传感装置

什么是传感器？

传感器在最宽泛的意义上是一种测量仪。
可测量温度、湿度、光、气体等环境影响因素，将它们转换为电信号。
之后可由分析单元（控制单元）收集和解析它们。
之后控制单元向执行器发送信号，以执行必要的调整或操作。

举个例子：
借助温度传感器测量车内的温度。
电子控制装置将测得的温度解析为过低，然后激活暖风。

机动车中的传感器

在机动车中使用时，通常需要区分三个主要类别：

• 动力总成系统/发动机中的传感器

动力总成系统或发动机单元是机动车中的一组元件，它们生成扭矩，将其传输到驱动轮。
这一区域中的传感器确保该单元的流程能够顺利发挥作用。示例包括发动机中的废气传感器、氧传感器、压力传感器等。

• 安全传感器

这些传感器是确保车辆及其乘客安全所必需的。比如ABS速度传感器可避免车辆在制动时抱死。碰撞传感器确保在出现事故时可以触发安全气囊等。

• 提高舒适度的传感器
  舒适传感器负责为驾驶员提供舒适度。一个示例是雨量传感器。

它可以识别挡风玻璃上的湿度，这样控制单元可电动开启和调节雨刷。

车辆中有哪些类型的传感器，它们是如何使用的？

在本术语表中通常涉及在车辆中使用的传感器型号及其工作原理。
如果考虑所有现有的传感器，则超出了本文的讨论范围。

光学传感器

光学或者光电传感器在一定范围内通过光探测物体，之后可以触发若干操作。
这里列举了一些光学传感器的典型代表。

激光雷达（光探测和测距）

 在激光雷达/激光传感器中，借助旋转的激光束扫描、测量和探测车辆的周边环境。根据探测到的数据可以生成周边环境的三维图像。（也请参见激光雷达术语表条目）

雨量传感器

 发光二极管（LED）发出红外光，反射到挡风玻璃的外表面上。接收器二极管（光电二极管）接收反射的光。

如果玻璃表面干燥，则红外光能够以几乎全部强度反射到接收二极管上。           人们称之为全反射。
 但在下雨时，光束会被水滴偏转，只有一部分能够被反射。
 信号差可以向电子控制装置提供有关雨势的信息，这一信息可用于调节刮水过程的速度或间隔时间。

摄像头

车辆中的摄像头系统有着极其广泛的用途：

• 前置摄像头：单摄像头（1个透镜）和立体摄像头（2个透镜）
• 倒车摄像头
• 360°和死角识别（侧后视镜）
• 夜间驾驶和红外摄像头
• 内部空间摄像头

摄像头系统可以与其它传感器组合，为安全做出重要贡献。
摄像头系统的缺点是无法测量距离。
摄像头以二维图像探测周边环境。

空气质量传感器

车内和车外区域的空气质量传感器对于汽车制造业来说越来越重要。
由于明显朝电动汽车方向发展，因此能耗是一个重要的问题。
车内空间的加热或制冷需要用到很大一部分的蓄电池容量。
 但要确保尽可能循环座舱中的空气，仅在空气质量变差时输入新鲜空气，这样可显著减少能量需求。
 使用可识别和分析污染颗粒的光学传感器进行测量。

感应/磁性传感器

感应或磁性传感器主要用于定位。
这类部件可用于测量轴的速度（ABS）、发动机转速，直至车辆的三维定位（翻转传感器）。
这时通常使用所谓的霍尔传感器。

电容传感器

电容传感器的用途十分广泛。
加速度传感器的典型应用是汽车。使用它可以测量车中的震动和加速运动。
在安全气囊中另外使用碰撞传感器。

电容传感器的另一个代表是“脚踢传感器”。
它的作用是当人们用脚“踢”后保险杠下方时，可以打开关闭行李厢。

超声波传感器

超声波，或者也称Sonar（声音导航测距）用于在更短的距离范围内（15 cm至最远5.5 m）测量与物体的距离。
其主要用途是泊车辅助。

 发出脉冲的超声波信号，反射到物体上，然后测量传播时间。
 现在通过传播时间可计算出与物体的距离。

雷达传感器

这时同样发出脉冲信号，测量接收反射信号的传播时间。这时可以测量160 m以上的距离。

高端车型很早就已经采用了雷达传感器，但现在中级车也越来越多地使用它。
雷达传感器的典型用途是自适应定速巡航。
这时使用雷达传感器持续测定与前车的距离。这样系统可自动保持恒定的安全距离。也请参见雷达术语表条目）

压力传感器

压力传感器通常按照压差原理工作。
通过一个薄薄的膜片相互隔离两个腔体。
在出现压差时，膜片会变形。通过测量电桥将这一变形转换为比例电信号。

 压力传感器的典型用途包括：

– 测量废气再循环系统中的压力
– 检测燃油系统中的泄漏
– 舱压
– 检测乘客
– 等等

温度传感器

通过使用热敏电阻（NTC）实现汽车用温度传感器。
这些电阻根据温度改变其电阻值。
电流传导性越好，温度越高，即电阻随着温度下降。

 典型用途包括：

– 发动机温度监控
– 废气温度监控
– 空调
– 蓄电池温度监控
– 等等

湿度传感器

空调控制单元根据湿度和温度传感器（比如位于内后视镜底座中）提供的组合数据计算空气的露点温度，即空气湿度冷凝、可能导致玻璃起雾的温度。这样可避免起雾，为驾驶员提供良好的视线。根据用途，温度和湿度传感器通常可组合到一张芯片中。

电流传感器

由于电动汽车的普及，电流测量变得越来越重要。
通过分流电阻（低欧姆测量电阻）或磁场传感器可实现电流测量。必须双向进行测量，因为它必须在测量技术上探测和涵盖电驱动系统的电机模式、发电模式余热利用）以及外部充电。
借助电流传感器还可以测量车辆的耗电量以及续航里程。在为蓄电池充电时，电流测量可避免过充，确保蓄电池的长寿命。

结论

如果没有传感器，现代车辆可能无法行驶。每台车中都有数以百计的这类测量仪。由于向电驱动系统转换，车辆中的这类传感器也在发生变化。传统发动机传感器（如废气再循环）的重要性正在逐步下降，而用于测量电流或空气质量的传感器则越来越受到重视。实现ADAS和AD所需的所有传感器不断增多，比如激光雷达、雷达和摄像头。