Индукционные датчики в автомобиле. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Автомобиль. Электронные устройства

 Комментарии к статье

Среди многообразия бесконтактных датчиков, по неприхотливости к внешним условиям, простоте изготовления и долговечности наиболее привлекательны индукционные (или генераторные) датчики.

На их основе были созданы различные приборы - от самых простых, регистрирующих линейные перемещения, до сложных, таких как системы зажигания с цифровым управлением, системы впрыска топлива, антиблокировочные системы управления тормозами и т.п.

Остановимся на процессе, проходящем в генераторном датчике. В простейшем случае датчик состоит из катушки с обмоткой, сердечника из магнитомягкого железа и магнита. Эти три компонента составляют статор датчика. Со статором взаимодействует ротор в виде зубчатого диска или зубчатой рейки с количеством зубцов, определяемым условиями применения датчика (рис.1).

Рис.1

При вращении ротора, в обмотке статора возникает переменное напряжение. Когда один из зубцов ротора приближается к обмотке, напряжение в ней быстро возрастает и, при совпадении со средней линией обмотки, достигает максимума, затем, при удалении зуба, быстро меняет знак и увеличивается в противоположном направлении до максимума. На приводимом графике (рис.2) отчетливо видна большая крутизна изменения напряжения, поэтому переход между двумя максимумами может быть использован для управления электронными системами.

Рис.2

Величина напряжения, вырабатываемого датчиком, зависит от частоты вращения ротора, числа витков катушки и величины магнитного потока, создаваемого постоянным магнитом. Поскольку две последние величины постоянны, величина индуцируемого напряжения достигает максимума при максимальной частоте вращения. При конструировании следует уделять особое внимание усилению импульсов при малой частоте следования.

Сфера применения подобных датчиков обширна, остановимся на некоторых примерах.

Датчик качания или удара (рис.3)

На спиральной пружинке из тонкой проволоки укреплен небольшой кусочек магнитомягкого железа, при качании или толчке он взаимодействует со статором датчика, который вырабатывает серию апериодических импульсов.

Рис.3

Ротометр (тахометр)

В датчике частоты вращения коленчатого вала двигателя (рис.4) статор датчика укреплен на кожухе маховика или на заглушке смотрового лючка - в непосредственной близости от зубчатого венца маховика. Прибор обеспечивает наиболее точное определение частоты вращения без вторжения в цепи системы зажигания.

Рис.4

Спидометр

Для измерения скорости движения автомобиля зубчатый ротор укрепляется на выходном валу коробки передач или на блоке коробки передач вместо гибкого вала. Система позволяет отказаться от дорогого таходатчика или механически малонадежного гибкого вала (рис.5).

Рис.5

Одометр

Измерение пути автомобиля производится с помощью зубчатого диска, укрепленного на неприводном колесе (рис.6). Подобные датчики нашли также применении в автоматической системе торможения (ABS - AntiBlockSistem), предотвращающей блокирование колес автомобиля и его занос от "юза".

Рис.6

Стеклоочиститель

Зубчатый сектор укрепляется на редукторе. Считываемые импульсы позволяют плавно регулировать частоту хода щеток в зависимости от погодных условий.

Система зажигания

Генераторный датчик (рис.1) является основой системы зажигания фирмы "BOSH".

В системе зажигания с цифровым управлением "Импульс-Техник" д-ра Хартига используется зубчатый венец маховика двигателя с дополнительным зубом для получения эталонного сигнала (рис.7). Данная система позволяет весьма точно регулировать момент зажигания.

Рис.7

Если вернуться к конструкции индукционного датчика, то следует заметить, что если на скорость вращения ротора влияют параметры измеряемой среды, то возникает вопрос о тормозящем моменте, оказываемом магнитным полем постоянного магнита. В этом случае принимаются меры по увеличению момента трогания (увеличивают площадь крыльчатки). Если по условиям эксплуатации не требуется контролировать небольшую частоту вращения, сердечник можно выполнить из магнитотвердого материала без дополнительного магнита, и за счет остаточного магнетизма получить достаточную величину сигнала.

В качестве примера можно привести параметры датчиков, нашедших применение в различных приборах.

Например, сердечник датчика выполняется из стали (Ст1, Ст2, Ст3) 03...8 мм (рис.1). На сердечник напрессовываются щеки катушки 012...20 мм на расстоянии 10...15 мм друг от друга. Сердечник под обмоткой изолирован фторопластовой пленкой. Обмотка катушки выполняется внавал, до заполнения пространства между щеками. Провод - ПЭВ-1 00,06...0,1 мм. Количество витков получается примерно 2500...4000.

Длина сердечника колеблется от 12 до 35 мм. С одной стороны сердечника предусмотрена площадка для прикрепления анизотропного магнита. Удобными оказались магниты от герконовых клавиатур. Свободный конец сердечника выводится из корпуса. Корпус датчика выполняется из немагнитного материала. Если требуют условия применения, датчик заливают компаундом.

Ротор, если его необходимо специально изготавливать, выполняют из магнитомягкого материала. Количество зубцов определяется из условий эксплуатации. Зазор между статором и ротором должен быть минимально возможным.

Сигнал с датчика поступает на вход простой электронной схемы (рис.8), усиливающей и формирующей сигнал для дальнейшего применения в аналоговой или цифровой форме.

Рис.8

Следует упомянуть еще одну особенность подобных датчиков. Они могут считывать сигнал не только от специального ротора, это могут быть зубья шестерни или даже крепежные болты на вращающейся детали.

Литература

1. Бун Б. Электроника на автомобиле. - М.: Транспорт, 1979.
2. Цифровые и аналоговые микросхемы. Справочник. - М.: РиС, 1989.
3. 750 электронных практических схем. Сборник, 1987.

Автор: И.Семенов; Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Автомобиль. Электронные устройства.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Кофе снижает риск заболеваний печени 29.06.2022 Международная группа ученых принесла хорошие новости о кофе: последнее исследование показало, как любимый многими напиток связан с внушительными преимуществами для здоровья, в частности, снижением риска заболеваний печени. Специалисты часто обнаруживают связь потребления кофе с понижением уровня сахара в крови, улучшением когнитивных функций, защитой от возрастной деменции и даже с продлением жизни. Все эти связи корреляционные, а не причинно-следственные, однако совершенно точно известно, что кофе способен как минимум улучшить наше настроение с 8 утра до полудня. Новое исследование сосредоточилось на том, почему нашему организму так хорошо от кофе (и чая, который тоже содержит кофеин). В большинстве научных работ о влиянии кофе и чая на здоровье человека указана именно корреляция. Выяснить детали было бы не лишним, решили ученые из Нидерландов, Великобритании, Германии, Франции и США. Они присмотрелись к эпигенетическим изменениям, т.е. влиянию на гены внешних факторов (в данном случае, чая и кофе). "Эпигенетика - это модификации ДНК, не затрагивающие основную последовательность, но аккумулированные в экспрессии генов, - пишут авторы исследования в препринте на BioRxiv, научном портале Лаборатории в Колд-Спринг-Харбор. - Эпигенетика - это механизм опосредованного влияния факторов питания и образа жизни на риски возникновения заболевания". К исследованию привлекли 15 800 добровольцев европейского и афроамериканского происхождения. Большой размер выборки и многоэтнический вклад стали движущей силой этой работы. Контролируя другие факторы, влияющие на эпигенетику, исследователи сфокусировались на ассоциациях, специфичных для употребления кофе и чая, и нашли связь со снижением риска ожирения и цирроза печени, а также развития сердечно-сосудистых заболеваний. Процесс, благодаря которому кофеин влияет на наши гены, называется метилированием ДНК. Чем больше ученые узнают об этом процессе, тем больше он кажется им ключевым в управлении "эпигенетическими переключателями" в растущем списке заболеваний и расстройств, догоняющих человека с возрастом. "В целом исследование показывает, что потребление кофе связано с различными уровнями метилирования ДНК и что связанные с ним эпигенетические вариации могут объяснить механизм эффекта кофе при определении риска заболеваний", - заявляют ученые.

Другие интересные новости:

▪ Частые селфи говорят о проблемах в интимной жизни

▪ Портативная солнечная зарядка электромобилей от Volvo

▪ Четырехдверный холодильник Haier Haier 518L

▪ Малопотребляющий инструментальный усилитель INA828

▪ Материал с поглощением света 99,7%

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электротехнические материалы. Подборка статей

▪ статья Автопилот. История изобретения и производства

▪ статья Что главным образом обусловило переход на систему часовых поясов в 19 веке? Подробный ответ

▪ статья Георгин. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Двухрамочная приемная антенна. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Маркировка взрывозащищенного электрооборудования по ПИВРЭ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026