轮胎压力监测系统解决方案
该系统的基本工作原理如下,把轮胎模块装置在轮胎内,压力和温度传感器检测轮胎内部当前的应力和温度信息,获得的模拟信号经过A/D变换器转换成数字信号,然后通过射频发射器发送出去。车载接收模块装置在驾驶室内,射频接收器接收来自轮胎模块的应力和温度信息,当轮胎压力过高或者过低时,通过显示和报警装置发出报警信息。
在车载接收模块,射频接收解码芯片采用摩托罗拉的MC33594芯片,该芯片是和射频发射芯片MC33493芯片配套的射频接收芯片,其工作电压是5 V。控制器采用摩托罗拉的MC9S08AW16单片机,该芯片的内核为S08,可以与轮胎模块的单片机MC6S08QG8采用同样的开发环境,另外该芯片为5 V供电,与射频接收芯片以及LCD显示芯片电平兼容。
5 新型的胎压监控传感器分析
压力传感器和温度传感器是轮胎压力监控系统的关键部件,设计并制作了一种新型传感器,它包含压阻式压力传感器和温度传感器两部分。
其中,压阻式压力传感器主要是利用半导体的压阻效应,把一个惠斯通电桥做在一个硅杯上,如图4所示。当硅杯受到压力后发生形变,惠斯通电桥的四个桥臂电阻就会发生变化,打破了电桥的电平衡,从而会有一个电信号的输出。
温度传感器采用单电阻结构,在n型硅衬底上制作一个p型电阻。囚为p型注入电阻有一个正的温度系数,当温度发生变化时,电阻的阻值就会发生相应的变化。通过给电阻以电流源供电,就可以通过测量电阻上的电压来检测温度的变化。
图5是本文制作的传感器芯片的电镜照片。图5(a)为器件正面全貌;图5(b)为薄膜正面;图5(c)为薄膜背面。其中压敏元件采用比常规更厚的50μm 硅杯薄膜(500 μm×500μm),增大了体硅上高应力区的面积,在降低工艺要求的同时提高了线性测量范围和过载压力。
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