检测汽车容性传感器的新方法探讨

检测汽车容性传感器的新方法探讨

　　雨量传感器也可以采用类似的方法来实现，易于生产且具有成本效益，外形尺寸也有优势。但是，基于水滴光学折射的传统雨量传感器在风档玻璃上的有效面积非常小，这样就降低了系统的灵敏度，并一再导致干刮和雨刮失效的问题。

几何变化型传感器

　　依赖几何尺寸变化的传感器例子有压力传感器、液位传感器和位移传感器，它们都是简单地移动固定极板之间的电介质。压力传感器利用两块固定尺寸的极板作为隔膜，当有压力作用于传感器时，极板之间的距离会因为弹性而改变。

　　由于存在热膨胀，因此需要一个温度传感器来衡量几何尺寸的变化。设想将一个电极连接到芯片上，另一个电极连接到由金属或陶瓷制成的外壳上，因此外壳本身起到传感器的作用。例如，陶瓷外壳可以耐受非常高的压力和侵蚀性介质。与传统的惠斯通电桥相比，电容压力传感器的主要优点是输入电流要求更低，所以特别适合胎压控制之类的应用。

　　在液位传感器中，一对固定的极板浸入待测液体中。制造商能够以非常低的成本实现印刷导体。第二对极板则安装在底部区域，以便检测电介质因温度或其它影响而发生的变化，如下图所示。

　　在所有方法中，Σ-Δ技术证实格外有效。在许多情况下，必须使用的数字滤波器可以用来实现所需要的动态行为。例如，液位传感器需要超长的时间常数，而接近传感器则必须适应已变化的环境条件（如用于测量雨量或结冰情况的湿敏传感器等）。

另一种可选方法

　　还有一种技术也管用，它采用一种完全不同、稍微复杂的方法。但是，它可以用来测量复阻抗，包括感性、阻性/容性或阻性/感性传感器。这种情况下，传感器由一个非常精确的已知频率来激励，直接数字频率合成器(DDS)技术非常适合这种应用。

利用DDS方法计算阻抗的实部和虚部

　　传感器的响应通过快速模数转换器和快速傅里叶分析来记录。采用DDS方法，随时都能精确得知原始的相位位置。以相同的方式，还可以测量对其它频率的响应。由此可以计算阻抗的实部和虚部，然后通过数字总线输出。完整的扫描只要几百毫秒。下图说明了该方法。

　　该网络分析仪电路可以用于容性和感性传感器，以及记录运动或测量液体（如机油或变速箱油）粘度的传感器。

结束语

　　容性传感器在汽车应用中重获新生，新的应用方法已经在压力、液位、湿度、雨量和接近传感器的应用中初露锋芒。Σ-Δ技术能够提供灵活的解决方案来满足不同的动态和精度要求，并且支持实现功耗要求极低的传感器系统。CDC器件已用于多种汽车应用中，其应用范围将越来越广。