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温度传感器被应用在柴油机

深圳市呈瑞电子有限公司

2013/4/24 13:20:55

  温度传感器被应用在柴油机,可以有效控制污染物的排放。为使这些排放更清洁,汽车制造商建立了柴油微粒过滤器(diesel particulate filters,DPF)。自1980年以来,这些过滤器已用于越野车,从1996年起用于某些普通汽车。现在DPF可以捕获低至2.5微米的柴油煤烟微粒,因此将微粒排放从60%降低到7%。DPF采用多孔陶瓷材料,zui终会饱和,需要清洗和再生。作这种维护时需要将DPF加热到+600℃以上的排气温度。为了达到这种高于正常的温度,ECU(电控单元)会暂时延缓喷油,并限制吸气。这时温度传感器就成为关键的控制元件:通过用压力温度传感器测量过滤器上的压降,就可以确定开始再生过程的zui有效时点。ntc热敏电阻http://www.nex-ntc.com/温度传感器。

 

  接口实现

 

  以柴油过滤模块为例,我们在 DPF中安装了一个采用传统压敏电阻元件的压差温度传感器。这个温度传感器检查一个较小的压力范围,一般为0至15psi。一只温度传感器接口IC(如Melexis 公司的MLC90320 CMOS模拟温度传感器接口)连接在温度传感器的输出端,构成一个阻性Wheatstone桥式电路。这个接口可将电阻的小变化电压(通常是数毫伏)转换为相当大的输出电压变动。采用这种结构,电路就能够比较过滤器前、后的压力信号(图1)。接口芯片对温度传感器的信号作放大和校正,将其变换为ECU能够识别的值。当 DPF饱和时,接口会探测到在过滤器前、后的信号之间有一较大的压力差。接口IC对这一差值作放大和补偿,传给ECU。这个过程可以使温度传感器接口控制检测元件与ECU之间的通信,保证过滤器的连续正常工作。

 

  ntc温度传感器接口

 

  ntc温度传感器的元件ntc热敏电阻去电路中起到很重要的作用。在上述例子中,压敏电阻检测元件连接到温度传感器接口的输入端,它对信号作增益与偏移的补偿,以确定有经过良好校准的输出信号。此外,在不同的粗调阶段采用3位和10位数模转换器(DAC),这种特殊接口的输出架构中采用了另外一片10位DAC,能够对输出变化范围作的校准(图2)。

 

  设备的架构可以容易地检测出数毫伏的温度传感器输出,并获得4V的输出范围。为确保接口芯片的顺利补偿调节,我们增加了一个粗略的补偿校正,用于补偿检测元件的大偏移变化,并使用了可调的10位补偿。在考虑温度问题时,温度传感器接口也可以连接到内部或外部温度传感器。

 

  不过,如果应用中温度传感器周围温度与接口周围温度不同,则只用一个外接温度传感器。将外接电阻连接到用于调整偏置和增益的温度链上,接口就可以在必要时完成的10位温度测量(图3)。这样可以将外接温度传感器尽量靠近压力温度传感器安装。

 

  可编程箝位

 

  温度传感器接口的另一个*性质是它能够在低输出电平和高输出电平时实现可编程箝位。箝位可确保温度传感器探测zui低和zui高输出电平的能力,并且ECU能够检查出温度传感器的输出是否在一个可接受范围内。此外,我们例子中的温度传感器接口还集成了故障检测,因此适用于一系列汽车应用。当它检测到内、外故障时,用此器件就能够探测出检测元件的不良连接。 

 

  如果芯片从温度传感器收到一个不正确的输入电平,如低于1.5V或高于3.5V,则可能有对地或电源的短路,IC将产生一个超出箝位电平范围的输出电平。ECU从而检测出了该事件。这款接口IC能够通过实际连接器对温度传感器接口作编程。包含检测元件和接口的模块被装在一个外壳内,只有应用管脚连接到模块的外面。没必要增加其它的通信线,因为输出脚既可以作模拟输出脚,也可以作通信脚。通过短路检测,IC就知道用户正在请求管脚用于通信。为确保在短路时内存参数不会发生变化,这个检测基于一种特定的时序动作。此外,接口芯片包含一个锁定EEPROM的选项,以避免意外地改变已校准的器件。实际上,通过采用接口的输出,我们可以与芯片通信,用用户定义的特性校正EEPROM中的参数。

 

  现有用于校准接口的评估板。这些板包括了与接口通信所需全部硬件、伴随软件,以及生产软件。生产软件可以控制所有必需的生产设备,并与设备通信,以快速校准数百件样品。

 

  结束语

 

  温度传感器接口在汽车中无处不在。它们将温度传感器信号转换为可读的格式,并同时过滤掉干扰性外部成份,以确保发送准确的信息。我们可在共轨系统(commonrail)、悬挂和变速系统以及HVAC应用、喷油喷汽系统、发动机控制、刹车防抱死系统,以及汽车的很多其它地方发现各种类型的温度传感器。它们应用如此广泛,人们几乎可以它们忘掉。了解它们的性能,能够促进将这些不可替代的产品用于越来越多应用中。

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