В датчике температуры на основе чувствительного биметаллического элемента используется свойство некоторых металлов значительно изменять свои линейные размеры в зависимости от температуры (рис.11.6). Сочетание двух элементов в одной пластине (биметаллической пластине) с разными свойствами вызывает ее изгиб (перемещение). Изгиб (перемещение) пластины используется для замыкания или размыкания электрических контактов или перемещения движка потенциометра (изменение электрического сопротивления в измерительной цепи). В первом случае получается дискретный, а во втором ― аналоговый датчики температуры.
В датчиках температуры, реализованных на полупроводниковых переходах «p–n», используется свойство перехода изменять электрическое сопротивление (падение напряжения) в зависимости от температуры. Например, в качестве датчика используется переход «база-эмиттер» кремниевого транзистора. Для предотвращения нагрева полупроводникового перехода через коллектор проходит небольшой ток, порядка 1 mА. Такие датчики компактны и обычно расположены непосредственно в микросхемах силовых преобразователей, стабилизаторов и т. д. [19, 22, 24, 28-30].
Рис.11.5. Датчик температуры охлаждающей жидкости
Самым элементарным механическим датчиком температуры, работающим на основе физических свойств некоторых материалов, является термостат. При холодном ДВС клапан термостата закрывает путь охлаждающей жидкости из блока цилиндров ДВС в радиатор. До полного прогрева ДВС охлаждающая жидкость циркулирует в рубашке двигателя. После нагрева ДВС расширяющийся элемент термостата приводит в действие клапан, который изменяет поток
Рис.11.6. Биметаллический чувствительный элемент охлаждающей жидкости и направляет его из блока цилиндров в радиатор. После чего в радиаторе машины происходит дополнительное охлаждение жидкости.
11.4. Датчики расхода жидкостей и газов
Датчики расхода используются для оптимальной реализации основных функций управления ДВС. Например, в системах управления впрыском количество поступающего в двигатель топлива устанавливается по массе воздуха для получения стехиометрического состава воздушно-топливной смеси, подаваемой в цилиндры. Для определения количества воздуха применяют несколько типов датчиков, различающихся по своему принципу действия.
Принцип действия датчиков расхода жидкостей и газов основан на косвенных методах измерения ― определение физических величин или характеристик через другие показатели: через угол отклонения парусной заслонки или скорости вращения турбины, расположенной в потоке жидкости или газа; частоты вращения вихревых потоков за рассекателем; падения давления среды после прохождения препятствия (дросселя);
изменения температуры нагретого тела, находящегося в потоке, и т.д. [19, 22, 24, 28-30].
В измерителе воздуха с парусной измерительной заслонкой воздушный поток воздействует на заслонку, закрепленную на оси в специальном канале. Угол поворота заслонки преобразуется потенциометром в сигнал (напряжение), который пропорционален расходу всасываемого воздуха.
Принцип работы датчика Кармана (рис. 11.7) основан на измерении частоты вращения вихревых потоков, которые образуются за стержнем, расположенным в потоке всасываемого воздуха. Скорость потока воздуха V определяется уравнением
V = f ∙ (d / St), (11.1)
где f- частота вращения вихревых потоков (генерации вихрей), d – константа, зависящая от геометрии стержня, St –критерий подобия движения текучих сред; для бортовых датчиков St равен 23 [3, 13, 19, 22].
После измерения частоты fопределяется скорость потока воздуха V. Частота генерации вихревых потоков определяется ультразвуковым методом или по вариациям давления. По известному поперечному (калиброванному) сечению входного канала датчика рассчитывается объем проходящего воздуха [19, 22, 24, 28-30].
При измерении расхода жидкостей (например, бензина) обычно применяются более простые приборы ― расходомеры с вращающейся турбиной в подвижном потоке. По частоте вращения турбины и сечению потока определяется объем пропущенной жидкости [11,16].
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.