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汽车空调的NTC热敏电阻测试方法 -澳门皇冠服务在线_澳门皇冠登录-官网注册
发布者 : admin 发布时间 : 2019/10/08 09:10:43


敏电阻是一种根据温度不同电阻值不同的电阻被广泛应用于汽车电子控制器内,尤其是汽车空调、锂电池管理系统(BMS)和车载电源控制器等,都需要应用到热敏电阻的模块。NTC热敏电阻是指电阻值随温度升高而降低的电阻,由于其具有对温度敏感、精度较高、价格便宜等优点,被广泛应用于各种温度检测的场合。但是NTC热敏电阻的阻值与温度呈非线性对应关系,因此在实际应用中比较难以测试。

 

市面上现有的汽车空调中,对其所应用的NTC热敏电阻的温度获取主要有两种方式,一种是直接采用理想的B25值以及RT值,使用该方法,会使热敏电阻在实际制作时,难以按照理想的数值进行设定,若实际应用中按照理想值进行电子应用,将会导致产品存在很大的误差。另一种,是直接把热敏电阻制造商提供的RT表输入到汽车空调控制器中,但由于制造商所提供的RT表的数目要么很多,需要软件工程师一个个输入,不仅工作量大,而且也存在人为误差;要么RT表里面的数值很少,中间直接被线性处理,导致存在较大的误差。因此,有必要在汽车空调投入使用之前,对汽车空调中所使用的热敏电阻进行测试,以验证RT表数据的有效性及保证汽车空调具备较高的温控精准度。

 

今天,为大家介绍一种用于汽车空调的NTC热敏电阻测试方法,其选取基于Steinhart-Hart方程的三阶多项式拟合公式,NTC热敏电阻制造商提供的RT表数据值进行拟合分析,将拟合后的数据与原始数据作比较,若所得残差超出预先设定的阈值时,提示复查该NTC热敏电阻。并且,针对RT表数据较少的NTC热敏电阻,采用特性曲线分段插值的方式,RT表数据进行修正,并经软件滤波后给出一组新的适合应用的RT表数据,为选用NTC热敏电阻提供参考。具体步骤如下:

 

(1)选取对NTC热敏电阻的RT表数据进行曲线拟合的三阶多项式拟合公式,具体如下:

 

RTR25exp[A+B/T+C/T2+D/T3](1)


其中,RT为温度为T时的电阻值,T为华氏温度,R25为室温为25℃时的电阻值,A、B、C、D、A1B1C1以及D1均为常数;

 

(2)将NTC热敏电阻制造商提供的RT表数据值转化为常数矩阵(Tincar<i>)j,其中i为矩阵的列数,j为矩阵的行数,且(Tincar<0>)j(可简写为Tincar<0>)为RT表数据中的温度参数;

 

(3)利用软件对常数矩阵(Tincar<i>)j进行特性曲线分析;

 

(4)利用软件对NTC热敏电阻的温度参数进行误差分析,看是否符合汽车空调的设计要求;

 

(5)将(Tincar<0>)j转化为华氏温度Tmpm(0≤m≤j-1)(可简写为Tmp):

 

Tmp:=Tincar<0>+273.15(3)

 

 

(6)将常数矩阵(Tincar<i>)中除Tincar<0>之外的数据以及计算所得的Tmpm值带入多项式拟合公式(2)中计算出常数A1B1C1D1并得到常数矩阵

 

(7) Tmp和ak带入下式(4)中计算得出经拟合后的NTC热敏电阻的电阻值RT(Tmp·K,ash);


(8)利用软件对经拟合所得的电阻值RT(Tmp·K,ash)与NTC热敏电阻制造厂商提供的RT表数据值作比较并进行残差分析,当所得残差超过预先设定的阈值时,提示复查该热敏电阻

 

(9)采用曲线分段插值对RT表数据进行修正,并经软件滤波后A/D采样得出一组新的适合应用的RT表数据,为选用NTC热敏电阻提供参考。并且在给定的一组新的适合应用的RT表数据中给出了热敏电阻作为温度传感器发生线束断路情况的应急温度数据。

 

作为改进,在对RT表数据进行曲线分段插值处理过程中,针对RT表数据中在-10~40℃温度区间的电阻值进行步长为1的等步长数据插值,对剩下温度区间的电阻值进行步长为5的等步长数据插值。

 

软件滤波所采用的滤波公式为:


rem=[rem+filt*(2^f_rate-1)+input]&(2^f_rate-1)(6)

 

其中,filt为软件滤波的循环滤波值,input为软件滤波的输入电流值,f_rate为软件滤波的滤速。

 

相对于传统的利用指数公式进行计算的方法,该测试方法能在更大的温度范围内与实测数据更吻合;而且,所利用的公式比较简洁,拟合参数的计算量和方程的计算量都更少,因此运算速度更快;该测试方法精度更高,占用的计算机储存空间更少,在工程应用中运算速度更快;该测试方法还可用于评估NTC热敏电阻制造商提供的RT表数据的有效性,以及其精度是否符合设计要求,并在对热敏电阻的采购管理具有一定的指导作用,避免了直接采用理想的B25值或RT值做产品设计所带来的误差,同时也改善了热敏电阻给实际产品带来的误差。

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