基于圆环接触式三维压力传感器的胎压检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于压力技术监测领域，设及压力传感器监测方向，具体设及一种基于圆 环接触式=维压力传感器的胎压检测装置。
【背景技术】
[0002] 胎压监测系统通过监视轮胎内压力的变化，通过预警来预防爆胎事故的发生，W 保护车辆行驶的稳定和驾乘人员的安全。胎压监测传感器则是整个系统中的核屯、部件，其 工作性能直接决定了监测系统的准确性和可靠性。按照配置情况，可将压力传感器分为有 源式和无源式两种。有源式传感器需要附带电池供电，W满足传感器工作的能量需要；无源 式传感器则依赖外部能量禪合进行工作。
[0003] 目前，市场上商用的压力传感器都为有源式，即将压力传感器、电源、微型处理器、 及无线通讯模块集成封装起来，安装于轮辆内或轮胎气嘴上。由于其在外部附加的安装方 式，在轮胎维修、调换过程中容易造成气嘴或发射模块的损坏，使胎压监测系统失效。其次， 由于不同轮辆的气口嘴安装角度在5-35度变化时，轮胎压力发射机也W相同的角度变化， 其角度变化大小是±15度。但是，轮胎压力发射机的变化角度大，其天线在装配后的变化 角度也大，在车轮的高速旋转下和轮辆侧边的压力均会形成接触式传感器的偏移量，导致 压力传感器测量数据出现误差，灵敏度小于估计值，同时导致信号发射质量下降。
【发明内容】
[0004] 根据W上现有技术的不足，本发明提出一种胎压检测装置，通过在轮辆上设置多 个压力传感器，实时监测轮胎各点所受压力，并对压力传感器进行改进，提高压力测量精 度，解决了现有技术中压力传感器测量精度低，压力中切向力对法向力的影响，具有压力测 量时=维力测量之间相互不影响，提高测量精度，对轮胎的各点进行同时测量，及时发现胎 压隐患。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种基于圆环接触式=维压力传 感器的胎压检测装置，所述装置包括控制器、天线和多个测量轮胎所受压力大小的压力传 感器，压力传感器通过绑带均匀对称地捆绑在轮辆的内表面，压力传感器测量到待采集数 据后传递信号到天线，天线无线连接控制器，压力传感器是圆环接触式=维压力传感器，压 力传感器传感器包括控制单元、与控制单元分别连接的圆环电容单元组和条状电容单元 组，所述圆环电容单元组用于测切向力和法向力的大小，所述条状电容单元组用于测量切 向力的方向，所述条状电容单元组设置在圆环电容单元组外基板的四角。
[0006] 上述装置中，所述圆环电容单元组包括两对W上圆环电容单元对，所述圆环电容 单元对包括两个圆环电容单元，所述条状电容单元组包括X方向差动电容单元组和Y方向 差动电容单元组，X方向差动电容单元组和Y方向差动电容单元组均包括两个W上相互形 成差动的电容单元模块，所述电容单元模块是由两个W上的条状电容单元组成的梳齿状结 构，每个圆环电容单元和条状电容单元均包括上极板的驱动电极和下极板的感应电极。所 述每个圆环电容单元的感应电极和驱动电极正对且形状相同，所述每个条状电容单元的驱 动电极和感应电极宽度相同，条状电容单元的驱动电极长度大于感应电极长度，条状电容 单元的驱动电极长度两端分别预留左差位5左和右差位5右，b〇驱=b〇感+5右+ 5左，其中b〇 ?为条状电容单元的驱动电极长度，bug为条状电容单元的感应电极长度，所述条状电容单 元的左差位5左=右差位5右，且1兹 > 聲;其中do为弹性介质厚度，G为弹性介质的 抗剪模量，Tm。、为最大应力值。所述两组相互形成差动的电容单元模块的条状电容单元的 驱动电极和感应电极沿宽度方向设有初始错位偏移，错位偏移大小相同、方向相反。所述圆 环电容单元组包括n个同必圆环电容单元，其中其中，曰^为平行板的长度，r圆 为圆环电容单元圆环的宽度，as 相邻两圆环电容单元之间的电极间距。所述同屯、圆环电 容单元的宽度r0和条状电容单元的宽度曰。相等；条状电容单元电极间距a S ^和圆环电容 单元电极间距as 相等，所述条状电容单元的宽度％ 其中，d。为弹性介质厚度，E为 弹性介质的杨氏模量，G为弹性介质的抗剪模量。所述圆环电容单元组和条状电容单元组 的驱动电极通过一个引出线与控制单元连接，所述圆环电容单元组的每个圆环电容单元的 感应电极单独引线与控制单元连接，所述X方向差动电容单元组和Y方向差动电容单元组 的电容单元模块感应电极分别通过一根引出线与控制单元连接。
[0007] 上述装置中，所述控制器包括数据统计单元、数据分析单元和异常数据单元，数据 统计单元进行统计每个压力传感器的检测数据并将数据进行分类，然后将分类后的数据传 递到数据分析单元进行数据分析和相互比较，从而找到异常数据存入异常数据单元，控制 器根据异常数据发送警报信号。所述绑带是混合结构，中间是粘性带，两侧是粗糖带。所述 胎压检测装置还包括连接体，连接体可拆卸地连接在压力传感器和轮胎上的气口嘴中间， 安放天线的压力传感器通过连体和轮胎气口嘴固定在一起，其余压力传感器安置在轮辆 上。
[0008]本发明有益效果是：本发明中在轮辆上设置安装了多个压力传感器，对轮胎的各 点受压实时测量分析，及时发现隐患。本发明的压力传感器在通过电容测量=维力的基础 上，有效使用平板单用的使用面积，并且通过差动等方法有效解决=维力相互影响，从而使 法向与切向转换都达到较高的线性、精度与灵敏度。同时为了保证压力传感器安装的稳定 性，本发明改进了绑带结构，方便安放绑紧传感器，且阻碍传感器运动丢失，本发明非常适 用于工作和车辆行驶。
【附图说明】
[0009] 下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
[0010] 图1是本发明的【具体实施方式】的工作结构框图。
[0011] 图2是本发明的【具体实施方式】的同屯、圆环偏移错位面积分析图。
[0012] 图3是本发明的【具体实施方式】的为外同屯、圆环错位对外径圆分析图。
[0013] 图4是本发明的【具体实施方式】的平行板电容的平面设计图。
[0014]图5是本发明的【具体实施方式】的驱动电极的结构图。
[0015] 图6是本发明的【具体实施方式】的平板电容板的直角坐标系。
[0016] 图7是本发明的【具体实施方式】的两组圆环电容组结构图。
[0017]图8是本发明的【具体实施方式】的差动条状电容单元的初始错位图。
[0018] 图9是本发明的【具体实施方式】的差动条状电容单元受力后偏移图。
[0019]图10是本发明的【具体实施方式】的单元电容对的信号差动示意图。
[0020] 图11是本发明的【具体实施方式】的平行板电容器剖面结构。
[0021] 图12是本发明的【具体实施方式】的压力传感器在轮辆上的安装示意图。
[0022] 图13是本发明的【具体实施方式】的绑带的结构示意图。
[0023]图14是本发明的【具体实施方式】的气口嘴天线的安装结构示意图。
[0024] 图中1为上PCB基板，2为下PCB基板，3为驱动电极铜锥，4为感应电极铜锥，5为 压力传感器，6为轮辆，7为绑带，8为粘性带，9为粗糖带，10为连接体，11为弹性结构，12为 天线。
【具体实施方式】
[0025]下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的【具体实施方式】如所设及的各构件 的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及 操作使用方法等，作进一步详细的说明，W帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术 方案有更完整、准确和深入的理解。
[0026]本发明提供一种基于圆环接触式=维压力传感器的胎压检测装置，其工作结构框 图如图1所示，该检测装置中包括控制器、气口嘴天线12和多个压力传感器5,压力传感器 5均匀捆绑在轮辆6表面，压力传感器5在轮辆6上测量到压力数据后传递信号到气口嘴天 线12,气口嘴天线12安装在气口嘴上，方便信号传递，同时保证了信号传