用于ESP车身电子稳定系统的小型高压压力传感器研制

发布时间：2017-07-30 07:30

  本文关键词：用于ESP车身电子稳定系统的小型高压压力传感器研制

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【摘要】：车身电子稳定系统ESP是一种车用主动安全系统,能保证汽车在提速、刹车、转向等状态下的行驶稳定性,如今这个系统配置已经成为汽车主动安全项目的首选配置。论文分析了ESP系统用压力传感器的特点,研究了如今主流的压力传感器类型,针对ESP系统的工况特点选定了设计方案,重点着手进行了压力底座设计、接口的设计以及电路的设计,并详细论述了此传感器在制造工艺中应力的产生机制,通过理论分析、有限元仿真得出了相适应的消除应力的工艺方法,最终制成样机并且进行了全面的例行试验和路试试验等一系列试验验证,判定符合ESP系统的使用要求。本论文得出了完整的设计,项目具有优秀的实用价值。其中主要突出工作包括:(1)选定了适合汽车领域使用的玻璃微熔传感器类型,进行了压力底座的结构设计。通过有限元对受力模型的研究,分析了膜片的膜厚、R角、孔径对灵敏度、过载特性的影响,最终优选出了最佳的压力膜片尺寸参数,并设计了最优的烧结工艺,使研制的微熔传感器匹配出了最佳的灵敏度输出特性和较高的过载能力。(2)提出了有效降低、消除内不同残余应力的几种措施。不同措施降低和消除残余应力机理及效果均不同,针对微熔传感器选取了几种最有效果的消除应力的措施,并取得了较好的效果。(3)针对市场上的各种集成信号调理电路进行了深入的分析和筛选,最终选定了符合项目使用要求的调理电路,并进行了EMC设计,为后续能顺利通过例行试验的测试做好了基础工作。(4)研制的车用ESP系统中的压力传感器,身兼小型化、高量程高过载几大特点,最后通过一系列的试验验证上述压力传感器的设计,不仅在功能和性能方面,而且在稳定性和可靠性方面均符合ESP系统的设计要求。
【关键词】：ESP 玻璃微熔 压力传感器 残余应力 可靠性
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.6
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-19
• 1.1 论文研究背景及意义10-11
• 1.2 ESP系统及所需传感器发展与应用状况11-17
• 1.2.1 ESP系统国内外发展概况11-13
• 1.2.2 ESP系统所需的传感器13-15
• 1.2.3 压力传感器发展现状15-17
• 1.3 论文研究内容及章节安排17-19
• 第二章 小型高压压力传感器的方案设计19-29
• 2.1 引言19
• 2.2 现在主流压力传感器的类型19-24
• 2.3 车身电子稳定系统及对压力传感器的要求24-27
• 2.3.1 性能指标的提出24-25
• 2.3.2 重点指标的解析25-26
• 2.3.3 设计难点的提出26-27
• 2.4 小型高压压力传感器的解决方案27-28
• 2.5 本章小结28-29
• 第三章 小型高压压力传感器的机械结构设计29-48
• 3.1 引言29
• 3.2 整机尺寸及接口定义设计29-32
• 3.2.0 整机尺寸设计29
• 3.2.1 压力接口的设计29-32
• 3.2.2 电气接口的设计32
• 3.3 压力膜片的结构设计32-35
• 3.3.1 膜厚设计32-34
• 3.3.2 R角设计34-35
• 3.4 硅应变计的MEMS工艺设计35-37
• 3.5 微熔技术工艺设计37-39
• 3.6 有限元分析及应力消除工艺设计39-46
• 3.6.1 合理的设计及有限元分析39-43
• 3.6.2 机械加工的应力产生与消除43-45
• 3.6.3 焊接应力产生与消除45
• 3.6.4 烧结应力产生与消除45-46
• 3.7 装配方式与工艺最简化分析与设计46
• 3.8 本章小结46-48
• 第四章 小型高压压力传感器的电气设计48-55
• 4.1 引言48
• 4.2 整机电气性能要求及设计指标分析48-49
• 4.3 信号调理电路分析及设计选型49-52
• 4.3.1 分离器件方案49-50
• 4.3.2 集成IC方案50-52
• 4.3.3 方案选择52
• 4.4 电气可靠性设计52-54
• 4.4.1 敏感组件部分采用的EMC手段53
• 4.4.2 整机EMC防护控制手段53-54
• 4.5 本章小结54-55
• 第五章 小型高压压力传感器的试验验证55-73
• 5.1 引言55-56
• 5.2 基本功能性能测试56-57
• 5.3 例行试验验证57-70
• 5.3.1 基本性能测试57-61
• 5.3.2 长期可靠性、稳定性测试61-66
• 5.3.3 EMC测试66-69
• 5.3.4 极限试验69-70
• 5.4 上车路试试验验证70-71
• 5.5 本章小结71-73
• 总结与展望73-75
• 参考文献75-79
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果79-80
• 致谢80-81
• 附件81

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