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淺析微型傳感器在汽車中的細(xì)化應(yīng)用論文
摘要：在信息技術(shù)發(fā)展的同時(shí),電子技術(shù)也逐漸融入到了汽車工程中,尤其是在汽車應(yīng)用需求不斷增加的現(xiàn)實(shí)情況下,以往的機(jī)械系統(tǒng)已經(jīng)難以與目前的應(yīng)用要求高度相符,系統(tǒng)中原本存在的功能也逐漸與汽車應(yīng)用難題相互背離,這就使得汽車應(yīng)用出現(xiàn)了相對滯后的問題,而電子系統(tǒng)則可以解決與汽車功能相關(guān)聯(lián)的多樣化問題。傳感器是電子系統(tǒng)中不可或缺的基礎(chǔ)部件,這同時(shí)也是組成汽車控制系統(tǒng)的核心部分,相對的傳感器質(zhì)量將會(huì)對汽車系統(tǒng)各項(xiàng)功能的發(fā)揮效能產(chǎn)生直接影響。
關(guān)鍵詞：汽車工程; 微型傳感器; 應(yīng)用探討;
從當(dāng)前形勢來看,技術(shù)結(jié)構(gòu)的更新,與技術(shù)應(yīng)用水平的相對提升,也進(jìn)一步帶動(dòng)了汽車工程中微電子技術(shù)的優(yōu)化調(diào)整,相對的汽車傳感器的結(jié)構(gòu)形式也更加趨于微型化,并且功能也有所增加,逐漸呈現(xiàn)出了多樣化特點(diǎn)。微型傳感器實(shí)際上就是將微機(jī)性能融入到機(jī)械加工技術(shù)中,這樣其中涵蓋的相關(guān)元件就都能集中在小小的芯片上,這不僅能夠有效提升其集成化水平,更能縮小功能部件的體積,雖然多個(gè)功能部件都集中在了芯片上,但是其應(yīng)用性能卻不會(huì)有弱化,反之這能夠有效優(yōu)化系統(tǒng)測試結(jié)構(gòu),提升汽車應(yīng)用屬性。
1 智能控制系統(tǒng)中微型傳感器的應(yīng)用。
智能控制系統(tǒng)由于其強(qiáng)大的應(yīng)用優(yōu)勢而被廣泛應(yīng)用于各大領(lǐng)域,該系統(tǒng)不僅具有人工智能的細(xì)化屬性,實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制更是應(yīng)用效果提升的顯著表現(xiàn),因此智能控制系統(tǒng)可以說是對多項(xiàng)學(xué)科的高效融合,在學(xué)術(shù)研究領(lǐng)域中智能控制系統(tǒng)的理論性探究是難度最大,并且知識框架不斷更新的發(fā)展性研究理論。在當(dāng)今社會(huì),各個(gè)行業(yè)的為了提升其發(fā)展實(shí)力,都做出了相應(yīng)優(yōu)化調(diào)整,或多或少的融入了智能化發(fā)展理念,但是在車輛需求不斷增加的當(dāng)今社會(huì),智能控制系統(tǒng)卻能夠?yàn)槠渥詣?dòng)化水平的相對提升提供基礎(chǔ)保障,因此在汽車領(lǐng)域中智能技術(shù)的發(fā)展速度是最為快速的。
汽車工程是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)性工程,其中涵蓋的內(nèi)容具有一定的量化特點(diǎn),這就對自動(dòng)化應(yīng)用效能提出了更高的要求,無論是生產(chǎn)產(chǎn)品,還是做出運(yùn)動(dòng)控制等等內(nèi)容,都需要以自動(dòng)化技術(shù)為依托,因此不難發(fā)現(xiàn),自動(dòng)化技術(shù)需要發(fā)揮其最大化應(yīng)用效能,為提高汽車工程質(zhì)量提供科學(xué)有效的助推力。其中微型傳感器是不可或缺的關(guān)鍵性部件,如果汽車工程在生產(chǎn)流程中缺少微型傳感器的支持,必然會(huì)導(dǎo)致汽車生產(chǎn)線上的生產(chǎn)進(jìn)程無法得到實(shí)時(shí)跟蹤及監(jiān)控,后續(xù)生產(chǎn)項(xiàng)目的開展必然受到不良影響,相對的在這一過程中的生產(chǎn)控制器也就不能完成對數(shù)據(jù)的有效獲取,這樣生產(chǎn)出的零件質(zhì)量是否能夠與預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)高度相符也就難以衡量。
在汽車工程中,只有確保生產(chǎn)流程能夠高效推進(jìn),才能從根本上提升汽車生產(chǎn)實(shí)力,這就需要盡可能的降低系統(tǒng)調(diào)試頻率及周期,因此,這就需要加大微型傳感器的應(yīng)用力度,只有這樣才能確保生產(chǎn)實(shí)際情況能夠?qū)崟r(shí)精準(zhǔn)的反映出來。從當(dāng)前形勢來看,汽車工程中越來越多的融入了現(xiàn)代應(yīng)用技術(shù),尤其是集成電路技術(shù),其運(yùn)行發(fā)展不僅能夠帶動(dòng)整體生產(chǎn)質(zhì)量的相對提升,微機(jī)電系統(tǒng)的技術(shù)水平也會(huì)受其影響,處于不斷調(diào)整優(yōu)化階段,并逐漸趨于完善。微型傳感器是微型機(jī)電器件中應(yīng)用價(jià)值最高的代表性器件,其種類根據(jù)需求的不同也存在一定的多樣化特點(diǎn),但是它們卻普遍存在體積小的應(yīng)用優(yōu)勢。
目前微電子技術(shù)也處于發(fā)展優(yōu)化的調(diào)整性階段,其中納米技術(shù)的拓展性應(yīng)用,在汽車工程領(lǐng)域中所發(fā)揮的作用也是較為顯著的。將納米技術(shù)應(yīng)用到加工技術(shù)改進(jìn)環(huán)節(jié),不僅能夠有效提升傳感器的適用屬性,更能開發(fā)出更多的功能,實(shí)現(xiàn)對效能的不斷完善。在這一過程中所應(yīng)用的成本并不高,并且由小部件逐步推進(jìn)也能夠組成新型的排列組合,實(shí)現(xiàn)規(guī)�；卣�,以上這些應(yīng)用優(yōu)勢都將為汽車工程的長遠(yuǎn)發(fā)展夯實(shí)基礎(chǔ),這不僅是技術(shù)的更新,更是汽車工程生產(chǎn)流程的優(yōu)化及發(fā)展。
在汽車加工環(huán)節(jié),采取單線多品種的生產(chǎn)方式已經(jīng)在生產(chǎn)領(lǐng)域中獲得較多好評,并且并廣泛應(yīng)用于各大生產(chǎn)加工企業(yè)中。為了不斷提升生產(chǎn)效率,將該生產(chǎn)技術(shù)深入貫穿到各個(gè)生產(chǎn)需求環(huán)境下,就需要對其中涵蓋的不確定因素進(jìn)行精準(zhǔn)衡量,從源頭上防止誤差性問題的頻繁發(fā)生,因此在這一過程中的檢查及測量等技術(shù)的高效應(yīng)用也就顯得至關(guān)重要,只有促使其性能優(yōu)勢得到充分發(fā)揮,才能對微型傳感器的不斷優(yōu)化提供基礎(chǔ)保障。
2 微型傳感器在汽車中的細(xì)化應(yīng)用。
2.1 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制用傳感器。
發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制一直被認(rèn)為是MEMS技術(shù)在汽車中的主要應(yīng)用領(lǐng)域之一。發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)用傳感器是整個(gè)汽車傳感器的核心,種類很多,包括溫度傳感器、壓力傳感器、位置和轉(zhuǎn)速傳感器、流量傳感器、氣體濃度傳感器和爆震傳感器等。這些傳感器向發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制單元提供發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況信息,供電子控制單元對發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況進(jìn)行精確控制,以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、降低油耗、減少廢氣排放和進(jìn)行故障檢測。
2.2 安全系統(tǒng)方面用傳感器。
像摩托羅拉公司用體微細(xì)加工技術(shù)制作的硅加速度傳感器。統(tǒng)的陀螺儀是由高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子、內(nèi)環(huán)、外環(huán)和基座組成,這種陀螺儀的內(nèi)外環(huán)通常是用滾珠軸承支撐,這些通常是用機(jī)械加工方法制成,需要加工精度高、難度大、而且,做成的陀螺儀體積大、質(zhì)量重。微機(jī)械陀螺是具有復(fù)雜的檢測與控制電路的MEMS裝置。Said Emre A1per等人報(bào)道了一種結(jié)構(gòu)對稱,并具有解耦特性的表面微機(jī)械陀螺。該敏感結(jié)構(gòu)在其最外邊的4個(gè)角都設(shè)置了支承“錨”,與傳統(tǒng)的直接支承在“錨”上的實(shí)現(xiàn)方式不同,它利用一種對稱結(jié)構(gòu)敏感質(zhì)量塊支承在連接梁上,并通過梁將驅(qū)動(dòng)電極和敏感電極有機(jī)地連接在一起。用微器件仿真軟件包(MEMCAD)仿真分析后可知,2個(gè)方向上的振動(dòng)相互不影響,所以,這樣的連接方式不用考慮機(jī)械耦合。該微機(jī)械陀螺的平面外輪廓的結(jié)構(gòu)參數(shù)為1mm。
2.3 車輛監(jiān)控和自診斷用傳感器。
在車輛監(jiān)控和自診斷方面,MEMS技術(shù)的一個(gè)主要應(yīng)用將是輪胎壓力監(jiān)測;其次是應(yīng)用于冷卻、剎車等系統(tǒng)的傳感器。此外,還有如像在亮度控制系統(tǒng)中使用光傳感器;在電子駕駛系統(tǒng)中使用磁傳感器、氣流速度傳感器;在自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)中使用室內(nèi)溫度傳感器、吸氣溫度傳感器、風(fēng)量傳感器、日照傳感器、濕度傳感器;在導(dǎo)向行駛系統(tǒng)中使用方位傳感器、車速傳感器等。
2.4 高溫微電子在汽車中的應(yīng)用。
高溫微電子在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制、氣缸和排氣管、電子懸架和剎車、動(dòng)力管理及分配等方面的監(jiān)控中都起著非常重要的作用。例如:用于發(fā)動(dòng)機(jī)控制的高溫微電子傳感器和控制器將有助于燃燒的更好監(jiān)測和控制,它將使燃燒的更加徹底,提高燃燒效率。但是,用傳統(tǒng)的硅半導(dǎo)體技術(shù)制作的微電子器件由于不能在很高的溫度下工作,已不能勝任。為了解決在高溫環(huán)境下溫度測量問題,必須研制一種新的材料來取代傳統(tǒng)的半導(dǎo)體材料。
由于汽車傳感器在汽車電子控制系統(tǒng)中的重要作用和快速增長的市場需求,世界各國對其理論研究、新材料應(yīng)用和新產(chǎn)品開發(fā)都非常重視。未來的汽車用傳感器技術(shù),總的發(fā)展趨勢是微型化、多功能化、集成化和智能化。
參考文獻(xiàn)
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