輪胎氣壓傳感器

關(guān)于輪胎壓力傳感器的專(zhuān)題報(bào)告

目前壓力傳感器是典型的汽車(chē)傳感器，它廣泛地應(yīng)用在汽車(chē)上。汽車(chē)壓力傳感器應(yīng)用在汽車(chē)的很多系統(tǒng)中，如電子檢測(cè)系統(tǒng)、保安防撞系統(tǒng)等。汽車(chē)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(zhǎng)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(chē)上有廣闊的發(fā)展前景。汽車(chē)壓力傳感器可以廣義地分為三類(lèi)：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(guò)測(cè)量電路就可得到正比于力變化的電信號(hào)輸出。硅壓阻式壓力傳感器的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高、測(cè)量范圍寬、頻率響應(yīng)好、易于微小型化、工作可靠和壽命長(zhǎng)。由于硅壓阻式壓力傳感器能滿(mǎn)足輪胎氣壓檢測(cè)對(duì)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(gè)基本部分組成：①基體，直接承受被測(cè)應(yīng)力；②波紋膜片，將被測(cè)應(yīng)力傳遞到芯片；③芯片，檢測(cè)被測(cè)應(yīng)力。芯片是在硅片上，通過(guò)內(nèi)部相同的4個(gè)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(mén)芯或輪胎胎面里，將測(cè)量到的壓力與溫度信號(hào)通過(guò)硅片和內(nèi)部電路轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，通過(guò)無(wú)線(xiàn)發(fā)射裝置將信號(hào)發(fā)射出來(lái)。傳感器發(fā)射出來(lái)的信號(hào)由接收機(jī)接收處理后，再安裝在駕駛臺(tái)上的顯示器中顯示出來(lái)，在行駛過(guò)程中實(shí)時(shí)地進(jìn)行監(jiān)視。壓力傳感器A/D轉(zhuǎn)換信號(hào)放大氣壓顯示工作流程圖敏感元件輔助電源測(cè)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(cè)量電路三部分組成，有時(shí)還需外加輔助電源內(nèi)部電路原理：受壓力作用時(shí),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(guò)A/D轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果通過(guò)計(jì)數(shù)譯碼電路變換成7段譯碼，最后驅(qū)動(dòng)顯示出相應(yīng)的數(shù)值?；鶞?zhǔn)電壓邏輯控制器7段譯碼計(jì)數(shù)器A/D振蕩器數(shù)字顯示誤差來(lái)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(duì)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(shí)輸出呈現(xiàn)變化,影響讀出精度。而汽車(chē)輪胎在實(shí)際環(huán)境中溫度的變化是非常大的，因而溫度因素是一個(gè)必須解決的問(wèn)題。誤差分析組成傳感器的四臂電橋的四個(gè)電阻在不受壓力情況下，電阻值會(huì)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(shí)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(guó)內(nèi)汽車(chē)產(chǎn)量的迅速增長(zhǎng)，今后幾年國(guó)內(nèi)汽車(chē)工業(yè)對(duì)傳感器的需求將大大增加，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)傳感器國(guó)產(chǎn)化勢(shì)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(chē)上的應(yīng)用迅速增加，汽車(chē)傳感