Sensoren in der Kfz-Technik
Temperaturfühler
zuletzt geändeert am 6.6.2003
NTC - Kennlinie
Formel
Schaltplan
Platin HT-Sensor
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NTC - Kennlinie Formel
Schaltplan
Platin HT-Sensor
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NTC - Kennlinie |
Formel |
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Temperatursensoren im Kfz sind im Allgemeinen NTC- Widerstände. NTC : Negativer Temperatur Coeffizient Bei Erwärmung des Bauteils sinkt dessen elektrischer Widerstand. In dem Bereich der grossen Steigung lässt sich die Temperatur sehr genau durch die Widerstandsmessung ermitteln. Da diese Werkstoffe den Strom heiss besser leiten als kalt, nennt man sie auch Heissleiter. Möglich ist das nur bei solchen Werkstoffen, wo aufgrund der Erwärmung zusätzliche Ladungsträger (Elektronen) im Material freigesetzt werden, die zur Leitfähigkeit beitragen. Kohle und Halbleiter zeigen diese Eigenschaft. Metalle zeigen den gegenteiligen PTC -Effekt. Ihren Einsatz finden diese Sensoren zur Messung der Temperaturen von:
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NTC - Kennlinie |
Formel |
Schaltplan |
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Aus dem R-T- Diagramm erkennen Sie die starke Krümmung der Kennlinie. Diese Kennlinie kann man sinnvollerweise nicht mit der (linearen) Formel für die Temperaturabhängigkeit des Widerstands bei Metallen berechnen. Das NTC- Diagramm lässt sich aber sehr gut durch folgende Exponentialfunktion beschreiben: R(T) = A * e (B/T) Die Koeffizienten A und B sind für jeden NTC individuell zu ermitteln. Für die oben gezeigte Kennlinie ergibt sich A = 10,37 Ω und B = 1326K  Mit den ermittelten Koeffizienten A und B berechnet man die links abgebildete Kennlinie, die exakt allerdings nur in 2 Punkten mit der experimentell ermittelten Kennlie übereinstimmt. |
Formel |
Schaltplan |
Pt-HT-Sensor |
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Ein typisches Schaltplanbeispiel zeigt das linke Bild. Das Steuergerät (rot umrandet) legt den NTC Widerstand an eine Versorgungsspannung von 5V. NTC und R1 bilden einen Spannungsteiler. Die an R1 fallende Spannung wird im Steuergerät ermittelt und ausgewertet. Nach den Regeln der Reihenschaltung ist U umso grösser, je kleiner der NTC Widerstand ist und damit, je heisser die zu messende Temperatur. Im Service misst man den Widerstand des Temperaturfühlers (bei verschiedenen Temperaturen), um einen Defekten Sensor zu erkennen. |
| Natürlich kann der Temperaturfühler auch an Masse liegen, wie im linken Schaltplanbeispiel gezeigt ist. |
| Anwendung | Temperaturbereich | |
| Ansaugluft | -40°C ... 80°C | |
| Ladeluft | -40°C ... 170°C | |
| Umgebungsluft | -40°C ... 60°C | |
| Innenraum | -20°C ... 80°C | |
| Kühlmittel | -40°C ... 130°C | |
| Motoröl | -40°C ... 170°C | |
| Kraftstoff | -40°C ... 120°C | |
| Abgas | +100°C ... 1000°C | |
| Kältemittel (Klimanalage) | -40°C ... 60°C |
Schaltplan |
Pt-HT-Sensor |
Seitenende |
| Eigenschaften:
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Einsatzgebiete:
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Die Spannungskenlinie bezieht sich auf eine Reihenschaltung des Sensors mit einem Messwiderstand von 2,3kΩ an insgesamt 5V Versorgungsspannung.Damit ist dieser fühler ein typisches Beispiel für einen PTC-Temperatursensor. Außer Platin zeigen übrigens alle Metalle diese PTC-Eigenschaft. |
1 Platinmesswiderstand (mäanderförmig)2 Crimpverbindung 3 Edelstahlgehäuse |
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