01 传感器的定义 所谓传感器是来自“感觉”一词,根据GB7665-2005,传感器(Transducer/Sensor)的定义为: 能感受被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成。 传感器组成框图
02 传感器的图形符号 及命名法/代码 国标GB/T 14479-93规定传感器图用图形符号表示方法: 正方形表示转换元件,三角形表示敏感元件;X 表示被测量符号;* 表示转换原理。 如:电容式压力传感器 国标GB/T 7666-2005规定了传感器的命名方法:一种传感器产品的名称,应由主题词加四级修饰语构成。
例:传感器,压力,压阻式,[单晶]硅,600kPa。 注:当对传感器的产品名称命名时,除第一级修饰语外,其他各级可视产品的具体情况任选或省略。 同时,国标GB/T 7666-2005规定了传感器代号标记方法:规定用大写汉语拼音字母(或国际通用标志)和阿拉伯数字构成传感器完整的代号。 传感器的完整代码应包括以下四部分:
例:霍尔式电流传感器 03 传感器的特性与指标 3.1 传感器的静态特性 参考GB/T18459-2001,静态特性表示被测量处于不变或缓慢情况下,输出与输入之间的关系。也就是当输入量为常量,或变化极慢时,这一关系被称作静态特性。 静态特性曲线可通过实际测试获得,为了标定和数据处理的方便,希望得到线性关系,可采用硬件和软件的补偿进行线性化处理,当非线性误差不太大的情况下,通常采用直线拟合的方法线性化。 通常评价静态特性的指标如下: 1、线性度:在规定条件下,传感器测量曲线(校准曲线)与拟合直线间最大偏差与满量程(Full Scale)输出值的百分比称为线性度。 传感器线性度 注:线性度与拟合直线为基准,拟合直线不同,线性度不同。 2、灵敏度:传感器的灵敏度是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。 注:非线性传感器的灵敏度用dy/dx表示,其数值等于所对应的最小二乘法拟合直线的斜率。 3、分辨力:传感器在规定的测量范围内所能检测出的被测输入量的最小变化值。有些时候,也会用该值相对满量程的百分数表示,此时则称为分辨率。(满量程=最大量程-最小量程) 4、迟滞(回差):在相同工作条件和量程范围内,同一次测量中对应同一输入量的正行程和反行程其输出值间的最大偏差。 注:迟滞和重复性的差异:
6、精度(静态准确度) 精度的指标:精密度、准确度、精确度
工程中,为了表示测量结果的可靠程度,引入精确度等级概念,用A表示。 7、其他特性
时间漂移是指在规定的条件下,零点或灵敏度随时间的缓慢变化。 温度漂移为环境温度变化而引起的零点或灵敏度漂移。 3.2 传感器的动态特性
小 结:
04 传感器相关通讯协议 CAN (Controller Area Network), LIN (Local Interconnect Network), FlexRay, MOST (Media Oriented Systems Transport), PWM (Pulse Width Modulation), PSI5 (Precision Sensor Interface 5), 和 SPI (Serial Peripheral Interface) ,SENT (Single Edge Nibble Transmission)和 Ethernet 是在汽车传感器通讯协议中常用的几种技术,它们各自有不同的应用场景和特点: 1、CAN (Controller Area Network):
2、LIN (Local Interconnect Network):
3、FlexRay:
4、MOST (Media Oriented Systems Transport):
5、Ethernet:
6、PWM (Pulse Width Modulation):
7、PSI5 (Precision Sensor Interface 5):
8、SPI (Serial Peripheral Interface):
9、SENT (Single Edge Nibble Transmission):
小 结: 这些通讯协议在汽车传感器中的应用取决于传感器的类型、所需的通讯速度、数据完整性要求以及系统的复杂性。例如,CAN 和 LIN 适用于一般的汽车传感器通讯,而 FlexRay 和 Ethernet 更适合于需要高速、高精度数据传输的高级应用。PWM 适合于简单的模拟传感器,而 PSI5、SPI 和 SENT 更适合于需要高速、高精度数据传输的数字传感器。 05 汽车传感器 汽车传感器是把非电信号转换成电信号并向汽车传递各种工况信息的装置。在汽车运行中,汽车传感器能采集车身状态(如温度、压力、位置、转速等)和环境信息,并将采集到的信息转换为电信号传输至汽车的相关控制单元。 汽车传感器作为信息采集源,根据信息采集内容的不同可分为车身感知传感器和环境感知传感器。
注:MEMS传感器指将微型机械结构、微型传感器、微型执行器、信号处理和控制电路以及接口、通信和电源模块都集成于芯片上的微机电系统。 汽车传感器产业链简图 可以看出,当前传感器技术我国仍处于技术追赶阶段,诸如:纳芯微、琻捷电子、保隆、安培龙、华为、森思泰克等芯片、传感器企业打破国外垄断技术,逐步缩短和国外厂商的差距。 注:上图及表格仅为个人观点,如有错误,烦请批评指正
博世传感器布局
Conti 高压电流传感器模块 Conti 电机转子位置传感器
小 结:
06 系统级传感器的作用介绍 汽车主要传感器构成
小 结: 底盘和电驱动系统、热管理系统和悬架系统、智能驾驶、智能座舱传感器是汽车传感器系统的重要组成部分,它们在确保车辆性能、安全性和舒适性方面发挥着关键作用。 下面是对这些传感器类型的总结: 1、底盘系统传感器:
2、热管理系统传感器:
3、悬架系统传感器:
4、电驱动系统传感器:
5、智能驾驶传感器:
6、智能座舱传感器:
这些传感器类型在汽车中的应用不断发展和扩展,随着汽车技术的进步,它们在提高车辆性能、安全性和舒适性方面发挥着越来越重要的作用。随着传感器技术的不断进步和成本的降低,我们有理由相信这些传感器将在汽车中得到更广泛的应用,为汽车行业的发展做出更大的贡献。 07 未来发展趋势 汽车传感器的发展趋势受到汽车行业整体技术进步的推动,同时也响应了消费者对于更安全、高效、舒适驾驶体验的需求。以下是一些关键趋势: 1、集成化和智能化:随着汽车电子架构的演变,传感器将更加集成化,通过车载计算平台实现更高级的数据处理和分析。同时,传感器将变得更加智能化,能够自主学习和适应不同的驾驶环境和用户需求。 2、多传感器融合:为了实现更高级的自动驾驶功能,未来的汽车将越来越多地采用多传感器融合技术,包括摄像头、雷达、激光雷达和超声波传感器的组合,以提高感知能力和准确性。 3、长寿命和高可靠性:随着电动车和自动驾驶技术的发展,传感器需要能够在极端条件下长期稳定工作,因此对于传感器的耐用性和可靠性的要求将越来越高。 4、小型化和轻量化:为了适应汽车轻量化趋势,传感器将向小型化和轻量化发展,同时保持或提升性能。 5、低功耗和高能效:随着电动车对能源效率的重视,传感器将更加注重低功耗设计,以延长续航里程。 6、无线传感技术:无线传感器技术的发展将减少车辆的布线复杂性,提高安装和维护的便利性。 7、新材料和新工艺:新型材料和制造工艺的应用将进一步提升传感器的性能和成本效益。 8、数据安全和隐私保护:随着车联网技术的发展,传感器数据的安全性和用户隐私保护将成为重要的研究方向。 9、人工智能和机器学习:人工智能和机器学习技术将被广泛应用于传感器数据的分析和处理,以实现更智能的驾驶决策和车辆管理。 10、法规和标准:随着新技术的应用,相关的法规和标准也将不断完善,以保障传感器系统的安全性和可靠性。 这些趋势预示着汽车传感器技术的未来发展方向,也将推动汽车行业的整体技术进步和产业升级。 / END / -end- 分享不易,恳请点个【👍】和【在看】 |
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