电容式MEMS加速度传感器在气囊系统中的应用.pdf

《电容式MEMS加速度传感器在气囊系统中的应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2015年第34卷第7期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)151DOI：10．13873／J．1000--9787(2015)07--0151-04电容式MEMS加速度传感器在气囊系统中的应用殷苏民，李正阳，万翔，汪伟力，张建明(江苏大学机械工程学院，江苏镇江212013)摘要：安全气囊系统作为汽车被动安全的核心组成，有着极为重要的作用。为了提高其性能，设计了一种基于MEMS的外围加速度传感器的系统。该系统通过微机械结构检测汽车碰撞时的加速度，再通过一体式的专有集成电路对信号进行处理，然后将数据

2、经总线传送到安全气囊控制器进行逻辑运算。通过实际碰撞测试，证明该设计系统能增强碰撞识别度和提早点火时间，极大地提高了安全气囊系统的性能。关键词：微机电系统；加速度传感器；总线通信；检测系统中图分类号：TP23文献标识码：A文章编号：1000-9787(2015)07--0151--04A‘pp’li‘cati‘onoIncapaci‘ti‘veacce’lerati‘OnSenS0rbased0nMEMSinairbagsystemYINSu—min，LIZheng—yang，WANXiang，WANGWei—li，ZHANGJian-ming(Sc

3、hoolofMechanicalEngineering，JiangsuUniversity，Zhenjiang212013，China)Abstract：Asthecoreofautomotivepassivesafetyairbagsystem，airbagsystemplaysthemostimportantrole．Inordertoimprovetheperformanceofairbagsystem，asystemofperipheralaccelerationsensorisdesignedbasedonMEMS．Thesystemdet

4、ectsaccelerationofautoincollision，andprocesssignalthroughtheone—pieceproprietaryintegratedcircuit，afterthat，thedatawillbedeliveredtoairbagcontrolunitforlogicaloperation．Throughtheactualcrashtest，itisprovedthatthedesignedsystemcanenhancetherecognitionofcollisionandearlytheigniti

5、ontiming，greatlyimprovetheperformanceoftheairbagsystem．Keywords：MEMS；accelerationsensor；buscommunication；testsystem0引言1加速度传感器随着汽车技术的快速发展，汽车安全气囊已广泛应用1．1差动电容式加速度传感器结构在各类汽车上。安全气囊系统作为汽车被动安全的核心，电容式加速度传感器是利用电容原理，将被测加速度其性能要求越来过高，主要通过改进传感器和升级安全气转换成电容的变化来进行加速度测量J。电容式加速度囊诊断模块(supplementa

6、lrestraintsystemdiagnosticmodule，传感器的特点是静态电容较大、温度漂移系数小、线性度SDM)来满足需求⋯。目前很多汽车生产厂家主要使用集高、微结构牢固可靠、灵敏度高。但由于电容小，约1pF，信成于控制器中的中央传感器作为唯一检测碰撞信号的设计号处理电路与传感器必须集成在同一芯片上，这样可以直方案，这种设计往往由于碰撞时，信号发生减弱、延时甚至接将调节信号作为输出信号。丢失，从而导致控制器不能快速精确地对碰撞做出判断。图l为差动电容加速度传感器结构原理图。加速度传本文使用基于微机电系统(micro-electro—mec

7、hanical感器在芯片上虚挂一个可动部分，并通过4个弯曲梁A与systems，MEMS)的加速度传感器对碰撞加速度进行采集，芯片固定，弯曲梁长200p．m，宽2m，它被置于一又指形状并通过专有集成电路对信号进行处理，利用SPI总线技术的单元结构槽内，叉指结构的中间部分即为加速度传感器实现与安全气囊控制器通信J。该方案能够实现实时的的可动部分B。该部分质量小于0．1p．g。在一个完整的外单向数据传输功能，将外围加速度传感器采集到的数据实围加速度传感器系统中，由42个这样的叉指型结构组成，时传递到控制单元，使其能快速准确地对数据进行运算，对形成了由cl

8、和c2组成的差动电容加速度传感器J。碰撞做出正确的判断。收稿日期：2014-11_03l52传感器与微系统第