Широкое распространение получили полупроводниковые датчики с преобразователем давления на кремниевом кристалле, в его работе использован пьезоэлектрический резистивный эффект (рис.11.3) [19]. Принцип действия заключается в том, что на поверхности кристалла сформирован «мост сопротивлений». Величина электрического тока, протекающего через «мост», изменяется под действием деформации. Разбалансировка «моста» приводит к появлению тока «моста». Ток усиливается с учетом температурной компенсации. Таким образом, информация об изменении давления определяется косвенным путем
Рис. 11.2. Интегральный датчик давления в защитном корпусе через величину выходного напряжения. Такие датчики имеют небольшие размеры и высокую надежность [19, 22].
Рис. 11.3. Упрощенная схема датчика абсолютного (атмосферного) давления с цепями компенсации: А – цепь температурной компенсации, В – измерительный мост, С – подстройка нуля, D – коэффициент усиления, Е – термокомпенсация усилителя
В жидкостных средах датчики давления традиционно основаны на преобразовании перемещения упругой диафрагмы и воздействием ее на положение переключателя или движка потенциометра. По этому принципу работают датчики давления масла во всех ДВС.
В современных машинах электромеханические датчики заменяются интегральными кремниевыми или керамическими [19, 22, 28]. При этом в корпусе датчика непосредственно размещают унифицированные преобразователи. Датчики имеют небольшие габариты и защиту от электромагнитных помех.
Технические характеристики таких датчиков: температура работы ― от -400С до +1500С; барометрическое давление до 3440 кПа; среда использования ― в условиях вибраций, магнитных полей, силовых нагрузок, в агрессивных химических средах [19, 22, 28].
11.3. Датчики температуры
На ТТМ серийно выпускаемые датчики температуры используются для обеспечения системы управления, работы и диагностики ДВС. Они осуществляют измерение температуры охлаждающей жидкости, температуры воздуха на входе и выхлопе отработавших газов ДВС, температуры воздуха за бортом и в салоне ТС и т. д.
Для измерения температуры наиболее часто используются термисторы. При изменении температуры существенно изменяется электрическое сопротивление термистора и, соответственно, изменяется выходной сигнал по току или по напряжению [19, 22, 28].
Термисторы представляют собой датчики, изготовленные из полупроводниковых материалов, например, окиси никеля или окиси кобальта. При увеличении температуры в полупроводнике растет количество свободных электронов и значительно уменьшается его электрическое сопротивление. Система измерения температуры на основе термисторов имеет высокую чувствительность, так как при относительно небольшом изменении температуры происходит существенное изменение сопротивления. На рис. 11.4 представлена простейшая схема включения термистора Rт (делителя напряжения) и использование его в качестве датчика для преобразования изменения показаний температуры в электрический сигнал.
При использовании термисторов в качестве датчика напряжение питания должно быть стабильным, рабочий ток не должен нагревать термистор, иначе возникают дополнительные погрешности. Такой датчик температуры ДВС обычно размещается в выпускном патрубке системы охлаждения. Электронный блок управления подает через сопротивление R к термистору Rт напряжение определенной величины - 5В, таким образом образуя делитель напряжения, и измеряет падение напряжения на термисторе (рис.11.5).
При холодном ДВС сопротивление Rт будет высоким, а соответственно, напряжение Uвых достаточно большим. После пуска и нагрева ДВС сопротивление Rт снижается, резко снижая выходное напряжение Uвых. По падению напряжения ЭБУ определяет температуру охлаждающей жидкости (воздуха).
Промышленные автомобильные термисторы в качестве датчиков могут работать при температурах от 00С до 1500С. При этом сопротивление термисторов изменяется в 100 и более раз.
Рис.11.4. Схема включения термистора Rт
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.