Aprovechando la salida del termistor

Antecedentes: aplicación automotriz, vehículo antiguo del 79 con un sensor de temperatura de la cabeza del cilindro (CHT) (un termistor NTC de 2 hilos) que se alimenta a una unidad de control electrónico (ECU) analógica. La salida del sensor solo es visible para la ECU y se utiliza para la gestión de la inyección de combustible. Además, no tengo visibilidad del circuito de la ECU que condiciona la señal del termistor (la ECU tiene 3 circuitos integrados híbridos patentados sin hoja de datos disponible).

Algunas notas más:

  • Un extremo del termistor está conectado a tierra, el otro alimenta la ECU.
  • Sin embargo, tengo +12 V y suficiente corriente disponible para circuitos adicionales.

Me gustaría controlar y mostrar la temperatura del motor con un indicador analógico antiguo. La opción obvia es instalar un segundo sensor CHT. Sin embargo, montar un sensor adicional en la carcasa del motor no es trivial, y dado que ya existe un sensor, ¿por qué no reutilizar su salida?

Estoy buscando un circuito que me permita aprovechar o dividir la salida del termistor para poder leer la salida adicional resultante con el indicador. Más tarde me preocuparía hacer coincidir la salida del sensor con el indicador, pero ¿es esto algo que podría lograrse sin alterar la lectura de temperatura de la ECU?

Actualización : solo por el bien del fondo, aunque los esquemas de la ECU no están disponibles, hay un diagrama de circuito de la próxima generación de esa ECU en particular en línea:un diagrama de circuito de la próxima generación de esa ECU en particular

En esa imagen, he marcado el termistor de detección de temperatura del motor en rojo. Los esquemas, sin ser exactos, probablemente estén lo suficientemente cerca como para tener una idea del circuito detrás del sensor que me gustaría aprovechar.

El BS10, BS20 y BS30 son las versiones DIP más modernas de los circuitos integrados híbridos patentados en mi ECU, mientras que el resto de los circuitos integrados son amplificadores operacionales cuádruples LM2902.

Podría lograrse, pero puede tomar un poco de tiempo jugando con las cosas y sin un esquema de lo que alimenta el termistor "jugando" no es definible como respuesta.
Gracias. Actualicé la respuesta original con más antecedentes sobre una aproximación de lo que podría estar alimentando el termistor

Respuestas (2)

Por lo general, un termistor está polarizado con un suministro de corriente constante bajo y el voltaje resultante se mide para determinar la temperatura. Si selecciona un amplificador operacional o un amplificador de instrumentación con una impedancia de entrada suficientemente alta (p. ej., > 1 megaohmio), puede usarlo para medir el voltaje en el termistor sin perturbar la electrónica de la ECU correspondiente. Debido a la alta impedancia de entrada, debe considerar incorporar un filtro de paso bajo para reducir la captación de ruido.

El nuevo circuito del amplificador operacional puede controlar un voltímetro analógico que se puede calibrar con una escala de temperatura. Puede determinar empíricamente la ganancia, la compensación y el factor de escala del amplificador operacional si no tiene acceso a las especificaciones de NTC y no conoce su corriente de polarización.

Fue una decisión difícil, ya que tanto usted como Olin Lathrop tuvieron buenas respuestas. Estoy eligiendo el tuyo porque lo publicaste primero, y dado que tienes menos puntos de repetición que él, espero contribuir a que aparezcan :)

Quitar la lectura analógica del termistor probablemente no sea demasiado difícil.

Hay una buena posibilidad de que un lado esté conectado a tierra. En ese caso, el voltaje en el otro te da una medida de temperatura directamente. Si el termistor está flotando o un lado está conectado a la alimentación, entonces un amplificador de instrumentación que toma la señal diferencial le dará una señal analógica con referencia a tierra de un solo extremo que de alguna manera está relacionada con la temperatura.

Filtre y recorte las líneas por separado para evitar que los picos de voltaje causen problemas. Siempre que su amplificador diferencial presente una alta impedancia, el circuito existente no verá nada diferente.

Pasar de eso a una pantalla de temperatura es más complicado. Su especificación es conducir un indicador analógico. Está bien, esa es tu preferencia. Sin embargo, luego ingresa a un detalle de implementación y dice que no se debe usar A / D. Eso no pertenece a una especificación. El trabajo de una especificación es explicar lo que quiere que se haga, no cómo quiere que se haga. Con las especificaciones adecuadas, si se cumplen, obtienes lo que deseas. Cómo se logra eso no debería importarte.

Su problema ahora se reduce a tener un voltaje que de alguna manera es una función de la temperatura en un lado, y un indicador que muestra la temperatura como alguna otra función de voltaje o corriente. No encontrará muchos indicadores de temperatura del tamaño y rango de temperatura que desea, y es muy poco probable que encuentre uno que tenga una respuesta inversa a la salida del termistor.

La solución es leer la señal del termistor (después del filtrado y el amplificador diferencial) digitalmente, realizar la conversión no lineal a la entrada del indicador analógico y luego usar eso para controlar el indicador. La conducción del indicador se puede realizar desde una salida PWM del mismo microcontrolador que lee la señal del termistor. Los movimientos analógicos intrínsecamente filtran el filtro de paso bajo y muestran el promedio, por lo que alimentarlos con pulsos PWM sin procesar está bien. Incluso unos pocos 10s de Hz son suficientes, por lo que puede tener mucha más resolución de ciclo de trabajo PWM de lo que puede mostrar el indicador.

Muchas gracias. Según sus comentarios, actualicé la pregunta original para aclarar algunos de los puntos. Puedo confirmar a partir de los esquemas del vehículo y de medirlo yo mismo que el termistor está conectado a tierra en un extremo. El otro se alimenta a la ECU, y solo puedo hacer una conjetura (ver pregunta actualizada) de lo que hay detrás. En términos de usar un ADC, está bien, disculpas si no fui claro al respecto. Simplemente quise decir que el indicador analógico que tengo no tiene circuitos digitales. Estoy de acuerdo con agregar un circuito digital entre el sensor y el indicador como lo describe.
Por cierto, gracias también por abordar la coincidencia de la salida del sensor con el indicador. Abordaré eso en una pregunta separada para mantener este tema.
Es posible que el termistor no funcione continuamente. Conducirlo puede interferir con la medición del automóvil. El OP deberá desconectar la señal analógica y mirarla para averiguar qué está pasando. Puede ser necesario intentar sincronizar cuando el automóvil está tratando de leer la temperatura.