答辯申請書課題 微型傳感器在汽車電子化上的應用 一、課題（論文）提綱第一章傳感器的概況第二章微型傳感器在汽車上的運用第三章微型傳感器的發展趨勢、內容摘要電子技術已經成為新一代汽車發展方向的主導因素，而傳感器是電子技術的核心元件，現代汽車越來越多地應用了傳感器，以提高汽車發動機的經濟、動力和排放性能,改善底盤的制動操縱性能、轉向性能和汽車行駛的安全性能。要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。本文著重介紹了微型傳感器在現代汽車電子化上的應用，以及新型的智能傳感器的發展狀況和發展趨勢。三、參考文獻［1］李朝暉等.汽車電器及電子設備［M］.重慶:重慶大學出版社，2004.2］左志江等譯.汽車傳感器［M］.北京：化學工業出版社，2004.［3］邵培革等?微機械元件和儀器新進展［J］.光學精密工程.1999,（7）.［4］發動機的結構與檢修、底盤檢測與維修一一中銳華汽教材注:學生憑此申請書和設計（論文）樣文參加答辯湖南信息職業技術學院教務處制

引言第一章傳感器的概況引言第一章傳感器的概況TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1?1傳感器的概述： 3\o"CurrentDocument"1?2汽車電子化的概論 4\o"CurrentDocument"1.3汽車用傳感器的類型 5\o"CurrentDocument"1.4微型傳感器的發展前景 5\o"CurrentDocument"第二章微型傳感器在汽車上的運用 8\o"CurrentDocument"2?1?汽車發動機控制用傳感器 82.1.1溫度傳感器 82?1?2?壓力傳感器 9\o"CurrentDocument"2.1.3?流量傳感器 102.1.5氣體濃度傳感器 102.1.4位置和轉速傳感器 10\o"CurrentDocument"2.1.6爆震傳感器 122.1.724GHz雷達傳感器 12\o"CurrentDocument"2.2傳感器在汽車底盤電子控制系統的中的應用 132.2.1懸架用傳感器： 132.2.2系統用傳感器： 13系統ABS: 1414系統TCS14TOC\o"1-5"\h\z2.2.5電子穩定系統ESP 14\o"CurrentDocument"2.2.6傳感器在汽車底盤電子控制中應用的發展趨勢 15\o"CurrentDocument"2?3微型傳感器在安全系統方面的應用 152?3?1微加速度傳感器 152?3?2表面微機械陀螺 16\o"CurrentDocument"2?4輛監控和自診斷用傳感器: 16\o"CurrentDocument"2.5高溫微電子在汽車中的應用 17\o"CurrentDocument"2.6其他微型傳感器在汽車上的應用 172?6?1酒精檢測MEMS系統： 172.6.2自動雨刷系統： 182.6.3胎壓監測系統： 1〃?2?6?4機油粘度傳感器 18\o"CurrentDocument"第三章微型傳感器的發展趨勢 19引言電子技術已經成為新一代汽車發展方向的主導因素，而傳感器是電子技術的核心元件,現代汽車越來越多地應用了傳感器，以提高汽車發動機的經濟、動力和排放性能，改善底盤的制動操縱性能、轉向性能和汽車行駛的安全性能。要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。傳統的傳感器往往體積和重量大、成本高，它們在汽車的運用受到很大的限定。近幾年來，從半導體集成電路(IC)技能發展而來的微機電系統(microelectromechnicalsystem，MEMS)技能日漸成熟。微型傳感器是目前最為成功并最具實用性的微型機電器件，主要包括運用微型膜片的機械形變產生電信號輸出的微型壓力傳感器和微型加快度傳感器；此外，還有微型溫度傳感器、磁場傳感器、氣體傳感器等，這些微型傳感器的面積大多在lmm2以

下。隨著微電子加工技能，特別是納米加工技能的進一步發展，傳感器技能還將從微型傳感器進化到納米傳感器。這些微型傳感器體積小，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，這些特性使得它們非常適合于汽車方面的運用。本文著重介紹了微型傳感器在現代汽車電子化上的應用，以及新型的智能傳感器的發展狀況和發展趨勢。關鍵詞：智能傳感器 微型傳感器 汽車電子化MEMS技術 發動機 底盤第一章傳感器的概況1?1傳感器的概述：車用傳感器是汽車計算機系統的輸入裝置，它把汽車運行中各種工況信息，如車速、各種介質的溫度、發動機運轉工況等，并按一定規律轉換成可用輸入信號的器件或裝置。簡單地說，傳感器是把非電量轉換成電信號傳遞給ECU，以便汽車處于最佳工作狀態。組成。傳感器通常由敏感元件、轉換元件

組成。傳感器通常由敏感元件、轉換元件1） 、敏感元件是指能直接感受（或響應）被測量的部分，即將被測量通過傳感器的敏感元件轉換成與被測量有確定關系的非電量或其它量。2） 、轉換元件則將上述非電量轉換成電參量。3） 、測量電路的作用是將轉換元件輸入的電參量經過處理轉換成電壓、電流或頻率等可測電量，以便進行顯示、記錄、控制和處理的部分。傳感器處于研究對象與測試系統的接口位置，即檢測與控制之首。傳感器是感知、獲取與檢測信息的窗口，一切科學研究與自動化生產過程要獲取的信息都要通過傳感器獲取并通過它轉換成容易傳輸與處理的電信號，其作用與地位特別重要。下圖形象的將人體與機器的對應關系列出，有助于進一步的對其作用進行認識。感器的作用外感官—人腦一肢體.界信感器的作用外感官—人腦一肢體.界信t息一傳感器一計算機一執行器j“機電五官”機器系統人體系統人體與機器的對應關系現代汽車電子控制中，傳感器廣泛應用在發動機、底盤和車身各個系統中。汽車傳感器在這些系統中擔負著信息的采集和傳輸，由電腦（電子控制單元ECU）對信號急進行處理后向執行器發出指令，實行電子控制。傳感器在電子控制和自我診斷系統中是非常重要的裝置，它能及時識別外界的變化和系統本身的變化，再根據變化的信息去控制本身系統的工作。各個系統控制過程正是依靠傳感器，進行信息的反饋，實現自動控制工作的。1?2汽車電子化的概論汽車電子化被認為是當代汽車技術發展過程中的一次革命，汽車電子的普及應用程度，在一定意義上，甚至可以表明汽車技術水平的高低。汽車電子技術是現今各個汽車企業用來開發新車型、提高汽車產品性能（尤其是節能減排）最重要的技術措施之一。據稱，當前世界汽車上，約60%-70%的技術創新來源于汽車電子技術，或與汽車電子技術有淵源。世界各大汽車公司均十分重視汽車電子技術的應用與研發，每年都為此投入大量人力和財力。據稱，日本豐田汽車公司有些年份的汽車電子技術研發投入占其研發總投入的比例達到約五分之一的水平。這也許是該公司在世界汽車市場（尤其是在混合動力汽車領域）領先于人、技高一籌的秘訣之一。汽車電子技術的開發與應用，是當今電子信息技術改造傳統產業的一大熱點，給汽車產業的可持續發展帶來新的機遇和光明前景。與此同時，也催生了汽車電子產業部門，使之形成愈來愈大的經濟規模效應，成為支撐汽車工業持續保持勃勃生機的、相對獨立的新興支柱產業。汽車電子技術的廣泛應用與不斷發展，不僅正在顛覆人們對汽車產業的傳統認識理念，而且隨之伴生的汽車電子產業也日益顯現巨大的經濟效益，成為新的經濟增長點。過去，在業界人們一直這樣說，汽車工業是許多經濟發達國家的支柱產業，其在一定意義上也是衡量一個國家（或地區）工業化水平、經濟實力和科技創新能力高低的重要標志之一。現如今世界發展的基本格局是，人們在一定程度上也可以這么認為，汽車電子技術及其產業是衡量一個國家（地區）科技創新水平高低、汽車工業可持續發展能力強弱的重要標志之一。在新的世紀里，人們也有理由認為，一個國家（地區），如果沒有強大（或比較強大）的汽車電子產業，那么也不大可能擁有強大（或比較強大）的汽車產業，汽車產業應對能源短缺、環境污染等諸多巨大挑戰的希望之一就在汽車電子技術及其產業上。1?3汽車用傳感器的類型汽車用傳感器是用于汽車顯示和電控系統的各種傳感器的統稱。它涉及到很多的物理量傳感器和化學量傳感器。這些傳感器要么是使司機了解汽車各部分狀態的；要么是用于控制汽車各部分狀態的。按在汽車上的作用可分為控制發動機、控制底盤以及給駕駛員提供各種信息用傳感器，構成這些傳感器的材料有精細陶瓷、半導體材料、光導纖維及高分子薄膜等；按輸出特性來分有模擬型傳感器和數字型傳感器；按構成原理來分，有結構型、韌性型和復合型。1?4微型傳感器的發展前景在20世紀60年代，汽車上僅有機油壓力傳感器、油量傳感器和水溫傳感器，它們與儀表或指示燈連接。進入70年代后，為了治理排放，又增加了一些傳感器來幫助控制汽車的動力系統，因為同期出現的催化轉換器、電子點火和燃油噴射裝置需要這些傳感器來維持一定的空燃比以控制排放。80年代，防抱死制動裝置和氣囊提高了汽車安全性。今天，傳感器有用來測定各種流體溫度和壓力（如進氣溫度、氣道壓力、冷卻水溫和燃油噴射壓力等）的傳感器；有用來確定各部分速度和位置的傳感器（如車速、節氣門開度、凸輪軸、曲軸、變速器的角度和速度、排氣再循環閥（EGR）的位置等）；還有用于測量發動機負荷、爆震、斷火及廢氣中含氧量的傳感器；確定座椅位置的傳感器；在防抱死制動系統和懸架控制裝置中測定車輪轉速、路面高差和輪胎氣壓的傳感器；保護前排乘員的氣囊，不僅需要較多的碰撞傳感器和加速度傳感器。面對制造商提供的側量、頂置式氣囊以及更精巧的側置頭部氣囊，還要增加傳感器。隨著研究人員用防撞傳感器（測距雷達或其他測距傳感器）來判斷和控制汽車的側向加速度、每個車輪的瞬時速度及所需的轉矩，使制動系統成為汽車穩定性控制系統的一個組成部分。據研究，今后汽車電子技術將繼續朝著功能多樣化、技術一體化（例如：動力傳動一體化，把發動機、變速器等綜合集成為動力傳動一體化控制，達到最優的動力性和燃油經濟性；動力、轉向、懸架、制動等綜合集成控制技術；被動、主動安全集成技術等。）、系統集成化、通訊網絡化的方向發展。其中，先進傳感器、ECU（電子控制模塊）、執行器、控制策略、總線技術、新型42V電源等都將是今后發展的重點技術領域。傳感器將朝著多功能化、集成化、智能化、微型化方向發展。在ECU方面，16位和32位將成為設計人員的首選。而電磁和電動執行器將逐漸取代氣動/液壓執行器。控制策略方面，目前采用的是PID控制理論，今后將更多地采用最優控制、自適應控制和模糊控制。有關專家預測，在未來5-10年內，以TTP/C和FlexRay為代表的下一代高速容錯總線將取代高速CAN,從而改變當前以LIN、低速CAN和高速CAN三分天下的格局。此外，現有的12V電源系統供電能力已無法滿足下一代汽車設計中新增電子設備的需求，采用新型42V電源將成為必然趨勢。汽車安全始終是汽車市場關注的焦點之一，自動避撞系統、可監視司機（駕駛員）行為的安全系統、輪胎綜合檢測系統、自適應自動駕駛系統、駕駛員身份識別系統、車身動態控制系統等也將是新一代汽車安全技術的發展方向。第二章微型傳感器在汽車上的運用汽車上用的傳感器的種類很多，運用的方面很廣。下面介紹傳感器在汽車發動機控制、車身控制、導航系統、安全系統、車輛監控和自診斷等方面的運用。2?1?汽車發動機控制用傳感器發動機的電子控制一直被認為是MEMS技能在汽車中的主要運用領域之一。發動機控制系統用傳感器是整個汽車傳感器的核心，種類很多，包括溫度傳感器、壓力傳感器、位置和轉速傳感器、流量傳感器、氣體濃度傳感器和爆震傳感器等。這些傳感器向發動機的電子控制單元提供發動機的工作狀況信息，供電子控制單元對發動機工作狀況執行精確控制，以提高發動機的動力性、降低油耗、減少廢氣排放和執行故障檢測。2.1.1溫度傳感器汽車用溫度傳感器主要用于檢測發動機溫度、吸人氣體溫度、冷卻水溫度、燃油溫度以及催化溫度等。溫度傳感器有熱敏電阻式、線繞電阻式和熱偶電阻式三種主要類型。這三種類型傳感器各有特性，其運用場合也略有區別。熱敏電阻式溫度傳感器靈敏度高、響應特征較好，但線性差、適應溫度較低。其中，通用型的測溫范圍為-50€?30°C，精度為1.5%，響應時間為10ms；高溫型為600°C?1000°C,精度為5%,響應時間為10ms；線繞電阻式溫度傳感器的精度高，但響應特征差；熱偶電阻式溫度傳感器的精度高，測量溫度范圍寬，但須要配合放大器和冷端處理一起運用。其他已實用化的產品有鐵氧體式溫度傳感器（測溫范圍為-40C?120C,精度為2.0%）、金屬或半導體膜空氣溫度傳感器（測溫范圍為-40C?150C，精度為2.0%,5%,響應時間約20ms）等。2.1.2?壓力傳感器壓力傳感器是汽車中用得最多的傳感器，主要用于檢測氣囊貯氣壓力、傳動系統流體壓力、注入燃料壓力、發動機機油壓力、進氣管道壓力、空氣過濾系統的流體壓力等。目前，致力于汽車用壓力傳感器開發和生產的主要公司有摩托羅拉，德科電子儀器，LUCasNovasensor,HiStat,NipponDenzo,西門子，德州儀器等。比較常用的汽車壓力傳感器有電容式、壓阻式、差動變壓器式、聲表面波式。電容式壓力傳感器主要用于檢測負壓、液壓、氣壓，測量范圍為20kPa?100kPa，其特性是輸入能量高，動態響應特征好、環境適應性好；壓阻式壓力傳感器的性能則受溫度影響較大，須要另設溫度補償電路，但適應于大批量生產；差動變壓器式壓力傳感器有較大的輸出，易于數字輸出，但抗干擾性差；聲表面波式壓力傳感器具有體積小、質量輕、功耗低、可靠性高、靈敏度高、分辨力高、數字輸出等特性，用于汽車吸氣閥壓力檢測，能在高溫下穩定地工作。德國Infineon公司研制的智能輪胎壓力傳感器KP500內部集成了壓力和溫度傳感模塊，它不須要在傳感器模塊中添加加快度傳感器，可以在汽車啟動時自動開機進人自檢，能測量壓力、溫度和電壓等。所有的功能都是運用表面微機械加工技能集成在0.8^m的雙極互補金屬氧化物半導體(BiCMOS)上。每個傳感器模塊中的電可擦可編程只讀存儲器中存儲著惟一的32位芯片識別碼。芯片識別碼可以由同步串行接口讀出，而且，可以用于辨識各個輪胎壓力傳感器的位置。在接收數據的時候，首先，要檢查芯片識別碼，如果發覺芯片識別碼不符，就放棄收到的數據幀。2?1?3?流量傳感器流量傳感器主要用于發動機空氣流量和燃料流量的測量。進氣量是燃油噴射量計算的基本參數之一。空氣流量傳感器的功能：感知空氣流量的大小，并轉換成電信號傳輸給發動機的電子控制單元。空氣流量的測量用于發動機控制系統確定燃燒條件、控制空燃比、起動、點火等。空氣流量傳感器有旋轉翼片式、卡門渦旋式、熱線式、熱膜式等4種類型。空氣流量傳感器的主要技能指標：工作范圍為0.11m3/min?103m3/min,工作溫度為-40€?120C，精度＞1%。燃料流量傳感器用于檢測燃料流量，主要有水輪式和循環球式，其動態范圍為0?60kg/h,工作溫度為-40€?120C，精度為土1%，響應時間＜10ms。Honeywell的下屬微開關(microswitch)公司用熱微細加工技能打造出了微橋式空氣流量傳感器芯片，它用微細加工技能在硅圓片上加工出空腔，鉑電阻懸掛在空腔之上。當空氣流過器件時，發生了從空氣流動方向下方到上方的熱傳輸，因而，下方電阻被冷卻，上方電阻被加熱，由電橋電阻變化可測量出空氣流量。2.1.4位置和轉速傳感器曲軸位置與轉速傳感器主要用于檢測發動機曲軸轉角、發動機轉速、節氣門的開度、車速等，為點火時刻和噴油時刻提供參考點信號，同時，提供發動機轉速信號。目前，汽車運用的位置和轉速傳感器主要有交流發電機式、磁阻式、霍爾效應式、簧片開關式、光學式、半導體磁性晶體管式等，其測量范圍為0°?360°，精度優于土0.5°，測彎曲角達±0.1°。車速傳感器種類繁多，有敏感車輪旋轉的、也有敏感動力傳動軸轉動的，還有敏感差速從動軸轉動的。當車速高于100km/h時，一般測量要領誤差較大，需采用非接觸式光電速度傳感器，測速范圍為0.5km/h?250km/h，重復精度為0.1%，距離測量誤差優于為0.3%。2.1.5氣體濃度傳感器氣體濃度傳感器主要用于檢測車體內氣體和廢氣排放。其中，最主要的是氧傳感器，它檢測汽車尾氣中的氧含量，根據排氣中的氧濃度測定空燃比，向微機控制裝置發出反饋信號，以控制空燃比收斂于理論值。常用的有氧化錯傳感器(運用溫度為~40€?900C，精度為1%）、氧化鉻濃差電池型氣體傳感器（運用溫度為300C?800€）、固體電解質式氧化鉻氣體傳感器（運用溫度為0?400C，精度為0.5%）,另外，還有二氧化欽氧傳感器以及二氧化錯氧傳感器。和氧化錯傳感器相比，二氧化鈦氧傳感器具有結構基本、輕巧、便宜，且抗鉛污染能力強的特性。二氧化鋯微離子傳感器由氧化鈣穩定氧化錯離子體、多孔鉑厚膜工作電極、鈀/氧化把厚膜參數電極、不透水層、電極接觸和保衛層構成。其中，氧化鈣穩定氧化錯由反應濺射法積淀。工作電極和參考電極都由厚膜工藝打造。在理想的A/F點附近的輸出電壓發生驟變，當空燃比變高，廢氣中的氧濃度添加時，氧傳感器的輸出電壓減小；當空燃比變低，廢氣中的氧濃度降低時，氧傳感器的輸出電壓增大。電子控制單元識別這一突變信號，對噴油量執行修正，從而相應地調節空燃比，使其在理想空燃比附近變動。Honeywe11的下屬微開關（microswitch）公司用熱微細加工技能打造出了微橋式空氣流量傳感器芯片，它用微細加工技能在硅圓片上加工出空腔，鉑電阻懸掛在空腔之上。當空氣流過器件時，發生了從空氣流動方向下方到上方的熱傳輸，因而，下方電阻被冷卻，上方電阻被加熱，由電橋電阻變化可測量出空氣流量。2?1?6爆震傳感器爆震傳感器用于檢測發動機的振動，通過調整點火提前角控制和避免發動機發生爆震。可以通過檢測氣缸壓力、發動機機體振動和燃燒噪聲等三種方法來檢測爆震。爆震傳感器有磁致伸縮式和壓電式。磁致伸縮式爆震傳感器的使用溫度為-40°C~125°C,頻率范圍為5~10kHz;壓電式爆震傳感器在中心頻率5.417kHz處,其靈敏度可達200mV/g,在振幅為0.1g~10g范圍內具有良好線性度。2.1.724GHz雷達傳感器24GHz雷達傳感器用于汽車防撞安裝系統，通過發射雷達波來判斷前方出現的物體大小，距離和移動速度，進而通過顯示器或與汽車制動系統進行配合，避免汽車與前方物體相撞。傳感器發射頻率在24.125GHz左右，可以調節的頻率范圍在50KHz左右。精度在國外精度可以達到毫米級別。2.2傳感器在汽車底盤電子控制系統的中的應用用傳感器是指分布在變速器控制系統、懸架控制系統、動力轉向系統、制動系統中的傳感器,它們在不同系統中作用不同，但工作原理與發動機中傳感器是相同的，主要應用于以下幾個總成中。2.2.1懸架用傳感器:是通過對汽車懸掛元件特性進行干預和調節來實現的汽車動力學控制。連續性阻尼控制系統ADC由4個控制單元、CAN、4個車輪垂直加速度傳感器、4個車身垂直加速度傳感器和4個阻尼器比例閥組成。系統根據汽車運動狀況和這些傳感器檢測到的信息計算出每個車輪懸掛阻尼器的最優阻尼系數，自動調整車高，抑制車輛姿勢的變化等，實現對車輛舒適性、操縱穩定性和行車穩定性的控制。2.2.2系統用傳感器:系統是通過對車輪轉向角的電子控制來實現的，常見的系統有主動前輪助力轉向系統ESP,主動前輪疊加轉向系統AFS和主動后輪轉向系統RWS。用到的傳感器主要有車速傳感器、發動機轉速傳感器、轉矩傳感器等，利用這些傳感器使動力轉向電控系統實現轉向操縱輕便、提高響應特性、減少發動機損耗、增大輸出功率、節省燃油等。無論是ESP、AFS還是RWS,其原理都是由駕駛員操縱指令，由傳感器感知路面的狀況，以電信號的形式由網絡傳遞給電子控制器及執行器。下面以EPS為例，說明傳感器的作用:傳統的動力轉向使駕駛員操縱輕便，減少路面對轉向盤的沖擊，同時轉向盤也具有回正作用。EPS可以更好地滿足要求。特別是在駕駛員操縱輕便方面能靈活地調節助力大小。主要組成有電子控制器、電動機及運動傳動機構、電機轉速傳感器,轉向盤轉角傳感器和轉向力矩傳感器。由于EPS可按需要給轉向盤施加一個額外力矩，這個力矩可以用于駕駛員的提示信號，實現轉向建議的功能。2.2.3系統ABS:防抱制動傳感器主要是利用車輪角速度傳感器，檢測車輪轉速,在各車輪的滑移率為20%時控制制動油壓、改善制動性能,確保車輛操縱性和穩定性。在該系統里輪速傳感器是ABS十分重要的部件。它要向ECU及時地提供可靠精確的車輪轉速。傳感器有電磁式、霍爾式、磁阻式。2.2.4系統TCS:當汽車驅動輪的驅動力矩過大時，驅動輪會相對地面作滑轉運動。一般希望驅動輪的滑轉率不要超過20%。這種對驅動輪滑轉進行控制的系統稱為TCS系統。它是在ABS的基礎上發展起來的。在絕大多數汽車里，TCS和ABS共用一個ECU,它們根據傳感器輸入的信號，來識別和判斷汽車的行駛狀況。2.2.5電子穩定系統ESP:ESP是通過調節車輪縱向力大小及匹配來控制汽車的橫擺運動,使汽車具有良好的操縱性和方向的穩定性的主動安全系統。ESP的基本原理是通過傳感器和運算邏輯來識別駕駛員對汽車的期望運動狀態。為了識別駕駛員對汽車的期望和得知汽車的實際運動狀態，ESP系統需要比ABS和TCS更多的傳感器。它們是轉向盤傳感器、汽車橫擺角速度傳感器、橫向加速度傳感器和制動主缸的液壓傳感器。2.2.6傳感器在汽車底盤電子控制中應用的發展趨勢隨著電子技術和汽車行業的發展，汽車傳感器的發展狀況將成為影響汽車高檔化、電子化、自動化發展的關鍵因素之一。汽車的自動化程度越高，對傳感器依賴性也就越大，所以很多汽車電子產業都把車用傳感器技術作為重點研究開發的技術項目。由于汽車底盤電子控制系統是有很多個系統構成的，因此其所需要的傳感器種類和數量也是多種多樣的。那么，研制高精度、高可靠性和低成本的新型傳感器是十分必要也將是必然的。為了適應這種需要，未來汽車底盤電子控制系統傳感器的發展趨勢必將是向著集成化、智能化和微型化的方向發展；在進行基礎研究的基礎上，發現新現象、采用新原理、開發新材料和采用新工藝［7］。使傳感器越來越精確，科技含量越來越高，從而更好的促進電子技術乃至汽車行業的發展。2?3微型傳感器在安全系統方面的應用安全是汽車考慮的首要因素，用于安全方面的傳感器也很多，如有用于汽車安全氣囊的微型加速度計，測角速率的表面微機械陀螺等。2?3?1微加速度傳感器：瑞典Henrik等人報道了一種新型的硅微三軸加速度計，其外形結構參數為6mmx4mmx1.4mm,它有4個敏感質量塊，4個獨立的信號讀出電極和4個參考電極。它巧妙地利用了敏感梁在其厚度方向具有非常小的剛度而能夠敏感加速度，在其他方向剛度相對很大而不能敏感加速度的結構特征。在加速度計的橫截面上，由于各向異性腐蝕的結果，敏感梁的厚度方向與加速度計的法線方向(z軸)成35.26°(tan35.26°=0.707)。2?3?2表面微機械陀螺：傳統的陀螺儀是由高速旋轉的轉子、內環、外環和基座組成，這種陀螺儀的內外環通常是用滾珠軸承支撐，這些通常是用機械加工方法制成，需要加工精度高、難度大、而且，做成的陀螺儀體積大、質量重。微機械陀螺是具有復雜的檢測與控制電路的MEMS裝置。SaidEmreAlper等人報道了一種結構對稱，并具有解耦特性的表面微機械陀螺。該敏感結構在其最外邊的4個角都設置了支承“錨”與傳統的直接支承在“錨”上的實現方式不同，它利用一種對稱結構敏感質量塊支承在連接梁上，并通過梁將驅動電極和敏感電極有機地連接在一起。用微器件仿真軟件包（MEMCAD）仿真分析后可知，2個方向上的振動相互不影響，所以，這樣的連接方式不用考慮機械耦合。2?4輛監控和自診斷用傳感器：在車輛監控和自診斷方面，MEMS技術的一個主要應用將是輪胎壓力監測；其次是應用于冷卻、剎車等系統的傳感器。此外，還有如像在亮度控制系統中使用光傳感器；在電子駕駛系統中使用磁傳感器、氣流速度傳感器；在自動空調系統中使用室內溫度傳感器、吸氣溫度傳感器、風量傳感器、日照傳感器、濕度傳感器；在導向行駛系統中使用方位傳感器、車速傳感器等。2.5高溫微電子在汽車中的應用高溫微電子在汽車發動機控制、氣缸和排氣管、電子懸架和剎車、動力管理及分配等方面的監控中都起著非常重要的作用。例如：用于發動機控制的高溫微電子傳感器和控制器將有助于燃燒的更好監測和控制，它將使燃燒的更加徹底，提高燃燒效率。但是，用傳統的硅半導體技術制作的微電子器件由于不能在很高的溫度下工作，已不能勝任。為了解決在高溫環境下溫度測量問題，必須研制一種新的材料來取代傳統的半導體材料。第三代寬能帶半導體材料SiC具有高擊穿電場、高飽和電子漂移速率、高熱導率及抗輻照能力強等一系列優點，特別適合制作高溫、高壓、高功率、耐輻照等半導體器件。集成的SiC傳感器可以直接與高溫油箱和排氣管接觸，這樣，能進一步獲得有關燃料燃燒效率和減少廢氣排放的更多信息。研究表明：一旦Sic半導體技術能解決好材料、封裝等技術而得到進一步的發展，Sic功率器件的工作范圍將超過傳統的硅功率器件，而且，其體積比Si功率器件也要小。2.6其他微型傳感器在汽車上的應用2?6?1酒精檢測MEMS系統:這是一種新型的集成酒精傳感器,該酒精傳感器可根據環境中的氧氣濃度吸附氧氣并使得電阻值改變的特性。正常狀況下,元件在吸附空氣中的氧氣后會保持某個電阻值不發生變化，而一旦空氣中含有酒精,元件表面的氧元素便會與酒精發生反應，使電阻值下降。通過測定電阻值，便可檢測出呼氣中含有的酒精濃度。酒精檢測MEMS傳感器將可以植入在徑8mm的密封外殼內、連同信號處理電路等一起嵌入方向盤內，一旦檢測出駕駛員呼出的氣體含有酒精，便發出安全警報。2?6?2自動雨刷系統：以發光二極管對前擋風玻璃發出光束，當雨滴