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（5）无源设计有利于环保，减少电池的消耗即减少了废旧电池的回收，又延长了轮胎的寿命，提升轮胎的利用率，节省资源。

因此采用无源TPMS是当前TPMS发展的需要。

1.1.2 无源TMPS的实现

    在无源TPMS中，直接式TPMS中的中央接收器变成了中央收发器，因为除了要接收信号，还要发射信号。同时轮胎中的转发器接收中央收发器的信号，利用这个信号的能量来发射一个反馈信号到中央收发器上，这样就使得安装在轮胎内的TPMS模块不需要电池也能正常工作。

一般无源TPMS有三种实现方案：

（1）轮胎内模块有发电装置，将轮胎的机械能转化为电能，这是压电发电方案。

压电陶瓷产生电能的原理是正反压电效应，压电陶瓷在外力的作用下会产生数量可观的电荷，在工作材料表面上建立起较高的势能，形成一个压电电源。

TPMS为何能采用压电发电，是因为在轮胎转动过程中，轮胎和地面接触部分由于汽车重力而产生形变，脱离与地面接触后轮胎部分又恢复到形变前的状态，故而轮胎上固定的压电基片在轮胎与地面接触时，压电陶瓷发生形变，产生电能，然后将电存储在超电容器内，供给发射模块使用。

但是压电陶瓷可以形变的次数有限，一般是几十万次。目前这样的压电电源可以使用十天左右，无法满足正常日常使用。

（2）从轮胎外通过电磁场传入你能量，驱动轮胎内的模块工作，发射压力信息，这就是此次的电磁耦合。

电感耦合式一种变压器模型，通过空间高频交变磁场实现耦合，依据电磁感应定律，通过交变磁场在轮胎内测量模块的线圈中的感言出电压和电流，给轮胎内测量发射模块提供能量。

电感耦合方式一般适合中、低频工作的近距离射频识别系统。典型的作用距离为10～20cm.电感耦合系统的效率不高，只适合低电流电路，作用距离短。而且提供的能量有限，特别需要足够的磁场。

（3）轮胎外发射电磁波，碰到轮胎内模块内置器件后发射，同时携带回压力信息，此为声表面波无源无线传感器方案。

声表面波（SAW—Surface Acoustic Wave）是应该物理学家瑞利在1886年研究地震波过程中发现的一种能量集中地面传播的声波。而后人们发现在压电材料表面激励声表面波，于是出现了许多声表面传感器。

声表面波传感器具有无源、无线、快速、非接触等优点。由于声表面波传感器具有高精度、高灵敏度、高频率信号输出、多参数敏感性和低功耗的特点，因此，非常适合用于遥控信号的传感和传感器无源化的实现 。利用声表面波敏感器件压电基片的低损耗及其对电磁波能量的存储能力，声表面波传感器的无源化就可以实现，一般敏感器件的作用距离为3～10m。故而声表面波传感器非常适合应用在旋转货移动部件测量、封闭空间的场合，例如轮胎胎压测量。论文网

    瑞利波是也是声表面波的一种，它一般在物体表面且应力为零处，是一种横波和纵波相互叠加而成的波。瑞利波既可以存在于各项同性体表面中，也可以存在于各向异性体表面中，而在声表面波器件中使用的材料，大多都是各向异性的压电晶体，如石英单晶中，瑞利波有如下重要几个特性：

（1）瑞利波传播速度极低，比电磁波小5个数量等级，所以在相同频段上，声表面波器件的尺寸也相对比相应的电磁器件的尺寸减少很多，重量体积也随之减少。这是它应用广泛的原因之一。

（2）瑞利波在压电晶体自由表面上传播时，声表面波的速度与频率无关，即非色散的，这是瑞利波区别于其他声表面波的优良特性之一。 (责任编辑：qin)