汽车轮胎压力传感器工作原理

随着汽车科技的进步，越来越多的汽车都安装上了汽车胎压监测系统，它给我们快捷实时的知道了汽车胎压的情况，开车前再也不用为担心汽车胎压不足和高而烦恼了，汽车胎压监测系统给我们的用车带来了极大的便利。

目前，为了保障汽车的驾驶的安全性，很多汽车轮胎都装有压力传感器来检测压力的变换，据相关数据统计，轮胎压力到达一个合理的数值，不仅能够提高行驶的安全，还能节约油耗。那么汽车轮胎压力传感器的工作原理是什么呢？

汽车压力传感器原理

应变式传感器的工作原理主要是基于电阻应变效应上，就是导体在外界作用下产生机械变形时，其电阻值相应发生变化。通过电阻值的变化与输出电信号变化的关系计算出应变的大小，进而计算出所求压力。 应变式压力传感器主要用来测量流动介质的动态或静态压力，如动力管道设备的进出口气体或液体压力、发动机内部的压力、内燃机管道的压力等。 应变片压力传感器大多采用膜片式或筒式弹性元件。

压阻式压力传感器

压阻式压力传感器的压力敏感元件是压阻元件， 它是基于压阻效应工作的。 所谓压阻元件实际上就是指在半导体材料的基片上用集成电路工艺制成的扩散电阻， 当它受外力作用时， 其阻值由于电阻率的变化而改变。

压阻式压力传感器的主要优点是体积小， 结构比较简单， 动态响应也好， 灵敏度高， 能测出十几帕斯卡的微压， 它是一种比较理想， 目前发展和应用较为迅速的一种压力传感器。这种传感器测量准确度受到非线性和温度的影响， 从而影响压阻系数的大小。 现在出现的智能压阻压力传感器利用微处理器对非线性和温度进行补偿，它利用大规模集成电路技术， 将传感器与计算机集成在同一块硅片上， 兼有信号检测、处理、记忆等功能， 从而大大提高传感器的稳定性和测量准确度。

其他汽车压力传感器

除此之外还有差动变压器式压力传感器（LVDT）、表面弹性波式压力传感器（SAW）， LVDT式压力传感器有较大的输出，易于数字输出，但抗干扰性差；SAW式压力传感器具有体积小、质量轻、功耗低、可靠性高、灵敏度高、分辨率高、数字输出等特点，用于汽车吸气阀压力检测，能在高温下稳定地工作，是一种较为理想的传感器。

轮胎压力监测系统主要有两种解决方案，直接系统和间接系统。

直接式轮胎压力监测系统是利用安装在每一个轮胎里的压力传感器直接测量轮胎的气压，并对各轮胎气压进行显示及监控，当轮胎气压太低或有渗漏时，系统会自动报警。

间接式轮胎压力监测系统是通过汽车abs系统的轮速传感器来比较轮胎之间的转速差别，以达到监控胎压的目的，该类型系统的主要缺点是：

1、不能显示出各条轮胎准确的瞬时气压值；

2、同一车轴或者同一侧车轮或者所有轮胎气压同时下降时不能报警；

3、不能同时兼顾车速、检测精度等因素。

直接式轮胎压力监控系统又分为主动式和被动式两种。

主动式系统是采用在硅基上利用mems工艺制作电容式或者压阻式压力传感器，将压力传感器安装在每个轮圈上，通过无线射频的方式将信号传送出去，安装在驾驶室里的无线接收装置接收到该压力敏感信号，经过一定的信号处理，显示出当前的轮胎压力。

主动式技术的优点是，技术比较成熟，开发出来的模块可适用于各厂牌的轮胎，但缺点同样比较突出，其感应模块需要电池供电，因此存在系统使用寿命的问题。

被动式轮胎压力监控系统的传感器是采用声表面波来设计的，这种传感器通过射频电场产生一个声表面波，当这个声表面波通过压电衬底材料的表面时，就会产生变化，通过检测声表面波的这种变化，就可以知道轮胎压力的情况。虽然此技术不用电池供电，但是它需要将转发器整合到轮胎中，需各轮胎制造商建立共通的标准才有可能实施。

轮胎气压监测系统要检测出轮胎气压的异常状况，只有具有高分辨率才能有高的精度。电池寿命是有限的，且容量也受温度影响。为提高系统的可靠性，传感器最好能进行无源检测。研究表明，利用轮胎压力传感器收集到的信息，可以对车辆悬挂系统进行故障监测并校正导航系统。所以，未来的汽车压力传感器应该是集各种功能于一身的无源智能型传感器。

汽车传感器是近年来发展最快、使用最多的传感器的类别，国内汽车行业的发展刺激着汽车压力传感器的大力发展，先进的制造技术和工艺技术使得传感器的性能越来越高，轮胎压力监控也愈发的准确。