浅析三种最常见的汽车碰撞传感器工作原理

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　　碰撞传感器的应用非常广泛，特别是在汽车的安全系统里面，而且现在一些机器人上也都开始搭载了碰撞传感器，这里我们先来了解下各类汽车碰撞传感器原理。

　　汽车一般设有多个触发碰撞传感器，安装位置一般在车身的前部和中部，例如车身两侧的翼子板内侧、前照灯支架下面以及发动机散热器支架两侧等部位。随着碰撞传感器制造技术的发展，有些汽车将触发碰撞传感器安装在气囊电脑内。防护碰撞传感器一般都与气囊电脑组装在一起，多数安装在驾驶舱内中央控制台下面。

　　碰撞传感器按其结构可分为偏心锤式传感器、滚球式碰撞传感器、滚轴式膨胀传感器、水银开关式碰撞传感器、有压阻效应式碰撞传感器和压电效应式碰撞传感器。

　　机电结合式碰撞传感器

       机电结合式碰撞传感器是一种利用机械机构运动（滚动或转动）来控制电器触电运动，再由触电断开与闭合来控制气囊点火器电路接通与切断的传感元件。其结构有滚球式、滚轴式和偏心锤式。

　　滚球式碰撞传感器又称为偏压磁铁式碰撞传感器，主要由铁质滚球、永久磁铁、导缸、固定触点和壳体组成。滚球式碰撞传感器工作原理如下：当传感器处于静止状态时，在永久磁铁作用下，导缸内的滚球被吸向磁铁，两个触点与滚球分离，传感器电路处于断开状态。受碰撞且减速度达到设定阈值时，滚球产生的惯性力将大于永久磁铁的电磁吸力。滚球在惯性力作用下就会克服磁力沿导缸向两个固定触点运动并将固定触点接通。当传感器用作碰撞传感器信号时，固定触点接通则将碰撞信号输入SRS ECU；当传感器用作碰撞防护传感器时，则将点火器电源接通。

　　滚轴式碰撞传感器的工作原理如下，当传感器处于静止状态时，滚轴在片状弹簧的弹力作用下滚向止动销一端，滚动触点与固定触点处于断开状态。当汽车遭受碰撞且减速度达到设定阀值时，滚轴产生的惯性力将大于片状弹簧的弹力。滚轴在惯性力作用下就会克服弹簧弹力向右滚动，滚动触点与固定触点接触。当传感器用作碰撞信号传感器时，滚动触点与固定触点接触则将碰撞信号输入SRS ECU，当传感器用作碰撞防护传感器时，则将点火器电源电路接通。

　　偏心锤式碰撞传感器又称为偏心转子式碰撞传感器。丰田、马自达汽车SRS采用了这种传感器。偏心锤式传感器的工作原理如下：当传感器处于静止状态时，在复位弹簧作用下，偏心锤与挡块保持接触，转子总成处于静止状态，转动触点与固定触点断开，传感器电路处于断开。

　　电子式碰撞传感器

       电子式传感器利用碰撞时应变电阻的变形使其电阻值变化或压电晶体受力使输出电压变化来控制安全气囊电路。

　　电阻应变计式碰撞传感器。德国博世公司研制生产的电阻应变计式碰撞传感器主要由电子电路、电阻应变计、震动块、缓冲介质、和壳体等组成。电子电路包括稳压与温度补偿电路W、信号处理与放大电路A。当膜片产生变形时，应变电阻的阻值就会发生变化。为了提高传感器的检测精度，应变电阻一般都连接成桥式电路，并设计有稳压和温度补偿电路。当汽车遭受碰撞时，震动块震动，缓冲介质随之震动，应变计的应变电阻产生变形，阻值随之发生变化，经过信号处理与放大后，传感器S端输出的信号电压就会发生变化。SRS电脑根据电压信号强弱便可判断碰撞的劣度（激烈程度）。如果电压超过设定值，SRS电脑就会立即向点火器发出点火指令引爆点火剂，使充气剂受热分解产生气体给气囊充气。

　　压电效应式碰撞传感器。压电效应式碰撞传感器是利用压电效应制成的传感器。压电效应是指压电晶体在压力作用下，晶体外形发生变化而使其输出电压发生变化的效应。压电晶体通常用石英或陶瓷制成。在压力作用下，压电晶体的外形和输出电压就会发生变化。当汽车遭受碰撞时，传感器内的压电晶体在碰撞产生的压力作用下，输出电压就会变化。SRS电脑根据电压信号强弱便可判断碰撞的烈度。如果电压信号超过设定值，SRS电脑就会立即向点火器发出点火指令，引爆点火剂使气体发生器给气囊充气，SRS气囊膨开，达到保护驾驶员和乘员之目的。

　　水银开关式碰撞传感器

        水银开关式碰撞传感器利用水银具有良好的导电特性而制成，只要由水银、壳体、电极和密封螺组成。水银开关式碰撞传感器是利用水银具有良好的导电特性而制成的，主要由水银、壳体、电极和密封螺塞组成。当汽车发生碰撞时，减速度将使水银产生惯性力。惯性力在水银运动方向上的分力会将水银抛向传感器电极，使两个电极接通，从而接通气囊点火器电路的电源。

来源：传感器专家网

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