Для чего нужен датчик: Датчик — Википедия – 403 — Доступ запрещён

Датчик — Википедия

Да́тчик — собирательный термин, который может означать: измерительный преобразователь; первичный измерительный преобразователь; чувствительный элемент.^[1] В российских рамках стандартизации датчик является средством измерений^[2].

Датчики, выполненные на основе электронной техники, называются электронными датчиками. Отдельный датчик может измерять (контролировать) одну или одновременно несколько физических величин.

В состав датчика входят чувствительные и преобразовательные элементы. Основными характеристиками электронных датчиков являются чувствительность и погрешность.

Датчики широко используются в научных исследованиях, испытаниях, контроле качества, телеметрии, системах автоматизированного управления и в других областях деятельности и системах, где требуется получение измерительной информации.

Измерительный преобразователь — средство измерений, в котором измеряемый сигнал преобразуется в сигнал другой формы, удобной для дальнейшей передачи, преобразования, обработки и хранения.^[3]

Первичный измерительный преобразователь — измерительный преобразователь, который взаимодействует непосредственно с исследуемым объектом.

^[4]

Чувствительный элемент — часть преобразовательного элемента средства измерений, первый элемент в измерительной цепи, находящийся под непосредственным воздействием измеряемой величины.^[5] В преобразовательном элементе средства измерений происходит одно из ряда последовательных преобразований величины.^[6]

Датчики являются элементом технических систем, предназначенных для измерения, сигнализации, регулирования, управления устройствами или процессами. Датчики преобразуют контролируемую величину (давление, температура, расход, концентрация, частота, скорость, перемещение, напряжение, электрический ток и т. п.) в сигнал (электрический, оптический, пневматический), удобный для измерения, передачи, преобразования, хранения и регистрации информации о состоянии объекта измерений.

Исторически и логически датчики связаны с техникой измерений и измерительными приборами, например термометры, расходомеры, барометры, прибор «авиагоризонт» и т. д. Обобщающий термин

датчик укрепился в связи с развитием автоматических систем управления, как элемент обобщенной логической концепции датчик — устройство управления — исполнительное устройство — объект управления. В качестве отдельной категории использования датчиков в автоматических системах регистрации параметров можно выделить их применение в системах научных исследований и экспериментов.

Датчики используются во многих отраслях экономики — добыче и переработке полезных ископаемых, промышленном производстве, транспорте, коммуникациях, логистике, строительстве, сельском хозяйстве, здравоохранении, науке и других отраслях — являясь в настоящее время неотъемлемой частью технических устройств.

В последнее время в связи с удешевлением электронных систем всё чаще применяются датчики со сложной обработкой сигналов, возможностями настройки и регулирования параметров и стандартным интерфейсом системы управления. Имеется определённая тенденция расширительной трактовки и перенесения этого термина на измерительные приборы, появившиеся значительно ранее массового использования датчиков, а также по аналогии — на объекты иной природы, например, биологические.

Датчики по своему назначению и технической реализации близки к понятию «измерительный инструмент» («измерительный прибор»). Однако показания приборов воспринимаются человеком, как правило, напрямую (посредством дисплеев, табло, панелей, световых и звуковых сигналов и проч.), в то время как показания датчиков требуют преобразования в форму, в которой измерительная информация может быть воспринята человеком. Датчики могут входить в состав измерительных приборов, обеспечивая измерение физической величины, результаты которого затем преобразуются для восприятия оператором измерительного прибора.

В автоматизированных системах управления датчики могут выступать в роли инициирующих устройств, приводя в действие оборудование, арматуру и программное обеспечение. Показания датчиков в таких системах, как правило, записываются на запоминающее устройство для контроля, обработки, анализа и вывода на дисплей или печатающее устройство. Огромное значение датчики имеют в робототехнике, где они выступают в роли рецепторов, посредством которых роботы и другие автоматические устройства получают информацию из окружающего мира и своих внутренних органов.

В быту датчики используются в термостатах, выключателях, термометрах, барометрах, смартфонах, посудомоечных машинах, кухонных плитах, тостерах, утюгах и другой бытовой технике.

По методу измерения[править | править код]

• Активные (генераторные)
• Пассивные (параметрические)

По измеряемому параметру[править | править код]

По принципу действия[править | править код]

По характеру выходного сигнала[править | править код]

• Дискретные
• Аналоговые
• Цифровые
• Импульсные

По среде передачи сигналов[править | править код]

• Проводные
• Беспроводные

По количеству входных величин[править | править код]

• Одномерные
• Многомерные

По технологии изготовления[править | править код]

• Элементные
• Интегральные

1. ↑ Датчик//Корнеева Т.В. Толковый словарь по метрологии, измерительной технике и управлению качеством. Основные термины: около 7000 терминов —М.:Рус.яз., 1990
2. ↑ ГОСТ Р 51086-97. Датчики и преобразователи физических величин электронные
3. ↑ Измерительный преобразователь//Корнеева Т.В. Толковый словарь по метрологии, измерительной технике и управлению качеством. Основные термины: около 7000 терминов —М.:Рус.яз., 1990
4. ↑ Первичный измерительный преобразователь//Корнеева Т.В. Толковый словарь по метрологии, измерительной технике и управлению качеством. Основные термины: около 7000 терминов —М.:Рус.яз., 1990
5. ↑ Чувствительный элемент средства измерений//Корнеева Т.В. Толковый словарь по метрологии, измерительной технике и управлению качеством. Основные термины: около 7000 терминов —М.:Рус.яз., 1990
6. ↑ Преобразовательный элемент средства измерений//Корнеева Т.В. Толковый словарь по метрологии, измерительной технике и управлению качеством. Основные термины: около 7000 терминов —М.:Рус.яз., 1990

• Датчики: Справочное пособие / В.М. Шарапов, Е.С. Полищук, Н.Д. Кошевой, Г.Г. Ишанин, И.Г. Минаев, А.С. Совлуков. — Москва: Техносфера, 2012. — 624 с.
• Г. Виглеб. Датчики. Устройство и применение. Москва. Издательство «Мир», 1989
• Capacitive Position/Displacement Sensor Theory/Tutorial
• Capacitive Position/Displacement Overview
• M. Kretschmar and S. Welsby (2005), Capacitive and Inductive Displacement Sensors, in Sensor Technology Handbook, J. Wilson editor, Newnes: Burlington, MA.
• C. A. Grimes, E. C. Dickey, and M. V. Pishko (2006), Encyclopedia of Sensors (10-Volume Set), American Scientific Publishers. ISBN 1-58883-056-X
• Sensors — Open access journal of MDPI
• M. Pohanka, O. Pavlis, and P. Skladal. Rapid Characterization of Monoclonal Antibodies using the Piezoelectric Immunosensor. Sensors 2007, 7, 341—353
• SensEdu; how sensors work
• Clifford K. Ho, Alex Robinson, David R. Miller and Mary J. Davis. Overview of Sensors and Needs for Environmental Monitoring. Sensors 2005, 5, 4-37
• Wireless hydrogen sensor
• Sensor circuits
• Современные датчики. Справочник. ДЖ. ФРАЙДЕН Перевод с английского Ю. А. Заболотной под редакцией Е. Л. Свинцова ТЕХНОСФЕРА Москва Техносфера-2005
• Датчики. Перспективные направления развития. Алейников А. Ф., Гридчин В. А., Цапенко М. П. Изд-во НГТУ — 2001.
• Датчики в современных измерениях. Котюк А. Ф. Москва. Радио и связь — 2006
• ГОСТ Р 51086-97 Датчики и преобразователи физических величин электронные. Термины и определения. раздел 3 «Термины и определения».

Что такое датчик, какие функции выполняет и где используется

Содержание статьи

Что такое датчики и зачем они нужны

При изучении робототехники возникает вопрос – что такое датчики? Датчики еще часто называю сенсорами.

Датчики — это детекторы, которые имеют возможность измерять некоторые физические качества, такие как давление или свет.

Датчик после этого будет преобразовывать измерение в сигнал, который может быть передан для анализа. Большинство датчиков, используемых сегодня существует для того, чтобы иметь возможность общаться с электронным устройством, которое будет делать измерения и записи.

Наличие датчиков обязательно для всех систем автоматизации. Именно датчики позволяют создать робота, который может реагировать на изменение различных параметров окружающей среды. Получая информацию от датчиков, робот выполняет различные действия согласно заложенной в него программе.

Можно сказать, что наличие датчиков и обратной связи с ними, отличает робота от автоматизированного устройства. Изучая робототехнику можно быстро узнать, что такое датчик и как использовать различные типы датчиков.

Сегодня вы сможете найти датчики в широком диапазоне различных устройств, которые вы используете регулярно. Сенсорный экран, который у вас есть на телефоне.

Ультразвуковые датчики для открытия дверей в торговых центрах, герконовые датчики для систем сигнализации и множество других. Датчики являются очень распространенной частью повседневной жизни.

Введение в датчики

Мир полон сенсоров. В нашей повседневной жизни мы сталкиваемся с автоматизацией во всех видах деятельности. Автоматизация включает включение света и вентилятора, с использованием мобильных телефонов. Управление телевизором с помощью мобильных приложений.

Регулировки температуры в помещении. Обеспечение пожарной безопасности при помощи детекторов дыма и т.д. Все это делается с помощью датчиков. В наши дни любой встроенный системный продукт имеет встроенные датчики. Есть множество приложений, таких как мобильные управляемые камеры видеонаблюдения.

Приложения мониторинга и прогнозирования погоды и т. д. Датчики играют очень важную роль в профилактике и обнаружении заболеваний в здравоохранении. Поэтому, прежде чем проектировать датчик, использующий приложение, мы должны понять, что такое датчик, что именно делает датчик и сколько типов датчиков доступны.

Что такое датчик?

Датчик определяется как устройство или модуль, который помогает обнаружить любые изменения в физической величине такой как давление, сила или электрическая величина, как ток или любой другой вид энергии. После наблюдать изменениями, датчик посылает обнаруженный входной сигнал к микроконтроллеру или микропроцессору.

Наконец, датчик выдает считываемый выходной сигнал, который может быть либо оптическим, либо электрическим, либо любой формой сигнала, соответствующей изменению входного сигнала. В любой измерительной системе большую роль играют датчики.

Фактически, датчики являются первым элементом в структурной схеме измерительной системы, который вступает в непосредственный контакт с переменными для получения действительного выхода. Теперь вы знаете, что такое датчик и что на самом деле означает датчик.

Классификация датчиков

Активный датчик

Что такое активные датчик – это тип датчиков, который производит выходной сигнал с помощью внешнего источника возбуждения.

Собственные физические свойства датчика изменяются в зависимости от применяемого внешнего воздействия. Например, тензометрический датчик.

При нажатии на такой датчик воздействие преобразуется в электрический сигнал и сигнал передается в считывающее устройство.

Пассивный датчик

Пассивные датчики тип датчиков, который производит выходной сигнал без помощи внешнего источника возбуждения.

Им не нужны никакие дополнительные токи или напряжения. Например, термопара, которая генерирует значение напряжения, соответствующее приложенному теплу.

Она не требует никакого внешнего электропитания.

Также датчики подразделяются на

Аналоговые

Что такое аналоговый датчик – это датчик, который производит непрерывный сигнал относительно времени с аналоговым выходом.

Сформированный аналоговый выходной сигнал пропорционален измеряемому им входному сигналу. Как правило, аналоговое напряжение лежит в диапазоне от 0 до 10 В или в качестве выходного сигнала используется ток.

Примерами физических параметров для непрерывных сигналов могут служить температура, усилие, давление, смещение и др. Например, аналоговый датчик линии Arduino.

Цифровые

Цифровые датчики-это те, которые производят дискретные выходные сигналы.

Дискретные сигналы будут не непрерывными во времени и могут быть представлены в “битах” для последовательной передачи и в “байтах” для параллельной передачи.  Измеряемая величина будет представлена в цифровом формате. Цифровой выход может быть в форме логики 1 или логики 0 (включено-выключено).

Цифровой датчик состоит из датчика, кабеля и передатчика. Измеренный сигнал преобразован в цифровой сигнал внутри датчика самого без любого внешнего компонента. Кабель используется для передачи на большие расстояния. Примером цифрового датчика может служить энкодер.

Он включает в себя цифровой светодиод и фотодиод, используемый для получения цифрового сигнала для измерения скорости вращающегося вала. Диск прикреплен к вращающемуся валу. Вращающийся вал имеет по окружности прозрачные пазы. Когда вал вращается со скоростью, диск также вращается вместе с ним.

Сигнал от светодиода проходит через паз и фиксируется фотодиодом. Выходным сигналом будет логическая 1 или логический 0. Выходные данные отображаются на ЖК-дисплее после прохождения через счетчик.

В настоящее время есть огромное количество датчиков для различных целей и каждый год датчики становятся все совершеннее. Сейчас все больше становится программируемых датчиков, которые можно калибровать и программировать на различные виды измерений.

Обычно в комплекте с этими датчиками идет достаточно подробная инструкция со схемами подключения, способами настройки и программирования датчиков.

Обзор полезного набора датчиков для Arduino

Зачем нужны датчики? | Техника и Программы

Датчики несут информацию Когда вы проходите мимо магазина с вывеской «Продукты», то имеете дело, в некотором смысле, с датчиком, который несёт вам информацию: не следует в этом магазине искать iPhone 4S (если вообще его нужно искать) Изначально и реклама имела смысл датчика Это сегодня она элемент программы – она программирует наше поведение, когда мы попадаем в магазин

Когда утром звонит будильник, вы имеете дело с датчиком Датчиком нужного момента времени в технологическом процессе  вашего дня И, если  о технологии, то электроника, активно применяющая датчики, существенно преобразовало технологии Но, всё-таки, о датчиках

Самый простой датчик – это кнопка Может быть, есть и проще, но я проще не придумал

Рис 141 Кнопка как датчик

Событие, а именно: контакты кнопки изменили состояние, – информируют нас с помощью светодиода D1 о том, что надо бы выяснить причину этого Я уверен, что многим схема покажется по-детски наивной Но так работает простейшая охранная сигнализация Так работают многие датчики положения, например, у станков с программным управлением И ещё – чуть раньше я говорил о дребезге контактов В приведённом сейчас примере дребезг контактов никак не сказывается на работе всего устройства Но  в других случаях, скажем, у станков, от дребезга следует избавляться Дребезг контактов появляется из-за того, что контакты должны быть упругими, а упругие материалы при их сгибании-разгибании пружинят, совершая колебания Колеблющиеся контакты в течение  некоторого времени  могут  многократно замыкаться  и размыкаться Это и есть дребезг

Для обработки информации от датчиков используются и аналоговые, и цифровые устройства

Работа любого датчика основана на некоторых физических процессах или явлениях, которые преобразуются в информацию Информация может преобразовываться многократно, но может быть получена и без преобразования Всё зависит в первую очередь от поставленной задачи

Для решения одних задач достаточно изменения состояния, как в случае с кнопкой для решения других задач нужно получить некоторый набор данных третьи задачи требуют непрерывного потока данных, обрабатываемых «на лету»

Некоторое представление о многообразии датчиков можно получить, если заглянуть в любой каталог фирмы, торгующей компонентами радиоэлектроники

На этой странице представлены только категории датчиков

Каждый из представленных разделов имеет множество моделей датчиков

При выборе конкретного датчика вы можете ориентироваться не только на основные параметры, которые вас, как правило, и интересуют, но и обратить внимание на цену, на методы обработки информации, выбрав наиболее удобный вариант датчика

В этой главе мы постараемся разобраться в том, на каких физических принципах основана работа датчиков, как датчики соединяются с другими элементами схемы, и что нужно сделать, чтобы датчик стал полезным «членом команды»

Рис 142 Страница интернет-магазина, посвященная датчикам

Давайте рассмотрим датчики в том порядке, в каком они представлены на рисунке

Источник: Гололобов ВН,- Самоучитель игры на паяльнике (Об электронике для школьников и не только), – Москва 2012

принцип работы и способы диагностики

Датчик положения распределительного вала (ДПРВ), или датчик фаз (ДФ), необходим для согласования взаимодействия системы впрыска топлива с механизмами двигателя. Он работает в паре с датчиком коленвала и регистрирует угол положения ГРМ. Как можно догадаться по названию, датчик распредвала находится в непосредственной близости от деталей привода ГРМ, а именно шестерён или звёздочек.
На шестерне или звёздочке распредвала есть задающие метки для формирования скачкообразных изменений магнитного поля, создаваемого ДФ. Метка может иметь форму выступа или, наоборот, углубления на шестерне ГРМ. На многих моторах установлены специальные задающие диски, имеющие максимально возможный для конструкции двигателя диаметр. Метка указывает на угол поворота распредвала и чем больше диаметр задающего диска, тем точнее метка обозначит угол поворота.
Наглядно это можно представить, попробовав расчертить круги диаметром, скажем, 1 сантиметр и 10 см, на секторы по одному градусу. На маленьком круге это сделать практически невозможно, а размеры большого вполне позволят ещё и отметить необходимые точки, находящиеся на определённом угловом расстоянии друг от друга.

Содержание статьи

Принцип работы датчика распредвала

Датчик положения распредвала

На ДФ подаётся напряжение, возбуждающее магнитное поле катушкой датчика. Задающая метка, попадая в это поле, создаёт скачкообразное его изменение, которое воспринимает датчик и преобразует в электрический импульс, посылаемый в электронный блок управления (“мозги”) двигателя.

Функционирование датчика распредвала основано на эффекте Холла.

Устройства подобного типа называются датчиками Холла и широко применяются в современной технике – бензопилы, косы и т.д. Отсутствие подвижных деталей делает их в несколько раз надёжнее, чем, допустим, применение контактных систем зажигания.
Аналогичное устройство считывает угол поворота коленчатого вала. Сигналы обеих обрабатываются ЭБУ по заданной программе. Датчик распределительного вала отвечает за своевременную подачу напряжения на топливные форсунки.
На бензиновых двигателях обычно делается метка, указывающая на фазу ГРМ, соответствующая нахождению поршня первого цилиндра в верхней мёртвой точке. На современных дизельных моторах таких меток (реперов) несколько, для регистрации угла (фазы) на каждом цилиндре. Это позволяет точнее сформировать сигнал, открывающий форсунки. Дизельные топливные системы Common Rail предусматривают точное управление процессом сгорания топливной смеси, для чего топливо может впрыскиваться форсункой несколько раз во время одной вспышки. Это, в свою очередь, требует точности определения фазы. Именно для этого и нужен датчик распредвала.
Кроме того, на двигателях с гидравлической подстройкой фаз сигналы ДПРВ, обработанные ЭБУ, позволяют изменять подачу масла в гидромуфты за счёт изменения напряжения, подающегося на управляющие соленоиды (например, на двигателях BMW).

Симптомы неисправности датчика положения распредвала

Диагностика датчика положения распредвала

При поломке ДПРВ двигатель переходит на попарно-параллельный тип впрыска топлива. Это означает, что форсунки осуществляют впрыск сразу по две для цилиндров, поршни которых находятся в сходных положениях, но разных рабочих тактах. То есть, например, поршни первого и третьего цилиндров двигаются вниз, но первый под действием вспышки топливной смеси в процессе такта рабочего хода, а третий – в такте впуска, но форсунки обеих осуществляют впрыск. Для третьего цилиндра это необходимо, но клапаны первого закрыты. В результате в третий цилиндр попадёт переобогащённая смесь. При дальнейшем вращении коленвала такты поменяются, и сложится аналогичная ситуация в первом цилиндре.
Такой тип впрыска происходит потому, что при поломке ДФ ЭБУ подаёт напряжение на форсунки, считывая только показания датчика коленвала, а тот не регистрирует фазы газораспределения, а только углы поворота маховика. В результате этого управляющий сигнал подаётся одновременно и на свечи зажигания и на форсунки. Проскочившая «лишний» раз искра на свече никак не повлияет на работу мотора, чего нельзя сказать об излишнем впрыске топлива.
Признаки поломки датчика распределительного вала:

• затруднённый пуск двигателя, вне зависимости от того, холодный он или прогретый;
• резкое увеличение расхода топлива;
• горит лампа «Check engine»;
• неустойчиво работает двигатель;
• повышенная рабочая температура охлаждающей жидкости.

При диагностике двигателя неисправности в цепи датчика положения распредвала ошибки имеют коды р0340 (ошибка датчика фазы) и р0343 (высокий уровень сигнала цепи ДПРВ). Причины сбоев работы датчика следующие:

• поломка датчика;
• обрыв в проводке;
• окисление контактов в соединительной колодке, вплоть до «отгнивания» проводов;
• неправильная (не по меткам) установка цепи или ремня ГРМ;
• отклонение от нормы бортового напряжения автомобиля;
• поломка или выпадение штифта (репера) на шестерне или задающем диске – в зависимости от конструкции.

Поиск неисправности

Диагностика датчика положения распредвала мультиметром

Перед началом работ по поиску причины отказа в любой электрической цепи автомобиля имейте в виду, что разъединять колодки («фишки») в проводке можно только при выключенном зажигании – иначе Вы рискуете спровоцировать скачок напряжения, ведущий к выходу из строя некоторых элементов системы управления двигателем.
Сначала произведите визуальный осмотр ДПРВ и ведущих к нему проводов. Зачастую провода, входящие в колодку датчика, окисляясь, отваливаются от клемм. Допускается проверить соединение, слегка подёргав отдельные проводки.

Замеры напряжения необходимо производить высокоомным вольтметром (в составе мультиметра), чтобы через слаботочные приборы не пропускать ток, могущий их сжечь.

Если осмотр не выявил ничего подозрительного, приступайте к проверке датчика распределительного вала мультиметром. Сначала отсоедините колодку от ДПРВ и замерьте питающее напряжение датчика. К его разъёму подходят три провода – питающие «+» и «-« и провод на ЭБУ. Между питающими (крайними) напряжение должно быть, как в бортовой сети автомобиля (при включенном зажигании). Минусовой («массовый») провод, как правило, чёрного цвета. Затем измерьте напряжение между минусовым проводом питания ДПРВ и «массой» двигателя. Норма – не более 0,2 вольта. Затем измерьте напряжение на среднем проводе, «врезав» в него вольтметр. Прокручивая двигатель стартером, измерьте напряжение. Исправный датчик будет выдавать колебания напряжения от 0,4 до 5 вольт.
Осуществив прозвонку, несложно сделать вывод, что неисправно – питающая цепь или сам ДПРВ. Проще проверить датчик, заменив его заведомо исправным, потому что тестером невозможно определить форму импульса, посылаемого устройством в ЭБУ. Такая задача по силам лишь осциллографу.
После того, как Вы обнаружите причину неисправности, последующий ремонт – восстановление проводки или замена датчика положения распредвала – не составит особого труда.

Подробнее о принципе работы датчика Холла – смотрите в видео на нашем сайте

Датчик давления — Википедия

Датчик давления — устройство, физические параметры которого изменяются в зависимости от давления измеряемой среды (жидкости, газа, пара). В датчиках давление измеряемой среды преобразуется в унифицированный пневматический, электрический сигналы или цифровой код.

Датчик давления

Датчик давления состоит из первичного преобразователя давления, в составе которого чувствительный элемент — приемник давления, схемы вторичной обработки сигнала, различных по конструкции корпусных деталей, в том числе для герметичного соединения датчика с объектом и защиты от внешних воздействий и устройства вывода информационного сигнала. Основными отличиями одних приборов от других являются пределы измерений, динамические и частотные диапазоны, точность регистрации давления, допустимые условия эксплуатации, массогабаритные характеристики, которые зависят от принципа преобразования давления в электрический сигнал: тензометрический, пьезорезистивный, ёмкостный, индуктивный, резонансный, ионизационный, пьезоэлектрический и другие.

Тензометрический метод[править | править код]

Чувствительные элементы датчиков базируются на принципе изменения сопротивления при деформации тензорезисторов, приклеенных к упругому элементу, который деформируется под действием давления.

Пьезорезистивный метод[править | править код]

Основан на интегральных чувствительных элементах из монокристаллического кремния. Кремниевые преобразователи имеют высокую чувствительность благодаря изменению удельного объемного сопротивления полупроводника при деформировании давлением.

Для измерения давления чистых неагрессивных сред применяются так называемые Low cost — решения, основанные на использовании чувствительных элементов либо без защиты, либо с защитой силиконовым гелем.

Для измерения агрессивных сред и большинства промышленных применений используется преобразователь давления в герметичном металло-стеклянном корпусе, с разделительной диафрагмой из нержавеющей стали, передающей давление измеряемой среды посредством кремнийорганической жидкости.

Ёмкостный метод[править | править код]

«Сердцем» датчика давления является ёмкостная ячейка. Ёмкостный метод основан на зависимости изменения электрической ёмкости между обкладками конденсатора и измерительной мембраны от подаваемого давления. Основным преимуществом ёмкостного метода является защита от перегрузок (изм. мембрана при перегрузке ложится на стенки «обкладки» конденсатора, длительное время не подвергаясь деформации, при снятии перегрузки мембрана восстанавливает исходную форму, при этом дополнительная калибровка сенсора не требуется), также обеспечивается высокая стабильность метрологических характеристик, уменьшение влияния температурной погрешности за счет малого объема заполняющей жидкости непосредственно в ячейке.

Резонансный метод[править | править код]

В основе метода лежит изменение резонансной частоты колеблющегося упругого элемента при деформировании его силой или давлением. Это и объясняет высокую стабильность датчиков и высокие выходные характеристики прибора.

К недостаткам можно отнести индивидуальную характеристику преобразования давления, значительное время отклика, невозможность проводить измерения в агрессивных средах без потери точности показаний прибора.

Индуктивный метод[править | править код]

Основан на регистрации вихревых токов (токов Фуко). Чувствительный элемент состоит из двух катушек, изолированных между собой металлическим экраном. Преобразователь измеряет смещение мембраны при отсутствии механического контакта. В катушках генерируется электрический сигнал переменного тока таким образом, что заряд и разряд катушек происходит через одинаковые промежутки времени. При отклонении мембраны создается ток в фиксированной основной катушке, что приводит к изменению индуктивности системы. Смещение характеристик основной катушки дает возможность преобразовать давление в стандартизованный сигнал, по своим параметрам прямо пропорциональный приложенному давлению.

Ионизационный метод[править | править код]

В основе лежит принцип регистрации потока ионизированных частиц. Аналогом являются ламповые диоды.

Лампа оснащена двумя электродами: катодом и анодом, — а также нагревателем. В некоторых лампах последний отсутствует, что связано с использованием более совершенных материалов для электродов.

Преимуществом таких ламп является возможность регистрировать низкое давление — вплоть до глубокого вакуума с высокой точностью. Однако следует строго учитывать, что подобные приборы нельзя эксплуатировать, если давление в камере близко к атмосферному. Поэтому подобные преобразователи необходимо сочетать с другими датчиками давления, например, емкостными. Зависимость сигнала от давления является логарифмической.

Пьезоэлектрический метод[править | править код]

В основе лежит прямой пьезоэлектрический эффект, при котором пьезоэлемент генерирует электрический сигнал, пропорциональный действующей на него силе или давлению. Пьезоэлектрические датчики используются для измерения быстроменяющихся акустических и импульсных давлений, обладают широкими динамическими и частотными диапазонами, имеют малую массу и габариты, высокую надежность и могут использоваться в жестких условиях эксплуатации.

Регистрация сигналов датчиков давления[править | править код]

Сигналы с датчиков давления могут быть как медленноменяющимися, так и быстропеременными. В первом случае их спектр лежит в области низких частот. Для того, чтобы с высокой точностью оцифровать такой сигнал, необходимо подавить высокочастотную часть спектра, полностью состоящую из помех. Это особенно актуально в промышленных условиях.

Специально для ввода медленноменяющихся сигналов используются интегрирующие АЦП. Они проводят измерение не мгновенного значения сигнала (которое изменяется под действием помех), а интегрируют сигнальную функцию за заданный промежуток времени, который заведомо меньше постоянной времени процессов, происходящих в контролируемой среде, но заведомо больше периода самой низкочастотной помехи. Интегрирующие АЦП выпускают многие зарубежные фирмы (Texas Instruments, Analog Devices и др).

Для измерения переменных давлений применяют датчики с аналоговым выходным сигналом, например, 0—20, 4—20 мА и 0—5, 0,4—2 В.

Пьезоэлектрические датчики применяются для измерения быстропеременных процессов в диапазоне частот от единиц Гц до сотен кГц.

В отличие от датчика давления, манометр — прибор, предназначенный для измерения (а не просто преобразования) давления. В манометре от давления зависят показания прибора, которые могут быть считаны с его шкалы, дисплея или аналогичного устройства.

10 главных датчиков в автомобиле

Современный автомобиль состоит из множества механических, электромеханических и электронных компонентов. Оптимальная работа двигателя должна обеспечиваться независимо от внешних условий. При изменении внешних факторов, работа узлов и компонентов должна адаптироваться под них. Датчики автомобиля служат своеобразным следящим устройством за работой автомобиля. Рассмотрим основные датчики:

Запишитесь в автосервис и получите квалифицированную помощь специалистов.

1. Датчик температуры в автомобиле — неисправности

Принцип работы датчика температуры охлаждающей жидкости основан на изменении входного сопротивления при изменении температуры диагностируемой среды.

Датчик температуры охлаждающей жидкости установлен на головке блока цилиндров. При неисправном датчике на панели приборов загорается лампочка перегрева ОЖ.

Исправность сенсора определяют по изменению сопротивления между его клеммами в зависимости от степени
нагрева.

2. Датчик коленчатого вала в автомобиле — основные проблемы

Этот электромагнитный датчик, который служит для измерения частоты вращения
коленчатого вала двигателя, основан на электромагнитном принципе Холла.

Где находится датчик коленвала?

Характерным
месторасположением датчика коленчатого вала является нижняя часть блока цилиндров.

Диагностируемым элементом служит специальный сигнальный диск коленчатого
вала двигателя.

Признаками неисправности датчика коленчатого вала являются: нестабильная работа двигателя на холостом ходу, глушение двигателя, возникновение детонации.  Для проверки исправности на снятый датчик подключают свою электропроводку и, включив зажигание, замеряют напряжение между массой двигателя и положительным контактом датчика. При кратковременном касании кончика датчика металлического предмета, вольтметр фиксирует напряжение в 5 вольт. При неисправном датчике напряжение не фиксируется. Читайте подробнее, также, про ремонт коленвала.

3. Датчик расхода воздуха в авто — на что влияет?

Принцип работы датчика расхода воздуха основан на измерении количества тепла, отданного потоку воздуха во впускном коллекторе двигателя. Нагревательный
элемент датчика установлен перед воздушным фильтром автомобиля. Изменение
скорости потока воздуха и, соответственно, его массовой доли, отражается на степени
изменения температуры нагревательной спирали MAF-сенсора.

«Троение» двигателя при работе и потеря мощности говорит о возможном выходе из строя датчика расхода воздуха.

4. Кислородный датчик, лямда-зонд — неисправность датчика

Кислородный датчик или лямда-зонд определяет количество кислорода в выпускном коллекторе,  оставшегося после сгорания топлива. Лямда-зонд входит в электронную систему управления двигателем, которая регулирует количество топлива, обеспечивая его полноту сгорания. Повышенный расход топлива характеризует возможную неисправность датчика.

5. Датчик дроссельной заслонки — признаки неисправности

Этот датчик представляет собой электромеханическое устройство, состоящего из чувствительного элемента и шагового двигателя.

Чувствительным элементом является
температурный датчик, а шаговый двигатель является исполнительным механизмом.
Это электромеханическое устройство изменяет положение дроссельной заслонки
относительно температуры охлаждающей жидкости. Таким образом, частота вращения
коленчатого вала двигателя зависит от степени нагрева ОЖ.

Характерным признаком неисправности этого датчика является отсутствие прогревочных оборотов и повышенный расход топлива.

6. Датчик давления масла — функции, выход из строя

На автомобилях японской марки устанавливается датчик давления масла мембранного
типа. Датчик состоит из двух полостей, разделенных гибкой мембраной. Масло
воздействует на мембрану с одной стороны, прогибаясь от давления. В измерительной
полости датчика мембрана соединена со штоком реостата.

В зависимости от давления моторного масла, мембрана прогибается больше или меньше, изменяя при этом общее сопротивление сенсора. Датчик давления масла расположен на блоке цилиндров двигателя.

Горящая лампочка давления масла на панели автомобиля может свидетельствовать о выходе из строя датчика.

7. Не работает датчик детонации в двигателе?

Датчик детонации двигателя измеряет угол опережения зажигания. При нормальной работе двигателя датчик находится в «холостом» режиме. При изменении процесса
сгорания в сторону взрывного характера сгорания топлива-детонации, датчик посылает сигнал электронной системе управления двигателем для изменения угла опережения
зажигания в сторону уменьшения.

Он расположен в районе воздушного фильтра на блоке цилиндров. Для проверки работоспособности датчика детонации, необходимо выполнить диагностику двигателя.

8. Датчик угла поворота распредвала — троит двигатель

Этот датчик находится на головке блока цилиндров и измеряет частоту вращения
распределительного вала двигателя, и на основе сигналов от датчика, блок управления определяет текущее положение поршней в цилиндрах.

Неравномерность работы двигателя и троение свидетельствует о некорректной работе датчика. Проверку производят при помощи омметра, измеряя сопротивление между клеммами сенсора.

9. Датчик АБС / ABS в автомобиле — проверяем работоспособность

Датчики АБС электромагнитного типа устанавливаются на колесах автомобиля и входят в антиблокировочную систему автомобиля.

Функцией датчика является измерение частоты вращения колеса. Объектом измерения датчика является сигнальный зубчатый диск, который установлен на ступице колеса. При неисправном датчике АБС, контрольная лампочка на панели управления не гаснет после запуска двигателя.

Технология определения работоспособности датчика заключается в измерении сопротивления между контактами датчика, при неисправности сопротивление равняется нулю.

10. Датчик уровня топлива в авто — как проверить работоспособность?

Датчик уровня топлива устанавливается в корпус бензонасоса и состоит из нескольких компонентов. Поплавок посредством длинной штанги воздействует на секторный реостат, который изменяет сопротивление датчика в зависимости от уровня топлива в баке автомобиля. Сигналы датчика поступают на стрелочный или электронный указатель на панели управления автомобиля. Проверка работоспособности датчика уровня топлива осуществляется омметром, которым измеряется сопротивление между контактами датчика.

Зачем нужен датчик неровной дороги и как он работает?

Добрый день. В сегодняшней статье я расскажу вам зачем нужен датчик неровной дороги, как проявляется его неисправность и почему он появился на всех автомобилях несколько лет назад.

 

 

Краткий ответ.

Датчик неровной дороги нужен для временного отключения системы диагностики пропусков зажигания в цилиндрах, чтобы лишний раз не загоралась лампа «проверьте двигатель».

 

 

 

 

Как работает механизм проверки на пропуски зажигания?

В любом инжекторном двигателе, оснащенном распределенной системой впрыска топлива имеется самодиагностика на пропуски зажигания.

Работает она очень просто — скорость вращения двигателя за один оборот в любом случае остается довольно стабильной.

Проверка скорости вращения двигателя осуществляется датчиком положения коленчатого вала. Он формирует импульсы в моменты, когда мимо него проходят зубья на шкиве.

Если датчик фиксирует, что двигатель вращается не равномерно, выполняется проверка на случайные или постоянные пропуски зажигания в конкретном цилиндре и на основании этого зажигания контрольная лампа и фиксируется код ошибки.

 

 

Как работает датчик неровной дороги?

Датчик неровной дороги, в зависимости от конкретной модели автомобиля, закреплен на лонжерон, раму или элементы подвески. Работает он по принципу пьезоэлемента — при деформировании вырабатывает электрические импульсы, т.е. точно так же как и датчик детонации.

Если уровень деформации пьезоэлемента выше допустимого уровня, на выходе датчика появляется сигнал о движении по неровной дороге.

 

 

Зачем нужен датчик неровной дороги?

Все предельно просто — при движении по неровной дороге возможна ситуация кратковременного отрыва колеса от поверхности, естественно, это мгновенно приведет к изменению скорости вращения двигателя. Так как точность определения скорости вращения двигателя очень высока, малейшее отклонение приводит к фиксации ошибки «пропуск зажигания».

При наличии сигнала с датчика неровной дороги, контроль ошибок временно отключается, а на некоторых автомобилях, смещается, и момент зажигания в сторону запаздывания, для более надежного воспламенения смеси.

 

 

 

Когда и почему на автомобилях появился датчик неровной дороги?

С ужесточением экологических требований, особенно после массового внедрения стандарта евро 2 и нейтрализаторов (катализаторов) отработавших газов. Все автомобили получили датчик неровной дороги.

Все дело в том, что не сгоревшее топливо очень быстро приводит в негодность катализатор. Соответственно, если двигатель фиксирует пропуски зажигания в конкретном цилиндре, топливоподача в нем отключается, и делается это именно для сохранности катализатора.

Если пропуски зажигания фиксируются, случайным образом, в разных цилиндрах – зажигается сигнальная лампа «проверьте двигатель».

Если пропуски зажигания фиксируются в разных цилиндрах, но при этом есть сигнал с датчика неровной дороги, сигнальная лампа не зажигается.

 

 

Заключение.

На этом у меня сегодня все. Я надеюсь, что статья, «зачем нужен датчик неровной дороги, и как он работает?» полностью ответила на вопрос.

Если у вас есть замечания или если вы хотите дополнить статью — пишите комментарии.

 

С уважением, администратор https://life-with-cars.ru