سنسورهای دمای ترمیستور NTC (ضریب دمای منفی) نقش مهمی در سیستم‌های فرمان هیدرولیک خودرو دارند، که در درجه اول برای نظارت بر دما و اطمینان از ایمنی سیستم است. در زیر تجزیه و تحلیل دقیقی از عملکرد و اصول کار آنها ارائه شده است:
I. عملکرد ترمیستورهای NTC
- محافظت در برابر گرمای بیش از حد
- نظارت بر دمای موتور:در سیستم‌های فرمان برقی (EPS)، کارکرد طولانی مدت موتور ممکن است به دلیل اضافه بار یا عوامل محیطی منجر به گرمای بیش از حد شود. سنسور NTC دمای موتور را به صورت بلادرنگ کنترل می‌کند. اگر دما از آستانه ایمن فراتر رود، سیستم خروجی برق را محدود می‌کند یا اقدامات حفاظتی را برای جلوگیری از آسیب به موتور آغاز می‌کند.
- نظارت بر دمای سیال هیدرولیک:در سیستم‌های فرمان الکتروهیدرولیک (EHPS)، افزایش دمای سیال هیدرولیک باعث کاهش ویسکوزیته و در نتیجه کاهش عملکرد سیستم فرمان می‌شود. سنسور NTC تضمین می‌کند که سیال در محدوده عملیاتی باقی بماند و از تخریب یا نشتی آب‌بند جلوگیری می‌کند.
- بهینه‌سازی عملکرد سیستم
- جبران خسارت در دمای پایین:در دماهای پایین، افزایش ویسکوزیته سیال هیدرولیک ممکن است کمک فرمان را کاهش دهد. سنسور NTC داده‌های دما را ارائه می‌دهد و سیستم را قادر می‌سازد تا ویژگی‌های کمک (مثلاً افزایش جریان موتور یا تنظیم باز شدن دریچه‌های هیدرولیک) را برای احساس فرمان پایدار تنظیم کند.
- کنترل دینامیکی:داده‌های دمایی بلادرنگ، الگوریتم‌های کنترل را بهینه می‌کنند تا بهره‌وری انرژی و سرعت پاسخ را افزایش دهند.
- تشخیص خطا و افزونگی ایمنی
- خطاهای حسگر (مثلاً اتصال کوتاه/قطع) را تشخیص می‌دهد، کدهای خطا را فعال می‌کند و حالت‌های خرابی ایمن را برای حفظ عملکرد اولیه فرمان فعال می‌کند.
دوم. اصول کار ترمیستورهای NTC
- رابطه دما-مقاومت
مقاومت یک ترمیستور NTC با افزایش دما به صورت نمایی کاهش می‌یابد، طبق فرمول:
RT=R0⋅eB(T۱−T۰ ۱)
کجاRT= مقاومت در دماT،R0 = مقاومت اسمی در دمای مرجعT0 (مثلاً 25 درجه سانتیگراد) وB= ثابت مادی.
- تبدیل و پردازش سیگنال
- مدار تقسیم ولتاژ: NTC در یک مدار تقسیم ولتاژ با یک مقاومت ثابت ادغام شده است. تغییرات مقاومت ناشی از دما، ولتاژ را در گره تقسیم کننده تغییر می‌دهد.
- تبدیل و محاسبه ADECU سیگنال ولتاژ را با استفاده از جداول جستجو یا معادله استاینهارت-هارت به دما تبدیل می‌کند:
T۱ =A+Bلَن (R)+C(لن(R))3
- فعال‌سازی آستانهECU بر اساس آستانه‌های از پیش تعیین‌شده (مثلاً ۱۲۰ درجه سانتیگراد برای موتورها، ۸۰ درجه سانتیگراد برای سیال هیدرولیک) اقدامات حفاظتی (مثلاً کاهش توان) را آغاز می‌کند.
- سازگاری محیطی
- بسته‌بندی مقاوم: از مواد مقاوم در برابر دمای بالا، روغن و لرزش (مثلاً رزین اپوکسی یا فولاد ضد زنگ) برای محیط‌های خشن خودرو استفاده می‌کند.
- فیلتر کردن نویزمدارهای آماده‌سازی سیگنال، فیلترهایی را برای حذف تداخل الکترومغناطیسی در خود جای می‌دهند.
III. کاربردهای معمول
- مانیتورینگ دمای سیم پیچ موتور EPS
- در استاتور موتور تعبیه شده است تا مستقیماً دمای سیم‌پیچ را تشخیص دهد و از خرابی عایق جلوگیری کند.
- نظارت بر دمای مدار سیال هیدرولیک
- در مسیرهای گردش سیال نصب می‌شوند تا تنظیمات شیر کنترل را هدایت کنند.
- نظارت بر اتلاف حرارت ECU
- دمای داخلی ECU را کنترل می‌کند تا از تخریب قطعات الکترونیکی جلوگیری شود.
چهارم. چالش‌ها و راه‌حل‌های فنی
- جبران غیرخطی:کالیبراسیون با دقت بالا یا خطی‌سازی قطعه‌ای، دقت محاسبه دما را بهبود می‌بخشد.
- بهینه‌سازی زمان پاسخ:NTC های با ضریب شکل کوچک، زمان پاسخ حرارتی را کاهش می دهند (مثلاً کمتر از 10 ثانیه).
- ثبات بلندمدت:NTC های درجه یک خودرو (به عنوان مثال، دارای گواهینامه AEC-Q200) قابلیت اطمینان را در دماهای مختلف (-40 درجه سانتیگراد تا 150 درجه سانتیگراد) تضمین می کنند.
خلاصه
ترمیستورهای NTC در سیستم‌های فرمان هیدرولیک خودرو، امکان نظارت بر دما را در زمان واقعی برای محافظت در برابر گرمای بیش از حد، بهینه‌سازی عملکرد و تشخیص خطا فراهم می‌کنند. اصل اساسی آنها، تغییرات مقاومت وابسته به دما را در ترکیب با الگوریتم‌های طراحی و کنترل مدار، برای اطمینان از عملکرد ایمن و کارآمد، به کار می‌گیرد. با تکامل رانندگی خودکار، داده‌های دما از نگهداری پیش‌بینی‌کننده و ادغام پیشرفته سیستم پشتیبانی بیشتری خواهند کرد.
زمان ارسال: ۲۱ مارس ۲۰۲۵