汽车胎压校准装置设计研究

马秀英 刘俊岐

摘 要：轮胎的压力低于一定的值之后，会使轮胎的胎体增大变形，轮胎的侧面也会出现裂纹或者裂口，并产生屈挠运动，造成轮胎的发热现象很明显，导致轮胎的胶化现象，严重的会使轮胎接地时的接触面积增大，胎肩磨损。当轮胎的气压高于一定值时，会导致轮胎帘线的拉长变形，轮胎的弹性下降，导致在行驶中的汽车会负荷增大，当遇到突发情况的撞击时，就会产生内部裂开和轮胎的爆破，轮胎气压过高时，还会让胎冠磨损越来越严重，导致耐轧的性能越来越差。因此在车辆充气的时候，汽车胎压的校准如何解决汽车安全行驶问题与减少人们财产损失，提高汽车运输的发展都具有非常重要的意义。

在此设计中采用STC（宏晶）公司的直插式单片机DIP-40，晶体49S型无源晶振，30PF电容两个，显示屏一个，气体压力变送器模块两个，2200Ω和10Ω电阻各一个。压力传感器收集信号，传感器接收信号后，给单片機进行程序计算，计算结果显示在显示屏幕上，如果与胎压表数值一致则显示出当前的准确值，如果与胎压表数值不符，则报警。

关键词：单片机DIP-40；气体压力变送器模块；胎压

中图分类号：TP368 文献标志码：A

1 胎压报警装置简介

轮胎的压力低于一定的值之后，会使轮胎的胎体增大变形，轮胎的侧面也会出现裂纹或者裂口，并产生屈挠运动，造成轮胎的发热现象很明显，导致轮胎的胶化现象，严重的会使轮胎接地时的接触面积增大，胎肩磨损。当轮胎的气压高于一定值时，会导致轮胎帘线的拉长变形，轮胎的弹性下降，导致在行驶中的汽车会负荷增大，当遇到突发情况的撞击时，就会产生内部裂开和轮胎的爆破，轮胎气压过高时，还会让胎冠磨损越来越严重，导致耐轧的性能越来越差。因此在车辆充气的时候，汽车胎压的校准如何解决汽车安全行驶问题与减少人们财产损失，提高汽车运输的发展都具有非常重要的意义。

轮胎的压力表是一种专门用于测量一切车辆的车轮胎内所含气体压力的计量用具。传统胎压表是纯机械结构，运用时间过长会产生金属疲劳让胎压表和橡胶老化从而指示的压力值不准。所以在给车辆打气的同时需要一个汽车胎压的校准装置来检测车胎压力和传统压力表的校准，让车胎的气压得到一个标准值。做此次设计的目的是在于，保证汽车轮胎的安全品质的前提下，增加汽车轮胎的气体压力在一定的安全范围之内的保证值，并切实有效地提升传统胎压表的准确性，让我们在汽车电子产品方面获得最佳的品质服务。本课题对于社会来说，会努力降低车辆因为汽车轮胎的压力而造成的交通事故，从而减轻人财损失。

在做汽车胎压校准装置问题时，我们应该考虑如何根据不同的环境中的不同情况进行实现汽车轮胎的压力值，精确测量是保证该设计问题的重要因素。本设计应该选择一些当前行业品质最高最好的传感器，进入了解深入学习并运用到实际物体上，从而保证本设计在汽车轮胎值参数在测量上的各项指标是安全可靠的。功耗是影响整个系统寿命的关键因素，本设计应运用到专供的低功能消耗元件，在实体设计当中要注意功耗和性能的指标，并且在系统设计中要满足软件系统的指标，尽可能地降低汽车轮胎参数量的采集次数，从而减少电能的消耗，使电池寿命延长。因为所设计汽车胎压校准装置需要考虑工作环境的条件，比如噪声、电磁屏蔽会对无线信号产生很大的干扰信号，所以一定要设计出一套防干扰的设备，使本设计系统更佳可靠。

2 设计思路及系统原理

本次设计所需的单片机是由宏晶生公司生产的，它是最新一代的单片机，具有高速、低功耗、强干扰的特点。指令的代码既有传统的功效，也比传统的速度快。内部的集运用了复位电路、PWM、A/D转换器，根据不同环境、不同的方式对电机产生一定的抑制作用，特别在强干扰的时候抑制作用最大。气体压力变送传感器工作，压力变送器是由两种气体压力所控制，一个通入高压室，另一个通入低压室，通入低压室的压力，一般都是大气压或者是真空，其工作在敏感元件、两侧隔离膜片上，并由菲格瑞思隔离片、元件内的填充液体，传送到测量的膜片两侧。

压力变送器、由测量的膜片、两侧的绝缘片上的电极和一个电容器所组成。当两边的气体压力不一样时，就会使测量膜片左右移动，其左右移动位置的数值和气体压力的差成正比，因此两边的电容量是不同的，那么就只能用振荡与解调的方式，与其转变为与气体压力成正比的信号。

系统核心部件是气体压力变送器，主要是用于收集胎压压力信号传送到单片机进行运算的运算过程，就是将气体压力变送器所收集到的胎压压力以信号的方式传送到单片机DIP-40上，单片机通过人为所编程序进行数值计算，计算对比出结果，通过显示屏显示出相应的值，如果对比结果一致将显示准确值，否则报警，图1是系统原理总图。

3 创新点及有益效果

运用proteus软件对电路进行仿真，在测试实验中，先给气体压力传送器进行一运用个气压值，VCC提供电源给单片，当气体压力的一定值传送给单片机后，单片机通过接收到的信号进行程序上的计算，通过计算出两个气体压力传感器的传送数值进行对比，如果数值相同，则通过显示屏输出相应的数值，得出数值后再与机械式胎压表进行对比，从而得到校准目的，当两个气体压力传送器信号值送到单片机进行运算后的结果不一致，则显示屏就会出现报警WARNING字样，整个系统实物是模拟实际给汽车胎压测量来进行设计的，下面模仿整个系统实际校准的实际操作情况。在这个调试过程中，由于现场条件的局限性和设备的限制性，所设计出的实物并不是那么美观，线路也比较复杂。在检测的过程中是以两个气体压力传送器为主要接送信号的装置，通过单片机计算，显示屏显示数值，再与机械式胎压表上的数值进行对比，如果误差在一定的范围内，那么我们就得出了校准的目的。

在该系统的控制部分，除了单片机这一核心元件，还有显示屏、寄存器、电阻及电容等辅助元件。当气体压力的一定值传送到单片机后，单片机将把接收到的信号在内部所设置的程序中进行精确的计算，通过精确的计算将气体压力传感器所传送的数值进行对比，如果数值相同，则通过显示屏输出相应的数值，得出数值后再与机械式胎压表进行对比，从而得到校准目的，当两个气体压力传送器信号值传送到单片机进行运算后的结果不一致，则显示屏就会出现报警 WARNING字样。

本次系统设计中运用了两个气体压力传送器，一方面通过接受气体压力信号，另一方面将接收到的信号向单片机发送一个指令，从而通过单片机运算进行对比，如果对比的数值不同，就会出现报警，报警后寻找问题的原因，就有可能是气体压力传感器的问题或者是软管漏气或者是由于其他问题，不容易查询。在组装的过程中，要考虑软管所需要承受的压力范围，并且需要无缝连接软管，如有软管漏气，则检测结果将不准确。

在进行充气时需要考虑轮胎所承受的气体压力值是多少，一般的轮胎气压值是2.5bar～3.5bar，在我们做实验的时候最好把它设定在3bar的值上，然后去看机械式胎压表的指针是否指在3这个数值的附近，如果是在这个附近后，就需要看一下我们所设计的胎压装置，在数字式胎压装置的显示仪器上会显示精确的数值，如果在3bar的±5%内，这个精确装置就是成功的。在这个过程中的缺点就是在看机械式胎压表的时候，我们无法精确读出具体的值，只能预估一个大概值，然后再与数字式的进行对比。

参考文献

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