【正文】 ng water and inlet air temperature and perceived temperature into electrical signals output to the electronic control unit. According to the temperature level of perception to make further amendments to the fuel injection quantity, so that the engine is running at its best working condition. Once the temperature sensor is damaged or not working properly, the electronically controlled engine will malfunction, failure. So research on engine temperature sensor test system is very important. This paper describes a temperature sensor based on the type of car, principles, and studied the work processes and their detection methods automotive engine temperature sensor. According to the current development trend of the car with a temperature sensor, this paper details the mechanism and characteristics of the AD590 integrated temperature sensor, and discusses its principle. A final design has a temperature measurement, test results show that the basic functions for the automotive coolant temperature sensor measurement system， The system can accurately detect the performance of the sensor, the method is feasible, to ensure the accuracy and reliability of the test system data. Key words: testing system 。 performance test 。稱重傳感器已表現(xiàn)出成熟市場(chǎng)的特征。傳感器市場(chǎng)的主要增長(zhǎng)來(lái)自于無(wú)線傳感器、 MEMS傳感器、生物傳感器等新興傳感器。 [1] 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)溫度傳感器的研究意義及研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)溫度傳感器的研究意義 與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比，由于采用了改進(jìn)型智能溫度傳感器 AD590作為檢測(cè)元件，本數(shù)字溫度計(jì)減少了外部的硬件電路，具有低成本和易使用的特點(diǎn)。 AD590 是一種可組網(wǎng)的高精度數(shù)字式溫度傳感器，由于其具有單總線的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，可以使用戶輕松地組建起傳感器網(wǎng)絡(luò)，并可使多點(diǎn)溫度測(cè)量電路變得簡(jiǎn)單、可靠。 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)溫度傳感器的研究現(xiàn)狀 目前，全球的傳感器市場(chǎng)在不斷變化的創(chuàng) 新之中呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。新技術(shù)的發(fā)展將重新定義未來(lái)的傳感器市場(chǎng)，比如無(wú)線傳感器、光纖傳感器、智能傳感器和金屬氧化傳感器等新型稱重傳感器的出現(xiàn)與市場(chǎng)份額的擴(kuò)大。但由于國(guó)內(nèi)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)起步較晚，基礎(chǔ)比較薄弱，對(duì)溫度傳感芯片 2 的設(shè)計(jì)和研究才處于起步階段，與國(guó)際先進(jìn)技術(shù)相比還存在相當(dāng)大的差距。 溫度傳感 器的發(fā)展方向 近年來(lái)全球傳感器產(chǎn)業(yè)取得了飛速發(fā)展，隨著中國(guó)加大對(duì)電子新興產(chǎn)業(yè)的投資力度，公眾對(duì)公共安全、健康監(jiān)測(cè)、環(huán)保等諸多領(lǐng)域的關(guān)注加強(qiáng)，可以預(yù)測(cè)傳感器的市場(chǎng)前景將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信等。 [5] 隨著新技術(shù)新工藝的發(fā)現(xiàn)，多學(xué)科的交叉融合，未來(lái)傳感器的發(fā)展與競(jìng)爭(zhēng)也將趨于白熱化。進(jìn)氣溫度傳感器可以裝在空氣流量傳感器或進(jìn)氣壓力傳感器內(nèi)，也可以裝在進(jìn)氣道上某個(gè)部位。 第 1 章 緒論 3 圖 11 進(jìn)氣溫度傳感器與 ECU 的連接電路圖 進(jìn)氣溫度傳感器搭鐵線接觸不良，數(shù)據(jù)流會(huì)顯示異常低溫，低溫空氣密度高，會(huì)加大噴油脈寬，造成混合汽過(guò)濃。進(jìn)氣溫度傳感器溫度越高混合汽越濃，傳感器斷路或搭鐵不良會(huì)造成混合汽過(guò)稀，導(dǎo)致啟動(dòng)困難。冷卻液溫度傳感器一般裝在發(fā)動(dòng)機(jī)后側(cè)節(jié)溫器或散熱器出水孔處，負(fù)責(zé)噴油脈寬、暖機(jī)、點(diǎn)火提前角、自動(dòng)變速器變矩器鎖止和超速擋的控制以及空調(diào)的控制。 （ 2）負(fù)責(zé)控制暖機(jī)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速， 40℃以下轉(zhuǎn)速為 1500r/min， 40～ 70℃轉(zhuǎn)速為 1100r/min。 （ 4）負(fù)責(zé)控制自動(dòng)變速器， 56℃以上變矩器進(jìn)入鎖止工況， 70℃變速器允許進(jìn)入超速 擋。 4 圖 12 冷卻液溫度傳感器 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器短路，數(shù)據(jù)流會(huì)顯示 100℃以上的高溫，造成混合氣體過(guò)稀，無(wú)法啟動(dòng)；傳感器斷路或搭鐵線接觸不良，數(shù)據(jù)流會(huì)顯示 30℃以下的低溫，造成混合汽過(guò)濃，排氣管冒黑煙。若冷卻液溫度傳感器短路，打 開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)時(shí)數(shù)據(jù)流就顯示冷卻液溫度超過(guò) 100℃，但由于沒(méi)達(dá)到 120℃，所以不會(huì)留下故障碼。如將冷卻液溫度傳感器的信息和進(jìn)氣溫度傳感器的信息或啟動(dòng)后的時(shí)間進(jìn)行比較，就可以得出冷卻液溫度傳感器的信息是否準(zhǔn)確，傳感器是否有短路還是斷路的故障。 在 本文設(shè)計(jì)中，先以學(xué)習(xí)汽車溫度傳感器種類和原理及其汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度測(cè)試系統(tǒng)為目的，研究了車用溫度傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)，并詳細(xì)了解了集成溫度傳感器 AD590 的結(jié)構(gòu)、原理和特性。 6 第 2 章 車用溫度傳感器感器的種類和原理 汽車上的溫度傳感器可分為傳統(tǒng)模擬的溫度傳感器和集成溫度傳感器。集成溫度傳感器有 LM391 LM33LM4 AD22103 電壓輸出型、 AD590電流輸出型。 熱電偶溫度傳感器原理及介紹 熱電偶是一種感溫元件 ,它把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成熱電動(dòng)勢(shì)信號(hào) ,通過(guò)電氣儀表轉(zhuǎn)換成被測(cè)介質(zhì)的溫度。兩種不同成份的均質(zhì)導(dǎo)體為熱電極，溫度較高的一端為工作端，溫度較低的一端為自由端，自由端通常處 于某個(gè)恒定的溫度下。在熱電偶回路中接入第三種金屬材料時(shí) ,只要該材料兩個(gè)接點(diǎn)的溫度相同 ,熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì)將保持不變，即不受第三種金屬接入回路中的影響。 [7] 由熱電偶的基本作用原理知道，一熱電偶的測(cè)量溫度主要決定于熱端和冷端溫度差所產(chǎn)生的熱電勢(shì)，如此，雖然熱端所處的溫度保持恒定不變，但由于冷端產(chǎn)生不規(guī)則的溫度改 變，則所測(cè)得的溫度值也就成為一原理知道，一熱電偶的測(cè)量溫度主要決定于熱端和冷端溫度所產(chǎn)生的熱電勢(shì)，如此雖然熱端變數(shù)，或不能代表被測(cè)處的實(shí)際溫度。其中， E(0t ， 0)是實(shí)際測(cè)量的電動(dòng)勢(shì)， t 代表熱端溫度， 0t 代表冷端溫度， 0 代表 O℃。如果要測(cè)得真實(shí)的被測(cè)溫度所對(duì)應(yīng)的熱電勢(shì) E(t， 0)，就必須補(bǔ)償冷端不是 0℃所需第 2 章 車用溫度傳感器的種類和原理 7 的補(bǔ)償電勢(shì) E(0t ， 0)，而且，該補(bǔ)償電勢(shì)隨冷端溫度變化 的特性必須與熱電偶的熱電特性相一致，這樣才能獲得最佳補(bǔ)償效果。在現(xiàn)場(chǎng)使用中根據(jù)環(huán)境，被測(cè)介質(zhì)等多種因素研制成適合各種環(huán)境的熱電偶。 熱電阻是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測(cè)器。其中鉑熱是阻的測(cè)量精確度是最高的，它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)溫，而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。因此，只要測(cè)量出感溫?zé)犭娮璧淖柚底兓?，就可以測(cè)量出溫度。金屬熱電阻的電阻 值和溫度一般可以用以下的近似關(guān)系式表示，即 tR =0tR[1+α(t0t )]式中， tR 為溫度 t時(shí)的阻值 。α為溫度系數(shù)。金屬熱電阻一般適用于 200至 500℃范圍內(nèi)的溫度測(cè)量，其特點(diǎn)是測(cè)量準(zhǔn)確、穩(wěn)定性好、性能可靠，在程控制中的應(yīng)用極其廣泛。熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應(yīng)用最多的是鉑和銅，此外，現(xiàn)在已開(kāi)始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。從熱電阻的測(cè)溫原理可知，被測(cè)溫度的變化是直接通過(guò)熱電阻阻值的變化來(lái)測(cè)量的，因此，熱電阻體的引出線等各種導(dǎo)線電阻的變化會(huì)給溫度測(cè)量帶來(lái)影響。 (2)鎧裝熱電阻：鎧裝熱電阻是由感溫元件 (電阻體 )、引線、絕緣材料、不銹鋼套管 組合而成的堅(jiān)實(shí)體，它的外徑一般為φ 2 至φ 8mm，最小可達(dá)φ 1mm。它與一般軸向熱電阻相比，能更正確和快速地反映被測(cè)端面的實(shí)際溫度，適用于測(cè)量軸瓦和其他機(jī)件的端面溫度。隔爆型熱電阻可用于 B1a至 B3c 級(jí)區(qū)內(nèi)具有爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的溫度測(cè)量。 目前應(yīng)用最廣泛的熱電阻材料是鉑和銅：鉑電阻精度高，適用于中性和氧化性介質(zhì)，穩(wěn)定性好，具有一定的非線性，溫度越高電阻變化率越小 。中國(guó)最常用的有 0R =10Ω、 0R =100Ω和 0R =1000Ω等幾種，它們的分度號(hào)分別為 Pt Pt100、 Pt1000。其中 Pt100 和 Cu50 的應(yīng)用最為廣泛。工業(yè)用熱電阻安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，與控制室之間存在一定的距離，因此熱電阻的引線對(duì)測(cè)量結(jié)果會(huì)有較大的影響。 ○ 2 三線制：在熱電阻的根部的一端連接一根引線，另一端連接兩根引線的方式稱為三線制，這種方式通常與電橋配套使用，可以較好的消除引線電阻的影響，是工業(yè)過(guò)程控制中的最常用的引線電阻?？梢?jiàn)這種引線方式可完全消除引線的電阻影響，主要用于高精度的溫度檢測(cè)。 采用三線制是為了消除連接導(dǎo)線電阻引起的測(cè)量誤差。熱電阻作為電橋的一個(gè)橋臂電阻，其連接導(dǎo)線 (從熱電阻到中控室 )也成為橋臂電阻的一部分，這一部分電阻是未知的且隨環(huán)境溫度變化，造成測(cè)量誤差。工業(yè)上一般都采用三線制接法。 熱電阻測(cè)溫系統(tǒng)的組成： (1)熱電阻測(cè)溫系統(tǒng)一般由熱電阻、連接導(dǎo)線和顯示儀表等組成。 (2)鎧裝熱電阻是由感溫元件 (電阻體 )、引線、絕緣材料、不銹鋼套管組合而成的堅(jiān)實(shí)體，它的外徑一般為φ 2~φ 8mm，最小可達(dá)φ 1mm。它與一般軸向熱電阻相比，能更正確和快速地反映被測(cè)端面的實(shí)際溫度，適用于測(cè)量軸瓦和其他機(jī)件的端面溫度。 溫度傳感器原理及介紹 AD590 是美國(guó)模擬器件公司的電流輸出型溫度傳感器，供電電壓范圍為3~30V，輸出電流 223μ A（ 50℃） ~423μ A（ +150℃），靈敏度為 1μ A/℃。注意 R 的阻值不能取得太大，以保證 AD590兩端電壓不低于 3V。作為一種高阻電流源，最高可 達(dá) 20MΩ，所以它不必考慮選擇開(kāi)關(guān)或CMOS多路轉(zhuǎn)換器所引入的附加電阻造成的誤差。 [12] LM135/235/335系列是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司（ NS）生