6 Датчики электронных информационных систем
Применение электроники позволяет расширить класс датчиков, используемых в информационных системах.
6.1. Термопары,
Для замера температуры нашли применение термопары, которые представляют собой соединение двух разнородных металлических проводников, главным образом, медь и константан, хромель-алюмель, хромель-копель. Величина ЭДС между концами проводов, образующих термопару, зависит от разности температур этих концов и температуры спая. Величина ЭДС, развиваемая термопарой, зависит только от температуры и материалов проводников, составляющих термопару. Зависимость ЭДС от температуры, например, в термопарах хромель-копель, хромель-алюмель, стандартизирована. Поскольку термопара является маломощным источником
7
ЭДС, точность ее показаний может быть обеспечена только в комплекте с высокоомным приемником, практически не потребляющим тока во входной цепи. Для замера температуры применяются также кремниевые и
6.2 Кремниевые датчики
Кремниевые датчики используются и для замера давления. Путем травления по тонкопленочной технологии на поверхности кристалла кремния формируется круглая диафрагма, на которую методом диффузии наносятся пленочные резисторы. Если к диафрагме прикладывается давление, сопротивление одних резисторов увеличивается, других уменьшается, что и формирует с помощью мостовой схемы сигнал с датчика. Температурная зависимость сигнала таких датчиков требует компенсации.
6.3Терморезистивный датчик.
Для измерения уровня топлива в баках применяется терморезистивный датчик. Ток через датчик стабилизируется. Сопротивление датчика, а следовательно, и напряжение на его выходе зависит от того, какая часть датчика находится в воздухе, а какая погружена в топливо, так как теплопроводность воздуха и топлива различны. Похожим способом измеряется уровень топлива по величине емкости между двумя электродами, помещенными в бак. Емкость изменяется по мере выработки топлива, так как диэлектрическая проницаемость воздуха и топлива различны. Однако такой способ замера требует подвода к датчику переменного напряжения.
6.4 Датчик частоты вращения в электронных системах
Датчиком частоты вращения в электронных системах служит обычно система зажигания, частота следования импульсов которой связана с частотой вращения коленчатого вала двигателя.
В информационных системах используются также индуктивные датчики или датчики Холла, подобные применяемым в системе зажигания.
7.Назначение и принцип работы эконометра.
Эконометр позволяет рационально расходовать топливо, особенно при движении на ускоряющих передачах.
Фактически эконометр представляет собой вакуумметр, замеряющий давление во впускном коллекторе двигателя, для чего его вход соединен шлангом с впускным трубопроводом за дроссельной заслонкой. Устройство
8
эконометра непосредственного действия представлено на рис. 9.15. Аналогичную конструкцию имеет и шинный манометр. Основной его частью является трубчатая пружина, соединенная с входным штуцером. Изменение давления в ней заставляет ее сжиматься или распрямляться, перемещение конца трубчатой пружины через зубчатый сектор и трибку передается на стрелку прибора. При максимальной частоте вращения и малой нагрузке дроссельная заслонка прикрыта, давление за ней минимально и эконометр показывает повышенный расход топлива в левой части шкалы. При малой скорости движения и большой нагрузке дроссельная заслонка открыта, давление во впускном коллекторе возрастает и эконометр показывает, что для снижения расхода следует перейти на низшую передачу.
Рис. 9.15. Эконометр:
а - устройство: б и в- шкалы с двумя и тремя зонами; 1 - трибка; 2 - стрелка; 3 - упругая трубка; 4 - пружина; 5 - зубчатый сектор; 6 - тяга; I , II , III - зоны шкалы
Эконометр автомобиля «Москвич»-2141 включен в тройник шланга вакуумного усилителя.
На автомобилях ВАЗ-2108, -2109 устанавливается эконометр 17.3806 с двумя зонами на шкале, автомобиле «Москвич»-2141 - эконометр 21. 3801 с тремя зонами.
8.Назначение и принцип работы тахографа.
Тахографы устанавливаются в соответствии с рекомендациями Европейской экономической комиссии на автомобилях, совершающих
9
дальние междугородние и международные рейсы. Цель установки тахографа - контроль за режимом работы автомобиля и его водителя, объективное расследование обстоятельств в случае возникновения дорожно-транспортного происшествия.
Тахограф позволяет регистрировать на диаграмме скорость движения, пройденный путь, время стоянки, работы двигателя, текущее время, расход топлива. Часовой механизм поворачивает круглую диаграмму. В применяемых на отечественных автомобилях тахографах ТЭМС-1 перемещение диаграммы осуществляется шаговым двигателем этого механизма.
Перемещение пера самописца скорости осуществляется двигателем постоянного тока. Для записи расхода топлива используется также шаговый двигатель.
Тахограф защищен от вскрытия и вскрытия электронного блока.
Последнее время на зарубежных автомобилях появляются тахографы с записью показаний в памяти электронных устройств.
9.Электронные информационные системы
Электронные информационные системы значительно расширяют возможности получения информации при малом объеме, занимаемом приборной панелью. Электронная панель приборов способна по желанию водителя выдавать на экран несколько вариантов значимой информации, в том числе с дублированием ее голосовым сообщением.
Управление электронной информационной системой осуществляет бортовой компьютер, в который стекается информация с датчиков. Аварийная информация передается водителю без его участия, другая же поступает по его запросу или непрерывно.
Для электронной индикации применяются жидкокристаллические индикаторы и т.п.
Панели позволяют во время стоянки принимать телепрограммы, а также вызывать на экран карту местности с ориентировкой на ней автомобиля.
Компьютер способен не только оценить аварийную ситуацию, но и выявить тенденцию, направленную к появлению такой ситуации, заранее предупредив водителя об опасности.
10
Электронная информационная система предоставляет возможность через спутниковую связь или через связь с местными станциями информировать водителя об оптимальном маршруте движения.
К недостаткам таких систем следует отнести высокую стоимость и сложность, требующую квалифицированного обслуживания и ремонта.
Контрольные вопросы
1.Нарисуйте схему и поясните устройство и принцип работы реостатного датчика для измерения уровня топлива.
2.Нарисуйте схему и поясните устройство и принцип работы терморезистивного датчика.
3.Нарисуйте схему (одного из конструктивных исполнений) и поясните устройство и принцип работы термобиметаллического датчика.
4.Перечислите и поясните принцип работы датчиков электронных информационных систем.