内容

1.参考文献

2.介绍

3.压力传感器

4.原理图

5.实施

6.测试和结论

7.结论

参考文献

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介绍

更新的汽车通常配备了胎压监测系统(TPMS)，当轮胎明显充气不足时，该系统会向驾驶员发出警告。美国交通部(DOT)和国家公路交通安全管理局(NHTSA)认为这一安全特性非常重要，因此发布了一项联邦机动车安全标准。轮胎压力会影响车辆的燃油经济性、操控性，并可能导致灾难性的轮胎故障。在这个应用说明，过度膨胀检测也包括在内。该系统还可以用于防盗，当其中一个传感器没有发送信息时发出警告(在这种情况下，一个轮胎可能被偷了)。

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

直接系统通常更精确和可靠，大多数都能指出哪个轮胎充气不足。

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。

在此实现中，将使用直接轮胎压力测量系统。在这种情况下，将使用SLG46620V对每个轮胎进行局部压力测量和分析，通过通信系统将欠压、超压或正确压力信息发送到中心系统(车载计算机或专用系统)(图1)。TPMS也可以通过在汽车的控制台增加一个小型中央系统来改装老款汽车。

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。雷竞技安卓下载

在这种情况下，有两种类型的传感器:差压传感器和绝对压力传感器。差压是测量实际压力和大气压力之间的差值。绝对零度是相对于完全真空(外太空)测量的参考压力。

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。

该应用选择的压力传感器是SMI压力传感器的SM5420C-060。它是一种绝对压力传感器，工作压力范围为0至60psi。电源必须为5V(兼容SLG46620V)，电流低消耗1mA。该传感器的优势之一是，它被认证用于汽车应用，符合AEC Q100标准(汽车电子理事会关于集成电路失效机制应力测试资格的标准)。雷竞技安卓下载

所选压力传感器具有与所测压力成比例的差分输出，可以将其建模为

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。

传感器最重要的特性如表1所示。

表1.压力传感器特性

参数	价值
电力供应	5伏
输入电流	马1
工作温度	-40到125°C
操作压力	0至60psi
跨度	100 mV典型(最大135mV)
零偏移	0 mv.

原理图

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3。信号调理原理电路

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，用运算放大器U1将传感器的差分输出(out+和out -)转换为单端信号。这是通过一个典型的带有单位增益的微分配置来实现的。用这个电路，U1输出处得到的信号为

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._闵电压从SLG46620V DAC获得，将其输出连接到其中一个gpio。

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。

这种实现的另一个重要好处是处理速度。考虑到NHTSA标准对时间的要求，SLG46620V处理传感器数据的速度非常快，因此机载计算机可以在报告低压或高压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的输出连接到模拟数字转换器。ADC的配置是单端模式，RC振荡器作为ADC时钟，如图6所示。使用这种时钟配置，ADC采样率为1.56 ksps。

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。