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基于硅压阻技术的压力传感器在TPMS无线传感节点中的应用设计*(2011年)

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简介:
本文介绍了采用硅压阻技术的压力传感器在轮胎压力监测系统(TPMS)无线传感节点上的应用设计,探讨了其性能优化和实际测试结果。 针对量程在800kPa以上的进口TPMS传感器芯片价格昂贵与目前大客/货车安装胎压监测系统必要性之间的矛盾问题,本段落提出了一种基于TI公司MSP430F2112处理器的高性价比TPMS无线传感器节点设计方案。该方案涵盖了总体设计思路、压力传感器非线性补偿算法、详细的硬件配置以及软件控制策略。 实验测试结果显示:本设计方案中的硬件电路及补偿计算方法相对简单;能够显著改善压力传感器的热灵敏度特性;系统具备可靠的无线通信性能和灵活的组态设置选项;同时,该方案实现了低功耗、小体积与轻量化设计,性价比合理。因此,这种TPMS无线传感器节点具有广阔的应用前景。

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客服
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  • TPMS线*(2011)
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    本文介绍了采用硅压阻技术的压力传感器在轮胎压力监测系统(TPMS)无线传感节点上的应用设计,探讨了其性能优化和实际测试结果。 针对量程在800kPa以上的进口TPMS传感器芯片价格昂贵与目前大客/货车安装胎压监测系统必要性之间的矛盾问题,本段落提出了一种基于TI公司MSP430F2112处理器的高性价比TPMS无线传感器节点设计方案。该方案涵盖了总体设计思路、压力传感器非线性补偿算法、详细的硬件配置以及软件控制策略。 实验测试结果显示:本设计方案中的硬件电路及补偿计算方法相对简单;能够显著改善压力传感器的热灵敏度特性;系统具备可靠的无线通信性能和灵活的组态设置选项;同时,该方案实现了低功耗、小体积与轻量化设计,性价比合理。因此,这种TPMS无线传感器节点具有广阔的应用前景。
  • 智能汽车MEMS
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    本研究聚焦于利用微机电系统(MEMS)技术开发先进的智能硅压阻汽车压力传感器,旨在提升汽车系统的性能与安全性。通过集成创新结构设计和信号处理算法,该传感器能实现高精度、快速响应的压力测量,广泛适用于车辆的多种应用场景中。 本段落介绍了利用MEMS(微机电系统)技术制造的硅压阻力敏元件,并结合智能集成化信号调理技术设计出适合批量生产的、小型且坚固封装的通用汽车压力传感器。通过智能调理技术对传感器进行温度校准,确保其在宽温工作范围内实现高精度测量,同时满足大规模生产的需求。 引言指出,在当今时代,随着汽车性能不断提升的背后是汽车电子行业的快速发展。其中最为关键的部分之一便是各种类型的传感器。这些元件能够将物理信号转换为电信号,并传递给车辆的控制单元以调控汽车运行状态。因此,作为现代汽车中不可或缺的关键组件,在当前科技迅猛发展的背景下显得尤为重要和备受关注。美国著名汽车传感器专家弗莱明曾于2000年指出这一趋势的重要性。
  • 线数据输装置
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    本项目专注于开发一种应用于无线数据传输装置的压力传感器设计方案,旨在提高传感技术中数据采集和传输的效率与准确性。 摘要:通过使用无线发射接收模块并结合单片机控制技术,设计了一种用于压力传感器的无线数据传输系统。实际测试表明该系统的性能满足了设计要求,并且能够实现几十米范围内的信号传输。 关键词:无线发送与接收;单片机;数据采集 引言 在当今信息化时代,各种信息感知、收集、转换、传输和处理的技术工具——传感器,在各个应用领域中扮演着不可或缺的角色。特别是在自动监测及控制系统中,传感器的应用尤为重要。然而,在某些特定环境下,由于条件限制,采用传统的有线电缆方式来传递信号可能无法满足需求甚至根本不可行。近年来,无线通信技术取得了显著的进步,尤其是数字电路和射频电路工艺的发展使得无线通信变得更加经济且可靠。本段落通过使用专用的无线收发模块设计了一种基于压力传感器的数据传输系统。
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    本文章深入探讨了扩散硅技术在压力传感器和压力变送器中的应用,详细分析其工作原理、性能特点及行业应用前景。 压力传感器(包括压力变送器和扩散硅压力传感器)采用带不锈钢隔离膜的扩散硅压阻式元件进行信号测量。其内置的专业信号处理电路位于坚固的不锈钢壳体内,将原始信号通过特定调理转换为标准4-20mA电流或RS485数字信号输出。 DATA-52系列的压力传感器经过了长期的老化和稳定性测试等严格工艺流程,确保产品性能稳定可靠。因此,它们被广泛应用于石油、化工、冶金及电力等行业中的现场测量与控制系统中。
  • MEMS式加速度
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    本研究探讨了采用MEMS技术设计并制造硅微压阻式加速度传感器的方法与过程,旨在提升传感器性能和应用范围。 本段落以双端固支式硅微加速度传感器为研究对象,利用Aasys软件对其性能进行了仿真分析,并介绍了基于MEMS技术的硅微压阻式加速度传感器的设计。
  • 51单片机智能
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    本项目介绍了一种以51单片机为核心,应用于测量与控制领域的智能压力传感器的设计与实现。该传感器结合现代传感技术和微处理器技术,在工业自动化、医疗设备及环境监测等领域具有广阔的应用前景。 在现代科技领域里,传感器技术变得越来越重要。本段落主要探讨了51单片机在智能压力传感器设计中的应用及其发展的影响。研究的重点在于提升智能压力传感器本身的稳定性,并通过结合使用51单片机与压力传感器来增强其抗干扰能力,从而推动了压力传感器的智能化和标准化进程。 0 引言 目前所有兼容Intel 8031指令系统的单片机被统称为51单片机。Intel公司的8031单片机是51系列中的始祖机型之一,并且它是当前应用最为广泛的八位单片机之一。随着Flash rom技术的进步,该类芯片得到了持续的发展,在工业测控系统中获得了广泛的应用。ATMEL公司推出的AT89系列产品就是基于Intel 8031架构的优秀代表。
  • .doc
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    本文档探讨了基于电阻应变效应设计压力传感器的方法和技术,详细分析了其工作原理、制作工艺及应用前景。 电阻应变式压力传感器设计 本段落档详细介绍了电阻应变式压力传感器的设计过程。从原理分析到实际应用,文档涵盖了该类型传感器的各个方面,包括但不限于材料选择、结构优化以及性能测试等内容。通过深入浅出的方式讲解相关技术细节,旨在帮助读者更好地理解和掌握这种广泛应用在工业自动化和精密测量领域的传感器设计方法和技术要点。
  • 电路
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    本项目聚焦于压阻式压力传感器的工作原理及其应用,深入探讨其内部结构和特性,并提供实用的应用电路设计方案。 ### 压阻式压力传感器及其应用电路设计 #### 一、引言 随着现代工业技术的发展,压力传感器作为重要的传感设备,在各个领域发挥着关键作用。本段落将详细介绍压阻式压力传感器的工作原理及相关应用电路的设计,并通过一个具体的应用案例进行说明。 #### 二、压阻式传感器概述 压阻式传感器是一种能够将机械应变转化为电阻值变化的传感器。其基本工作原理是基于半导体材料的压阻效应,即在外力作用下,半导体材料的电阻率发生变化。这一特性使得压阻式传感器能够在各种恶劣环境下保持稳定的工作性能。 #### 三、压阻式传感器的工作原理 ##### 3.1 半导体材料的压阻效应 压阻式传感器的核心在于利用半导体材料(通常是单晶硅)的压阻效应。当半导体材料受到外力作用时,其内部的电子结构会发生变化,从而导致电阻率的变化。这一变化可以通过公式表示: \[ \frac{\Delta R}{R} = \alpha \cdot \epsilon \] 其中,\(\frac{\Delta R}{R}\) 表示电阻的相对变化量;\(\alpha\) 是压阻系数;\(\epsilon\) 是材料的应变(长度的相对变化量)。压阻系数 \(\alpha\) 和材料的弹性模量 \(E\) 有关,可以表示为 \(\alpha = -\frac{\pi E}{(1+\nu)(1-2\nu)}\) ,其中 \(\nu\) 是泊松比。 ##### 3.2 应变片的应用 为了将非电量如压力、力或加速度等转换成电信号,通常需要在弹性元件上贴附应变片。当这些物理量作用于弹性元件时,会使弹性元件发生形变,进而产生应变。应变片会将这一应变转化为电阻值的变化,通过这种方式实现非电量到电量的转换。 #### 四、压阻式传感器的应用电路设计 ##### 4.1 供电电路 压阻式传感器可以采用恒压源供电,也可以采用恒流源供电。恒压源供电方式简单,但在温度变化较大的环境中可能会对测量结果产生影响。相比之下,恒流源供电方式可以有效减少温度变化带来的影响。 ##### 4.2 桥式电路的应用 为了提高测量精度,通常采用惠斯通电桥(Wheatstone Bridge)作为压力传感器的检测电路。电桥由四个电阻组成,其中两个电阻作为固定参考电阻,另外两个电阻则作为感压元件。当压力作用于传感器时,感压元件的电阻值会发生变化,导致电桥不平衡,从而产生输出电压。输出电压与压力成正比关系,可以用来精确地测量压力的大小。 #### 五、应用实例 假设有一个压阻式压力传感器用于监测管道中的气体压力。该传感器采用恒流源供电方式,并通过惠斯通电桥来提高测量精度。当管道中的气体压力发生变化时,传感器中的应变片随之产生应变,进而引起电阻的变化。通过测量电桥输出电压的变化,即可得到管道内气体压力的具体数值。 #### 六、总结 压阻式压力传感器因其简单可靠的结构、良好的稳定性以及广泛的适用范围,在众多压力传感器中脱颖而出。通过合理的电路设计,可以进一步提高其测量精度和稳定性。未来,随着材料科学和技术的进步,压阻式压力传感器将在更多领域发挥重要作用。
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  • 电路.pdf
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    本文档《压阻式压力传感器与应用电路设计》探讨了压阻式压力传感器的工作原理及其在不同领域的应用,并详细介绍了相关的电路设计方案。 本段落讨论了压阻式压力传感器的设计及其外围电路电桥的应用设计,并介绍了其工作原理及相关应用电路。通过一个实例进一步阐明了这些概念。