光电式传感器在汽车上的应用及发展趋势
摘 要:传感器是新技术革命和信息社会的重要技术基础,传感器技术是实现测 试与自动控制的重要环节, 而测试技术与自动控制水平的高低, 是衡量一个国家 科学技术现代化程度的重要标志。 本文介绍了光电传感器的原理, 列举了光电传 感器在汽车一些方面的应用。
关键词:光电传感器;汽车传感器;应用;发展趋势
The Adhibition and Development Tendency of Photo-sensor of the Motor Vehicle Abstract:Sensor is the important technological foundation of the new technology revolution and the information society.The sensor techniques is a important part to realize the test and automatic control.The level of the testing technology ang automatic control is the important symbol to measure the modernization of a country’ s science and technology.This paper introduces the principle of photo-sensor and enumerates some photo-sensors applied on the motor vehicles.
Keywords:photo-sensor;automotive sensors;adhibition;development tendency 0 引言
随着汽车电子技术的迅速发展及电控单元运用的普及, 新型汽车为了提高动力 性、经济性、安全性、舒适性以及减少排气污染,已广泛应用电子控制技术。从 发动机的燃油喷射系统、点火装置、进气装置、废气排放、故障自诊断到底盘的 传动系统、 行驶系统、 转向制动系统以及车身和辅助设备等普遍采用了电子控制 技术。 在汽车电子控制系统中, 传感器担负着采集和传输功能, 它是电子控制中 非常重要的部件,其技术性能的好坏,直接影响汽车电子控制系统的工作情况。 汽车传感器主要有温度传感器、 压力传感器、 空气流量传感器、 位置与角度传感 器、气体浓度传感器、速度与加速度传感器、爆燃与碰撞传感器等几十种。 光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器, 通常由光源、 光学通路和 光电元件三部分组成。光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点,而且 可测参数多,传感器的
结构简单,形式灵活多样,因此,光电式传感器在汽车上 的检测和控制中应用非常广泛。
1. 光电式传感器的概念、工作原理及其分类 1.1光电传感器的概念
光电式传感器是将被测量的变化转换成光信号的变化,再通过光电器件把光 信号的变化转换成电信号的一种传感器。
1.2光电式传感器的工作原理
光电式传感器的工作原理是:首先把被测量的变化转换成光信号的变化,然 后通过光电转换元件变换成电信号。光电式传感器的工作基础是光电效应, 原理框图见图 1。
图 1 光电式传感器的原理框图 1.3光电式传感器的分类
光电元件有光敏电阻、光电二极管、光电三极管、发光二极管(LED 、光电 倍增管、光电池、光电耦合器件等。由光通量对光电元件的作用原理不同所 制成的光学测控系统是多种多样的,按光电元件(光学测控系统输出量性 质,光电式传感器可分二类,即模拟式光电传感器和脉冲(开关式光电传 感器;模拟式光电传感器按被测量(检测目标物体方法又可分为透射(吸 收式、漫反射式、遮光式(光束阻挡三大类。
2. 光电式传感器在汽车上的应用
2.1 光电式车高传感器
主动悬架系统能够根据车身高度、车速、转向角度及速率、制动等信号,由 电控单元 ECU 控制悬架的执行机构,使悬架的刚度、减振器的阻尼力及车身高 度等参数改变, 使汽车具有良好的乘坐舒适性和操作稳定性。 在主动悬架系统中 车高和转向传感器是两个重要部件, 目前现代轿车上应用最多的是光电式车高和 转向传感器。
图 2 车高自动调整控制系统组成
图 2为车高自动调整控制系统的构成图。 车高传感器可根据乘员和货物的增 减,把车高变化(悬架形变量的变化转换成传感器轴的旋转,并检测出旋转角 度,将其转换为电信号输入电控单元 ECU , ECU 通过有关执行元件,根据汽车 载荷的大小, 来自动调整车身的高度。 车高传感器可作为车高控制系统的车高检 出器,也可作为电子控制的恶劣道路检出器使用。