Рефераты по Физике

Автомобильные датчики

Страница 7

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.

Ø Указатели автомобильных информационных измерительных систем:

Обычно на автомобилях применяются указатели трех систем - магнитоэлектрической, электромагнитной и импульсной.

1) Магнитоэлектрические указатели:

В качестве магнитоэлектрических указателей на автомобилях наиболее распространены трехобмоточные логометры. Логометр имеет две обмотки L1 и L2, расположенные соосно, но намотанные встречно. Третья обмотка L3 перпендикулярна первым двум (рис. 5.6, а). Применение трех обмоток позволяет повысить точность логометра, так как расширяет возможности его шкалы до 120-160 градусов.

Рядом с обмотками располагается постоянный магнит, способный поворачиваться на своей оси, он устанавливается в направлении действия суммарной магнитодвижущей силы всех трех обмоток. Магнит соединен со стрелкой прибора.

Величина силы тока I2 в обмотках L2 и L3 постоянна, сила тока I1 в обмотке L1 изменяется с изменением сопротивления датчика Rд. Магнитодвижущие силы (МДС) обмоток F1, F2 и F3 равны произведению сил тока соответствующих обмоток на число витков обмоток. МДС по вертикальнрй оси Fy создается только обмоткой L3 Fy= F3; МДС по горизонтальной оси Fx определяется разностью МДС F1 и F2, так как эти обмотки включены встречно Fx = F1 – F2. МДС F, по направлению которой устанавливается постоянный магнит, равна геометрической сумме Fy и Fx. На рис. 5.6, б представлена векторная диаграмма МДС для случаев, когда МДС F1 больше F2 (сопротивление датчика Rд мало, ток I1 велик) и F2 больше F1 (велико значение Rд и мало значение I1). По векторным диаграммам видно, что суммарная МДС поворачивается относительно горизонтальной оси в зависимости от величины сопротивления датчика влево или вправо, т.е. угол поворота магнита и связанной с ним стрелки прибора стремится к 180°. Все более находят распространение логометры с переключением обмоток электронной схемой, позволяющим расширить шкалу прибора почти до 360°.

К особым достоинствам логометра следует отнести независимость его показаний от величины напряжения питания, так как с ростом напряжения, например, токи всех обмоток, и следовательно, и их МДС возрастают пропорционально, так что суммарная МДС остается прежней.

Сопротивление температурной компенсации Rт выполняется из провода с малым температурным коэффициентом сопротивления (константан, манганин), оно практически не меняется с изменением температуры, и поскольку его величина значительно превышает суммарную величину сопротивления обмоток L2 и L3, ток и, следовательно, МДС этих обмоток становятся мало зависимы от температуры. Если обмотки выполнены из провода, сопротивление которого мало реагирует на температуру, то Rт отсутствует. На рис. 5.8 представлена конструкция логометра. Магнит может поворачиваться вокруг своей оси, на корпус которой закреплена стрелка. Обмотки намотаны на пластмассовый каркас магнита. Рис. 5.8 Конструкция логометрического уканый экран предотвращает, влияние внешних полей на показания прибора.

Возврат стрелки в нулевое положение при отключении прибора происходит за счет силы притяжения магнита к небольшому неподвижному магниту, встроенному в нижнюю половину каркаса.

Кроме логометров, на автомобилях особенно в качестве вольтметров и амперметров, используются общепромышленные конструкции магнитоэлектрических указателей с неподвижной катушкой, воздействующей на поворотный магнит, соединенный со стрелкой или неподвижным магнитом и поворотной катушкой.

2)Электромагнитные указатели:

В электромагнитных указателях поворотный якорек из магнитомягкого материала; соединенный со стрелкой, притягивается двумя расположенными под углом катушками (рис. 9.7). Если МДС катушек одинаковы, силы воздействия на него обеих катушек уравновешиваются. При изменении сопротивления датчика Rд, например, в сторону уменьшения, сила тока в катушке 1 увеличивается, а в катушке 3 уменьшается и якорек со стрелкой поворачивается в сторону большей силы притяжения, т.е. к катушке 1, при увеличении сопротивления датчика поворот происходит в обратную сторону. Уравновешивание действия магнитных сил на якорек и возврат стрелки в нулевое положение осуществляется под действием противовеса, которым снабжен якорек. Это накладывает определенные требования по положению электромагнитных указателей на приборном щитке.

Конструкция прибора содержит, кроме катушек, якорька, шкалы, стрелки и ряда конструктивных элементов, магнитопровод катушек в виде полюсных наконечников для подведения магнитного потока катушек к якорьку.

3) Указатели импульсной системы:

Указатели импульсной системы могут использоваться только с термоэлектрическими датчиками и составляют в комплекте с ними единую импульсную систему.

На рис. 5.10, а, представлена конструкция указателя импульсной системы. Его основу составляет П-образная биметаллическая пластина, на одной ножке которой, соединенной со стрелкой, расположена нагревательная спираль, другая ножка закреплена на регулировочном секторе. При регулировке прибора сектор с закрепленным на нем концом биметаллической пластины перемещают с помощью зубьев. Второй регулировочный сектор с упругой пластиной, создающей шарнирную опору стрелки, также при регулировке может перемещаться с помощью зубьев. Соединенное с ним плечо П-образной пластины является термокомпенсационным, при изменении температуры воздуха, окружающего указатель, изгиб этого плеча компенсирует возникающий по этой же причине изгиб плеча, соединенного со стрелкой. Спираль указателя и термобиметаллического датчика включены последовательно (рис. 5.10, б). До включения прибора стрелка указателя находится в положении вне пределов градуированной шкалы прибора. Это является отличительным признаком импульсной системы. После включения прибора ток начинает протекать в общей цепи спиралей датчика и указателя, нагревая биметаллические элементы. Биметалл датчика изгибается, при этом размыкаются и его контакты, ток в общей цепи пропадает. Время нахождения контактов датчика в разомкнутом состоянии Тр зависит от температуры окружающей

Перейти на страницу:  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16