熱敏電阻是一種根據(jù)溫度不同電阻值不同的電阻，被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)電子控制器內(nèi)，尤其是汽車(chē)空調(diào)、鋰電池管理系統(tǒng)(BMS)和車(chē)載電源控制器等，都需要應(yīng)用到熱敏電阻的模塊。NTC熱敏電阻是指電阻值隨溫度升高而降低的電阻，由于其具有對(duì)溫度敏感、精度較高、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各種溫度檢測(cè)的場(chǎng)合。但是NTC熱敏電阻的阻值與溫度呈非線性對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此在實(shí)際應(yīng)用中比較難以測(cè)試。

市面上現(xiàn)有的汽車(chē)空調(diào)中，對(duì)其所應(yīng)用的NTC熱敏電阻的溫度獲取主要有兩種方式，一種是直接采用理想的B25值以及RT值，使用該方法，會(huì)使熱敏電阻在實(shí)際制作時(shí)，難以按照理想的數(shù)值進(jìn)行設(shè)定，若實(shí)際應(yīng)用中按照理想值進(jìn)行電子應(yīng)用，將會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品存在很大的誤差。另一種，是直接把熱敏電阻制造商提供的RT表輸入到汽車(chē)空調(diào)控制器中，但由于制造商所提供的RT表的數(shù)目要么很多，需要軟件工程師一個(gè)個(gè)輸入，不僅工作量大，而且也存在人為誤差；要么RT表里面的數(shù)值很少，中間直接被線性處理，導(dǎo)致存在較大的誤差。因此，有必要在汽車(chē)空調(diào)投入使用之前，對(duì)汽車(chē)空調(diào)中所使用的熱敏電阻進(jìn)行測(cè)試，以驗(yàn)證RT表數(shù)據(jù)的有效性及保證汽車(chē)空調(diào)具備較高的溫控精準(zhǔn)度。

今天，為大家介紹一種用于汽車(chē)空調(diào)的NTC熱敏電阻測(cè)試方法，其選取基于Steinhart-Hart方程的三階多項(xiàng)式擬合公式，對(duì)NTC熱敏電阻制造商提供的RT表數(shù)據(jù)值進(jìn)行擬合分析，將擬合后的數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)作比較，若所得殘差超出預(yù)先設(shè)定的閾值時(shí)，提示復(fù)查該NTC熱敏電阻。并且，針對(duì)RT表數(shù)據(jù)較少的NTC熱敏電阻，采用特性曲線分段插值的方式，對(duì)RT表數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，并經(jīng)軟件濾波后給出一組新的適合應(yīng)用的RT表數(shù)據(jù)，為選用NTC熱敏電阻提供參考。具體步驟如下：

(1)選取對(duì)NTC熱敏電阻的RT表數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合的三階多項(xiàng)式擬合公式，具體如下：

R_T＝R₂₅exp[A+B/T+C/T²+D/T³](1)

或

其中，R_T為溫度為T時(shí)的電阻值，T為華氏溫度，R₂₅為室溫為25℃時(shí)的電阻值，A、B、C、D、A₁、B₁、C₁以及D₁均為常數(shù)；

(2)將NTC熱敏電阻制造商提供的RT表數(shù)據(jù)值轉(zhuǎn)化為常數(shù)矩陣(T_incar^<i>)_j，其中i為矩陣的列數(shù)，j為矩陣的行數(shù)，且(T_incar^<0>)_j(可簡(jiǎn)寫(xiě)為T(mén)_incar^<0>)為RT表數(shù)據(jù)中的溫度參數(shù)；

(3)利用軟件對(duì)常數(shù)矩陣(T_incar^<i>)_j進(jìn)行特性曲線分析；

(4)利用軟件對(duì)NTC熱敏電阻的溫度參數(shù)進(jìn)行誤差分析，看是否符合汽車(chē)空調(diào)的設(shè)計(jì)要求；

(5)將(T_incar^<0>)_j轉(zhuǎn)化為華氏溫度Tmp_m(0≤m≤j-1)(可簡(jiǎn)寫(xiě)為T(mén)mp)：

Tmp：＝T_incar^<0>+273.15(3)

(6)將常數(shù)矩陣(T_incar^<i>)中除T_incar^<0>之外的數(shù)據(jù)以及計(jì)算所得的Tmp_m值帶入多項(xiàng)式擬合公式(2)中計(jì)算出常數(shù)A₁、B₁、C₁、D₁并得到常數(shù)矩陣

(7) 將Tmp和a_k帶入下式(4)中計(jì)算得出經(jīng)擬合后的NTC熱敏電阻的電阻值R_T(Tmp·K，a_sh)；

(8)利用軟件對(duì)經(jīng)擬合所得的電阻值R_T(Tmp·K，a_sh)與NTC熱敏電阻制造廠商提供的RT表數(shù)據(jù)值作比較并進(jìn)行殘差分析，當(dāng)所得殘差超過(guò)預(yù)先設(shè)定的閾值時(shí)，提示復(fù)查該熱敏電阻；

(9)采用曲線分段插值對(duì)RT表數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，并經(jīng)軟件濾波后A/D采樣得出一組新的適合應(yīng)用的RT表數(shù)據(jù)，為選用NTC熱敏電阻提供參考。并且在給定的一組新的適合應(yīng)用的RT表數(shù)據(jù)中給出了熱敏電阻作為溫度傳感器發(fā)生線束斷路情況的應(yīng)急溫度數(shù)據(jù)。

作為改進(jìn)，在對(duì)RT表數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線分段插值處理過(guò)程中，針對(duì)RT表數(shù)據(jù)中在-10~40℃溫度區(qū)間的電阻值進(jìn)行步長(zhǎng)為1的等步長(zhǎng)數(shù)據(jù)插值，對(duì)剩下溫度區(qū)間的電阻值進(jìn)行步長(zhǎng)為5的等步長(zhǎng)數(shù)據(jù)插值。

軟件濾波所采用的濾波公式為：

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

其中，filt為軟件濾波的循環(huán)濾波值，input為軟件濾波的輸入電流值，f_rate為軟件濾波的濾速。

相對(duì)于傳統(tǒng)的利用指數(shù)公式進(jìn)行計(jì)算的方法，該測(cè)試方法能在更大的溫度范圍內(nèi)與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)更吻合；而且，所利用的公式比較簡(jiǎn)潔，擬合參數(shù)的計(jì)算量和方程的計(jì)算量都更少，因此運(yùn)算速度更快；該測(cè)試方法精度更高，占用的計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存空間更少，在工程應(yīng)用中運(yùn)算速度更快；該測(cè)試方法還可用于評(píng)估NTC熱敏電阻制造商提供的RT表數(shù)據(jù)的有效性，以及其精度是否符合設(shè)計(jì)要求，并在對(duì)熱敏電阻的采購(gòu)管理具有一定的指導(dǎo)作用，避免了直接采用理想的B25值或RT值做產(chǎn)品設(shè)計(jì)所帶來(lái)的誤差，同時(shí)也改善了熱敏電阻給實(shí)際產(chǎn)品帶來(lái)的誤差。