伴随着大家对现代车更效率高和更低排出要求的日益提高，汽车传感器系统软件正迅速发展趋势。例如，在底盘上，防抱死制动系统(ABS）转速传感器替代了立即液位传感器，可以使客户分辨出车胎打气情况。用以汽车安全气囊的加速度传感器提升了根据手机陀螺仪的惯性力控制模块。但难题是，哪一种感应器能达到下一代车辆对特性和稳定性的未来发展要求呢？

伴随着大家对现代车更效率高和更低排出要求的日益提高，汽车传感器系统软件正迅速发展趋势。例如，在底盘上，防抱死制动系统(ABS）转速传感器替代了立即液位传感器，可以使客户分辨出车胎打气情况。用以汽车安全气囊的加速度传感器提升了根据手机陀螺仪的惯性力控制模块。但难题是，哪一种感应器能达到下一代车辆对特性和稳定性的未来发展要求呢？

初期的感应器运用包含精确测量油和水的压力/溫度，之后提高了齿轮和凸轮轴部位检验、气体压力/溫度/工作压力和有机废气剖析等运用。降低工业废气代表着在车辆的使用期限期内操纵柴油发动机的性能指标是非常重要的。当代汽车发动机控制系统一般 依据允差輸出扭距与一定区域内键入自变量中间的相互关系的查询表結果来完成，全部这种信息都来自于对多个汽车发动机的测功试验。因为汽车发动机的功能随生产制造输出精度会产生变化，而且会在应用全过程中产生损坏，用以操纵汽车发动机和车辆传动系统传动齿轮转变 的扭距可能一般 并不是最佳的。

第一代轮胎气压监测系统(TPMS）选用ABS车轱辘检验(车胎在气压低下转速比较快），或是充电电池供电系统的胎压传感器和信号发射器。ABS感应器的精密度较低，检验优化算法必须长时间才可以得到平稳結果。充电电池供电系统的感应器具备较高的精密度可是相对来说较为沉重，使用期限比较有限，存有充电电池解决的难题。每一年大家选购的新车胎有十多亿只，废料的蓄电池将造成环境污染问题。

表层声波频率(SAW）技术性能够作为应变力感应器，它重量较轻(<2克），体型小，经久耐用，可反复应用，不用充电电池，适用无线数据传输。SAW感应器可以检验出EPS操纵与驱动力系运用中的扭力和溫度，及其TPMS系统软件中的负担和溫度。SAW特别是在适用于检测转动构件或是这些触碰起來难以或很危险的构件。文中阐述了由Honeywell企业生产制造的SAW感测器体系的制定与了解方式，详细介绍了几类具体的车辆运用。

早在十九世纪，大家就预测分析并剖析了固态的表层声波频率特点，可是直至二十世纪后半叶此项技术性才能够运用到电子控制系统中。SAW机器设备可以将信号转化为具备同样頻率的声数据信号，可是因为声数据信号的传输速率比电子信号慢五个量级，它的光波长要短得多；比如，頻率为100MHz光波长约为3米的电子信号历经SAW机器设备变换以后的光波长仅有30μm。那样大家就可以在较小的封裝规格内对射频信号开展解决。因为声数据信号具备较低的传输速率，因而能够在雷达探测系统软件和电视中应用SAW元器件完成延迟时间和过滤作用，除此之外SAW在手机行业中的运用也慢慢展现出来。Honeywell的SAW感应器在中小型压电式石英石芯管上贴片了两种或三个单端口号谐振器，本征串联谐振为434MHz上下，选用规范的拍照胶版印刷技术性用铝制做而成(如图所示1所显示）。因为SAW过滤器早已建立了很高的批量生产，生产制造SAW谐振器不用新的生产制造专用工具，只必须制做一个新的掩膜，因而SAW感应器具备产品成本低、便于二次供应的优点。

图1. SAW谐振器在中小型压电式石英石芯管上贴片了两种或三个单端口号谐振器，选用规范拍照胶版印刷技术性用铝制做而成。

SAW谐振器

SAW谐振器受频射短单脉冲的鼓励。垂直居中置放的交叉式指型转化器(IDT）根据热电效应将导入的电子信号转化为机械波。这种机械波从IDT到波导管往返传送，直至某一强制性串联谐振以驻波比的方式存有。在该传送数据信号关闭以后，该谐振器再次震荡，可是震荡頻率是被增加的机械设备和/或内应力改动以后的。衰减系数震荡根据热电效应变换回电子信号，再次传送到SAW了解板，并在这儿对次数开展解析并变换为工程项目主要参数。

电子控制系统根据实行各种各样每日任务将SAW感应器的情况变动状况转化为用以车辆操纵工作压力、扭距或气温等有效数据信号。它务必无线网络鼓励SAW每个元器件，读回他们的串联谐振数据信号，分辨他们的頻率，随后运用储存的校正信息内容估算出扭距、工作压力或溫度結果。

依据不一样感测器运用的必须 ，数最多必须查看五个单独的SAW谐振器才可以实现对輸出主要参数的一次精确测量。感应器是一种捷变元器件，一般 包括两个或3个允差頻率最高值在433.05到434.70MHz ISM股票波段上的谐振器。頻率最高值中间的间距务必充分大，以预防在检测全过程中每个頻率最高值回应外界情况产生偏位时发生交叉式。不然，系统软件就没法追踪每一个谐振器与其说相对应頻率中间的关联，造成 在预估最后主要参数时出现错乱。不管选用哪种机械设备封裝，特殊运用中全部的谐振器全是串联的，进而了解系统软件见到的是一个具备多种多样串联谐振波峰焊的单端口号谐振器闭合电路。

与一个频射ASIC相互连接的DSP控制板部门管理SAW谐振器的无线网络了解全过程。该全过程第一步要发送一个捷变频射差分信号，其頻率贴近在其中一个SAW谐振器的串联谐振最高值。了解电源电路与微波感应器感应器中间的无线网络插口依据不一样的使用而不一样。平面图贴片天线光纤耦合器一般 在转距类使用中用以维持电机转子相互间的无间断联接。偶极子天线早已运用在TPMS运用中。这一了解相位差中的信号强度尺寸一般在0.2到3mW中间。在SAW谐振器遭受无线网络鼓励后，频射ASIC从发送方式转换到接受方式，进而可以捕获回到的射频信号。ASIC的接受通道包含一个低噪音放大仪(LNA），后接一个单边带(SSB）混频器，将?433 MHz的数据信号最先下变频为11MHz的高频数据信号，随后历经过滤和变大，键入到一个I-Q混频器，随后对该数据信号进一步开展下变频，转换为1MHz的第二高频数据信号。

那样，SAW数据信号便会分为单独的正交和低頻无线信道，表明为I jQ。这种I和Q数据信号从ASIC传输到DSP中，随后被DSP內部的数模转换器(ADC）与此同时取样。这一了解全过程不断实行数次，进而能够将一个SAW模块的好几个I-Q回应数据信号组成数据同步的方法，称作有关积累，这类方法降低了频射ASIC中随机偏差和位置偏差的危害，提升 了讯号的频率稳定度(SNR）。下一步是测算由取样的I-Q数据信息产生的单数数据信号的离散变量傅里叶变换(DFT），进而分辨串联谐振最高值的精确頻率。这类方法对比仅对多通道键入开展DFT转换的方法更为精准。不会再开展全频带的迅速傅里叶变换(FFT），由于感应器是捷变的，在开展全测量范围精确测量时，取样数据信号的最高值頻率将坐落于第二高频数据信号±谐振器的最高頻率偏位汉语翻译内。最先测算一组间距很大的谱线，为此分辨頻率最高值的大致部位。随后测算一组间距较密的谱线，最终选用内插法计算出精准的串联谐振。

对转化器中的每一个SAW谐振器次序实行以上了解和分辨串联谐振的全过程，将造成一组頻率值，这种頻率值是测算与检验主要参数正相关的求微分偏移的基本。DSP应用一组根据模式的表达式对这种键入的頻率误差开展测算，获得最后的扭距、溫度或工作压力值，传送给汽车控制器或是开展其它更高等级的解决。

SAW感应器

如图2所显示，安裝了SAW谐振器的石英石芯管一般 选用块状不锈钢板封裝，直径大约为11mm，薄厚约为2mm，净重<2gm。

针对轮胎气压检验运用，该芯管坐落于2个突显一部分，受上表层膈膜根据核心气针的顶压而形变。了解和反方向透射数据信号根据一个一般的鞭状天线被广播节目出来 。

针对扭距检验运用(如图所示3所显示），该芯管黏贴在块状机壳的底端，全部元器件再与被测扭距的部件相接。了解和回到数据信号根据非接触式平面图光纤耦合器向外发送。

在TPMS和扭距检验芯管中，三个SAW谐振器造成2个頻率误差，一个正比例于负担或扭距，别的的正比例于溫度。这类办法可以检验出带温度补偿的负担和扭距，还可以独立作为温度监测。

针对TPMS，SAW感应器的安裝也是有很多种方法，能够选用黏贴式硫化橡胶块安裝在车胎上，或是安裝在气门边(硫化橡胶和金属材料），或是在低电压安全性胎上稳定在轮子中。客户能够调节敏感度，以达到从标准气压为10巴的货车到标准气压为2巴的跑车的必须 。典型性精密度为全平均误差的1％。

图2. 石英石芯管一般 选用块状不锈钢板封裝，直径大约为11mm，薄厚约为2mm，净重<2gm。

图3. 针对扭距检验，感应器芯管黏贴在块状列管式的底端.

针对扭距精确测量(如图4所显示），感应器与转动轴或园盘相接，谐振器以±45°的典型性方位角检验裁切应变力的工作压力份量。

图4. 针对TPMS运用，SAW感应器能够借助各种方法组装在车胎上，扭矩传感器与转动轴或园盘相接，谐振器以±45°的方位角检验裁切应变力的工作压力份量.

针对50到500中间的微地应力，测量精度能够做到1％的等级。现阶段运用包含EPAS转向拉杆、汽车发动机flexplates、自动挡輸出轴和转动轴。

文中总结

SAW无损检测技术为车辆中的工作压力、扭距和溫度，尤其是转动构件的检查带来了新的机会。在许多状况下，我们可以从间接性的基本参数精确测量(为可能某一需要的自变量）转换到即时的輸出检验，以完成实时监控和闭环控制系统作用。

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