汽車傳感器技術(shù)未來的發(fā)展方向

　　汽車傳感器作為汽車電子控制系統(tǒng)的信息源，是汽車電子控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，也是汽車電子技術(shù)領(lǐng)域研究的核心內(nèi)容之一。汽車傳感器對(duì)溫度、壓力、位置、轉(zhuǎn)速、加速度和振動(dòng)等各種信息進(jìn)行實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的測量和控制。衡量現(xiàn)代高級(jí)轎車控制系統(tǒng)水平的關(guān)鍵就在于其傳感器的數(shù)量和水平。當(dāng)前，一輛國內(nèi)普通家用轎車上大約安裝了近百個(gè)傳感器，而豪華轎車上的傳感器數(shù)量多達(dá)200只。近年來從半導(dǎo)體集成電路技術(shù)發(fā)展而來的微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)日漸成熟，利用這一技術(shù)可以制作各種能敏感和檢測力學(xué)量、磁學(xué)量、熱學(xué)量、化學(xué)量和生物量的微型傳感器，這些傳感器的體積和能耗小，可實(shí)現(xiàn)許多全新的功能，便于大批量和高精度生產(chǎn)，單件成本低，易構(gòu)成大規(guī)模和多功能陣列，非常適合在汽車上應(yīng)用。微型傳感器的大規(guī)模應(yīng)用將不僅限于發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒控制和安全氣囊，在未來5～7年內(nèi)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行管理、廢氣與空氣質(zhì)量控制、ABS、車輛動(dòng)力的控制、自適應(yīng)導(dǎo)航、車輛行駛安全系統(tǒng)在內(nèi)的應(yīng)用，將為EMS技術(shù)提供廣闊的市場。

　　自20世紀(jì)80年代以來，國內(nèi)汽車儀表行業(yè)引進(jìn)國外的先進(jìn)技術(shù)及與之相配套的傳感器生產(chǎn)技術(shù)，基本滿足了國內(nèi)小批量、低水平車型的配套需求。由于起步較晚，還沒有形成系列化、配套化，尚未形成獨(dú)立的產(chǎn)業(yè)，仍然依附于汽車儀表企業(yè)。

　　眾多轎車、輕型車及部分載貨車中采用新的電子產(chǎn)品，需要大批量、高水平的汽車傳感器，但國內(nèi)現(xiàn)有最高水平的汽車傳感器產(chǎn)品比國外同類產(chǎn)品落后10多年，每年要進(jìn)口50萬套以上的高性能汽車傳感器。例如壓力傳感器。

　　壓力傳感器主要用于檢測氣缸負(fù)壓、大氣壓、渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的升壓比、氣缸內(nèi)壓、油壓等。吸氣負(fù)壓式傳感器主要用于吸氣壓、負(fù)壓、油壓檢測。汽車用壓力傳感器應(yīng)用較多的有電容式、壓阻式、差動(dòng)變壓器式(LVDT)、表面彈性波式(SAW)。

　　電容式壓力傳感器主要用于檢測負(fù)壓、液壓、氣壓，測量范圍20~100kPa，具有輸入能量高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性好、環(huán)境適應(yīng)性好等特點(diǎn);壓阻式壓力傳感器受溫度影響較大，需要另設(shè)溫度補(bǔ)償電路，但適應(yīng)于大量生產(chǎn);LVDT式壓力傳感器有較大的輸出，易于數(shù)字輸出，但抗干擾性差;SAW式壓力傳感器具有體積小、質(zhì)量輕、功耗低、可靠性高、靈敏度高、分辨率高、數(shù)字輸出等特點(diǎn)，用于汽車吸氣閥壓力檢測，能在高溫下穩(wěn)定地工作，是一種較為理想的傳感器。

　　許多傳感器廠家為了增強(qiáng)產(chǎn)品的競爭力，采用與國外同行業(yè)進(jìn)行合資經(jīng)營的方式，消化吸收國外先進(jìn)的傳感器技術(shù)，使產(chǎn)品升級(jí)換代，從而逐步發(fā)展壯大，有的已成為幾大“電噴”系統(tǒng)廠家的下游供應(yīng)商。但絕大多數(shù)企業(yè)還只是配套生產(chǎn)其它車用傳感器，處于利潤少、產(chǎn)品單一、產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)水平低下的狀況。

　　伴隨著國內(nèi)汽車產(chǎn)量的迅速增長，今后幾年國內(nèi)汽車工業(yè)對(duì)傳感器及其配套變速器和儀表的需求亦將大大增加，實(shí)現(xiàn)汽車傳感器國產(chǎn)化勢在必行。為適應(yīng)這一形勢，應(yīng)重點(diǎn)開發(fā)新型壓力、溫度、流量、位移等傳感器，盡快為汽車工業(yè)解決電噴系統(tǒng)、空調(diào)排污系統(tǒng)和自動(dòng)駕駛系統(tǒng)所需的傳感器是十分迫切的任務(wù)。汽車傳感器對(duì)整車廠而言，是二級(jí)配套產(chǎn)品，必須以系統(tǒng)形式進(jìn)入整車廠配套。一級(jí)系統(tǒng)配套商的實(shí)力關(guān)系到主機(jī)廠的品牌，所以必須建立系統(tǒng)平臺(tái)，以系統(tǒng)帶動(dòng)傳感器的發(fā)展。未來的汽車傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢是微型化、多功能化、集成化和智能化。

　　傳感器產(chǎn)業(yè)將進(jìn)一步向著生產(chǎn)規(guī)模化、專業(yè)化和自動(dòng)化方向發(fā)展。工業(yè)化大生產(chǎn)的平面工藝技術(shù)將是促進(jìn)傳感器價(jià)格大幅度降低的主要?jiǎng)恿?。而傳感器制造的后工序一一封裝工藝和測試標(biāo)定(兩者的費(fèi)用約占產(chǎn)品總成本的50%以上)的自動(dòng)化，將成為關(guān)鍵生產(chǎn)工藝予以突破。

　　傳感器產(chǎn)業(yè)的企業(yè)結(jié)構(gòu)仍將呈現(xiàn)“大、中、小并舉”，“集團(tuán)化、專業(yè)化生產(chǎn)共存”的格局，集團(tuán)化的大公司將越來越顯示出它的壟斷作用，而專業(yè)化生產(chǎn)的中、小企業(yè)因其能適應(yīng)市場小批量產(chǎn)品的需求，仍有其生存、發(fā)展的空間和機(jī)遇。

　　隨著電子技術(shù)的發(fā)展和汽車電子控制系統(tǒng)應(yīng)用的日益廣泛，汽車傳感器市場需求將保持高速增長，微型化、多功能化、集成化和智能化的傳感器將逐步取代傳統(tǒng)的傳感器，成為汽車傳感器的主流。

　　(1)微型傳感器：利用微機(jī)械加工技術(shù)，將微米級(jí)的敏感元件、信號(hào)處理器、數(shù)據(jù)處理裝置封裝在一塊芯片上，由于具有體積小、價(jià)格便宜、便于集成等特點(diǎn)，可以明顯提高系統(tǒng)測試精度。當(dāng)前，該技術(shù)逐步成熟，可以制作檢測力學(xué)量、磁學(xué)量、熱學(xué)量等各種微型傳感器。

　　(2)智能傳感器：是一種帶微型計(jì)算機(jī)兼有檢測、判斷、信息處理等功能的傳感器。與傳統(tǒng)傳感器相比，她具有很多特點(diǎn)。例如，她可以確定傳感器工作狀態(tài)，對(duì)測量資料進(jìn)行修正，以便減少環(huán)境因素如溫度引起的誤差，完成資料計(jì)算與處理工作等等。

　　(3)開發(fā)新材料：是發(fā)展汽車傳感器技術(shù)的一個(gè)重要方向。由于材料科學(xué)的進(jìn)步，在制造各種材料時(shí)，人們可以任意控制其成分，從而可以設(shè)計(jì)與制造出各種用于傳感器的功能材料，例如控制半導(dǎo)體氧化物的成分，可以制造出各種氣體傳感器;光導(dǎo)纖維用于傳感器是傳感器功能材料的一個(gè)重大發(fā)現(xiàn)，引起專家關(guān)注。