项目二
智能网联汽车环境感知技术

单元一 传感器基本概念

学习目标

1.了解传感器的基本概念。

2.了解车载传感器的特点和分类。

一、传感器的定义

根据GB/T 7665—2005《传感器通用术语》的定义：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。敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分；转换元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量部分转换成适于传输或测量的电信号部分；辅助电源用来给传感器提供必要的工作电能；信号调理转换电路是指把模拟信号变换为用于数据采集、控制过程、执行计算显示读出或其他目的的数字信号电路。传感器的基本结构如图2-1所示。

传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。车用传感器是汽车计算机系统的输入装置，它把汽车运行中各种工况信息，如车速、各种介质的温度、发动机运转工况等转化成电信号输给计算机，以便汽车处于最佳工作状态。

1）物理量传感器：能够感受规定物理量并转换成可用输出信号的传感器。

2）化学量传感器：能够感受规定化学量并转换成可用输出信号的传感器。

3）生物量传感器：能感受规定生物量并转换成可用输出信号的传感器。

4）数字式传感器：输出信号为数字量或数字编码的传感器。

5）模拟式传感器：输出信号为模拟量的传感器。

6）结构型传感器：利用机械构件（如金属膜片等）的变形检测被测量的传感器。

7）物性型传感器：利用材料的物体特性及其各种物理、化学效用检测被测量的传感器。

8）复合传感器：由多种不同类型的敏感元件或传感器组合而成，具有多种功能的传感器。

9）集成传感器：将敏感元件连同信号处理电路集成在一起的传感器。

10）多功能传感器：能感受两种或两种以上被测量的传感器。

11）智能化传感器：对传感器自身状态具有一定的自诊断、自补偿、自适应以及双向通信功能的传感器。

二、汽车传感器的特点

（1）适应性强，耐恶劣环境

汽车的工作环境恶劣，包括极寒、极热、高海拔等行驶情况，因此，要求汽车传感器具有极强的环境适应性，要能在这些特殊环境下正常工作。另外，汽车传感器还应具有很好的密封性、耐潮湿、抗腐蚀性等。

（2）抗干扰能力强

汽车传感器除了能够适应外界恶劣环境之外，也要能够抵抗来自汽车内部的各种干扰。例如安装在发动机上的传感器，其在工作过程中要承受发动机的高温、高压、腐蚀等多种因素，同时还要抵抗各种频率的振动，在工作过程中还需抵抗其他电磁波干扰、高压脉冲等因素，因此要求汽车传感器必须具有较强的抗干扰能力。

（3）稳定性和可靠性高

汽车传感器特性对汽车电子控制系统有非常大的影响，汽车的设计使用寿命一般在10年以上，汽车传感器必须具有高稳定性和高可靠性。

（4）性价比高，适应大批量生产

随着汽车电气化、智能化、网络化、无人化的发展，汽车所用传感器越来越多，可达数百甚至上千个，这就要求汽车传感器必须具有较高的性价比，否则难以大批量推广使用。

三、汽车传感器的分类

车用传感器是汽车计算机系统的输入装置，它把汽车运行中各种工况信息，如车速、各种介质的温度、发动机运转工况等，转化成电信号输给计算机，以便发动机处于最佳工作状态。汽车技术不断发展的特征之一就是越来越多的部件采用电子控制，根据传感器的作用汽车传感器按测量对象可以分为温度传感器、压力传感器、流量传感器、气体浓度传感器、位置传感器、转速传感器、加速度传感器、距离传感器等。

1）温度传感器。温度传感器主要用于检测发动机温度、吸入气体温度、冷却液温度、燃油温度、环境温度等。

2）压力传感器。压力传感器主要用于检测气缸负压、大气压、涡轮发动机升压比、气缸内压、油压等。

3）流量传感器。流量传感器主要用于检测发动机空气流量和燃料流量等。

4）气体浓度传感器。气体浓度传感器主要用于检测车辆内气体和废气排放等。

5）位置传感器。位置传感器主要用于检测曲轴转角、节气门开度、制动踏板位置、车辆位置等。

6）转速传感器。转速传感器主要用于检测发动机转速、车轮转速和行驶车速等。

7）加速度传感器。加速度传感器主要用于测量纵向加速度、横向加速度和垂直加速度等。

8）距离传感器。距离传感器主要用于测量汽车行驶的距离以及汽车至障碍物之间的距离等。