内容

参考文献

2.介绍

3.压力传感器

4.示意图

5.实施

6.测试和结论

7.结论

参考

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介绍

较新的汽车通常具有轮胎压力监测系统（TPMS），当轮胎显着膨胀时，将警告驾驶员。该安全功能被认为足够重要，即美国运输部（DOT）和国家公路交通安全管理局（NHTSA）发表了联邦机动车安全标准。轮胎压力影响车辆的燃料经济性，处理和可能的灾难性轮胎失效。在本申请说明中，还包括过胀的检测。该系统还可以用于防盗，当其中一个传感器未发送信息时（在这种情况下，其中一个轮胎可能被盗）。

有两个TPMS系统类型。其中一个被称为直接系统。基于在每个车轮中安装压力传感器，直接测量每个轮胎中的压力，将信息发送到车载车载计算机，当任何轮胎中的任何轮胎中的空气压力下降到推荐的至少25％时冷轮胎充气压力，或者轮胎在推荐的充气压力下有25％。

图1.压力测量和预处理系统原理图框图

图2.输出电路 - 压力传感器

直接系统通常更准确且可靠，并且大多数能够指示哪个轮胎被膨胀。

另一个系统称为间接系统。它使用车辆的防锁制动系统的车轮速度传感器来比较一个轮胎与其他轮胎的转速。如果轮胎低/高压，则它将滚动每公里数量比其他三个数量相比，并提醒车辆的车载计算机。在所有四个轮胎以相同速率的情况下失去压力的情况下，间接系统无法产生准确的读数，例如时间和温度的效果。

在该实现中，将使用直接轮胎压力测量系统。在这种情况下，将通过SLG46620V在每个轮胎上局部地测量和分析压力，通过通信系统将欠压，过压或正确压力的信息发送给中央系统（上板计算机或专用系统）（图1）。利用这种实现，通过将小型中央系统添加到汽车的控制台上，TPM也可以在旧车上改装。

压力传感器

在这种类型的应用中，选择正确的传感器是设计中最重要的阶段之一。汽车应用不仅需要具有正确分辨率和压力范围的传感器，还需要经过认证的传感器，该传感器能够用于汽车安全应用并具有低电流消耗。亚博国际官网平台网址

在这种情况下，有两个关于传感器类型的选项：差压传感器和绝对压力传感器。差分衡量实际压力和大气压力之间的差异。绝对的是使用绝对零作为其参考压力，相对于完全真空（外部空间）测量。

由于绝对压力使用绝对零作为最终的参考点，因此无论环境或过程温度的变化如何，绝对压力都会精确且准确。这是选择绝对压力传感器的主要原因。

本申请的所选压力传感器是SM5420C-060，来自SMI压力传感器。它是绝对压力传感器，操作压力范围为0至60psi。电源必须为5V（与SLG46620V兼容），电流低耗1mA。该传感器的优点之一是它被认证用于汽车应用，有资格满足AEC Q100标准（汽车电子理事会关于集成电路的应力测试资格的故障机制标准）。亚博国际官网平台网址

所选择的压力传感器具有与测量压力成比例的差分输出，并且它可以被建模为

输出电路可以被认为是惠斯通桥，因为它可以在图2中看到。

传感器的最重要特征如表1所示。

表1.压力传感器特性

范围	价值
电源	5V.
输入电流	1马
工作温度	-40到125°C
运营压力	0到60 psi
跨度	100 mV典型（135mv max）
零偏移	0 mv.

原理图，示意图

由于传感器的差分输出，并且考虑了用于调节用于由SLG46620V的ADC获取的信号的更简单的方式，因此外部实现电路如图3所示。

图3A。信号调节示意电路

图3B。无线通信系统

信号调节电路可以分为两部分以描述它。

首先，传感器（OUT +和OUT-）的差分输出被转换为具有运算放大器U1的单个结束信号。这是通过具有Unity增益的典型差异配置来完成的。通过该电路，U1输出处获得的信号是

重要的是要提及，如果压力为零，则输出电压为零。

这就是运算放大器必须是轨到轨运算放大器的原因。

设计的另一部分是第二运算放大器（U2）。需要调节信号的电平，以满足SLG46620V模数转换器的输入规格。

SLG46620V在数据表的电气规格中指定具有单端配置的ADC，必须具有30mV / g的最小电压输入（其中G是ADC的可编程增益放大器的增益）以获取信号。为了获得该最小电平电压，第二个运算放大器增加了V._闵来自传感器和第一运算放大器的单端信号的电压。使用此配置，输出信号（v_出去）可以直接连接到SLG46620V的模拟输入。

考虑到ADC的规格时，单端模式下的最大输入电平电压为1030mV / g。如果分析最坏情况，则传感器的最大差分输出电平可以是135mV。在这种情况下，如果增益配置为8（因为最大输入电平为137mV），则可能存在危险，因为低压力可能与ADC的最小输入电压不兼容。

出于这个原因，ADC和PGA配置为4.具有4的增益，v_闵必须在23mV和99mv之间。所选值为60mV，因此条件信号的输出范围为60mV至195米。V._闵从SLG46620V DAC获得电压，将其输出连接到GPIO之一。

执行

如上所述，本申请说明中描述的压力测量是汽车安全系统的一部分。该实施的目的是获得SLG46620V的小尺寸和低电流消耗的益处，从而允许在本地测量和处理压力。

此实施的另一个重要益处是加工速度。考虑到NHTSA标准的时序要求，SLG46620V非常快速地处理传感器数据，因此车载计算机可以在报告低压或高压之前自由进行所有必要的验证。

图4.压力测量块图

GreenPak电路设计实现如图4所示。

来自传感器的单个端部信号是从引脚8获得的，该引脚8连接到PGA的输入。PGA配置如图5所示。它显示以单端模式配置的PGA，增益为4，始终打开电源。

图5.可编程增益放大器配置

PGA的输出连接到模数转换器。ADC的配置是单端模式，使用RC振荡器作为ADC时钟，如图6所示。通过该时钟配置，ADC采样率为1.56 KSP。

使用DCMP / PWM块分析ADC转换。DCMP0将压力与低限制的压力进行比较，指示压力低于其OUT +输出的低电平的配置值。DCMP / PWM 0块配置为DCMP，将肯定输入与存储在寄存器0中的值进行比较。

图6. ADC配置

DCMP2将压力与高限进行比较，表示压力高于其OUT +输出的高电平的配置值。PWM / DCMP 2块被配置为DCMP，将肯定输入与存储在寄存器2中的值进行比较。

DCMP0配置如图7所示.DCMP2的配置与DCMP0的配置相同。

为了确定系统的输出，使用2位LUT4，LUT5和LUT6。LUT4输出仅在检测到低压时高（OUT + DCMP0和OUT + OUT + DCMP2）时高。LUT5输出仅在检测到正确的压力时（在OUT + OUT + OUT + OUT + OUT + OUT + OUT + OUT +）的高电平时都很高。LUT6输出仅在检测到高压时高（在OUT + OUT + OUT + OUT + OUT + DCMP2）的高电平时。图8至10示出了2位LUT4，LUT5和LUT6的配置。