Контрольно измерительные приборы автомобиля реферат
Обновлено: 02.07.2024
При вращении экрана его сегменты и прорези между ними поочередно проходят между магнитом и датчиком Холла. Когда между магнитом и датчиком Холла проходит сегмент экрана, магнитное поле перекрывается и на выходе датчика — минимальное напряжение UMU" (рис. 2.5). При прохождении между магнитом и датчиком Холла прорези экрана на датчик поступает максимальный магнитный поток, и на выходе напряжение… Читать ещё >
- измерительные устройства автомобильных систем
Измерительные устройства контрольных и аварийных систем автомобиля ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )
Измерение скорости и длины пути движения автомобиля
Измерение скорости движения автомобиля производится спидометрами. Они также дают первичную информацию для определения пройденного пути автомобиля. Приборы измерения пройденного пути называются одометрами.
Спидометры бывают электромеханического и электронного типов. Спидометр электромеханического типа соединяется с ведомым валом коробки передач через редуктор. Передаточное число редуктора выбирают в зависимости от передаточного числа главной передачи и радиуса качения колеса автомобиля. Редуктор соединяется со спидометром либо механическим путем с помощью гибкого вала, либо электрическим с помощью промежуточного преобразователя.
Спидометр с приводом от гибкого вала показан на рис. 2.1.
Рис. 2.1. Схема спидометра с приводом от гибкого вала: 1 — входной валик. 2 — магнит, 3 — картушка. 4 — ось. 5 — спиральная пружина,.
6 — червячная передача, 7 — счетный узел одометра
При движении автомобиля от гибкого вала приводится во вращение входной валик с магнитом. При этом магнитный поток наводит в картушке вихревые токи, вызывающие образование магнитного поля картушки. Магнитные поля магнита и картушки взаимодействуют между собой таким образом, что на картушку действует крутящий момент, направление которого противоположно моменту, создаваемому пружиной. В результате картушка вместе с осью и стрелкой повернется на угол, при котором момент сил упругости пружины равен крутящему моменту магнитных сил, действующему на картушку. Крутящий момент картушки пропорционален скорости вращения магнита, и следовательно, скорости движения автомобиля. Угол поворота картушки и стрелки с увеличением скорости движения автомобиля возрастает.
Валик большинства спидометров снабжен смазывающим каналом. Привод счетного узла осуществляется от входного валика посредством понижающей червячной передачи. Счетный узел подсчитывает пробег автомобиля. Подсчет может осуществляться с помощью электронной системы, обеспечивающей работу шагового электродвигателя, который вращает указатели счетчиков пройденного пути. Счетчики показывают общий и суточный пробег. Показания суточного счетчика сбрасываются нажатием кнопки.
Пример расположения счетчиков пробега автомобиля в комбинации со спидометром приведен на рис. 2.2.
Рис. 2.2. Пример расположения счетчиков пробега на приборной панели
Спидометры с электроприводом имеют аналогичные спидометрам с механическим приводом магнитоиндукционный и счетный узлы. Электропривод спидометра состоит из датчика, который устанавливается на коробке передач электродвигателя, вращающего приводной валик магнитоиндукционного узла указателя и устройства электронного управления электродвигателем. Электродвигатель и устройство управления смонтированы в одном корпусе с магнитоиндукционным узлом. Целью работы электропривода является дистанционная передача вращения ротора датчика во вращение ротора указателя с помощью электромагнитных взаимодействий.
Ротор датчика в виде постоянного четырехполюсного магнита приводится в движение от ведомого вала коробки передач и генерирует трехфазный переменный ток. При вращении ротора в каждой фазе статора вырабатывается переменная синусоидальная ЭДС, частота которой пропорциональна скорости движения автомобиля. Магнитное поле статора электродвигателя, создаваемое его обмотками, будет вращаться с частотой вращения ротора датчика. Вращающееся магнитное поле статора, воздействуя на постоянный магнит ротора указателя, приводит его во вращение с той же частотой.
В датчиках электронных спидометров используется эффект Холла. Этот эффект состоит в том, что если к пластине из металла или полупроводника приложено напряжение питания и ее пронизывает под прямым углом магнитное поле, обладающее индукцией В, то возникает напряжение Холла U, перпендикулярное направлению тока / от источника питания и направлению магнитного поля (рис. 2.3).
Рис. 2.3. Эффект Холла
Напряжение Холла равно.
где к — постоянная Холла, h — толщина полупроводника.
Из этого выражения следует, что величина напряжения Холла пропорциональна магнитной индукции. Если магнитное поле изменять с частотой, пропорциональной скорости движения автомобиля, то и частота изменения выходного напряжения Холла также будет пропорциональна скорости автомобиля. На практике магнитное поле создается неподвижным магнитом, а его изменение — специальным вращающимся экраном с прорезями (рис. 2.4).
Рис. 2.4. Схема работы датчика спидометра: I — датчик Холла,.
2 — экран с прорезями, 3 — магнит
При вращении экрана его сегменты и прорези между ними поочередно проходят между магнитом и датчиком Холла. Когда между магнитом и датчиком Холла проходит сегмент экрана, магнитное поле перекрывается и на выходе датчика — минимальное напряжение UMU" (рис. 2.5). При прохождении между магнитом и датчиком Холла прорези экрана на датчик поступает максимальный магнитный поток, и на выходе напряжение становится максимальным UMUKC.
Рис. 2.5. Выходной сигнал датчика
Таким образом, период Т следования импульсов датчика Холла обратно пропорционален скорости автомобиля, т. е. чем выше скорость автомобиля, тем чаще следуют импульсы.
Контрольно-измерительные приборы автомобиля
Описание: Для измерения уровня жидкости в частности бензина в баке применяются поплавковые реостатные датчики устройство которых показано на рис. Измерение температуры производится терморезистивными датчиками типа ТМ100А показанного на рис. Если требуется отслеживать некоторое фиксированное значение температуры то применяют термобиметаллические датчики рис. рис.
Размер файла: 1.08 MB
Работу скачали: 84 чел.
Поделитесь работой в социальных сетях
Если эта работа Вам не подошла внизу страницы есть список похожих работ. Так же Вы можете воспользоваться кнопкой поиск
Контрольно-измерительные приборы автомобиля
Измерители уровня жидкости.
Для измерения уровня жидкости (в частности, бензина в баке) применяются поплавковые реостатные датчики, устройство которых показано на рис. 1. Поплавок перемещает по обмотке из высокоомного провода 1 подвижный контакт 2, тем самым изменяя сопротивление цепи. В современных приборах часто используются вместо проволочной обмотки намазные конструкции нанесенные на подложку пленки из высокоомного материала.
Измерение температуры производится терморезистивными датчиками типа ТМ100А, показанного на рис. 2. Полупроводниковый терморезистор в этом датчике имеет форму таблетки, прижатой пружиной к латунному корпусу. Сопротивление между корпусом и выводом меняется в зависимости от температуры в широких пределах и позволяет обеспечивать приемлемую точность.
Если требуется отслеживать некоторое фиксированное значение температуры, то применяют термобиметаллические датчики (рис.3). В основе их конструкции две спаянные пластины из материалов с разными температурными коэффициентами расширения. При нагревании они изменяют свои размеры по-разному, что приводит к изгибу конструкции и замыканию (или размыканию) контактов.
Иногда термобиметаллический датчик нагревается не внешним источником, а собственной нагревательной спиралью (см. рис.3б). Это применяется в так называемых импульсных измерительных системах, которые будут рассмотрены ниже.
В основе измерения давления (например, масла в двигателе) лежит измерение смещения упругой мембраны (рис. 4) . Различия заключаются в способе преобразования этого смещения в электрический сигнал. На рис. 4б для этого используется реостат, движок которого смещается под действием мембраны. На рис. 4в изображена импульсная система с биметаллической пластиной и нагревательной спиралью. Принцип работы такой конструкции заключается в следующем. Нагреваемая спиралью пластина изгибается и отключает нагрев. После остывания нагрев включается снова и т. д. Таким образом, через контакт протекает прерывистый ток. При смещении мембраны расстояние до контакта изменяется и изменяется время прерывания тока. На приемной стороне используется измеритель тока с большой инерционностью, чтобы не было видно колебаний стрелки, например, показанный на рис. 5.
Датчик сигнализатора аварийного давления (рис. 4г) устроен просто при изгибе мембраны до некоторого порогового значения замыкается контакт сигнализатора.
Среди других стрелочных приборов в автомобиле широкое применение нашли логометры. Электрическая схема и конструкция трехобмоточного логометра поясняются рис. 6 и 7. Обмотки L 1 и L 2 намотаны соосно, но встречно и при равных токах создают взаимокомпенсирующие магнитные поля. Обмотка L 3 расположена перпендикулярно.. Рядом с обмотками располагается постоянный магнит с закрепленной на нем стрелкой.
Ток в обмотках L 2 и L 3 не меняется, а в L 1 зависит от датчика. Из векторной диаграммы видно, что суммарная магнитодвижущая сила F поворачивается в пределах угла 180 градусов.
9.6
В электромагнитном указателе (рис.8) якорь из магнитомягкого материала с закрепленной на нем стрелкой притягивается к двум расположенным под углом катушкам. При изменении тока в катушке 1 под действием датчика суммарная МДС изменяется, что вызывает отклонение стрелки.
В спидометре (рис.9) гибкий приводной вал вращает постоянный магнит, расположенный внутри алюминиевой картушки. В картушке наводятся вихревые токи и она приобретает вращательный момент, аналогичный моменту ротора асинхронного двигателя. Вращению картушки препятствует пружина, упругое сопротивление которой обеспечивает отклонение стрелки, пропорциональное скорости вращения.
Контрольно-измерительные приборы служат для контроля за работой смазочной системы и охлаждения двигателя, наличия топлива в баке и заряда аккумуляторной батареи. К ним относятся указатели давления масла, температуры охлаждающей жидкости, уровня топлива в баке, амперметр и аварийные сигнализаторы пониженного давления масла и перегрева двигателя.Все указатели смонтированы на щитке приборов. Их датчики расположены в зоне измеряемых показателей.
Указатель давления масла - манометр служит для определения давления масла в смазочной системе двигателя. Он состоит из датчика 6 (рис. 1, а) и указателя 1. В датчик входит корпус с диафрагмой 4 и ползунковый реостат 5. Подвижный контакт реостата соединен с диафрагмой. Когда давление в магистралисмазочной системы двигателя увеличивается, диафрагма прогибается и перемещает подвижный контакт реостата изменяя его сопротивление.
Электромагнитный указатель 1 состоит из корпуса с экраном, предотвращающим влияние посторонних магнитных полей, трех катушек 3, подвижного постоянного магнита со стрелкой 2, укрепленной подвижно на оси, и неподвижного постоянного магнита для установки стрелки нанулевое деление шкалы.
При протекании тока по катушкам создается результирующее магнитное поле. Взаимодействуя с этим магнитным полем, стрелка с подвижным постоянным магнитом устанавливается в определенное положение, соответствующее подвижному контакту реостата 5 датчика или давлению масла в магистрали смазочной системы двигателя.
Устройство указателя температуры охлаждающей жидкости (рис. 1, б)аналогично устройству указателя давления масла.
Указатели давления масла и температуры охлаждающей жидкости
Рис 1. Указатели давления масла (а) и температуры охлаждающей жидкости (б):
1 - указатель, 2 - стрелка, 3 - катушка, 4 - диафрагма, 5 - реостат, 6 - датчик,
7 - постоянный магнит, 8 - пружина, 9 - терморезистор, 10 - корпус.
Датчик указателя температуры представляет собой терморезистор 9 -полупроводниковую шайбу, установленную в металлическом корпусе 10. Сопротивление шайбы меняется в зависимости от изменения ее температуры. Изменение температуры охлаждающей жидкости вызывает резкое изменение сопротивления датчика, что вызывает изменение тока в катушках указателя, и результирующее магнитное поле поворачивает постоянный магнит со стрелкой 2 на деление шкалы, соответствующее температуреохлаждающей жидкости.
Аварийные сигнализаторы предупреждают водителей о недопустимом повышении температуры жидкости в системе охлаждения и падения давления масла в смазочной системе двигателя. В них входят датчик и сигнальная лампа на щитке приборов.
Аварийный сигнализатор
Рис 2. Аварийный сигнализатор:
а, б - давления масла, в - температуры охлаждающей жидкости;
1 - сигнальная лампа, 2 -датчик, 3 - диафрагма, 4 - пружина, 5 -контактное устройство, 6 - биметаллическая
Датчик сигнализатора аварийного давления масла (рис. 2, а, б) состоит из корпуса, диафрагмы 3, пружины 4 и контактного устройства 5. При отсутствии давления в магистрали смазочной системы двигателя диафрагма выгибается под действием пружины в сторону от контактов и лампа загорается (рис.2, а). При нормальном давлении масладиафрагма выгибается в противоположную сторону, размыкает контакты и сигнальная лампа гаснет (рис. 2, б).
При нормальной температуре охлаждающей жидкости контакты датчика разомкнуты. Если температура жидкости выше расчетной, биметаллическая пластина изогнется настолько, что контакты замкнутся и включат в электрическую цепь сигнальную лампочку.
Указатель уровня.
Контрольно-измерительные приборы применяют для контроля за работой системы смазки и охлаждения двигателя, наличия топлива в баке, заряда аккумуляторной батареи. К контрольно-измерительным приборам относятся: указатели температуры воды, давления масла, амперметр, уровня топлива в баке, а также аварийные сигнализаторы давления масла и температуры воды.
Указатель температуры необходим для контроля температуры охлаждающей жидкости. Для нормальной работы двигателя необходимо поддерживать оптимальную температуру охлаждающей жидкости и при необходимости регулировать ее при помощи жалюзи. Указатель температуры охлаждающей жидкости включает в себя датчик, укрепленный на головке цилиндров, и указатель, расположенный на приборном щитке.
Конструкция датчика включает в себя корпус, термистр и пружину. Термистр представляет собой диск, проводимость которого меняется в зависимости от его температуры. С увеличением температуры проводимость термистра увеличивается, с понижением температуры — уменьшается.
Указатель состоит из трех катушек, одна из которых включена последовательно к термистру, а две другие соединены с массой. Сопротивление последних двух катушек практически всегда остается неизменным, поэтому сила тока также остается постоянной. Стрелка указателя крепится на оси вместе с постоянным магнитом, который находится под действием результирующего магнитного Поля катушек.
При изменении температуры жидкости меняется проводимость термистра, в результате этого меняется результирующее магнитное поле, и магнит со стрелкой отклоняются. Такие магнитоэлектрические указатели точны и надежны в работе, они не создают помех для работы радиоаппаратуры. Помимо указателей температуры на большинстве автомобилей устанавливают аварийные сигнализаторы, которые предупреждают водителя о недопустимом превышении температуры жидкости в системе охлаждения.
Аварийный сигнализатор включает в себя сигнальную лампу, устанавливаемую на щитке приборов, и датчик, который устанавливается в верхнем бачке радиатора. Датчик сигнализатора представляет собой корпус с латунной гильзой. Внутри гильзы находится неподвижный контакт, который соединяется с массой, и подвижный контакт, закрепленный на упругой биметаллической пластине. Биметаллическая пластина изолирована от массы и соединена с зажимом снаружи корпуса. Сигнальная лампа на щитке приборов соединяется при помощи провода с зажимом.
Контакты датчика при нормальной температуре охлаждающей жидкости находятся в разомкнутом состоянии. Когда температура превышает расчетную, биметаллическая пластина изгибается на столько, что замыкает контакты. В результате этого в цепь включается лампа сигнализатора.
Указатель давления масла в системе смазки состоит из указателя и датчика. Датчик включает в себя корпус с диафрагмой, крышку, а также ползунок реостата, который связан с диафрагмой. При увеличении давления масла диафрагма прогибается, и вместе с ней по реостату перемещается подвижной контакт, который изменяет сопротивление.
Указатель датчика давления масла по своему устройству аналогичен указателю температуры охлаждающей жидкости. Одна из катушек указателя соединена с массой через резистор, который выполняет роль температурного компенсатора. Такая конструкция позволяет уменьшить влияние температуры на точность показания прибора. Для дополнительного контроля за давлением масла на автомобилях устанавливают сигнализатор аварийного давления масла. Он состоит из контрольной лампы, которая располагается на приборном щитке, и датчика. Датчик включает в себя корпус, диафрагму, а также контактное устройство, пружину и изолированный вывод. Если давление масла понижается ниже допустимого значения, контакты смыкаются и лампа загорается. При повышении давления диафрагма прогибается, контакты размыкаются, и лампа гаснет.
Читайте также: