[發明專利]一種車用電阻式氣壓傳感器及其工作方法

有效

• 申請號: 201910012584.7
• 申請日: 2019-01-07
• 公開（公告）號: CN109738108B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 管理松;吳成加;馬智慧;曹大勝;羅楊楊;張復文
• 申請（專利權）人: 安徽天健環保車輛部件有限公司
• 主分類號: G06F1/02
• 分類號: G06F1/02;G01L9/04;G01L9/14
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

本發明公開了一種車用電阻式氣壓傳感器，包括霍爾壓力傳感器、反向電壓放大器、非線性補償電路、可變電阻輸出電路。當氣壓發生變化時,傳感器內彈性元件產生位移時，將帶動霍爾元件在具有均勻梯度的磁場中移動，從而產生霍爾電勢，完成將壓力變換為電壓信號輸出,并通電反向電壓放大器得到一個負壓輸出,由非線性補償電路進行補償后,驅動可變電阻輸出電路,輸出一個模擬電阻信號；本發明在制動系統氣壓發生變化時，通過傳感器內彈性元件的位移帶動霍爾元件位移，產生一個電壓，將輸出的電壓通過信號調理后并進行相應的補償后，驅動單極型場效應管，使工作在可變電阻區內的場效應管的漏?源之間的等效電阻發生變化,最終完成電阻模擬功能。

技術領域

本發明屬于汽車技術領域，涉及一種汽車傳感器，具體是一種車用電阻式氣壓傳感器。

背景技術

目前，應用于汽車制動系統氣壓測量的壓力傳感器絕大部分都是采用電阻應變式氣壓傳感器，電阻應變式壓力傳感器又稱為固態壓力傳感器，壓力傳感器主要由固定在硅杯上的硅杯膜片和外殼組成，硅膜片的上下有低壓腔和高壓腔，通過硅膜片直接感受被測壓力,硅膜片的一面是與被測壓力連通的高壓管道，另一面是低壓腔。低壓腔與大氣相通。在被測壓力或差壓作用下，硅膜片產生應變，擴散電阻的阻值隨應變而變化。其優點是精度高，測量范圍廣，使用壽命長,結構簡單，它的缺點是對于大應變有較大的非線性、輸出信號較弱,在要求較高的測量場合,輸出的信號具有一定的非線性和滯后性.影響了傳感器的正常使用,而且傳感器的一致性較差，成本較高等不利因素。

發明內容

為了克服上述的技術問題，本發明的目的在于提供一種車用電阻式氣壓傳感器，當汽車制動系統氣壓發生變化時,傳感器內彈性元件產生位移時，將帶動霍爾元件在具有均勻梯度的磁場中移動，從而產生霍爾電勢，完成將壓力變換為電壓信號輸出,并通電反向電壓放大器得到一個負壓輸出,由非線性補償電路進行補償后,驅動可變電阻輸出電路,輸出一個模擬電阻信號,反映出當前的氣壓變化。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

一種車用電阻式氣壓傳感器，包括氣壓檢測單元、反向電壓放大器、非線性補償電路和可變電阻輸出電路；

所述氣壓檢測單元與反向電壓放大器相連接，通過反向電壓放大器輸出一個負壓信號；

所述反向電壓放大器與非線性補償電路相連接，用于補償可變電阻輸出電路非線性度，提高電阻兩端電壓動態范圍；

所述非線性補償電路與可變電阻輸出電路相連接，當非線性補償電路的輸出電壓發生變化時，可變電阻輸出電路的回路電阻發生相應變化。

進一步地，所述氣壓檢測單元為霍爾片式壓力傳感器，所述氣壓檢測單元利用霍爾元件將由壓力所引起的彈性元件的位移轉換成霍爾電勢,從而實現壓力的測量；

當氣壓變化時，霍爾壓力元件輸出一個微弱電壓信號；由所述反向電壓放大器將霍爾壓力傳感器輸出大于0V的電壓進行放大，并轉換為一個0至-5V的電壓信號。

進一步地，所述反向電壓放大器輸出的-5V至0V的電壓信號傳輸到非線性補償電路上；所述非線性補償電路包括兩個電性連接的電壓跟隨器相連接而構成，所述非線性補償電路用于適應模擬輸出電阻兩端的電壓動態范圍。

進一步地，所述可變電阻輸出電路為一個串聯結型場效應晶體管輸出電路，通過改變柵源電壓V_GS大小來改變串聯結型場效應晶體管漏-源之間的等效電阻，由非線輸補償電路輸出一個可變電壓，從而達到精確控制輸出電阻。

一種車用電阻式氣壓傳感器的工作方法，該方法包括如下步驟：