TPMS專用傳感器模塊技術(shù)剖析
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在歐美等發(fā)達(dá)國家由于TPMS 已是汽車的標(biāo)配產(chǎn)品，因而TPMS 無論在產(chǎn)品品種還是在生產(chǎn)產(chǎn)量方面都在急速增長，其所用MEMS 芯片和IC 芯片的技術(shù)發(fā)展進(jìn)步很快，TPMS 最終產(chǎn)品技術(shù)也因此而得到迅速發(fā)展。
TPMS 的輪胎壓力監(jiān)測模塊由五個部分組成：（1）具有壓力、溫度、加速度、電壓檢測和后信號處理ASIC 芯片組合的智能傳感器SoC；（2）4-8 位單片機(jī)（MCU）；（3）RF 射頻發(fā)射芯片；（4）鋰亞電池；（5）天線。見圖1，圖2 是成品的實物圖。外殼選用高強(qiáng)度ABS 塑料。所有器件、材料都要滿足- 40℃到+125℃的汽車級使用溫度范圍。
圖1 TPMS 發(fā)射器由五個部分組成
圖2 TPMS 的輪胎壓力監(jiān)測模塊成品的實物圖
圖3 壓力、加速度與ASIC/MCU 組合封裝在一個包裝內(nèi)
圖4 壓力/溫度導(dǎo)入孔
圖5 硅壓阻式壓力傳感器結(jié)構(gòu)
為了便于TPMS 接收器的識別，每個壓力傳感器都具有32 位獨(dú)特的ID碼，它可產(chǎn)生4 億個不重復(fù)的號碼。
同樣，加速度傳感器也是用MEMS 技術(shù)制作的，圖6 是MEMS 加速度傳感器平面結(jié)構(gòu)圖，圖7 是加速度傳感器切面結(jié)構(gòu)圖，圖中間是一塊用MEMS技術(shù)制作的、可隨運(yùn)動力而上下可自由擺動的硅島質(zhì)量塊，在其與周邊固置硅連接的硅樑上刻制有一應(yīng)變片，與另外三個刻制在固置硅上的應(yīng)變片組成一個惠斯頓測量電橋，只要質(zhì)量塊隨加速度力擺動，惠斯頓測量電橋的平衡即被破壞，惠斯頓測量電橋就輸出一個與力大小成線性的變化電壓△V。
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