ઓટોમોટિવ પાવર સ્ટીયરીંગ સિસ્ટમ્સમાં NTC થર્મિસ્ટર ટેમ્પરેચર સેન્સર્સની ભૂમિકા અને કાર્ય સિદ્ધાંત

NTC (નેગેટિવ ટેમ્પરેચર કોફિશિયન) થર્મિસ્ટર ટેમ્પરેચર સેન્સર ઓટોમોટિવ પાવર સ્ટીયરિંગ સિસ્ટમમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે, મુખ્યત્વે તાપમાનનું નિરીક્ષણ કરવા અને સિસ્ટમ સલામતી સુનિશ્ચિત કરવા માટે. નીચે તેમના કાર્યો અને કાર્યકારી સિદ્ધાંતોનું વિગતવાર વિશ્લેષણ છે:

I. NTC થર્મિસ્ટર્સના કાર્યો

1. ઓવરહિટ પ્રોટેક્શન
   • મોટર તાપમાન દેખરેખ:ઇલેક્ટ્રિક પાવર સ્ટીયરીંગ (EPS) સિસ્ટમમાં, મોટરના લાંબા સમય સુધી સંચાલનથી ઓવરલોડ અથવા પર્યાવરણીય પરિબળોને કારણે ઓવરહિટીંગ થઈ શકે છે. NTC સેન્સર રીઅલ ટાઇમમાં મોટરના તાપમાનનું નિરીક્ષણ કરે છે. જો તાપમાન સલામત થ્રેશોલ્ડ કરતાં વધી જાય, તો સિસ્ટમ પાવર આઉટપુટને મર્યાદિત કરે છે અથવા મોટરને નુકસાન અટકાવવા માટે રક્ષણાત્મક પગલાં શરૂ કરે છે.
   • હાઇડ્રોલિક પ્રવાહી તાપમાન દેખરેખ:ઇલેક્ટ્રો-હાઇડ્રોલિક પાવર સ્ટીયરીંગ (EHPS) સિસ્ટમમાં, હાઈડ્રોલિક પ્રવાહીનું તાપમાન વધે છે જે સ્નિગ્ધતા ઘટાડે છે, જેનાથી સ્ટીયરીંગ સહાય ઓછી થાય છે. NTC સેન્સર ખાતરી કરે છે કે પ્રવાહી ઓપરેશનલ રેન્જમાં રહે છે, સીલના ઘટાડા અથવા લીકને અટકાવે છે.
2. સિસ્ટમ પર્ફોર્મન્સ ઑપ્ટિમાઇઝેશન
   • નીચા-તાપમાન વળતર:નીચા તાપમાને, હાઇડ્રોલિક પ્રવાહીની વધેલી સ્નિગ્ધતા સ્ટીયરિંગ સહાય ઘટાડી શકે છે. NTC સેન્સર તાપમાન ડેટા પ્રદાન કરે છે, જે સિસ્ટમને સુસંગત સ્ટીયરિંગ લાગણી માટે સહાયક લાક્ષણિકતાઓ (દા.ત., મોટર પ્રવાહ વધારવો અથવા હાઇડ્રોલિક વાલ્વ ઓપનિંગ્સને સમાયોજિત કરવા) ને સમાયોજિત કરવા સક્ષમ બનાવે છે.
   • ગતિશીલ નિયંત્રણ:રીઅલ-ટાઇમ તાપમાન ડેટા ઊર્જા કાર્યક્ષમતા અને પ્રતિભાવ ગતિ વધારવા માટે નિયંત્રણ અલ્ગોરિધમ્સને શ્રેષ્ઠ બનાવે છે.
3. ખામી નિદાન અને સલામતી રીડન્ડન્સી
   • સેન્સર ખામીઓ શોધે છે (દા.ત., ઓપન/શોર્ટ સર્કિટ), ભૂલ કોડ ટ્રિગર કરે છે, અને મૂળભૂત સ્ટીયરિંગ કાર્યક્ષમતા જાળવવા માટે ફેલ-સેફ મોડ્સને સક્રિય કરે છે.

II. NTC થર્મિસ્ટર્સનો કાર્ય સિદ્ધાંત

1. તાપમાન-પ્રતિકાર સંબંધ
   NTC થર્મિસ્ટરનો પ્રતિકાર વધતા તાપમાન સાથે ઘાતાંકીય રીતે ઘટે છે, જે સૂત્રને અનુસરે છે:

                                                             RT=R૦⋅eB(T૧​−T૦૧)

ક્યાંRT= તાપમાન પર પ્રતિકારT,R0 = સંદર્ભ તાપમાન પર નજીવો પ્રતિકારT0​ (દા.ત., 25°C), અનેB= ભૌતિક સ્થિરાંક.

2. સિગ્નલ રૂપાંતર અને પ્રક્રિયા
   • વોલ્ટેજ ડિવાઇડર સર્કિટ: NTC ને એક નિશ્ચિત રેઝિસ્ટર સાથે વોલ્ટેજ ડિવાઇડર સર્કિટમાં સંકલિત કરવામાં આવે છે. તાપમાન-પ્રેરિત પ્રતિકાર ફેરફારો ડિવાઇડર નોડ પર વોલ્ટેજમાં ફેરફાર કરે છે.
   • AD રૂપાંતર અને ગણતરી: ECU લુકઅપ કોષ્ટકો અથવા સ્ટેઈનહાર્ટ-હાર્ટ સમીકરણનો ઉપયોગ કરીને વોલ્ટેજ સિગ્નલને તાપમાનમાં રૂપાંતરિત કરે છે:

                                                             T૧=A+Bએલએન (R)+C(ln(R))3

• થ્રેશોલ્ડ સક્રિયકરણ: ECU પ્રીસેટ થ્રેશોલ્ડ (દા.ત., મોટર્સ માટે 120°C, હાઇડ્રોલિક પ્રવાહી માટે 80°C) ના આધારે રક્ષણાત્મક ક્રિયાઓ (દા.ત., પાવર ઘટાડો) ટ્રિગર કરે છે.
2. પર્યાવરણીય અનુકૂલનક્ષમતા
   • મજબૂત પેકેજિંગ: કઠોર ઓટોમોટિવ વાતાવરણ માટે ઉચ્ચ-તાપમાન, તેલ-પ્રતિરોધક અને કંપન-પ્રતિરોધક સામગ્રી (દા.ત., ઇપોક્સી રેઝિન અથવા સ્ટેનલેસ સ્ટીલ) નો ઉપયોગ કરે છે.
   • અવાજ ફિલ્ટરિંગ: સિગ્નલ કન્ડીશનીંગ સર્કિટમાં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક હસ્તક્ષેપ દૂર કરવા માટે ફિલ્ટર્સનો સમાવેશ થાય છે.

     

III. લાક્ષણિક એપ્લિકેશનો

1. EPS મોટર વિન્ડિંગ તાપમાન મોનિટરિંગ
   • મોટર સ્ટેટર્સમાં એમ્બેડેડ જેથી વાઇન્ડિંગ તાપમાન સીધું શોધી શકાય, ઇન્સ્યુલેશન નિષ્ફળતા અટકાવી શકાય.
2. હાઇડ્રોલિક ફ્લુઇડ સર્કિટ તાપમાન મોનિટરિંગ
   • નિયંત્રણ વાલ્વ ગોઠવણોને માર્ગદર્શન આપવા માટે પ્રવાહી પરિભ્રમણ માર્ગોમાં સ્થાપિત.
3. ECU હીટ ડિસીપેશન મોનિટરિંગ
   • ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકોના બગાડને રોકવા માટે ECU આંતરિક તાપમાનનું નિરીક્ષણ કરે છે.

IV. ટેકનિકલ પડકારો અને ઉકેલો

• બિનરેખીયતા વળતર:ઉચ્ચ-ચોકસાઇ કેલિબ્રેશન અથવા પીસવાઇઝ રેખીયકરણ તાપમાન ગણતરીની ચોકસાઈમાં સુધારો કરે છે.
• પ્રતિભાવ સમય ઑપ્ટિમાઇઝેશન:નાના-સ્વરૂપ-પરિબળ NTCs થર્મલ પ્રતિભાવ સમય ઘટાડે છે (દા.ત., <10 સેકન્ડ).
• લાંબા ગાળાની સ્થિરતા:ઓટોમોટિવ-ગ્રેડ NTC (દા.ત., AEC-Q200 પ્રમાણિત) વિશાળ તાપમાન (-40°C થી 150°C) માં વિશ્વસનીયતા સુનિશ્ચિત કરે છે.

સારાંશ

ઓટોમોટિવ પાવર સ્ટીયરિંગ સિસ્ટમ્સમાં NTC થર્મિસ્ટર્સ ઓવરહિટ પ્રોટેક્શન, પર્ફોર્મન્સ ઑપ્ટિમાઇઝેશન અને ફોલ્ટ ડાયગ્નોસિસ માટે રીઅલ-ટાઇમ તાપમાન મોનિટરિંગને સક્ષમ કરે છે. તેમનો મુખ્ય સિદ્ધાંત તાપમાન-આધારિત પ્રતિકાર ફેરફારોનો ઉપયોગ કરે છે, જે સર્કિટ ડિઝાઇન અને નિયંત્રણ અલ્ગોરિધમ્સ સાથે મળીને સલામત અને કાર્યક્ષમ કામગીરી સુનિશ્ચિત કરે છે. જેમ જેમ સ્વાયત્ત ડ્રાઇવિંગ વિકસિત થાય છે, તાપમાન ડેટા આગાહી જાળવણી અને અદ્યતન સિસ્ટમ એકીકરણને વધુ સમર્થન આપશે.