Tungkulin at Prinsipyo ng Paggawa ng NTC Thermistor Temperature Sensors sa Automotive Power Steering System

Ang mga sensor ng temperatura ng thermistor ng NTC (Negative Temperature Coefficient) ay gumaganap ng isang kritikal na papel sa mga automotive power steering system, pangunahin para sa pagsubaybay sa temperatura at pagtiyak ng kaligtasan ng system. Nasa ibaba ang isang detalyadong pagsusuri ng kanilang mga pag-andar at mga prinsipyo sa pagtatrabaho:

I. Mga Pag-andar ng NTC Thermistors

1. Proteksyon sa sobrang init
   • Pagsubaybay sa Temperatura ng Motor:Sa mga sistema ng Electric Power Steering (EPS), ang matagal na pagpapatakbo ng motor ay maaaring humantong sa sobrang init dahil sa labis na karga o mga kadahilanan sa kapaligiran. Sinusubaybayan ng sensor ng NTC ang temperatura ng motor sa real time. Kung lumampas ang temperatura sa isang ligtas na threshold, nililimitahan ng system ang power output o nagti-trigger ng mga proteksiyon na hakbang upang maiwasan ang pinsala sa motor.
   • Pagsubaybay sa Temperatura ng Hydraulic Fluid:Sa mga sistema ng Electro-Hydraulic Power Steering (EHPS), ang mataas na temperatura ng hydraulic fluid ay nagpapababa ng lagkit, na nagpapababa ng tulong sa pagpipiloto. Tinitiyak ng sensor ng NTC na nananatili ang likido sa loob ng saklaw ng pagpapatakbo, na pumipigil sa pagkasira ng seal o pagtagas.
2. Pag-optimize ng Pagganap ng System
   • Kabayaran sa Mababang Temperatura:Sa mababang temperatura, ang pagtaas ng lagkit ng hydraulic fluid ay maaaring mabawasan ang tulong sa pagpipiloto. Ang sensor ng NTC ay nagbibigay ng data ng temperatura, na nagbibigay-daan sa system na ayusin ang mga katangian ng tulong (hal., pagtaas ng agos ng motor o pagsasaayos ng hydraulic valve openings) para sa pare-parehong pakiramdam ng pagpipiloto.
   • Dynamic na Kontrol:Ang real-time na data ng temperatura ay nag-o-optimize ng mga algorithm ng kontrol upang mapahusay ang kahusayan ng enerhiya at bilis ng pagtugon.
3. Fault Diagnosis at Safety Redundancy
   • Nakakakita ng mga sensor fault (hal., open/short circuits), nagti-trigger ng mga error code, at nag-a-activate ng mga fail-safe na mode upang mapanatili ang pangunahing paggana ng pagpipiloto.

II. Prinsipyo ng Paggawa ng NTC Thermistors

1. Temperatura-Resistance Relationship
   Ang resistensya ng isang NTC thermistor ay mabilis na bumababa sa pagtaas ng temperatura, kasunod ng formula:

                                                             RT=R0⋅eB(T1−T01)

saanRT= paglaban sa temperaturaT,R0 = nominal na pagtutol sa reference na temperaturaT0​ (hal., 25°C), atB= pare-pareho ang materyal.

2. Conversion at Pagproseso ng Signal
   • Circuit ng Divider ng Boltahe: Ang NTC ay isinama sa isang circuit divider ng boltahe na may nakapirming risistor. Binabago ng mga pagbabago sa paglaban na dulot ng temperatura ang boltahe sa divider node.
   • Conversion at Pagkalkula ng AD: Kino-convert ng ECU ang signal ng boltahe sa temperatura gamit ang mga lookup table o ang Steinhart-Hart equation:

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

• Pag-activate ng Threshold: Nagti-trigger ang ECU ng mga proteksiyon na aksyon (hal., pagbabawas ng kuryente) batay sa mga preset na threshold (hal., 120°C para sa mga motor, 80°C para sa hydraulic fluid).
2. Kakayahang umangkop sa kapaligiran
   • Matibay na Packaging: Gumagamit ng mataas na temperatura, oil-resistant, at vibration-proof na materyales (hal., epoxy resin o stainless steel) para sa malupit na mga kapaligiran sa sasakyan.
   • Pag-filter ng Ingay: Ang mga signal conditioning circuit ay nagsasama ng mga filter upang alisin ang electromagnetic interference.

     

III. Mga Karaniwang Aplikasyon

1. EPS Motor Winding Temperature Monitoring
   • Naka-embed sa mga stator ng motor upang direktang makita ang paikot-ikot na temperatura, na pumipigil sa pagkabigo sa pagkakabukod.
2. Pagsubaybay sa Temperatura ng Hydraulic Fluid Circuit
   • Naka-install sa mga daanan ng sirkulasyon ng likido upang gabayan ang mga pagsasaayos ng control valve.
3. ECU Heat Dissipation Monitoring
   • Sinusubaybayan ang panloob na temperatura ng ECU upang maiwasan ang pagkasira ng electronic component.

IV. Mga Teknikal na Hamon at Solusyon

• Nonlinearity Compensation:Pinapabuti ng high-precision calibration o piecewise linearization ang katumpakan ng pagkalkula ng temperatura.
• Pag-optimize ng Oras ng Pagtugon:Binabawasan ng mga small-form-factor na NTC ang oras ng pagtugon sa thermal (hal., <10 segundo).
• Pangmatagalang Katatagan:Tinitiyak ng mga automotive-grade NTC (hal., AEC-Q200 certified) ang pagiging maaasahan sa malawak na temperatura (-40°C hanggang 150°C).

Buod

Ang mga thermistor ng NTC sa mga automotive power steering system ay nagbibigay-daan sa real-time na pagsubaybay sa temperatura para sa proteksyon sa sobrang init, pag-optimize ng performance, at pag-diagnose ng fault. Ang kanilang pangunahing prinsipyo ay gumagamit ng mga pagbabago sa paglaban na umaasa sa temperatura, na sinamahan ng disenyo ng circuit at mga algorithm ng kontrol, upang matiyak ang ligtas at mahusay na operasyon. Habang umuunlad ang autonomous na pagmamaneho, higit na susuportahan ng data ng temperatura ang predictive na pagpapanatili at advanced na pagsasama ng system.