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传感器知识

    压力传感器在汽车行业中的应用已有些年了,现在很多汽车都带有轮胎压力检测装置,这种装置的核心在于其中的压力传感器。安装上它,可以有效减少高压爆胎的安全隐患和低压辗胎造成的轮胎损坏。此外,还能降低车器的燃油消耗,这在油价逐渐攀升的时代,确实是汽车上面一个非常不错的配置。
    压力传感器的原理大多是基于压电效应和压阻效应。半导体硅是制作压力传感器的常用材料,它在在受到压力作用后,其电阻率会发生明显变化,通过检测电阻的变化,就知道压力的大小。在硅片的中间,从背面腐蚀形成了正方形的膜片,利用膜片将压力转换成应力,在膜片的表面,通过扩散杂质形成了四个p型测量电阻,把它们按桥式电路连接起来,利用压阻效应将加在膜片上的应力转换成电阻的变化,此电阻的变化通过桥式电路之后,在桥式电路的两输出端之间,以电位差的形式对外输出。如果用于测量轮胎压力的大小,就将气压传感器安装于轮胎气门嘴上,这时胎压就作用到传感器的膜片上,通过压阻效应和系列变换输出微弱的电压信号,将电压信号进行放大和A/D变化,显示对应的电压值。通过电压值的大小判断轮胎压力的大小,它们之间是互相对应的关系。
    上面说的电桥输出的电压需要进行放大处理,这时可采用高精度低噪声仪常用的放大器AD620。它具有低噪声、增益精度高、增益温度系数小和高线性度等优良性能。它只用一个外部电阻就可以将信号放大1到1000倍,具有良好的直流和交流性能。还有一个优点在于它体积小、功耗低,安装方便,这也是我们通常选用元器件必须考虑的一个因素。
    经过放大后,压力传感器输出还是模拟信号,需要进行A/D转换才能变成所需要的数字信号。选用双积分A/D转换器MC14433构成3 1/2的数字电压显示, 采用动态扫描显示有多路调制的BCD码输出和超量程输出端, 便于实现自动控制。MC1413为集成电路驱动器, 它含有7个反相驱动单元, 各单元采用达林顿晶体管电路。CC4511为7段译码驱动。MC14433提供输出可调的基准电压, 当基准电压为一定值时, 输出电压范围为定值。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。
    汽车压力传感器在轮胎方面的应用正在不断地改进, 其中有很多种方式, 如采用无线电发射和接受方式来测量气压的高低。汽车压力传感器的品种正在不断地增加, 功能正在不断地完善。一般地说来,开关式传感器逐渐被线性压力传感器替代, 普通性的逐渐被高性能、多功能的传感器取代, 模拟式压力传感器逐渐被数字式传感器、智能化传感器取代。
    以上就是轮胎压力传感器的工作原理,这里面还有很大的改进空间,指导思想都差不多,主要是元器件的选型、密封和安装方式。信号输出最好还是选用数字信号,它具有抗干扰能力强,输出值对驾驶员更具有指导意义。

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