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基于集成壓力傳感器的無(wú)源胎壓監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

作者: 時(shí)間:2015-04-07 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  該系統(tǒng)的基本工作原理如下,把輪胎模塊裝置在輪胎內(nèi),壓力和溫度傳感器檢測(cè)輪胎內(nèi)部當(dāng)前的應(yīng)力和溫度信息,獲得的模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)A/D變換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),然后通過(guò)射頻發(fā)射器發(fā)送出去。車載接收模塊裝置在駕駛室內(nèi),射頻接收器接收來(lái)自輪胎模塊的應(yīng)力和溫度信息,當(dāng)輪胎壓力過(guò)高或者過(guò)低時(shí),通過(guò)顯示和報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警信息。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/272123.htm

  在車載接收模塊,射頻接收解碼芯片采用摩托羅拉的芯片,該芯片是和射頻發(fā)射芯片MC33493芯片配套的射頻接收芯片,其工作電壓是5 V??刂破鞑捎媚ν辛_拉的MC9S08AW16單片機(jī),該芯片的內(nèi)核為S08,可以與輪胎模塊的單片機(jī)MC6S08QG8采用同樣的開(kāi)發(fā)環(huán)境,另外該芯片為5 V供電,與射頻接收芯片以及LCD顯示芯片電平兼容。

  5 新型的胎壓監(jiān)控傳感器分析

  和溫度傳感器是輪胎壓力監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵部件,設(shè)計(jì)并制作了一種新型傳感器,它包含壓阻式和溫度傳感器兩部分。

  其中,壓阻式主要是利用半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng),把一個(gè)惠斯通電橋做在一個(gè)硅杯上,如圖4所示。當(dāng)硅杯受到壓力后發(fā)生形變,惠斯通電橋的四個(gè)橋臂電阻就會(huì)發(fā)生變化,打破了電橋的電平衡,從而會(huì)有一個(gè)電信號(hào)的輸出。

  

 

  溫度傳感器采用單電阻結(jié)構(gòu),在n型硅襯底上制作一個(gè)p型電阻。囚為p型注入電阻有一個(gè)正的溫度系數(shù),當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí),電阻的阻值就會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。通過(guò)給電阻以電流源供電,就可以通過(guò)測(cè)量電阻上的電壓來(lái)檢測(cè)溫度的變化。

  圖5是本文制作的傳感器芯片的電鏡照片。圖5(a)為器件正面全貌;圖5(b)為薄膜正面;圖5(c)為薄膜背面。其中壓敏元件采用比常規(guī)更厚的50μm 硅杯薄膜(500 μm×500μm),增大了體硅上高應(yīng)力區(qū)的面積,在降低工藝要求的同時(shí)提高了線性測(cè)量范圍和過(guò)載壓力。

  

 

  初步的測(cè)試結(jié)果表明集成傳感器具有良好的性能。壓力傳感器的滿量程輸出為150 mV,壓力測(cè)量范圍為0~500 kPa,靈敏度為0.3 mV/kPa。溫度傳感器的靈敏度為1.24 mV/℃,非線性為1.6%。壓力溫度集成傳感器完全適用于胎壓監(jiān)控系統(tǒng)的要求。

  6 結(jié) 語(yǔ)

  在分析了輪胎壓力監(jiān)摔系統(tǒng)的原 理及各種不同解決方案的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種新型的輪胎壓力監(jiān)控系統(tǒng)解決方案。根據(jù)TPMS的要求,設(shè)計(jì)制作了一種壓力溫度集成傳感器,該器件工藝簡(jiǎn)單,成品率高,與標(biāo)準(zhǔn)IC工藝兼容。

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