壓力傳感器陣列安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上，用于壓力矩陣的測(cè)量。在技術(shù)上存在不少難點(diǎn)，通過科研攻關(guān)，取得了不少的成績(jī)，對(duì)公司科技創(chuàng)新具有現(xiàn)實(shí)的意義。

1、結(jié)構(gòu)上的設(shè)計(jì)突破

通過三通結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將兩個(gè)傳感器芯體同方向固定在一個(gè)引壓接口上，節(jié)約了空間，使得將8個(gè)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(jié)構(gòu)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(chǔ)上，正樣將“Y”零件拆分為“V”和“I”兩個(gè)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(cè)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(cè)面可以減小單個(gè)傳感器的高度，為通信電路板讓出安裝空間。

2、壓力信號(hào)的數(shù)字量轉(zhuǎn)換

通過應(yīng)用單芯片的傳感器調(diào)理電路，對(duì)傳感器進(jìn)行供電和信號(hào)采集，并將采集的原始信號(hào)直接轉(zhuǎn)換為15bit的數(shù)字信號(hào)，在數(shù)字域中對(duì)溫度漂移和靈敏度進(jìn)行補(bǔ)償，直接通過上級(jí)電路對(duì)該調(diào)理電路進(jìn)行數(shù)字壓力信號(hào)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(shí)現(xiàn)了復(fù)雜的功能。為小體積傳感器陣列的實(shí)現(xiàn)提供了基礎(chǔ)。

3、IIC總線在傳感器上的應(yīng)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(shí)現(xiàn)，保證其400Kbit/s高速運(yùn)行和極少的CPU干預(yù)。CPU節(jié)約的時(shí)間可來模擬SPI總線和對(duì)單個(gè)傳感器進(jìn)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(hào)的實(shí)時(shí)性。實(shí)現(xiàn)了IIC總線在傳感器上的應(yīng)用。

該項(xiàng)目的意義有以下兩點(diǎn)：

1、實(shí)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(cè)量，符合發(fā)動(dòng)機(jī)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(chǔ)。

該項(xiàng)目的亮點(diǎn)如下：

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

2、通過測(cè)量傳感器的共模電壓實(shí)現(xiàn)Bit功能。

目前，利用數(shù)字電路對(duì)傳感器進(jìn)行信號(hào)調(diào)理，已經(jīng)有較成熟的經(jīng)驗(yàn)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(bǔ)償存在缺陷，無法對(duì)壓力介質(zhì)溫度快速變化引起的傳感器漂移進(jìn)行補(bǔ)償。本文源自澤天傳感，版權(quán)所有，轉(zhuǎn)載請(qǐng)保留出處。