汽车感知传感器物品中的传感器技术应用探究
汽车感知传感器：物品中的传感器技术探究
汽车电子控制系统广泛遵循感知→控制→执行的工作流程。传感器作为关键的感知单元，获取系统的工作状态，而控制单元则处理传感器信号并计算输出控制指令，由执行单元完成相应动作。
以电动助力转向系统(EPS)为例，车辆运行过程中，方向盘扭矩转角传感器监测方向盘转角及扭矩信息，轮速传感器监测车轮转速。ECU通过CAN总线实时获取这些信号，并根据特定逻辑实时处理信号，以计算得到一个理想的助力力矩。最后，这个力矩通过MOSFET控制电机，从而实现助力的效果。
在汽车动力、底盘、车身和电气四大系统中，大部分电子控制都具备类似的工作原理，从数据采集到执行环节，无处不在半导体设备，如微处理芯片(MCU)、通信芯片(CAN/LIN等)、模数转换器(A/D)，以及功率管理组件(MOSFET、IGBT、DC-DC)等。在这里，传感器成为了汽车发展的一个重要机会所在。
我们可以将汽车上的所有这些类型进行分类，它们主要包括MEMS(微机电系统)、磁性、化学和温度四大类。统计显示，在一辆普通汽油车上，有超过50个MEMS传感器，以及超过30个磁性传送门户。
MEMS技术是现代自动化领域的一项革命性发明，它允许将机械结构与电子设备集成于同一芯片之中，使得整个设备更加精巧且高效。这使得MEMS适用于压力检测、高度精确的加速度计陀螺仪以及其他惯导系统内使用。
具体来说，加速度计利用牛顿第二定律来测量加速度值，而陀螺仪则基于Coriolis力的原理来计算出旋转运动中的角速度。此外，还有用于环境位臵变化检测的地磁计，这些都是依靠MEMS技术制造出来的小型化、高性能的智能产品。
此外，我们还需要讨论一些更先进的技术，如霍尔效应和AMR（安异质磁阻效应）、GMR（巨磁阻效应）和TMR（隧道磁阻效应）。霍尔效应是最常见的一种，它通过测量两个相互垂直方向上产生了不同极性的电流变化来确定物体是否移动。而AMR/GMR/TMR则提供了更高灵敏度和更低功耗，可以用作各种应用场景，比如轮速表或位置检测装置，其中TMR尤其显著因为它具有更高温度稳定性、小尺寸、大灵敏度及较低成本优势，为许多应用提供了新的可能性。
