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热敏电阻汽车常用温度传感器工作原理及种类

发布时间:2018/10/23    访问人数:137次

温度是反映发动机热负荷状态的重要参数。为了保证控制系统能够精确控制发动机的工作参数,必须随时监测发动机冷却液温度、进气温度和排气温度,以便修正控制参数,计算吸入气缸空气的质量流量以及进行排气净化处理等。
冷却液温度传感器(Coolant Temperature Sensor,CTS)通常称为水温传感器,安装在发动机冷却液出水管上,其功用是检测发动机冷却液的温度,并将温度信号变换为电信号传送给ECu。ECU根据发动机的温度信号修正喷油时间和点火时间,从而使发动机工况处于最佳状态运行。
进气温度传感器(Intake Air Temperature Sensor,IATS)安装在进气管路中,其功用是检测进气温度,并将温度信号变换为电信号传送给ECU。进气温度信号是各种控制功能的修正信号。如果进气温度传感器信号中断,就会导致热起动困难、废气排放量增大。

众所周知,空气重量与进气温度和大气(进气)压力有关。当进气温度低时,空气密度高,相同体积气体的重量增加;反之,当进气温度升高时,相同体积气体的重量将减小。在采用歧管压力式、翼片式、卡尔曼涡流式、量芯式空气流量传感器的燃油喷射系统中,由于空气流量传感器测定的空气流量为体积流量,因此需要配装进气温度传感器和大气压力传感器。ECU根据发动机的进气温度和压力信号修正喷油量,使发动机自动适应外部环境温度(寒冷、高温)和压力(高原、平原)的变化。当进气温度低时(空气密度高),热敏电阻的阻值大,传感器输入ECU的信号电压高,ECU控制喷油器增加喷油量;反之,当进气温度高时(空气密度低),热敏电阻阻值小,传感器输入ECU的信号电压低,ECU将控制喷油器减少喷油量。
温度传感器的种类很多,常用的有热敏电阻式、金属热电阻式、线绕电阻式、晶体管式等。热敏电阻可分为正温度系数(Positive Temperature Coefficient,PTC)型热敏电阻、负温度系数(Negative Temperature Coefficient,NTC)型热敏电阻、临界温度型热敏电阻(critical Temperature Resistor,CTR)和线性热敏电阻。常用的热敏电阻有负温度系数型和正温度系数型两种。汽车普遍采用NTC型热敏电阻式温度传感器,如冷却液温度传感器(CTS)、进气温度传感器(IATS)、排气温度传感器(Ex-haust Air Temperature Sensor,EATS)、燃油温度传感器(FuelTemperature Sensor,FTs)等。
NTC温度传感器在汽车电子领域的应用
在功率电子中,热监控和热管理非常重要。温度传感器主要应用于电池管理系统、电机控制以及电机。电池管理系统可以通过监控电池的电压、电流和温度,对电池的状况进行详细了解,同时控制单个电池单元进行充放电均衡、充放电控制,以保证电池安全的使用,同时还能够减缓电池的寿命衰减。

NTC温度传感器在汽车电子领域的应用

    电压、电流的测量相对比较简单,但是对于温度的测量相对来说比较复杂。不同客户所使用的电池设计都会有差异,这样不同的电池有不同的热点分布以及不同的机械结构。温度传感器必须和被测物体的热点有紧密的结合才有可能准确的测试出热点的温度,所以对于电池管理系统的温度传感器设计需要考虑快速、准确地温度测量,需要考虑结构以及安装方式来保证汽车使用环境中和热点的良好热传导,同时要满足汽车使用环境中的可靠性以及寿命要求。

    电机是新能源汽车中电能转化成为动能的核心部件。混合动力汽车、电动汽车/大巴车的功率等级从10KW到200KW,通过对电机的温度监控,电机控制器可以在不同状态下采用不同的控制策略来保护整个功率单元。电机的内部结构非常紧凑,所以小型化、高温要求、抗恶劣电磁干扰性以及高信赖性是对于电机传感器的要求。电子有各种电机温度传感器能够满足包括混合动力系统超薄型、高温、高可靠性以及高准确度的产品要求。
NTC温度传感器是热敏电阻一种,NTC温度传感器工作原理是:电阻值随着温度上升而迅速下降。NTC温度传感器,具有测温精准,成本低,体积小,灵敏度高的特点。当NTC热敏电阻作为测温元件时,由于NTC热敏电阻阻值-温度有着严格的特性规律,所以通过检测NTC热敏电阻阻值就可以检测NTC热敏电阻所对应的温度。

NTC热敏电阻用作流量测量时,气体或液体流速与NTC热敏电阻冷却速率成正比,通过测量NTC热敏电阻电阻值的变化可以很容易的计算出流量数据。
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