![]() |
|
Главная Промышленная автоматика. 790144 ЛОГОМЕТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ Петер Дж. Сакчетти Исследовательский и конструкторский отдел Нью Ингленд Инструмент Компани АННОТАЦИЯ Разработан новый тип логометрического датчика температуры, который является наиболее совершенным в измерении температуры топливно-воздушной смеси во впускном трубопроводе двигателя. Датчик представляет собой проводящий пластмассовый потенциометр, управляемый интегрирующим биметаллическим чувствительным элементом. Малая инерция логометрического датчика температуры позволяет ему следовать за быстро изменяющейся температурой топливно-воздушной смеси газа при сохранении линейности выходного напряжения в диапазоне 15-85% напряжения питания, в пределах диапазона измеряемой температуры (от -40 до -fl25°C). Погрешность показаний ±3°С в интервале температур -20-+100°С. Требования, предъявляемые к измерению температуры в элементах двигателя, в некоторых случаях не могут быть обеспечены обычными датчиками. Большое время установления, нелинейность выходных показаний, низкое напряжение на выходе и чувствительность к высокой температуре окружающей среды - все эти свойства существующих датчиков обусловили необходимость разработки нового поколения автомобильных датчиков температуры. В статье описаны результаты, полученные при разработке экспериментального датчика температуры, показания которого быстро следуют за изменяющейся температурой топливно-воздушной смеси во впускном трубопроводе двигателя. jB числе достигнутых улучшений по сравнению с обычно используемыми датчиками отметим линейность выхода, высокое значение выходного напряже- ния постоянного тока, большую величину отношения конвективной к кондуктивной теплопроводности и относительно малую инерционность. Разработка датчика заключалась в применении проводящего пластмассового пленочного потенциометра со сдвоенным биметаллическим чувствительным элементом. Для уменьшения инерционности прибора использовался биметаллический чувствительный элемент малой массы; поэтому фрикционная нагрузка потенциометра являлась критическим фактором. В настоящей статье показано, что потенциометр, в котором использована проводящая пластмасса фирмы Резистофильм для образования рабочего участка проводящей дорожки резистора, имеет достаточно низкое со- противление трения. Кроме того, ввиду малого теплового перемещения при нагреве, свойственного биметаллическим датчикам, было признано возможным использовать потенциометр как составную часть датчика перемещения, обладающего высокими разрешающей способностью и .воспроизводимостью при малых перемещениях. В статье показано также, что датчик может быть применен и для других подобных целей. В статье даны обзор использования потенциометров из проводящей пластмассы фирмы Резистофильм в систе.мах автомобиля и сравнение различных способов технологии его производства. Исследуется значение логометрического принципа работы датчика. Кроме того, рассмотрены показатели, характеризующие сроки службы проводящих пластмассовых пленок при механических воздействиях и изменении свойств окружающей среды. После описания конфигурации биметаллического привода и конструктивных критериев по его выбору в статье приведены результаты испытаний, проведенных с заводским прототипом логом.етри-ческого датчика температуры. Раннее применение потенциометров фирмы Резистофильм в автомобилях Потенциометры, в которых использовалась проводящая- пластмасса фирмы Резистофильм, применяли в автомобильных датчиках, предназначенных для различных целей. Большой срок службы, составляющий несколько миллионов циклов, и высокая разрешающая способность пленочного потенциометра обусловили предпочтительность использования датчиков из проводящей пластмассы в в тех случаях, когда определяющими факторами являются простота конструкции, надежность и экономичность датчика. Ниже кратко описаны два датчика, в которых применена пластмасса фирмы Резистофильм, используемая большинством автомобилестроительных фирм [1]. Выходное напряжение датчика положения дроссельной заслонки, показанного на рис. 1, зависит от угла поворота дроссельной ![]() ![]() Рис. 1. Датчик положения дроссельной заслонки Рис. 2. Датчик положения клапан?! рециркуляции отработавших газов заслонки. Погрешность выходного напряжения составляет ±3%. Выходное напряжение изменяется от 12% напряжения питания при закрытой дроссельной заслонке до 88% при полиостью открытой дроссельной заслонке. В случае использования в датчике полоски из проводящего пластика максимальная нелинейность ненастроенного потенциометра фирмы Резистофильм составляет ± 1 %; поэтому допустимая погрешность механического перемещения равна ±2%, что соответствует углу поворота вала дроссельной заслонки .на ±1,8°. Это означает, что подвижный контакт должен располагаться на проводящей дорожке с точностью ±0,33 мм *. В дальнейшем будет показано, что это обеспечить относительно просто. Датчик положения клапана рециркуляции отработавших газов, показанный на рис. 2, имеет выходное напряжение, которое непосредственно связано с положением клапана рециркуляции от-]ра.б.отавших газов. Датчик является преобразующим устройством, выходное напряжение которого изменяется от 16,5 (закрытый клапан рециркуляции) до 86,5% (полностью открытый клапан рециркуляции) .напряжения питания. Требуемая погрешность в определении положения клапана равна ±1,5%. Проводящая дорожка в таком датчике короче, чем в датчике положения дроссельной заслонки, поэтому даже для неотрегулированного датчика допустимая нелинейность составляет ±0,2%. В результате требуемая по-греш.ность мехацического перемещения равна ±1,3%, а точность установки подвижного контакта на проводящей дорожке ±0,2 мм. Вследствие этого возникают дополнительные затруднения (по сравнению с датчиком положения дроссельной заслонки), которые устраняются при массовом производстве. Датчики из материала фирмы Резистофильм описанного типа применяются в настоящее время тремя крупнейшими автомобиле-.строительными фирмами. Внеся ко«структив.ные изменения в датчик положения дроссельной заслонки, его можно использовать в системе управления карбюратором, для ко,нтроля пробега, положения корпуса кузова автомобиля и в следящем устройстве впрыска топлива в системе обратной связи регулирования положения дроссельной заслонки. Кроме того, вносятся .изменения в конструкции) датчика положения клапана рециркуляции для регулирования работы турбокомпрессора в системе .наддува двигателя. Значение измерения температуры топливно-воздушной смеси Существует несколько путей создания системы электронного регулирования работы двигателя. Основным параметром при регулировании соотношения скорость-плотность топливной смеси является температура топливно-воздушной смеси .во впускном трубопроводе. Чтобы осуществить такое регулирование без исполь- * Эти цвфры получены в результате специальных намерений, выполненных с потенциометром. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 [24] 25 26 27 28 29 30 31 32 0.0016 |