陶瓷传感器在汽车电子中的的应用及发展趋势

时间:2013-11-24来源:网络
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(四)指导汽车安全驾驶

基于压阻效应的超声波传感器用作汽车倒车防撞报警装置,也被称为超声波倒车雷达或倒车声纳系统,尤其适用于加长型装载汽车、载重大货车、矿山汽车等大型车辆。超声波传感器通常由铝合金外壳、压电陶瓷换能器、吸声材料、引线电极所构成,具有水平方向特性宽,而垂直方向受到限制的方向性,原理上利用错钦酸铅PZT压电陶瓷在电能与机械能之间相互转换的正、逆压电效应,即在压电陶瓷上加一电信号,便产生机械振动而发射超声波,当超声波在空气传播途中碰到障碍物立即被反射回来,作用于压电陶瓷时,则会有电信号输出,通过数据处理时间差测距,计算能显示出车与障碍物的距离与危险相撞时及时报警,可准确无误地探测汽车尾部及驾车者视角盲区的微小障碍物,实用性相当强。为获得高的发射效率和接收灵敏度,发射接收全并在一起的自发圆盘弯曲振动换能器的超声波传感器是目前市场上的主流产品,具有很高的发射效率与接收灵敏度以及尖锐的指向性。超声波有一定的探测角度和范围,欲覆盖汽车后部整个区域,窄体车辆需装用2只超声波传感器,而宽体车辆则需安装4只或更多。

陶瓷加速度传感器可用于汽车安全气囊系统,利用碰撞惯性形成的惯性力会在压电陶瓷体内产生剪切力作用,由此发生与加速度成正比的电荷及电压,高精度、可靠,能快速分辨碰撞实况。将两枚压电陶瓷片通过内部的共同电极串联粘接起来,形成二极结构,安装在运动方向上并形成悬臂梁,并与外围电路厚膜集成制作在一个外壳内。用于检测汽车瞬间的低速或高速碰撞强度,转换成电信号输出,满足诊断控制多种算法要求,确保碰撞强度大时,安全气囊准确及时开启,提高汽车安全性能。

(五)检测汽车湿度

湿敏陶瓷的特点是测湿范围宽,响应时间较快,生产工艺较简单,是汽车湿度传感器的主要材料。适用于车窗玻璃防霜、结露和发动机化油器进气部分空气湿度的检测。湿度传感器的内部装有用金属氧化物系列陶瓷材料制成的多孔烧结体,利用烧结体表面对水分子的吸附作用来敏感湿度,其灵敏度取决于材料的气孔率及孔径,感湿特征量为电阻,呈负的湿敏特性。当烧结体吸附了水分子时,其电阻值会发生变化,由镀覆电极输出,湿度增加时阻值减少,相对湿度从0变化为100%RH时,传感器的电阻值将有数千倍的变化,由此检测出湿度变化。

陶瓷传感器的发展趋势

陶瓷传感器已有四十多年的历史。陶瓷是一种公认的高弹性、抗腐蚀、抗磨损、抗冲击和震动的材料。陶瓷的热稳定性及厚膜电阻可以使它工作温度范围高达-40℃~125℃,而且具有测量的高精度、高稳定性。电气绝缘程度大于2KV,输出信号强,长期稳定性好。

高特性、低价格的陶瓷传感器将是压力传感器的发展方向,在欧美国家陶瓷传感器有全面替代其它类型传感器的趋势,在中国也有越来越多的用户使用替代扩散硅压力传感器。总之,随着电子技术的发展和汽车电子控制系统应用的日益广泛,汽车传感器市场需求将保持高速增长,高稳定性、高精度、长寿命、无线化、集成化和网络化的传感器将逐步取代传
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关键词: 陶瓷 传感器 汽车电子

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