Rolul și principiul de funcționare al senzorilor de temperatură cu termistor NTC în sistemele de servodirecție auto

Senzorii de temperatură cu termistor NTC (coeficient de temperatură negativ) joacă un rol esențial în sistemele de servodirecție auto, în principal pentru monitorizarea temperaturii și asigurarea siguranței sistemului. Mai jos este o analiză detaliată a funcțiilor și principiilor lor de funcționare:

I. Funcțiile termistoarelor NTC

1. Protecție la supraîncălzire
   • Monitorizarea temperaturii motorului:În sistemele de servodirecție electrică (EPS), funcționarea prelungită a motorului poate duce la supraîncălzire din cauza suprasolicitării sau a factorilor de mediu. Senzorul NTC monitorizează temperatura motorului în timp real. Dacă temperatura depășește un prag de siguranță, sistemul limitează puterea de ieșire sau declanșează măsuri de protecție pentru a preveni deteriorarea motorului.
   • Monitorizarea temperaturii fluidului hidraulic:În sistemele de servodirecție electrohidraulică (EHPS), temperatura ridicată a fluidului hidraulic reduce vâscozitatea, degradând asistența direcției. Senzorul NTC asigură că fluidul rămâne în intervalul de funcționare, prevenind degradarea garniturilor sau scurgerile.
2. Optimizarea performanței sistemului
   • Compensare la temperatură scăzută:La temperaturi scăzute, vâscozitatea crescută a fluidului hidraulic poate reduce asistența direcției. Senzorul NTC furnizează date despre temperatură, permițând sistemului să ajusteze caracteristicile de asistență (de exemplu, creșterea curentului motorului sau reglarea deschiderilor supapelor hidraulice) pentru o senzație constantă a direcției.
   • Control dinamic:Datele de temperatură în timp real optimizează algoritmii de control pentru a îmbunătăți eficiența energetică și viteza de răspuns.
3. Diagnosticarea defecțiunilor și redundanța de siguranță
   • Detectează defecțiunile senzorilor (de exemplu, circuite deschise/scurtcircuite), declanșează coduri de eroare și activează modurile de siguranță pentru a menține funcționalitatea de bază a direcției.

II. Principiul de funcționare al termistoarelor NTC

1. Relația temperatură-rezistență
   Rezistența unui termistor NTC scade exponențial odată cu creșterea temperaturii, urmând formula:

                                                             RT=R0⋅eB(T1​−T01)

UndeRT= rezistență la temperaturăT,R0 = rezistență nominală la temperatura de referințăT0​ (de exemplu, 25°C) șiB= constantă materială.

2. Conversia și procesarea semnalelor
   • Circuitul divizorului de tensiuneNTC-ul este integrat într-un circuit divizor de tensiune cu o rezistență fixă. Modificările rezistenței induse de temperatură modifică tensiunea la nodul divizorului.
   • Conversie și calcul ADECU convertește semnalul de tensiune în temperatură folosind tabele de căutare sau ecuația Steinhart-Hart:

                                                             T1 =A+Bln(R)+C(ln(R))3

• Activare pragECU declanșează acțiuni de protecție (de exemplu, reducerea puterii) pe baza unor praguri prestabilite (de exemplu, 120°C pentru motoare, 80°C pentru fluid hidraulic).
2. Adaptabilitate la mediu
   • Ambalaj robustFolosește materiale rezistente la temperaturi ridicate, ulei și vibrații (de exemplu, rășină epoxidică sau oțel inoxidabil) pentru medii auto dure.
   • Filtrare zgomotCircuitele de condiționare a semnalului încorporează filtre pentru a elimina interferențele electromagnetice.

     

III. Aplicații tipice

1. Monitorizarea temperaturii înfășurărilor motorului EPS
   • Încorporat în statoarele motoarelor pentru a detecta direct temperatura înfășurărilor, prevenind defectarea izolației.
2. Monitorizarea temperaturii circuitului fluidului hidraulic
   • Instalat în căile de circulație a fluidelor pentru a ghida reglajele supapelor de control.
3. Monitorizarea disipării căldurii ECU
   • Monitorizează temperatura internă a ECU pentru a preveni degradarea componentelor electronice.

IV. Provocări și soluții tehnice

• Compensarea neliniarității:Calibrarea de înaltă precizie sau liniarizarea pe porțiuni îmbunătățește acuratețea calculului temperaturii.
• Optimizarea timpului de răspuns:NTC-urile cu factor de formă mic reduc timpul de răspuns termic (de exemplu, <10 secunde).
• Stabilitate pe termen lung:NTC-urile de calitate auto (de exemplu, certificate AEC-Q200) asigură fiabilitatea pe o gamă largă de temperaturi (-40°C până la 150°C).

Rezumat

Termistoarele NTC din sistemele de servodirecție auto permit monitorizarea temperaturii în timp real pentru protecția la supraîncălzire, optimizarea performanței și diagnosticarea defecțiunilor. Principiul lor de bază valorifică modificările rezistenței dependente de temperatură, combinate cu algoritmi de proiectare a circuitelor și de control, pentru a asigura o funcționare sigură și eficientă. Pe măsură ce condusul autonom evoluează, datele privind temperatura vor sprijini în continuare mentenanța predictivă și integrarea avansată a sistemelor.