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汽车压力传感器的选用

2018-12-12 846次浏览 来源:网络

汽车压力传感器的选用

无论在引擎、轮胎还是在乘客车厢内的应用,合适的压阻汽车压力传感器都可以拥有经济高效的可靠性和较长的运行寿命。这里的关键字是“合适的”。为了选择正确的传感器,你需要了解它的功能、运行的条件以及使其独特的设计。

设计师们主要将汽车压阻式压力传感器应用于三个领域:引擎优化喷射控制以及安全增强。在*类应用中,这些设备使你能够通过确定引擎控制元件中的歧管入口气压(MAP)以及大气气压(BAP)来达到优化引擎条件的目的。


为了实现更好的喷射控制,传感器作为蒸汽喷射控制系统的重要组件,保护环境,远离来自油箱的碳氢化合物喷射的污染。它们还可以通过在柴油机中触发过滤器再生,有助于清除废气中的煤烟微粒。在增强安全性方面,传感器监视胎压,并在探测到压力损耗达到危险程度时警告驾驶员,并帮助在侧面受冲击的部位安放气囊。这些设备通过控制动态座位中的膨胀气垫使驾驶更为舒适。


运行条件

在整个仪表盘上,汽车压力传感器工作在极端糟糕的环境中。安装在引擎上的传感器的运行温度在-40℃到150℃之间。相同的传感器及胎压监控设备被暴露在燃料、汽油以及刹车和传动液体中,所有这些都可能阻碍传感器的工作,影响他们的性能。同时,盐水和溶剂也在侵蚀器件的结构。在这些应用中,电磁干涉(EMI)范围在曝光量为200V/m时从2MHz到2GHz。乘客车厢中的压力传感器暴露在相同的EMI和低温环境中。

尽管这些条件带来了很大挑战,但它们并不是不可克服的。合理的设计在保护传感器的同时,还实现了可靠性和长时间的运行寿命。

侧面气囊压力传感器

*佳的侧面冲击保护是一项挑战性的任务,尽管通常撞击的速度相对较低。在车体中可吸收冲撞能量的侧面空间要小得多,并且气囊和乘客之间的距离也小得多。确实,每一英寸的距离都可能挽救生命并阻止严重的伤害。

当遇到非常严重的侧面冲击时,压力传感器通过测量速度和车门空腔内的压力来获得宝贵的反应时间。甚至在附着于气囊控制器件上的加速计接收到严重撞击的信号之前,压力传感器就已经探测到车门已经被一起事故压扁。这种早期探测为气囊控制器延长了额外的时间以进行复杂的几何运算,并确定气囊调度策略,从而提供*佳的乘客保护方案。


车门空腔内的不利条件使应用变得复杂。夏天和冬天的温差很容易超过*℃,相对封闭却不是完全密封,门的自然属性使其可以在这一空间内收集水蒸气以及浓缩液体。增加冰冷湿气的可能性 — 混入盐、喷雾以及其它不利物质 — 还有振动和冲击,问题变得更加严峻。严格的资格测试程序包括机械和化学测试以及精密的自诊断功能,尽管测试十分严格,但是一旦出现问题,就可以阻止不利结果的产生。            设计

设计和制造车用压力传感器时的基本要求确保了在一系列温度、振动、媒介、冲击以及电磁条件中,传感器还能够执行重要职能。艰苦的环境要求对传感器电学结构提供更大的保护来应对增压媒介。

*后,微机械硅膜上的压阻桥通常不会直接暴露在它所运行的环境中。相反,保护性硅树脂凝胶覆层或者金属帽,形成一个位于传感器前端和恶劣环境之间的一道屏障,就像在MAP和BAP应用中使用的一样。现场防护罩和贵金属也用于保护传感器的电学结构不受增压媒介的影响,主要是保护传感器的前面不受媒介的影响,让有硅的背部暴露在恶劣的环境中。这种方法被普遍用于胎压监视器和MAP传感器中。


选择传感器

在选择压力传感器的时候,要考虑三个关键的因素:可靠性、寿命和成本。传感器在全部寿命时间内要一直工作。它需要可靠工作10至15年,或者150000至250000英里。*终,基于汽车工业成本因素的考虑,传感器必须具有经济性。


汽车安全气囊传感器

汽车安全气囊传感器按其构造可分为机械式、机电式和电子式三种。

(1)机械式传感器

当传感器中传感重块的减速度达到某一特定值时,传感重块便将其机械能直接传给引发器使气囊膨开。

该传感器用与机械式安全气囊系列。

(2)机电式传感器

机电式传感器主要有滚球式、偏心式、水银开关式等

1.滚球式传感器

平时小钢球被磁场力所约束;

当碰撞时,在圆柱形钢套内小钢球就向前运动;

一旦接触到前面的触点,则将局部电路接通;

这种传感器目前应用很广,可以检测各种撞击信号;

2.偏心式传感器

偏心式传感器为具有偏心转动质量的机电式加速度传感器,由外壳、偏心转子、偏心重块、旋转触点与固定触点、螺旋弹簧等构成;

偏心式传感器的外侧装有一个电阻,做自检之用,检测传感器总成与其之间的线路是否有开路或短路。

当汽车正常行驶时,偏心转子盒偏心中块被螺旋弹簧拉回,处于平衡状态,此时转子上安装的旋转触点与固定触点不接触。

当车辆受到正面碰撞且速度达到设定值时,由于偏心重块惯性的作用,使偏心重块连同偏心转子和旋转触点一起转动,旋转触点与固定触点发生接触,从而向ECU发出闭合电路信号。

3.水银开关式传感器

水银开关式传感器是安全传感器中常见的一种,当汽车碰撞时,水银产生惯性力抛向电极2和电极3,使两极接通,并使点火器接通。

安全传感器一般比碰撞传感器所需的惯性力或减速度小,以保证碰撞传感器的可靠工作。

(3)电子式传感器(中央安全气囊传感器)

电子式加速度计对汽车正向减速度进行连续测量,并将测量结果输送给ECU,ECU内一套复杂的碰撞信号处理程序,能够确定气囊是否需要膨开,ECU便会接通点火电路,安全传感器同时也闭合,则引发器接通,气囊膨开。

电子式传感器通常是一个半导体压力传感器,汽车的速度越大,碰撞后产生减速度的力就越大,则输出的电压也越大。

由于半导体压力传感器输出特性受温度影响较大,故应用晶体管的基极-发射极间的电压的温度变化来消除传感器输出特性的变化,所以半导体压力传感器要求有稳定的电源。

在使用水银开关式以外的安全传感器时,在气囊已作用充气之后,中央气囊传感器总成绝不可重复使用。因为在气囊动作时,会有大电流流过传感器触点,使触点表面产生烧蚀而令电阻过大,造成气囊可靠性降低。


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