До определенного момента эта форма датчика может измерять мгновенную скорость в точках на окружности и, следовательно, регистрировать очень малые угловые доли.
Примерами относительной скорости являются частота вращения коленчатого или распределительного вала двигателя, частота вращения распределительного вала топливного насоса высокого давления дизельного двигателя, скорость вращения колес транспортного средства (ABS, TCS, ESP). Измерения в основном выполняются с помощью инкрементной энкодерной системы, состоящей из шестерни и датчика скорости.
Формы датчиков скорости
Используются датчики различной формы (рисунок «Различные формы датчиков» ): шток, вилка и кольцо (внутреннее и внешнее). Стержневой датчик является наиболее распространенной формой датчика, поскольку его легко установить. Стержневой датчик располагается рядом с ротором, зубья которого находятся рядом и работают в непосредственной близости. Однако этот вид датчика имеет самую низкую чувствительность измерения. В некоторых случаях можно использовать вилочные датчики, нечувствительные к осевому и радиальному люфту. При установке этот датчик должен быть приблизительно выровнен относительно ротора. Тип датчика, в котором датчик окружает вал ротора в виде кольца, больше практически не используется.
Требования к новым датчикам скорости
Во многих отношениях более ранние традиционные датчики индуктивного типа дают очень неудовлетворительные результаты.
Они создают амплитуду, зависящую от скорости, и поэтому не подходят для низких скоростей, допускают лишь относительно небольшие допуски на воздушный зазор и в большинстве случаев не могут отличить изменения зазора от импульсов скорости. Как минимум, наконечник датчика — из-за его близости к тормозу (в случае датчиков скорости вращения колеса) — должен быть устойчив к воздействию высоких температур. За этими недостатками скрываются дополнительные функции, на которые нацелено новое поколение датчиков:
- Статическое обнаружение (т.е. при нулевой скорости: очень низкой частоте вращения коленчатого вала или скорости вращения колеса);
- Эффективное измерение в больших зазорах (без одновременного монтажа при зазорах > 0);
- Небольшой размер;
- Эффективная работа независимо от колебаний зазора;
- Устойчивость к температуре до 200°C;
- Определение направления движения (опция для навигационной системы);
- Обнаружение контрольных маркеров (зажигание).
Магнитостатические датчики (датчики Холла, магниторезисторы, AMR) очень хорошо отвечают первым двум требованиям. Как правило, они также отвечают второму и третьему требованиям.
На рис. «Расположение датчиков, нечувствительных к колебаниям воздушного зазора» показаны три, в принципе допустимые формы датчиков, обычно нечувствительных к колебаниям воздушного зазора. Здесь следует проводить различие между датчиками с радиальным и тангенциальным детектированием.
Это означает, что, независимо от зазора, магнитостатические датчики всегда будут способны различать северный и южный полюса магнитоактивного полюсного колеса или кольца ротора. Для магнитно-пассивных роторов знак выходного сигнала больше не зависит от зазора при регистрации напряженности тангенциального поля (хотя тот факт, что зазор часто увеличивается из-за ротора, является здесь недостатком).
Однако также часто используются датчики радиального градиента, которые в основном регистрируют только радиальный градиент поля, который не меняет свой знак при изменении зазора, а только при изменении угла поворота.
Роторы
Ротор имеет решающее значение для измерения скорости вращения, но он обычно поставляется производителем автомобиля, в то время как сам датчик поставляется поставщиком. До недавнего времени почти исключительно использовались магнитно-пассивные роторы, состоящие из магнитно-мягкого материала, обычно железа.
Они дешевле, чем колеса с магнитно-жесткими полюсами, и с ними проще обращаться, так как они не намагничиваются и нет опасности взаимного намагничивания (например, при хранении). В общем, при одинаковой ширине инкремента и выходном сигнале внутренний магнетизм полюсного колеса (полюсное колесо определяется как магнитно-активный ротор) допускает гораздо большие зазоры.
О справочнике
В последние годы автомобильная промышленность превратилась в чрезвычайно сложную отрасль. Становится все труднее представить отрасль в целом, и еще труднее отследить те области, которые важны для автомобильной промышленности.
Многие из этих областей подробно освещены в литературе. Тем не менее, для тех, кто впервые сталкивается с этими темами, имеющаяся профессиональная литература не кажется легкой и ее трудно переварить за ограниченное время. По этой причине данное руководство по эксплуатации автомобиля будет очень полезно.
Он структурирован таким образом, что может быть понятен даже читателям, впервые сталкивающимся с тем или иным разделом. Самые важные автомобильные темы собраны в кратком, понятном и практически удобном для пользователя виде.
Что такое датчик оборотов и зачем он нужен?
Счетчик оборотов встроен в двигатель для синхронизации системы зажигания и впрыска. Его также часто называют датчиком скорости. Тахометр передает информацию в электрический блок и дает представление о том, как вращается коленчатый вал в любой момент времени.
Этот показатель считается самым важным механизмом в автомобиле, так как он определяет взаимодействие большинства систем. Это помогает обеспечить правильное функционирование всего автомобиля. Определенные сигналы обрабатываются ЭБУ и передаются на измерительный прибор для определения нескольких важных моментов.
К ним относятся количество топлива, впрыскиваемого в любой момент времени, само время впрыска и время срабатывания клапана адсорбера, а также время зажигания и угол поворота распределительного вала. И, конечно, для того, чтобы установить неисправность и проверить устройство, оно должно сначала находиться на автомобиле.
Современные датчики скорости
Гоадиентные датчики
Он содержит постоянный магнит, полюса которого обращены к зубчатому колесу. Его поверхность унифицирована с тонкой ферромагнитной пластиной, на которой размещены два гальваномагнитных элемента на расстоянии примерно половины расстояния между зубчатыми колесами.
Таким образом, один из элементов всегда находится напротив расстояния между зубьями, а другой — напротив зуба. Измеряется разница в напряженности поля в двух соседних периферийных точках. Выходной сигнал приблизительно пропорционален отклонению напряженности поля в зависимости от угла на окружности, поэтому поляризация не зависит от зазора.
Тангенциальные датчики
Тангенциальные зонды отличаются от своих градиентных аналогов тем, что изменения поляризации и напряженности магнитного поля регистрируются в компонентах, направленных по касательной к окружности ротора. Варианты конструкции включают тонкопленочную технологию AMR (удлиненные поперечные резисторы) или резисторы из одного сплава, в полумостовом или полномостовом исполнении.
В отличие от градиентных датчиков, эти датчики не нужно подстраивать под определенный шаг зубьев ротора, они могут снимать показания в заданной точке. Требуется местное усиление, хотя их измерительный эффект на один-два порядка выше, чем у кремниевых датчиков Холла (рис. «Поворотный энкодер AMR как датчик тангенциального поля»).
Для датчика частоты вращения коленчатого вала, интегрированного в подшипник, тонкопленочный анизотропный магниторезистивный датчик (AMR-датчик) и монолитная интегральная схема устанавливаются на общей клеммной раме. ИС устанавливается под углом 90° для экономии места и предотвращения температурных помех.
Где располагается датчик частоты вращения?
Индуктивный манометр или датчик скорости обычно располагается над диском указателя скорости автомобиля. Этот элемент, в свою очередь, может быть расположен на маховике, на коленчатом валу внутри блока цилиндров или в передней части моторного отсека на коленчатом валу.
Часто небольшой изгиб зубьев маховика или небольшой скол на маховике может вызвать проблемы с зажиганием. В этом случае приводной блок не сможет работать на более высоких скоростях, и произойдет случайное искрообразование. Кроме того, в некоторых автомобилях этот датчик может быть заменен на датчик Холла. Это устройство способно передавать сигналы синхронизации на главный блок управления, а также обороты двигателя. Если да, то устройство будет расположено на распределительном валу.
Если спидометр выйдет из строя, мотоциклист не сможет завести свое транспортное средство. И если после тщательной проверки зажигания и топливной системы существенных отклонений не выявлено, необходимо проверить работоспособность самого спидометра. Если возникают так называемые «плавающие обороты», необходимо проверить все варианты проблем одновременно. Для своевременного обнаружения неисправностей желательно проводить диагностику.
Технические характеристики
Таблица 1 — Метрологические характеристики
| Название характеристики | Значение |
| Диапазон преобразования частоты входного сигнала, Гц | от 0,5 до 25000 |
| Допустимые пределы относительной погрешности преобразования скорости, %. | ±0,1 |
Таблица 2 — Основные технические характеристики
| Название недвижимости | Значение |
Условия эксплуатации
| от -40 до +125 |
| Параметры источника питания — напряжение постоянного тока, В | от 5 до 30 |
| Потребляемая мощность, В — А, макс. | 0,158 |
Габаритные размеры, мм, не более
| 22 204 |
Параметры резьбы
| M12, M14, M18, M22 5/8UNF |
| Вес, кг, не более | 0,4 |
| Средний срок службы, лет | 20 |
| Средний срок службы, ч | 45000 |
| Тип характеристики | Значение |
| Маркировка взрывозащиты1 | 0ExiaIICT6/T4 |
| Примечание: 1) Только для версии A5S1 |
Индуктивные датчики скорости вращения
Конструкция и принцип работы Датчик устанавливается непосредственно напротив ферромагнитной передачи (поз. 7) с определенным воздушным зазором. Датчик имеет мягкий магнитопровод (полюсный контактный штырь, поз. 4) и обмотку (5). Полюсный контактный штырь соединен с постоянным магнитом (1). Магнитное поле распространяется через полюсный контактный штифт, переходя в зубчатое колесо. Магнитный поток, проходящий через катушку, зависит от того, попадает ли место расположения зонда в зацепление или на зуб колеса.
Защемление сочетается с утечкой магнитного потока, выходящего из магнита, в пучок. Чистый поток усиливается катушкой. В свою очередь, впадина ослабляет магнитный поток. Эти изменения магнитного потока при вращении редуктора вызывают синусоидальное выходное напряжение в катушке, которое пропорционально скорости изменения и числу оборотов двигателя. Амплитуда переменного напряжения интенсивно увеличивается с числом оборотов (несколько мВ… > 100 В). Достаточная амплитуда возникает, начиная с 30 оборотов в минуту.
