高度傳感器的應用

　　高度傳感器是用于航空電子設備，引擎和飛行測試，流量和壓力測量的儀器。

　　高度傳感器工作原理

　　其原理是測得滑臂與基準線的夾角的大小來換算出相應的熨平板的高度。這種方法為接觸式測量。測量角位移的傳感器有多種，即電位器式傳感器、光柵式角度傳感器、磁柵式角度傳感器、碼盤式傳感器等。

　　這類傳感器均可精確測得攤鋪機在攤鋪作業時安裝在牽引大臂上角度傳感器的相應轉角，從而可以換算出相應熨平板的高度。角位移高度傳感器的一個共性特點是線性度好，工作溫度范圍寬，工作壽命長。

　　但在施工中由于角位移傳感器為接觸式測量高度，傳感器在基準線上滑動時容易引起其在基準線上振動，因此，此種傳感器的滑臂垂直對稱端常裝有一個平衡錘。

　　車身高度傳感器詳解

　　車身高度傳感器（英文ChassisHeightSensor，又叫軸高傳感器，車姿傳感器，懸架高度傳感器等），是汽車上用于測量車身前后懸架姿態變化必不可少的零部件。目前汽車的懸架控制系統（如主動懸架系統、懸架阻尼控制系統、空氣懸架系統等），前大燈自動調節系統均需要通過該傳感器測量汽車行駛姿態的變化。

　　近些年來，高強度氣體放電燈（HID）在汽車上的應用越來越流行。相比傳統的鹵素車燈，采用HID技術的汽車大燈具有亮度高、壽命長、耗電少的一系列優點。但是由于HID的亮度過高，在不采取其他輔助措施的情況下，會造成會車時對面駕駛員的炫目，從而存在嚴重安全隱患。因此，國內外一些國家和地區針對HID等高亮度車燈都制定或修訂了相關的法規，避免由于采用HID大燈所帶來的負面影響。其中，歐盟針對HID燈具修訂了ECER48法規。中國也對原法規進行了修訂，并頒布了《GB4785-2007汽車及掛車外部照明和光信號裝置的安裝規定》。《GB4785-2007》中規定：“如果近光燈使用光通量超過2000lm的光源，必須配備前照燈清洗裝置，并且4.3.2.6.2定義的手動前照燈調光機構不適用”［1］。因此，如果使用2000lm以上的氣體放電燈，必須至少配備大燈水平自動調節裝置。同時，針對LED光源前大燈，強制安裝大燈水平自動調節裝置的法規也在制定中，預計在下一版的燈光法規修訂版中發布實施。

　　GB4785-2007中對近光燈照射角度的強制要求

　　大燈水平自動調節裝置由控制ECU、大燈調節執行器、傳感器幾個部分組成，目前主流的技術方案如下圖所示：

　　汽車大燈自動調節系統

　　從上圖中可以看出，車身高度傳感器為大燈水平自動調節裝置中必不可少的一個零部件，并且每輛車會用到1到2個傳感器。可見，隨著HID大燈以及LED大燈普及度的不斷提高，該車身高度傳感器的市場需求將非常巨大。

　　目前測量車身高度的方法主要采用如下圖所示機構測量，其中汽車的下擺臂通過四連桿結構與一個角度傳感器的旋轉臂連接，當車身高度發生變化時，下控制臂會以旋轉軸為圓心發生旋轉，同時帶動四連桿機構運動，角度傳感器的擺臂被帶動旋轉，角度傳感器的輸出信號發生變化，間接反映了車身高度的變化。所以，采用旋轉角度傳感器以及四連桿機構就可以測量出車身高度的變化。也就是說這種車身高度傳感器的核心就是一個角度傳感器。

　　四連桿式車身高度傳感器

　　當然，近年還出現過另外一種測量方法，不同于以上的四連桿結構，其采用了電渦流測距的原理，可以完全非接觸式的測量車身高度的變化。其在實車上的安裝圖如下圖所示，這種測量方案的優點是實現了傳感器同被測體的完全非接觸測量，傳感器壽命更長，可靠性更高。

　　電渦流測距原理示意圖

　　電渦流式車身高度傳感器

　　但是由于電渦流測量技術比較復雜，開發難度較大，同時傳感器成本也較高，目前在車上的普及度遠不如四連桿式測量方案。

　　測量車身高度所用的傳感器已經發展了好幾代，從最初的采用的接觸式電阻膜式角度傳感器到各種非接觸式角度傳感器。其中接觸式角度傳感器由于存在壽命短、精度低、抗干擾能力差等缺點已經被淘汰。目前主流的非接觸式傳感器又分為線性霍爾型、磁阻型、電磁感應型、差分霍爾型等幾種。

　　線性霍爾型是最早應用在車身高度測量上的非接觸式傳感器，其利用了霍爾元件輸出與磁場成正比的特點，通過設計一個特殊的磁路，確保在一定角度范圍內，通過霍爾元件的磁場與轉軸角度呈正比關系。同時專用HallASIC的出現也使在一定角度范圍內能夠對輸出進行編程及線性補償，提高了測量的精度。但是，由于線性霍爾只能直接測量一個方向磁場強度的原因，磁場強度的細微變化都會引起輸出的變化，這就需要在制造傳感器時確保很高的定位精度，已確保磁場與角度的線性度，同時還需要選用在汽車級工作溫度內溫度系數很小的釤鈷磁鋼。這些都不利于傳感器精度的提高以及成本的控制。

　　磁阻型、電磁感應型、以及差分霍爾型是近幾年新興起的技術，由于均采用了類似對原始測量信號的差分處理方式，因此在確保了很高的測量精度的同時，對傳感器的制造工藝以及磁鐵材料等卻沒有很高的要求，并且隨著IC技術的不斷發展，成本與線性霍爾元件已經基本相當，具有很廣闊的應用前景。

　　幾代車身高度傳感器技術對比

　　車身高度傳感器有什么作用

　　車身高度傳感器將車身高度轉換為相應的電信號，電子控制器根據車身高度傳感器輸入的信號判斷車身的高度、計算車身相對于車橋的位移和振動參數。