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流量传感器LMM01在汽车电子中的应用

发布时间:2020-07-21 17:44:23 阅读: 来源:红包厂家

1. 引言 随着我国经济建设步伐的加快,汽车开始越来越多的进入现代家庭,汽车电子也因此受到更多的重视。近些年来,国内外众多企业和学术科研机构投入了大量的人力物力,研究和开发新的汽车电子技术,并在某些领域取得了许多突破性的进展。 传感器技术作为现代工业控制四大支柱产业,在汽车电子的设计研究中占有突出的地位,传感器已成为汽车控制系统中的一个重要组成部分。通常一辆现代化的汽车,装备的传感器数可多达50~60个,而国外有些高级轿车,其装备的传感器数已达到数百个,至于概念型汽车装备的传感器数就更多了。传感器已成为世界装备市场上增长最快的领域之一。[1] 事实上,应用于汽车上的传感器有很多种,目前主要有:温度传感器、压力传感器、流量传感器、位移传感器以及速度、加速度传感器等等[2]。这些汽车传感器的销售量约占有传感器总销售量的三分之一,其中流量传感器就是非常重要的一种传感器。 2. LMM-01的工作原理 流量传感器主要用于检测发动机的空气进气量和燃油喷射量,从而将空燃比控制在最佳值附近,此外流量传感器还广泛利用于排气再循环、防滑驱动、刹车防抱死系统以及电控悬架等许多方面。目前市场上用于检测燃料流量的传感器主要有水轮式和循环球式,其动态范围为0~60kg/h,工作温度在-40℃~120℃,精度为 1%,响应时间为 10ms。

而由于气体的可压缩性,通常我们检测气体质量流量,市场上主要使用的有热线式流量传感器。这种传感器采用热耗散原理,将一个热线式敏感元件安放在空气入口的旁路中,在辅助热线元件的温度补偿作用下,检测空气质量流量。但是这种传感器的缺点是不能检测空气流量的回流波动。此外检测气体流量的传感器还有热膜式流量传感器、卡尔曼旋涡式传感器和压力式传感器。[3] LMM-01流量传感器是一种基于传统的热膜片风力计原理的新型传感器。该传感器是借助先进的薄膜片技术,将性能稳定的薄膜片电阻加工到一片薄膜上。由于采用了MEMS加工,因此一方面缩短了传感器响应时间,另一方面也能测量出了回流流量。LMM-01的原理电路图可以参见图1所示,由于采用了前后桥电路,所以我们可以很方便的判断出流体流向,从而进一步测量出回流流量。

为了防止温度变化对测量精度的影响,传感器中采用了两片热敏电阻分别对前后桥进行了温度补偿。为了提高精度,两片用于测量温度的热敏电阻6、7与流体流向9平行布置,而用于测量流体流量的两片热电阻传感器4、5互相平行并与流向9垂直布置(如图2所示),其中3为传感部件,17、18都是 数量级的SiO2薄膜,19为Si底层,20为带状电导。 3. LMM-01在电喷系统中的应用研究 汽车电子技术是从电子控制燃油喷射技术开始的。随着电子技术的发展,电控燃油喷射经历了从电子管、晶体管、集成电路到微处理器控制,从模拟电子喷射到数字电子喷射的发展过程。[4] 电控燃油喷射的目的是将空燃比控制在最佳值。所谓空燃比是指吸入到气缸里的工作混合气体中,空气质量和燃油质量的比值,通常最佳值在14.7左右。将空燃比控制在最佳值附近不仅能够减少有害废气的排放,而且能够提高燃油的经济性和车辆的动力性[5]。显而易见,控制空燃比最主要的是要检测并控制到空气质量流量和燃油质量流量,因此流量传感器在电喷系统中是非常重要的传感器,其产品性能的优劣直接影响到控制效果的好坏。

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