数字气压传感器，筑牢汽车TPMS胎压监测系统的精准感知基石

在汽车安全领域，胎压监测系统（TPMS）是一种用来监测轮胎气压参数，并在轮胎气压参数脱离合理范围内时能自动报警的安全系统，在提升驾驶安全性、舒适性和能源利用效率等方面发挥着关键作用。

目前，汽车行业中的胎压监测系统（TPMS）主要分为直接式TPMS和间接式TPMS。其中，直接式TPMS是现阶段汽车行业中的主流技术路线，主要通过采用高灵敏度的微型无线传感装置来实时、精准地采集每个轮胎的气压、温度参数，并以可视化的数字面板显示在汽车的仪表/中控屏上；当监测到胎压数据异常时，此系统便会以蜂鸣或语音等形式提醒驾驶者。

数字气压传感器，如何精准感知汽车胎压

众所周知，当汽车轮胎胎压下降时，轮胎与地面接触面积增大，摩擦力和滚动阻力变大，汽车行驶需克服更大阻力，进而导致油耗、电耗上升；而当汽车轮胎胎压上升时，轮胎与地面接触面积减小，会降低抓地力并增加汽车制动时的滑行距离，还可能引发爆胎事故；因此，让汽车维持合适的胎压不仅能增加汽车续航，还能降低安全事故的发生。

在直接式的胎压监测系统（TPMS）中，数字气压传感器是测量气压的核心感知器件，其通常与电池、SoC射频发射芯片组合为TPMS发射模块，并分别安装在4个车轮的轮毂内侧，或者也可选择与轮胎气门嘴结合为一体，采用气门嘴一体式内置方案（OEM常用方案）。

一种直接式的胎压监测系统（TPMS）示意图

TPMS发射模块会将数字气压传感器测量到的数据及其模块的电池电压数据，实时无线上行传输至TPMS接收模块中；驾驶者则可通过仪表/中控屏实时查看这些数据以得知轮胎目前状况，当某一个轮胎的温度、压力或电池电压超过了报警阈值时，系统将会准确识别轮胎的位置，并在短时间内发出图形、声音或文字等方式的低压报警CAN信号。

数字气压传感器，压力感知的“智慧大脑”

值得一提的是，数字气压传感器作为TPMS系统的核心感知器件，其不仅需要在复杂的汽车工况（如轮胎高速旋转的离心力、恶劣的温度波动、震动的行车环境、湿度与化学腐蚀等）下稳定工作，还要具备微型化、低功耗与高精度等关键性能，以保障测量数据的准确性与长期可靠性。

例如，华普微自主研发的HPS700A就是一款带高速I²C接口的高精度数字压力传感器，可同时提供实时、精确的温度和压力测量数据，且其压力和温度数据输出由高分辨率24位ADC进行数字化处理。此外，HPS700A内部还集成了数据补偿功能（通过专用算法进行补偿），可减少外部主机MCU系统的工作量。

HPS700A压力测量的相对精度可达±1.5kPa，支持-40℃~85℃宽温工作，量程为0~1600kPa，且其待机电流低至0.1μA，可极大地提升TPMS发射模块的续航时间。

HPS700A在出厂前都针对温度和压力测量的灵敏度与偏移量进行了单独校准，校准值存储在片上128字节非易失性存储器（NVM）中，正常情况下，用户无需额外校准。

HPS700A-指令集

值得一提的是，HPS700A还支持用户主机通过高速I2C数字接口对寄存器进行读写操作，以调整器件的测量精度与数据转换时间，使其能灵活适应各种测量需求下的应用场景。例如，通过向寄存器写入ADC_CVT指令（010, 3-bit OSR, 2-bit CHNL），即可设置传感器输出的数字信号类型（温度或温度与气压）及其内部的OSR过采样率。

当3-bit OSR为000时，HPS700A过采样率将被设置为4096；当2-bit CHNL为00时，HPS700A将同时转换压力与温度通道（即ADC会同时处理压力和温度的原始信号，生成对应的数字输出）。

注：OSR值越高（如4096），ADC对原始信号的采样和平均次数越多，测量精度（分辨率）越高，但转换时间和功耗也会增加。（更多细节请官网查阅HPS700A产品规格书）。

展望未来，随着汽车产业向智能化、网联化加速转型，数字气压传感器作为TPMS胎压监测系统中的核心感知器件，其技术发展方向将更加聚焦于强化多维度感知能力与智能化算法的深度融合，进而推动汽车安全监测从单一胎压参数检测向多维度状态评估演进。