基于SAWR和輪胎阻抗的無源無線輪胎壓力傳感器研究.pdf

1、隨著汽車的普及和人們對汽車安全行駛性能要求的提高,人們對汽車輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)(Tire Pressure Monitoring System,簡稱TPMS)性能的要求也越來越高。傳統(tǒng)的 TPMS的輪胎壓力傳感器大多采用有源傳感的方式,存在著諸如電池壽命短、安裝不便、廢棄電池化學(xué)物質(zhì)污染等缺陷,因此,研究無源無線的輪胎壓力傳感器成為TPMS發(fā)展的趨勢。
　　無源無線聲表面波(Surface Acoustic Wave,簡稱SAW)傳

2、感器被認為是目前最有希望代替有源器件的無線傳感器。因此,將SAW傳感器應(yīng)用于輪胎壓力傳感器的無源化中,具有非常重要的社會和經(jīng)濟意義。
　　本文利用輪胎阻抗作為輪胎壓力的表征量,并結(jié)合聲表面波諧振器(SAW Resonator,簡稱SAWR),研究了一種基于輪胎阻抗和SAWR的無源無線輪胎壓力傳感器。與傳統(tǒng)的 SAW傳感器大多采用將被測量直接加到其傳播途徑上的方式不同,該傳感器首先將輪胎壓力變化反應(yīng)為輪胎阻抗的阻抗值變化,然后將這個

3、阻抗值的變化轉(zhuǎn)換為SAWR的頻率變化,然后通過無線測量的方式測得這個頻率的變化值,就可以得到最初的壓力變化。
　　論文主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)分析和研究了SAW器件及SAW無源無線傳感技術(shù),并著重分析了基于 SAWR的無源無線外接阻抗傳感器的時頻特性,這些工作是對本文研究的輪胎壓力傳感器進行設(shè)計的理論基礎(chǔ)。
　　(2)研究了輪胎阻抗與輪胎壓力的表征關(guān)系,將輪胎阻抗作為SAW傳感器的外接阻抗,組成了基于 SAWR的

4、輪胎壓力傳感器。通過對傳感器匹配網(wǎng)絡(luò)進行建模和分析,計算得到了輪胎壓力傳感器中各器件的具體參數(shù),最終完成了無源無線輪胎壓力傳感器的設(shè)計。
　　(3)以CycloneⅢ為核心處理芯片,設(shè)計并實現(xiàn)了無源無線輪胎壓力傳感器的射頻收發(fā)系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)計完成后,對壓力傳感器進行了試驗測試,并對得到的數(shù)據(jù)進行了分析。試驗結(jié)果表明,所設(shè)計的基于 SAWR和輪胎阻抗的無源無線輪胎壓力傳感器具有較高的測量精度,達到了傳感器設(shè)計的預(yù)期目標(biāo)。
　　論