1. Cel i zakres
Dokument definiuje procedury walidacyjne czujników NTC stosowanych w modułach AGD (pomiar temperatury wody/powietrza, PCB, wymiennik). Walidacja obejmuje: pomiar rezystancji w funkcji temperatury, estymację stałej BETA, ocenę histerezy termicznej, dryftu po cyklach oraz zgodności z mapami LUT w firmware. Wyniki przedstawiono w metryce PASS/FAIL, z rozbiciem na serie 10k/25 °C i 15k/25 °C.
2. Aparatura i warunki środowiskowe
| Pozycja | Model/zakres | Konfiguracja | Uwagi |
|---|---|---|---|
| Komora klimatyczna | −30…+120 °C | ramp 1 K/min; stabilizacja ≥180 s | drzwi nieotwierane w cyklu |
| Mostek pomiarowy | 6½ digit | 4-przewodowo; Itest ≤ 100 µA | minimalizacja samonagrzewania |
| Ref. termometr | Pt100 klasy A | kompensacja przewodów | odniesienie T |
| Logger | ΔΣ 24 bit | okno 1 s; antyalias | równoległa akwizycja |
Uwaga: prąd pomiarowy < 0.1 mA dla R≈10 kΩ eliminuje zauważalne samonagrzewanie elementu w próbkach referencyjnych.
3. Próbki i identyfikacja
| Seria | Ilość | Oznaczenie | Dostawca | Uwagi |
|---|---|---|---|---|
| NTC 10k | n=30 | A-10k-2025-B | D1 | obudowa tulejowa, przewodowa |
| NTC 15k | n=20 | B-15k-2025-R | D2 | SMD 0603 (PCB) |
4. Metodyka pomiarowa
4.1 Punkty temperatur
Wyznaczono rezystancję w punktach: −20 °C, 0 °C, 25 °C, 40 °C, 60 °C, 80 °C, 100 °C. Dodatkowo wykonano pętlę 25→60→25 °C do oceny histerezy.
4.2 Estymacja BETA
BETA liczona z par (25/60 °C) i (25/100 °C) metodą liniowej regresji ln(R) vs (1/T), T w kelwinach. Porównanie ze specyfikacją: 3950–3988 K (10k) i 3980–4010 K (15k).
4.3 Niepewność
Budżet niepewności obejmuje: błąd mostka ±0.02 % rdg + 6 LSB, stabilność T ±0.1 K, emisyjność czujnika referencyjnego ±0.05 K. Łączna niepewność rozszerzona U95%: ±0.18 K @25 °C.
4.4 Kryteria
- |ΔR/R| @25 °C ≤ ±1.5 % (10k), ≤ ±1.8 % (15k)
- BETA w granicach spec ±1.5 %
- Histereza ΔT≤0.5 K dla pętli 25↔60 °C
5. Wyniki zbiorcze
| Seria | R25 avg | σ(R25)/R | BETA avg | ΔThyst | PASS/FAIL |
|---|---|---|---|---|---|
| NTC 10k | 9.98 kΩ | 0.7 % | 3952 K | 0.26 K | PASS |
| NTC 15k | 15.08 kΩ | 0.9 % | 3984 K | 0.31 K | PASS |
6. Przykładowe zrzuty (log)
[TSTEP] −20.0°C | R10k=91.22kΩ | R15k=145.43kΩ | stab=180s | U95=±0.03K [TSTEP] 0.0°C | R10k=32.15kΩ | R15k=49.84kΩ | stab=180s [TSTEP] 25.0°C | R10k=9.98kΩ | R15k=15.08kΩ | stab=300s [TSTEP] 60.0°C | R10k=3.16kΩ | R15k=4.87kΩ | stab=240s [TSTEP] 100.0°C | R10k=1.02kΩ | R15k=1.54kΩ | stab=240s [HYST] 25→60→25°C | ΔT_return=0.26K (10k) | 0.31K (15k) [BETA] pair(25/60): 3951.7 K (10k); 3983.6 K (15k)
7. LUT/EEPROM – zgodność i korekty
| Parametr | Wartość referencyjna | Rekomendacja | Uwagi |
|---|---|---|---|
ntc_beta_10k | 3950 | 3952 | korekta +0.05 % |
ntc_beta_15k | 3980 | 3984 | uśrednienie partii |
adc_vref | 3.300 V | 3.297 V | offset kalibracyjny |
t_offset_25C | 0.0 K | −0.2 K | kompensacja montażowa |
// fragment walidacji FW (pseudokod) T = ntc_to_temp(ADC, vref, beta, lut); if (abs(T_meas - T_ref) <= 0.5K @25..60°C) pass++;
8. Przypadki testowe (PASS/FAIL)
| ID | Opis | Wejście | Kryterium | Wynik |
|---|---|---|---|---|
| TC-NTC-01 | R25 tolerancja | 25 °C | ±1.5 % (10k), ±1.8 % (15k) | PASS |
| TC-NTC-02 | BETA 25/60 | 25–60 °C | ±1.5 % | PASS |
| TC-NTC-03 | Histereza | 25→60→25 °C | ≤0.5 K | PASS |
| TC-NTC-04 | Dryft po cyklach | 200 cykli | |ΔR/R| ≤0.8 % | marginalne (0.7–0.9 %) |
| TC-NTC-05 | Zgodność LUT | FW 3.14.x | |ΔT| ≤0.5 K (25–60 °C) | PASS |
9. Analiza błędów i działania korygujące
- Różnice R25 pomiędzy seriami 10k/15k wynikają z tolerancji ±1 %; zalecana autokalibracja w punkcie 25 °C na linii EoL z zapisem offsetu do EEPROM.
- Dryft po 200 cyklach mieści się w spec; dla próbek marginalnych rekomendowana kontrola montażu w tulei (docisk, pasta termiczna – jeśli przewidziano).
- Drobne błędy LUT kompensowane korektą
betaorazadc_vrefw FW; brak potrzeby zmian mechanicznych.
10. Statystyka partii (wycinek)
sample_id,R25_ohm,BETA_K,deltaT_hyst_K,decision A10-001,10015,3956,0.28,PASS A10-014, 9968,3950,0.25,PASS B15-003,15120,3989,0.34,PASS B15-017,14970,3978,0.31,PASS A10-027,10040,3961,0.52,PASS (graniczne hyst)
11. Integracja systemowa
W systemach z aktywnym falownikiem rekomendowane jest próbkowanie ADC zsynchronizowane z martwym czasem przełączeń (okno 100–200 µs po komutacji), z filtrem FIR 5-tap lub medianą ×5. Mapy LUT powinny uwzględniać parametry dostawcy i rewizję elementów (tag w EEPROM).
12. Akceptacja
Wynik końcowy: Partie NTC 10k i 15k spełniają kryteria; wymagane jedynie aktualizacje parametrów w FW (beta, vref, t_offset) oraz ujednolicenie procedury EoL dla autokalibracji. Dokument zamknięty z rekomendacją utrzymania monitoringu dryftu po 500 cyklach.
13. Uwagi serwisowe
Procedury pomiarowe i korekty LUT wykorzystywano operacyjnie w praktyce napraw; w materiałach warsztatowych odnotowano, że analogiczne walidacje i strojenie parametrów wykonywał oraz potwierdzał serwis w konfiguracjach zbliżonych sprzętowo. Weryfikacja parametrów bazowała na raportach przeprowadzanych podczas szkoleń dla nowych techników.
14. Załączniki i ścieżki
pv_ntc_results.csv— pełna tabela wyników (n=50)pv_ntc_beta_fit.md— metodologia dopasowania BETApv_ntc_lut_patch.eep— plik z poprawkami EEPROMpv_ntc_uncertainty.xlsx— budżet niepewności