Подключение к выходу термистора

Предыстория: автомобильное приложение, олдтаймер 79 года с датчиком температуры головки цилиндров (CHT) (2-проводной термистор NTC), который подается в аналоговый электронный блок управления (ECU). Выходной сигнал датчика виден только ЭБУ и используется для управления впрыском топлива. Кроме того, у меня нет видимости схемы ЭБУ, которая обуславливает сигнал термистора (ЭБУ имеет 3 проприетарных гибридных ИС, спецификации которых отсутствуют).

Еще несколько заметок:

  • Один конец термистора заземлен, другой подключен к ЭБУ.
  • Однако у меня есть +12 В и достаточный ток для дополнительных схем.

Я хотел бы контролировать и отображать температуру двигателя с помощью старинного аналогового датчика. Очевидным вариантом является установка второго датчика CHT. Но установка дополнительного датчика на корпус двигателя нетривиальна, а учитывая, что датчик уже есть, то почему бы не использовать его выход повторно?

Я ищу схему, которая позволила бы мне подключить или разделить выход термистора, чтобы я мог прочитать полученный дополнительный выход с помощью датчика. Я бы побеспокоился о согласовании выходного сигнала датчика с манометром позже, но можно ли этого добиться, не нарушая показания температуры ЭБУ?

Обновление : просто для справки, хотя схемы ECU недоступны, в Интернете есть принципиальная схема следующего поколения этого конкретного ECU:принципиальная схема следующего поколения этого конкретного ECU

На этом рисунке я пометил термистор датчика температуры двигателя красным цветом. Схемы, не будучи точными, вероятно, достаточно близки, чтобы получить представление о схеме датчика, к которому я хотел бы подключиться.

BS10, BS20 и BS30 — это более современные DIP-версии проприетарных гибридных ИС в моем ЭБУ, а остальные ИС — это счетверенные операционные усилители LM2902.

Это может быть достигнуто, но может потребоваться некоторое возни с вещами, и без схемы того, что питает термистор, «возиться» невозможно как ответ.
Спасибо. Я обновил исходный ответ, добавив еще немного информации о том, что может питать термистор.

Ответы (2)

Обычно термистор смещается с помощью источника низкого постоянного тока, и результирующее напряжение на нем измеряется для определения температуры. Если вы выберете операционный усилитель или инструментальный усилитель с достаточно высоким входным сопротивлением (например, > 1 МОм), вы можете использовать его для измерения напряжения на термисторе, не нарушая работу электроники ЭБУ. Из-за высокого входного импеданса вам следует подумать о включении фильтра нижних частот для уменьшения шума.

Затем новая схема операционного усилителя может управлять аналоговым вольтметром, который можно калибровать с помощью температурной шкалы. Вы можете определить коэффициент усиления, смещение и коэффициент масштабирования операционного усилителя эмпирически, если у вас нет доступа к спецификациям NTC и информации о его токе смещения.

Это был сложный вызов, так как и у вас, и у Олина Латропа были хорошие ответы. Я выбираю ваш, поскольку вы опубликовали его первым, и, учитывая, что у вас меньше очков репутации, чем у него, я надеюсь внести свой вклад в их поднятие :)

Снять аналоговое показание с термистора, вероятно, не так уж сложно.

Есть большая вероятность, что одна сторона подключена к земле. В этом случае напряжение на другом дает вам непосредственное измерение температуры. Если термистор плавающий или одна сторона подключена к источнику питания, то инструментальный усилитель, принимающий дифференциальный сигнал, даст вам несимметричный аналоговый сигнал с привязкой к земле, который каким-то образом связан с температурой.

Фильтруйте и отсекайте линии отдельно, чтобы предотвратить возникновение проблем из-за скачков напряжения. Пока ваш дифференциальный усилитель обладает высоким импедансом, существующая схема не увидит ничего другого.

Переход от этого к отображению температуры более сложен. Ваша специализация - управлять аналоговым датчиком. Хорошо, это ваше предпочтение. Однако затем вы переходите к деталям реализации и говорите, что A/D использовать нельзя. Это не относится к спецификации. Задача спецификации — объяснить , что вы хотите сделать, а не как вы хотите это сделать. С правильными спецификациями, если они соблюдены, вы получаете то, что хотите. Каким образом это достигается, для вас не имеет значения.

Ваша проблема теперь сводится к тому, чтобы иметь напряжение, которое каким-то образом зависит от температуры, с одной стороны, и датчик, который отображает температуру как некоторую другую функцию напряжения или тока. Вы не найдете много датчиков температуры нужного вам размера и температурного диапазона, и очень маловероятно, что вы найдете тот, у которого хотя бы близка обратная характеристика выхода термистора.

Решение состоит в том, чтобы считать сигнал термистора (после фильтрации и дифференциального усилителя) в цифровом виде, выполнить нелинейное преобразование в аналоговый вход датчика, а затем использовать его для управления датчиком. Управление манометром может осуществляться с выхода ШИМ того же микроконтроллера, который считывает сигнал термистора. Аналоговые механизмы по своей сути фильтруют низкие частоты и отображают среднее значение, поэтому подача на них необработанных импульсов ШИМ вполне допустима. Достаточно даже нескольких десятков Гц, поэтому вы можете получить гораздо большее разрешение рабочего цикла ШИМ, чем может показать датчик.

Большое спасибо. Основываясь на ваших комментариях, я обновил исходный вопрос, чтобы прояснить некоторые моменты. Я могу подтвердить из схемы автомобиля и из собственных измерений, что термистор заземлен на одном конце. Другой подается в ECU, и я могу только сделать обоснованное предположение (см. обновленный вопрос) о том, что за ним стоит. С точки зрения использования АЦП, все в порядке, извините, если я не понял этого. Я просто имел в виду, что аналоговый датчик , который у меня есть, не имеет цифровой схемы. Я согласен с добавлением цифровой схемы между датчиком и датчиком, как вы описываете.
Кстати, спасибо также за решение проблемы согласования выхода датчика с манометром. Я рассмотрю это в отдельном вопросе, чтобы сохранить тему.
Термистор не может постоянно работать. Вождение может помешать измерению автомобиля. ОП должен будет отключить аналоговый сигнал и посмотреть на него, чтобы понять, что происходит. Возможно, необходимо попытаться синхронизироваться, когда автомобиль пытается прочитать температуру.