汽车电子中纳米技术传感器的应用分析

王森泯

【摘要】汽车传感器属于汽车电子操控系统中重要成分，主要作用是感受汽车运转期间的温度、速度、压力、气体浓度等变化情况，且将信息转移至控制器或仪表内，从而使驾驶人员完成车辆操作。传感器所供应的状态信息是汽车电子操作的根本，在汽车中起到了信息传达的作用。纳米技术无论是在汽车性能、信息传递、安全性中都发挥着不可替代的作用。因此，对纳米技术传感器于汽车电子中的应用进行研究，对提升汽车事业发展意义重大。

【关键词】汽车电子 纳米技术 传感器 应用

引言

汽车技术的发展得益于材料技术的快速发展，而当前纳米技术在汽车上的应用异常火热，进入20世纪90年代后，纳米技术得到了前所未有的发展，形成了纳米材料学、纳米生物学、以及纳米化工学等，所衍生出的纳米技术产品屡见不鲜，且朝着汽车行业迈进[1]。纳米技术能够很好的使用在汽车各个位置，包括车轮、车身、发电机、传感器，以及排气系统等，纳米技术的出现，使得上述器件拥有全新的功能。目前，市场电子信息化程度逐步加快，纳米技术传感器于汽车电子中的应用日新月异，对发展汽车信息事业起到极大的推动作用。

1 纳米微型电子传感器在汽车中的运用

现代汽车技术的主流特色是越来越多的零部件使用电子传控，比如：废气排放、空调、座位自动调节、灯光控制等，电子自动控制的原理为传感器信息传递；有相关数据显示[2]，普通汽车中有数十只传感器，而高级轿车中传感器数量高达一百多种。传感器是纳米技术重要衍生物，伴随着纳米技术的不断成熟，价格低廉、功能强大的微型传感器将广泛运用于社会生活的各个层面。例如：将微型传感器安装在汽车轮胎内，可生产出智能轮胎，这种轮胎能够智能提醒司机轮胎充气换气时间。此外，还有些专门于恶劣环境下工作的微型传感器，例如：发动机微型传感器，能够在发动机内工作，时刻监督发动机运行状态。

伴随着纳米电子技术的飞速发展进步，传感器技术也随之获得了前所未有的发展契机，传感器已经开始使用纳米电极技术，这种技术将纳米级的敏感原件封存于纳米电极之中，完成单电子监测，从而明显提升测试准确性，且其單位体积较小、重量不大、耐用性能高、价格优势极为明显。

2 传感器于汽车电动机监控中的应用

发电机的电子监控始终是纳米技术于汽车应用的重要领域，发动机监控系统使用传感器是整部汽车的中心，保护温度传、湿度、压力、流量、气体等传感器[3]。这些传感器为发电机电子监控单元供应发电机的运行情况信息，使驾驶人掌握发动机的整体运行状态，从而提升发动机使用周期和安全性能。

2.1 温度传感器介绍

汽车使用纳米温度传感器的目的在于检测发动机温度、水温、燃油温度，以及气体温度等；伴随着纳米加工技术的飞速发展，传感器技术将进一步从微型传感器发展至纳米传感器。微型传感器一般体积极小，可以使得都在功能得以实现，同时其利于大批量生产、生产成本不高、功能性强，这些优点能够让其广泛运用于汽车领域。

2.2 压力传感器介绍

纳米技术将成为21世纪高新技术，使用微机械加工生产的纳米产品，具有体积小、性能好，以及成本低的优势，预估由微传感、微执行器和处理装置集成的系统将先后进入商业市场；压力纳米传感器是汽车中应用最多的传感器，主要涵盖传动系统流体压力、发动机油压力、进气管道压力等。

3 传感器于安全系统方面的应用

安全系统是汽车考虑的重要环节，随着科技的逐步发展汽车的安全性能逐渐增强，而传感器于安全系统方面的应用也逐渐广泛，例如：使用测角速率表面的微机械陀螺、安全气囊的微型加速度计等。

3.1 微型加速度传感器介绍

当前，纳米技术于安全气囊领域的应用逐渐增多，硅加速度计的量程正常情况下约为50gn；早期摩托罗拉公司使用体微细加工技术生产的硅加速度传感器。有相关学者研究发现，一种全新的硅微三轴加速度计，拥有4个敏感提，4个独立的信号解读电极和参考电极，其很好的使用了敏感梁于其厚度方向拥有很小的刚度[4]，从而可完成敏感加速度。于加速度计的横截面中，鉴于各个不同方向的结果，敏感梁的厚度方向和加速度计的发现方向为35.26°。

3.2 表面微机械陀螺

常规的陀螺仪是由快速旋转的转子、内环、外环和基座构成，陀螺仪各环之间是由滚珠轴承支持，一般是通过机械加工的方式生产，对加工精度、工艺都有极高的要求[5]。而微型机械陀螺仪由于繁琐和系统的检测电路纳米装置，同常规的陀螺仪相比，起利用的是对称的敏感质量来支持梁的重量，同时借助梁使电极和敏感电极链接一体。

3.3 传感器于车辆检测和自诊断的应用

在车辆检测和自我诊断方面，纳米技术主要是对轮胎压力检测；另外是运用于冷却、刹车失灵等系统的传感器，且还有亮度检测系统中使用光传感；于电子驾驶系统中采用磁传感、气流速度检测；于自动空调中检测车内温度、湿度、风量等；于传导系统中采用方位传感器，检测车速等。

4 结语

当前，传感器技术逐渐朝着微型化、智能化、系统化的方向发展进步，对于多种学科形成的边缘传感器监控原理和技术，其监控信号类型各式各样，监控功能也逐渐增强，检测精密性也越来越高。整体而言，传感器技术对汽车领域的发展意义重大，且传感器对于国家工业、经济、综合国力的提升意义重大。因此，增强对传感器技术的研究，为提升我国科技综合水平有着非凡的意义。

【参考文献】

[1]王俊，韩庆邦，王树昊等.大功率单脉冲超声信号发生器的设计[J]. 应用声学. 2013，01（01）：22-23.

[2]谈炳发，孙苗钟等. 汽车电子点火与燃油喷射实验系统的改进[J]. 中国教育技术装备. 2013，02（03）：34-35.

[3]郑浩，李延夫，李明兴等. 汽车用硅基压力传感器环境试验方法分析[J]. 仪表技术与传感器. 2013，02（03）：44-45.

[4]张松青，侯锁军. 纳米技术在汽车上的应用与发展研究[J]. 河南机电高等专科学校学报. 2010，01（04）：39-40.

[5]高逢猛，刘昭霞. 纳米技术在汽车应用上的展望[J]. 包头职业技术学院学报. 2011，02（01）：10-11