汽车感知传感器揭秘其工作原理及应用广泛的物品世界
在汽车电子控制系统中,传感器扮演着至关重要的角色,它们不仅能够实时获取车辆运行状态,还能为安全、舒适和高效的驾驶提供保障。这些设备可分为两大类:车辆感知和环境感知。
动力、底盘、车身及电子电气系统中的传感器属于车辆感知范畴,而ADAS(advanced driver-assistance systems)以及无人驾驶系统中引入的车载摄像头、毫米波雷达、激光雷达等属于环境感知范畴。
汽车电子控制系统普遍遵循一个标准流程:从获得信息到执行命令。这一过程包括三个关键环节——先是通过各种传感器来“看”和“听”,然后由中央处理单元(ECU)对这些数据进行分析和计算,最后,通过执行单元完成相应的动作。
以电动助力转向系统(EPS)为例,当方向盘被转动时,方向盘扭矩转角传感器会监测方向盘转角及扭矩信息,而轮速传感器则监测到每个轮胎的旋转速度。ECU通过CAN总线实时获取这些信号,并根据特定的逻辑算法进行处理,以计算出最佳助力力的大小,然后利用MOSFET控制电机,从而实现精确辅助操作。
在整个汽车制造过程中,无论是动力还是底盘部分,都充满了半导体技术。从微型化MEMS到复杂的大型IC芯片,每一块都承担着不同的功能,比如作为检测装置或是执行指令,这些都是现代汽车不可或缺的一部分。而其中最核心的是那一系列小巧而强大的“眼睛”——自动化设备中的心脏——它们让我们得以更加精准地了解我们的世界。
对于汽车来说,这些眼镜一般般的小东西称之为MEMS传感器。在这款高科技产品上,我们可以看到许多小巧却极具潜力的技术创新,如压阻效应、高斯马氏效应等等,使得现在甚至有超过50个MEMS传感器嵌入于普通汽油车上,其价值量占比500-1000元左右,为何如此受欢迎呢?
首先,我们要谈谈MEMS。它是一种集成微型机械结构与微型检测单元于同一芯片上的新兴材料科学领域。这意味着即使是在一个只有几厘米长宽的小空间内,也能包含多种各自独立但又协同工作的部件,比如加速度计、陀螺仪以及磁场计等惯导系统组件,这些都需要在非常严格的地质条件下运行且具有极高灵敏度。
接着,我们来看看如何使用这种方法去设计一种压力测试机制。在这个案例中,如果你想知道某个地方是否存在气压变化,可以用这样一种方法:
将一个薄膜放在两个金属板之间。
当外界施加压力的时候,那些金属板会因为形变而导致薄膜内部产生电阻变化。
通过这个变化,你就可以读取出那个区域当前所处的情况了!
这就是为什么说我们的生活里充满了这样的技艺!它们不是魔法,但是他们让我们的日常生活变得更加安全、高效,不仅如此,他们还帮助我们更好地理解周围世界!