍了罗氏线圈的工作机理，根据高精度罗氏线圈设计原则，优选参数，设计了一种基于PCB 骨架的罗氏线圈。制作并调试好符合要求的信号检测电路，其按顺序依次为放大、积分、滤 波环节。当被测电流大小在0～600A范围内变化时，对PCB型罗氏线圈电流传感器进行了试验 验证。结果表明：该传感器线性度好，灵敏度高，能达到2.2353mV/A，输入、输出信号准 确，可满足测量要求。 关键词：PCB型罗氏线圈；检测电路；试验；线性度；灵敏度 中图分类号：TH12；TP212 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2017)02-0100-040 引言 随着电网电压等级的提高及电力系统容量的增加， 传统的电磁式电流互感器由于存在铁磁饱和、信号输出 易失真、体积大、难以安全绝缘、数字量输出不便等缺 点[1,2]，难以满足电力系统发展要求。罗氏线圈作为一种 性能较优的电流传感头，具有测量范围宽、反应速度较 快、线性度好、频带宽、绝缘性能好、精度高等优点， 被认为是当前电磁式电流互感器的一种较理想的替代 品，在电力测量和继电保护中，具有广阔的应用前景。1 罗氏线圈工作机理 罗氏线圈（又称Rogowski 线圈）是俄国科学家 Rogowski 于1912年首次提出的，它实质上是一种结构比 较特殊的空芯线圈，即把导线通过手工或机器均匀地绕 制在一非铁磁骨架上[3,4]，不需与被测电路直接接触，如 图1所示。工作时，由电磁感应定律及安培环路定律可 知，穿过线圈中心的通电导线产生的电磁场将在线圈中 产生一个感应电压e(t)输出，它与通电导线中瞬时电流 对时间的导数成正比关系，感应电压和被测电流之间相 位相差90°。 1()di e t M dt =? (1) 式(1)中，线圈与通电导线之间的理论互感 为 ，其中：0μ为真空磁导率，其值为 -70104×=πμH/m ，N 表示线圈匝数；h 表示非磁性骨架高度（m ），a 、b 分别表示线圈非磁性骨架外、内径（m ），i 1为通电导线中的瞬时电流（A ）。 图1 罗氏线圈工作示意图
一种用于电池管理的高精度电流传感器设计与实现
第40卷第4期2017年8月电子器件 Chinese Journal of Electron Devices Vol．40一No．4Aug.2017 收稿日期:2016-06-20一一修改日期:2016-09-04Design and Implementation of a High Precision Current Sensor for Battery Management LU Libin ? (School of Computer and Electronic Information Engineering ,Wuhan City Vocational College ,Wuhan 430064,China )Abstract :A high precision current sensor for battery power supply equipment management is presented.The current sensor by the SC (switched capacitor)delta sigma ADC,10mΩon-chip shunt resistance and dynamic strap gap reference voltage source,the dynamic band gap reference voltage source can provide the ADC reference voltage and detection of shunt temperature.Precision is improved by using the precise shunt resistance temperature compensation,low leakage sampling scheme and the dynamic error correction technique.The current sensor is made of standard 0.13μm CMOS technology,with an area of 1.15mm 2,and the current loss of 55μA at 1.5V.Measurement results show that compared with the traditional current sensor,current sensor is proposed in the current range of -5A to +5A and -50?to +85?temperature range,the maximum deviation for 16μA,the maximum gain error of +0.3%, accuracy has been significantly improved. Key words :current sensor;dynamic band gap reference voltage;shunt resistance;high precision;temperature compensation一EEACC :7230;7310D一一一一doi :10.3969/j.issn.1005-9490.2017.04.031一种用于电池管理的高精度电流传感器设计与实现 鲁丽彬? (武汉城市职业学院计算机与电子信息工程学院,武汉430064) 摘一要:提出了一种适用于电池供电设备管理的高精度电流传感器三该电流传感器由开关电容SC(Switched Capacitor)ΔΣADC二10mΩ片上分流电阻以及动态带隙基准电压源组成,其中动态带隙基准电压源能够提供ADC 的基准电压,并且检测分流器的温度三通过采用精确分流电阻温度补偿二低漏电取样方案以及动态误差校正技术来提高精确度三该电流传感器采用标准0.13μm CMOS 工艺制成,面积为1.15mm 2,在1.5V 电压电流条件下电流损耗为55μA三测量结果显示,相比传统的电流传感器,提出的电流传感器在-5A 至+5A 的电流范围以及-50?~+85?的温度范围内,最大偏差为16μA,最大增益误差为?0.3%,精确度得到了显著提升三 关键词:电流传感器;动态带隙基准电压;分流电阻;高精度;温度补偿 中图分类号:TM910一一一一文献标识码:A一一一一文章编号:1005-9490(2017)04-0946-07 一一现阶段用于估计电池电荷状态的方法中使用最广泛的是库伦计量法三该方法通过测量电池电流I bat 来确定电池的净电荷流[1-2],而对电流测量误差(增益误差或者偏差)有着关键影响的便是电流传感 器[2]三电流传感器的电流损耗以及电流传感偏差最好低于电池自放电率三假设手持设备的保守自放电 率为1%/month [3],且其标准电池容量为5000mAh,因此,为了精确估计电池电荷状态,要求电流偏差最 好低于50μA三但是,如果双向电流高达?7A,现有的各种电流传感器的偏差基本超过500μA,并且增益误差为?3%[3-4]三分流电阻是电流传感器中的直接影响精确度的重要组成元件三实现分流电阻最简单的方法就是利用现有PCB 印制线电阻[5-6]三虽然此方法性价比较高,不会产生额外功率损耗,但是铜印制线的电阻温度系数(TCR)较大(即:约0.39%/?),无法利用片 万方数据
汽车传感器五大常见类型
汽车传感器功能简介 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，转化成电讯号输给计算机，以便发动机处于最佳工作状态。 汽车传感器常见类型 1、节气门位置传感器 原理：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。 种类：它有三种型式——开关触点式节气门位置传感器（桑塔纳2000型轿车和天津三峰客车）、线性可变电阻式节气门位置传感器（北京切诺基）、综合型节气门位置传感器（国产奥迪100型V6发动机）。 2、进气压力传感器 原理：进气压力传感器可以根据发动机的负荷状态测出进气歧管内的绝对压力，并转换成电信号和转速信号一起送入计算机，作为决定喷油器基本喷油量的依据。 应用：国产奥迪100型轿车（V6发动机）、桑塔纳2000型轿车、北京切诺基（25L发动机）、丰田皇冠3．0轿车等均采用这种压力传感器。目前广泛采用的是半导体压敏电阻式进气压力传感器。 3、曲轴位置传感器 原理：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。 应用：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（桑塔纳2000型轿车和北京切诺基）、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（桑塔纳2000型轿车）。 4、空气流量传感器 原理：空气流量传感器是将吸入的空气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。 应用：根据测量原理不同，可以分为旋转翼片式空气流量传感器（丰田PREVIA旅行车）、卡门涡游式空气流量传感器（丰田凌志LS400轿车）、热线式空气流量传感器（日产千里马车用VG30E发动机和国产天津三峰客车TJ6481AQ4装用的沃尔沃B230F发动机）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。目前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。 5、爆震传感器 爆震传感器安装在发动机的缸体上，随时监测发动机的爆震情况。目前采用的有共振型和非共振型两大类! 车用传感器很多，判断传感器出现的故障时，不应只考虑传感器
传感器在汽车行业的应用
汽车传感器 百科名片 汽车传感器 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，转化成电讯号输给计算机，以便发动机处于最佳工作状态。车用传感器很多，判断传感器出现的故障时，不应只考虑传感器本身，而应考虑出现故障的整个电路。因此，在查找故障时，除了检查传感器之外，还要检查线束、插接件以及传感器与电控单元之间的有关电路。 详细介绍
一、传感器特性 传感器是指能感受规定的物理量，并按一定规律转换成可用输入信号的器件或装置。简单地说，传感器是把非电量转换成电
量的装置。 传感器通常由敏感元件、转换元件和测量电路三部分组成。 1)、敏感元件是指能直接感受（或响应）被测量的部分，即将被测量通过传感器的敏感元件转换成与被测量有确定关系的非电量或其它量。 2）、转换元件则将上述非电量转换成电参量。 3）、测量电路的作用是将转换元件输入的电参量经过处理转换成电压、电流或频率等可测电量，以便进行显示、记录、控制和处理的部分。 传感器的静态特性参数指标 1．灵敏度 灵敏度是指稳态时传感器输出量ｙ和输入量ｘ之比，或输出量ｙ的增量和输入量ｘ的增量之比，用ｋ表示为 ｋ＝ｄY／ｄX 2．分辨力 传感器在规定的测量范围内能够检测出的被测量的最小变化量称为分辨力。 3．测量范围和量程 在允许误差限内，被测量值的下限到上限之间的范围称为测量范围。 4．线性度（非线性误差） 在规定条件下，传感器校准曲线与拟合直线间的最大偏差与满量程输出值的百分比称为线性度或非线性误差。 5．迟滞 迟滞是指在相同的工作条件下，传感器的正行程特性与反行程特性的不一致程度。 6．重复性 重复性是指在同一工作条件下，输入量按同一方向在全测量范围