7) Датчики частоты вращения, скорости перемещения и положения, давления и детонации, температуры, объемного и массового расхода и состава газов и жидкостей и др.(все что нашел)

Датчик врашения коленвала

1-кронштейн крепления

2- магнитный сердечник

3-задающий диск (диск синхронизации)

4-провод

5-уплотнитель

6-магнит

7-корпус

8-обмотка

Датчики частоты вращения А22 предназначены для измерения частоты вращения деталей механизмов и машин. Работа датчика основана на принципе электромагнитной индукции. Для проведения измерений используется металлический отметчик, например, зубчатое колесо. При прохождении зубьев вблизи переднего торца датчика, изменяется напряженность магнитного поля и в катушке датчика возникает переменный сигнал с частотой пропорциональной частоте вращения зубчатого колеса. Сигнал усиливается электронной схемой и формируется в импульсы напряжения, которые поступают на выход датчика.

Датчик скорости перемещения

Датчик содержит постоянный магнит 1, магнитопровод 2 и обмотку 3. Магнитопровод 2 образует кольцевой воздушный зазор, в котором размещена кольцеобразная обмотка, средний диаметр которой равен dСР, толщина h, длина b. Среднее значение индукции в кольцевом магнитном зазоре равно В.

При перемещении обмотки вдоль оси со скоростью в ней наводится ЭДС

Число витков обмотки w определяется «окном» обмотки QОК= b h , диаметром обмоточного провода dМ и коэффициентом заполнения кЗМ (дается в справочниках), зависящим от диаметра провода, толщины изоляции и вида намотки.

Статическая характеристика двухтактная (реверсивная) и близка к линейной. Динамические свойства, как и у предыдущего датчика, зависят от индуктивности обмотки и сопротивления цепи и могут быть описаны передаточной функцией апериодического (инерционного) звена.

Рассмотренные электромагнитные датчики скорости перемещения могут измерять скорость только в ограниченном интервале перемещения объекта. Для измерения скорости при неограниченном перемещении необходимы другие датчики. Наиболее распространенное неограниченное перемещение – вращение. Датчики скорости вращения с неограниченным углом поворота объединяются общим названием – тахогенераторы.

Датчик положения

Бесконтактные датчики положения обеспечивают высокое быстродействие и большую частоту включений механизма. Определенным недостатком этих датчиков является зависимость, их точности от изменения напряжения питания и температуры. В зависимости от требований выходным аппаратом этих устройств может быть как бесконтактны логический элемент, так и электрическое реле.

В схемах точной остановки электроприводов бесконтактные датчики могут использоваться как для подачи команды на переход к пониженной частоте вращения, так и для окончательной остановки.

Индуктивные датчики положения ИКВ-22

Индуктивные датчики ИКВ-22. Работа этих датчиков основана на принципе изменения индуктивного сопротивления катушек со стальным сердечником при изменении воздушного зазора в магнитной цепи.

На стальной плите 1 установлен магнитопровод 2 с двумя катушками 3, закрытый пластмассовой крышкой 4. С нижней стороны к плите крепятся два конденсатора 5 типа МБГП (один емкостью 15 мкФ, 200 В, второй —10 мкФ, 400 В). Конденсаторы закрыты крышкой 6. Подключение кабеля производится через сальниковый ввод 7. На механизме устанавливается магнитный шунт 8, размеры которого должны быть не менее: толщина 2 мм, ширина 80 мм, длина 140 мм. Воздушный зазор между магнитопроводом и шунтом равен 6±4 мм.

Схема включения индуктивного датчика ИД и выходного реле

Выходное реле нормально включено и отключается в момент прохождений магнитного шунта над датчиком, когда из-за изменения индуктивного сопротивления катушки наступает резонанс токов и ток через обмотку реле падает. Данные реле Р: тип МКУ-48, 12 В переменного тока, ток втягивания не более 0,45 А, ток отпадания не менее 0,1 А. Напряжение питания цепи датчик — реле 24 В переменного тока.

Схема точной остановки механизмов с использованием индуктивных датчиков положения Индуктивные датчики положения ИД-5

В металлургических цехах используют индуктивные датчики типа ИД-5, рассчитанные для работы при температуре окружающей среды до +80 °С и влажности до 100%. Допустимо присутствие токопроводящей пыли и окалины. В комплекте с датчиком применяют выходной полупроводниковый усилитель типа УИД-10. Выходная мощность усилителя (25 Вт) достаточна для включения широко распространенных реле РЭВ-800, контакторов КП21, МК-1 и т. д.

Воздушный зазор между датчиком и контролируемым ферромагнитным объектом может достигать 30 мм. Размеры датчика ИД-5 187х170х70 мм, напряжение питания 220 В± ±15%, 50 Гц.

Датчик давления

Датчик давления — устройство, физические параметры которого изменяются в зависимости от давления измеряемой среды (жидкости, газы, пар). В датчиках давление измеряемой среды преобразуется в унифицированный пневматический, электрический сигналы или цифровой код.

Принципы реализации

Датчик давления состоит из первичного преобразователя давления, в составе которого чувствительный элемент - приемник давления, схемы вторичной обработки сигнала, различных по конструкции корпусных деталей, в том числе для герметичного соединения датчика с объектом и защиты от внешних воздействий и устройства вывода информационного сигнала. Основными отличиями одних приборов от других являются пределы измерений, динамические и частотные диапазоны, точность регистрации давления, допустимые условия эксплуатации, массогабаритные характеристики, которые зависят от принципа преобразования давления в электрический сигнал: тензометрический, пьезорезистивный, емкостной, индуктивный, резонансный, ионизационный, пьезоэлектрический и другие.

Тензометрический метод

Чувствительные элементы датчиков базируются на принципе изменения сопротивления при деформации тензорезисторов, приклееных к упругому элементу, который деформируется под действием давления.

Пьезорезистивный метод

Основан на интегральных чувствительных элементах из монокристаллического кремния. Кремниевые преобразователи имеют высокую чувствительность благодаря изменению удельного объемного сопротивления полупроводника при деформировании давлением. Для измерения давления чистых неагрессивных сред применяются, так называемые, Low cost — решения, основанные на использовании чувствительных элементов либо без защиты, либо с защитой силиконовым гелем. Для измерения агрессивных сред и большинства промышленных применений используется преобразователь давления в герметичном металло-стеклянном корпусе, с разделительной диафрагмой из нержавеющей стали, передающей давление измеряемой среды посредством кремнийорганической жидкости.

Ёмкостной метод

Ёмкостные преобразователи используют метод изменения ёмкости конденсатора при изменении расстояния между обкладками. Известны керамические или кремниевые ёмкостные первичные преобразователи давления и преобразователи, выполненные с использованием упругой металлической мембраны. При изменении давления мембрана с электродом деформируется и происходит изменение емкости. В элементе из керамики или кремния пространство между обкладками обычно заполнено маслом или другой органической жидкостью. Недостаток — нелинейная зависимость емкости от приложенного давления.

Резонансный метод

В основе метода лежит изменение резонансной частоты колеблющегося упругого элемента при деформировании его силой или давлением. Это и объясняет высокую стабильность датчиков и высокие выходные характеристики прибора. К недостаткам можно отнести индивидуальную характеристику преобразования давления, значительное время отклика, невозможность проводить измерения в агрессивных средах без потери точности показаний прибора.

Индуктивный метод

Основан на регистрации вихревых токов (токов Фуко). Чувствительный элемент состоит из двух катушек, изолированных между собой металлическим экраном. Преобразователь измеряет смещение мембраны при отсутствии механического контакта. В катушках генерируется электрический сигнал переменного тока таким образом, что заряд и разряд катушек происходит через одинаковые промежутки времени. При отклонении мембраны создается ток в фиксированной основной катушке, что приводит к изменению индуктивности системы. Смещение характеристик основной катушки дает возможность преобразовать давление в стандартизованный сигнал, по своим параметрам прямо пропорциональный приложенному давлению.

Ионизационный метод

В основе лежит принцип регистрации потока ионизированных частиц. Аналогом являются ламповые диоды. Лампа оснащена двумя электродами: катодом и анодом, — а также нагревателем. В некоторых лампах последний отсутствует, что связано с использованием более совершенных материалов для электродов. Преимуществом таких ламп является возможность регистрировать низкое давление — вплоть до глубокого вакуума с высокой точностью. Однако следует строго учитывать, что подобные приборы нельзя эксплуатировать, если давление в камере близко к атмосферному. Поэтому подобные преобразователи необходимо сочетать с другими датчиками давления, например, емкостными. Зависимость сигнала от давления является логарифмической.

Пьезоэлектрический метод

В основе лежит прямой пьезоэлектрический эффект, при котором пьезоэлемент генерирует электрический сигнал, пропорциональный действующей на него силе или давлению. Пьезоэлектрические датчики используются для измерения быстроменяющихся акустических и импульсных давлений, обладают широкими динамическими и частотными диапазонами, имеют малую массу и габариты, высокую надежность и могут использоваться в жестких условиях эксплуатации.

Регистрация сигналов датчиков давления

Сигналы с датчиков давления могут быть как медленноменяющимися, так и быстропеременные. В первом случае их спектр лежит в области низких частот. Для того, чтобы с высокой точностью оцифровать такой сигнал необходимо подавить высокочастотную часть спектра, полностью состоящую из помех. Это особенно актуально в промышленных условиях. Специально для ввода медленноменяющихся сигналов используются интегрирующие АЦП. Они проводят измерение не мгновенного значения сигнала (которое изменяется под действием помех), а интегрируют сигнальную функцию за заданный промежуток времени, который заведомо меньше постоянной времени процессов, происходящих в контролируемой среде, но заведомо больше периода самой низкочастотной помехи. Интегрирующие АЦП выпускают многие зарубежные фирмы (Texas Instruments, Analog Devices и др).

Для измерения переменных давлений применяют датчики с аналоговым выходным сигналом, например, 0-20,4-20 мА и 0-5, 0,4-2 В.

Пьезоэлектрические датчики применяются для измерения быстропеременных процессов в диапазоне частот от единиц Гц до сотен кГц.

Датчик детонации служит для контроля степени детонации при работе бензинового двигателя внутреннего сгорания. Датчик устанавливается на блоке цилиндров двигателя. Он является важным компонентом системы управления двигателем, т.к. позволяет реализовать максимальную мощность двигателя и обеспечить топливную экономичность.

Под степенью детонации понимается часть топливно-воздушной смеси, сгорающая с детонацией. Детонация или правильно детонационное сгорание возникает, когда удаленная от свечи зажигания часть топливно-воздушной смеси вследствие поджатия фронтом пламени нагревается и самовоспламеняется с образованием взрыва. Детонация сопровождается акустическими признаками – металлическим стуком в кривошипно-шатунном механизме.

Причинами детонации являются:

химический состав топлива (октановое число);

конструктивные особенности двигателя (степень сжатия, расположение свечей зажигания, форма камеры сгорания и др.);

условия эксплуатации (состав топливно-воздушной смеси, угол опережения зажигания, нагрузка на двигатель, нагар на деталях камеры сгорания и др.).

Последствием детонационного сгорания выступает повышенная теплоотдача элементов кривошипно-шатунного механизма, сопровождающаяся повышенным износом, поломками и разрушением.

Принцип действия датчика детонации основан на пьезоэффекте. В конструкцию датчика включена пьезоэлектрическая пластина, в которой при возникновении детонации на концах возникает напряжение. Чем больше амплитуда и частота колебаний, тем выше напряжение. Когда напряжение на выходе датчика превышает заданный уровень, соотвествующий определенной степени детонации, электронный блок управления корректирует характеристику работы системы зажигания в сторону уменьшения угла опережения зажигания. Таким образом, достигается оптимальная характеристика работы системы для конкретных условий эксплуатации.

При неисправности датчика детонации (отсутствии сигнала) на панели приборов загорается соответствующая сигнальная лампа, двигатель при этом продолжает работать.

Датчик температуры

Датчик температуры охлаждающей жидкости предназначен для передачи информации о температуре охлаждающей жидкости на приборную доску или контроллер управления инжекторного двигателя, а так же для включения вентилятора охлаждения радиатора или контрольной лампы перегрева двигателя.

По своему предназначению датчики делятся на терморезисторные и термобиметаллические. Терморезисторные датчики применяются для передачи информации на прибор приборной доски для визуального контроля за температурой двигателя и контроллер системы управления двигателем. Между собой эти датчики по принципу работы не отличаются, отличия конструктивные. Датчики, применяемые совместно с приборами, состоят из корпуса, внутри которого расположен чувствительный элемент, прижатый к корпусу пружиной и соединённый с выводом проводником. В качестве чувствительного элемента в датчике используется полупроводниковое термосопротивление, которое изменяет своё сопротивление под воздействием температуры. Характеристики таких датчиков имеет большой разброс. Кроме того большую роль в погрешности датчика играет и тот момент, что электрическая цепь проходит через корпус датчика и резьбовое соединение его с двигателем, так же обладает сопротивлением которое складывается и учитывается прибором. Такие погрешности не допустимы при использовании датчика в системе управления инжектором. Поэтому датчики температуры, использующиеся в электронной системе управления двигателем имеют два вывода которые соединяются с полупроводниковым термистором проводниками, что исключает нарушение контакта. Для проверки терморизисторных датчиков, необходимо нагреть его, например в стакане с водой, и замерить сопротивление при помощи омметра. Сопротивление датчиков используемых совместно с приборами должно измениться в приделах от 450 Ом до 50 Ом при температуре соответственно от 40грС до 120грС. Для проверки датчиков температуры используемых в электронной системе управления двигателем применяется диагностическое оборудование. При его отсутствии можно проверить сопротивление при разной температуре

Температура, °С Сопротивление, кОм

минимальное Номинальное максимальное

-40 83,76 100,71 117,7

-35 60,59 72,46 89,41

-30 42,29 52,68 64.55

-25 32,68 38,69 47,08

-20 24,34 28,68 34,68

-15 18,29 21,45 25,78

-10 13,85 16.18 19,34

- 5 10,57 12,30 14,62

0 8,14 9,42 11,15

5 6,32 7.28 8,57

Или замерить изменение разницы напряжения, на выводах проверяемого датчика температуры, собрав схему для проверки которое должно соответствовать при – 40 гр.С – 2,287-2,392В, а при температуре +90 гр.С – 3,642-3,737В.

Термобиметаллические датчики применяются для включения вентилятора охлаждения радиатора и контрольной лампы перегрева двигателя. Состоит датчик из корпуса внутри которого располагается биметаллическая пластина с контактами. Биметаллическая пластина выполнена из двух слоёв металлов с разным температурным коэффициентом расширения. При нагреве один слой расширяется быстрей второго, что вынуждает пластину выгибаться, замыкая контакты. Для проверки достаточно нагреть датчик и проверить сопротивление, которое должно равняться нулю.