微型传感器的发展与在汽车领域的应用

安全、舒适、无污染、经济性一直是汽车工业和用户追求的目标。实现这些目标的关键在于汽车的电子化和智能化，先决条件则是各种信息的及时获取，这势必要求在汽车中大量采用各种传感器。汽车传感器可将汽车运行过程中的各种工况信息，如动力驱动、安全管理和车身舒适等系统参数，转化成电信号输送给中央控制单元（ECU），经由ECU的调整和反馈使汽车处于最佳运行状态。其中，动力驱动系统用传感器数量最多，安全系统和舒适系统用传感器市场发展最快。传统的传感器往往体积和重量大，成本高，它们在汽车的应用受到很大的限制。

MEMS传感器将会着重发展

近年来从半导体集成电路（IC）技术发展而来的MEMS （Microelectromechnical System， 微电子机械系统）技术日渐成熟。利用这一技术可以制作各种能敏感和检测力学量、磁学量、热学量、化学量和生物量的微型传感器，这些传感器的体积和能耗小，可实现许多全新的功能，便于大批量和高精度生产，单件成本低，易构成大规模和多功能阵列，这些特点使得它们非常适合于汽车方面的应用 80年代初，微型压阻式多路绝对压力（Manifold Absolute Pressure）传感器开始大批量生产，取代了早期采用LVDT技术的压力传感器。80年代中期微型加速度传感器开始用于汽车安全气囊，它们是到目前为止大量生产的、并在汽车中得到广泛应用的微型传感器。然而微型传感器的大规模应用势必将不限于发动机燃烧控制和安全气囊，在未来5～7年内包括发动机运行管理、废气与空气质量控制、ABS（antilock brake system，防抱死系统）、车辆动力学控制、自适应导航、车辆行驶安全系统（如气囊和障碍物检测与避撞等）在内的应用将为MEMS技术提供广阔的市场。MEMS传感器可通过微纳加工工艺实现传统传感器的微型化，已大范围取代传统的机械式、应变片式、滑动电位器等传感器;可在同一衬底上与其他多个MEMS传感器多功能集成;可通过与信息处理和控制芯片的集成实现自诊断、多参数混合测量、误差补偿等智能化功能，可有效缩小整体体积、降低系统功耗、提高可靠性。

安全管理系统用传感器转向主动安全

随着技术不断发展，汽车安全管理系统的目标已从被动防御转向主动保护。目前在用的安全管理系统，如安全气囊系统、胎压监测系统、防抱死制动系统（ABS）、电子制动力分配（EBD）系统、先进驾驶辅助系统（ADAS）、夜视系统等，都使用了大量的传感器，采集的信息包括汽车各个方向的加速度、胎压、制动踏板位置、碰撞压力、接近警告等。这类传感器是近年汽车应用领域创新最活跃的部分。

动力驱动系统用传感器注重节能减排

动力驱动系统主要包括发动机和底盘管理系统，使用的传感器主要有流量传感器、压力传感器（进气压力、气缸压力、大气压、油压等）、温度传感器（空气、水、润滑油等）、爆震传感器、曲轴传感器、气体浓度传感器、节气门位置传感器、怠速传感器、悬架系统传感器，以及在自动变速箱中的车轮速传感器、发动机转速传感器和油门踏板位置传感器等。发动机的电子控制单元根据传感器提供的信息对发动机的各项工况进行准确控制，从而提高发动机的动力性、可维护性，降低油耗和减轻排放。由于工作环境恶劣，动力驱动系统用传感器比一般工业用传感器的精度和可靠性均高出1～2个数量级。