Основным элементом системы прямого контроля давления является датчик давления в шинах. По конструкции различают внешние и внутренние датчики давления. Внешний датчик устанавливается снаружи на вентиль колеса. Внутренний датчик располагается на месте штатного вентиля колеса, при этом его сенсорная часть находится внутри шины.
Датчик давления в шинах устанавливается на каждое колесо и имеет независимый источник питания. Некоторые системы предлагают дополнительный датчик давления в запасном колесе. Наибольшее применение в системах контроля нашли внутренние датчики давления в шинах, поэтому данная статья посвящена этому типу датчика.
Датчик давления в шинах
Датчик давления в шинах представляет собой сложное многофункциональное устройство, которое помимо контроля давления выполняет измерение температуры в шинах, напряжения аккумуляторной батареи, ускорение колеса.
Типовая конструкция датчика включает сенсорный модуль, электронные компоненты обработки и формирования сигнала, трансмиттер (транспондер), антенну и аккумуляторную батарею. Все элементы датчика помещены в корпус из высокопрочного пластика. Датчик давления в шинах рассчитан на работу при температуре от -40 до +125°С.
Основную измерительную функцию выполняет емкостной или пьезорезистивный датчик давления. В дополнение к нему используются датчик температуры, датчик ускорения (акселерометр) и датчик напряжения питания.
Датчик температуры обеспечивает температурную компенсацию измерения давления, а также контролирует перегрев шины. Датчик ускорения используется для обнаружения движения колеса, при котором датчик переводится в активный режим. Датчик напряжения питания следит за состоянием аккумуляторной батареи. При снижении напряжения ниже определенного уровня система выдает специальный сигнал на панели приборов.
Сенсорный модуль соединен с интегральной микросхемой (ASIC), которая обеспечивает обработку сигналов датчиков и формирование выходного цифрового сигнала для трансмиттера. Общими элементами для всех конструкций датчика являются микроконтроллер, аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), оперативная память (RAM), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). Помимо этого в состав ASIC могут входить трансмиттер, ресивер канала опроса датчика, элементы управления питанием и др.
Трансмиттер в составе датчика давления в шинах используется для формирования радиочастотного сигнала и передачи его в ресивер. Сигнал транслируется на следующих рабочих частотах: 434 МГц для датчиков в Европе и Азии, 315 МГц для датчиков в Америке. Помимо данных о давлении в шине сигнал включает идентификационный номер датчика. В большинстве систем TPMS радиочастотный сигнал транслируется пакетами каждые 60с, при изменении давления в шине частота сигналов увеличивается (каждые 15с).
Необходимо отметить, что сигналы датчиков давления не оказывают влияния на работу других электронных устройств в автомобиле (мобильного телефона, радиоприемника, радар-детектора и др.), так как работают на разных с ними частотах.
Непосредственную передачу радиочастотного сигнала осуществляет антенна. В качестве антенны может использоваться металлический корпус вентиля колеса, соединенный с датчиком. Работу датчика обеспечивает литиевая аккумуляторная батарея, рассчитанная на 7-10 лет. Батарея незаменяемая, поэтому после разрядки батареи меняется датчик.
Для сокращения энергопотребления, повышения срока службу батареи в конструкции датчика давления в шинах реализуются различные технические решения:
Ближайшей перспективой является внедрение на автомобилях т.н. безбатарейных датчиков давления в шинах, питание которых будет производиться через антенну.
Оригинал статьи — http://systemsauto.ru/electric/tpms-sensor.html
|
© 2010-2024•ВСЕ ПРАВА ЗАЩИЩЕНЫ
|