墻體聽診儀光傳感器的技術進步及其在車身電子中的應用廈門大

Vishay公司三十年前，提高對墻體空鼓檢測判斷的準確性。具體操作時，第一個硫化鎘光電阻在客車上得到了應用，只需把一個聽診器大小的聲學檢測頭貼在待測墻體表面，用于通過檢測環(huán)境光自動打開及關閉車大燈。當今，儀器液晶顯示屏馬上以數字顯示此處墻體的粘結程度并會在有空鼓處輸出報警。 ，用于檢測光線的主流技術已變成硅光電二極管和光電晶體管，從而使車身電子應用得到了極大擴展。

　　在大多數情況下，汽車應用中采用光電二極管，因為在-40°C～85°C的典型車身電子溫度范圍內，這些器件的光電流及波長敏感度呈線性。與光電二極管相比，光電晶體管的直流電流增益及暗電流具有更高的溫度依賴性。光電晶體管與光電二極管相比的優(yōu)勢是，光線量相同時，前者的輸出電流遠高于后者，從而可能無需進行放大。

　　雨水檢測

　　安裝在擋風玻璃上并成為后視鏡裝置一分的Valeo雨水傳感器，該傳感器由紅外線發(fā)射二極管與光電二極管組成，光電二極管用于檢測玻璃反射的已發(fā)射光線量。紅外線通過該傳感器裝置以精確角度發(fā)射出去，在擋風玻璃內進行反射，然后返回到光電二極管。當天開始下雨時，雨滴落在擋風玻璃上，一些光線將發(fā)生折射，從而使反射回光電二極管的光線量減少。當降雨量增加時，反射回檢測器表面的光線量將減少。

　　最終，輸出電流會降到定義的閾值以下，該傳感器會指示“下雨”。通過這種到微控制器的輸入，該傳感器會打開刮水器，并調整刮水器的速度。

　　環(huán)境光檢測

　　在車身電子應用中，環(huán)境光傳感器用于調節(jié)儀表盤的背光強度，以及導航系統(tǒng)(GPS)、溫度控制及DVD屏幕中的LCD背光強度。這對于像BMW的iDrive及Prius的Multi-Info等顯示屏而言尤其重要。例如，當日光變得昏暗并且漆黑一片時，儀表盤背光將進行不同程度地調節(jié)，以達到最佳可見度，并降低可能對駕駛者造成的強光。使用這些傳感器可消除在白天打開車大燈時煩人的顯示屏自動亮度調節(jié)等程序，環(huán)境光傳感器的關鍵功能是利用380nm～780nm的敏感度可見波長，復制了人眼的敏感度。

　　溫度控制

　　通過確定日光的角度并連同熱敏電阻調整風扇速度和溫度，光電二極管在溫度控制中發(fā)揮了重要作用。確定日光的角度是光電二極管上的照明功能，在光電二極管中，峰值照明可轉變成處于點的日光。具有集成NTC熱敏電阻的光電二極管最適合這種類型的應用。

　　隧道檢測

　　隧道檢測需要兩個傳感器的輸入。第一個傳感器具有“向上看”的較寬視野，以及相對較長的平均移動時間段，長時間段可防止車燈打開和關閉。第二個傳感器具有“向前看”的較窄視野，以及相對較短的平均移動時間段。這可使隧道傳感器對突然的日光變化做出快速反應，并打開車大燈，以及在進入隧道時可調節(jié)顯示屏的背光亮度。前向傳感器消除了在進入橋下或遮天蔽日的大樹下時打開及關閉車燈。在這些情況下，該傳感器仍將“看到”前方的光線。

　　當進入隧道時，隧道傳感器信號將下降，而寬視野傳感器的信號將仍保持高強度；車大燈將打開。當出了隧道時，隧道傳感器信號將加強，而寬視野傳感器信號將下降；車大燈將關閉。憑借不同的平均移動時間段，控制器可做出明確的區(qū)別。

　　結論

　　光傳感器，尤其是光電二極管和光電晶體管，在車身電子應用中的使用增加了消費者所需的安全性和便捷性。這些功能當前可能僅應用于高端汽車中，但如同汽車應用的一般情況，這些功能很快將應用于各個價位的汽車。