TPMS压力测量原理与应用

压力是指垂直作用在单位面积上的力。压力的单位是帕斯卡，符号为Pa。压力P可以用公式表示为：

在压力测量中，常有绝对压力、表压力或真空度之分。

绝对压力（Absolute）：是指被测介质作用在容器单位面积上的全部压力，它是以绝对零压为基准来表示的压力，用符号Pj表示。

绝对真空下的压力称为绝对零压（zero Pressure）。TPMS就是绝对压力测量传感器。

大气压（Atmospheric Pressure）：地面上空气柱所产生的平均压力称为大气压，用符号Pq表示。

表压力（Gauge）：它是以大气压为基准来表示的压力。也就是绝对压力与大气压力之差，称为表压力，用符号Pb表示。即Pb=Pj – Pq 。

差压力（Differential）：它是测量两个不同点之间的压力差。

真空度：当绝对压力小于大气压力时，表压力为负值（即负压力），此负压力的绝对值，称为真空度，用符号Pz表示。用来测量真空度的仪表称为真空表。

汽车胎压计PSI、Bar、KPA的单位换算：

1 Bar = 1.02 Kg/cm2 = 102 KPA = 14.5 PSI

本文将讨论基于惠斯通电桥压力传感器的基本工作原理，以及用于转换这种桥传感器输出的处理电路。

许多压力传感器使用微机电系统（MEMS）技术，它们由一个绝对真空的零压腔体和四个采用惠斯通电桥结构连接的压敏电阻组成。当这些传感器上没有压力时，桥中的所有电阻值都是相等的。当有外力施加于电桥时，两个相向电阻的阻值将增加，而另两个电阻的阻值将减小，而且增加和减小的阻值彼此相等。

事情并非如此简单，因为传感器存在偏移和增益误差。惠斯通电桥输出的电压信号需要经过后端基本信号调节电路的放大、滤波、补偿和模数转换（ADC）然后由微程序控制器（MCU）完成数据处理再输出。

TPMS传感器是一个高度集成的基于惠斯通电桥的压力传感器。其工作的原理就是绝对压力的测量，而市面上能买到的绝大多数气压表是基于表压力测量。

下面举这样一个例子：

在高海拔地区，比如说格尔木，海拔3000米，大气压力只有标准大气压的70％。

（1）在这样的条件下，压力表（表压）显示的数值还是在0位吗？如果用它来测量压力，比如测量绝对压力为200kPa的压力环境，实际上表压是多少？

表压=绝对压力-大气压力=200-101*0.7=129.3KPA

注意：大气压力=101325PA(标况）~101kpa

（2）反过来，表压为100kPa的情况下实际压力又是多少啊？

你说的实际压力是不是绝对压力？

绝对压力=表压+大气压=100+101*0.7=170.7KPA

（3）因此在高海拔地区，TPMS测量的是绝对压力值经过BCM或ECU系统的海拔补偿，车辆仪表显示值等同于压力表测量值。因而开车从低海拔地区进入高海拔地区后，普遍仪表显示轮胎压力升高，这时候需要对轮胎适当放气处理。

（4）假设低海拔地区，大气压力1bar , 标准胎压2.4bar。

轮胎表压力2.4bar ，大气压力 1bar，轮胎绝对压力3.4bar。

进入高海拔地区(海拔4000米)，海拔系数约0.7。大气压力=0.7*1bar=0.7bar。

轮胎绝对压力3.4bar ，轮胎表压力=轮胎绝对压力-环境大气压力=2.7bar。

没有做海拔补偿的TPMS，仪表显示为：

轮胎表压力=轮胎绝对压力-环境大气压力（1bar）=2.4bar。

此时轮胎表压力高于仪表显示压力。