汽车传感器的发展趋势

2021年5月04日 19:54:04 来源: 网络
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  未来的汽车传感器技术的发展趋势是微型化、多功能化、集成化和智能化。

  20世纪末期,设计技术、材料技术,特别是Mems (微电子机械系统)技术的发展使微型传感器提高到了一个新的水平,利用微电子机械加工技术将微米级的敏感元件、信号处理器、数据处理装置封装在同一芯片上,它具有体积小、价格便宜、可靠性高等特点,并且可以明显提高系统测试精度。采用Mems技术可以制作检测力学量、磁学量、热学量、化学量和生物量的微型传感器。由于Mems微型传感器在降低汽车电子系统成本及提高其性能方面的优势,它们已开始逐步取代基于传统机电技术的传感器。Mems传感器将成为世界汽车电子的重要构成部分。

  汽车传感器和电子系统向着采用Mems传感器的方向发展。Philips Electronics公司和Continental Treves公司10年销售1亿只用于汽车ABS系统的传感器芯片,生产上达到了一个新的里程碑。两个公司共同开发有源磁场传感器的前瞻性技术,产品应用在汽车厂家生产的最新的轿车上。Continental Teves公司用这种磁阻式转速传感器制作了轮速传感器,用于ABS系统,防滑系统等。

  Mems传感器成本低、可靠性好、尺寸小,可以集成在新的系统中,工作时间达到几百万个小时。Mems器件最早的是绝压传感器(Map)和气囊加速度传感器。正在研发和小批量生产的MEMS/MST产品有:轮速旋转传感器,胎压传感器,制冷压力传感器,发动机油压传感器,刹车压力传感器和偏离速率传感器等等。在今后的5-7年Mems器件将大量应用到汽车系统中。

  随着微电子技术的发展和电子控制系统在汽车上的应用迅速增加,汽车传感器市场需求将保持高速增长,以Mems技术为基础的微型化、多功能化、集成化和智能化的传感器将逐步取代传统的传感器,成为汽车传感器的主流。

  21世纪初期(2010前后),敏感元件与传感器发展的总趋势是小型化、集成化、多功能化、智能化、系统化。传感器领域的主要技术将在现有基础上予以延伸和提高,并加速新一代传感器的开发和产业化。

  微机械加工技术(MEMT)和微米/纳米技术将得到高速发展,将成为21世纪传感器领域中带有革命变化的高新技术。采用MEMT制作的MEMS产品(微传感器和微系统),具有划时代的微小体积、低成本、高可靠等独特的优点,预计由微传感器、微执行器以及信号和数据处理装置总装集成的微系统将进入商业市场。

  随着新型敏感材料的加速开发,微电子、光电子、生物化学、信息处理等各学科、各种新技术的互相渗透和综合利用,可望研制出一批新颖、先进的传感器。如:新一代光纤传感器、超导传感器、焦平面阵列红列探测器、生物传感器、诊断传感器、智能传感器、基因传感器以及模糊传感器等。

  硅传感器的研究、生产和应用将成为主流,半导体工业将更加有力地带动传感器的设计手日工艺制造技术;而微处理器和计算机将进一步带动新一代智能传感器和网络传感器的数据管理和采集。

  敏感元件与传感器的更新换代周期将越来越短,其应用领域将得到拓展,二次传感器和传感器系统的应用将大幅度增长,廉价传感器的比例将增大,必将促进世界传感器市场的迅速发展。

  高科技在传感技术中的应用比例更加增大。传感技术涉及多学科的交叉,它的设计需要多学科综合理论分析,常规方法已难于满足,CAD技术将得到广泛应用。如:国外在90年代初就研究出了用于硅压力传感器设计的MEMS CAD软件,大型有限元分析软件ANSYS,包含了力、热、声、流体、电、磁等分析模块,在MEMS器件的设计和模拟方面取得了成功。

  传感器产业将进一步向着生产规模化、专业化和自动化方向发展。工业化大生产的平面工艺技术将是促进传感器价格大幅度降低的主要动力。而传感器制造的后工序一一封装工艺和测试标定(两者的费用约占产品总成本的50%以上)的自动化,将成为关键生产工艺予以突破。

  传感器产业的企业结构仍将呈现“大、中、小并举”“集团化、专业化生产共存”的格局,集团化的大公司(含跨国集团公司〉将越来越显示出它的垄断作用,而专业化生产的中、小企业因其能适应市场小批量产品的需求,仍有其生存、发展的空间和机遇。

  多功能化是指一个传感器能检测2个或者两个以上的特性参数或者化学参数,从而减少汽车传感器数量,提高系统可靠性。

  集成化是指利用IC制造技术和精细加工技术制作IC式传感器。

  智能化是指传感器与大规模集成电路相结合,带有CPU,具有智能作用,以减少ECU的复杂程度,减少其体积,并降低成本。

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