表面橫波輪胎壓力傳感器系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著交通事故的發(fā)生越來越頻繁，如何提高駕駛的安全性能近年來成為關(guān)注焦點(diǎn)。調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)生交通事故的原因多起于輪胎氣壓不標(biāo)準(zhǔn)，而目前第一代的輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（TPMS）的不足之處逐步暴露，因此需要盡快研制出第二代“智能輪胎”并穩(wěn)定可靠的投入現(xiàn)實(shí)生活的應(yīng)用。
　　本論文中針對(duì)研究一種新型的基于表面波技術(shù)的輪胎壓力傳感器系統(tǒng)所需要涉及到的關(guān)注點(diǎn)進(jìn)行了討論分析。為了得到高性能的新一代TPMS將有幾點(diǎn)要求：無源、精度高、穩(wěn)定性好、適用范圍

2、廣且能在惡劣環(huán)境下正常工作，基于此，這里研究分析了一款諧振式無源無線表面橫波輪胎壓力傳感器系統(tǒng)。該傳感器的突出優(yōu)點(diǎn)在于：在歐拉角為（0°，38°，90°）切型的石英晶體上激發(fā)出高性能的表面橫波模式；采用單端口表面橫波諧振器作為敏感元件；力敏結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)則采用集中力作用下表面應(yīng)變均勻的等強(qiáng)度懸臂梁；結(jié)合相應(yīng)的導(dǎo)力機(jī)構(gòu)以提高傳感器的工作性能。
　　文中利用ANSYS有限元分析軟件對(duì)表面波工作機(jī)理進(jìn)行了模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析，對(duì)懸臂梁結(jié)構(gòu)進(jìn)

3、行了靜力分析以提供理論仿真依據(jù)，這些工作都可為將來進(jìn)一步對(duì)傳感器整體的系統(tǒng)級(jí)分析奠定重要基礎(chǔ)，并服務(wù)于傳感器的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　為了可以得到更精確更穩(wěn)定的測(cè)頻結(jié)果，通過離線仿真的形式用MATLAB將不同算法進(jìn)行了對(duì)比分析，并初步確定FFT+DFT測(cè)頻法作為最終可實(shí)現(xiàn)的頻率估計(jì)方案。
　　最后通過對(duì)設(shè)計(jì)的傳感器樣機(jī)進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，結(jié)果表明：該傳感器靜態(tài)中心頻率約為921MHz，在0~0.24MPa的壓力變化范圍內(nèi)所表現(xiàn)出的精