Датчики электрических приборов .

Занятие № 14.

Лекция № 9.

Тема «Контрольно – измерительные приборы».

План.

1.Информационно-измерительная система.

 2. Датчики электрических приборов.

 3. Указатели автомобильных информационных измерительных систем.

Информационно-измерительная система .

Основной функцией информационно-измерительной системы является обес­печение водителя информацией о режиме движения, работоспособности или состоянии агрегатов автомобиля и автомобиля в целом. В этом смысле инфор­мационно-измерительная система подобна системе освещения и световой сиг­нализации, так как у обеих систем существует общая задача - обеспечение во­дителя необходимой информацией.

Если к общепромышленным приборным системам предъявляются, в основном, требования по достаточной точности, то для автомобильных систем важна ин­формативность, оцениваемая временем, необходимым для правильного считыва­ния информации, или количеством ошибок в считывании информации при ограни­ченном времени считывания. Действительно, чем на меньшее время водитель от­водит взгляд от дорожной обстановки, тем выше безопасность движения.

Уровень информативности обеспечивается конструкцией как самих приборов, так и компоновкой их на приборном щитке. При размещении приборов на при­борном щитке используется зонально-функциональный принцип - наиболее важные, связанные с безопасностью движения, приборы, к которым водитель часто обращается, например, приборы контроля скоростного режима работы двигателя и автомобиля, размещаются в центральной зоне, приборы, обращение к которым производится достаточно редко, например, информирующие о расхо­де топлива, состоянии системы электроснабжения - устанавливаются в зонах меньшей информативности. Оптимальный угол обзора, в котором размещаются приборы на щитке, должен составлять без перевода взгляда 30 - 40° по гори­зонтали, с переводомвзгляда 50 - 60°, а с поворотом головы 90°. В вертикаль­ной плоскости максимально допустимые углы обзора щитка должны уклады­ваться в диапазон 30° вверх и 40° вниз от линии взгляда водителя.

 

2

Информативность приборного щитка может быть повышена отображением показаний приборов на ветровом стекле, что позволяет водителю считывать их показания, не отрывая глаз от дороги. Шкалы приборов должны выполняться так, чтобы считывание показаний не вызывало затруднений. Этому способству­ет расцветка шкал по зонам, соответствующим определенной информации - нормально - зеленый цвет, предупреждение - желтый, аварийные величины - красный с оцифровкой в конце зон. Цифры на шкале должны иметь вертикаль­ное расположение, а если  шкала вращается, то должны располагаться верти­кально при приближении к неподвижному указателю, подвеска шкал не долж­на создавать бликов на защитном стекле. Световые сигнализаторы должны обеспечивать достаточную яркость для восприятия их водителем. Для аварий­ных сигнализаторов применяется красный мигающий свет с частотой 3-5 Гц.

По способу отображения информации приборы информационно-измеритель­ной системы делятся на:

 указывающие;

 сигнализирующие.

Указывающие приборы имеют шкалу, на которой высвечиваются, указываются стрелкой, свето­вым индикаторным столбиком или другим способом значения измеряемой вели­чины.

 Сигнализирующие приборы снабжают водителя информацией обычно об одном, как правило, аварийном значении измеряемого параметра, причем ин­формируют об этом звуковым или световым сигналом. Количество сигнализиру­ющих приборов на автомобиле непрерывно увеличивается, так как они облег­чают управление автомобилем.

Каждый прибор имеет ту или иную степень точности, т.е. указывает измеряе­мую величину с некоторой погрешностью - абсолютной или относительной - по отношению к действительному значению. Эта погрешность складывается из двух частей - основной, свойственной нормальным условиям эксплуатации, и допол­нительной, вызываемой воздействием внешних условий, - изменением окружа­ющей температуры, напряжения питания и т.п. Автомобильные приборы обычно имеютповышенную точность в наиболее ответственных для безопасности дви­жения участках шкалы. Приборы характеризуются также способностью реагиро­вать на минимальное значение измеряемой величины - порогом чувствительно­сти прибора, а также самой величиной чувствительности –

3

отношением переме­щения конца стрелки к соответствующему изменению измеряемой величины.

По своему конструктивному исполнению приборы делятся на механические и электрические. Отдельный класс составляют электронные измерительные сис­темы. В механических приборах используют для передачи воздействия на стрелку от места измерения сложные механические, пневматические или иные передачи. В настоящее время приборы такого типа применяются на автомоби­лях только в качестве шинных манометров.

Электрические измерительные приборы состоят из датчика и указателя (при­емника), соединенных между собой проводами. Датчик устанавливается в мес­те измерения и преобразует измеряемую физическую величину в электрический сигнал. В приемнике этот сигнал испытывает обратное преобразование с помо­щью стрелки и шкалы, отградуированной в единицах физической измеряемой величины.

Электронные измерительные системы расширяют возможности как в количе­стве контролируемых параметров, так и в способах отображения информации. В частности, в таких системах приборный щиток может быть заменен дисплеем.

По своему назначению приборы информационно-измерительной системы де­лятся на термометры, измерители давления, измерители уровня топлива, изме­рители зарядного режима аккумуляторной батареи (амперметры, вольтметры), измерители скорости автомобиля и пройденного пути (спидометры, одометры), измерители частоты вращения коленчатого вала двигателя (тахометры).

К автомобильным приборам относятся также тахографы, вычерчивающие на контрольном диске условия движения, и эконометры, позволяющие подобрать режим движения, оптимальный по расходу топлива.

Конструктивно автомобильные приборы могут изготавливаться как отдельные изделия или в виде объединений приборов в щитки или комбинации. Объедине­ние приборов в щитки и комбинации повышает информативность, обеспечивает компактность установки и упрощает монтаж приборов за счет применения пе­чатного монтажа, в том числе гибкого.

4

Датчики электрических приборов .

Терморезистивные датчики .

Чувствительным элементом терморезистивного датчика является полу­проводниковое термосопротивление, отличительная особенность которого со­стоит в том, что изменение температуры вызывает значительное изменение его сопротивления. Конкретная связь температуры и сопротивления зависит от ма­териала и размеров чувствительного элемента, поэтому величина сопротивле­ния при заданной температуре имеет довольно широкий разброс. На рис. 9.2, б, представлена зависимость сопротивления от температуры терморезистивного датчика ТМ100А, а на рис. 9.2, а - его конструктивное исполнение. Терморезистивный датчик выполняется в виде латунного баллона с резьбой и шестигран­ником под ключ для ввертывания в место измерения.

"Таблетку" терморезистора прижимает к основанию баллона пружина, осуще­ствляющая одновременно подвод напряжения к "таблетке". Пружина изолиру­ется от стенок баллона изоляционной втулкой, конец ее соединен с выводом датчика. Внутренняя полость баллона герметизирована, что делает конструк­цию датчика неразборной.

Термобиметаллические датчики

Термобиметаллические датчики применяются как в сигнализирующих, так и указывающих приборах импульсной системы.

 

Рис. 9.2. Терморезистивный датчик ТМ100А:

5

а - конструкция; б - зависимость сопротивления от температуры; 1 - корпус: 2 - вывод, 3 - пружина; 4 - терморезистор

Основной частью термобиметаллического датчика является тонкая двух­слойная пластинка (термопара), выполненная из двух слоев металлов с разны­ми значениями температурного коэффициента линейного расширения, соеди­ненных методом плакирования. Активный слой имеет больший коэффициент линейного расширения и выполняется обычно из инвара, пассивный, с меньшим коэффициентом линейного расширения, - из хромоникелевой или молибдено­вой стали. При нагреве биметаллическая пластинка прогибается в сторону пас­сивного слоя тем сильнее, чем больше температура окружающей среды. При этом может замыкаться или размыкаться контактная пара, подвижный контакт которой закреплен на конце пластины.

Датчики допускают регулировку температуры включения винтом перемеще­ния неподвижных контактов. Термобиметаллический датчик указывающих при­боров снабжен нагревательной спиралью, включенной последовательно с кон­тактами датчика. Включение датчика зависит от суммарной темпе­ратуры окружающей среды и развиваемой нагреваемой спиралью, т.е. от вели­чины силы тока, протекаемого в спирали. Такие датчики применяются только с указателями импульсной системы.

Датчики давления.

Обязательным элементом датчика давления является мембрана - плоская или гофрированная пластина, выполненная из бронзы или какого-либо иного упругого материала, жестко зажатая по краям. Герметичная полость, располо­женная под мембраной, должна соединяться через штуцер с полостью измере­ния давления. В большинстве случаев мембрану снабжают жестким центром, на котором укрепляют устройство, связывающее мембрану с передающим ме­ханизмом. С изменением давления мембрана прогибается и ее жесткий центр перемещается. Связь перемещения жесткого центра h с величиной измеряемо­го давления Р, как показано на рис. 9.4, а, нелинейна, причем гофрированная мембрана при прочих равных условиях более чувствительна к изменению дав­ления, чем плоская. Отличие датчиков давления друг от друга в основном со­стоит в том, как в них перемещение жесткого центра преобразуется в электрический сигнал. Это зависит от системы измерения, в которой используется датчик. На рис. 9.4, б, изображен датчик давления масла, снабженный рео­статным датчиком. Толкатель,

 

6

закрепленный в жестком центре мембраны, че­рез качалку воздействует на ползунок реостата, который при этом поворачи­вается вокруг своей оси.

Возвратное движение ползунка происходит под действием пружины. Дрос­сель, запрессованный в штуцер датчика, создает большое сопротивление про­теканию масла и препятствует возникновению колебаний ползунка реостата при резком изменении давления. Ползунок соединен с массой датчика, и изме­нение сопротивления реостата происходит между его выводом и «массой».

В датчике импульсной системы (рис. 9.4, в) на жесткий центр мембраны опи­рается выступом упругая пластина с контактом, соединенным с «массой». Дру­гой контакт закреплен на плече П-образной биметаллической пластины, с на­витой на нем спиралью, один конец спирали приварен к пластине, другой соеди­нен через упругий токовод с выводом датчика.

Второе плечо П-образной биметаллической пластины закреплено на упругом держателе, положение которого можно изменить поворотом воздействующего на него регулятора. Это позволяет осуществлять настройку датчика, изменяя перво­начальное усилие прижатия контактов друг к другу. Изменение давления переме-

Рис. 9.4. Мембранные датчики давления:

а - зависимость перемещения жесткого центра мембраны h от давления Р; б - реостатный датчик; в - датчик импульсной системы; г - датчик

7

сигнализатора; 1 - штуцер; 2 - мембрана; 3 - реостат; 4 - ползунок; 5 - упругая пластина с неподвиж­ным контактом; 6 - термобиметвлл со спиралью и подвижным контактом; 7 - регулятор; 8 - неподвижный контакт; 9 - под­вижный контакт

щает жесткий центр мембраны, при этом меняется усилие прижатия контактов друг к другу и соответственно изменяется относительное время нахождения их в замкнутом состоянии.

Датчик сигнализатора аварийного давления (рис. 9.4, г) имеет простую конст­рукцию. На жесткий центр мембраны опирается рычаг выключателя, который и замыкает контакты, если давление превышает заданные пределы или, в зависи­мости от назначения датчика, если давление падает ниже допустимых пределов.

---

Дата добавления: 2020-11-27; просмотров: 206; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!