Auto-onderdelen moeten bestand zijn tegen extreme temperaturen, constante trillingen en blootstelling aan stof en vocht. Dit artikel beschrijft hoe giersnelheidssensoren worden ontworpen om nauwkeurig en betrouwbaar te blijven in dergelijke zware omstandigheden. Het behandelt temperatuurcompensatie, trillings-/schokbestendigheid, bescherming tegen binnendringing en EMI-beperkende technieken.

1. Ontwerp en compensatie voor hoge/lage temperaturen

1. Materiaalkeuze
   • PCB met hoge Tg (bijv. FR4 High Tg) En lagetemperatuur epoxyhars Zorg ervoor dat er geen scheuren of delaminatie ontstaat van –40 °C tot +125 °C
   • Kunststof behuizingen zijn gemaakt van PA66+GF30 (glasvezelversterkt nylon) en bestand tegen +135 °C; aluminium behuizingen zijn geanodiseerd of gepoedercoat voor een grotere duurzaamheid.
2. Kalibratie en opzoektabel voor het volledige bereik
   • Kalibratie wordt uitgevoerd bij –40 °C, –20 °C, 0 °C, 25 °C, 50 °C, 85 °C en 125 °C om bias- en gevoeligheidsveranderingen vast te leggen
   • De MCU slaat een opzoektabel of polynomiale coëfficiënten op voor realtime compensatie, waardoor een biasdrift van ≤±0,5°/s over het volledige temperatuurbereik wordt gegarandeerd
3. Versnelde veroudering en omgevingscycli
   • HALT (Highly Accelerated Life Test): Apparaten ondergaan temperatuurcycli van –40 °C tot +125 °C gedurende 1000 cycli, waarbij de temperaturen elk ≥ 30 minuten aan de extremen worden gehouden
   • Temperatuur/vochtigheidscycli: –40 °C tot +85 °C bij 85% RV gedurende 2000 uur om te verifiëren dat er geen drift of componentstoringen zijn

2. Trillings- en schokbestendigheid

1. Interne schokdemping
   • Dempingspads (schuim of siliconen) tussen de MEMS-matrijs en de PCB absorberen trillingen van 20 Hz tot 2000 Hz
   • PCB is ontworpen als een stapel van vier of zes lagen: bovenste laag voor gevoelige signalen, tweede laag als solide grondvlak, middelste lagen voor stroomverdeling en afscherming, onderste laag als extra grond/afscherming om EMI-koppeling te verminderen
2. Montagebeugel en mechanische bevestiging
   • De montageoppervlakken van het voertuig moeten vlak en stijf zijn; gebruik M4/M5-bouten met veerringen of nylon borgmoeren om losraken door trillingen te voorkomen
   • Bedrijfsvoertuigen of zware vrachtwagens kunnen dikkere aluminiumbeugels gebruiken voor maximale stijfheid en minimale buiging
3. Normen voor trillings- en schoktests
   • Willekeurige trilling: Voldoet aan ISO 16750-3 (20 Hz–2000 Hz PSD-profiel), waardoor typische wegomstandigheden in de automobielsector worden nagebootst
   • Schok: Voldoet aan ISO 19453 of LV124 (betrouwbaarheid in automobielomgevingen), bestand tegen een halve sinusschok van ±100 g (duur van 6 ms)

3. Bescherming tegen stof, water en corrosie

1. Afdichten en oppotten
   • Apparaten van automobielkwaliteit gebruiken siliconen O-ring afdichtingen of vol siliconen potgrond om interne componenten te isoleren tegen stof en vocht
   • Naden en aansluitranden zijn dubbel afgedicht met waterdichte kleefbanden of krimpkousen om IP6X (stofdicht) / IPX6 (krachtige waterstralen) te bereiken
2. Oppervlaktecorrosiebehandeling
   • Metalen behuizingen ondergaan anodisatie of verzinken, en vervolgens een beschermende laag verf om zoutnevel en corrosie door de omgeving te weerstaan
   • PCB-assemblages ontvangen een conforme coating post-SMT (bijv. acryl of urethaan) ter bescherming tegen vocht en chemische verontreinigingen
3. Zoutnevel- en chemische corrosietesten
   • Neutrale zoutneveltest (NSS): ≥96 uur om te verifiëren dat er geen zichtbare corrosie op de behuizing of connectoren is
   • Chemische bestendigheidstest: Controleer of de PCB-sporen en componentleidingen niet zijn aangetast door blootstelling aan dooizouten of andere autochemicaliën

4. Elektromagnetische compatibiliteit (EMC) en interferentie-immuniteit

1. Behuizing afscherming en aarding
   • Interne geleidende verf of een volledig metalen behuizing creëert een Faraday-schild, waardoor gevoelige schakelingen worden geïsoleerd van externe EMI-bronnen (ontstekingsspoelen, hoogvermogenomvormers)
   • De behuizing is verbonden met de chassisaarde om aardlusruis te minimaliseren en een stabiele referentie voor signaalverwerking te garanderen
2. Filter- en onderdrukkingscircuits
   • Power-Line Filtering: LC-filter (spoel + 10 µF condensator) bij VCC-ingang en een TVS-diode om spanningspieken te blokkeren, ter bescherming tegen ±12 V transiënten
   • Signaallijnfiltering: RC-laagdoorlaatfilters of common-mode-smoorspoelen op analoge uitgangen of CAN/LIN-lijnen om hoogfrequente ruis te onderdrukken
3. Richtlijnen voor PCB-layout en -routering
   • Scheid gevoelige analoge sporen van sporen met hoge stroomsterkte of hoge frequentie, waarbij u voldoende afstand houdt
   • Vier- of zeslaags printplaten: bovenste laag voor gevoelige signalen, tweede laag als ononderbroken aardingsvlak, derde laag voor voeding, onderste laag als extra aarding/afscherming om EMI-koppeling te verminderen

Serie Navigatie:

1. Positionering en kernfuncties van auto-yaw-ratesensoren
2. Kerncomponenten en werkingsprincipes van de giersnelheidssensor
3. Technische specificaties en modelgids voor giersnelheidssensor
4. Milieu-aanpassingsvermogen en betrouwbaarheid van de giersnelheidssensor
5. Interfaces voor giersnelheidssensoren