Реклама

Календарь записей
Февраль 2013
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Апр    
 123
45678910
11121314151617
18192021222324
25262728  

Пьезоэлектрические датчики

В современных ЭСАУД помимо вышеописанных пассивных датчиков достаточно широко используются и активные. В активных датчиках реализуются самые разнообразные физические эффекты, при которых имеет место внутреннее энергетическое преобразование внешнего неэлектрического воздействия в выходной электрический отклик.Примером к сказанному может служить пьезоэлектрический эффект. Устройство, реализующее этот эффект называется пьезоэлементом (рис. 21.4, а).Суть пьезоэлектрического эффекта в том, что при механическом воздействии НВ на пластинку ПК пье-зокристалла, которая с обеих сторон покрыта токо-проводной пленкой ТК и одним концом жестко закреплена в фиксирующем держателе ФД, на токо-проводных покрытиях ТК появляется разность электрических потенциалов (электрический сигнал ЭС), величина и форма которой пропорциональна степени прогиба пластинки под воздействием входного механического усилия НВ. Пьезокристаллическии элемент может быть любой формы: прямоугольным бруском, плоской пластиной, круглой шайбой, трубчатым цилиндром, что определяется конструкцией опоры и местом приложения внешнего усилия к пьезоэлементу.Пьезоэлемент способен реагировать на самые разнообразные механические воздействия, начиная от одиночного удара и до высокочастотных ультразвуковых колебаний. Пьезоэлемент (преобразователь) совместно с конструктивным устройством для восприятия и передачи входного механического усилия (чувствительный элемент) образуют пьезоэлектрический датчик. Достоинствами такого датчика являются малые размеры, безынерционность и активный принцип действия (не требуется внешний источник электрической энергии).На автомобиле пьезоэлектрические датчики применяются в ультразвуковых системах защиты стекол дверей от несанкционированного вскрытия, в системе предотвращения от соударений автомобиля с препятствием, но главное использование пьезоэлектрических датчиков — в качестве датчиков ЭСАУ-Д. Таких датчиков два: измеритель абсолютного давления (разрежения) во впускном коллекторе двигателя (тензометрический датчик MAP нагрузки двигателя) и детонационный датчик.• Пьезоэлектрический преобразователь детонационного датчика (ДД) выполняется в виде шайбы, которая посредством стяжного болта и инерционной массы прижимается к полированной площадке на блоке цилиндров (рис. 21.4, б). Точка установки датчика определяется экспериментально на этапе конструктивной разработки двигателя (в жидкостной ванне определяются узлы ультразвуковых волн на блоке цилиндров и выбирается тот, который поближе к камере сгорания). Для отработанной модели блока место установки датчика детонации остается постоянным. Стандартная форма сигнала детонационного датчика показана на рис. 21.9д. В электронном блоке такой сигнал сначала фильтруется, а затем амплитуда огибающей функции сравнивается с допустимым уровнем для сигнала детонации. При превышении заданного уровня авторегулятор зажигания корректирует угол опережения зажигания соответствующим образом.• Тензометрический датчик (МАП) абсолютного давления в отличие от детонационного является пассивным преобразователем. Под воздействием внешнего усилия в тензодатчике изменяется его внутреннее омическое сопротивление. Конструктивно тензодатчик представляет собой полупроводниковую микроструктуру, пьезоэлементом в которой является тонкая (около 0,2 мм) силиконовая пластина (рис. 21.4, в). На этой пластине технологически сформированы четыре резистивные зоны (омические сопротивления), которые соединены между собой по мостовой схеме. В одну диагональ моста подается стабилизированное напряжение +5 В, а напряжение, снимаемое с другой диагонали, — есть линейная функция от абсолютного давления (разрежения) над силиконовой пластиной. Для того чтобы тензодатчик имел требуемую характеристику преобразования, под силиконовой пластиной создается герметизированная вакуумная полость (между пластиной и стеклянной подложкой). Остаточное давление в полости не превышает 0,1 бар, благодаря чему силиконовая пластина, как упругая диафрагма, прогибается в сторону вакуумной полости — при нормальном атмосферном давлении над пластиной, или полностью прогибается вверх при разрежении над пластиной — диафрагмой. Линейные размеры чувствительного элемента тензодатчика не превышают 2…3 мм. Если тензодатчик предназначен для работы с цифровой ЭСАУ-Д. то его аналоговый сигнал преобразуется в форму, показанную на рис. 21.9и. Подобно датчику Холла, тензодатчик выполняется на общей подложке с генераторной микросхемой для формирования сигнала. Такой датчик обычно устанавливается непосредственно в электронном блоке ЭСАУ-Д и соединяется с задроосельной зоной впускного коллектора с помощью тонкого вакуумного шланга. Но возможны и другие варианты установки датчика MAP.

Статьи по теме:

  • Датчики угла поворота 25.04.2010
    (Модель потенциометрического датчика угла поворота показана на рис. 21.1г. В таком пассивном датчике чувствительным элементом (ЧЭ) является ось вращения,...)
  • Датчики температуры 03.03.2010
    (Самыми распространенными на борту автомобиля являются датчики температуры. С их помощью контролируется температурный нагрев бензина, масел и таких технических...)
  • Датчики электронных систем 14.04.2010
    (Любая электронная система автоматического управления (ЭСАУ) включает в свой состав множество различных преобразователей неэлектрических воздействий в электрические сигналы. Такие...)
  • Проверка датчиков ЭСАУ-Д с помощью печатных шаблонов 31.01.2010
    (На рис. 21.9 в виде таблицы представлены печатные шаблоны (типичные образцовые формы) сигналов для некоторых датчиков ЭСАУ-Д.На рис. 21.9а...)
  • Контактные датчики ЭСАУ-Д 17.01.2010
    (На современном автомобиле, помимо потенцио-метрических, имеется достаточно большое количество контактных датчиков, состоящих из электрической контактной пары (преобразователь датчика) и...)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться для отправки комментария.

Поиск по блогу