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澤天傳感壓力傳感器陣列研究之關鍵技術

發(fā)布時間:2014-7-17??????發(fā)布人:澤天傳感??????點擊:

壓力傳感器陣列安裝在發(fā)動機上,用于壓力矩陣的測量。在技術上存在不少難點,通過科研攻關,取得了不少的成績,對公司科技創(chuàng)新具有現(xiàn)實的意義。

1、結構上的設計突破

通過三通結構設計,將兩個傳感器芯體同方向固定在一個引壓接口上,節(jié)約了空間,使得將8個壓力傳感器敏感芯體集成在100mm*80mm*50mm的空間內(nèi)成為可能。因”Y”形的三通結構不便于加工,如僅采用車削工藝,容易產(chǎn)生毛刺和多余物。在初樣的基礎上,正樣將“Y”零件拆分為“V”和“I”兩個零件,先將零件車孔,然后焊接在一起,最后加工外形。保證了氣路的通暢和內(nèi)部邊角的光滑。另外,創(chuàng)造性地將調(diào)理電路固定在傳感器的側面,而不是像所有壓力傳感器調(diào)理電路板敏感芯體的正上方。固定在側面可以減小單個傳感器的高度,為通信電路板讓出安裝空間。

2、壓力信號的數(shù)字量轉換

通過應用單芯片的傳感器調(diào)理電路,對傳感器進行供電和信號采集,并將采集的原始信號直接轉換為15bit的數(shù)字信號,在數(shù)字域中對溫度漂移和靈敏度進行補償,直接通過上級電路對該調(diào)理電路進行數(shù)字壓力信號的讀取。該電路大小僅為10mm*12mm,能夠在-40℃~125℃內(nèi)工作,即在非常小的空間內(nèi)實現(xiàn)了復雜的功能。為小體積傳感器陣列的實現(xiàn)提供了基礎。

3、IIC總線在傳感器上的應用

該傳感器陣列需提供IIC總線,便于外部電路從該總線讀取壓力傳感器陣列的數(shù)據(jù),IIC總線采用硬件模塊實現(xiàn),保證其400Kbit/s高速運行和極少的CPU干預。CPU節(jié)約的時間可來模擬SPI總線和對單個傳感器進行高頻率的數(shù)據(jù)獲取,保證陣列外部電路獲取壓力信號的實時性。實現(xiàn)了IIC總線在傳感器上的應用。

該項目的意義有以下兩點:

1、實現(xiàn)壓力傳感器的高密度集成,在較小的空間內(nèi)完成壓力矩陣的壓力測量,符合發(fā)動機空間狹小的工況要求。

2、為我司小體積傳感器的生產(chǎn),數(shù)字智能傳感器的生產(chǎn)打下了基礎。

該項目的亮點如下:

1、在-40℃~125℃范圍內(nèi)實現(xiàn)了IIC和SPI通信。

2、通過測量傳感器的共模電壓實現(xiàn)Bit功能。

目前,利用數(shù)字電路對傳感器進行信號調(diào)理,已經(jīng)有較成熟的經(jīng)驗和方案。但是,數(shù)字電路其可靠性畢竟沒有模擬電路高,其溫度補償存在缺陷,無法對壓力介質(zhì)溫度快速變化引起的傳感器漂移進行補償。本文源自澤天傳感,版權所有,轉載請保留出處。