輪胎氣壓傳感器

關(guān)于輪胎壓力傳感器的專題報告

目前壓力傳感器是典型的汽車傳感器，它廣泛地應(yīng)用在汽車上。汽車壓力傳感器應(yīng)用在汽車的很多系統(tǒng)中，如電子檢測系統(tǒng)、保安防撞系統(tǒng)等。汽車壓力傳感器應(yīng)用在輪胎氣壓方面的目的在于最大限度的減少或消除高壓爆胎和低壓輾胎造成的輪胎早期的損壞，使輪胎經(jīng)常保持標(biāo)準(zhǔn)氣壓，延長輪胎的壽命，降低輪胎的消耗，提高經(jīng)濟(jì)效益。顯然，壓力傳感器在汽車上有廣闊的發(fā)展前景。汽車壓力傳感器可以廣義地分為三類：壓阻式壓力傳感器、電容式壓力傳感器和壓電式壓力傳感器。

硅壓阻式壓力傳感器是利用單晶硅材料的壓阻效應(yīng)和集成電路技術(shù)制成的傳感器。單晶硅材料在受到力的作用后，電阻率發(fā)生變化，從而引起輸出電壓變化，通過測量電路就可得到正比于力變化的電信號輸出。硅壓阻式壓力傳感器的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高、測量范圍寬、頻率響應(yīng)好、易于微小型化、工作可靠和壽命長。由于硅壓阻式壓力傳感器能滿足輪胎氣壓檢測對傳感器的要求,因此可用作輪胎氣壓傳感器。（1）（2）（3）（4）硅壓阻式壓力傳感器主要由3個基本部分組成：①基體，直接承受被測應(yīng)力；②波紋膜片，將被測應(yīng)力傳遞到芯片；③芯片，檢測被測應(yīng)力。芯片是在硅片上，通過內(nèi)部相同的4個感壓電阻，將他們連成惠斯通電橋構(gòu)成了基本的壓力敏感元件。硅壓阻式壓力傳感器基本結(jié)構(gòu)工作原理

傳感器與發(fā)射模塊連接在一起，固定在氣門芯或輪胎胎面里，將測量到的壓力與溫度信號通過硅片和內(nèi)部電路轉(zhuǎn)換為電信號，通過無線發(fā)射裝置將信號發(fā)射出來。傳感器發(fā)射出來的信號由接收機(jī)接收處理后，再安裝在駕駛臺上的顯示器中顯示出來，在行駛過程中實時地進(jìn)行監(jiān)視。壓力傳感器A/D轉(zhuǎn)換信號放大氣壓顯示工作流程圖敏感元件輔助電源測量電路轉(zhuǎn)換元件物理量電量傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和測量電路三部分組成，有時還需外加輔助電源內(nèi)部電路原理：受壓力作用時,電阻發(fā)生變化,使電橋失去平衡，從而引起輸出電壓變化公式：Uo=

UBΔR

R放大后的模擬電壓經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果通過計數(shù)譯碼電路變換成7段譯碼，最后驅(qū)動顯示出相應(yīng)的數(shù)值?；鶞?zhǔn)電壓邏輯控制器7段譯碼計數(shù)器A/D振蕩器數(shù)字顯示誤差來源單晶硅材料的傳感器屬于半導(dǎo)體傳感器，由于半導(dǎo)體材料對溫度十分敏感，所以其受溫度的影響比較大。這使得傳感器在環(huán)境溫度變化時輸出呈現(xiàn)變化,影響讀出精度。而汽車輪胎在實際環(huán)境中溫度的變化是非常大的，因而溫度因素是一個必須解決的問題。誤差分析組成傳感器的四臂電橋的四個電阻在不受壓力情況下，電阻值會隨溫度的升高而增大?？梢杂萌缦鹿奖硎荆篟t=Ro(1+αΔT)式中：Ro定溫下的電阻值；Rt溫度T時的電阻值ΔT溫度變化量；α電阻溫度系數(shù)，正數(shù)UBΔR

R+ΔRtUo=

誤差處理處理溫度引起的誤差則主要是抑制電橋的零點(diǎn)漂移，其方法是在R1上串聯(lián)電阻Rm或者在R3上并聯(lián)電阻Rn，分別如圖(b)

、(c)所示,則調(diào)節(jié)Rm、Rn阻值大小,可達(dá)到調(diào)節(jié)零位輸出的目的。發(fā)展展望伴隨著國內(nèi)汽車產(chǎn)量的迅速增長，今后幾年國內(nèi)汽車工業(yè)對傳感器的需求將大大增加，實現(xiàn)汽車傳感器國產(chǎn)化勢在必行。而隨著微電子技術(shù)的發(fā)展和電子控制系統(tǒng)在汽車上的應(yīng)用迅速增加，汽車傳感