智能传感器在机电一体化中的应用实例——
智能传感器在汽车中的应用
一、智能传感器的概述
智能传感器（intelligent sensor or smart sensor)的概念最初是美国宇航局（NASA）在开发宇宙飞船的过程中形成的，但目前对于智能传感器尚没有严格的定义。一般认为，凡是在同一壳体内既有敏感元件，又有信号处理线路和微机的传感器就是智能传感器。智能传感器是微传感器与集成电路融合的新一代电子器件，是具有信息处理功能的传感器。它具有一种或多种敏感功能，带有微处理器，具有采集、处理、交换信息的能力，是传感器集成化与微处理器相结合的产物。智能传感器具备信号探测、交换处理、逻辑判断、功能计算、双向通讯的部分或全部功能，可实现自检自校自补偿自诊断。
20世纪60年代以前，汽车上的电子系统应用还很少，自20世纪70年代后期以来，电子系统越来越多地用于汽车领域。最近10年中，汽车电子控制系统更是发展迅速，几乎所有的系统都是电子化的。汽车传感器发展紧随汽车电子产品的进步，在过去20多年里，基于半导体技术，如，微机械加工、薄膜技术和霍尔/AMR（各向异性磁敏电阻）技术已被广泛应用。未来汽车电子传感器的发展方向主要是新结构、新材料和新工艺的应用，总的发展趋势是多功能化、集成化、智能化、轻便化，随着汽车电子技术的更进一步发展，汽车智能传感器的应用会越来越广泛。
二、智能传感器在汽车上的应用
1在汽车动力系统的应用
汽车动力系统中智能传感器的研究发展较早，传感器在汽车动力系统的应用技术也比较成熟，汽车动力系统包括引擎控制、传送控制、电子油门控制、点火
系统等。这些分系统中都离不开传感器，它们的电子操控系统的动作必须快速、正确、可靠，并且，汽车车体内的空间有限，构建系统的空间更是有限，快速可靠、精度高、体积小的智能传感器是优先选择之一。其中，智能微加速度传感器、智能硅压力传感器、力和力矩传感器等已在汽车动力系统中广泛应用。 2在汽车安全行驶系统的应用
汽车安全行驶是汽车行驶的首要条件，稳定可靠功能齐全的安全检测系统必不可少，ABS控制、牵引控制、气囊控制、电动转向系统、车间距离自动控制、加速度、陀螺、摄像机、雷达等系统都属于汽车安全行驶系统。如：气囊控制，安全气囊触发系统用微加速或微惯性传感器来监控及量测，还包括电压转换电路、单片机及有线通信协议，加速度传感器类型众多，可覆盖x、y、z轴方向，这些传感器可以扩展到真个汽车周围以及探测碰撞。它在关键时刻必须要能实时、正确地瞬间打开，以维护驾驶员及乘客的人身安全，但在极大多数时间内气囊是处在待命状态，因此，安全气囊的ecu必须具有自动检测、自我维护能力，不断确认气囊系统的可正常运作的可靠性，确保气囊在瞬间动作时能达到保护驾驶员及乘客的效果。
3在车身系统上的应用
车身系统涉及诸多传感器的引用，仪表盘、车灯、空调、雨刮、座椅、防盗系统等都会用到传感器。
自动雨刷系统：以发光二极管对前挡风玻璃发出光束，当雨滴打在感应区的玻璃上时，光束所反射的光线强度，会因玻璃上的雨量或湿气含量而有所变化，改变雨刷的刷动频率；或透过红外线电子雨量传感器感应雨量的多寡，并随车速的变化自动调整雨刷速度，增进驾驶人的驾驶方便性，让驾驶更有安全性。
汽车智能气体传感器得以在车载空调中应用。如，检测空气质量，在汽车新型空调系统中测量二氧化碳、探测臭氧或燃料气体，如H2等。人工神经网络智
能气体传感器利用人工神经网络进行气体识别，通过反复训练来修正神经元之间的权重，使神经网络获得合适的映射关系，即可得到输入样本下的正确输出。 4在智能交通上的应用
智能交通系统（ITS）其主要内容是将先进的人工智能技术、自动控制技术、计算机技术、信息与通信及电子传感器技术等有效的集成，并应用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。它涉及到道路交通信息通信系统（VICS）、车载导航器、电子收费（ETC）、紧急报警灯系统，用到诸多传感器。
三、感器在汽车电子中的发展趋势
现代汽车的车用传感器发展趋势应朝多功能化、模块化、智能化、微型化、网络化方向发展。现在几乎所有汽车上的机械部件都受到电路单元的控制，但因为车体内空间狭小，控制组件系统在空间上受到很大限制，在未来的发展趋势是，受控部件与电子控制单元更紧密结合在一起，而逐渐形成一个整体。随着电子设备在汽车上越来越多的应用，各种电子设备间的数据通信变得更加频繁，以分布式控制系统为基础构造汽车车载电子网络系统是十分必要的，大量数据的快速交换、高可靠性、抗电磁干扰及低成本是对汽车电子网络系统的要求，在该系统中，各子系统独立运行控制汽车某一方面的性能，同时在其它子系统需要时提供数据服务
智能传感器是智能执行器、智能变送器和它的部分或全部处理器件、处理电路集成在一个芯片上的器件。具有一定的仿生能力，如模糊逻辑运算、主动鉴别
环境，自动调整和补偿适应环境的能力，自诊断、自维护等；还可对采集的数据进行处理、存储、数据之间相互通信等。技术产业界普遍认为，它们的开发成功和投入实际应用将对工业技术和生活质量产生深远的影响。
四、结束语
智能传感器无论在提高汽车安全性能上还是辅助驾驶方面都有广泛的应用。随着硅微加工技术的发展、消费者对汽车性能要求不断提高及智能传感器成本的不断下降，其应用前景将非常广阔。未来，智能传感器将朝着微型化、网络化、无线化的方向发展。
智能传感器在机电一体化中的应用实例——
智能传感器在汽车中的应用
一、智能传感器的概述
智能传感器（intelligent sensor or smart sensor)的概念最初是美国宇航局（NASA）在开发宇宙飞船的过程中形成的，但目前对于智能传感器尚没有严格的定义。一般认为，凡是在同一壳体内既有敏感元件，又有信号处理线路和微机的传感器就是智能传感器。智能传感器是微传感器与集成电路融合的新一代电子器件，是具有信息处理功能的传感器。它具有一种或多种敏感功能，带有微处理器，具有采集、处理、交换信息的能力，是传感器集成化与微处理器相结合的产物。智能传感器具备信号探测、交换处理、逻辑判断、功能计算、双向通讯的部分或全部功能，可实现自检自校自补偿自诊断。
20世纪60年代以前，汽车上的电子系统应用还很少，自20世纪70年代后期以来，电子系统越来越多地用于汽车领域。最近10年中，汽车电子控制系统更是发展迅速，几乎所有的系统都是电子化的。汽车传感器发展紧随汽车电子产品的进步，在过去20多年里，基于半导体技术，如，微机械加工、薄膜技术和霍尔/AMR（各向异性磁敏电阻）技术已被广泛应用。未来汽车电子传感器的发展方向主要是新结构、新材料和新工艺的应用，总的发展趋势是多功能化、集成化、智能化、轻便化，随着汽车电子技术的更进一步发展，汽车智能传感器的应用会越来越广泛。
二、智能传感器在汽车上的应用
1在汽车动力系统的应用
汽车动力系统中智能传感器的研究发展较早，传感器在汽车动力系统的应用技术也比较成熟，汽车动力系统包括引擎控制、传送控制、电子油门控制、点火
系统等。这些分系统中都离不开传感器，它们的电子操控系统的动作必须快速、正确、可靠，并且，汽车车体内的空间有限，构建系统的空间更是有限，快速可靠、精度高、体积小的智能传感器是优先选择之一。其中，智能微加速度传感器、智能硅压力传感器、力和力矩传感器等已在汽车动力系统中广泛应用。 2在汽车安全行驶系统的应用
汽车安全行驶是汽车行驶的首要条件，稳定可靠功能齐全的安全检测系统必不可少，ABS控制、牵引控制、气囊控制、电动转向系统、车间距离自动控制、加速度、陀螺、摄像机、雷达等系统都属于汽车安全行驶系统。如：气囊控制，安全气囊触发系统用微加速或微惯性传感器来监控及量测，还包括电压转换电路、单片机及有线通信协议，加速度传感器类型众多，可覆盖x、y、z轴方向，这些传感器可以扩展到真个汽车周围以及探测碰撞。它在关键时刻必须要能实时、正确地瞬间打开，以维护驾驶员及乘客的人身安全，但在极大多数时间内气囊是处在待命状态，因此，安全气囊的ecu必须具有自动检测、自我维护能力，不断确认气囊系统的可正常运作的可靠性，确保气囊在瞬间动作时能达到保护驾驶员及乘客的效果。
3在车身系统上的应用
车身系统涉及诸多传感器的引用，仪表盘、车灯、空调、雨刮、座椅、防盗系统等都会用到传感器。
自动雨刷系统：以发光二极管对前挡风玻璃发出光束，当雨滴打在感应区的玻璃上时，光束所反射的光线强度，会因玻璃上的雨量或湿气含量而有所变化，改变雨刷的刷动频率；或透过红外线电子雨量传感器感应雨量的多寡，并随车速的变化自动调整雨刷速度，增进驾驶人的驾驶方便性，让驾驶更有安全性。
汽车智能气体传感器得以在车载空调中应用。如，检测空气质量，在汽车新型空调系统中测量二氧化碳、探测臭氧或燃料气体，如H2等。人工神经网络智
能气体传感器利用人工神经网络进行气体识别，通过反复训练来修正神经元之间的权重，使神经网络获得合适的映射关系，即可得到输入样本下的正确输出。 4在智能交通上的应用
智能交通系统（ITS）其主要内容是将先进的人工智能技术、自动控制技术、计算机技术、信息与通信及电子传感器技术等有效的集成，并应用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。它涉及到道路交通信息通信系统（VICS）、车载导航器、电子收费（ETC）、紧急报警灯系统，用到诸多传感器。
三、感器在汽车电子中的发展趋势
现代汽车的车用传感器发展趋势应朝多功能化、模块化、智能化、微型化、网络化方向发展。现在几乎所有汽车上的机械部件都受到电路单元的控制，但因为车体内空间狭小，控制组件系统在空间上受到很大限制，在未来的发展趋势是，受控部件与电子控制单元更紧密结合在一起，而逐渐形成一个整体。随着电子设备在汽车上越来越多的应用，各种电子设备间的数据通信变得更加频繁，以分布式控制系统为基础构造汽车车载电子网络系统是十分必要的，大量数据的快速交换、高可靠性、抗电磁干扰及低成本是对汽车电子网络系统的要求，在该系统中，各子系统独立运行控制汽车某一方面的性能，同时在其它子系统需要时提供数据服务
智能传感器是智能执行器、智能变送器和它的部分或全部处理器件、处理电路集成在一个芯片上的器件。具有一定的仿生能力，如模糊逻辑运算、主动鉴别
环境，自动调整和补偿适应环境的能力，自诊断、自维护等；还可对采集的数据进行处理、存储、数据之间相互通信等。技术产业界普遍认为，它们的开发成功和投入实际应用将对工业技术和生活质量产生深远的影响。
四、结束语
智能传感器无论在提高汽车安全性能上还是辅助驾驶方面都有广泛的应用。随着硅微加工技术的发展、消费者对汽车性能要求不断提高及智能传感器成本的不断下降，其应用前景将非常广阔。未来，智能传感器将朝着微型化、网络化、无线化的方向发展。