Как работает датчик давления: 403 — Доступ запрещён – Датчики давления. Типы, характеристики, особенности, подбор.

Содержание

Как работает датчик давления

Датчик давления – это устройство, предназначенное для выполнения замеров давления в неагрессивной среде (жидкой или газообразной). Данные преобразуются в унифицированный электросигнал, который передается на контрольный прибор по линии электросвязи. Считывающий прибор демонстрирует верхний и нижний предельный показатель давления. Преобразователь устанавливается в системах водо- и газоснабжения. Эксплуатируется в комплексе с регистрирующим и показывающим оборудованием, регуляторами и другими автоматизированными устройствами.

Конструкция и особенности работы

Датчики давления имеют компактную, простую в исполнении конструкцию. Они производятся в цилиндрическом корпусе, изготовленном из высокопрочной латуни марки Л59. На поверхности имеется таблица с параметрами:

  • условное обозначение прибора;
  • выходной сигнал;
  • верхний уровень замера давления;
  • предельно-допустимая погрешность;
  • обозначение ТУ.

На одном конце корпуса находится штуцер с нанесенной резьбой и отдельным уступом под гаечный ключ на 27 мм – для крепления к трубопроводу, в котором будет замеряться давление. На другом конце имеется крепежный элемент с разъемом, соответствующим стандарту DIN43650C – для крепления к внешним электроцепям. Соединительные системы обеспечивают высокий уровень герметичности. Класс влагозащиты составляет IP65 – система защищена от водяных брызг и потоков.

Конструктивно датчик давления представляет собой «тандем» двух блоков – измерительного и электронного. В электронном имеется плата с корректорами нуля («0») и диапазона («1»). Первый служит для корректировки выходного сигнала при отсутствии давления в измеряемой среде. Второй служит для настройки параметра выходного тока на верхнем значении давления. Данная настройка осуществляется исключительно на заводе-изготовителе или в рамках поверки.

В измерительном блоке имеется чувствительный элемент с четырьмя кремниевыми тензорезисторами на поверхности. Рабочая среда подается на чувствительный элемент через отверстие, расположенное в центре штуцера. Для минимизации рисков разрушения элемента от гидроудара в отверстии предусмотрен гидродинамический клапан.

Рабочая среда воздействует на чувствительный элемент, что приводит к его деформации, а соответственно – изменению сопротивления тензорезисторов. Значение изменения сопротивления трансформируется в электросигнал напряжения, пропорциональный значению давления. Электронный блок считывает электросигнал напряжения и преобразует его в аналоговый выходной сигнал, который передается на управляющее устройство.

Корректность работы устройства

Чтобы преобразователь давления работал в диапазоне допустимой погрешности, необходимо строго придерживаться правил его эксплуатации. Подсоединение осуществляется только при закрученных вентилях в трубопроводе и после сброса давления в самом устройстве до атмосферного. Эксплуатация прибора в среде, на которую реагируют материалы корпуса, не допускается. Если преобразователь используется в условиях минусовых терморежимов, следует исключить:

  • в газообразной (парообразной) среде – скопление конденсата внутри трубопровода и его замерзание:
  • в жидкостной среде – кристаллизацию измеряемой среды или отдельных ее компонентов.

Не разрешается использовать датчик в системе, давление рабочей среды в которой может превышать предельно допустимый верхний уровень, указанный в паспорте.

Периодически необходимо проводить техническое обслуживание устройства, в рамках которого проверяется целостность конструкции, надежность подключения, отсутствие пыли и загрязнений на соединительных элементах, при необходимости – корректируется «ноль». Купить датчик давления можно здесь.

Датчики давления в шинах — какие выбрать — журнал За рулем

Давление в шинах многие проверяют два раза в год во время сезонной смены шин. Причем многие верят на слово работнику шиномонтажа: если он сказал, что все в порядке, то владелец машины забывает о проблеме еще на полгода. Между тем неправильное давление в шинах может быть опасно.

Чем опасно неправильное давление в шинах?

Материалы по теме

Недостаточно накачанные шины испытывают увеличенную нагрузку на боковины. Это негативным образом влияет на целый ряд показателей автомобиля:

  • ухудшается управляемость;

  • растет тормозной путь;

  • увеличивается расход топлива;

  • повышенное внутреннее трение вызывает нагрев, что ведет к ускоренному разрушению шины (трещины, расслоение, разрыв).

В свою очередь, сильно перекачивать шины также вредно по ряду причин. Такие шины:

  • легче повредить как выступами, так и впадинами на дороге;

  • увеличивают тормозной путь из-за уменьшения площади пятна контакта с дорогой;

  • делают автомобиль жестким и малокомфортным при движении.

При этом и недостаточное, и избыточное давление приводит к неравномерному износу протектора, что снижает срок службы шины.

Какое давление в шинах правильное?

Указанное производителем на стойке водительской двери или на внутренней стороне лючка бензобака оптимальное давление в колесах актуально для холодных шин. Понятие «холодные» говорит о том, что проверять давление рекомендуется на постоявшем несколько часов автомобиле.

Как появились системы контроля давления в шинах?

Подобные системы появилась на военной технике вместе с возможностью подкачки шин. В кабине стоял стрелочный манометр, по которому контролировалось давление в системе, и тут же был расположен кран, позволяющий снизить давление в шинах для повышения проходимости, подкачать их на твердых покрытиях, а также обеспечить непрерывную подачу воздуха в систему при повреждении шины пулями или осколками.

Армейские грузовики первыми в истории обрели систему контроля за давлением в шинах.

Армейские грузовики первыми в истории обрели систему контроля за давлением в шинах.

Штатные системы

Избежать неприятностей, которые могут возникнуть даже от кратковременного движения на спущенном колесе, помогают системы контроля давления в шинах. В инструкциях по эксплуатации, прилагаемых к автомобилям, такое устройство называют TPMS (Tires Pressure Monitoring System). У истоков применения таких систем стояли американские фирмы. Автопроизводители начали применять TPMS на серийных автомобилях еще в конце 90-х годов прошлого века. А с 2008 года контроль давления в шинах стал обязательным для всех продаваемых на внутреннем рынке США легковушек и пикапов. Такие системы контроля за давлением (часто и температурой) получают все более широкое распространение и в нашей стране. Иногда в качестве опции.

На современных автомобилях ценой от миллиона можно встретить штатные датчики давления в шинах.

На современных автомобилях ценой от миллиона можно встретить штатные датчики давления в шинах.

Материалы по теме

Самой простой по конструкции является система косвенного измерения давления, вообще не требующая никаких дополнительных блоков. Она представляет собой дополнительную программу, зашитую в блок управления ABS. Работа системы основана на том, что у спущенного колеса становится меньше радиус качения и, соответственно, такое колесо проходит за один оборот меньшее расстояние, чем исправное колесо. Датчики частоты вращения колес ABS определяют расстояние, проходимое каждой шиной за один оборот. Сигналы датчиков сравниваются в блоке ABS с контрольными параметрами. При расхождении значений загорается индикатор или появляется текстовое сообщение на панели приборов и звучит предупреждающий сигнал. В такой системе всегда предусмотрена калибровка. Вручную осуществляется адаптация к давлению воздуха в шинах в случае их замены или проведения каких-либо ремонтных работ с ходовой частью.

Нештатные устройства

Существуют и нештатные системы контроля давления в шинах. Вначале рассмотрим таковые с датчиками, непосредственно измеряющими давление внутри шины и передающие по радиоканалу сигналы на приемное устройство, обычно совмещенное с индикаторным дисплеем. Такие датчики обязательно снабжаются источниками энергии в виде малогабаритных батарей, но могут значительно различаться по исполнению. Когда-то датчики устанавливали прямо в центральной канавке колесного диска с помощью ленты, проходящей по канавке. Подобная конструкция уже устарела, и сегодня гораздо чаще используются датчики, закрепленные на внутренней стороне колесного вентиля.

Прокол не страшен. Как работают датчики давления в шинах? | Об автомобилях | Авто

Современные автомобили, помимо прочего, способны следить за уровнем накачки шин. Если произошел прокол и давление в одном из колес падает, то система тут же выдает предупреждение на панель приборов. Зажигается желтая сигнальная лампа, а на более совершенных и дорогих устройствах показывается давление в каждом из колес. Каким же образом эта информация доходит до водителя и не мешают ли громоздкие датчики передвижению автомобиля?

Манометр в ниппеле

Существует несколько систем, которые помогают контролировать состояние шин. Самая простая из них основана на использовании миниатюрных манометров, вставленных в ниппели. Специальные колпачки имеют индикаторы, которые при низком давлении в шине выталкивают специальный маячок. К примеру, упало давление ниже двух атмосфер — и под прозрачной крышкой колпачка появляется желтая, оранжевая или фиолетовая полоска. При полной потере воздуха манометр сигнализирует красным маячком. Главным достоинством такой системы является ее простота и дешевизна.

Среди недостатков такой системы отмечается невозможность следить за состоянием шин из салона машины. Чтобы посмотреть на цвет сигнализатора, необходимо остановиться и выйти из автомобиля. Именно поэтому широкое распространение ниппели-манометры не получили, ведь таким же образом можно определить давление на глаз по деформациям покрышки. Чем меньше давление в колесе, тем сильнее проседает автомобиль. Для многих водителей важно контролировать давление именно из салона во время движения автомобиля, чтобы в случае необходимости вовремя предпринимать срочные меры во избежание повреждения резины.

Датчики в колесе

Для трансляции данных о состоянии колес используются радиопередатчики. В нештатных устройствах, которые самостоятельно можно установить на любой автомобиль, они находятся в колпачках ниппеля. Данные от манометра отправляются к приемнику в арках колес, а далее — к блоку управления, который часто располагается в одном корпусе вместе с дисплеем. Если закрепить его на центральной консоли или на торпеде в поле зрения водителя, то можно получать информацию о давлении в режиме реального времени. Однако проколы происходят нечасто, и информативность устройства снижается. Намного удобнее совмещать его с бортовым компьютером и прятать экран в недрах приборной панели. Поэтому наибольшей популярностью пользуются штатные манометры, являющиеся частью бортовой электроники.

Их сенсоры вместе с радиопередатчиками монтируются не в ниппелях, а внутри покрышек на внутренней поверхности диска.

Измеряющий элемент внутри покрышки представляет собой сложный прибор, включающий датчик температуры, давления воздуха, аккумулятор и передающую антенну. Батареи хватает примерно на 7 лет работы, после чего ее необходимо менять. Информация с четырех сенсоров поступает в приемник, а далее — в блок управления, который обрабатывает ее и представляет водителю состояние колес в графической форме. Если в одной из покрышек произошла утечка воздуха, то компьютер показывает, где именно случился прокол и является ли потеря давления критической. При желтом сигнале лампы продолжать движение можно, а при красном — нельзя.

При всех достоинствах такие системы контроля имеют два существенных недостатка. Их можно легко повредить при неумелом демонтаже покрышки. Кроме того, тяжелые сенсоры вызывают разбалансировку колеса, отчего их приходится компенсировать грузиками.

Без датчиков и манометров

Для спортивных автомобилей с колесами большого диаметра больше подходят системы контроля, основанные на работе ABS. Такие устройства не имеют внутри шины никаких посторонних предметов, грозящих разбалансировкой и вибрациями колеса на высокой скорости. Благодаря этому удается немного снизить вес неподрессоренных узлов подвески, а также сохранить идеальную балансировку спортивного колеса.

Работа системы основана на косвенных признаках. При падении давления высота профиля шины снижается и частота ее вращения увеличивается. Во время движения блок управления ABS определяет частоты вращения всех колес и высчитывает их относительную разницу. Если она превышает установленный норматив, то срабатывает сигнал предупреждения о возможной потере давления в шинах. На приборной панели загорается желтая лампа.

При ряде достоинств система имеет и недостатки. Так, она может срабатывать при поездках по дорогам с разным покрытием и с большим количеством ям, на которых частоты вращения колес разнятся. ABS может давать ошибки и в затяжных поворотах, когда на протяжении относительно долгого времени внешние колеса крутятся быстрее. Однако такая система очень дешева, использует уже имеющиеся электронные устройства безопасности и не требует никаких новых технических узлов для обеспечения своей работоспособности. Поэтому система проверки давления в шинах посредством ABS сейчас наиболее распространена на новых автомобилях массового сегмента.

для чего нужен, как работает, признаки неисправности и проверка

Электронный блок управления стал неотъемлемой частью современного двигателя и без его помощи обеспечить нормальную работу всех систем и уследить за их исправностью невозможно. Датчик абсолютного давления, также известный как ДАД, лишь одно из многих регулирующих устройств, влияющих на стабильность работы двигателя и передающее информацию на ЭБУ.

Во многих автомобилях он расположен на впускном коллекторе двигателя и регистрирует колебания уровня давления в тракте впуска. В дальнейшем на основании данных ДАД электронный блок оптимизирует состав горючей смеси, поступающей в камеру сгорания.

Теперь рассмотрим детальнее, что такое датчик абсолютного давления, как он работает и почему без него не обойтись?

Для чего нужен датчик абсолютного давления

датчик абсолютного давления

Как может выглядеть датчик абсолютного давления.

Это небольшое устройство отвечает за замеры абсолютного давления. Понятие «абсолютное давление» используется не случайно, ведь исходным ориентиром для проведения измерений является состояние вакуума, который принимается за абсолют.

После поступления данных в ЭБУ электроника, учитывая давление и температуру во впускном коллекторе, определяет наиболее подходящую плотность воздуха и предполагаемый его расход, что необходимо для подготовки топливно-воздушной смеси соответствующего качества. Блок управления согласно рассчитанной массе потребляемого воздуха отдает управляющие команды необходимой продолжительности, благодаря чему и выполняется регулировка форсунок впрыска. Хотя датчик давления – очень достойная замена расходомеру, иногда они устанавливаются на агрегат совместно.

Как работает датчик абсолютного давления

Благодаря ДАД удается проконтролировать, какой объем воздуха поступает сквозь дроссельную заслонку. Опираясь на этот показатель, формируется команда-импульс, определяющая количество топлива, необходимого для образования сбалансированной по составу топливо-воздушной смеси. Внутри датчика есть вакуумная камера, воздух из которой удален изначально. Она соотносит показатель давления во входном штуцере с давлением в вакуумной камере и согласно полученной разнице создает исходящий сигнал. Чтобы датчик определил давление, необходима целая цепочка действий:

  • Высокочувствительная диафрагма ДАД деформируется под воздействием давления во впускном коллекторе.
  • Растяжение диафрагмы обуславливает изменение сопротивления на тензорезисторах поверхностного положения, другими словами имеет место так называемый пьезорезисторный эффект.
  • Пропорционально динамике сопротивления тензорезисторов наблюдаются колебания напряжения.
  • Способ соединения тензорезисторов обеспечивает высокую чувствительность, которая благодаря чипу ДАД повышается еще больше, в итоге чего выходное напряжение варьируется в интервале 1-5 В.
  • Согласно поступающему на вход ЭБУ напряжению формируется импульс, уходящий на форсунки. Он и определяет давление на впускном клапане. При этом напряжение и давление связаны между собой прямо пропорциональной зависимостью.

Где находится ДАД

ДАД на кузове

Крепление ДАД на кузове.

Уже упоминалось, что датчик нужно искать на коллекторе. Подчеркнем только то, что применяется он только на инжекторных двигателях. В особенности это верно, когда автомобиль оснащен силовым агрегатом с турбонаддувом и компрессором.

Однако во многих моделях место его расположения несколько иное – в кузовной части моторного отсека и крепится он прямо к кузову. В этом случае входной штуцер и входной коллектор соединяются посредством гибкого шланга. Следует учесть, что ДАД устанавливается и тогда, когда на автомобиле отсутствует датчик массового расхода воздуха (ДМРВ). 

Признаки неисправности датчика абсолютного давления воздуха

О поломке ДАД может говорить целая группа «симптомов»:

  • Заметно повышается потребление топлива, что происходит по причине поступления сигнала от датчика в ЭБУ о высоком давлении, уровень которого в действительности ниже. При этом электронный блок отдает команду о подаче смеси обогащенной больше необходимого.
  • Ухудшается динамика двигателя, которая и после прогрева не приходит в норму.
  • Даже в летний сезон появляются белоцветные выхлопы.
  • Из выхлопной возможно появление запаха бензина.
  • Продолжительное время не снижаются обороты на холостом ходу.
  • Переключение сопровождается резкими рывками или провалами.
  • Непонятного рода шумы, нередко перерастающие в гул.

Как проверить датчик абсолютного давления

Методика диагностики ДАД зависит от спецификации сенсорного устройства, которое бывает аналоговым либо цифровым. Для подтверждения работоспособности аналогового датчика абсолютного давления необходим следующий алгоритм действий:

  • К вакуумному шлангу, соединяющему ДАД и входной коллектор, присоединяется переходник датчика, а к нему подключается манометр.
  • Запускается мотор и несколько минут работает на холостых. В случае разрежения в коллекторе ниже 529 мм, стоит посмотреть, не пропускает ли воздух сам шланг. Не лишним будет взглянуть на диафрагму датчика и убедиться, что на ней нет изъянов.
  • Сняв показания манометра, необходимо его отсоединить и поставить вместо него вакуумный насос. Далее следует создать разрежение 55-56 мм рт.ст. и остановить откачивание. Можно считать, что ДАД не поврежден, когда разрежение останется неизменным в течение около 30 сек, в ином случае устройству потребуется замена.

Когда имеем дело с цифровым датчиком, можно поступать так:

  • Переводим тестер в режим вольтметра.
  • Заводим двигатель и определяем положение контактов питания и заземления. К тестеру подсоединяем провод, подключенный к выходному контакту датчика. О его исправности говорит напряжение 2,5 В или около того. Если разница с указанным напряжением в сторону повышения или понижения существенная – устройство вышло из строя.
  • Тестер переключается в режим тахометра и отсоединяется вакуумный шланг.
  • Щуп «+» нужно подключить к сигнальному выводу, а «-» – к заземлению. В норме прибор должен показывать 4400-4900 об/мин.
  • Теперь требуется подсоединить вакуумный насос т к датчику абсолютного давления. По результатам многократных изменений разрежения скачков в показаниях тахометра и давления быть не должно.
  • Когда вакуумный насос будет отключен, тахометр должен показывать 4400-4900 об./мин, что говорит об исправности ДАД. В ином случае устройство неисправно.

Видео на тему

Похожие статьи

Тензометрический датчик — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Механический тензометрический датчик для измерения деформации стены

Тензометрический датчик (тензодатчик; от лат. tensus — напряжённый) — датчик, преобразующий величину деформации в удобный для измерения сигнал (обычно электрический), основной компонент тензометра (прибора для измерения деформаций). Существует множество способов измерения деформаций: тензорезистивный[1], пьезоэлектрический[2], оптико-поляризационный[3], пьезорезистивный, волоконно-оптический[4], или простым считыванием показаний с линейки механического тензодатчика. Среди электронных тензодатчиков наибольшее распространение получили тензорезистивные датчики.

Тензорезистивный датчик обычно представляет собой специальную упругую конструкцию с закреплённым на ней тензорезистором и другими вспомогательными деталями. После калибровки, по изменению сопротивления тензорезистора можно вычислить степень деформации, которая будет пропорциональна силе, приложенной к конструкции.

Существуют разные типы датчиков:

  • датчики силы (измеряет усилия и нагрузки)
  • датчики давления (измерение давления в различных средах)
  • акселерометры (датчик ускорения)
  • датчики перемещения
  • датчики крутящего момента

Наиболее типичным применением тензодатчиков являются весы. В зависимости от конструкции грузоприёмной платформы, применяются тензодатчики различного типа:

  • консольные
  • s-образные
  • «шайба»
  • «бочка»

Конструкция резистивного тензодатчика[5] представляет собой упругий элемент, на котором зафиксирован тензорезистор. Под действием силы (веса груза) происходит деформация упругого элемента вместе с тензорезистором. В результате изменения сопротивления тензорезистора, можно судить о силе воздействия на датчик, а, следовательно, и о весе груза. Принцип измерения веса при помощи тензодатчиков основан на уравновешивании массы взвешиваемого груза с упругой механической силой тензодатчиков и последующего преобразования этой силы в электрический сигнал для последующей обработки. Для характеристики защиты тензодатчика от воды и пыли используется IP-рейтинг[6].

  • Политехнический словарь / А. Ю. Ишлинский и др.. — 3 изд., перераб. и доп.. — М.: Советская энциклопедия, 1989. — С. 523. — 656 с. — ISBN 5-85270-003-7.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о