汽车轮胎压力监视系统TPMS
汽车轮胎压力监测系统(TPMS)
汽车轮胎压力监测系统(TPMS)1. TPMS系统概述TPMS - Tire Pressure Monitoring System，汽车轮胎压力监视系统，主要用于汽车行驶过程中实时监测轮胎气压，并对轮胎漏气和低气压进行报警，以保障行车安全。
美国汽车工程师协会的调查统计表明，美国每年有26万起交通事故是由于轮胎故障引起的，而75%的轮胎故障是由轮胎气压不足或渗漏造成的。
爆胎造成的经济损失巨大。
有鉴于此，在2000年美国国会通过了TREAD 法案。
TREAD法案的要求之一是到2007年，所有在美国销售的汽车都必须安装轮胎压力监视系统。
回应TREAD法案，美国公路交通安全局（NTHTSA）要求到2007年，所有在美国销售的汽车都必须安装轮胎压力监视系统，并提出了汽车生产商的执行时间表：· 2005 Sep: 50%美国市场出售的轻型汽车· 2006 Sep: 90%美国市场出售的轻型汽车· 2007 Sep: 100%美国市场出售的轻型汽车注: 以上轻型汽车指重量低于10000磅的轿车, 卡车, 客车等, 但不包括同轴端有2个轮胎的汽车。
目前, 美国每年的汽车销量约为1500万辆（轿车/卡车），全球每年约5000万辆。
平均每辆车需要4.2个轮胎（不包括备用胎）。
目前，TPMS主要分为两种类型：一种是间接式TPMS，它通过汽车ABS的轮速传感器来比较轮胎之间的转速差别，以达到监视胎压的目的，其缺点是无法对两个以上轮胎同时缺气的状况和速度超过100公里／小时的情况进行判断。
另一种是直接式TPMS，它利用安装在每一个轮胎里的以锂离子电池为电源的压力传感器来直接测量轮胎的气压，并通过无线调制发射到安装在驾驶台的监视器上。
监视器随时显示各轮胎气压，驾驶者可以直观地了解各个轮胎的气压状况，当轮胎气压太低、渗漏、太高、或温度太高时，系统就会自动报警。
NHTSA对这两种TPMS系统进行了评估。
TPMS(胎压监测系统)简介
二、国内、外TPMS市场行情
国外：
1、北美市场： A、FMVSS 138已成为美国法律强制实施； B、2007年9月开始，新车标配。
2、欧洲市场 最新消息：欧盟计划出台法规，要求2011年后所有 新车都需安装TPMS；
3、亚太地区及世界其它地区市场： A、暂时还没有硬性的法规规定必须使用TPMS。 B、一些区域性法规的限制，如日本及远东一些国家的 某些相关法规在一定范围内限定了无线电发射频率的 使用。这样以来，就形成了针对这些地区专门开发不 同型号的TPMS产品（主要是指发射频率的调整）的 必要性。
四、TPMS原理简介
l 轮胎气压监测系统，简称TPMS，主要用于在汽车行驶时，适时地对 轮胎气压和温度进行自动监测，对轮胎漏气、低压、高压、高温等危险 状态提前进行预警，确保行车安全，美国已立法在07年强制安装。 lTPMS是继ABS、安全气囊后第三大立法产品。
数据无线发射后 显示器显示数据
轮胎内安装传感器
接收机
接收端中央处理器
电 源
12V或
24V
显示屏
20
四、TPMS原理简介
实现功能
• 快漏报警：气压在不到15秒的时间内漏气超过25 kPa时启动快漏报警，“漏气图标” 出现；
• 慢漏报警：气压值低于200 kPa时，系统起动慢漏 检测，若在10天内漏气超过25 kPa时慢漏报警。
• 高压报警：气压超过轮胎压力上限，表示高压警情。 • 低压报警：气压低于轮胎压力下限，表示低压警情。 • 高温报警：轮胎内温度超过轮胎温度上限，表示高
三、为什么要装TPMS
舒适性
正确的轮胎压力有助于优化车辆整体性能， 如： • 转向性能 • 刹车性能 • 对方向操纵的响应 • 显示车辆负载能力等。
汽车轮胎压力监视系统TPMS简介
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特别是七十年代 的石 油危机 ， 样高 油价情况下 ， 国政 府开始研 美
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汽车轮胎压力监视系统 Ｔ ＭＳ简介 Ｐ
王 小 琴
（ 安徽省汽车；测 中心 安徽 合肥 ２ ０ ４ ） 险 ３０ １
摘 要 ： 文 介绍 了汽 车 轮 胎 压 力 监 视 系统 （ ｉ ｒｓｕｅＭｏ ｉｒ ｇＳ ｓ ｍ） 重要 性 国 内外 应 用 情 况 以厦 原理 厦 分 类 本 ｒｒ ＰｅｓＦ ｎｔ ｉ ｙｔ 的 ｒｅ ｏｎ ｅ
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tpms原理
tpms原理TPMS原理。
TPMS（Tire Pressure Monitoring System）是一种用于监测车辆轮胎气压的系统，它可以实时监测轮胎的气压，并在轮胎气压异常时发出警报。
TPMS系统的原理是通过传感器实时监测轮胎的气压，并将数据传输给车辆的电子控制单元（ECU），ECU再根据预设的参数判断轮胎是否正常，如有异常则发出警报。
TPMS系统通常包括轮胎传感器、接收器、ECU和显示器等组成部分。
轮胎传感器安装在每个轮胎上，通过感应轮胎内部的气压和温度，并将数据发送给接收器。
接收器接收到传感器发送的数据后，再将数据传输给ECU进行处理。
ECU根据接收到的数据进行分析，并在轮胎气压异常时发出警报，同时将相关信息显示在车辆的显示器上。
在TPMS系统中，轮胎传感器起着至关重要的作用。
传感器通常由压力传感器、温度传感器、无线发射模块和电池等组成。
压力传感器用于监测轮胎内部的气压，温度传感器用于监测轮胎的温度，无线发射模块用于将采集到的数据发送给接收器，电池则提供传感器所需的电源。
传感器可以实时监测轮胎的气压和温度，并将数据发送给接收器，确保车辆驾驶员可以及时得知轮胎的状态。
通过TPMS系统，驾驶员可以随时监测车辆轮胎的状态，及时发现轮胎气压异常，及时采取措施，有效避免了因轮胎气压不足或过高而导致的事故。
此外，TPMS系统还可以提高车辆的燃油经济性，延长轮胎使用寿命，减少轮胎磨损，提高行车安全性。
总的来说，TPMS系统通过实时监测轮胎的气压和温度，及时发出警报，提高了车辆的行车安全性和燃油经济性。
它是现代汽车安全系统中不可或缺的一部分，也是为了保障驾驶员和乘客的安全而必不可少的装备。
希望通过本文的介绍，能够让大家对TPMS系统的原理有更深入的了解。
TPMS_胎压检测系统介绍及工厂实施方案
190AUTO TIMETRAFFIC AND SAFETY | 交通与安全1 引言本文介绍了常见的TPMS 类型、TPMS 胎压传感器技术要求、天线板布置方式及成功率影响因素分析，为在具有TPMS 检测要求的主机厂提供建议及规划指导。
2 TPMS 介绍2.1 TPMS 工作原理待检车辆在主线工位移动，TPMS 设备根据车辆位置依次触发左前，右前，左后，右后4个胎压传感器，读取胎压ID 值并上传对应系统。
a) 针对不同形式的胎压传感器（轴向、切向）天线板采用不同线圈发射低频信号激活胎压传感器。
b) 传感器被激活后返回带有胎压、胎温、轮胎ID 信息的高频信号，不同供应商采用不同的胎压通讯协议。
c) 天线板是通过控制低频信号的影响范围来控制读取的轮胎（即防读穿）。
d) 任何标示位相同，频段一致的高频信号都会被天线板识别读取。
2.2 TPMS 类型主要类型包括间接式TPMS 、直接式TPMS 、混合式TPMS 和无源式TPMS [1]。
a)间接式TPMS通过车辆ABS 上系统上的轮速传感器来比较四只轮胎的转速来实现欠压报警：如果其中一只轮胎气压降低，车辆重量会使该轮直径变小，行驶相同的距离该车轮转速就会与其他车轮不同，当差别很大时就仪表就会发出异常胎压报警。
b)直接式TPMS通过安装在轮胎里的压力传感器来直接测量轮胎的气压、温度等信息，利用无线发射器将压力等信息从轮胎内部发送给中央接收器单元，在仪表盘显示每个轮胎的气压数据，当轮胎气压过低或漏气时系统会自动报警[2]。
c)混合式TPMS是结合直接式TPMS 和间接式TPMS 的优点而提出的一种TPMS 结构。
d)无源式TPMS为一种无电池的TPMS ，通过能量收集器、电磁耦合或无源无线声表面波器件为TPMS 的轮胎模块提供能量，实质上也是一种直接式TPMS ，为了区别于采用电池供电的直接式TPMS ，称为无源TPMS 。
3 TPMS 传感器分析3.1 胎压传感器类型介绍常见的胎压传感器分为切向传感器和轴TPMS 胎压检测系统介绍及工厂实施方案宋明益吉利汽车集团有限公司 浙江省杭州市 315336摘 要： T PMS(Tire Pressure Monitoring System)作为一种轮胎压力监测系统，可以进行轮胎压力和温度等状态的监测和异常情况的报警，提醒驾驶人及时处理，提高汽车驾驶的安全性、经济性和舒适性，是智能轮胎技术的一个非常重要的应用。
tpms传感器原理
tpms传感器原理
TPMS是一种轮胎压力监测系统，用于监测轮胎的压力和温度等信息，确保轮胎在使用过程中的安全性和可靠性。
TPMS传感器的工作原理可以概括为以下几点：
1.传感器安装：TPMS传感器通常安装在每个轮胎的气门嘴上，用
于监测轮胎的压力和温度等信息，并将这些信息传输到车辆的
驾驶舱显示屏或车辆的中央控制器中。
2.压力检测：TPMS传感器通过内置的压力传感器来检测轮胎的压
力。
压力传感器使用了一些特殊的材料，如压电陶瓷、聚酰亚
胺等，能够将压力变化转化为电信号，从而测量轮胎的压力。
3.温度检测：TPMS传感器还通过内置的温度传感器来检测轮胎的
温度。
温度传感器通常使用热敏电阻、热电偶等材料，能够感
知轮胎温度的变化，并将其转化为电信号，从而测量轮胎的温
度。
4.无线传输：TPMS传感器使用无线传输技术，如RF
（RadioFrequency）无线电通信，将测量得到的压力和温度等
信息传输到车辆的驾驶舱显示屏或车辆的中央控制器中。
无线
传输技术具有不依赖车辆电气系统、抗干扰能力强等优点。
5.数据处理：车辆的驾驶舱显示屏或中央控制器会对接收到的数
据进行处理，将压力和温度等信息显示在屏幕上，或者与其他
车辆安全系统进行联动，如ABS、ESP等。
总的来说，TPMS传感器通过安装在轮胎上的压力和温度传感器来监测轮胎的状态信息，然后使用无线传输技术将这些信息传输到车辆的驾驶舱显示屏或中央控制器中，最终实现轮胎的安全监测和管理。
TPMS传感器技术简介
4
TPMS的意义
•TPMS出现的背景
高速公路的速度和便利，拉近了地域距离，改善了人们的生活方式。但是随之而来的高速公路恶性交通事故却令人 震惊。
据2002年美国汽车工程师学会调查，全美平均每年有26万起交通事故是由于轮胎气压低或渗漏造成的；而在高速 公路上发生的交通事故有70%是由于爆胎引起的；此外，每年75%的轮胎故障是由于轮胎渗漏或充气不足引起的。统 计表明：交通意外增加的主要原因是高速行驶中因轮胎故障引起的பைடு நூலகம்胎。
2022/3/23
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TPMS功能介绍
汽车轮胎气压监测系统（TPMS）是一项提高汽车主动安全性的新技术。它运用了最新的汽车电子 技术、传感器技术、无线发射和接收技术等。在汽车行驶过程中，只有时刻保持轮胎在标准压力下使
用，才能尽可能的避免爆胎事故发生。TPMS能实时监测所有轮胎的气压，对气压过低、气压过高、 以及快速漏气等异常状态及时发出报警，提示驾驶员及时处理有效排除了爆胎事故的隐患；并能降低 整车的油耗，延长轮胎的寿命，对于提高汽车安全性及经济性具有较大贡献。
• TPMS作用 TPMS （轮胎压力监测系统）的作用是在汽车行驶过程中对轮胎气压进行实时自动监测，并对轮胎漏气、 低气压及其他车胎异常问题进行报警，以确保行车安全。这是一种事前通知，能让驾驶员实时了解爱车 的车胎状况，在出现安全问题前发现并解决安全隐患。
2022/3/23
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汽车安装TPMS带来的好
另据统计，在中国，46%的高速公路交通事故是由于轮胎故障引起的，这其中仅爆胎一项就占事故总量的70%。 在汽车的高速行驶过程中，轮胎故障是杀伤力最大也是最难预防的事故隐患，是突发性交通事故发生的重要原因。 如何解决轮胎故障、怎样防止爆胎，已成为全球关注的首要问题。
tpms方案
tpms方案TPMS方案1. 什么是TPMS？TPMS全称为Tire Pressure Monitoring System，翻译为轮胎压力监测系统。
它是一种用于实时监测车辆轮胎空气压力的系统。
TPMS可以通过传感器监测轮胎的空气压力，并将数据传输到车辆内部的监测装置，以便驾驶员能够及时了解轮胎的空气状况。
2. TPMS的工作原理TPMS系统通常由两部分组成：轮胎传感器和监测装置。
轮胎传感器安装在每个轮胎上，通过传感器感知轮胎的空气压力，并将数据发送到监测装置。
监测装置可以是车辆内部的显示屏、仪表盘或者是无线连接到驾驶员的手机或导航系统。
当轮胎的空气压力低于或超过设定的阈值时，TPMS会发出警告信号，提醒驾驶员检查轮胎的状况。
这样可以防止由于轮胎漏气或过气引起的安全隐患，提高驾乘人员的安全性和行驶的稳定性。
3. TPMS方案的类型3.1 直接式TPMS直接式TPMS是指将传感器直接安装在每个轮胎上的一种方案。
传感器通常安装在轮胎的气嘴处。
传感器会感知轮胎的空气压力，并将数据通过射频信号发送到监测装置。
直接式TPMS的优点是精准度高，能够实时监测每个轮胎的空气压力，缺点是需要每个轮胎都安装一个传感器，增加了成本和安装复杂度。
3.2 间接式TPMS间接式TPMS是通过车辆的车身电子系统来间接监测轮胎的空气压力。
它根据车辆行驶速度和车轮转动的差异，计算出轮胎的空气压力。
然后将计算结果与预设的阈值进行比较，如果超过了阈值，则发出警告信号。
间接式TPMS的优点是不需要将传感器安装在每个轮胎上，成本较低，缺点是精确度较低，可能会出现误报警情况。
4. TPMS的应用TPMS广泛应用于汽车行业，特别是高端车型和豪华车型。
它不仅可以提供驾驶员关于轮胎压力的实时信息，还可以提供其他的功能，如轮胎温度监测、轮胎磨损监测等。
这些信息可以帮助驾驶员判断轮胎的健康状况，及时进行维护和更换，延长轮胎的使用寿命，并提高行驶的安全性。
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汽车轮胎压力监视系统汽车轮胎压力监视系统TPMS “Tire Pressure Monitoring System”的英文缩写形式主要用于在汽车行驶时实时的对轮胎气压进行自动监测，对轮胎漏气和低气压进行报警，以保障行车安全。
在汽车的高速行驶过程中，轮胎故障是所有驾驶者最为担心和最难预防的，也是突发性交通事故发生的重要原因。
据统计，在中国高速公路上发生的交通事故有70%是由于爆胎引起的，而在美国这一比例则高达80%。
怎样防止爆胎已成为安全驾驶的一个重要课题。
据国家橡胶轮胎质量监督中心的专家分析，保持标准的车胎气压行驶和及时发现车胎漏气是防止爆胎的关键。
而TPMS——汽车胎压监视系统毫无疑问将是理想的工具。
分类一种是Wheel-Speed Based TPMS（简称：WSB TPMS，或称为间接式TPMS ），这种系统是通过汽车ABS 系统的轮速传感器来比较轮胎之间的转速差别，以达到监视胎压的目的，该类型系统的主要缺点是无法对两个以上轮胎同时缺气的状况和速度超过100公里/小时的情况进行判断。
另一种是Pressure-Sensor Based TPMS（简称：PSB TPMS，或称为直接式TPMS），这种系统是利用安装在每一个轮胎里的压力传感器来直接测量轮胎的气压，并对各轮胎气压进行显示及监视，当轮胎气压太低或有渗漏时，系统会自动报警。
PSB TPMS 从功能和性能上均优于WSB TPMSTPMS系统开发上，多数方案组成分为5部分，它们是整合了具有压力、温度、加速度、电压检测和后信号处理ASIC芯片组合的智能传感器SoC、4-8位单片机(MCU)、RF射频发射芯片、锂亚电池和天线等其中智能传感器还采用了硅显微机械加工(MEMS)技术有源TPMSFreescaleinfineonGE等公司是世界上TPMS的MCU微控制处理器无源TPMS表面声波技术技术的TPMS SAW SURFACE acoustic WAVESAW温度/压力传感器英国Transense Technologies 德国EPCOS等有源MEMS TPMS英飞凌科技(Infineon Technologies AG)拟借收购SensoNor成为了汽车轮胎压力传感器市场中的领先供应商。
为英飞凌科技收购的著名传感器厂商挪威的SensoNor公司是TPMS系统的积极开发者，它采用了基于MEMS技术的硅压阻式压力传感器作为胎压监测单元，这种传感器被一些轮胎压力监测系统供应商采用，取得主要汽车制造商的认可，并与这些厂商签署了长期供货协议，包括TRW Automotive公司、SmarTire系统公司以及其他一些公司。
SmarTire不久前宣布与SensoNor公司签署一份协议，由SensoNor为它的RF发射器供应传感器，而SmarTire的RF发射器已经被西门子VDO 汽车配件公司和美国固特异轮胎公司(Goodyear)采用。
英飞凌面向TPMS应用的SP12传感器整合了硅显微机械加工的压力与加速度传感器、温度传感器和一个电池电压监测器，提供四合一传感功能，并配有一个能完成测量、信号补偿与调整及SPI串行通信接口CMOS大规模集成电路。
压力范围:SP12: 100 到450KpaSP12T: 50 到1400Kpa (大型车辆用)加速度范围:-12 g 到115 g温度范围：-40度到+125度传感器供电电压：1.8V 到 3.6V检测精度方面:硅压阻式压力传感器是采用高精密半导体电阻应变片组成惠斯顿电桥作为力电变换测量电路的，其测量精度能达0.01-0.03%FS。
测量可靠性方面: 由于传感器的工作环境比较恶劣,在不同温度和不同信号供电电压等等的情况下会出现漂移, SP12设有补偿功能，可以对压力, 加速度,温度,供电电压信号进行检测和补偿,准确提供不同型号轮胎在不同环境时的正确补偿值，有效地保证了测量可靠性。
低功耗方面:由于传感器电池不能更换，为了保证TPMS发射模块在一节锂电池下能工作10年，系统低功耗节电是一个十分重要的课题，因此只有在大多数时间让系统进入睡眠状态，才能省电与延长电池寿命。
英飞凌的SP12传感器首先是采用了唤醒瞬态工作模式，当它工作在睡眠工作模式时其功耗仅0.6微安秒，二是在传感器模块中增加了加速度传感器，利用其质量块对运动的敏感性，可以实现汽车启动自动开机，才进入系统自检，而如果检测到加速度很小时(表示汽车没有运动)让系统进入睡眠状态，大大地降低系统功耗。
英飞凌提供一整套解决方案来保证系统的稳定性和可靠性轮胎压力监测系统主要由传感器、发射模块和接收模块组成。
传感器用来检测轮胎的压力与温度，传感器与发射模块连接在一起，固定在气门芯、轮胎轮毂或放置在轮胎胎面里，它将测量到的压力与温度信号转换为电信号，通过无线发射装置将信号发射出来。
传感器发射出来的气压信息由接收机接收处理后，再由安装在驾驶台上的显示器中显示出来，在行驶过程中实时地进行监视。
显示方式如LED、LCD或语音提示等都可依客户要求来设计。
这使得系统设计人员更加具有灵活性，可以在多种系统中利用这个产品系列，满足市场的多元化需求和客户的特殊要求，同时降低了系统的整体成本l无线信号传输直接式TPMS需要着力解决的关键技术是无线信号传输的稳定性和可靠性问题，特别是高速行驶时的信号传输的稳定性，由于在高速行驶及工作环境比较恶劣，而且存在着屏蔽、干扰性等问题，信号会出现漂移及时有时无的情况，并且在使用手机、汽车音响等产品时，相互会有干扰，会影响信号的稳定性；英飞凌在无线信号传输技术方面有着特别领先地位，利用它的无线信号传输收发模块可以解决这些问题TDK510XF系列是工作在433-435MHZ(TDK5100F)和311-317MHZ(TDK5101F)频带内的单片FSK/ASK发射器，该器件含有一个完全集成其中的PLL(锁相环)合成器，以及一个高效率功放以驱动环形天线。
同时，为了降低功耗，延长电池寿命，采取了特殊的电路布局和独创的功放。
除此以外，它还具有很多的特点，比如工作温度范围-40°C to +125°C，50-ohms时达5dbm 的输出，低功耗模式，低压检测，可选择性晶振频率和分频输出等等。
它的集成度很高，只需要非常少的外部元件。
而小封装PG-SSOP10的采用使得设计变得简洁明了。
对于轮胎压力监控系统(TPMS)来说，它是非常理想的选择。
RF的信号接收可用TDA5200(ASK) TDA5210(FSK/ASK)接收器,为提高数据抗干扰能力，最好利用FSK(Frequency-Shift Keying频移键控)进行无线传输方式，再加上利用循环冗余校验(CRC CCITT) 对无线信号传输质量进行检查控制，进一步保证了无线信号传输的稳定性和可靠性。
LF（低频）唤醒方式TPMS系统可以通过LF触发信号，在任何需要的时候主动唤醒RTPM（Remote Tire Pressure Monitoring远程轮胎压力监视模块）模块发送数据，而在不需要的时候，特别是产品生产出来以后,还在包装里没有使用之前,可以让RTPM模块一直处于停机状态，从而最大限度地降低RTPM模块的电量消耗，延长电池的使用寿命。
英飞凌公司的TPMS传感器的多种优势造就了其市场领袖地位，其中包括：数字接口(SPI)为独立TPMS传感器(SP12/SP12T)带来了灵活设计；针对各种OEM运用实现了大规模部署；卓越的介质兼容性和可靠性；生产过程中进行全面补偿和校准；低功耗；独特传感器ID，可实现轻松识别；超宽工作温度范围(－40°C到125°C)；片上加速计监测车轮转动(可选)；片上微控器降低印刷电路板尺寸和系统成本(SP30)；片上温度和电压传感器；片上LF(低频)输入接口实现双向通信；准确气压测量(±7kPa)；利用EROM进行量产，降低成本；异常温度下关闭，避免不准确的数据测量；与RF无线芯片一起使用可构成完整TPMS解决方案；集成RF发射器、耗电更小的未来解决方案；无源TPMS表面声波(Surface Acoustic Wave,SAW)是由英国物理学家瑞利在1885年发现的，他指出，在弹性晶体的表面上尚存在一种形式的波动，称为表面声波。
并以波动数学理论证明其现象，故此表面声波亦称为瑞利波。
只是当时他的研究结果，并没有引起任何在实务发展上的回响。
直到1965年，加州大学柏克莱分校的R. M. White与F. M. Voltmer两位教授，将指状电极(Interdigital Transducers：IDT)结构制作在压晶体管的表面，并成功的产生了表面声波讯号后，才正式开启了表面声波组件的应用。
由于SAW组件可由不同的电极结构设计来产生不同的频率响应，故此后的30年，SAW组件被广泛的运用在各类通讯领域的振荡器、谐振器及滤波器等电路中。
另外一方面，SAW在感测技术的发展上，也具有相当的潜力，因为SAW组件的敏感度高，当晶体受到扰动影响，所产生的频率漂移都在数百KH间，利用目前的量测仪器，可精确侦测到1Hz的微小变化量。
Melexis的TPMS方案，正是利用了SAW的这些特性。
Melexis无线通信商务部经理ANDRES LAUTE博士指出：“我们的方案在每个轮胎内放置3个SAW，然后，以发信机发射RF信号给这些SAW，由于轮胎内的压力或温度都有变化，所以SAW发射回的信号频率就有了变化，天线接收到变化的RF信号后，再送到DSP进行处理，根据特定的算法就可以知道轮胎内的压力、温度情况。
由于SAW是无源器件，所以无需电池。
”。