Датчики температуры
Страница 1

Эти устройства предоставляют информацию о температуре в различных узлах автомобиля. Например, они выполняют следующие измерения температуры (рис. 5):

воздуха во впускном патрубке (–40…170 °С);

внешней температуры (окружающего воздуха) (–40…125 °С);

воздуха в салоне (–40…80 °С);

охлаждающей жидкости двигателя — антифриза (–40…140 °С);

масла двигателя (–40…170 °С);

топлива (–40…125 °С);

трансмиссии (трансмиссионной жидкости) (–40 . 170 °C);

воздуха внутри шин (–40…125 °С);

отработавших газов (100…1000 °С);

скоб дискового тормоза (–40…2000 °С);

процессов сгорания топлива в двигателе (0…260 °C);

нагрева головок цилиндров двигателя (40 .230 °C);

температуры батареи аккумулятора (–40…135 °С);

систем отопления и кондиционирования, воздуха в испарителе HVAC (–40…135 °С);

испарителя кондиционера (–10…50 °С).

Применения датчиков температуры, проиллюстрированные рис. 5, относятся в основном (за некоторыми исключениями) к системам Powertrain и контроля эмиссии, основные функции которых, как известно, — оптимизация работы двигателя и связанных систем, экономия топлива и минимизация эмиссии. Новые автомобильные применения для ИС датчиков в автомобиле, например, — контроль батарей гибридных двигателей и GPS.

Для большинства видов измерений температуры воздуха в автоэлектронике наиболее популярным решением является керамический термистор (терморезистор) с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) (рис. 5а–с). Терморезисторы сNTC представляют собой датчики, которые изготавливаются из оксидов тяжелых металлов и оксидированных смешанных кристаллов методами спекания и прессования с добавлением связующих агентов, относящихся к полупроводниковым материалам.

При постоянном напряжении питания с увеличением температуры значительно падает сопротивление термистора и возрастает входной ток. Большинство стандартных автомобильных датчиков этого типа, которые применяются также и для измерений температур различных автомобильных жидкостей, характеризуются нелинейной обратной экспоненциальной характеристикой с областью высокой чувствительности, используемой для измерений температуры в некотором диапазоне — обычно не выше 150 °C (рис. 5а). NTC термисторы подходят и для измерений температур в расширенном диапазоне –200…1000 °C и выше — до 1100 °C (например, MT250NB и HT1000 Thermometrics).

Для автомобильных применений NTC термисторы выпускаются в защищенном исполнении (рис. 5).

Точность термисторов зависит от исполнения и обычно колеблется в пределах 1–10%. Еще одна проблема термисторов — подверженность самонагреву вследствие протекания тока через резистор, для преодоления которой между плюсом питания в 5 В и выходом термистора дополнительно включается большое сопротивление. Обработка первичного сигнала с терморезисторов производится в автомобиле в основном с использованием внешних схем.

Для автомобильных высокотемпературных применений предлагаются и могут быть использованы также термисторы с положительным температурным коэффициентом (PTC), металлические пленочные термопреобразователи сопротивления RTD (Resistive Temperature Detectors), термопары, кремниевые терморезисторы с PTC и ИС датчиков температуры.

PTC-термисторы изготавливаются из титаната бария, диапазон рабочих температур — +60…180 °C. Эти датчики используются для измерений уровня любых жидкостей — от воды до масла. Продукция GE Thermometrics включает также составные термисторы — из двух NTC и одного PTC-термистора, с рабочей характеристикой, аналогичной одному NTC, но с плоской областью.

Платиновые тонкопленочные RTD (рис. 5т–у), которые предлагаются для автомобильных высокотемпературных применений, помимо высокотемпературных термисторов, характеризуются наиболее широким диапазоном (–220…+1000 °C), в сравнении, например, с никелем (–60…+320 °C). Другие типичные материалы RTD — медь и сплавы никель/железо. В типичном платиновом RTD керамическая подложка поддерживает структурированный платиновый слой, покрытый стеклом. Эти устройства характеризуются высокой точностью, повторяемостью, линейностью (возможностью прямого подключения выхода к АЦП), долговременной стабильностью, но небольшим положительным температурным коэффициентом (PTC), меньшей чувствительностью к изменению температуры и меньшим базовым сопротивлением, чем термисторы, а также более высокой ценой.

Страницы: 1 2

Интересные публикации:

Проектирование промышленной грузовой станции
В зачётном задании Алма-Ата является административным центром, страна Казахстан. Расположен город в центре Евразийского континента, на юго-востоке Казахстана, 77 восточной долготы и 43 северной широты. Высота над уровнем моря 600–1650 метров. Алма-Ата расположен в предгорной котловин ...

Исследование рабочих процессов в рулевом приводе автомобилей
Выходной характеристикой рабочих процессов в рулевом приводе автомобилей можно считать величину изменения угла схождения управляемых колёс и соотношения их углов поворота. Обе величины в процессе эксплуатации изменяются в зависимости от ряда конструктивных и эксплуатационных факторов. ...

Повышение эффективности работы Транспортного Республиканского Унитарного предприятия за счет энергосбережения
Производственно-хозяйственная деятельность вагонного депо выражается в восстановлении работоспособности грузовых, пассажирских вагонов и контейнеров и поддержании их в состоянии готовности выполнять заданный объем перевозочной работы при наименьших эксплуатационных затратах. В вагонно ...