微型傳感器的發展與在汽車領域的應用

安全、舒適、無污染、經濟性一直是汽車工業和用戶追求的目標。實現這些目標的關鍵在于汽車的電子化和智能化，先決條件則是各種信息的及時獲取，這勢必要求在汽車中大量采用各種傳感器。汽車傳感器可將汽車運行過程中的各種工況信息，如動力驅動、安全管理和車身舒適等系統參數，轉化成電信號輸送給中央控制單元（ECU），經由ECU的調整和反饋使汽車處于最佳運行狀態。其中，動力驅動系統用傳感器數量最多，安全系統和舒適系統用傳感器市場發展最快。傳統的傳感器往往體積和重量大，成本高，它們在汽車的應用受到很大的限制。

MEMS傳感器將會著重發展

近年來從半導體集成電路（IC）技術發展而來的MEMS （Microelectromechnical System， 微電子機械系統）技術日漸成熟。利用這一技術可以制作各種能敏感和檢測力學量、磁學量、熱學量、化學量和生物量的微型傳感器，這些傳感器的體積和能耗小，可實現許多全新的功能，便于大批量和高精度生產，單件成本低，易構成大規模和多功能陣列，這些特點使得它們非常適合于汽車方面的應用 80年代初，微型壓阻式多路絕對壓力（Manifold Absolute Pressure）傳感器開始大批量生產，取代了早期采用LVDT技術的壓力傳感器。80年代中期微型加速度傳感器開始用于汽車安全氣囊，它們是到目前為止大量生產的、并在汽車中得到廣泛應用的微型傳感器。然而微型傳感器的大規模應用勢必將不限于發動機燃燒控制和安全氣囊，在未來5～7年內包括發動機運行管理、廢氣與空氣質量控制、ABS（antilock brake system，防抱死系統）、車輛動力學控制、自適應導航、車輛行駛安全系統（如氣囊和障礙物檢測與避撞等）在內的應用將為MEMS技術提供廣闊的市場。MEMS傳感器可通過微納加工工藝實現傳統傳感器的微型化，已大范圍取代傳統的機械式、應變片式、滑動電位器等傳感器;可在同一襯底上與其他多個MEMS傳感器多功能集成;可通過與信息處理和控制芯片的集成實現自診斷、多參數混合測量、誤差補償等智能化功能，可有效縮小整體體積、降低系統功耗、提高可靠性。

安全管理系統用傳感器轉向主動安全

隨著技術不斷發展，汽車安全管理系統的目標已從被動防御轉向主動保護。目前在用的安全管理系統，如安全氣囊系統、胎壓監測系統、防抱死制動系統（ABS）、電子制動力分配（EBD）系統、先進駕駛輔助系統（ADAS）、夜視系統等，都使用了大量的傳感器，采集的信息包括汽車各個方向的加速度、胎壓、制動踏板位置、碰撞壓力、接近警告等。這類傳感器是近年汽車應用領域創新最活躍的部分。

動力驅動系統用傳感器注重節能減排

動力驅動系統主要包括發動機和底盤管理系統，使用的傳感器主要有流量傳感器、壓力傳感器（進氣壓力、氣缸壓力、大氣壓、油壓等）、溫度傳感器（空氣、水、潤滑油等）、爆震傳感器、曲軸傳感器、氣體濃度傳感器、節氣門位置傳感器、怠速傳感器、懸架系統傳感器，以及在自動變速箱中的車輪速傳感器、發動機轉速傳感器和油門踏板位置傳感器等。發動機的電子控制單元根據傳感器提供的信息對發動機的各項工況進行準確控制，從而提高發動機的動力性、可維護性，降低油耗和減輕排放。由于工作環境惡劣，動力驅動系統用傳感器比一般工業用傳感器的精度和可靠性均高出1～2個數量級。