【W(wǎng)ord版本下載可任意編輯】汽車電子的壓力傳感器電路設(shè)計(jì)汽車傳感器是汽車電子化、智能化的根底和關(guān)鍵，而其中使用較多、發(fā)展快的是壓力傳感器。汽車壓力傳感器應(yīng)用在汽車的很多系統(tǒng)中，如電子檢測系統(tǒng)、保安防撞系統(tǒng)等。其中應(yīng)用在輪胎氣壓方面的目的在于限度地減少或消除高壓爆胎和低壓輾胎造成的輪胎早期的損壞，使輪胎經(jīng)常保持標(biāo)準(zhǔn)氣壓，延長輪胎的壽命，降低輪胎的消耗，提高經(jīng)濟(jì)效益。有報(bào)道說，將微型壓力傳感器埋置于汽車輪胎中，測量其中氣壓，以控制對(duì)輪胎的充氣量，防止過量和不夠，由此可節(jié)省百分之十的汽油。

簡單的信號(hào)調(diào)節(jié)電路應(yīng)該允許放大器的輸出與所使用的傳感器相互獨(dú)立，提供互換性和高電平輸出并且成本低廉。傳感器補(bǔ)償板上的激光調(diào)整電阻調(diào)節(jié)外部放大器的增益使之與壓力靈敏度變化歸一化。

圖1所示信號(hào)調(diào)節(jié)電路提供了用作傳感器激勵(lì)的精細(xì)恒流源和由傳感器中反應(yīng)電阻R控制增益的儀用放大器。

電流源是由±1%帶隙的基準(zhǔn)二級(jí)管VR控制，基準(zhǔn)電流I0由下式定義：I0=（E0-e0）/R2

其中：E0-二級(jí)管基準(zhǔn)電壓：1.235V±1%（LM385）eo放大器A1的偏移；R2反應(yīng)電阻值

選用失調(diào)電壓小于1mV的放大器A1和公差為±1%的電阻R2，則可產(chǎn)生電流I0=0.996MA，其典型精度為±1.4%。增益調(diào)節(jié)電阻r調(diào)節(jié)為R3=R4=100K一個(gè)2V的差壓輸出。

如果要求零位調(diào)節(jié)，使用OP227代替LT1013放大器并加上零位電位器P1。零位電壓相對(duì)于差動(dòng)偏聽偏差小于0.5mV的輸入為±4mV，，這對(duì)傳感器偏移的典型值（小于±1mV）而言就約有±3.5mV的零位需要補(bǔ)償。

放大器提供另外的放大R8/R5，并將級(jí)的不同漂移電壓轉(zhuǎn)換為一個(gè)單端輸出電壓，整個(gè)的輸出電壓的等式為：Vout=2×A×R8/R5=5.000V@A=I。A是實(shí)際激勵(lì)電流I0和指定電流的比例。

輸出幅度的總精度受反應(yīng)電阻R3至R8的精度的影響，±0.1%精度的電阻如Mepco/Electra5063Z，典型的增益誤差約為±0.24%。如果使用匹配較好的薄膜電阻，如Bechman694-3-A，精度誤差可進(jìn)一步減小，在不加任何調(diào)試和壓強(qiáng)測試的情況下，整個(gè)信號(hào)調(diào)節(jié)電路在某個(gè)參考溫度下的幅度綜合誤差的典型值為1.1%，這個(gè)誤差將疊加在傳感器的精度±1%之上。

如果沒有壓力源，可用下面的步驟來減小放大器的增益誤差，采用以下方法則電阻R2至R8可不用精細(xì)電阻，同樣能到達(dá)1%的傳感器幅度誤差。

校準(zhǔn)步驟：

1）用精度為0.1%的7.50K電阻代替電阻r

2）檢查放大器的增益K并計(jì)算增益比X（與理想增益K0=69.028V/V相比），其中X=K/K0

3）通過調(diào)節(jié)電位器設(shè)置電流I0=0.996/X（A）。

假設(shè)電橋電阻的值為6.4KΩ（50℃）時(shí)，電橋電阻為0.996mA，二級(jí)管參考電壓是1.2V，這樣放大器A1的輸出電壓是7.4V，而且對(duì)于LTC1051放大器，在1A輸出電流時(shí)正向飽和壓降為0.5V，因而與所用電流源和放大器LTC1051有關(guān)的激勵(lì)電壓是7.9V（7.4V+0.5V）。對(duì)于LT1490，激勵(lì)電壓應(yīng)是7.6V。激勵(lì)電壓受控于指定放大器的電壓調(diào)整特性。

輪胎氣壓測量及電路設(shè)計(jì)

下面以測量輪胎氣壓為例詳細(xì)闡述氣壓傳感器在汽車輪胎方面的應(yīng)用。此種設(shè)計(jì)可做成一種便攜式的裝置，測量時(shí)將氣壓傳感器的表置于輪胎氣門嘴上，這時(shí)胎壓作用于傳感器的膜片上，通過壓阻效應(yīng)和系列變換輸出微弱的電壓信號(hào)，將電壓信號(hào)開展相應(yīng)處理顯示電壓值。由此可知不同的氣壓對(duì)應(yīng)著不同的電壓值，即氣壓值和電壓值是一一對(duì)應(yīng)的，從而間接測量了氣壓值。胎壓測量電路方框圖如圖2所示。

圖2：胎壓測量電路方框圖

電壓信號(hào)放大電路

我們選用的高精度低噪聲儀用放大器AD620，可以用在傳感器輸出信號(hào)小的放大器中，如光電池傳感器、應(yīng)變片傳感器以及壓力傳感器等。由于它具有低噪聲、增益精度高、增益溫度系數(shù)小和高線性度等優(yōu)良性能。用于此系統(tǒng)中是非常理想的。AD620是一種只用一個(gè)外部電阻就能設(shè)置放大倍數(shù)為1-1000的儀表放大器，具有良好的直流性能和交流性能，AD620的體積小、功耗低成為應(yīng)用在壓力傳感器中的重要因素，傳感器信號(hào)放大電路如圖3所示。

圖3：