Приборы теплового действия

Инструментальная система

Приборы и датчики

Введение

Инструментальные системы автомобилей достигли такого уровня развития, что стали предметом для самостоятельного изучения. В этой главе рассказывается о некоторых основных принципах построения инструментальных систем и о связях данной системы с другими автомобильными системами; приведены конкретные примеры таких связей. Можно сказать, что инструментальная система «по определению» должна преобразовывать некие переменные величины удобный или пригодный к показу вил. Например, прибор уровня топлива покажет, обычно в аналоговом виде, наличие топлива в топливном резервуаре, инструментальная система не всегда связана с измерительным прибором или индикатором считывания. Во многих случаях система целиком может использоваться только для того, чтобы управлять всего лишь индикатором предупреждения. Однако если бы индикатор предупреждения о низкой температуре снаружи автомобиля, например, не загорелся в нужное время, то могла бы возникнуть опасной ситуация. Поэтому система должна работать по определенным заданным стандартам. В этой главе рассказывается об инструментальных системах транспортного средства, и обсуждаются проблемы выбора или проектирования данных систем. Неотъемлемой частью инструментальной системы являются датчики, и, может быть, сейчас стоит вернуться к некоторой информации из гл. 2, в которой приведена подро6ная информация о датчиках.

Датчики

Чтобы не увеличивать чрезмерно объем этого раз­ дела, ниже будут рассматриваться только электрические датчики, связанные с эксплуатацией транспортною средства. Датчики используются в транспортном средстве во многих целях. Например, термистор температуры хладагента используется, чтобы предоставить данные для системы управления двигателем, а также для водителя (через соответствующий индикатор). В табл. I3.I при­ веден список измеряемых величин вместе с типичными датчиками современных транспортных средств. На рис. 13.1 показаны некоторые из датчиков, перечисленных в табл. 13.1.

Приборы теплового действия

Приборы теплового действия, идеальные для индикации уровня топлива и температуры двигателя, появились на автомобилях много лет назад. Они продолжают использоваться до сих нор по причине их простой конструкции и присущего им свойства «теплового» демпфирования. Работа прибора основана на нагреве электрическим током биметаллической полосы. Ток течет через нагревательную обмотку катушки, расположенной на биметаллической полосе, и выделяемое тепло заставляет полосу изгибаться. Биметаллическая полоса связана с указателем. Степень изгиба полосы пропорциональна теплу, которое, в свою очередь, пропорционально текущему току. При условии, что датчик может менять свое сопротивление пропорционально измеряемой величине (например уровню топлива), прибор покажет правильное значение, если он был предварительно откалиброван для этой задачи. Типичный тепловой прибор показан на рис. 13.2. Присущее прибору свойство демпфирования создается за счет медленной скорости теплового воздействия на биметаллическую полосу, которое заставляет стрелку очень медленно перемешаться в новое положение. Как говорит, у таких приборов большая постоянная времени. Это — специфическое преимущество, необходимое для того, чтобы показывать правильный уровень топлива. Поскольку переменный резистор » топливном баке перемещается за счет колебаний топлива, обусловленных движением транспортного средства, сели прибор был бы в состоянии реагировать очень быстро, то стрелка постоянно перемешалась. В тепловом при­ боре значения мгновенных уровней за период постоянной времени прибора усредняются, и в результате может быть получено относительно точное показание. Некоторые тепловые топливные расходомеры, приводимые в действие с помощью электроники, демпфируются системой управления и еще большей степени.

Приборы теплового типа используют переменный резистор к поплавок в топливном баке или термистор о рубашке охлаждения двигателя. На рис. 13.3 показана схема этих двух приборов. Сопротивление датчика топливного бака может быть сделано нелинейным, чтобы уравновешивать любой нелинейный отклик прибора. Сопротивление датчика максимально, когда топливный резервуар пуст.

Требуется также большая постоянная времени источника напряжения, чтобы предотвращать изменения напряжении питания прибора, отрицательно влияющие на достоверность показаний. Если бы напряжение приборов увеличилось, текущий так тоже вырос, и, следовательно, приборы давали бы завышенные показания. Большинство стабилизаторов напряжения— простые цепи на основе диодов Зенера (рис. 13.4).