TPMS傳感�是指采用輪胎壓力�(jiān)測系統（TPMS=tire pressure monitoring system）實現了對輪胎壓力的實時�(jiān)控的一種傳感器。傳感器中包括感應氣壓的電橋式電子氣壓感應裝�，它將氣壓信號轉換為電信�，通過無線�(fā)射裝置將信號�(fā)射出�，以確保行車安全�
TPMS是汽車輪胎壓力實時監(jiān)視系統“TirePressureMonitoringSystem”的英文縮寫，主要用于在汽車行駛時實時的對輪胎氣壓進行自動�(jiān)測，對輪胎漏氣和低氣壓進行報警，以保障行車安全，是駕車�、乘車人的生命安全保障預警系��
TPMS系統主要有二個部分組成：安裝在汽車輪胎上的遠程輪胎壓力監(jiān)測模塊和安裝在汽車駕駛臺上的中央�(jiān)視器(LCD/LED顯示�)。直接安裝在每個輪胎里測量輪胎壓力和溫度模�，將測量得到的信號調制后通過高頻無線電波(RF)�(fā)射出�。一輛轎車或面包車TPMS系統�4個或5�(包括備用�)TPMS�(jiān)測模塊，一輛卡車有8~36個TPMS�(jiān)測模�。中央監(jiān)視器接收TPMS�(jiān)測模塊發(fā)射的信號，將各個輪胎的壓力和溫度數據顯示在屏幕�，供駕駛者參�。如果輪胎的壓力或溫度出現異�，中央監(jiān)視器根據異常情況，發(fā)出報警信�，提醒駕駛者采取必要的措施�
TPMS傳感器是一個集成了半導體壓力傳感器、溫度傳感器、數字信號處理單元和電源管理器的SoC模塊。為了強化胎壓檢測功�，有不少TPMS傳感器模塊內還增加了加速度傳感器、電壓檢�、內部時�、看門狗，和帶12 bit ADC�4KB Flash�2KB ROM�128 B RAM�128 B EEPROM及其它功能的ASIC數字信號處理單元。這些功能單元使得TPMS傳感器不僅能實時檢測汽車開動中的輪胎壓力和胎內溫度的變化，而且還能實現汽車移動即時開機、自動喚醒、省電等功能。電源管理器確保了系統的低功耗，通常一節(jié)鋰電池可以使�3~5��
TPMS的壓力傳感器都是用基于MEMS技術來設計、生產的，主要有硅集成電容式壓力傳感�(如Freescale的MPXY8020、MPXY8040)和硅壓阻式壓力傳感器(如GE NovaSensor的NPX1、NPXC01746，Infineon SensoNor的SP12、SP12T、SP30)。硅壓阻式壓力傳感器也是一個SoC模塊，一般采用高精密半導體電阻應變片組成惠斯頓電橋作為力/電變換測量電�，其內部典型架構包括整合了采用硅顯微機械加工的壓力傳感器、溫度傳感器、加速度計、電池電壓檢�、內部時鐘和一個包含ADC、取�/保持、SPI�、校�、數據管理以及ID碼的數字信號處理單元，模塊可以利用客戶專用軟件進行配置，其測量精度能達0.01~0.03%FS。此�，為了便于TPMS接收器的識別，每個壓力傳感器都具�6~8位獨特的ID碼�
TPMS 的輪胎壓力監(jiān)測模塊由五個部分組成：
?�?）具有壓力、溫�、加速度、電壓檢測和后信號處理ASIC 芯片組合的智能傳感器SoC�
?�?�4-8 位單片機（MCU）；
?�?）RF 射頻�(fā)射芯��
�4）鋰亞電��
�5）天��
見圖1，圖2 是成品的實物�。外殼選用高強度ABS 塑料。所有器�、材料都要滿�- 40℃到+125℃的汽車級使用溫度范��
�1 TPMS�(fā)射器由五個部分組�
�2 TPMS的輪胎壓力監(jiān)測模塊成品的實物�
智能傳感器是整合了硅顯微機械加工（MEMS）技術制作的壓力傳感�、加速度傳感器芯片和一個包含溫度傳感器、電池電壓檢�、內部時鐘和模數轉換器（ADC�、取�/保持（S/H�、SPI �、傳感器數據校準、數據管�、ID碼等功能的數字信號處理ASIC 芯片。具有掩膜可編程�，即可以利用客戶專用軟件進行配置。它是由MEMS 傳感器和ASIC 電路幾塊芯片，用集成電路工藝做在一個封裝里的（�3�。在封裝的上方留有一個壓�/溫度導入孔（�4�，將壓力直接導入在壓力傳感器的應力薄膜上（圖 5�，同時這個孔還將�(huán)境溫度直接導入半導體溫度傳感器上�
MEMS 硅壓阻式壓力傳感器采用周邊固定的圓形的應力硅薄膜內壁，采用MEMS 技術直接將四個高精密半導體應變片刻制在其表面應力�，組成惠斯頓測量電橋，作為力電變換測量電路的，將壓力這個物理量直接變換成電�,其測量精度能�0.01-0.03%FS。硅壓阻式壓力傳感器結構如圖5 所示，上下二層是玻璃體，中間是硅片，其應力硅薄膜上部有一真空�，使之成為一個典型的絕壓壓力傳感��
為了便于TPMS 接收器的識別，每個壓力傳感器都具�32 位獨特的ID�，它可產�4 億個不重復的號碼�
�3 壓力、加速度與ASIC/MCU組合封裝在一個包裝內
�4 壓力/溫度導入�
�5 硅壓阻式壓力傳感器結�
�6 加速度傳感器平面結構圖
�7 加速度傳感器切面結構圖 同樣，加速度傳感器也是用MEMS 技術制作的，圖6 是MEMS 加速度傳感器平面結構圖，圖7 是加速度傳感器切面結構圖，圖中間是一塊用MEMS技術制作的、可隨運動力而上下可自由擺動的硅島質量塊，在其與周邊固置硅連接的硅梁上刻制有一應變片，與另外三個刻制在固置硅上的應變片組成一個惠斯頓測量電橋，只要質量塊隨加速度力擺�，惠斯頓測量電橋的平衡即被破�，惠斯頓測量電橋就輸出一個與力大小成線性的變化電壓△V�
壓力傳感�、加速度傳感�、ASIC/MCU 是三個分別獨立的裸芯片，它們通過芯片的集成廠商整合在一個封裝的單元�，如�8 美國GE 公司NPX2，圖9 是去掉封裝材料后能清晰地看到這三個裸芯片，三個芯片之間的聯接、匹配也都做在其中了�
�8 美國GE 公司
�9 是去掉封裝材料后
加速度傳感器可使發(fā)射模塊具有自動喚醒功�，SP12/30 和NPX2 系列的智能傳感器都包含了加速度傳感器，加速度傳感器利用其質量塊對運動的敏感�，實現汽車移動即時開�，進入系統自檢、自動喚�，汽車高速行駛時按運動速度
自動智能確定檢測時間周期，用軟件設定安全期、敏感期和危險期，以逐漸縮短巡回檢測周期和提高預警能力、節(jié)省電能等功能?？梢岳眉铀俣葌鞲衅?MCU+軟件設計完成喚醒的功能設�，不再需要用其它芯片，以免增加成本�
� 10 SP30 整合使用PHILPS �
� 11 NPX2 整合使用PHILPS �
智能傳感器模塊還整合了ASIC/MCU，NPX2 和SP30 都是使用PHILPS 的P2SC 的傳感器信號調理的ASIC 芯片（圖10、圖11），在NPX2 的電原理圖中能清晰地看到這個單�，它包括一個作運算處理控制�8 位RISC 單片機、用于安置系統固化程序的4K EROM或FLASH、用于存放客戶應用程序的4K ROM、用于存儲傳感器校準參數和用戶自定義數據�128Byte EEPROM、RAM、定時調制器、中斷控制器、RC 振蕩�，以及將來自傳感器信號進行放大的低噪音放大器LNA、繼而將傳感器信號轉化為數字信號的ADC、與外界聯系的I/O 口、電源管理和看門�、斷�(xù)定時器�1-3 維的LF 接口�
�12 TPMS傳感器模塊技術發(fā)展趨�
TPMS 傳感器模塊技術發(fā)展趨勢是將發(fā)射模塊向高度集成�、單一�、無線無源化方向�(fā)展（�12�。隨著TPMS 產品市場對IC 高整合度和高可靠性的要求，目前已經有了如Infineon SP12/SP30、GE NPX 那樣的將所需測試各物理量的傳感器與MCU 合二為一的智能傳感器模塊，在未來幾年內還會開�(fā)出包含RF�(fā)射芯片三合一的模�，包含利用運動的機械能自供電的四合一的模塊，屆時胎壓力監(jiān)測發(fā)設器只有一個模塊和一個天線組�，客戶的二次設計變得十分簡便�
TPMS傳感器的安裝步驟如下所示：
1、用星形螺絲刀拆下TPMS�(fā)射器上的固定螺釘，將傳感器與專用氣嘴分離；并從專用氣嘴拆下專用氣嘴螺�，待安裝�
2、將輪胎拆下并將外胎分離出輪轂，拆下輪轂上原來的氣嘴�
3、將專用氣嘴安裝在輪轂上，上緊專用氣嘴螺�，保證氣嘴與輪轂接觸緊密�
4、用固定螺釘將傳感器安裝在已裝好的專用氣嘴上，要求傳感器位置與輪轂弧面基本平�、傳感器固定可靠�
5、將輪胎安裝到輪轂上，對輪胎充氣和充氣檢查后擰上氣嘴蓋帽，做輪胎動平衡調整�
6、以同樣方法安裝其他輪胎上傳感器，安裝過程應小心、不要損壞傳感器�
TPMS有機電式和電子式兩種形式之分。電子式TPMS成本�，技術含量高，服務對象主要是6輪和7輪汽車；機電式TPMS成本�，技術含量低，制造簡單，服務對象主要是載貨汽�、客�，車輪數目不��
因使用環(huán)境較差，要求TPMS傳感器導通性能良好、工作穩(wěn)定，尤其是內部彈簧在使用�(huán)境溫度為80℃時，不能出現疲勞失效等現象。TPMS傳感器的性能參數見下��
維庫電子通，電子知識，一查百��
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