摘 要

进气压力传感器是发动机正常工作的必备器件，其信号测量的准确度直接影响到汽车的工作状态，如何准确测量并分析进气压力传感器的状态对于汽车的正常控制至关重要。发动机的燃油供给系统、燃油喷射系统、废气监控系统都需要进气压力的信息。发动机根据进气压力传感器的进气压力信号，对发动机的运行进行实时的调节。本文通过对进气压力传感器工作原理的分析、介绍，通过数据分析设计出进气压力传感器信号的采集、处理电路，并通过PROTEUS仿真软件绘制进气压力信号的处理电路、进一步完善和验证进气压力传感器的电路设计，为大多数国内研究进气压力传感器的学者或在校大学生提供技术参考。

关键词：进气压力传感器；PROTEUS仿真软件；电路设计；采集；显示

Design and Simulation of acquisition and display circuit for intake pressure sensor

Abstracts

The fortieth intake pressure sensor is a necessary device for the normal operation of the engine, the accuracy of the measurement signal directly affects the working state of the automobile, how to accurately measure and analyze the intake air pressure sensor state control is very important for normal cars. The engine fuel supply system, fuel injection system and exhaust gas monitoring system need the information of the intake pressure. According to the intake pressure signal of the intake pressure sensor, the engine regulates the operation of the engine in real time. This paper introduces the working principle of the analysis, the intake pressure sensor, then the test, through analyzing the test data acquisition, signal processing circuit design of intake pressure sensor and processing circuit, and through PROTEUS simulation software to draw the signal of intake pressure to further improve and verify the circuit design of intake pressure sensor, to provide technical reference for most domestic research the intake pressure sensor scholars or college students.

Key words: intake pressure sensor; PROTEUS simulation software; circuit design; acquisition; display

目 录

1 引言 1

1.1 先行研究 1

1.2 课题研究的目的和意义 1

2 关于汽车进气压力传感器 2

2.1 汽车传感器的重要性 2

2.2 汽车传感器的市场需求 2

2.3 汽车传感器的种类 3

2.4 传感器在汽车上的应用 4

2.4.1 提高车辆的驾乘舒适性 4

2.4.2 提高车辆的驾驶安全性 4

2.4.3 实现车载计算机系统的智能监控 5

2.4.4 实现不同驾驶方式的燃油消耗控制 5

2.4.5 提高车辆元件的实用性 5

2.4.6 制动系统 5

2.5 汽车传感器的未来发展趋势 6

2.5.1 多功能化发展方向 7

2.5.2 智能化发展方向 7

2.5.3 新材料、新工艺的应用 7

2.6 进气压力传感器在汽车上的应用 8

2.6.1 压力传感器的内部结构 8

2.6.2 进气压力传感器 9

2.6.3 压敏电阻式进气压力传感器的工作原理 9

2.6.4 电容式进气压力传感器 10

3 关于Proteus软件 11

3.1 Proteus软件进行电路的设计和仿真优点 11

3.1.1 进行电路实验不受场所限制。 11

3.1.2 相对传统电路实验室操作比较简单 11

3.1.3 能够提高学员的创新能力 11

3.1.4 实验结果比较贴合工程实践 12

3.2 Proteus软件的发展趋势 12

3.3 Proteus仿真软件的应用步骤 12

3.3.1 进气压力传感器显示电路的设计分析 12

3.3.2 进气压力传感器显示电路的调试分析 13

4 以Proteus仿真软件对气压力传感器显示电路进行仿真 15

4.1 电路设计方案 15

4.2 硬件电路设计 16

4.3 进气压力传感器电桥电路设计和仿真 16

4.5 模数转换电路的设计方案 17

4.5.1 低功耗 18

4.5.2 高集成度 19

4.6 软件设计 19

结 论 21

致 谢 22

参考文献 23

1 引言

随着车辆工业的高速发展，向着舒适、节能、智能化发展汽车不仅仅是代步工具。作为车辆数据的第一采集者-传感器，对其的实用性和准确性要求的更加严格。进气压力传感器主要应用在D型EFI汽油喷射系统中，是D型EFI汽油喷射系统的重要数据测量元件。发动机的点火时机和喷油量的修正都需要其测量的数据。

模拟电路、数字电路、微控制器系统及混合电路的电路、软件仿真功能都可以在Proteus仿真软件中实现。而且Proteus仿真软件能够将各类电路的优点有机的结合起来。本文介绍了压力传感器的分类和工作原理，并通过Proteus软件对进气压力传感器显示电路设计与仿真。本论文在汽车元件设计实验这方面使用虚拟软件作了一个新的尝试,使虚拟软件成功的应用在压电加速度传感器低频数据采集及处理系统之中。

1.1 先行研究

伴随着计算机软件和硬件技术的飞速发展，为各种实际系统的开发提供理论数据研究的依据，同时缩短了实验周期，并节约了反复实验论证的大量资源，因此在各个领域都开始应用各种仿真系统软件。例如在电子信息技术领域中，比如各种电子设计自动化工具；模数混合仿真的 CAD、Protel系统仿真软件System view 等各种仿真软件。

我们通常认为Proteus是目前较好的单片机仿真系统，由原理图设计与仿真平台、高级布线和编辑软件平台组成。Proteus软件是英国公司研发的 EDA工具软件。实现了从绘制原理图、设计单片机代码调试与仿真、电路分析与仿真、系统测试与功能验证到生成的完整的电子产品研发过程都能在Proteus软件上完成。

1.2 课题研究的目的和意义

进气压力传感器是发动机正常工作的必备元器件，对其信号测量的准确度直接影响到汽车的工作状态，如何准确测量并分析进气压力传感器的状态对于汽车的正常控制至关重要。该课题要求运用试验法，设计进气压力传感器信号的采集、处理电路，并在计算机上仿真及正确显示，为汽车电子电路的设计提供基础。

2 关于汽车进气压力传感器

2.1 汽车传感器的重要性

在这个信息化的大时代中，传感器的应用范围几乎覆盖了工商业、科学技术研究等的所有领域。车用传感器是车辆各种电子控制系统的重要组成部件，是实现汽车电子电路控制的不可缺少的部件，同时汽车传感器对影响整个控制系统准确程度有很大的影响。特别是伴随着计算机技术的飞速发展，新型的汽车传感器比传统电子传感器更加智能化、集成多功能化，并且制造成本大幅度降低。微型新型传感器正逐步地成为了现代智能化汽车的发展主要助推剂。