一種at用ntc溫度傳感器的分析方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種AT用NTC溫度傳感器的分析方法，根據(jù)NTC溫度傳感器產(chǎn)品選型手冊(cè)提供的有效參數(shù)進(jìn)行分析對(duì)比，基于對(duì)NTC溫度傳感器R–T特性和材料常數(shù)的分析結(jié)果，從而確定與實(shí)際工況應(yīng)用最佳匹配的NTC溫度傳感器型號(hào)。本發(fā)明根據(jù)某自動(dòng)變速箱的實(shí)際應(yīng)用，對(duì)NTC溫度傳感器傳感器的R?T(阻值vs溫度)特性進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上根據(jù)液壓系統(tǒng)油路的主要工作溫度范圍評(píng)估傳感器的使用精度，同時(shí)對(duì)TCU系統(tǒng)的AD電路特性進(jìn)行了分析，從而最終確認(rèn)溫度測(cè)量系統(tǒng)的誤差，使AT在運(yùn)行過(guò)程中能準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)溫度，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、快速、準(zhǔn)確的控制。
【專利說(shuō)明】
一種AT用NTC溫度傳感器的分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
[0001] 本發(fā)明涉及一種分析方法，具體涉及一種AT用NTC溫度傳感器的分析方法。
【背景技術(shù)】：
[0002] 液力自動(dòng)變速器(Automatic Transmission)是商用車自動(dòng)變速器的一種，主要應(yīng) 用在城市公交等工況下。變速器內(nèi)部離合器、制動(dòng)器等機(jī)械部件的動(dòng)作是依靠液壓油進(jìn)行 的，液壓油是液力變矩器(Torque Convert)栗輪、渦輪扭矩的傳遞介質(zhì)，為制動(dòng)器、離合器 工作時(shí)提供力量傳遞的介質(zhì)、潤(rùn)滑，緩速器工作的介質(zhì)。液壓系統(tǒng)的油溫是關(guān)鍵的性能參 數(shù)，是變速器在工作時(shí)需監(jiān)測(cè)的重要變量。使AT的控制系統(tǒng)在不同的工況下獲得準(zhǔn)確、穩(wěn)定 的溫度信號(hào)是非常關(guān)鍵的。
[0003] 在實(shí)際應(yīng)用中需根據(jù)系統(tǒng)需求進(jìn)行溫度傳感器的選擇，目前市場(chǎng)上常見的溫度傳 感器主要分為兩種，PTC(Positive Temperature Coefficient)正溫度系數(shù)傳感器和NTC (Negative Temperature Coefficient)負(fù)溫度系數(shù)傳感器，PTC傳感器的特性是阻值隨溫 度上升而增大，NTC溫度傳感器則相反。在進(jìn)行具體的傳感器的選型時(shí)，主要關(guān)注的是傳感 器的測(cè)量精度，但由于這兩種傳感器在整個(gè)工作溫度范圍內(nèi)的非線性，傳感器無(wú)法在整個(gè) 溫度范圍內(nèi)保證統(tǒng)一的精度。

【發(fā)明內(nèi)容】
：
[0004] 本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種AT用NTC溫度傳感器的分析 方法。
[0005] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：
[0006] 一種AT用NTC溫度傳感器的分析方法，根據(jù)NTC溫度傳感器產(chǎn)品選型手冊(cè)提供的有 效參數(shù)進(jìn)行分析對(duì)比，基于對(duì)NTC溫度傳感器R-T特性和材料常數(shù)的分析結(jié)果，從而確定與 實(shí)際工況應(yīng)用最佳匹配的NTC溫度傳感器型號(hào)。
[0007] 本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：基于對(duì)NTC溫度傳感器R-T特性和材料常數(shù)的分析結(jié) 果，分別進(jìn)行以下三部分的計(jì)算及分析：
[0008] 計(jì)算NTC溫度傳感器的溫度系數(shù)a，溫度系數(shù)a將為后續(xù)的系統(tǒng)溫度測(cè)量誤差分析 提供依據(jù)；
[0009] 溫度系數(shù)a的定義為:NTC溫度傳感器在每攝氏度下阻值變化的百分比，％/°C，其 計(jì)算公式如下：
[0011] 其中，Rt是絕對(duì)溫度T下的傳感器阻值；
[0012] 在實(shí)際應(yīng)用中將該公式轉(zhuǎn)化為：
[0014] A T:相鄰溫度點(diǎn)間的溫度差值，單位°C ;
[0015] A R:相鄰溫度點(diǎn)間的阻值差值，單位Ohn;
[0016] 通過(guò)對(duì)NTC溫度傳感器的R-T參數(shù)查表可找到NTC溫度傳感器在每攝氏度下的阻 值，通過(guò)對(duì)相鄰溫度下的阻值做差即可求出AR和A T，從而求出每攝氏度下的溫度系數(shù)a; [0017]同時(shí)對(duì)傳感器的測(cè)量溫度時(shí)間響應(yīng)進(jìn)行分析，以了解NTC溫度傳感器在實(shí)際應(yīng)用 中的時(shí)間表現(xiàn)行為；
[0018]在分析該特性時(shí)，需將NTC溫度傳感器的R-T特性抽象出一個(gè)數(shù)學(xué)關(guān)系，即：傳遞函 數(shù)H(S)，當(dāng)我們向這個(gè)函數(shù)輸入某個(gè)外部信號(hào)時(shí)，傳感器基于其自身的數(shù)學(xué)關(guān)系計(jì)算得到 一個(gè)輸出信號(hào)，目前已知的NTC溫度傳感器的典型傳感函數(shù)是一階系統(tǒng)：
[0020] 其中，s為拉普拉斯函數(shù)的自變量；
[0021] t為時(shí)間常數(shù)；
[0022] 對(duì)該傳感器函數(shù)加載階躍信號(hào)即可求得其對(duì)應(yīng)的時(shí)間響應(yīng)的值；
[0023]對(duì)NTC溫度傳感器的AD采樣電路進(jìn)行性能分析，了解采樣電路的工作原理及濾波 特性；
[0024] 典型的NTC溫度傳感器采樣電路是分壓電路，即NTC溫度傳感器R_ntc與上拉電阻 R1對(duì)電壓源VCC_ref?進(jìn)行分壓：
[0026] NTC溫度傳感器的阻值R_ntc隨著溫度的變化而變化，所以Vin可實(shí)時(shí)反映出相應(yīng) 的電壓；
[0027] 在分析采樣電路的濾波特性時(shí)，需采用網(wǎng)絡(luò)函數(shù)H(j co )分析法：
[0029] 其中，電路的正弦穩(wěn)態(tài)向量；
[0030] 左:電路的正弦輸入向量；
[0031] 通過(guò)對(duì)電路網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的分析可求得該電路的截止頻率f。，截止頻率的大小反映了 電路的抗干擾能力，也就是電路的濾波特性；
[0032]通過(guò)以上三個(gè)部分的分析結(jié)果，使得用戶對(duì)NTC溫度傳感器在實(shí)際應(yīng)用中有了更 為全面的了解，同時(shí)為后續(xù)步驟的系統(tǒng)測(cè)量誤差提供參數(shù)依據(jù)。
[0033]本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于:NTC溫度傳感器溫度系數(shù)-a及對(duì)AD采樣電路濾波特性 的分析結(jié)果，進(jìn)行系統(tǒng)性的整體測(cè)量誤差分析，得到最終的溫度測(cè)量系統(tǒng)誤差特性。
[0034] 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下的有益效果：
[0035] 在選取溫度傳感器時(shí)，產(chǎn)品手冊(cè)中通常只會(huì)定性的描述產(chǎn)品的使用精度，但在實(shí) 際使用中需要根據(jù)被測(cè)對(duì)象的實(shí)際工況要求對(duì)關(guān)注的溫度區(qū)間進(jìn)行定量的分析以判斷傳 感器的測(cè)量精度是否滿足系統(tǒng)的要求，本發(fā)明提出從NTC溫度傳感器傳感器的R-T特性出 發(fā)，根據(jù)傳感器的材料常數(shù)Beta，溫度系數(shù)Alpha可計(jì)算出傳感器任意溫度點(diǎn)下的誤差，從 而較為準(zhǔn)確的分析傳感器的測(cè)量值。
[0036]在分析系統(tǒng)的測(cè)量誤差時(shí)，一般認(rèn)為系統(tǒng)的測(cè)量精度等同于傳感器本身的精度， 而忽略了傳感器接口電路帶來(lái)的誤差，導(dǎo)致無(wú)法準(zhǔn)確地找到誤差源。
[0037]本發(fā)明對(duì)傳感器的典型AD(Ana 1 ogue Digi ta 1)接口電路的濾波特性、測(cè)量精度進(jìn) 行了分析，在此基礎(chǔ)上，將傳感器與接口電路視為一個(gè)整體，通過(guò)分析接口電路的電阻、電 源的誤差，最終得到測(cè)量系統(tǒng)在整個(gè)工作溫度范圍內(nèi)的誤差特性。根據(jù)以上方法對(duì)NTC溫度 傳感器傳感器、AD接口電路的特性分析，使我們能更為清晰的了解這些部件在系統(tǒng)中的表 現(xiàn)，從而為AT控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性提供保證。
[0038]綜上所述，本發(fā)明根據(jù)某自動(dòng)變速箱的實(shí)際應(yīng)用，對(duì)NTC溫度傳感器傳感器的R-T (阻值vs溫度)特性進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上根據(jù)液壓系統(tǒng)油路的主要工作溫度范圍評(píng)估傳 感器的使用精度，同時(shí)對(duì)TCU系統(tǒng)的AD電路特性進(jìn)行了分析，從而最終確認(rèn)溫度測(cè)量系統(tǒng)的 誤差，使AT在運(yùn)行過(guò)程中能準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)溫度，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、快速。準(zhǔn)確的控制。
【附圖說(shuō)明】：
[0039]圖1 NTC溫度傳感器傳感器R-T曲線；
[0040] 圖2 NTC溫度傳感器-100&NTC溫度傳感器-2057傳感器R-T曲線；
[0041] 圖3 NTC溫度傳感器-1000傳感器溫度系數(shù)vs傳感器工作溫度；
[0042] 圖4 NTC溫度傳感器-1000傳感器的階躍響應(yīng)；
[0043] 圖5典型AD接口電路；
[0044]圖6濾波電路的頻率響應(yīng)曲線；
[0045]圖7 AD電路溫度測(cè)量誤差。
【具體實(shí)施方式】：
[0046]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做出進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0047] NTC溫度傳感器的R-T(阻值vs溫度)特性是阻值隨著溫度上升而下降的傳感器，如 圖1所示。（圖1中以某品牌NTC溫度傳感器-1000型號(hào)傳感器為例），該產(chǎn)品在-40°C時(shí)的阻值 為 33487.40hm，150°C 時(shí)的阻值為 19.310hm。
[0048]典型的NTC溫度傳感器傳感器R-T特性關(guān)系為：
[0050] 其中，RT-絕對(duì)溫度T下的傳感器阻值，單位-Ohm;
[00511 R25_25攝氏度下的傳感器阻值，單位-Ohm;
[0052] B-傳感器材料常數(shù)Beta，單位-開爾文K;
[0053] T-絕對(duì)溫度T，單位-開爾文K。
[0054]根據(jù)公式（1)可知，在知道了傳感器25°C時(shí)的阻值R25及傳感器材料常數(shù)Beta(B) 后，即可求得任意溫度T下的阻值，使控制系統(tǒng)可根據(jù)Rt值計(jì)算出對(duì)應(yīng)溫度。
[0055]在具體分析NTC溫度傳感器傳感器的特性時(shí)，主要考慮3個(gè)關(guān)鍵參數(shù)：
[0056] #材料常數(shù)Beta(0)-Material Coefficient;
[0057] #溫度系數(shù)Alpha(a)-Temperature Coefficient;
[0058] #熱響應(yīng)時(shí)間-Thermal Constant Time.
[0059] (1)B-材料常數(shù)：
[0060] 在對(duì)NTC溫度傳感器傳感器的R-T特性進(jìn)行大量試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)傳感器的阻值與溫度 的數(shù)學(xué)關(guān)系近似為指數(shù)函數(shù)：
[0062] Rt_在絕對(duì)溫度T下的傳感器阻值；
[0063] T-絕對(duì)溫度T，單位開爾文K;
[0064] A-線性系數(shù)；
[0065] 指數(shù)系數(shù)，是由傳感器自身材質(zhì)決定的溫度vs阻值系數(shù)。
[0066] 該方程可在某個(gè)溫度范圍內(nèi)較為準(zhǔn)確的表示NTC溫度傳感器的溫度與阻值關(guān)系， 但是由于NTC溫度傳感器傳感器在實(shí)際使用中并非是一個(gè)理想元件，如果將該數(shù)學(xué)模型應(yīng) 用在一個(gè)較寬的溫度區(qū)間內(nèi)時(shí)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)該方程中的參數(shù)(00)已無(wú)法準(zhǔn)確的描述整個(gè)溫度 范圍內(nèi)的R-T關(guān)系，通過(guò)在實(shí)際應(yīng)用中的測(cè)量發(fā)現(xiàn)，邱值在傳感器的整個(gè)溫度范圍內(nèi)并不是 固定不變的，而是會(huì)隨著NTC溫度傳感器所處的環(huán)境溫度變化而改變，測(cè)量結(jié)果表明邱值會(huì) 隨著溫度的上升而減小。
[0067] 為了在實(shí)際應(yīng)用中更為準(zhǔn)確的描述傳感器在某個(gè)溫度區(qū)間內(nèi)的R-T特性，會(huì)根據(jù) 兩個(gè)實(shí)際的溫度測(cè)量點(diǎn)(Ri，!^)和(R2，T 2)計(jì)算出傳感器的材料常數(shù)-Beta(B)，以此描繪更 為準(zhǔn)確的R-T特性曲線：
[0071]材料常數(shù)Beta是傳感器非常關(guān)鍵的一個(gè)參數(shù)，它是通過(guò)兩個(gè)具體的實(shí)測(cè)點(diǎn)（Ri， 計(jì)算得來(lái)的，表示了傳感器的一種固有屬性，該值的大小是由傳感器自身的材 質(zhì)，制作工藝等特性決定的，一旦傳感器制作完成，Beta值不會(huì)改變。
[0072] Beta值的大小表示了傳感器在溫度點(diǎn)T@T2之間的R-T特性，即在該溫度范圍內(nèi)傳 感器的阻值變化規(guī)律，該值越大則表示傳感器的阻值隨著溫度點(diǎn)的改變而變化的越明顯， Beta值在進(jìn)行傳感器比較時(shí)是一個(gè)重要的參考依據(jù)：
[0073] 以某品牌的兩個(gè)實(shí)際傳感器參數(shù)為例：
[0074] NTC溫度傳感器-1000在25°C和100°C時(shí)的阻值分別為10000hm，69.240hm;
[0075] NTC溫度傳感器-2057在25°C和100°C時(shí)的阻值分別為20570hm，187.530hm;
[0076]根據(jù)公式⑤計(jì)算可求得：
[0077] Biooo = 4032.6K
[0078] B2〇57 = 7179.1K
[0079] 根據(jù)Be ta值繪制兩個(gè)傳感器在2 5 °C至100 °C之間的R-T特性，如圖2
[0080] 觀察圖2可發(fā)現(xiàn)，NTC溫度傳感器-2057的阻值隨著溫度的上升而下降的更為陡峭， 即斜率較大。這說(shuō)明在溫度變化的過(guò)程中，阻值的變化率更大，這使得測(cè)量系統(tǒng)可更為靈 敏、清晰的捕捉單位溫度的變化。
[0081] 計(jì)算NTC溫度傳感器傳感器在任意溫度點(diǎn)T的阻值的變化率時(shí)，需參考另一個(gè)參 數(shù)-溫度系數(shù)-a。
[0082] (2)a-溫度系數(shù)：
[0083] a的定義為:傳感器在每攝氏度下阻值變化的百分比：
[0085] Rt_是絕對(duì)溫度T下的傳感器阻值；
[0086]在實(shí)際應(yīng)用中通常會(huì)將該公式轉(zhuǎn)化為：
[0088] 典型應(yīng)用如下：
[0089] 通過(guò)查詢傳感器產(chǎn)品手冊(cè)可知NTC溫度傳感器-1000在25°C時(shí)的阻值為lOOOOOhm， a為-4.39%/°C，如果測(cè)量發(fā)現(xiàn)傳感器在某介質(zhì)中的阻值為120000hm，試計(jì)算此時(shí)的介質(zhì)溫 度，則根據(jù)如公式⑦可計(jì)算得到：
[0091] 則 120000hm 對(duì)應(yīng)的介質(zhì)溫度為 25°C-0.456°C=24.554°C
[0092] 溫度系數(shù)a表示了傳感器在不同溫度下阻值變化的百分比，可通過(guò)該參數(shù)計(jì)算相 應(yīng)阻值下的溫度值，更關(guān)鍵的是可根據(jù)傳感器在單位溫度下的阻值誤差A(yù) R計(jì)算出對(duì)應(yīng)的 溫度誤差A(yù)T。
[0093]由于NTC溫度傳感器傳感器的R-T(阻值VS溫度)特性是非線性的，故溫度系數(shù)在傳 感器的整個(gè)工作范圍內(nèi)也是非線性的。從3可知，a的值在低溫區(qū)較大，說(shuō)明每A T下A R的值 較大，隨著溫度的上升該值會(huì)減小。
[0094] (3)T.C_熱時(shí)間常數(shù)（Thermal Time Constant):
[0095] 當(dāng)用傳感器來(lái)測(cè)量某個(gè)介質(zhì)溫度時(shí)，傳感器能否快速的響應(yīng)外界溫度的變化，是 我們同樣關(guān)心的問(wèn)題，即傳感器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)是否滿足系統(tǒng)的需求。在分析動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)，可根 據(jù)傳感器的傳遞函數(shù)H(s)進(jìn)行判斷。根據(jù)大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，NTC溫度傳感器傳感器的傳 遞函數(shù)H(s)為一個(gè)典型一階系統(tǒng)：
[0097] 其中，s為拉普拉斯函數(shù)的自變量;t為時(shí)間常數(shù)；
[0098] 根據(jù)一階系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間的定傳遞函數(shù)的時(shí)間常數(shù)。
[0099]即傳感器在階躍輸入r(t) = l(t)下達(dá)到穩(wěn)態(tài)值63.2%的時(shí)間。通過(guò)拉普拉斯逆變 換可求得傳感器在時(shí)域下的輸出響應(yīng)為：
[0101]根據(jù)公式（9)可知，當(dāng)傳感器在1個(gè)t的時(shí)間點(diǎn)時(shí)（圖4中t = 4.84X1CT3)，輸出為 0.632,即達(dá)到了穩(wěn)態(tài)值'1'的63.2%，說(shuō)明這里的時(shí)間常數(shù)t的值就是傳感器的熱時(shí)間常數(shù) T.C。一般傳感器供應(yīng)商會(huì)給出產(chǎn)品在某個(gè)介質(zhì)下從溫度點(diǎn)A到溫度點(diǎn)B的熱時(shí)間常數(shù)，即該 工況下的響應(yīng)時(shí)間，但在實(shí)際應(yīng)用中由于被測(cè)介質(zhì)、溫度點(diǎn)A、B的不同，具體的響應(yīng)時(shí)間是 不一樣的，所以可通過(guò)傳感器的傳遞函數(shù)模型先仿真計(jì)算傳感器的熱時(shí)間常數(shù)，初步判斷 傳感器在該工況下是否滿足系統(tǒng)的要求，而后再通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試進(jìn)行驗(yàn)證。
[0102] 當(dāng)掌握了每款NTC溫度傳感器產(chǎn)品的以上3個(gè)參數(shù)時(shí)，則可較為全面的了解該產(chǎn)品 的具體特性，為后續(xù)的系統(tǒng)匹配提供支持。
[0103] 在確定了傳感器的具體型號(hào)后，需要通過(guò)TCU的AD電路將傳感器的信號(hào)進(jìn)行采集 以供應(yīng)用層程序進(jìn)行讀取，典型AD接口電路如下，
[0104] VCC_ref:上拉電壓；
[0105] R1:分壓電阻；
[0106] R2:濾波電阻：
[0107] R_ntc溫度傳感器:NTC溫度傳感器傳感器 [0108] C1:濾波電容；
[0109] ADC:模數(shù)轉(zhuǎn)換器（Analogue Digital Convertor)。
[0110] AD電路工作原理如下：NTC溫度傳感器傳感器在不同的環(huán)境溫度表現(xiàn)出不同的阻 值(特性如圖1所示），則Vin的值會(huì)隨著溫度的變化而變化：
[0112] Vin后端的辦和&組成基本的RC低通濾波電路，在這里我們需要同時(shí)分析該電路的 頻率響應(yīng)以了解濾波特性，通過(guò)電路的網(wǎng)絡(luò)函數(shù)H(jc〇)計(jì)算可知，
[0114]::犮為電路的正弦穩(wěn)態(tài)向量，左為電路的正弦輸入向量，根據(jù)向量法可求得：
[0117] 根據(jù)上式可知RC濾波電路的角頻率*
則電路的截止頻_
1說(shuō)明高于33Hz的信號(hào)在通過(guò)該電路時(shí)會(huì)被衰減，根 據(jù)截至頻率的定義可知，這些信號(hào)的功率會(huì)衰減一半以上。
[0118] 通過(guò)對(duì)濾波電路截止頻率的分析可幫助我們更為清楚的認(rèn)識(shí)AD接口電路的特性。
[0119] 在了解了NTC溫度傳感器的R-T特性和AD接口電路的特性后可對(duì)系統(tǒng)的測(cè)量精度 進(jìn)行分析：
[0120] 在理想狀態(tài)下，VcmtS該等于Vin，即ADC的前端端口應(yīng)準(zhǔn)確的捕捉到NTC溫度傳感器 的電壓值，但在實(shí)際應(yīng)用中，的值并非是理想的，這些值在實(shí)際應(yīng)用中都有誤差， 所以會(huì)對(duì)Vin、V〇u^成影響，根據(jù)這些誤差值我們可分析AD電路的測(cè)量誤差。
[0121]在分析該誤差時(shí)，我們計(jì)算的是電路的最大測(cè)量誤差，即根據(jù)￥[^，1?1，1? 2三個(gè)變量 的最大誤差所導(dǎo)致的系統(tǒng)測(cè)量誤差。
[0122]根據(jù)電阻的誤差定義可知，電阻的誤差是由三部分組成的：初始誤差，老化誤差， 及溫度漂移。在這里我們采用的電阻誤差參數(shù)如下：
[0124] 表1電阻誤差表
[0125] 貝的誤差值f 分別為：
[0126] R7i = RiX (1+1%+1% + (T-25X100^106)
[0127] R/2 = R2X (l+5%+10% + (T-25X250^106)
[0128] T-攝氏溫度。C
[0129] 上拉電壓VRef是由TCU上的電源模塊提供的，通過(guò)查詢芯片手冊(cè)可知V Ref的誤差 V' ref = Vref ±2%
[0130] 根據(jù)R，hR，2、V，ref可計(jì)算任意溫度T下的V out:
[0132] Iieage為ADC上的漏電流（leakage current，可通過(guò)查詢芯片手冊(cè)獲得），該電流流 經(jīng)V 2時(shí)會(huì)造成Vin之間V?t的壓降，故需將該因素一并考慮，
[0133]得到了 Vc>ut后需反算在該電壓值下所對(duì)應(yīng)的NTC溫度傳感器阻值R'tc，通過(guò)公式⑩ 可知
[0135]再根據(jù)NTC溫度傳感器的溫度系數(shù)a計(jì)算A T，即每一溫度點(diǎn)下的溫度誤差值，
[0137]將仏上^浐^^山^的值分別帶入可繪制六口系統(tǒng)在傳感器整個(gè)工作溫度范圍 內(nèi)的誤差曲線，如圖7所示，根據(jù)上述方法，即得到了整個(gè)系統(tǒng)的測(cè)量誤差。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種AT用NTC溫度傳感器的分析方法，其特征在于:根據(jù)NTC溫度傳感器產(chǎn)品選型手 冊(cè)提供的有效參數(shù)進(jìn)行分析對(duì)比，基于對(duì)NTC溫度傳感器R-T特性和材料常數(shù)的分析結(jié)果， 從而確定與實(shí)際工況應(yīng)用最佳匹配的NTC溫度傳感器型號(hào)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種AT用NTC溫度傳感器的分析方法，其特征在于:基于對(duì)NTC 溫度傳感器R-T特性和材料常數(shù)的分析結(jié)果，分別進(jìn)行W下=部分的計(jì)算及分析： 計(jì)算NTC溫度傳感器的溫度系數(shù)a,溫度系數(shù)a將為后續(xù)的系統(tǒng)溫度測(cè)量誤差分析提供 依據(jù)；溫度系數(shù)a的定義為:NTC溫度傳感器在每攝氏度下阻值變化的百分比，％/°C，其計(jì)算 公式如下： 其中，化是絕對(duì)溫度T下的f 在實(shí)際應(yīng)用中將該公式轉(zhuǎn)1 A T:相鄰溫度點(diǎn)間的溫度差值，單位°C ; A R:相鄰溫度點(diǎn)間的阻值差值，單位化n; 通過(guò)對(duì)NTC溫度傳感器的R-T參數(shù)查表可找到NTC溫度傳感器在每攝氏度下的阻值，通 過(guò)對(duì)相鄰溫度下的阻值做差即可求出A R和A T，從而求出每攝氏度下的溫度系數(shù)a; 同時(shí)對(duì)傳感器的測(cè)量溫度時(shí)間響應(yīng)進(jìn)行分析，W 了解NTC溫度傳感器在實(shí)際應(yīng)用中的 時(shí)間表現(xiàn)行為； 在分析該特性時(shí)，需將NTC溫度傳感器的R-T特性抽象出一個(gè)數(shù)學(xué)關(guān)系，即：傳遞函數(shù)H (S)，當(dāng)我們向運(yùn)個(gè)函數(shù)輸入某個(gè)外部信號(hào)時(shí)，傳感器基于其自身的數(shù)學(xué)關(guān)系計(jì)算得到一個(gè) 輸出信號(hào)，目前已知的NTC溫度傳感毀的化刑佑咸尿I掀縣一階系統(tǒng)： 其中，S為拉普拉斯函數(shù)的自變量；T為時(shí)間常數(shù)； 對(duì)該傳感器函數(shù)加載階躍信號(hào)即可求得其對(duì)應(yīng)的時(shí)間響應(yīng)的值； 對(duì)NTC溫度傳感器的AD采樣電路進(jìn)行性能分析，了解采樣電路的工作原理及濾波特性； 典型的NTC溫度傳感器采樣電路是分壓電路，即NTC溫度傳感器R_ntc與上拉電阻Rl對(duì) 電壓源VCC_ref進(jìn)行分壓：NTC溫度傳感器的阻值R_ntc隨著溫度的變化而變化，所WVin可實(shí)時(shí)反映出相應(yīng)的電 壓； 在分析采樣電路的濾波特性時(shí)，需采用網(wǎng)絡(luò)函數(shù)H(j CO)分析法： 其中，點(diǎn):電路的正弦穩(wěn)態(tài)向量；左:電路的正弦輸入向量； 通過(guò)對(duì)電路網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的分析可求得該電路的截止頻率f。，截止頻率的大小反映了電路 的抗干擾能力，也就是電路的濾波特性； 通過(guò)W上S個(gè)部分的分析結(jié)果，使得用戶對(duì)NTC溫度傳感器在實(shí)際應(yīng)用中有了更為全 面的了解，同時(shí)為后續(xù)步驟的系統(tǒng)測(cè)量誤差提供參數(shù)依據(jù)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種AT用NTC溫度傳感器的分析方法，其特征在于:NTC溫度傳 感器溫度系數(shù)-Q及對(duì)AD采樣電路濾波特性的分析結(jié)果，進(jìn)行系統(tǒng)性的整體測(cè)量誤差分析， 得到最終的溫度測(cè)量系統(tǒng)誤差特性。
【文檔編號(hào)】G01K7/22GK105910733SQ201610464023
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年6月22日
【發(fā)明人】徐旭
【申請(qǐng)人】陜西法士特齒輪有限責(zé)任公司