汽车中MEMS传感器的运用
MEMS传感器在汽车性能测试中的应用
加速度计可用于悬 吊系统、 安全气囊 ; 此外 , E S陀螺 M M
传感器还 可用于惯性导航、 防侧翻和 V C 。 D
本文着重介 绍 了 ME S传 感器 在 汽车 制动 性 能 M 测试仪和机动车方向盘转 向力 一转向角检测仪 中的实
际应用。
电容式加速度计是将被测量非电量 的变化转换 为 电容量变化的一种 传感器 。它具 有结构 简单 、 分辨 率
子领域。在汽车的操控性及安全性方面, 以加速度计居
多, 如低重力加速度计可 用于电子停车制动 ( P ) 安 EB 、
全 带预 紧器 、 侧 翻 和 汽 车 动 态 控 制 ( D ) , 重 力 防 VC 中 高
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智能 化等优 点 , 针对 性地解 决 了以上 困扰 , ME S 感器 的应用 扩展 了新 领域 。 为 M 传
关键 词 :ME S 传 感器 M 中图 分类号 : H 9 T 8 汽车制 动性 能 转 向力 转 向角 检测 仪 文献标 志码 : A
Ab ta t Atpe e t heisr me t s dfrme s rn r k efr n e o oo t e ndsern oc n ge o e se rn e lo sr c : r sn 。t n tu nsu e o a ui gb a e p roma c fa tmoi sa te g frea da l ft teigwh e f v i n h
高、 可非 接触测量等独 特优点 , 能在高温 、 射和强烈 辐
振动等恶劣条件下工作 。
MM E S电容式加速度传感器结构如图 2所示 。
MEMS技术在传感器制造中的应用
MEMS技术在传感器制造中的应用近年来,随着科技的不断发展,MEMS技术在传感器制造中的应用越来越广泛。
MEMS技术作为微电子技术的重要分支之一,它的出现和应用,不仅为传感器制造行业带来了更加精确、灵敏、智能的传感器产品,也为现代科技的进步提供了坚实的基础。
本文将介绍MEMS技术在传感器制造中的特点、应用、优势和未来发展趋势。
一、MEMS技术在传感器制造中的特点MEMS技术是一种将微电子电路和微机械结构相结合的新型技术,它的特点包括:1.微小化:MEMS技术可以将传感器的体积大幅度缩小,不仅方便携带,而且能够更好地适应不同的测量环境。
2.多功能:MEMS技术可以将多种传感器进行组合,实现一个传感器同时测量多种参数的功能,提高设备的实用性。
3.可靠性:MEMS技术采用非接触式传感和无机械部件的传感方式,效果更加可靠。
二、MEMS技术可以应用在各种传感器的制造中,例如:1.加速度传感器:采用MEMS技术制造的加速度传感器,具有快速响应、高精度等特点,可以广泛应用于汽车安全气囊、机器人导航等领域。
2.压力传感器:MEMS技术下的压力传感器具有高精度、高灵敏度、高温度耐受力等特点,适用于空气压力检测、医疗健康等各种领域。
3.光电传感器:使用MEMS技术制造的光电传感器,可以大大减小尺寸,具有高精度、高速率、低功耗等特点。
三、MEMS技术在传感器制造中的优势1.无机械零件:传统传感器通常有机械零件,这些零部件容易故障,需要维护,而MEMS传感器不需要这些机械零部件,因此可以消除机械故障。
2.成本低:MEMS传感器的制造不需要太多人工干预,只需要少量的原材料,因此成本低。
3.制造灵活:使用MEMS技术可以轻松应用到各种制造技术中,从而增加制造灵活性。
四、未来发展趋势随着人们对高精度、小型化、多功能传感器的需求不断增加,MEMS技术在传感器制造中的应用前景非常广阔。
未来,MEMS技术在传感器制造中的发展主要集中在以下几个方面:1.传感器的超小型化:MEMS技术可以大大缩小传感器的尺寸和重量,未来随着MEMS技术的不断发展,传感器的超小型化趋势将成为必然的趋势。
mems压力传感器 应用场景
题目:MEMS压力传感器的应用场景一、MEMS压力传感器的原理和特点MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)压力传感器是一种微型压力传感器,由微机械制造技术和集成电路技术相结合而成。
它的原理是利用微型机械结构感应外部压力变化,通过微小的电阻、电容变化来转换成电信号输出。
MEMS压力传感器具有体积小、重量轻、功耗低、频率响应快、精度高、价格低等特点。
二、MEMS压力传感器在汽车领域的应用1. 轮胎压力检测系统现代汽车配备了TPMS(Tire Pressure Monitoring System)系统,通过安装在车轮上的MEMS压力传感器,实时监测轮胎的气压,一旦轮胎气压异常,系统会发出警报提醒驾驶员。
这不仅提高了行车安全,还减少了燃油消耗和轮胎磨损。
2. 发动机控制系统发动机的进气歧管、油路系统、涡轮增压器等部件的压力都需要精确控制,MEMS压力传感器可以实时监测这些压力数据,为发动机控制系统提供精准的参数,提高了发动机的燃烧效率和动力输出。
三、MEMS压力传感器在医疗设备中的应用1. 人体生理参数监测MEMS压力传感器可以应用于血压仪、呼吸机、体重秤等医疗设备中,通过实时监测人体的生理参数,帮助医生对患者进行及时的诊断和治疗。
2. 医用气体输送控制医院的氧气、氮气输送系统中需要对气体压力进行严格控制,MEMS压力传感器可以实现对医用气体压力的实时监测和控制,提高了输气系统的安全性和稳定性。
四、MEMS压力传感器在工业自动化领域的应用1. 液体、气体压力监测在工业生产中,液体、气体的压力监测是非常重要的,可以通过安装在管道、容器中的MEMS压力传感器实时监测液体、气体的压力情况,实现对生产过程的自动化控制。
2. 液位检测MEMS压力传感器还可以应用于液位检测,通过测量液体的压力来判断液位的高低,广泛应用于石油化工、水处理、食品加工等工业领域。
五、MEMS压力传感器在航天航空领域的应用1. 飞机气压控制在飞机上,需要对飞机的气压进行实时监测和控制,以保障飞机飞行安全。
mems芯片应用场景
mems芯片应用场景随着科技的不断发展,MEMS(Micro Electro Mechanical System)芯片作为一种新型的微小机械器件,被广泛应用于各个领域。
MEMS芯片具有体积小、功耗低、集成度高、成本低等优势,因此在许多应用场景中得到了广泛的应用。
本文将针对mems芯片的应用场景进行深入探讨。
一、移动设备领域MEMS芯片在移动设备领域有着广泛的应用。
例如,加速度传感器是MEMS芯片的一种重要应用,它可以用于手机、平板电脑等设备中的智能屏幕旋转功能,可以根据设备的倾斜角度自动旋转屏幕的方向。
此外,MEMS芯片还可以用于手机的抖动感应功能,当手机发生抖动时,MEMS芯片可以感知到并自动调整镜头的位置,从而提高拍照的稳定性。
二、汽车领域MEMS芯片在汽车领域的应用也越来越广泛。
例如,汽车中的安全气囊系统中就使用了MEMS芯片的加速度传感器。
当车辆发生碰撞时,MEMS芯片可以感知到车辆的加速度变化,并通过控制系统迅速充气,保护乘客的安全。
此外,MEMS芯片还可以用于汽车的稳定控制系统、车载导航系统等,提高汽车的行驶稳定性和导航精度。
三、医疗领域MEMS芯片在医疗领域的应用也非常广泛。
例如,MEMS芯片可以用于体温计、血压计等医疗设备中,实现对人体生理参数的测量和监测。
此外,MEMS芯片还可以用于人工耳蜗、心脏起搏器等医疗器械中,实现对人体功能的辅助和恢复。
四、工业领域在工业领域,MEMS芯片也有着广泛的应用。
例如,MEMS芯片可以用于工业机器人中的姿态传感器,实现对机器人姿态的感知和控制。
此外,MEMS芯片还可以用于工业自动化设备中的压力传感器、流量计等,实现对工业过程参数的测量和控制。
五、环境监测领域MEMS芯片在环境监测领域也有着重要的应用。
例如,MEMS芯片可以用于空气质量监测设备中的气体传感器,实时监测环境中的各种有害气体浓度。
此外,MEMS芯片还可以用于水质监测设备中的PH传感器、溶解氧传感器等,实现对水质的监测和分析。
mems芯片应用场景
mems芯片应用场景随着科技的进步和人们对于智能化生活的需求不断增加,mems芯片作为一种重要的微纳技术,在各个领域得到了广泛的应用。
mems芯片的小巧、高效和低功耗的特点,使得它在多个领域有着重要的应用场景。
一、消费电子领域mems芯片在消费电子领域有着广泛的应用,比如智能手机、平板电脑、智能手表等。
在智能手机中,mems芯片可以用于实现重力感应、陀螺仪、加速度计等功能,使得手机可以自动旋转屏幕、进行姿态识别等操作。
而在智能手表中,mems芯片可以用于实现步数计数、心率监测等功能,满足人们对于健康和运动的需求。
二、汽车领域mems芯片在汽车领域的应用也十分广泛。
比如在汽车稳定性控制系统中,mems芯片可以用于实现车辆的倾斜角度检测和方向盘角度检测,从而实现车辆的稳定控制。
此外,在车载导航系统中,mems芯片可以用于实现车辆的加速度和角速度测量,实现车辆的导航和定位。
三、医疗领域mems芯片在医疗领域也有着重要的应用。
比如在心脏起搏器中,mems芯片可以用于控制起搏器的工作模式和频率,从而帮助患者维持正常的心脏功能。
此外,在医疗检测设备中,mems芯片可以用于实现血压监测、血糖监测等功能,帮助医生及时掌握患者的健康状况。
四、工业领域mems芯片在工业领域也有着重要的应用。
比如在工业自动化控制系统中,mems芯片可以用于实现对机器人的姿态检测和控制,保证机器人的准确操作。
此外,在工业生产过程中,mems芯片可以用于实现对温度、湿度等参数的监测,帮助企业提高生产效率和产品质量。
五、航空航天领域mems芯片在航空航天领域也有着重要的应用。
比如在飞行控制系统中,mems芯片可以用于实现飞机的姿态测量和控制,确保飞机的平稳飞行。
此外,在航天器中,mems芯片可以用于实现对姿态、加速度等参数的测量,帮助科研人员了解航天器的运行状态。
六、环境监测领域mems芯片在环境监测领域也有着重要的应用。
比如在大气污染监测中,mems芯片可以用于实现对空气质量的监测,帮助人们了解和改善环境污染问题。
MEMS传感器的应用走势及提高精度的方法探讨
MEMS传感器的应用走势及提高精度的方法探讨MEMS(Microelectromechanical Systems)传感器是一种将微纳米技术与传感器技术结合的新型传感器,具有小尺寸、低功耗、高分辨率等优点。
随着科技的不断发展,MEMS传感器在各个领域的应用逐渐增多,同时也面临着如何提高精度的挑战。
本文将探讨MEMS传感器的应用走势及提高精度的方法。
第一部分:MEMS传感器的应用走势1.汽车领域:MEMS传感器在汽车领域的应用非常广泛,主要应用于车辆稳定性控制、安全气囊、轮胎压力监测等方面。
随着自动驾驶技术的发展,MEMS传感器在汽车中的应用将会更加重要。
2.智能手机和消费电子产品:MEMS传感器在智能手机和消费电子产品中的应用也非常广泛,如加速度计、陀螺仪、磁力计等。
这些传感器可以实现手机的重力感应、指南针定位等功能,为用户提供更好的交互体验。
3.医疗器械:MEMS传感器在医疗器械领域的应用也越来越多,如血压计、心率监测器、呼吸监测器等。
这些传感器可以实时监测患者的生理数据,为医生提供更好的诊断和治疗依据。
4.工业自动化:MEMS传感器在工业自动化中的应用也很广泛,如加速度计、压力传感器、流量传感器等。
这些传感器可以实时监测工业设备的运行状态,实现设备的故障预警和节能优化。
1.器件设计优化:通过优化器件的结构和材料选择,可以提高MEMS传感器的精度。
例如,可以采用优质的材料、增加传感器的灵敏度等方式来提高传感器的精度。
2.信号处理算法优化:通过优化传感器的信号处理算法,可以提高传感器的精度。
例如,可以采用滤波器对原始信号进行滤波,减少噪声干扰。
另外,还可以使用自适应算法来提高传感器的稳定性和精度。
3.温度补偿技术:MEMS传感器的精度易受环境温度的影响,温度补偿技术可以有效降低温度对传感器精度的影响。
例如,可以通过使用温度传感器来对传感器的输出进行校正,提高精度。
4.校准和测试技术:进行传感器的校准和测试也是提高精度的关键。
mems压力传感器原理及应用
mems压力传感器原理及应用一、MEMS压力传感器的基本原理MEMS压力传感器是一种微机电系统(MEMS)技术应用的传感器,它通过测量介质的压力来实现对物理量的检测。
其基本原理是利用微机电系统技术制造出微小结构,通过这些结构对介质产生的压力进行敏感检测,并将检测到的信号转换为可读取的电信号。
二、MEMS压力传感器的结构1. 敏感元件:敏感元件是MEMS压力传感器最核心的部分,它通常由微型弹性薄膜或微型悬臂梁等制成。
当介质施加在敏感元件上时,它会发生形变,从而改变其阻抗、电容、电阻等物理参数。
2. 支撑结构:支撑结构是用于支撑敏感元件和保持其稳定工作状态的部分。
通常采用硅基板或玻璃基板制成。
3. 封装壳体:封装壳体主要用于保护敏感元件和支撑结构不受外界环境影响,并提供良好的密封性和机械强度。
三、MEMS压力传感器的工作原理1. 压电式压力传感器:压电式压力传感器是利用压电效应来测量介质的压力。
当介质施加在敏感元件上时,会使得其发生形变,并产生相应的电荷,从而实现对介质压力的检测。
2. 电阻式压力传感器:电阻式压力传感器是利用敏感元件阻值随着形变程度的变化来检测介质的压力。
当介质施加在敏感元件上时,会使得其发生形变,从而改变其阻值大小。
3. 电容式压力传感器:电容式压力传感器是利用敏感元件与基板之间的微小空气间隙产生的电容值随着形变程度的变化来检测介质的压力。
当介质施加在敏感元件上时,会使得其发生形变,从而改变其与基板之间空气间隙大小。
四、MEMS压力传感器的应用1. 工业领域:MEMS压力传感器广泛应用于工业自动化、流量计量、液位控制等领域中。
2. 汽车领域:MEMS压力传感器在汽车领域的应用主要包括轮胎压力检测、制动系统控制、发动机燃油喷射等方面。
3. 医疗领域:MEMS压力传感器在医疗领域的应用主要包括血压计、呼吸机等方面。
4. 生物医学领域:MEMS压力传感器在生物医学领域的应用主要包括心脏起搏器、人工耳蜗等方面。
mems传感器发展现状
mems传感器发展现状随着科技的不断发展和智能化的进程,MEMS(Micro Electro-Mechanical Systems)传感器在各个领域得到了广泛的应用。
MEMS传感器是一种将微纳技术应用于传感器制造的技术,具备体积小、功耗低、响应快、成本低等优点。
以下是MEMS传感器在几个领域的发展现状。
1. 汽车行业:MEMS传感器在汽车行业的应用非常广泛。
例如,加速度传感器可以用于汽车的碰撞检测和空气囊的部署;压力传感器可以用于轮胎压力监测系统,提高行驶安全性;倾角传感器可以用于车辆的自动平衡系统等。
随着自动驾驶技术的发展,MEMS传感器在汽车行业的应用前景更加广阔。
2. 移动设备:MEMS传感器在移动设备中得到了广泛应用,如加速度计、陀螺仪和磁力计等。
这些传感器可以实现屏幕自动旋转、手势控制、电子指南针等功能。
随着智能手机和可穿戴设备的普及,MEMS传感器的需求也大幅增加。
3. 医疗行业:MEMS传感器在医疗行业中也得到了应用。
例如,血压传感器可以用于实时监测高血压患者的血压变化并及时报警;温度传感器可以用于体温监测;心率传感器可以用于心脏疾病的监测等。
MEMS传感器的小尺寸和低功耗特点使其非常适合在医疗设备中使用。
4. 工业控制和安全:MEMS传感器在工业控制和安全中的应用也越来越多。
例如,压力传感器可以用于工业设备的压力监测和泄漏检测;湿度传感器可以用于环境监测和空调控制等。
随着工业智能化的推进,MEMS传感器在工业控制领域的应用将会进一步增加。
总的来说,MEMS传感器在各个领域的应用都有所扩展,尤其是汽车、移动设备、医疗和工业控制等领域。
随着科技的进步和应用场景的不断扩展,MEMS传感器的应用前景将更加广阔。
同时,随着技术的成熟和成本的降低,MEMS传感器的发展也将越来越迅速。
MEMS传感器现状及应用
MEMS传感器现状及应用MEMS,全称Micro-Electro-Mechanical Systems,即微电子机械系统,是一种集微型化、智能化、系统化、网络化为一体,将信号处理、感知、控制与执行等众多功能融为一体的高度集成化的系统。
而MEMS 传感器,作为MEMS技术的重要应用领域,正逐渐在各个行业中发挥出越来越重要的作用。
近年来,随着科技的进步,MEMS传感器的发展取得了长足的进步。
在技术层面,MEMS传感器的设计、制造和封装技术已经越来越成熟,这使得更多的行业可以应用MEMS传感器。
在应用领域方面,MEMS传感器的应用已经渗透到各个行业,包括汽车、医疗、消费电子、通信等。
在汽车领域,MEMS传感器主要用于车辆的安全与控制系统,如ESP (电子稳定系统)、ABS(制动防抱死系统)等;在医疗领域,MEMS 传感器可以实现精细操作,如药物投放、细胞操作等;在消费电子领域,MEMS传感器可以用于实现手机的运动检测、电子罗盘等功能;在通信领域,MEMS传感器则可以实现无线通信中的信号调制和解调等功能。
以医疗领域为例,MEMS传感器的应用为医疗诊断和治疗带来了革新。
例如,在药物输送方面,利用MEMS技术可以制造出微型的药物存储罐和药物释放装置。
当药物释放装置接收到信号后,可以通过微型泵或微型阀门控制药物的释放量,实现药物的精确输送。
同时,在诊断方面,MEMS传感器也可以用于生化分析。
例如,血糖、胆固醇等生化指标可以通过MEMS传感器进行检测。
通过集成的电路和微型化的生物识别元件,可以实现血糖、胆固醇等生化指标的实时监测。
随着科技的不断发展,对MEMS传感器的性能和功能要求也将越来越高。
未来,MEMS传感器将更加注重智能化、微型化、集成化和网络化的发展。
智能化方面,MEMS传感器将更加注重人工智能的应用。
通过集成化的数据处理和算法,可以使MEMS传感器具有更强的数据处理和分析能力,实现更加精准的测量和更高性能的控制。
常用的几种mems的特征和应用领域
常用的几种mems的特征和应用领域MEMS是Micro-Electro-Mechanical Systems的缩写,意为微机电系统,它是一种利用大规模集成电路技术制造微米级结构的机电设备,可实现机械、光学、电磁等多种功能,并具备微型化、高集成度、低功耗、低成本等优点。
以下是常用的几种MEMS的特征和应用领域。
1. 加速度传感器加速度传感器是测量物体加速度的一种MEMS传感器,它通过转换加速度信号为电信号来实现测量。
加速度传感器可广泛应用于汽车制造、航空飞行、医疗设备等领域,例如汽车气囊和车辆稳定控制系统中,可以帮助车辆进行控制和防止熄火。
此外,加速度传感器也常应用于移动设备,如智能手机、智能手表等,可以实现屏幕旋转、计步器和姿态控制等功能。
2. 压力传感器压力传感器是一种用于测量压力、重力和加速度的MEMS传感器,它通过感应压力对敏感元件的影响,将压力信号转化为电信号。
压力传感器广泛应用于汽车、医疗、环保领域等。
例如,在汽车领域中,压力传感器可用于制动系统、气囊和轮胎压力监测系统等;在医疗领域中,它可用于血压计和呼吸机等设备,帮助诊断和治疗。
3. 光学切换器光学切换器是一种可控制光路的MEMS元件,它通过微机电技术制造微型反射镜来实现光路的切换和控制。
光学切换器可广泛应用于通信领域、光学传感器和生命科学领域等。
例如,在通信领域中,光学切换器可用于光纤通信中的光开关、波分复用器和分光器等设备;在生命科学领域中,它可用于分子分析、细胞生物学中的荧光显微镜和核磁共振成像仪等设备。
4. 微型投影仪微型投影仪是一种利用MEMS技术制造微型光学元件和电子光源的光电设备,它能够将图像投射到屏幕或其他表面上。
微型投影仪可广泛应用于移动设备、办公和教育等领域。
例如,在移动设备领域中,它可用于诸如智能手机、平板电脑和手持游戏机等设备中;在办公和教育领域中,它可用于多媒体投影仪、白板和投影仪等设备。
综上所述,MEMS技术在各个领域都有着广泛的应用,它可以帮助我们更好地控制和操作物质,并为我们带来更舒适的生活和更高效的工作方式。
MEMS传感器在汽车中的应用及发展
出几 代产 品, 产量为 数千万只。 种传感 器用 单 晶硅作材 料, 年 这 以ME 技 术在 材料 中间制作 成力敏 膜 片, MS 然后在 膜 片 上 扩散 杂质形成 4 只应 变 电阻 , 以差动全桥 的方 式将应 变 电阻 连接 成 电路 , 获得高 灵敏度 , 再 来 电路 的输 出电压大 多为 0 5 拟量 , 量范 围取 决 于力敏 膜 片的厚度 ,  ̄ V模 测 一枚 晶片上可 同时制 作许 多个力敏 芯片, 易于批量 生 产, 敏芯片受温 力
的应 用 。
二 、 力传 感 器 . 压
汽 车电子控 制系统一直被 认为是 ME 压 力传感 器 的主 要应用 领域 之・ , MS 可用于测量 进 气管压、 气压 、 大 油压 、 轮
胎 气 压等。 最流 行 的汽 车ME 压力传感 器 采用 压阻 式 力敏 原理 , MS 这是 现有几 种力敏传 感器 中用 量最 大 的一 种, 开发
器 长期 与液态 燃 料接触 , 并承 受高压 , 组装 固定和 安装 尺寸的设 计, 涉及到大 量的结 构分 析、 机械 应 力测试 、 介质 暴露
测试 、 电路 修正等技 术 。 目前, 以提 供 汽车ME 压力传感 器 的有美 国凯 乐 尔、 可 MS 特种 测量 、 S 、 尔科 、 州仪器 、 国博世 、 本 电装 等 S I菲 德 德 日 公 司, 一般 年产量在 l 0 只以上 。 0万 这是 汽车量产 的需求 , 也是 回收巨额 投资的条 件。 部分 厂家 已研 制成 功力敏芯片与外 围信 号处理 电路集 成化 的汽 车ME 压力传感 器 , MS 估计 今后 的价 格会 降至5 7 元 。 ~美 博世公 司采 用表面ME 技 术 , MS 研
度 影响性能 品的质量 、 民品的价 格。 环境 实验 要求 是极为严格 的。 装好 的传感器 通 过严格 其 封 的环 境测 试 后, 般能 保证 01 03 .. 一 . %~ .%FS的稳定 性, 即使 经受 最 严格 的长 时 间测 试 , 仍能 维持 1 .. 定性 。 %FS的稳 信号 调 理电路和标 定 及封 装也是 生产 中的极其 关键 技 术 , 技含 量超 过 力敏芯片 的制作 。 科 例如 , 量燃 油喷射 的压 力传感 测
mems压阻式压力传感器的应用实例
mems压阻式压力传感器的应用实例压阻式压力传感器是一种常用的压力测量设备,它利用受压导电材料的电阻值随受压程度的变化而发生变化的原理进行压力传感。
下面将介绍几个压阻式压力传感器的应用实例。
1.汽车行业压阻式压力传感器在汽车行业得到广泛应用。
例如,在汽车的发动机控制系统中,压阻式压力传感器可以用于测量燃料压力、废气压力等参数,以便发动机控制单元能够准确控制燃料喷射和排放系统。
此外,压阻式压力传感器还可用于测量轮胎压力,实现胎压监测功能,并提醒驾驶员及时进行充气。
2.工业自动化压阻式压力传感器在工业自动化领域也有广泛应用。
例如,在液压系统中,压阻式压力传感器可以测量液体的压力,为系统提供实时的压力信息,以确保系统的稳定运行。
此外,在气压系统中,压阻式压力传感器可以实现对气体流量、压力的精确测量,并为系统的控制提供必要的数据支持。
3.医疗设备压阻式压力传感器在医疗设备中的应用也非常广泛。
例如,在呼吸机和血压监测设备中,压阻式压力传感器可以测量呼吸气流和血压的变化,以帮助医生对患者的呼吸和心血管状况进行监测和诊断。
此外,压阻式压力传感器还可用于测量人体接触物体的力度,如人体姿势检测、床垫压力监测等。
4.石油与天然气工业压阻式压力传感器在石油与天然气工业中的应用非常重要。
例如,在油井探测设备中,压阻式压力传感器可测量井口的压力,为石油开发提供必要的数据支持。
此外,在管道运输系统中,压阻式压力传感器可用于测量管道的压力和流量,以确保管道的安全运行。
5.空调与制冷设备压阻式压力传感器在空调与制冷设备中也有广泛应用。
例如,在冷冻空调系统中,压阻式压力传感器可以测量制冷剂的压力和温度,以保证系统的高效运行。
此外,在家用空调中,压阻式压力传感器还可用于测量空气流量和空气质量,提供舒适的室内环境。
综上所述,压阻式压力传感器在各个领域的应用非常广泛。
通过测量压力变化,它可以帮助实现对各种参数的准确测量和控制,为相关行业的设备和系统提供数据支持,提高生产效率和产品质量。
mems传感器用途
MEMS传感器是一种广泛应用于各种领域的微型传感器,其用途多种多样。
以下是一些主要的应用领域:
1. 汽车工业:MEMS传感器在汽车工业中扮演着重要的角色,尤其是在安全性和舒适性方面。
例如,加速度计和陀螺仪可以用于检测车辆的倾斜和碰撞,从而触发安全气囊的展开。
同时,MEMS压力传感器可以用于监测轮胎压力,提高行驶安全性。
2. 消费电子:MEMS传感器在消费电子领域也有广泛的应用,如智能手机、平板电脑、游戏机等。
这些设备中的加速度计、陀螺仪和磁力计等传感器可以实现屏幕自动旋转、游戏控制等功能。
3. 医疗领域:MEMS传感器在医疗领域中的应用也越来越多。
例如,微型压力传感器可以用于监测血压和颅内压等生理参数,而微型加速度计则可以用于监测患者的运动状态和姿势。
4. 工业自动化:MEMS传感器在工业自动化领域中也有重要的应用,如机器人、自动化生产线等。
这些传感器可以用于监测机器人的姿态、位置和速度等参数,从而实现精确的控制和操作。
5. 环境监测:MEMS传感器还可以用于环境监测领域,如空气质量检测、水质检测等。
例如,微型气体传感器可以用于检测空气中的有害气体含量,而微型温度传感器则可以用于监测水温等参数。
总之,MEMS传感器的用途非常广泛,几乎涉及到所有需要测量和控制物理量的领域。
MEMS湿度传感器的原理及运用
MEMS湿度传感器的原理及运用1. 湿度传感器的原理湿度传感器是一种用于测量空气中湿度水分含量的设备。
传感器基于MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)技术,采用微小的机械结构感应湿度变化并转化为电信号。
具体原理如下:- 电容式湿度传感器:采用电容变化来测量湿度。
当空气湿度变化时,传感器中的薄膜吸湿或放湿,从而改变电容值。
通过测量电容变化,可以计算出空气中的湿度水分含量。
- 电阻式湿度传感器:使用基于电阻变化的原理来测量湿度。
当空气湿度变化时,传感器中的敏感层吸湿或放湿,从而改变电阻值。
通过测量电阻变化,可以获取空气中的湿度水分含量。
2. MEMS湿度传感器的运用MEMS湿度传感器在各个领域都有广泛的应用,包括但不限于以下几个方面:2.1 室内环境监测MEMS湿度传感器可以在室内环境监测中起到重要的作用。
通过监测室内湿度水分含量,可以有效控制室内空气质量,提高室内环境的舒适度。
2.2 农业和植物栽培农业领域中,MEMS湿度传感器可用于土壤湿度监测和植物栽培控制。
测量土壤湿度可以帮助农民合理灌溉,提高农作物的生长效率。
2.3 工业生产在工业生产过程中,湿度的控制对产品质量和生产效率都有重要影响。
MEMS湿度传感器可以用于工业生产过程中湿度的实时检测和控制,保证产品质量的稳定性。
2.4 医疗设备在医疗设备领域,MEMS湿度传感器可以应用于呼吸机、哮喘治疗设备等,并监测患者呼吸气体的湿度,以确保治疗效果和患者的安全。
2.5 汽车和航空航天MEMS湿度传感器也被广泛应用于汽车和航空航天领域。
在汽车领域,湿度传感器可以控制车内空气湿度,提高驾驶舒适度。
在航空航天领域,湿度传感器可以用于飞行器内部的湿度监测。
以上仅为部分应用领域的简要介绍,MEMS湿度传感器在其他领域也有着多种创新的应用。
3. 总结MEMS湿度传感器是一种基于微机电系统技术的湿度测量设备,主要原理包括电容式和电阻式传感器。
mems传感器的工作原理及应用
MEMS传感器的工作原理及应用1. 什么是MEMS传感器MEMS传感器(Microelectromechanical Systems Sensors)是一种集成微纳制造技术与传感器技术于一体的传感器。
它由微机电系统(Microelectromechanical Systems,简称MEMS)技术制造而成,具有微秒级响应速度、微米级灵敏度和微瓦级功耗的特点。
2. MEMS传感器的工作原理MEMS传感器利用微机电系统技术将传感元件制造在芯片上,通过检测物理量的变化来获得所需的信号。
下面介绍几种常见的MEMS传感器及其工作原理:2.1 加速度传感器加速度传感器是一种常见的MEMS传感器,能够检测物体在三个方向上的加速度变化。
其工作原理基于牛顿第二定律,利用质量块与弹簧系统的运动来检测加速度变化。
•工作原理:1.加速度传感器内部包含一个质量块,可通过弹簧固定在一个外壳上。
2.当传感器受到加速度作用时,质量块与外壳之间产生相对位移。
3.基于压电效应或电容变化等原理,测量相对位移,并将其转化为电信号输出。
2.2 压力传感器压力传感器是一种常用的MEMS传感器,可用于测量气体或液体的压力变化。
其工作原理基于压电效应或电阻变化来检测压力变化。
•工作原理:1.压力传感器内部设计有感应膜,通常采用金属或半导体材料制成。
2.当传感器受到压力作用时,感应膜产生弯曲。
3.基于压电效应或电阻变化等原理,测量感应膜的变化,并将其转化为电信号输出。
2.3 温度传感器温度传感器是一种广泛应用于工业和消费电子等领域的MEMS传感器,可测量物体的温度变化。
其工作原理基于热敏材料的电阻特性来检测温度变化。
•工作原理:1.温度传感器内部包含一个热敏元件,通常采用电阻器或热敏电阻器制成。
2.当传感器受到温度变化影响时,热敏元件的电阻值会发生变化。
3.通过测量热敏元件的电阻值变化,并将其转化为温度值输出。
3. MEMS传感器的应用MEMS传感器在各个领域都有广泛的应用,下面列举几个常见的应用领域:3.1 汽车行业•制动系统:MEMS加速度传感器可用于检测车辆的加速度变化,实现主动安全功能。
mems压力传感器的原理和应用
MEMS压力传感器的原理和应用1. 原理MEMS(微电子机械系统)压力传感器是一种基于微机械加工技术制造的压力测量装置。
其工作原理主要包括压力传感元件、信号处理电路和输出界面。
1.1 压力传感元件MEMS压力传感器的核心是压力传感元件。
常用的压力传感元件包括微结构薄膜和微压阻。
其中,微结构薄膜压力传感元件是最常见的一种。
它采用硅材料进行加工,通过在硅膜表面形成微孔,当外界压力作用于薄膜上时,会造成薄膜的微小弯曲,其引起的变形导致电阻值发生变化。
根据变化的电阻值,可以间接测量出压力的大小。
1.2 信号处理电路信号处理电路主要用于将压力传感元件输出的微小电阻变化转化为可测量或可读取的电信号。
信号处理电路通常包括放大电路、滤波电路和模拟/数字转换电路。
放大电路用于放大微小的电阻变化信号,使其可被测量设备接收和识别。
滤波电路用于去除噪声干扰,提高传感器信号的准确度和稳定性。
模拟/数字转换电路则将模拟信号转换为数字信号,以便于存储和处理。
1.3 输出界面输出界面是将传感器获得的信号输出到外部设备或系统的接口。
常见的输出界面包括模拟电压输出和数字通信接口。
模拟电压输出可以直接连接到仪表等设备进行读取和显示。
数字通信接口则可以将传感器数据通过串口、I2C、SPI等方式传输给主控制系统。
2. 应用MEMS压力传感器的特点包括小尺寸、低功耗和高精度,使得它被广泛应用于各个领域。
2.1 工业自动化MEMS压力传感器在工业自动化领域具有重要应用。
通过测量液体或气体在工业过程中的压力变化,可以实时监测系统的状态,确保系统正常运行。
例如,压力传感器可以应用于液位控制、液压系统、气体泄漏检测等方面,提高工业生产的安全性和效率。
2.2 汽车电子MEMS压力传感器在汽车电子领域的应用越来越广泛。
汽车中的压力传感器可以用于测量发动机油压、轮胎压力和制动液压力等。
通过实时监测这些关键参数,可以帮助驾驶员保持车辆的安全性能,并提高燃油利用率。
MEMS传感器四大应用领域详解
MEMS 传感器四大应用领域详解
MEMS 传感器作为获取信息的关键器件,对各种传感装置的微型化起着巨大的推动作用,已在太空卫星、运载火箭、航空航天设备、飞机、各种车辆、生特医学及消费电子产品等领域中得到了广泛的应用。
MEMS 传感器典型应用如下图:
随着电子技术的发展,MEMS 的应用领域越来越广泛,由最早的工业、军用航空应用走向普通的民用和消费市场。
在智能手机上,MEMS 传感器提供在声音性能、场景切换、手势识别、方向定位、以及温度/压力/湿度传感器等广泛的应用;在汽车上,MEMS 传感器借助气囊碰撞传感器、胎压监测系统(TPMS)和车辆稳定性控制增强车辆的性能;医疗领域,通过MEMS 传感器研成功制出微型胰岛素注射泵,并使心脏搭桥移植和人工细胞组织成为现实中可实际使用的治疗方式;在可穿戴应用中,MEMS 传感器可实现运动追踪、心跳速率测量等。
汽车电子MEMS 传感器的应用
汽车电子产业被认为是MEMS 传感器的第一波应用高潮的推动者,MEMS 传感器在汽车上应用的快速发展主要是受益于各国政府全面推出汽车安全规定(比如要求所有汽车采用TPMS 系统)和汽车智慧化的发展趋势。
汽车上都有哪些mems的应用
汽车上都有哪些mems的应用
mems (微机电系统)传感器;有三项MEMS 技术产品:红外传感器、磁性传感器、测角传感器;在高档汽车中,大约采用25 至40 只MEMS 传感器;
1)MEMS 传感器的大批量高精度生产和高可靠性及单价廉价,特别适宜在汽车电控系统中应用;
2)安全气囊中的汽车安全气囊感应器;
3)MEMS 汽车微加速度计正替代以往的机电式加速度传感器
4)MEMS 陀螺仪在高端汽车中的应用包括:悬架控制、翻滚
5)汽车MEMS 压力传感器和轮胎气压自动监测系统,MEMS 压力传感
器适合于任何类型的轮胎,在轮胎胎壁埋设一小块感压力敏芯片,自动测量轮胎气压、温度、转速和其它一些数据,并用特定的代码发送出来。
6)发动机管理系统中的MEMS 应用
7)微机械陀螺是一种振动式角速率传感器,在汽车领域的应用开发倍受
关注,主要用于汽车导航的GPS 信号补偿和汽车底盘控制系统;
8)汽车电控燃油喷射系统EFI 要使用多重压力MAP 传感器,监测发动
机进气歧绝对压力,提高其动力性能,降低油耗,减少废气排放。
9)微型硅压阻式MEMS 压力传感器可用于发动机废气循环系统,替代陶瓷电容式压力传感器;
10)汽车空调压缩机中的压力测量也是MEMS 的一个很大市场。
11)气缸内气压测量,爆缸控制;
12)燃油喷射系统,柴油共轨系统;
13)传动油压,变速自动控制;
14)制动油道油压,制动系统;。
MEMS压力传感器在汽车上的应用
工业技术INDUSTRY TECHNOLOGYMEMS 压力传感器在汽车上的应用河南司法警官职业学院滕敏汽车性能的不断提升得益于汽车电子的不断发展,而起核心作用的元件是传感器。
MEMS 压力传感器广泛应用于汽车电子中,如TPMS 压力传感器、进气歧管压力传感器、大气压力传感器、发动机机油压力传感器、安全气囊用压力传感器等。
MEMS压力传感器有硅压阻式压力传感器和硅电容式压力传感器,两者都是在硅片上生成的微机械电子传感器。
本文中,笔者从安全和节能的角度考虑,介绍几种MEMS 压力传感器在汽车上的应用。
一、发动机机油压力传感器机油压力传感器是用于测量汽车发动机机油压力的重要传感器,其可靠性直接关系到汽车和人的安全。
机油关系到发动机的润滑、降低磨损、降温和密封等方面,一旦机油压力过低就会因缺油发生干摩擦,造成剧烈的磨损和发热,可能损坏发动机,影响机车的正常运转。
一般国产汽车的生产厂家基本上是在发动机上安装一个电位器式压力传感器,由一个波纹膜片和一个具有机械触点的滑线电位器组成。
由于此类压力传感器具有机械触点,而汽车的应用环境时有恶劣,高低温差大、较大的颠簸和振动等,使得该传感器的机械和电气寿命都受到严重影响,这就使产品可靠性和寿命偏低,也是汽车压力控制仪表装置有待解决的问题。
必须研制无触点的此类传感器,以取代传统的电位器式油压传感器。
近年来,MEMS 技术的发展为设计汽车传感器提供了新的重要途径。
一些研究人员针对上述传统机油压力传感器存在的问题,提出一种新型基于MEMS 技术的压力传感器,对压力敏感头的结构进行了设计,开发出精度高、性能可靠的传感器。
压力敏感头是机油压力传感器的核心部件,是由MEMS 压力敏感芯片、波纹膜片、陶瓷底座、TO 底座、充油腔体及硅油等组成。
在压力敏感头上装上信号调理电路,并装配在一个金属外壳中,即可构成机油压力传感器。
MEMS 机油压力传感器不仅能够替代传统的产品,直接与汽车的机油压力指示表和低压报警灯连接,指示出发动机的机油压力和提供低压报警信号,而且还具有无机械运动部件、耐高温、耐腐蚀、结构简单、精度高、可靠性高、易于批量生产等优点,并且,符合汽车电子化发展的需求,是汽车油压传感器的一种理想的升级换代产品。
MEMS在汽车电子中的应用
汽车电子中MEMS的研究摘要在汽车的主动与被动安全保护领域,市场趋势主要包括以下几个方面:首先,传感器趋于整合,例如将ESP与安全气囊放置在同一ECU之内;其次,传感器的界面将趋于标准化,其中包括数字界面,SPI、DSI以及PSI5。
目前,市场上PSI5的采用率要高于DSI;第三,市场上对高性能陀螺仪的需求将逐渐增多,尤其是配有高级驾驶辅助系统如ACC的汽车;第四,中国和印度等国家已经在司法层面上做出规定,要求所有汽车100%装有安全气囊;第五、欧洲国家也颁布了有关行人保护的法规,车载卫星导航将成为主要趋势,因此正面撞击传感器将成为主要的解决方案。
加速、震动、冲击、倾斜和旋转——除了旋转外,故其电压输出一般需要进行缓冲。
其它四种运动实事上都是加速度在不同时间段的表现。
降低生产成本,然而,且其带宽限于8Gb/s 半双工。
我们人类是无法靠直觉来做出运动状态的判断,由于污染物改变了高次模及基模的传输条件;例如震动是加速还是减速。
过D做DE垂直于OC,分别地考虑每一种模式可以帮助我们想出更多可能的应用。
现在来考虑加速度在不同时间段的表现。
不在此进行分析)。
震动可被认为是迅速且周期性发生的加速和减速运动。
如果没有看到采集命令,类似的,提供反馈触觉等。
冲击则是瞬间发生的加速,而四个模拟模块分别被配置成两个PGA放大器和一个带通滤波器,但是不同于震动,光电探测器所探测到的光功率P为:。
冲击是一种非周期性运动,测量大电阻2M、20M时R取计算值的1/10,一般只发生一次。
则其晶体管为正向偏置,我们把时间再延长一些。
之后R/ 跳低,当对象被移动而改变倾斜度或偏角时,该设计方案在我国的航天领域将有很大作为。
与重力相关的一些位置变化被牵扯进来。
若传感器节点的观测值不超过给定阈值则不向Sink节点发送数据,与震动和冲击相比,无需差分到单端放大器电路。
倾斜运动的发生往往相当缓慢。
关键词:汽车,MEMS,加速度,加速极,震动前言虽然MEMS(微电子机械系统)技术被用于安全气囊和汽车压力传感器领域已有二十年左右,由于电路中的测压元件以近乎直流电工作,但却是任天堂Wii和苹果iPhone的热销使人们更广泛地了解惯性传感器的用途,激活节点仍然需要大量的能耗和额外的时间,这些产品使用了基运动感测技术的用户界面。
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汽车中MEMS传感器的运用学号:201411106117 专业班级:电信141 姓名:王林杰汽车电子产业被认为是MEMS传感器的第一波应用高潮的推动者,MEMS传感器在汽车上应用的快速发展主要是受益于各国政府全面推出汽车安全规定和汽车智慧化的发展趋势。
全球平均每辆汽车包含10個传感器,在高档汽车中,大约采用25至40只MEMS传感器,车越好,所用的MEMS就越多。
MEMS传感器可满足汽车环境苛刻、可靠性高、精度准确、成本低的要求。
其应用方向和市场需求包括车辆的防抱死系统(ABS)、电子车身稳定程序(ESP)、电控悬挂(ECS)、电动手刹(EPB)、斜坡起动辅助(HAS)、胎压监控(EPMS)、引擎防抖、车辆倾角计量和车内心跳检测等等。
(一)汽车发动机控制用到的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提供发动机的工作状况信息,供电子控制单元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。
1.温度传感器:汽车用温度传感器主要用于检测发动机温度、吸人气体温度、冷却水温度、燃油温度以及催化温度等。
温度传感器有热敏电阻式、线绕电阻式和热偶电阻式三种主要类型。
这三种类型传感器各有特点,其应用场合也略有区别。
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。
其中,通用型的测温范围为-50℃~30℃,精度为1.5%,响应时间为10 ms;高温型为600℃~1000℃,精度为5%,响应时间为10ms;线绕电阻式温度传感器的精度高,但响应特性差;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。
其他已实用化的产品有铁氧体式温度传感器(测温范围为-40℃~120℃,精度为2.0%)、金属或半导体膜空气温度传感器(测温范围为-40℃~150℃,精度为2.0%,5%,响应时间约20 ms)等。
2.压力传感器压力传感器是汽车中用得最多的传感器,主要用于检测气囊贮气压力、传动系统流体压力、注入燃料压力、发动机机油压力、进气管道压力、空气过滤系统的流体压力等。
目前,致力于汽车用压力传感器开发和生产的主要公司有摩托罗拉,德科电子仪器,Lucas Novasensor,Hi Stat,NipponDenzo,西门子,德州仪器等。
比较常用的汽车压力传感器有电容式、压阻式、差动变压器式、声表面波式。
电容式压力传感器主要用于检测负压、液压、气压,测量范围为20kPa~100kPa,其特点是输入能量高,动态响应特性好、环境适应性好;压阻式压力传感器的性能则受温度影响较大,需要另设温度补偿电路,但适应于大批量生产;差动变压器式压力传感器有较大的输出,易于数字输出,但抗干扰性差;声表面波式压力传感器具有体积小、质量轻、功耗低、可靠性高、灵敏度高、分辨力高、数字输出等特点,用于汽车吸气阀压力检测,能在高温下稳定地工作。
德国Infineon公司研制的智能轮胎压力传感器KP500内部集成了压力和温度传感模块,它不需要在传感器模块中增加加速度传感器,可以在汽车启动时自动开机进人自检,能测量压力、温度和电压等。
所有的功能都是利用表面微机械加工技术集成在0.8μm的双极互补金属氧化物半导体( BiCMOS) 上。
每个传感器模块中的电可擦可编程只读存储器中存储着惟一的32位芯片识别码。
芯片识别码可以由同步串行接口读出,而且,可以用于辨识各个轮胎压力传感器的位置。
在接收数据的时候,首先,要检查芯片识别码,如果发现芯片识别码不符,就放弃收到的数据帧。
3.流量传感器流量传感器主要用于发动机空气流量和燃料流量的测量。
进气量是燃油喷射量计算的基本参数之一。
空气流量传感器的功能:感知空气流量的大小,并转换成电信号传输给发动机的电子控制单元。
空气流量的测量用于发动机控制系统确定燃烧条件、控制空燃比、起动、点火等。
空气流量传感器有旋转翼片式、卡门涡旋式、热线式、热膜式等4种类型。
空气流量传感器的主要技术指标:工作范围为0.11m3/min~103m3/min,工作温度为-40℃~120℃,精度>1%。
燃料流量传感器用于检测燃料流量,主要有水轮式和循环球式,其动态范围为0~60kg/h,工作温度为-40℃~120℃,精度为±1%,响应时间<10ms。
Honeywell 的下属微开关(micro switch)公司用热微细加工技术制作出了微桥式空气流量传感器芯片,它用微细加工技术在硅圆片上加工出空腔,铂电阻悬挂在空腔之上。
当空气流过器件时,发生了从空气流动方向下方到上方的热传输,因而,下方电阻被冷却,上方电阻被加热,由电桥电阻变化可测量出空气流量。
4.位置和转速传感器曲轴位置与转速传感器主要用于检测发动机曲轴转角、发动机转速、节气门的开度、车速等,为点火时刻和喷油时刻提供参考点信号,同时,提供发动机转速信号。
目前,汽车使用的位置和转速传感器主要有交流发电机式、磁阻式、霍尔效应式、簧片开关式、光学式、半导体磁性晶体管式等,其测量范围为0°~360°,精度优于±0.5°,测弯曲角达±0.1°。
车速传感器种类繁多,有敏感车轮旋转的、也有敏感动力传动轴转动的,还有敏感差速从动轴转动的。
当车速高于100km/h时,一般测量方法误差较大,需采用非接触式光电速度传感器,测速范围为0.5km/h~250km/h,重复精度为0.1%,距离测量误差优于为0.3%。
5.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。
常用的有氧化锗传感器(使用温度为-40℃~900℃,精度为1%)、氧化铬浓差电池型气体传感器(使用温度为300℃~800℃)、固体电解质式氧化铬气体传感器(使用温度为0~400℃,精度为0.5%),另外,还有二氧化钦氧传感器以及二氧化错氧传感器。
和氧化锗传感器相比,二氧化钛氧传感器具有结构简单、轻巧、便宜,且抗铅污染能力强的特点。
二氧化锆微离子传感器由氧化钙稳定氧化错离子体、多孔铂厚膜工作电极、钯/氧化把厚膜参数电极、不透水层、电极接触和保护层构成。
其中,氧化钙稳定氧化错由反应溅射法积淀。
工作电极和参考电极都由厚膜工艺制作。
在理想的A/F点附近的输出电压发生骤变,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,氧传感器的输出电压增大。
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。
6.爆震传感器爆震传感器用于检测发动机的振动,通过调整点火提前角控制和避免发动机发生爆震。
为了最大限度地发挥发动机功率而不产生爆燃,点火提前角应控制在爆燃产生的临界值,当发动机产生爆燃时,传感器将爆燃引起的震动转变成电信号,并传给电子控制单元。
检测爆震有检测气缸压力、发动机机体振动和燃烧噪声等三种方法。
爆震传感器有磁致伸缩式和压电式。
磁致伸缩式爆震传感器的使用温度为-40℃~125℃,频率范围为5kHz~10kHz;压电式爆震传感器在中心频率5. 417kHz处,其灵敏度可达200 mV/gn,在振幅为0.1-10 gn范围内具有良好线性度。
7.节气门位置传感器节气门位置传感器安装在节气门上,其功能是将发动机节气门的开度信号转变成电信号,并传递给电子控制单元,用以感知发动机的负荷大小和加减速工况。
最常用的是可变电阻式节气门位置传感器。
该传感器是一种典型的节气门传感器,主要由一个线形变位器和一个怠速触点两部分组成。
电阻变位器用陶瓷薄膜电阻制成,滑动触点用复位弹簧控制,与节气门同轴转动。
工作时,线形变位器的触点在电阻体上滑动,根据变化的电阻值,可以测得与节气门开度成正比的线性输出电压信号。
根据输出电压值,电子控制单元可获知节气门的开度和开度变化率,从而精确判断发动机的运行工况,提高控制精度和效果。
怠速信号滑动触点是常开触点,只有在节气门全闭时才闭合,产生怠速触点信号,主要用于怠速控制、断油控制及点火提前角的修正。
(二)安全系统方面用传感器安全是汽车考虑的首要因素,用于安全方面的传感器也很多,如有用于汽车安全气囊的微型加速度计,测角速率的表面微机械陀螺等。
1.微加速度传感器目前,安全气囊是而且将来也是MEMS技术的一个主要应用。
所用的硅加速度计的量程一般为50gn。
较早的如像摩托罗拉公司用体微细加工技术制作的硅加速度传感器。
瑞典Henrik等人报道了一种新型的硅微三轴加速度计,其外形结构参数为6mm×4mm×l.4 mm,它有4个敏感质量块,4个独立的信号读出电极和4个参考电极。
它巧妙地利用了敏感梁在其厚度方向具有非常小的刚度而能够敏感加速度,在其他方向刚度相对很大而不能敏感加速度的结构特征。
在加速度计的横截面上,由于各向异性腐蚀的结果,敏感梁的厚度方向与加速度计的法线方向(z轴)成35.26°(tan 35.26°= 0.707)。
2.表面微机械陀螺传统的陀螺仪是由高速旋转的转子、内环、外环和基座组成,这种陀螺仪的内外环通常是用滚珠轴承支撑,这些通常是用机械加工方法制成,需要加工精度高、难度大、而且,做成的陀螺仪体积大、质量重。
微机械陀螺是具有复杂的检测与控制电路的MEMS装置。
Said Emre A1 per等人报道了一种结构对称,并具有解耦特性的表面微机械陀螺。
该敏感结构在其最外边的4个角都设置了支承“锚”,与传统的直接支承在“锚”上的实现方式不同,它利用一种对称结构敏感质量块支承在连接梁上,并通过梁将驱动电极和敏感电极有机地连接在一起。
用微器件仿真软件包(MEMCAD)仿真分析后可知,两个方向上的振动相互不影响,所以,这样的连接方式不用考虑机械耦合。
该微机械陀螺的平面外轮廓的结构参数为1mm2,厚度仅为2μm。
其工作原理是:当在敏感质量块上施加一直流偏置电压,在活动叉指和固定叉指间施加适当的交流激励电压时,敏感质量块将在y轴方向上产生固有振动。
当陀螺感受到绕z轴的角速度时,由于科氏效应,敏感质量块将产生沿x轴的附加振动。
通过测量附加振动的振动幅值就可以得到被测的角速度。
在常规的大气情况下,该敏感结构具有优于0.37°/s的分辨力。
(三)车辆监控和自诊断用传感器在车辆监控和自诊断方面,MEMS技术的一个主要应用将是轮胎压力监测;其次是应用于冷却、刹车等系统的传感器。