轮胎气压传感器

关于轮胎压力传感器的专题报告

目前压力传感器是典型的汽车传感器，它广泛地应用在汽车上。汽车压力传感器应用在汽车的很多系统中，如电子检测系统、保安防撞系统等。汽车压力传感器应用在轮胎气压方面的目的在于最大限度的减少或消除高压爆胎和低压辗胎造成的轮胎早期的损坏，使轮胎经常保持标准气压，延长轮胎的寿命，降低轮胎的消耗，提高经济效益。显然，压力传感器在汽车上有广阔的发展前景。汽车压力传感器可以广义地分为三类：压阻式压力传感器、电容式压力传感器和压电式压力传感器。

硅压阻式压力传感器是利用单晶硅材料的压阻效应和集成电路技术制成的传感器。单晶硅材料在受到力的作用后，电阻率发生变化，从而引起输出电压变化，通过测量电路就可得到正比于力变化的电信号输出。硅压阻式压力传感器的优点是灵敏度高、测量范围宽、频率响应好、易于微小型化、工作可靠和寿命长。由于硅压阻式压力传感器能满足轮胎气压检测对传感器的要求,因此可用作轮胎气压传感器。（1）（2）（3）（4）硅压阻式压力传感器主要由3个基本部分组成：①基体，直接承受被测应力；②波纹膜片，将被测应力传递到芯片；③芯片，检测被测应力。芯片是在硅片上，通过内部相同的4个感压电阻，将他们连成惠斯通电桥构成了基本的压力敏感元件。硅压阻式压力传感器基本结构工作原理

传感器与发射模块连接在一起，固定在气门芯或轮胎胎面里，将测量到的压力与温度信号通过硅片和内部电路转换为电信号，通过无线发射装置将信号发射出来。传感器发射出来的信号由接收机接收处理后，再安装在驾驶台上的显示器中显示出来，在行驶过程中实时地进行监视。压力传感器A/D转换信号放大气压显示工作流程图敏感元件辅助电源测量电路转换元件物理量电量传感器一般由敏感元件、转换元件和测量电路三部分组成，有时还需外加辅助电源内部电路原理：受压力作用时,电阻发生变化,使电桥失去平衡，从而引起输出电压变化公式：Uo=

UBΔR

R放大后的模拟电压经过A/D转换器实现模拟量到数字量的转换。A/D转换结果通过计数译码电路变换成7段译码，最后驱动显示出相应的数值。基准电压逻辑控制器7段译码计数器A/D振荡器数字显示误差来源单晶硅材料的传感器属于半导体传感器，由于半导体材料对温度十分敏感，所以其受温度的影响比较大。这使得传感器在环境温度变化时输出呈现变化,影响读出精度。而汽车轮胎在实际环境中温度的变化是非常大的，因而温度因素是一个必须解决的问题。误差分析组成传感器的四臂电桥的四个电阻在不受压力情况下，电阻值会随温度的升高而增大。可以用如下公式表示：Rt=Ro(1+αΔT)式中：Ro定温下的电阻值；Rt温度T时的电阻值ΔT温度变化量；α电阻温度系数，正数UBΔR

R+ΔRtUo=

误差处理处理温度引起的误差则主要是抑制电桥的零点漂移，其方法是在R1上串联电阻Rm或者在R3上并联电阻Rn，分别如图(b)

、(c)所示,则调节Rm、Rn阻值大小,可达到调节零位输出的目的。发展展望伴随着国内汽车产量的迅速增长，今后几年国内汽车工业对传感器的需求将大大增加，实现汽车传感器国产化势在必行。而随着微电子技术的发展和电子控制系统在汽车上的应用迅速增加，汽车传感