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溫度是反映發(fā)動機(jī)熱負(fù)荷狀態(tài)的重要參數(shù)。為了保證控制系統(tǒng)能夠精確控制發(fā)動機(jī)的工作參數(shù),必須隨時監(jiān)測發(fā)動機(jī)冷卻液溫度、進(jìn)氣溫度和排氣溫度,以便修正控制參數(shù),計算吸入氣缸空氣的質(zhì)量流量以及進(jìn)行排氣凈化處理等。
冷卻液溫度傳感器(Coolant
Temperature
Sensor,CTS)通常稱為水溫傳感器,安裝在發(fā)動機(jī)冷卻液出水管上,其功用是檢測發(fā)動機(jī)冷卻液的溫度,并將溫度信號變換為電信號傳送給ECu。ECU根據(jù)發(fā)動機(jī)的溫度信號修正噴油時間和點火時間,從而使發(fā)動機(jī)工況處于最佳狀態(tài)運行。
進(jìn)氣溫度傳感器(Intake
Air Temperature
Sensor,IATS)安裝在進(jìn)氣管路中,其功用是檢測進(jìn)氣溫度,并將溫度信號變換為電信號傳送給ECU。進(jìn)氣溫度信號是各種控制功能的修正信號。如果進(jìn)氣溫度傳感器信號中斷,就會導(dǎo)致熱起動困難、廢氣排放量增大。
眾所周知,空氣重量與進(jìn)氣溫度和大氣(進(jìn)氣)壓力有關(guān)。當(dāng)進(jìn)氣溫度低時,空氣密度高,相同體積氣體的重量增加;反之,當(dāng)進(jìn)氣溫度升高時,相同體積氣體的重量將減小。在采用歧管壓力式、翼片式、卡爾曼渦流式、量芯式空氣流量傳感器的燃油噴射系統(tǒng)中,由于空氣流量傳感器測定的空氣流量為體積流量,因此需要配裝進(jìn)氣溫度傳感器和大氣壓力傳感器。ECU根據(jù)發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣溫度和壓力信號修正噴油量,使發(fā)動機(jī)自動適應(yīng)外部環(huán)境溫度(寒冷、高溫)和壓力(高原、平原)的變化。當(dāng)進(jìn)氣溫度低時(空氣密度高),熱敏電阻的阻值大,傳感器輸入ECU的信號電壓高,ECU控制噴油器增加噴油量;反之,當(dāng)進(jìn)氣溫度高時(空氣密度低),熱敏電阻阻值小,傳感器輸入ECU的信號電壓低,ECU將控制噴油器減少噴油量。
溫度傳感器的種類很多,常用的有熱敏電阻式、金屬熱電阻式、線繞電阻式、晶體管式等。熱敏電阻可分為正溫度系數(shù)(Positive
Temperature Coefficient,PTC)型熱敏電阻、負(fù)溫度系數(shù)(Negative Temperature
Coefficient,NTC)型熱敏電阻、臨界溫度型熱敏電阻(critical Temperature Resistor,CTR)和線性熱敏電阻。常用的熱敏電阻有負(fù)溫度系數(shù)型和正溫度系數(shù)型兩種。汽車普遍采用NTC型熱敏電阻式溫度傳感器,如冷卻液溫度傳感器(CTS)、進(jìn)氣溫度傳感器(IATS)、排氣溫度傳感器(Ex-haust
Air Temperature Sensor,EATS)、燃油溫度傳感器(FuelTemperature Sensor,F(xiàn)Ts)等。
NTC溫度傳感器在汽車電子領(lǐng)域的應(yīng)用
在功率電子中,熱監(jiān)控和熱管理非常重要。溫度傳感器主要應(yīng)用于電池管理系統(tǒng)、電機(jī)控制以及電機(jī)。電池管理系統(tǒng)可以通過監(jiān)控電池的電壓、電流和溫度,對電池的狀況進(jìn)行詳細(xì)了解,同時控制單個電池單元進(jìn)行充放電均衡、充放電控制,以保證電池安全的使用,同時還能夠減緩電池的壽命衰減。
NTC溫度傳感器在汽車電子領(lǐng)域的應(yīng)用
電壓、電流的測量相對比較簡單,但是對于溫度的測量相對來說比較復(fù)雜。不同客戶所使用的電池設(shè)計都會有差異,這樣不同的電池有不同的熱點分布以及不同的機(jī)械結(jié)構(gòu)。溫度傳感器必須和被測物體的熱點有緊密的結(jié)合才有可能準(zhǔn)確的測試出熱點的溫度,所以對于電池管理系統(tǒng)的溫度傳感器設(shè)計需要考慮快速、準(zhǔn)確地溫度測量,需要考慮結(jié)構(gòu)以及安裝方式來保證汽車使用環(huán)境中和熱點的良好熱傳導(dǎo),同時要滿足汽車使用環(huán)境中的可靠性以及壽命要求。
電機(jī)是新能源汽車中電能轉(zhuǎn)化成為動能的核心部件。混合動力汽車、電動汽車/大巴車的功率等級從10KW到200KW,通過對電機(jī)的溫度監(jiān)控,電機(jī)控制器可以在不同狀態(tài)下采用不同的控制策略來保護(hù)整個功率單元。電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常緊湊,所以小型化、高溫要求、抗惡劣電磁干擾性以及高信賴性是對于電機(jī)傳感器的要求。電子有各種電機(jī)溫度傳感器能夠滿足包括混合動力系統(tǒng)超薄型、高溫、高可靠性以及高準(zhǔn)確度的產(chǎn)品要求。
NTC溫度傳感器是熱敏電阻一種,NTC溫度傳感器工作原理是:電阻值隨著溫度上升而迅速下降。NTC溫度傳感器,具有測溫精準(zhǔn),成本低,體積小,靈敏度高的特點。當(dāng)NTC熱敏電阻作為測溫元件時,由于NTC熱敏電阻阻值-溫度有著嚴(yán)格的特性規(guī)律,所以通過檢測NTC熱敏電阻阻值就可以檢測NTC熱敏電阻所對應(yīng)的溫度。
NTC熱敏電阻用作流量測量時,氣體或液體流速與NTC熱敏電阻冷卻速率成正比,通過測量NTC熱敏電阻電阻值的變化可以很容易的計算出流量數(shù)據(jù)。
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