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汽车压力传感器的发展演进:亚游ag登录

发布时间:2020-10-12 08:35:01来源:亚游ag登录-首页编辑:亚游ag登录-首页阅读: 当前位置:首页 > 历史真相 > 手机阅读

亚游ag登录_压力传感器在汽车上的应用于据麦姆斯咨询报导,完全所有的汽油车都是由发动机掌控模块(engine control module,ECM)与传感器和执行器一起构成发动机控制系统。该系统最关键的输出把控则是燃烧室意味著压力(MAP)传感器。

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在“速度密度式”状态下,MAP传感器需要探测发动机中流动的空气情况,从而确认喷油时间和提早点燃时间以构建最佳运营。即使是依赖对入气量展开必要测量的车辆也必须配有大气意味著压力(BAP)传感器,主要用作高气压测量补偿。如今生产商每年都生产数以千万计的MAP和BAP传感器,过去十年里推展了几代压力传感器模组的设计。

如今,MAP和BAP传感器的主要设计是源自硅微加工的压阻式压力传感器。它们大多数用作乘用车中,为微机械压力传感器技术在其它新兴汽车产业中的应用于奠下了基础,例如废气再行循环系统(EGR)中的压力测量、燃油系统中的冷却排放物外泄以及燃料喷气系统的压力测量等。压力传感器元件使用体微加工技术在硅晶圆上生产压阻式传感器,已沦为生产汽车压力传感器的主要技术之一。压阻式意味著压力传感器元件使用体微加工技术在背面构成真为空腔,该结构一问世就甚广热门,沦为MAP/BAP应用于的适当元件。

然而近期,表压和差压结构,以及仅有为避免形变减少的背面约束(backside constraint)结构(闻图1),目前已转入量产阶段。图1:为了符合汽车市场所需的广泛应用,传感器制造商必需需要获取多种传感器元件结构,以分别测量意味著压力、表压或差压的压力范围。

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信号调理和校准硅微加工的压力传感器元件在有所不同生产出厂之间以及整个温度范围内的参数变化较小(闻图2)。为了让汽车制造商可以取得确实可互换的压力传感器模组,传感器研发人员必需对每个传感器展开分开校准和温度补偿。图2:批量处置的硅微加工压阻式传感器元件在圆片与圆片之间、出厂与出厂之间呈现器件间的差异。各个压阻元件也随温度产生相当大变化。

因此,在传感器模组的最后装配过程中,必须对单个PCB后的传感器展开分开的修正和校准。一般来说的方法是在信号调理电路中运用某种调整(修正)方式。生产和装配工艺以及成品传感器模组的电气性能拒绝有助确认信号调理电路的构建方式。该电路的构建技术(如CMOS或Bi-CMOS技术)主要各不相同选取的修正技术。

模拟信号调理最初,汽车压阻式压力传感器包括模拟信号调理电路,使用加装在PCB上现成的PCB后的Bipolar(双近于)IC设计工艺来建构。所有适当的调整都是通过沉积在陶瓷衬底上的厚膜电阻网络的激光修正来已完成的,然后再行以修正组件的形式映射PCB中。

先前混合电路技术的变革使得技术人员需要在生产包括印刷厚膜电阻的陶瓷衬底的同时,又能以PCB或裸芯形式来加装信号调理IC。技术变革之后,这些传感器模组就显得十分灵活,其中大部分目前仍在延用。

这种成熟期的生产工艺为市场需求中等尺寸的应用于获取了经济高效的传感器模组,其厚膜电阻的稳定性和精度也不足以符合客户拒绝。然而,由于汽车行业对低成本元件的持续驱动,被迫技术人员研发更加高级别的构建技术,最大限度减少压力传感器模组的元件数量和装配成本。随后,通过将仿真有源电路与无源薄膜可修正电阻构建在同一芯片上,制造商大大增大了传感器模组的尺寸,并提升了传感器性能,这主要是因为薄膜电阻器具备出色的稳定性。

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此构建技术首创了双芯片解决方案,一颗芯片是传感元件,另一颗芯片是薄膜电阻IC。而单片(单芯片)解决方案是将传感元件、有源电路和薄膜电阻构建在同一颗硅芯片上,并限于于大批量生产。所有上述信号调理电路本质上都是仿真的,并假设激光修正是倒数的。线性仿真修正压阻式压力传感器的第二种信号调理:线性仿真修正,是基于线性而非倒数的调整。

在这种情况下,可以通过熔融电阻丝,以使电阻或电流值超过期望值。传感器信号的处亚游ag登录置依然维持仿真形态,但是校准和修正是通过线性步骤已完成的。这可能会对传感器的精度、分辨率和权限范围有所容许。

线性模拟信号调理方法可以更进一步拓展,因为调整水平可以存储在非易失性存储器(nonvolatile memory,NVM)中,并以CMOS技术来构建。用线性仿真方法生产的压阻式压力传感器通过混合技术使用了两颗芯片。一颗芯片是将校准系数存储在EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory,可读取可编程只读存储器)中并以CMOS技术来构建;另一颗芯片还包括传感元件和放大器,以Bipolar技术来构建。

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