智能网联汽车传感器技术 课件 项目1 传感器认知

传感器认知1.传感器的概念目录CONTENTS2.传感器的分类3.传感器的特性传感器认知激光传感器液位传感器汽车离合器传感器霍尔效应旋转传感器汽车传感器汽车传感器传感器定义国家标准GB7665-87：能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置。传感器一般是由敏感元件、转换元件和其他辅助元件组成，有时也将信号调节与转换电路及辅助电源作为传感器的组成部分。敏感元件或单元转换元件被测量信号调节与转换电路电量辅助电源传感器结构示意图传感器定义敏感元件或单元转换元件信号调节与转换电路被测量电量辅助电源敏感元件指直接感受被测量（一般为非电量），并输出与被测量成确定关系的其他量（一般为电量）的元件。如应变式压力传感器的弹性膜片就是敏感元件，它的作用是将压力转换成膜片的变形传感器定义敏感元件或单元转换元件信号调节与转换电路被测量电量辅助电源转换元件指传感器中能将敏感元件感受（或响应）的被测量转换成适合于传输和（或）测量的电信号部分。当输出为规定的标准信号时，则一般称为变送器，又称转换器，一般情况下不直接接受被测量，而是将敏感元件输出的量转换为电量输出的元件。如应变式压力传感器的应变片，它的作用是将弹性膜片的变形转换为电阻值的变化。传感器定义敏感元件或单元转换元件信号调节与转换电路被测量电量辅助电源信号调节与转换电路一般是指能把传感元件输出的电信号转换为便于显示、记录、处理和控制的有用电信号的电路，信号调节与转换的电路选择要视传感元件的类型而定，常用电路有信号放大器电桥、振荡器、阻抗变换器等。传感器分类按用途进行分类压力敏和力敏传感器、位置传感器、液位传感器、能耗传感器、速度传感器、加速度传感器、射线辐射传感器、热敏传感器。按原理进行分类振动传感器、湿敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、真空度传感器、生物传感器等。按输出进行分类模拟传感器、数字传感器、膺数字传感器、开关传感器。传感器分类按工艺进行分类集成传感器、薄膜传感器、厚膜传感器、陶瓷传感器。按测量目进行分类物理型传感器、化学型传感器、生物型传感器。按作用进行分类主动型传感器、被动型传感器按构成进行分类基本型传感器、组合型传感器、应用型传感器。传感器的特性传感器一般将各种信息量(物理量、化学量、生物量)转换为电量，描述这种转换的输入与输出关系表达了传感器的基本特性，有静态、动态之分。静态特性是指当输入量为常量或变化极慢时，即被测量各个值处于稳定状态时的输入输出关系。动态特性是指当输入量随时间变化的响应特性。传感器的静态特性（1）线性度：线性度也称非线性误差。指传感器的输出与输入之间关系的线性程度，即实际特性曲线与拟合直线（也称理论直线）之间的最大偏差与传感器满量程输出的百分比。理论上希望传感器具有理想的线性化输入输出关系，实际上传感器大多为非线性。传感线性度示意图传感器的静态特性（2）迟滞：传感器在正（输入量增大）反（输入量减小）行程中输入输出特性曲线不重合的现象。一般希望迟滞越小越好。传感器迟滞示意图传感器的静态特性（3）重复性：重复性是指传感器在输入按同一方向作全量程连续多次变动时所得特性曲线不一致的程度。（4）灵敏度：指到达稳定工作状态时输出变化量与引起此变化的输入变化量之比。传感器重复度示意图传感器的静态特性（5）分辨力：指传感器能检测到的最小的输入增量，可用绝对值表示，也可用与满量程的百分数表示。（6）稳定性和漂移：稳定性一般指经过一段时间后，传感器的输出量和初识标定时的输出量之间的差值。漂移指在外界干扰下，输出量出现与输入量无关的变化，有时间漂移和温度漂移等多种。传感器的动态特性动态特性是指检测系统的输入为随时间变化的信号时，系统的输出与输入之间的关系特性。设计传感器时，要根据其动态性能要求与使用条件选择合理的方案和确定合适的参数。使用传感器时，要根据其动态性能要求与使用条件确定合适的使用方法，同时对给定条件下的传感器动态误差作出估计。动态特性是传感器性能的重要指标，在测量随时间变化的参数时，只考虑静态性能指标是不够的，还要注意其动态性能指标，如一阶传感器动态性能指标有稳态误差和时间常数等。常将传感器的功能与人类5大感觉器官相比拟光敏传感器——视觉声敏传感器——听觉气敏传感器——嗅觉化学传感器——味觉压敏、温度、流体传感器——触觉2023感谢您的聆听2023烟台汽车工程职业学院李晓艳传感器发展与应用1.传感器的发展历史目录CONTENTS2.传感器的现状与应用3.传感器的发展前景传感器（Transducer/Sensor）是一种检测装置，是获取自然界和生产领域中相关信息的主要途径与手段。它能感受到被测量信息，并将其按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求，是实现自动检测和自动控制的首要环节，为自动控制提供控制依据。传感技术领域已成为重要的现代科技领域，传感技术已经成为科学和生产实践的必要手段，其水平的高低是科技现代化的重要标记，传感器及其系统的生产已成为重要的新兴产业。传感器发展与应用开发半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器。从17世纪初，人们就开始利用温度计进行测量，而真实把温度变成电信号的传感器是1821年由德国物理学家赛贝发明的。根据波与物质的相互作用规律，相继开发了声学温度传感器、红外传感器和微波传感器。温度传感器是最早开发、应用最广的一类传感器。1234传感器的发展历史传感器的发展历史90年代，在党和国家对于鼎力加强传感器的开发和在公民经济中普遍应用”的决议指引下，传感器行业进入了新的发展时期。20世纪80年月，改革开放给传感器行业带来了活力与活力。56传感器的发展历史测量技术半导体技术计算机技术信息处理技术光

学声

学精密机械仿生学材料科学传感器的现状与应用—学科交叉微电子学工业生产家电行业智能产品交通领域航天技术国防军事环境监测资源调查生物工程文物保护传感器的现状与应用—应用领域海洋探测医学诊断123拥有判断和信息办理功能，能对测量值进行修正、误差补偿，因而提高测量精度;可实现多传感器多参数测量;有自诊疗和自校准功能，提高可靠性;测量数据可存取，使用方便;有数据通信接口，能与微型计算机直接通信。传感器与微处理器相结合，使之不仅具有检测功能，还具有信息处理、逻辑判断、自诊断、以及“思维”等人工智能，称之为传感器的智能化。传感器发展趋势1.智能化2.微型化由于计算机技术的发展，辅助设计(CAD)技术和集成电路技术迅速发展，微机电系统(MEMS)技术应用于传感器技术，从而引发了传感器微型化。传感器发展趋势3.多功能化多功能化不仅可以降低生产成本，减小体积，而且可以有效地提高传感器的稳定性、可靠性等性能指标。传感器发展趋势4.网络化随着通讯技术的发展和无线技术的广泛应用，无线传感器网络也得到了大量应用。传感器发展趋势2023感谢您的聆听2023汽车传感器认知烟台汽车工程职业学院李晓艳1.汽车传感器的概念目录CONTENTS2.汽车传感器的发展历史3.汽车传感器的分类4.汽车传感器的基本特征汽车传感器的概念汽车传感器是一种能检测物理量、电量和化学量等信息，并能把它转换成ECU能接收的电信号，也就是对信息进行采集和传输的器件。汽车传感器的发展历史01机油压力传感器油量传感器冷却液温度传感器20世纪60年代02协助控制汽车动力系统的传感器20世纪70年代03防抱死制动装置安全气囊20世纪80年代04温度、压力传感器、速度、位置传感器、含氧量传感器、座椅位置传感器、转速、轮胎传感器、碰撞传感器、加速度传感器现在05汽车电子稳定性控制系统车道偏离警告系统盲点探测系统06微型化、多功能化集成化、智能化21世纪汽车传感器的分类按能量关系分类主动型——不需要外加电源；被动型——需要外加输入电源按信号转换分类非电量—非电量气动传感器；非电量—电量热电偶温度传感器按输入量分类位移、速度、加速度、角位移、力、力矩、压力、真空度、温度、电流、气体成分、浓度汽车传感器的分类按工作原理分类电阻式、电容式、应变式、电感式、光电式、光敏式、热电式按输出信号分类模拟式、数字式按制造工艺分类薄膜传感器、薄膜传感器、厚膜传感器、陶瓷传感器按功能分类状态传感器：温度、车速、转速控制传感器型：轮速、减速度、偏航率汽车传感器的基本特征静态特征：传感器的静态特性是指被测量的值处于稳定状态的输入、输出关系。衡量静态特性的主要指标是线性度、灵敏度、迟滞和重复性等。理想的传感器线性度好、灵敏度高、迟滞不明显、重复性好。动态特性：传感器的动态特性是指其输出对随时间变化的输入量的响应特性。当输入量随时间变化时（即属于时间函数时），则传感器的输出量也是时间函数，其时间关系用动态特性来表示。2023感谢您的聆听2023汽车传感器的应用与未来发展烟台汽车工程职业学院李晓艳1.汽车传感器的应用目录CONTENTS2.汽车传感器的未来汽车传感器压力传感器转速传感器组织传感器流量传感器位移方向传感器气体浓度传感器速度加速度传感器MEMS汽车传感器无线汽车传感器先进驾驶辅助系统（ADAS）湿度传感器汽车传感器的应用汽车发动机控制电控汽油喷射、电控点火装置（温度传感器、压力传感器、位置和转速传感器、流量传感器、气体浓度传感器等）汽车底盘控制电控自动变速器（ECT），电控防抱死制动，电控动力转向（EPS），电控悬架（TEMS），巡航控制（CCS）汽车行驶安全系统安全气囊系统（SRS），雷达防撞系统，驱动防滑控制系统（ASR），前照灯控制汽车传感器的应用汽车信息系统信息显示与报警系统，语言信息系统，车用定位导航系统驾驶舒适性自动空调的控制，自动座椅安全防盗安全气囊系统（SRS），雷达防撞系统，驱动防滑控制系统（ASR），前照灯控制汽车传感器的未来（1）向微型化发展微型传感器基于从半导体集成电路技术发展而来的MEMS。微型传感器利用微机械加工技术将微米级的敏感元件、信号处理器、数据处理装置封装在一块芯片上，由于具有体积小、价格便宜、便于集成等特点，所以可以明显提高系统测量精度。目前该技术日渐成熟，可以制作各种能敏感地检测力学量、磁学量、热学量、化学量和生物量的微型传感器。基于MEMS技术的微型传感器在降低汽车电子系统成本及提高其性能方面的优势，它们已开始逐步取代基于传统机电技术的传感器。汽车传感器的未来（2）多功能汽车传感器

对于一些有共性或者信号来源可以共用的传感器，高度整合将成趋势。多功能化是指一个传感器能检测两个或者两个以上的特性参数或者化学参数，从而减少汽车传感器数量，提高系统可靠性。针对轮胎压力监控系统（TPMS），英飞凌公司开发了高集成度芯片SP35，它集成了压力传感器、加速度传感器、温度传感器、电源电压传感器，还集成了单片机、存储单元、低频接收单元、射频发射单元和一些必需外设，真正实现了轮胎模块的单芯片解决方案。汽车传感器的未来（3）微机电传感器