有多少人能想到自己駕車抵達(dá)目的地卻發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)輪胎已經(jīng)漏氣到了危險(xiǎn)的地步？或者，在高速公路上聽到不祥的爆裂聲，才意識(shí)到緩慢、悄無聲息的輪胎漏氣已然發(fā)展成了爆胎？如今，隨著微型胎壓傳感器的出現(xiàn)，車輛爆胎已經(jīng)不像以前那樣頻頻發(fā)生了。當(dāng)胎壓不足時(shí)，胎壓傳感器會(huì)點(diǎn)亮儀表盤上的警告燈，豪華車型甚至還可以顯示每個(gè)車輪的實(shí)時(shí)胎壓讀數(shù)。 然而，早期的胎壓傳感器卻有一個(gè)更大的用途：確保航天飛機(jī)上的輪胎完全充氣并安全著陸。航天飛機(jī)有4個(gè)后輪，兩側(cè)機(jī)翼下方各2個(gè)。美國國家航空航天局（NASA）肯尼迪航天中心的飛航工程師史蒂夫·塞巴斯塔（Steve Sebesta）介紹說，飛機(jī)著陸期間，如果其中一個(gè)輪胎的胎壓不足，那后果將會(huì)“不堪設(shè)想”。“如果一個(gè)輪胎癟了，同一側(cè)的另一個(gè)輪胎也會(huì)漏氣，那么航天飛機(jī)就有2個(gè)漏氣的輪胎?！彼忉尩?，“這時(shí)，飛機(jī)只得依靠輪輞滑行，直至輪輞磨壞。飛機(jī)偏航的方向或左或右，總之會(huì)偏向爆胎的那一側(cè)，而飛機(jī)最終會(huì)滑出跑道。后果真是不堪設(shè)想?！?/p>

幸運(yùn)的是，“在航天飛機(jī)發(fā)展史上，我們只碰到過一次輪胎爆胎的情況，而且發(fā)生爆胎時(shí)飛機(jī)基本上已經(jīng)完全停穩(wěn)了?！比退顾貞浀?，那是20世紀(jì)80年代，當(dāng)時(shí)還沒有任何方法可以監(jiān)測飛行中的胎壓，只是在輪胎外部裝有一個(gè)變形測量儀，其只能提供非常粗略的胎壓估算值；也就是說，這個(gè)測量儀只能告知飛行員輪胎是否已經(jīng)完全沒氣了，但如果只是輪胎壓力變低，由于它無法顯示精確的讀數(shù)，故不足以提醒飛行員危險(xiǎn)情況的發(fā)生。取而代之的是，航天飛機(jī)工程師主要依靠飛行前的地面測試來模擬航天飛機(jī)長時(shí)飛行狀態(tài)，

適當(dāng)?shù)奶簩?duì)安全著陸至關(guān)重要，但在航天飛機(jī)計(jì)劃（Space Shuttle Program）實(shí)施早期，沒有好的方法來精確測量飛行期間的胎壓。取而代之的是，工程師們只能依靠大量的飛行前的地面試驗(yàn)來測量隨時(shí)間變化的輪胎漏氣情況

在航天飛機(jī)發(fā)展史上，我們只碰到過一次輪胎爆胎的情況。——史蒂夫·巴斯塔，NASA肯尼迪航天中心

通過了解輪胎漏氣速度，為輪胎工作安全做好充分準(zhǔn)備，以確保飛機(jī)安全著陸。

20世紀(jì)90年代后期，塞巴斯塔參與了航天飛機(jī)輪胎的重新設(shè)計(jì)工作，其目的在于顯著提高輪胎的強(qiáng)度，使輪胎能夠承受更快的飛行速度，抵御更強(qiáng)的側(cè)風(fēng)。該項(xiàng)目還包括為新型輪胎設(shè)計(jì)升級(jí)版胎壓傳感器。而此前， NASA就已經(jīng)與當(dāng)時(shí)一家名為NovaSensor的初創(chuàng)公司合作，制造出了更加精確的航天飛機(jī)輪胎胎壓傳感器。NovaSensor公司的目標(biāo)是為宇航員和地面控制人員提供飛機(jī)下降前胎壓的精確圖像，確保不發(fā)生那些令人避之不及的意外狀況。

20世紀(jì)90年代，NovaSensor公司已成立數(shù)年，并且在微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）傳感器領(lǐng)域建立了一定的知名度。如今，NovaSensor公司隸屬于總部位于美國賓夕法尼亞州圣瑪麗斯的大型公司Amphenol Advanced Sensors集團(tuán)。NovaSensor公司的高級(jí)銷售經(jīng)理馬克·雷迪（Mark Ready）解釋道，NovaSensor公司為NASA制造的胎壓傳感器就是基于其微機(jī)電系統(tǒng)壓阻技術(shù)，該技術(shù)能夠?qū)毫D(zhuǎn)換為電阻。傳感器一般被放置于一個(gè)小小的硅片上。“向硅片的一側(cè)施加壓力時(shí)，會(huì)產(chǎn)生硅應(yīng)變”，他說道。當(dāng)胎壓降低時(shí)，應(yīng)變會(huì)發(fā)生變化，壓阻也發(fā)生相應(yīng)變化，并產(chǎn)生以毫伏為單位的微小電量，從而發(fā)出故障信號(hào)。

宇航員兼飛行員邁克·布隆菲爾克（Michael Bloomfield）在1997年的一次飛行中，在航天飛機(jī)著陸1個(gè)多小時(shí)后發(fā)現(xiàn)了輪胎發(fā)熱的情況。跑道產(chǎn)生的摩擦力會(huì)使胎紋磨損，安全著陸與可能發(fā)生的爆胎事件之間僅有一線之隔。后期，研究人員對(duì)輪胎進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，旨在提高輪胎的耐久性，并加裝傳感器，以便連續(xù)監(jiān)測胎壓

當(dāng)NASA找到NovaSensor公司時(shí)，雷迪強(qiáng)調(diào)：“當(dāng)時(shí)，這種技術(shù)還是一種頗具創(chuàng)新的測壓方法，并且該技術(shù)正是我們公司的一項(xiàng)核心關(guān)鍵技術(shù)，但是要讓傳感器能夠在輪胎上穩(wěn)定工作，我們還有不少工作要做。”他說，最大的一項(xiàng)挑戰(zhàn)莫過于在不施加任何外部應(yīng)變的情況下，找到在輪胎內(nèi)安裝硅片的最佳方式。例如，粘合劑堅(jiān)硬無比，其受熱膨脹的速度與傳感器自身的膨脹速度不同，這也可能會(huì)形成應(yīng)力，從而干擾胎壓讀數(shù)。NovaSensor公司還必須將微機(jī)電系統(tǒng)傳感器封裝成一臺(tái)完整的設(shè)備，由小型蓄電池供電，通過射頻傳輸結(jié)果。盡管NASA的航天飛機(jī)只需要為數(shù)不多的成品傳感器，但雷迪表示，公司已經(jīng)預(yù)見到該傳感器將有更大的市場需求，尤其是在汽車輪胎領(lǐng)域。

最初，航天飛機(jī)輪胎是以飛機(jī)輪胎為藍(lán)本設(shè)計(jì)而成的，它與普通汽車上采用的全天候輪胎有很大不同。塞巴斯塔說，首先，航天飛機(jī)采用的是巨型輪胎，直徑約為1.37m；其次，航天飛機(jī)輪胎承受的氣壓比車胎氣壓高出一個(gè)數(shù)量級(jí)。車胎所需壓力通常為245～315kPa，而最初的航天飛機(jī)輪胎則需要承受2.45 MPa的壓力。

但是，具體到胎壓傳感器的技術(shù)改進(jìn)工作，NovaSensor公司并不需要大費(fèi)周章實(shí)施改動(dòng)。雷迪說，他們需要對(duì)生產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行擴(kuò)容，準(zhǔn)備造出數(shù)百萬臺(tái)傳感器，而不是NASA要求的幾十臺(tái)。此外，他們還需要實(shí)施一些外觀設(shè)計(jì)工作，以為客戶提供幾種不同的選擇。但是，除此之外，“將這一產(chǎn)品投入市場，我們并不需要做太多額外的工作。本質(zhì)上，它跟我們向NASA交付的產(chǎn)品并無不同?！?/p>

自那以后，NovaSensor公司已售出數(shù)百萬臺(tái)胎壓傳感器，其中絕大多數(shù)用于美國乘用車，以及美國市場的防爆輪胎上。雷迪解釋道，防爆輪胎可以讓駕駛員在輪胎穿孔的情況下仍能繼續(xù)行駛80.5km，而不會(huì)導(dǎo)致爆胎。胎壓傳感器可以確保駕駛員知曉輪胎情況，從而合理安排輪胎維修事宜。

如今，美國法律規(guī)定，每個(gè)汽車輪胎都必須安裝胎壓計(jì)。之所以有這一規(guī)定是因?yàn)橄馧ovaSensor公司這樣的胎壓傳感器提高了安全性。正如在航天飛機(jī)上一樣，如果4個(gè)車輪中的1個(gè)開始漏氣，它可能會(huì)導(dǎo)致“災(zāi)難性后果，輪胎可能失效，并引發(fā)車禍”，雷迪說。即使胎壓沒有低到導(dǎo)致爆胎的程度，胎壓低也會(huì)降低汽車的行駛效率，這意味著汽車會(huì)更費(fèi)油，輪胎磨損得也會(huì)更快。

目前，Amphenol Advanced Sensors集團(tuán)還在繼續(xù)銷售NovaSensor公司的 P1602型產(chǎn)品。雖然這些傳感器進(jìn)行了一些升級(jí)，但其本質(zhì)上仍是25年前設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。雖然，隨著Amphenol集團(tuán)轉(zhuǎn)向更前沿的技術(shù)領(lǐng)域，以及輪胎傳感器領(lǐng)域的競爭越來越激烈，胎壓傳感器已不再是Amphenol集團(tuán)的主營業(yè)務(wù)。然而，“我們?nèi)匀皇沁@一領(lǐng)域的領(lǐng)軍者”，雷迪強(qiáng)調(diào)說。他表示， “促使我們公司成長為一家真正的企業(yè)，從這個(gè)方面來說，胎壓傳感器的研發(fā)顯然起到了至關(guān)重要的作用。”