Датчик дпкв что такое


За что отвечает датчик коленвала?

Огромное количество электроники в автомобиле обеспечивают повышенную комфортность и простоту управления. Большую часть функций исполняют измерительные устройства, одним из которых является датчик положения коленвала.

Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ) – входит в общую систему управления бортового компьютера, являясь составной частью обратной связи с ним. Передает данные о текущих характеристиках положения коленчатого вала, применяемые в расчетах по синхронизации момента топливной подачи и воспламенения. Второе название – синхронизирующий датчик. В профессиональной среде автолюбителей прижилось название «датчик фаз».

Он оказывает прямое влияние на функционирование двигателя. Некорректная работа этой детали грозят бесперебойной и стабильной работе ДВС. Каждый его сбой может привести к параличу газораспределительной системы, и в целом двигателя.

Содержание статьи

Какие разновидности датчиков ПКВ используются

Отличаются ДПКВ способом сбора и передачи данных.

  1. Индукционный. Еще его можно назвать магнитный. На коленвале имеется колесо, по всему внешнему диаметру которого расположены зубья. Два зуба специально пропущены. Вращение колеса рядом с датчиком сильно будоражит магнитное поле вокруг него. От этого в катушке образуются импульсы, которые и передаются в контрольный центр. Место двух пропущенных зубьев воспринимается им как нулевое состояние вала. По числу полученных импульсов, компьютер определяет текущее положение вала, что является исходным кодом для пространственного изменения заслонок.
  2. Датчик Холла. В них начинается движение электрического тока, с появлением вокруг него магнитного поля (это и есть эффект Холла). С изменением параметров магнитного поля, изменяются электромагнитные параметры в датчике, в частности его напряжение. Возмущение магнитного поля происходит по вине синхронизирующего диска. На нем вырезаны зубья. Положение двадцатого соответствует уровню первого или четвертого цилиндра двигателя. Чувствительный элемент детали представляет собой магнитное сердечко, в коконе из медной проволоки, намотанной на катушку.
  3. Световой или оптико-фотонный. Здесь, также, происходит взаимодействие с пластиной, на которой есть зубья и отверстия. Он проходит перпендикулярно световому потоку от светодиода к фотонному приемнику, который фиксирует прерывания светового луча. Создается импульс напряжения, что, по сути, и является кодом, передаваемым в центр управления.

Местонахождение и особенности функционирования ДПКВ

Устанавливают его на двигателе, рядом с генератором (точнее его шкивом), в отведенный для этого кронштейн. Имеет очень длинный провод, снабженный специальным разъемом, с помощью которого происходит соединение с бортовым компьютером.

Когда надо бывает установить датчик обратно, приходится следить за размером зазора датчика и синхронизирующего диска. Оптимальная величина его лежит в интервале от половины до полутора миллиметров, и изменяется с помощью шайбы, находящейся под углублением для установки. Закручивая/раскручивая ее, уменьшают/увеличивают зазор. От правильной регулировки зависит топливный расход и износ цилиндров.

Важно! Даже новый датчик перестанет функционировать с момента попадания в зазор посторонних предметов или крупных кусочков загрязнений.

В систему ДПКВ включены следующие элементы:

  • Медная проволочная обмотка
  • Каркас
  • Уплотнительная прокладка
  • Крепежный кронштейн
  • Магнит
  • Синхродиск

Принцип, по которому работает ДПКВ, можно сформулировать следующим образом – сбор синхронизированных импульсных величин напряжения, образующихся при возмущении магнитного поля в момент прохождении руля с зубьями возле корпуса прибора. Чем быстрее вращение, тем сильнее напряжение и интенсивность его импульсов, а значит, интенсивность передаваемых данных.

С этих сведений для управляющего центра становится понятным направление вращения вала и его интенсивность. Анализируя совместные данные с разных датчиков, определяются текущие параметры активности двигателя. Это позволяет генерировать данные регулирования параметров дросселя, точки воспламенения (его момент), активацию бензонасоса.

Поломка датчика коленвала. Что происходит с автомобилем?

  1. Самым правдивым фактом поломки данного прибора является отказ двигателя. Он просто не заводится. Происходит это по причине несвоевременной подаче топливной смеси, и неправильный выбор момента его воспламенения.
  2. Детонационные нарушения в двигателе, приводящие к скорому износу целого ряда деталей и самого мотора. Особенно проявляется при повышении нагрузки (например, заезд на возвышенность на малых скоростях).
  3. Неустойчивая работа мотора в режиме холостой езды (самопроизвольное падение или увеличение оборотов). Мотор глохнет в момент кратковременных остановок (под светофором), либо на полном ходу.
  4. Скачкообразные произвольно меняющиеся обороты при движении.
  5. Потеря мощности.
  6. Заметно снижаются динамические показатели автомобиля.
  7. Замечается проблема заведения мотора. Он либо глохнет сразу, либо вовсе не заводится. Искра может срабатывать с перебоями, или вообще не сработать.
  8. «CHECK ENGINE» на приборном щитке.

Следует понимать, что поломка ДПКВ приводит к утере ЭБУ способности выставлять корректные характеристики некоторых процессов:

— точно подсчитать объем порции топливной смеси, для впрыска в топливную магистраль двигателя

— определить точный момент воспламенения смеси в камере сгорания

— изменить угол положения распредвала

— выявить сам факт воспламенения

Факторы, провоцирующие поломку ДПКВ

  • Между проволоками витка произошло замыкание. В таком случае прибор надо менять.
  • Поломанные зубья синхродиска.
  • Отход контактов в поводящих проводах. Здесь не требуется замена датчика, достаточно восстановить соединение, предварительно зачистив концы.
  • В ходе ремонтных работ могло произойти механическая поломка. Заменить его новым.
  • В зазор могли попасть инородные предметы. Нужно просто их удалить и почистить.

Однако наблюдаемые симптомы могут быть вызваны неисправностью других деталей, а не ДПКВ. Поэтому до его замены, нужно тщательно проверить.

Как проверить датчик коленчатого вала

Самый надежный, простой (пусть даже затратный) способ – профессиональная диагностика в специализированных автосервисах. Там проведут тестирование автосканером. Он в мельчайших подробностях выдаст все необходимые сведения о состоянии вашего датчика (и всех других деталей).

Проверку нужно начинать с визуального осмотра.

— измерить зазор. Сравнить с нормой. В случае необходимости, привести к норме.

— установить наличие посторонних элементов в зазоре. В случае обнаружения, устранить.

— оценить состояние (износ, поломка, загрязнение) зубьев

Затем, можно прибегнуть к помощи различных измерительных приборов.

Есть три основных метода самостоятельного выявления неисправности синхронизируюего датчика:

  1. Замер сопротивления, с использованием мультиметра. Дотронуться выходами измерительного прибора контактов катушки, для снятия показаний сопротивления. Двигатель включен. Норма лежит в пределах 20 мОм, при подаче генератором напряжения 500В. Отклонения от этих параметров означает неисправность датчика, его надо менять.
  2. Измерение индукции, и ее изменения. В этом случае нужно иметь под рукой: мегаомметр, сетевой трансформатор, вольтметр и измеритель индукции. Измерение индуктивности должны показать 200 – 400 мгн. Сопротивление должно быть в пределах 0,5мОм. Трансформатор нужен для размагничивания. Если, полученные вами данные отличаются от нормы, ДПКВ надо менять.
  3. Снятие осциллограммы. Этот метод позволяет наиболее точно диагностировать состояние датчика. Требуется соединение измерителя с проводом от катушки. Проводя металлическим предметом вблизи датчика, можно оценить его состояние по графику на осциллографе. Если на графике отражены изменения (интенсивные неровности линии), значит, датчик исправен. Стоит только отметить, что все действия проводятся при работающем моторе, а график считывается с режима «Inductive_Crankshaft» осциллографа.

Теперь становится понятным, почему ДПКВ считается чуть ли не самым важным элементом системы двигателя. Пожалуй, он один способен полностью остановить мотор. Автовладельцы со стажем советуют всегда иметь в бардачке запасной датчик. Стоит он сущие копейки, зато вклад в поддержании бесперебойного функционирования двигателя – огромен.

Датчик положения коленвала: как работает, проблемы, проверка

На чтение 5 мин. Просмотров 1.4k. Опубликовано ОБНОВЛЕНО

Датчик положения коленчатого вала измеряет скорость вращения (об / мин) и точное положение коленвала двигателя. Без датчика коленвала двигатель не запустится.

В технической литературе датчик положения коленвала сокращенно обозначается как ДПКВ (по-английски — CKP).

Где находится датчик коленвала

В некоторых автомобилях датчик установлен рядом с зубчатым шкивом коленвала (балансир колебаний), как на на фотографии ниже.

В других автомобилях ДПКВ может быть установлен на корпусе трансмиссии или в блоке цилиндров двигателя. Датчик коленвала расположен таким образом, чтобы зубчатый венец, прикрепленный к коленвалу, проходил рядом с наконечником датчика.

На венце отсутствует один или несколько зубьев, чтобы обеспечить блок управления двигателя (ЭБУ) точкой отсчёта для определения положения коленчатого вала.

При установке ДПКВ выставляется зазор между самим датчиком и зубчатым шкивом. Правильным считается положение датчика, когда зазор между его сердечником и диском синхронизации составляет 0,5–1,5 мм. Зазор регулируется при помощи шайб (прокладок) между посадочным гнездом датчика и самим датчиком.

Как работает датчик коленвала

Когда коленвал вращается, датчик выдает импульсный сигнал напряжения, где каждый импульс соответствует зубцу на венце. На фото ниже показан сигнал от датчика коленвала.

ЭБУ использует сигнал от ДПКВ, чтобы определить, когда и в какой цилиндр подавать искру. Сигнал положения коленвала также используется для контроля пропусков зажигания в любом из цилиндров.

Если сигнал от датчика отсутствует, искры не будет, и топливные форсунки не будут работать. Машина не заведётся.

Виды датчиков коленвала

Три наиболее распространенных вида ДПКВ:

  • магнитные датчики с измерительной катушкой, которые вырабатывают переменное напряжение;
  • датчики Холла, которые выдают цифровой сигнал прямоугольной формы;
  • оптические датчики.

Современные автомобили используют датчики Холла. Датчик с измерительной катушкой имеет двухконтактный разъем. Датчик на эффекте Холла имеет трёхконтактный разъём (опорное напряжение, заземление и сигнал).

Признаки неисправности датчика коленвала

Неисправный датчик может вызвать следующие проблемы:

  • Автомобиль может случайно заглохнуть, но затем перезапуститься без проблем.
  • Двигатель может плохо заводиться в сырую погоду, но после после прогрева запускается нормально.
  • Иногда вы можете увидеть, что тахометр ведет себя хаотично.
  • В некоторых случаях неисправный датчик может привести к длительному проворачиванию двигателя до его запуска.
  • Если датчик неисправен — двигатель проворачивается, но не запускается.

Ошибки OBD-2 датчика коленвала

  • Наиболее распространенным кодом OBDII, связанным с датчиком положения коленчатого вала, является P0335 — неисправность цепи датчика коленвала.
  • В некоторых автомобилях (например, Mercedes-Benz, Nissan, Chevy, Hyundai, Kia) этот код часто вызывается неисправным датчиком, хотя могут быть и другие причины, такие как проблемы с проводкой или разъёмом, поврежденный зубчатый венец и т. д.
  • В некоторых автомобилях периодическая остановка двигателя также может быть вызвана проблемой с проводкой ДПКВ. Например, если провода датчика не закреплены надлежащим образом, они могут протереться о какую-либо металлическую деталь и замкнуть, что может привести к остановке двигателя.
  • В бюллетене Chrysler 09-004-07 описана проблема с некоторыми моделями Jeep и Chrysler 2005-2007 гг., когда неисправный датчик коленчатого вала может вызвать проблемы при запуске. Датчик должен быть заменен обновленной деталью для устранения проблемы.
  • В другом бюллетене Chrysler 18-024-10 для некоторых автомобилей Chrysler, Dodge и Jeep 2008-2010 гг. упоминается проблема, при которой код P0339 — прерывистый сигнал с ДПКВ может быть вызван неправильным зазором.
  • Отказы датчика положения коленчатого вала были распространены в некоторых автомобилях GM 90-х годов. Один из симптомов была остановка двигателя, когда он был горячий. Замена датчика обычно решала проблему.

Как проверить датчик коленвала?

Когда есть подозрение, что проблема может быть вызвана датчиком положения коленчатого вала или если имеется связанный код неисправности, датчик должен быть визуально осмотрен на наличие трещин, ослабленных или корродированных штырьков разъёма или других очевидных повреждений. Правильный зазор между наконечником датчика и зубчатым кольцом также очень важен.

Для магнитных датчиков процедура тестирования заключается в проверке сопротивления мультиметром.

Например, для Ford сопротивление датчика положения коленвала должно составлять 250–1000 Ом. Если сопротивление ниже или выше указанного в спецификации, датчик необходимо заменить.

Для датчиков с эффектом Холла, должны быть проверены сигнал опорного напряжения (обычно +5 В) и заземление. Наиболее точным способом проверки датчика является проверка сигнала с помощью осциллографа.

Иногда датчик может иметь прерывистую неисправность, которая не обнаруживается во время тестирования. В этом случае может помочь проверка бюллетеней технического обслуживания (TSB) и изучение распространенных проблем.

Смотрите видео, как проверить датчик коленвала:

Датчик положения коленчатого вала можно проверить с помощью диагностического сканера или адаптера ELM327 с программой Torque. Сканер будет показывать сигнал датчика как «Обороты двигателя» или «Частота вращения двигателя».

Когда это может быть полезно? Если автомобиль периодически глохнет, мониторинг сигнала датчика может дать ответ.

Если сигнал датчика внезапно падает до нуля, а затем возвращается, это означает, что либо есть проблема внутри датчика, либо с проводкой или разъёмом.

Если датчик работает нормально, сигнал оборотов должен постепенно уменьшаться или увеличиваться как на этом фото.

Датчик коленвала: признаки неисправности

Коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания – элемент КШМ, который служит для преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное. На инжекторных автомобилях с ЭСУД используется так называемый датчик положения коленчатого вала (ДПКВ, датчик синхронизации, датчик коленвала, датчик ВМТ, иногда в быту называется датчик фаз), который необходим для точной синхронизации работы системы зажигания и системы питания.

Как известно, система электронного управления двигателем имеет большое количество различных элементов. Если возникает неисправность какого-либо звена, ЭБУ переводит мотор в аварийный режим, двигатель может троить, плохо заводиться, на приборной панели загорается «чек» и т.д. При этом агрегат все равно будет работать, пусть и неустойчиво, если в него подается воздух, топливо и есть искра на свечах зажигания. Особенностью ДПКВ можно считать то, что неисправности или сбои в его работе обычно приводят к остановке двигателя. Далее мы рассмотрим, какие признаки неисправности датчика коленвала свидетельствуют о проблемах с указанным элементом.

Содержание статьи

Функции датчика коленчатого вала

Как уже было сказано, одним из явных признаков неполадок ДПКВ является полная остановка двигателя. Так получается в результате того, что сбои в его работе не позволяют системе питания своевременно подавать горючее, а система зажигания не способна в заданный момент поджечь топливно-воздушную смесь. Теперь рассмотрим, почему так происходит.

Датчик коленвала посылает сигналы в ЭБУ, сигнализируя о положении коленчатого вала в определенный момент, а также сообщает о направлении вращения вала и указывает частоту вращения. Отметим, что на разных автомобилях как само устройство, так и некоторые функции ДПКВ могут отличаться. Это зависит от типа установленного элемента. Устройства могут быть:

Электронный блок управления получает сигналы от указанного устройства, благодаря чему контроллер «знает» положение коленчатого вала по отношению к ВМТ в первом и четвертом цилиндре, а также фиксирует частоту и направление вращения вала.  На основе этих данных блок формирует сигналы для управления моментом зажигания, создает управляющие импульсы для инжекторных форсунок, управляет работой топливного насоса и т.д.

Датчик положения коленвала: признаки неисправности и проверка ДПКВ

В том случае, если причиной неполадок является датчик коленвала, признаки неисправности могут быть следующими:

  • холодный или прогретый двигатель не заводится;
  • во время работы под нагрузкой возникает детонация;
  • плавают обороты холостого хода;
  • снижается мощность двигателя, пропадает динамика;
  • скачут обороты во время движения, произвольно меняются обороты и т.д.

Необходимо учитывать, что указанные симптомы могут появляться и в результате других неисправностей. По этой причине перед началом манипуляций с ДПКВ следует исключить другие возможные неполадки. Еще следует добавить, что сбои в работе датчика коленвала могут возникать не постоянно. Другими словами, неустойчивая работа ДВС или проблемы с запуском могут проявляться не всегда, хотя «чек» загорается. В этакой ситуации рекомендуется произвести компьютерную диагностику двигателя автомобиля для более точного определения причины.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что показывает компьютерная диагностика двигателя. Из этой статьи вы узнаете о том, как проводится указанная диагностика, что дает проверка и сканирование ошибок, а также как самому выполнить компьютерную диагностику автомобиля.

Также можно проверить датчик положения коленвала самостоятельно. Для такой проверки существует несколько доступных способов, которые позволяют с относительной точностью определить работоспособность элемента. Устройство заключено в пластиковый корпус, который обычно крепится на кронштейне в месте расположения шкива привода генератора.  Также к элементу может быть подключен провод, который имеет большую длину. Использование такого провода обусловлено тем, что место установки ДПКВ является достаточно удаленным.

Отметим, что сам по себе датчик коленчатого вала выходит из строя редко. Чаще причиной является механическое повреждение во время осуществления работ в подкапотном пространстве, а также попадание посторонних предметов в пространство между датчиком и зубчатым шкивом.

Если визуальный осмотр ничего не выявил, тогда датчик синхронизации понадобится снять, после чего можно переходить к проверке. Элемент следует осмотреть повторно, что помогает определить повреждения корпуса, сердечника, контактной колодки. Следует добавить, что достаточно часто после простой очистки контактов и сердечников от грязи ДПКВ начинает нормально работать.

В том случае, когда видимых дефектов не было замечено, следует перейти к диагностике датчика при помощи мультиметра. Устройство переводят в режим омметра для замера сопротивления на обмотке ДПКВ. В норме показания должны составлять 550-750 Ом. Также существует способ, при помощи которого фиксируется индуктивность датчика синхронизации, но такая диагностика сложнее для реализации в гаражных условиях и требует дополнительного оборудования (вольтметр, сетевой трансформатор).

Следует отметить, что одним из быстрых способов проверки является установка заведомо исправного или нового датчика синхронизации. Если двигатель заводится и нормально работает после замены, тогда причина очевидна. Еще нужно учитывать, что во время установки датчика коленчатого вала следует правильно выставлять зазор, который присутствует между зубчатым шкивом и ДПКВ. Квалифицированная установка датчика предполагает то, что зазор между сердечником датчика и диском синхронизации составляет 0.5 – 1.5 мм. Регулировка указанного зазора возможна путем установки дополнительных шайб в месте расположения посадочного гнезда датчика коленчатого вала.

Подведем итог

С учетом вышесказанного можно сделать вывод о том, что датчик коленвала является одним из самых важных элементов в общей схеме электронного управления силовым агрегатом. Выход из строя ДПКВ приведет к полной остановке двигателя, сбои в его работе сильно осложняют эксплуатацию ТС или делают езду на автомобиле практически невозможной.

По этой причине рекомендуется иметь запасной датчик коленвала в автомобилях, на которых владельцы регулярно преодолевают значительные расстояния по трассе. Также нужно добавить, что стоимость датчика коленвала для большинства отечественных и иностранных авто является вполне доступной.

Что касается проверки и замены, в самом начале следует убедиться, что в зазоре между датчиком и диском синхронизации нет посторонних предметов, а также сам зазор находится в допустимых рамках. Параллельно следует учитывать и то, что устройство может быть исправным и работоспособным, а причиной сбоев является грязь на сердечнике ДПКВ.

Читайте также

Датчик положения коленвала и распредвала ДПКВ / ДМРВ: диагностика и характеристики

Датчики положения коленчатого вала (ДПКВ) и положения распределительного вала (ДПРВ) с эффектом Холла являются важными компонентами системы управления двигателем.

Входные данные, которые они обеспечивают, позволяют электронному блоку управления (ЭБУ) определять частоту вращения и положение двигателя, в том числе, где данный цилиндр находится в четырехтактном цикле.

Такая информация имеет жизненно важное значение для управления катушками зажигания и топливными форсунками в надлежащее время и в определенной последовательности.

Данные от этих датчиков также используются для других важных функций, включая измерение расхода топлива, обнаружение пропусков зажигания, управление переменной фазой газораспределения (VVT) и многое другое.

Проверка датчика Холла тестером

Хотя двухпроводные датчики переменного реактивного сопротивления, вырабатывающие переменный ток, все еще можно найти, трехпроводный цифровой датчик эффекта Холла стал наиболее распространенным типом на автомобилях поздних моделей.

Рисунки 1 и 2: Вольтметр, контролирующий сигнальный провод датчика. Зажигание находится в рабочем положении. Когда металлический щуп проходит под датчиком, напряжение сигнала снижается датчиком. Когда измерительный щуп убирается, напряжение остается на уровне 5 В, обеспечиваемых ЭБУ.

Несмотря на такую ​​важность, диагностика датчиков часто неправильно понимается. В этой статье будет рассмотрено функционирование и диагностика трехпроводного датчика Холла ДПКВ и ДПРВ.

Рисунок 3: при тщательном осмотре этой гибкой пластины можно увидеть трещину вокруг центральной секции пластины. Как только трещина проходит все вокруг, фактическое положение кривошипа в центре может сместиться по сравнению с внешней стороной. Если на внешней части гибкой пластины используется кольцо тона СКР, измеренное положение коленчатого вала будет неправильным.

Содержание статьи

Описание датчиков
ДПКВ / ДМРВ

Датчики положения с эффектом Холла содержат магнит и электронные компоненты, но, на простом уровне, это переключатели. Переключатель представляет собой транзистор внутри датчика.

Функциями трех проводов являются напряжение питания датчика, напряжение сигнала и заземление. В отличие от двухпроводных аналогов датчикам с эффектом Холла для работы требуется внешнее питание и заземление.

Транзистор в датчике подключает или отключает сигнальную цепь к земле. Напряжение в сигнальной цепи обеспечивается ЭБУ, используя пять или 12 вольт.

Небольшой уровень тока пропускается через магнитное поле внутри датчика, которое изменяется с помощью вращающегося металлического тонального кольца.

Фактический эффект Холла — это изменение напряжения по отношению к изменению магнитного поля.

Напряжение эффекта Холла обрабатывается с использованием нескольких электронных компонентов кондиционирования для переключения базы транзистора. Результатом в сигнальной цепи является цифровой сигнал высокого или низкого напряжения.

Находясь над металлической частью тонального кольца, транзистор включается, что приводит к низковольтному состоянию. При превышении воздушного зазора транзистор отключается, что приводит к появлению сигнала высокого напряжения.

DVOM и кусок черного металла, такой как измерительный щуп, можно использовать для проверки основных функций трехпроводного датчика ДПКВ или ДПРВ. Смотрите рисунки 1 и 2 .

Кольцо обеспечивает металлический рисунок прорезей, которые жестко соединяются с коленчатым валом или распредвалом.

Кольцо для коленчатого вала может представлять собой внешнюю пластину, расположенную непосредственно за гармоническим балансировочным устройством, быть частью гибкой пластины или маховика или прикрепляться болтами к коленчатому валу внутри.

Аналогично, кольцо распределительного вала может быть размещено и прикреплено различными способами. Расположение и выбор размещения имеют свои плюсы и минусы. Например, гибкие пластины могут часто трескаться вокруг центральной секции без ожидаемого шума или других симптомов.

Рисунок 5:
2001 модельный год

Такая трещина может сдвинуть внешнюю секцию, содержащую пазы тонального кольца. Это оказывает существенное влияние на время и приводит к заметным проблемам вождения.

Смотрите рисунок 3 .

Тенденция во времени имела тенденцию к увеличению количества слотов в шаблоне мелодии звонка. Каждый слот обеспечивает импульс положения двигателя для ЭБУ. Дополнительные слоты обеспечивают повышенную точность синхронизации и обнаружение пропусков зажигания. Часто метка подписи CKP или группы меток позволяют ЭБУ быстро идентифицировать сопутствующие цилиндры.

Смотрите рисунок 4 .

Когда двигатель вращается, схема CMP позволяет ЭБУ синхронизировать коленчатый вал и распределительные валы и определять, какой цилиндр находится на каком ходу.

рисунок 5 б: 2008 модельный год

Уникальные шаблоны сигнатур позволяют некоторым двигателям запускаться даже в случае отказа датчика ДПКВ или ДПРВ. Другие двигатели вообще не заводятся. Если двигатель запускается только на одном датчике, он может испытывать длительное время пуска, сниженную выходную мощность, более низкие пределы оборотов и MIL с подсветкой.

Шаблоны тональных колец могут меняться в разные годы на одном и том же двигателе.

Рисунки 5a и b: будьте осторожны при смене моделей даже на одном и том же двигателе из года в год. Это модели Dodge 2.7L V6 ДПРВ и ДПКВ. Верхняя часть (а) была взята из модели 2001 года, а нижняя (б) — из модели 2008 года. Хотя рисунок кривошипа явно отличается и, возможно, его легко обнаружить, взгляните на рисунок кулачка. Верхняя часть имеет шаблон кода слота 1-2-3-1-3-2, а нижняя — 1-3-1-2-3-2. Это важно учитывать при замене двигателя или головки с использованием разных деталей.

См Рисунок 5 A .

рисунок 6: снимок экрана сканера honda, показывающий счетчики пропусков зажигания. промахи двигателя определяются с помощью ускорения коленчатого вала или отсутствия его, измеряемого датчиком положения коленчатого вала. такие данные полезны при обнаружении промахов или проверке ремонта даже без соответствующего кода.

Это важно при установке подержанных или восстановленных двигателей или деталей. Это может быть сложнее визуально поймать, чем можно подумать. Несовместимость между тональными кольцами ДПКВ и ДПРВ или семейством ЭБУ может привести к невозможности запуска. 

Количество слотов CKP в единицу времени обеспечивает значение частоты вращения. Значение оборотов используется для многих элементов, кроме тахометра и ограничителя оборотов, включая стратегию управления реле топливного насоса. Если значение оборотов потеряно, ЭБУ запрограммирован на обесточивание этого реле.

Обороты также часто упускаются из виду при расчете нагрузки. Системы впрыска топлива определяют расход воздуха на основе либо оборотов двигателя, либо сигнала массового расхода воздуха, либо оборотов двигателя и абсолютных значений давления в коллекторе.

Правильная масса воздуха в единицу времени необходима для точной ширины импульса инжектора. Число оборотов двигателя также можно сравнить с частотой вращения входного вала коробки передач для проверки блокировки гидротрансформатора.

Положение коленчатого вала используется для функций синхронизации, включая запуск инжектора. Портовые системы впрыска обычно пульсируют в инжекторах во время такта выпуска. Бензиновые системы прямого впрыска импульса на такте впуска или сжатия в зависимости от режима работы.

Пульсация форсунок на неправильном ходу может привести к увеличению выбросов и потере мощности. Базовое время зажигания и опережение зажигания зависят от точного расчета положения.

Рисунок 7: датчики ДПКВ и ДПРВ часто делят напряжение питания и заземление датчика друг с другом и другими датчиками. Обрыв или короткое замыкание в общей цепи может привести к остановке нескольких датчиков.

Важный входной сигнал опережения зажигания, датчик детонации, может контролироваться только во время определенных степеней вращения коленчатого вала. При использовании фазера распредвала VVT отношение ДПКВ к ДПРВ используется для определения того, были ли выполнены команды опережения или замедления.

Неисправность или медленная работа операционной системы приводят к степени отклонения и возможному DTC. Положение коленчатого вала и ускорение также используется для обнаружения пропуска зажигания.

Когда каждый цилиндр находится в рабочем состоянии, ЭБУ ожидает увеличения скорости вращения коленчатого вала. Отсутствие ускорения считается «ударом» или осечкой. Достаточные промахи в группе оборотов приводят к пропускам кода.

Смотрите рисунок 6 .

Рисунок 8 a: Датчик 2012 года chrysler 300 6.4l v8 ckp обнаружен после снятия аэродинамического щитка и пускового устройства. К счастью, есть более простой способ контролировать это.

Следует упомянуть одну новую функцию. На обычных автомобилях с бензиновым двигателем применяется технология запуска и остановки двигателя для повышения эффективности использования топлива. Когда ЭБУ определяет условия, подходящие для автоматического выключения двигателя, ЭБУ внимательно отслеживает и регистрирует схему CKP.

Коленчатые валы обычно останавливаются в одном из нескольких мест в зависимости от количества цилиндров. Когда коленчатый вал останавливается, нет гарантии, что он будет вращаться только в нормальном направлении. До сих пор не было необходимости думать о мониторинге обратного вращения.

Однако при автоматическом перезапуске обязательно регистрировать точное положение коленчатого вала для быстрого и плавного пуска. Шаблоны ДПРВ и ДПКВ используются вместе с обновленным программным обеспечением ЭБУ для точного регистрации положения коленчатого вала при останове.

рисунок 8 б

Диагностика датчиков ЭБУ, ДПКВ и ДПРВ может привести к путанице. В отличие от типичного датчика температуры охлаждающей жидкости двигателя на пять вольт, датчики ДПКВ и ДПРВ используют концы спектра напряжения во время нормальной работы.

Невозможно зарезервировать участок для слишком низкого или слишком высокого напряжения. Вместо этого рациональней используется с использованием метода «tattletale». Если либо датчик ДПКВ, либо датчик ДМРВ сообщают о схеме переключения напряжения, в то время как другие датчики этого не делают, противоположный датчик считается неработоспособным.

Таким образом, P0335 не запускает сигнал запуска и P0340 не кодирует сигналы датчика. Такая рациональность звучит достаточно просто, но иногда ЭБУ можно «обмануть», чтобы объявить неправильный сбой. Это более вероятно во время прерывистого отказа. Сбои, такие как прерывистый сбой сигнала P0339, могут вызывать недоумение.

Кроме того, если ни датчики ДПКВ, ни ДПРВ не работают, можно встретить появление без каких-либо кодов. Следует отметить, что датчики ДПКВ и ДПРВ часто имеют общее напряжение питания ЭБУ и заземление датчика.

Смотрите рисунок 7 .

2012 Chrysler 300 6.4l v8

Короткое замыкание в одном датчике может привести к отключению всех датчиков в цепи напряжения питания, а также к заземлению датчика. Мониторинг напряжения питания сенсорного ключа является логическим шагом при отсутствии запуска. Если напряжение датчика не обнаружено, необходимо повторить проверку, отключив разные датчики.

Будь то диагностика кода датчика ДПКВ или ДМРВ, отсутствие запуска или другие проблемы с управляемостью, двух- или более канальный осциллограф является мощным инструментом. Многие области имеют функцию записи, которая чрезвычайно полезна при обнаружении глюков. Одной из причин этого является чрезвычайно большое количество переключателей. Если кольцо CKP имеет 34 слота, а двигатель вращается со скоростью 2500 об / мин, то в минуту проходит 85 000 оборотов. В работе транспортного средства обязательно будет наблюдаться сбой, но никакой другой инструмент не сможет его уловить.

Область применения также важна для определения правильного выбора фаз газораспределения. Всего лишь несколько степеней дисперсии ДПКВ к ДМРВ могут привести к проблемам с кодами и управляемостью. Без заведомо хорошей картины трудно интерпретировать изображение с полной уверенностью.

Онлайновые ресурсы, такие как Международная сеть автомобильных специалистов (iATN.net), содержат базу данных сигналов, которая может быть полезна. Принятие решения о разрыве двигателя для предполагаемой треснутой гибкой пластины или срезанного кулачка на штифт звездочки легче сделать по заведомо плохой схеме.       

В то время как изображения области видимости могут сэкономить время по сравнению с разборкой компонента, подключение области видимости лучше всего выполнять с использованием самой простой точки доступа. Некоторые автомобили имеют стартер, коллектор или другое препятствие на пути датчиков. В таких случаях ЭБУ является более простой точкой доступа.

Смотрите рисунки 8 и 9 .

Рисунок 9: более простой способ. После удаления нескольких обрезных зажимов кожух можно отвести назад, чтобы получить доступ к ЭБУ на 300C. ЭБУ часто, но не всегда, является более легким выбором для получения сигналов ДПКВ или ДМРВ.

Чтобы получить точный вывод разъема, необходимо подключить сигнал датчика на ЭБУ. Необходимо соблюдать осторожность с хрупкими крышками разъемов и при обратной проверке цепи. Терминальная проверка и тесты покачивания являются безопасными, но побочный ущерб в результате грубого обращения лучше всего избегать.

Сканирующие инструменты имеют смешанное значение для датчиков ДПКВ / ДМРВ. Дисперсия ДПКВ / ДМРВ может быть полезной для определения растяжения цепи ГРМ или износа соответствующего компонента. Многие инструменты также предлагают функцию повторного изучения кривошипа / кулачка.

Хотя специфика этой процедуры может варьироваться, она обычно сбрасывает значение корреляции в ЭБУ. Процедуры обслуживания часто требуют повторного изучения после замены датчиков, цепи / ремней ГРМ, натяжителей или сброса фаз газораспределения.

Процедура повторного изучения может быть необходима для монитора пропуска зажигания и может потребовать вождения транспортного средства.

Несколько менее полезными, если они не вводят в заблуждение, являются значения потока данных, такие как ДПКВ и ДПРВ, присутствующие / не присутствующие или SYNC true / false. Я экспериментировал с прерывистыми прерываниями и манипуляциями с сигналами ДПКВ / ДМРВ во время мониторинга таких PID. Сканер иногда ловит его. Сканирующие инструменты преобразуют последовательные данные, и, в зависимости от конкретного инструмента и количества просматриваемых PID, частота обновления может быть недостаточно высокой.   

Эти датчики, как правило, очень надежны, однако иногда они дают сбой без веских объяснений. Высокая температура, вибрация и механический удар являются вероятными подозрениями для датчика, в то время как проблемы с проводкой, разбросом клемм и случайными проблемами ЭБУ объясняют оставшуюся электрическую схему.

Некоторые датчики проходят сотни тысяч км, а некоторые выходят из строя новые.

Замена датчиков ДПКВ / ДМРВ

При замене датчика сначала соблюдайте осторожность, чтобы не уронить его, так как магнит или внутренняя электроника могут быть повреждены. Также следуйте инструкциям относительно воздушного зазора. Как правило, он не регулируется, но убедитесь, что монтажные поверхности чистые и крепежные детали затянуты должным образом.

Некоторые датчики поставляются с наклейкой на конце, которая снимается при вращении тонального кольца. Я проверил увеличение воздушного зазора с помощью прокладок и обнаружил, что сбой сигнала составляет всего 0,100. Без сомнения, датчики
ДПКВ и ДМРВ собирают важную информацию для ЭБУ.

Когда один или несколько из них не работают, ваш клиент будет знать, что есть проблема. Поскольку большое колесо продолжает вращаться. Мы надеемся, что вы сможете протестировать эти датчики, чтобы выяснить причину и сохранить высокий уровень удовлетворенности клиентов.  

Датчик коленвала (ДПКВ): что это такое

Датчик коленвала (ДПКВ, датчик синхронизации, датчик ВМТ) — датчик положения коленчатого вала, который устанавливается на автомобилях с системой электронного управления двигателем. ДПКВ является элементом, который позволяет ЭБУ двигателем осуществлять контроль за положением коленвала для обеспечения работы системы топливного впрыска. Другими словами, датчик положения коленчатого (датчик синхронизации) вала точно определяет момент, когда в цилиндры ДВС необходимо подать топливо.

Указанный датчик оборотов коленвала напрямую влияет на работу двигателя. Любые сбои в работе датчика приведут к нестабильности работы ДВС или полной остановке мотора. В разных конструкциях датчик коленвала отвечает за синхронизацию работы топливных форсунок и синхронизирует зажигание. Неисправности ДПКВ приводят к тому, что топливо несвоевременно подается и воспламеняется в цилиндрах. В результате нарушений топливного впрыска двигатель не способен нормально работать.

Функцией датчика коленвала является то, что ДПКВ посылает на ЭБУ сигналы о том, в каком положении находится коленвал, а также с какой частотой и в какую сторону происходит его вращение. На разных автомобилях могут быть установлены отличные по принципу действия датчики положения коленвала, которые делятся на следующие типы:

  • Магнитный датчик коленвала (ДПКВ индуктивного типа). Особенностью таких датчиков является то, что подобные решения не нуждаются в отдельном питании. Формирование сигнала на ЭБУ происходит в тот момент, когда специальный зуб (метка) для синхронизации осуществляет проход через магнитное поле. Указанное магнитное поле создается в зоне нахождения датчика синхронизации, то есть вокруг него. Параллельно с главной задачей по контролю за положением и вращением коленвала, ДПКВ может  также выполнять функцию датчика скорости;
  • Датчик положения коленвала на эффекте Холла. ДПКВ указанного типа являются датчиками Холла. В таких датчиках ток начинает двигаться в тот момент, когда к датчику приближается изменяющееся магнитное поле. Специальный синхронизирующий диск реализует перекрытие магнитного поля, зубья диска осуществляют взаимодействие с магнитным полем ДПКВ. Датчик оборотов коленчатого вала указанного типа параллельно может выполнять функцию датчика распределителя зажигания;
  • Датчик коленвала оптического типа. Оптический датчик положения коленвала также взаимодействует с диском синхронизации, который имеет специальные пазы (зубья). Также на диске могут быть выполнены отверстия. Указанный диск перекрывает оптический поток, который проходит между светодиодом и специальным приемником. Задачей приемника является фиксация прерываний светового потока, после чего происходит создание импульса напряжения, который передается на блок управления двигателем;

Частым вопросом является то, где установлен датчик коленвала. Датчик положения коленчатого вала заключен в корпус аналогично подобным датчикам системы управления двигателем (датчик положения распредвала и т.п.). Местом его установки на двигателе является специальный кронштейн, который находится рядом с приводным шкивом автомобильного генератора. Также отличить ДПКВ от других датчиков можно по наличию достаточно длинного провода (55-65 см.) с особым разъёмом. Посредством указанного разъема осуществляется подключение датчика коленвала к системе управления ДВС.

После снятия для диагностики или замены датчик коленвала необходимо устанавливать с учетом выставления правильного зазора.

Речь идет о зазоре, который образуется между датчиком и зубчатым шкивом (диском синхронизации). Оптимальным является такое расположение датчика коленчатого вала, при котором зазор между сердечником и диском находится на отметке от 0.5 до 1.5 мм. Выставить нужный зазор необходимо путем манипуляций с прокладками (шайбами), который находятся в области посадочного гнезда датчика коленвала и самого ДПКВ.

На основе показаний ДПКВ ЭБУ способен определить положение коленчатого вала по отношению к ВМТ в 1, а также в 4 цилиндре силового агрегата. Также блок управления получает сигналы о частоте вращения коленвала и том направлении, в котором коленвал осуществляет указанное вращение. На основе полученных данных ЭБУ производит генерацию управляющих сигналов для инжекторных форсунок, управляет моментом зажигания, передает сигналы о частоте вращения коленвала на тахометр, активирует и отключает электрический бензонасос.

Теперь рассмотрим, как проверить датчик коленвала своими руками в случае неполадок. Начнем с того, что неисправности датчика коленвала встречаются не часто. Во время проверки датчика синхронизации также следует обратить внимание и на состояние приводного шкива генератора. В случае появления сбоев в работе указанных элементов двигатель может не запускаться или глохнуть после запуска, автомобиль не набирает скорость и дергается, мотор глохнет на ходу и т.д. На приборной панели обычно загорается «cheсk». Подключение сканера к диагностическому разъему (колодке) позволит более точно определить поломку по коду ошибки, которая записывается в память ЭБУ.

Самому проверить датчик коленвала можно тестером-мультиметром. Необходимо перевести устройство в режим омметра, после чего произвести замер сопротивления обмотки датчика коленвала. Полученный показатель для исправного ДПКВ должен находиться на отметке около 800-900 Ом. Параллельно с этим необходимо провести анализ целостности проводки и исключить либо установить факт наличия механических повреждений датчика.

Обратите внимание, ДПКВ будет неработоспособен в том случае, если в зазоре между диском синхронизации и датчиком положения коленвала окажутся какие-либо предметы, случайно попавшие туда во время проведения ремонтных работ.

Также необходимо добавить, что в случае точного определения неисправности датчика положения коленвала будет рациональнее купить новый датчик синхронизации без попыток ремонта имеющейся детали. Розничная цена ДПКВ для большинства автомобилей остается вполне приемлемой, а новый качественный датчик положения коленчатого вала гарантированно обеспечит исправную работу ДВС.

Читайте также

Все признаки неисправности датчика положения коленвала.

Добрый день. В сегодняшней статье я собрал для вас все признаки неисправности датчика положения коленвала.

Традиционно для нашего сайта, статья содержит множество фото и видео материалов.

 

Для чего нужен датчик положения коленчатого вала и как он работает?

Датчик положения коленчатого вала служит для определения угла поворота коленчатого вала в данный момент времени.

Это единственный датчик, без которого двигатель не будет работать.

Выглядит он вот так:

По возможности, этот датчик надо возить с собой — стоит он не дорого, а в продаже, особенно в магазинах на отдаленных территориях, есть не всегда.

 

Датчик положения коленчатого вала работает в паре с диском синхронизации на шкиве или на маховике. Выглядит диск синхронизации вот так:

Что такое датчик? Различные типы датчиков, приложения

Мы живем в мире датчиков. Вы можете найти различные типы датчиков в наших домах, офисах, автомобилях и т. Д., Которые облегчают нашу жизнь, включая свет, обнаруживая наше присутствие, регулируя температуру в помещении, обнаруживая дым или огонь, готовя нам вкусный кофе, открывая двери гаража. как только наша машина оказывается у дверей и многие другие задачи.

Все эти и многие другие задачи автоматизации возможны благодаря датчикам.Прежде чем перейти к деталям того, что такое датчик, каковы различные типы датчиков и области применения этих различных типов датчиков, мы сначала рассмотрим простой пример автоматизированной системы, которая возможна благодаря датчикам ( а также многие другие компоненты).

Применение датчиков в реальном времени

Пример, о котором мы говорим, - это система автопилота в самолетах. Почти все гражданские и военные самолеты имеют функцию автоматического управления полетом или иногда называются автопилотом.

Система автоматического управления полетом состоит из нескольких датчиков для различных задач, таких как контроль скорости, высоты, положения, дверей, препятствий, топлива, маневрирования и многого другого. Компьютер берет данные со всех этих датчиков и обрабатывает их, сравнивая с заранее заданными значениями.

Затем компьютер передает управляющий сигнал различным частям, таким как двигатели, закрылки, рули направления и т. Д., Которые помогают обеспечить плавный полет. Комбинация датчиков, компьютеров и механики позволяет управлять самолетом в режиме автопилота.

Все параметры, то есть датчики (которые предоставляют входные данные для компьютеров), компьютеры (мозги системы) и механики (выходные данные системы, такие как двигатели и моторы) одинаково важны для построения успешной автоматизированной системы.

Но в этом руководстве мы сконцентрируемся на сенсорной части системы и рассмотрим различные концепции, связанные с сенсорами (например, типы, характеристики, классификация и т. Д.).

Что такое датчик?

Существует множество определений того, что такое датчик, но я хотел бы определить датчик как устройство ввода, которое обеспечивает выход (сигнал) по отношению к определенной физической величине (входу).

Термин «устройство ввода» в определении датчика означает, что он является частью более крупной системы, которая обеспечивает ввод данных для основной системы управления (например, процессора или микроконтроллера).

Еще одно уникальное определение датчика заключается в следующем: это устройство, которое преобразует сигналы из одной энергетической области в электрическую. Определение сенсора можно понять, если мы рассмотрим пример.

Простейшим примером датчика является LDR или светозависимый резистор.Это устройство, сопротивление которого зависит от интенсивности света, которому оно подвергается. Когда свет, падающий на LDR, больше, его сопротивление становится очень меньше, а когда света меньше, ну, сопротивление LDR становится очень высоким.

Мы можем подключить этот LDR к делителю напряжения (вместе с другим резистором) и проверить падение напряжения на LDR. Это напряжение можно откалибровать по количеству света, падающего на LDR. Следовательно, датчик освещенности.

Теперь, когда мы узнали, что такое датчик, мы продолжим классификацию датчиков.

Классификация датчиков

Существует несколько классификаций датчиков, составленных разными авторами и экспертами. Некоторые из них очень простые, а некоторые очень сложные. Следующая классификация датчиков может уже использоваться специалистом в данной области, но это очень простая классификация датчиков.

В первой классификации датчиков они делятся на активные и пассивные. Активные датчики - это датчики, которым требуется внешний сигнал возбуждения или сигнал мощности.

С другой стороны, пассивные датчики

не требуют внешнего сигнала питания и напрямую генерируют выходной сигнал.

Другой тип классификации основан на средствах обнаружения, используемых в датчике. Некоторые из средств обнаружения: электрические, биологические, химические, радиоактивные и т. Д.

Следующая классификация основана на явлении преобразования, то есть на входе и выходе. Некоторые из распространенных явлений преобразования: фотоэлектрические, термоэлектрические, электрохимические, электромагнитные, термооптические и т. Д.

Окончательная классификация датчиков - аналоговые и цифровые датчики. Аналоговые датчики выдают аналоговый выходной сигнал, т.е. непрерывный выходной сигнал в зависимости от измеряемой величины.

Цифровые датчики

, в отличие от аналоговых датчиков, работают с дискретными или цифровыми данными. Данные в цифровых датчиках, которые используются для преобразования и передачи, имеют цифровой характер.

Различные типы датчиков

Ниже приводится список различных типов датчиков, которые обычно используются в различных приложениях.Все эти датчики используются для измерения одного из физических свойств, таких как температура, сопротивление, емкость, проводимость, теплопередача и т. Д.

  • Датчик температуры
  • Датчик приближения
  • Акселерометр
  • ИК-датчик (инфракрасный датчик)
  • Датчик давления
  • Датчик освещенности
  • Ультразвуковой датчик
  • Датчик дыма, газа и алкоголя
  • Датчик касания
  • Датчик цвета
  • Датчик влажности
  • Датчик наклона
  • Датчик расхода и уровня

Мы вкратце рассмотрим некоторые из вышеупомянутых датчиков.Дополнительная информация о датчиках будет добавлена ​​позже. Список проектов, использующих вышеуказанные датчики, приведен в конце страницы.

Датчик температуры

Одним из самых распространенных и популярных датчиков является датчик температуры. Датчик температуры, как следует из названия, определяет температуру, то есть измеряет изменения температуры.

В датчике температуры изменения температуры соответствуют изменению его физических свойств, таких как сопротивление или напряжение.

Существуют различные типы датчиков температуры, такие как микросхемы датчиков температуры (например, LM35), термисторы, термопары, RTD (резистивные датчики температуры) и т. Д.

Датчики температуры

используются везде, например, в компьютерах, мобильных телефонах, автомобилях, системах кондиционирования воздуха, в промышленности и т. Д.

В этом проекте реализован простой проект с использованием LM35 (датчик температуры по шкале Цельсия): СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРОЙ .

Датчики приближения

Датчик приближения - это датчик бесконтактного типа, который определяет присутствие объекта.Датчики приближения могут быть реализованы с использованием различных методов, таких как оптические (например, инфракрасные или лазерные), ультразвуковые, на эффекте Холла, емкостные и т. Д.

Некоторые из применений датчиков приближения: мобильные телефоны, автомобили (датчики парковки), промышленность (выравнивание объектов), определение расстояния до земли в самолетах и ​​т. Д.

В этом проекте реализован датчик приближения

при парковке задним ходом: ЦЕПЬ ДАТЧИКА ОБРАТНОЙ ПАРКОВКИ .

Инфракрасный датчик (ИК-датчик)
Инфракрасные датчики

или инфракрасный датчик - это датчик на основе света, который используется в различных приложениях, таких как обнаружение приближения и объектов.ИК-датчики используются в качестве датчиков приближения почти во всех мобильных телефонах.

Существует два типа инфракрасных или инфракрасных датчиков: пропускающий и отражающий. В ИК-датчике пропускающего типа ИК-передатчик (обычно ИК-светодиод) и ИК-детектор (обычно фотодиод) расположены лицом друг к другу, так что, когда объект проходит между ними, датчик обнаруживает объект.

Другой тип ИК-датчика - ИК-датчик отражающего типа. При этом передатчик и детектор располагаются рядом друг с другом лицом к объекту.Когда объект приближается к датчику, датчик обнаруживает объект.

Различные области применения, в которых используется ИК-датчик: мобильные телефоны, роботы, промышленная сборка, автомобили и т. Д.

Небольшой проект, в котором ИК-датчики используются для включения уличных фонарей: УЛИЧНЫЕ ФОНАРИИ ИСПОЛЬЗУЮТ ИК-ДАТЧИКИ .

Ультразвуковой датчик

Ультразвуковой датчик - это устройство бесконтактного типа, которое можно использовать для измерения расстояния, а также скорости объекта.Ультразвуковой датчик работает на основе свойств звуковых волн с частотой выше, чем у человеческого слышимого диапазона.

Используя время распространения звуковой волны, ультразвуковой датчик может измерить расстояние до объекта (аналогично SONAR). Свойство звуковой волны Доплеровский сдвиг используется для измерения скорости объекта.

Дальномер на базе Arduino - это простой проект, использующий ультразвуковой датчик: ПОРТАТИВНЫЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДИАМЕТР .

Ниже приводится небольшой список проектов, основанных на нескольких из вышеупомянутых датчиков.

Датчик освещенности - СВЕТИЛЬНИК, ИСПОЛЬЗУЮЩИЙ LDR

Датчик дыма - ЦЕПЬ СИГНАЛИЗАЦИИ ДЫМОВОГО ДЕТЕКТОРА

Датчик алкоголя - КАК ЗАКЛЮЧИТЬ КОНТРОЛЬ ДЫХАТЕЛЬНОГО АЛКОГОЛЯ?

Датчик касания - ЦЕПЬ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЯ СЕНСОРНОГО ДИММЕРА, ИСПОЛЬЗУЯ ARDUINO

Датчик цвета - ДЕТЕКТОР ЦВЕТА НА ОСНОВЕ ARDUINO

Датчик влажности

- ДАТЧИК ВЛАЖНОСТИ DHT11 НА ARDUINO

Датчик наклона - КАК СДЕЛАТЬ ДАТЧИК НАКЛОНА С ARDUINO?

В этой статье мы узнали о том, что такое датчик, какова классификация датчиков и различные типы датчиков, а также их практическое применение.

.

Что такое датчик? Различные типы датчиков с приложениями

Различные типы датчиков с приложениями

Введение в датчики

В мире полно датчиков. В повседневной жизни мы сталкиваемся с автоматизацией во всех сферах деятельности. Автоматизация включает в себя включение света и вентиляторов с помощью мобильных телефонов, управление телевизором с помощью мобильных приложений, регулировку температуры в помещении, детекторы дыма и т. Д. Все это осуществляется с помощью датчиков.В наши дни любой продукт на базе встроенной системы имеет встроенные датчики.

Существует множество приложений, таких как камера видеонаблюдения с мобильным управлением, приложения для мониторинга и прогнозирования погоды и т. Д. Датчики играют очень важную роль в мониторинге и обнаружении в здравоохранении. Поэтому, прежде чем создавать датчик, использующий приложение, мы должны понять, что именно делает датчик и сколько типов датчиков доступно.

Что такое датчик?

Датчик определяется как устройство или модуль, который помогает обнаруживать любые изменения физических величин, таких как давление, сила или электрическая величина, такая как ток или любая другая форма энергии .После наблюдения изменений датчик отправляет обнаруженный ввод на микроконтроллер или микропроцессор.

Наконец, датчик выдает читаемый выходной сигнал, который может быть оптическим, электрическим или любым другим сигналом, который соответствует изменению входного сигнала. В любой системе измерения датчики играют главную роль. Фактически, датчики - это первый элемент в блок-схеме системы измерения, который вступает в прямой контакт с переменными для получения достоверных выходных данных. Теперь вы знаете Что на самом деле означает датчик ? дайте нам знать о некоторых его типах и их применениях, как показано ниже.

Классификация датчиков

  1. Активные и пассивные датчики
  2. Аналоговые и цифровые датчики
Активные датчики:

Активные датчики - это типы датчиков, которые выдают выходной сигнал с помощью внешнего источника возбуждения. Собственные физические свойства датчика меняются в зависимости от приложенного внешнего воздействия. Поэтому их также называют самогенерирующимися датчиками.

Примеры: LVDT и тензодатчик.

Пассивные датчики:

Пассивные датчики - это тип датчиков, которые выдают выходной сигнал без помощи внешнего источника возбуждения. Им не нужны дополнительные стимулы или напряжение.

Пример: термопара, которая генерирует значение напряжения, соответствующее приложенному теплу. Не требует внешнего источника питания.

Аналоговые и цифровые датчики

Различные типы цифровых и аналоговых датчиков перечислены ниже один за другим в зависимости от их применения.

Различные типы датчиков

Существуют различные типы датчиков, используемых для измерения физических свойств, таких как сердцебиение и пульс, скорость, теплопередача, температура и т. Д. Типы датчиков перечислены ниже, и мы обсудим обычные типы один за другим подробно с использованием и приложениями.

Щелкните изображение, чтобы увеличить

Типы датчиков
Аналоговые датчики

Датчик, вырабатывающий непрерывный сигнал по времени с аналоговым выходом, называется аналоговыми датчиками.Генерируемый аналоговый выход пропорционален измеренному или входному сигналу, подаваемому в систему. Как правило, на выходе создается аналоговое напряжение в диапазоне от 0 до 5 В или ток. Различные физические параметры, такие как температура, напряжение, давление, смещение и т. Д., Являются примерами непрерывных сигналов.

Примеры: акселерометры, датчики скорости, датчики давления, световые датчики, датчики температуры.

ИК-датчик (инфракрасный датчик)

Когда мы смотрим на электромагнитный спектр, инфракрасная область делится на три области: ближняя инфракрасная, средняя инфракрасная и дальняя инфракрасная области.Инфракрасный спектр имеет более высокий частотный диапазон, чем микроволновый, и меньшую частоту, чем видимый свет. Инфракрасный датчик используется для испускания и обнаружения ИК-излучения. По этому принципу ИК-датчик может использоваться как детектор препятствий. Есть два типа ИК-датчиков: активные и пассивные ИК-датчики.

Пассивный ИК-датчик: Когда датчик не использует какой-либо ИК-источник для обнаружения энергии, излучаемой препятствиями, он действует как пассивный ИК-датчик. Такие примеры, как термопара, пироэлектрический детектор и болометры, относятся к пассивным датчикам.

Активный ИК-датчик: Когда есть два компонента, которые действуют как ИК-источник и ИК-детектор, он называется активным датчиком. Светодиод или лазерный диод действуют как источник ИК-излучения. Фотодиод или фототранзисторы действуют как ИК-детектор.

Связанное сообщение: PIR - Инфракрасный датчик движения Принципиальная схема, работа и применение

Датчики температуры и термопары

Как уже говорилось, аналоговый датчик выдает сигналы, которые постоянно меняются во времени.Выходное значение датчика будет очень маленьким в диапазоне микровольт или милливольт. По этой причине для усиления требуются схемы формирования сигнала. Аналогово-цифровые (АЦП) преобразователи используются для преобразования полученного аналогового сигнала в цифровое значение.

Датчик температуры определяет температуру и измеряет ее изменения. Другими типами датчиков температуры являются термопары, термисторы, резистивные датчики температуры (RTD) и микросхемы датчиков температуры (LM35) и т. Д.

Датчик приближения

Датчик приближения - это тип бесконтактного датчика, который используется для обнаружения объектов. Он не имеет физического контакта с объектом. Объект, расстояние до которого необходимо измерить, называется целью. В датчике приближения используется инфракрасный свет или электромагнитное излучение. Существуют различные типы датчиков приближения, такие как индуктивные, емкостные, ультразвуковые и т. Д. Приложения: обнаружение объектов для измерения скорости, идентификация вращения, обнаружение материала, датчик парковки заднего хода, подсчет объектов.

Ультразвуковой датчик

Ультразвуковые датчики используются для измерения расстояния или времени прохождения с помощью ультразвуковых волн. Источник будет использоваться для излучения ультразвуковой волны. После того, как волна попадает в цель, волны отражаются, и детектор собирает сигнал. Время прохождения между прошедшей волной и отраженной волной измеряется с помощью ультразвукового датчика. В оптических датчиках используются два разных элемента - передатчик и приемник. В то время как ультразвуковой датчик использует один элемент для передачи и приема.

Акселерометры и датчик гироскопа

Акселерометр - это тип датчика, который используется для обнаружения изменений положения, скорости и вибрации путем определения движения. Он может быть аналогового или цифрового типа. В аналоговом акселерометре, в зависимости от величины ускорения, приложенного к акселерометру, вырабатывается непрерывный аналоговый сигнал напряжения.

Датчик гироскопа для определения и определения ориентации с помощью силы тяжести Земли i.е. он измеряет угловую скорость. Основное различие между акселерометрами и датчиками гироскопа заключается в том, что гироскоп может определять вращение, а акселерометр - нет. Другими словами, гироскоп измеряет любое вращение и не подвержен влиянию ускорения, а акселерометр не может отличить вращение от ускорения и не может работать, когда находится в центре вращения.

Датчик давления

Датчик давления работает по приложению входного напряжения и значения давления.Он выдает аналоговое выходное напряжение.

Датчик Холла

Датчик, работающий по принципу магнитного эффекта, называется датчиком Холла. Магнитное поле является входом, а электрический сигнал - выходом. Для активации датчика Холла применяется внешнее магнитное поле. Все магниты имеют две важные характеристики, а именно: плотность потока и полярность. Плотность магнитного потока всегда присутствует вокруг объекта. Следовательно, выходной сигнал датчика Холла будет функцией плотности потока.

Приложения: Одно из основных применений магнитных датчиков - в автомобильных системах для определения положения, расстояния и скорости. Например, угловое положение коленчатого вала для угла зажигания свечей зажигания, положение автомобильных сидений и ремней безопасности для управления подушками безопасности или определение скорости вращения колес для антиблокировочной тормозной системы (ABS). Датчики на эффекте Холла используются для определения положения GPS, определения скорости и управления двигателем.

Датчик веса

Датчик веса используется для измерения веса.Вход - сила или давление, выход - значение электрического напряжения. Датчик веса измеряет вес объекта косвенным методом. Существует несколько типов весоизмерительных ячеек, а именно: балочные весоизмерительные ячейки, одноточечные весоизмерительные ячейки и датчики сжатия.

Весоизмерительный датчик с балкой: Используется в промышленных приложениях , таких как машины, взвешивание резервуаров, медицинское оборудование

Тензодатчик с одной точкой: Они используются для низких приложений измерения веса таких как сборщики мусора и оборудование

Датчик давления сжатия: Используется для приложений измерения большого веса , таких как медицинское устройство, для управления насосом.

Применение аналоговых датчиков

Для обнаружения скрытых следов, неоднородностей в металлах, композитах, пластмассах, керамике, а также для определения уровня воды.

Цифровые датчики

Когда данные преобразуются и передаются в цифровом виде, они называются цифровыми датчиками. Цифровые датчики - это те, которые выдают дискретные выходные сигналы. Дискретные сигналы не будут непрерывными во времени и могут быть представлены в «битах» для последовательной передачи и в «байтах» для параллельной передачи.Величина измерения будет представлена ​​в цифровом формате. Цифровой выход может быть в виде логической 1 или логического 0 (ВКЛ или ВЫКЛ). Цифровой датчик состоит из датчика, кабеля и передатчика. Измеренный сигнал преобразуется в цифровой сигнал внутри самого датчика без каких-либо внешних компонентов. Кабель используется для передачи на большие расстояния.

Датчик освещенности

Цифровой светодиод или оптоискатель, используемый для генерации цифрового сигнала для измерения скорости вращения вала.К вращающемуся валу прикреплен диск. Вращающийся вал имеет прозрачные прорези по окружности. Когда вал вращается с определенной скоростью, вместе с ним вращается и диск. Датчик проходит через каждую прорезь на валу, что создает выходной импульс в виде логической 1 или логического 0. Выходные данные отображаются на ЖК-дисплее после прохождения через счетчик / регистр.

Цифровой акселерометр

Цифровой акселерометр генерирует выходной сигнал прямоугольной формы переменной частоты. Метод получения прямоугольной волны - широтно-импульсная модуляция (ШИМ).На выходе из сигнала ШИМ ширина импульса прямо пропорциональна значению ускорения.

Другие типы цифровых датчиков: Цифровой датчик температуры, энкодеры и т. Д.

Применение цифровых датчиков
  1. Обнаружение утечек в газовых трубах и кабелях с помощью датчика давления
  2. Контроль давления в шинах
  3. Контроль воздушного потока
  4. Уровень измерения
  5. Ингаляторы (медицинское устройство)

Применение датчиков в реальном времени

Применение ИК-датчика:

Радиационные термометры: Работает благодаря наличию ИК-датчика.Температура объекта измеряется с помощью радиационных термометров.

Устройства ИК-изображения: ИК-датчики используются для отображения объектов. Они используются в тепловизионных камерах, которые используются как неинвазивный метод визуализации.

ИК-пульт для телевизора: В наши дни ИК-пульты для телевизора используются дома и в кинотеатрах. Они используют инфракрасный свет в качестве источника для общения. Пульт от ТВ состоит из кнопок и печатной платы. Печатная плата состоит из электрической схемы, которая используется для считывания или обнаружения нажатой кнопки.Как только кнопка нажата, сигнал передается в форме кода Морзе. Транзисторы используются для усиления сигнала. Наконец, он достигает ИК-светодиода. Конец печатной платы будет подключен к ИК-светодиоду. Датчик размещается на приемном конце телевизора. ИК-светодиод излучает ИК-свет, и датчик его распознает.

Внутри автомобиля - приложения датчика рулевого управления: В автомобиле датчики рулевого управления очень важны. Они измеряют угол поворота рулевого колеса и помогают в навигации.Эти датчики играют роль в системе электронного управления рулем и рулевого управления с электроусилителем.

Внутри смартфона - Сенсорные приложения: В современном мире смартфон есть у каждого человека. Мобильные технологии содержат множество датчиков и средств автоматизации. Различные типы датчиков, такие как отпечаток пальца, магнитометр, гироскоп, акселерометр, барометр, термометр, датчик приближения, монитор сердечного ритма, датчики света и многие другие.

Об авторе: Видья.M
- Бакалавр технологий (B.Tech) в области электроники и приборостроения 2011 - Магистр технологий (M.Tech) в биомедицинской инженерии 2014 - В настоящее время работает доцентом, Департамент контрольно-измерительной техники, Индия.

Вы также можете прочитать:

.

Что такое датчик и для чего он нужен?

  • Продукты
  • Приложения
  • Поддержка
  • О нас
  • Карьера
  • Обучение

EN

Бразилия английский французкий язык Немецкий Итальянский русский словенский испанский
  • Настройки счета
  • Мои заказы
  • Выход
Результаты не найдены.
    Все результаты
    • Обзор
    • Системы сбора данных
      • СИРИУС®
      • SIRIUS® XHS
      • SBOX
      • R1DB / R2DB
      • R3
      • R4
      • R8
      • МИНИТАВРЫ
      • DEWE-43A
      • SIRIUS® MINI
    • Надежные системы сбора данных
      • SIRIUS® Водонепроницаемый
      • SBOX Водонепроницаемый
      • КРИПТОН
      • KRYPTON CPU
    • Системы сбора данных и управления
      • R8rt
      • ИОЛИТ
      • ИОЛИТ LX
      • ИОЛИТ
    • Интерфейсы передачи данных, датчики и исполнительные механизмы
      • CAN / CAN FD интерфейсы
      • Устройства GPS и IMU
      • Аэрокосмические интерфейсы
      • Видеокамеры
      • Токовые клещи и преобразователи
      • Акселерометры и датчики угла
      • Вибрационные шейкеры
    • Программное обеспечение DAQ
      • DewesoftX
      • Разработчик
      • Историк
    • Аксессуары
      • Адаптеры DSI
      • Аксессуары EtherCAT
      • Аккумуляторы
      • Дисплеи
      • Монтажные пластины
    • Сервисы
      • Услуги по калибровке приборов
    .

    Что такое дистанционное зондирование? | Earthdata

    Дистанционное зондирование - это получение информации на расстоянии. НАСА наблюдает за Землей и другими планетными телами с помощью удаленных датчиков на спутниках и самолетах, которые обнаруживают и регистрируют отраженную или излучаемую энергию. Дистанционные датчики, которые обеспечивают глобальную перспективу и большой объем данных о системах Земли, позволяют принимать решения на основе данных, исходя из текущего и будущего состояния нашей планеты.

    Орбиты

    Есть три основных типа орбит, на которых находятся спутники: полярные; неполярная, низкоорбитальная и геостационарная.

    Плоскость орбиты Совместной полярной спутниковой системы NOAA / NASA (JPSS) с обозначениями, описывающими наклон орбиты 98,69 градусов.

    Спутники на полярной орбите находятся в плоскости орбиты, которая наклонена почти на 90 градусов к экваториальной плоскости. Этот наклон позволяет спутнику ощущать весь земной шар, включая полярные регионы, обеспечивая наблюдение за местами, до которых трудно добраться с земли. Многие спутники на полярной орбите считаются солнечно-синхронными, что означает, что спутник проходит над одним и тем же местом в одно и то же солнечное время каждый цикл.

    Полярные орбиты могут быть восходящими или нисходящими. По восходящей орбите спутники движутся с юга на север, когда их путь пересекает экватор. По нисходящим орбитам спутники движутся с севера на юг. Совместное Национальное полярно-орбитальное партнерство Суоми NASA / NOAA (Suomi NPP) является примером спутника на полярной орбите, который обеспечивает ежедневное покрытие земного шара.

    Космический аппарат на геостационарной орбите.

    Неполярные околоземные орбиты обычно находятся на высоте менее 2000 км над поверхностью Земли.(Для справки, Международная космическая станция находится на орбите на высоте ~ 400 км.) Эти орбиты не обеспечивают глобального покрытия, а покрывают лишь частичный диапазон широт. Global Precipitation Mission (GPM) является примером неполярного спутника на низкой околоземной орбите, охватывающего от 65 градусов северной широты до 65 градусов южной широты.

    Геостационарные спутники следят за вращением Земли и движутся с той же скоростью вращения; из-за этого спутники кажутся наблюдателю на Земле зафиксированными в одном месте.Эти спутники захватывают один и тот же вид Земли при каждом наблюдении и поэтому обеспечивают почти непрерывное покрытие одной области. Метеорологические спутники, такие как серия геостационарных спутников для наблюдения за окружающей средой (GOES), являются примерами геостационарных спутников.

    Наблюдения с помощью электромагнитного спектра

    Электромагнитная энергия, создаваемая вибрацией заряженных частиц, распространяется в форме волн через атмосферу и космический вакуум. Эти волны имеют разные длины волн (расстояние от гребня волны до гребня волны) и частоты; чем короче длина волны, тем выше частота.Некоторые, такие как радио, микроволновые и инфракрасные волны, имеют более длинную длину волны, в то время как другие, такие как ультрафиолетовые, рентгеновские и гамма-лучи, имеют гораздо более короткую длину волны. Видимый свет находится в середине этого диапазона длинноволнового и коротковолнового излучения. Эта небольшая часть энергии - все, что человеческий глаз способен уловить. Приборы необходимы для обнаружения всех других форм электромагнитной энергии. Приборы НАСА используют весь спектр спектра для исследования и понимания процессов, происходящих здесь, на Земле, и на других планетных телах.

    Диаграмма электромагнитного спектра

    Некоторые волны поглощаются или отражаются элементами в атмосфере, такими как водяной пар и углекислый газ, в то время как некоторые длины волн позволяют беспрепятственно перемещаться в атмосфере; видимый свет имеет длины волн, которые могут передаваться через атмосферу. Микроволновая энергия имеет длины волн, которые могут проходить сквозь облака; многие наши метеорологические спутники и спутники связи используют это преимущество.

    Спектральные характеристики различных объектов Земли в видимом спектре света. Кредит: Джинни Аллен

    Основным источником энергии, наблюдаемой со спутников, является Солнце. Количество отраженной солнечной энергии зависит от шероховатости поверхности и ее альбедо, то есть от того, насколько хорошо поверхность отражает свет, а не поглощает его. Снег, например, имеет очень высокое альбедо, отражая до 90% энергии, которую он получает от солнца, тогда как океан отражает только около 6%, поглощая остальную. Часто, когда энергия поглощается, она повторно излучается, обычно на более длинных волнах.Например, энергия, поглощенная океаном, переизлучается в виде инфракрасного излучения.

    Все вещи на Земле отражают, поглощают или передают энергию, количество которой зависит от длины волны. Все на Земле имеет уникальный спектральный «отпечаток пальца», так же как ваш отпечаток уникален для вас. Исследователи могут использовать эту информацию для определения различных особенностей Земли, а также различных типов горных пород и минералов. Количество спектральных полос, обнаруженных данным прибором, его спектральное разрешение, определяет, насколько исследователь может различать материалы.

    Для получения дополнительной информации об электромагнитном спектре вместе с сопутствующими видеороликами см. Обзор НАСА по электромагнитному спектру.

    Подобно тому, как железо и медь по-разному выглядят в видимом свете, минералы, богатые железом и медью, отражают различное количество света в инфракрасном спектре. На этом графике сравнивается коэффициент отражения гематита (железной руды) с малахитом и хризоколлой (минералы, богатые медью) от 200 до 3000 нанометров. (Изображение НАСА Роберта Симмона с использованием данных из спектроскопической лаборатории Геологической службы США.)

    Датчики

    Датчики или инструменты на борту спутников и самолетов используют солнце в качестве источника освещения или обеспечивают собственный источник освещения, измеряя энергию, которая отражается назад. Датчики, использующие естественную энергию солнца, называются пассивными датчиками; те, которые обеспечивают собственный источник энергии, называются активными датчиками.

    Диаграмма пассивного датчика в сравнении с активным датчиком. Кредит: Тренинг по прикладному дистанционному зондированию

    Пассивные датчики включают в себя различные типы радиометров (инструменты, которые количественно измеряют интенсивность электромагнитного излучения в выбранных диапазонах) и спектрометры (устройства, которые предназначены для обнаружения, измерения и анализа спектрального состава отраженного электромагнитного излучения).Большинство пассивных систем, используемых в приложениях дистанционного зондирования, работают в видимой, инфракрасной, тепловой инфракрасной и микроволновой частях электромагнитного спектра. Эти датчики измеряют температуру поверхности земли и моря, свойства растительности, свойства облаков и аэрозолей, а также другие физические свойства.

    Обратите внимание, что большинство пассивных датчиков не могут проникать сквозь плотный облачный покров и, таким образом, имеют ограничения при наблюдении за такими районами, как тропики, где плотный облачный покров является частым.

    Активные датчики включают в себя различные типы радиодатчиков и датчиков дальности (радаров), высотомеры и рефлектометры.Большинство активных датчиков работают в микроволновом диапазоне электромагнитного спектра, что дает им возможность проникать в атмосферу в большинстве условий. Эти типы датчиков полезны для измерения вертикальных профилей аэрозолей, структуры леса, осадков и ветра, топографии морской поверхности и льда, среди прочего.

    На странице данных о Земле "Дистанционные датчики" представлен список всех пассивных и активных датчиков НАСА для наук о Земле. Что такое радар с синтезированной апертурой? предоставляет конкретную информацию об этом типе активного радарного датчика.

    Разрешение

    Разрешение играет роль в том, как можно использовать данные с датчика. В зависимости от орбиты спутника и конструкции датчика разрешение может варьироваться. Для любого набора данных необходимо учитывать четыре типа разрешения: радиометрическое, пространственное, спектральное и временное.

    Радиометрическое разрешение - это количество информации в каждом пикселе, то есть количество битов, представляющих записанную энергию. Каждый бит записывает показатель степени 2. Например, разрешение 8 бит составляет 2 8 , что указывает на то, что датчик имеет 256 потенциальных цифровых значений (0–255) для хранения информации.Таким образом, чем выше радиометрическое разрешение, тем больше значений доступно для хранения информации, что позволяет лучше различать даже малейшие различия в энергии. Например, при оценке качества воды необходимо радиометрическое разрешение, чтобы различать тонкие различия в цвете океана.

    Достижения в технологии дистанционного зондирования позволили значительно улучшить спутниковые изображения. Среди достижений были улучшения радиометрического разрешения - или того, насколько чувствителен инструмент к небольшим различиям в электромагнитной энергии.Датчики с высоким радиометрическим разрешением могут различать большие детали и вариации света. (Снимки обсерватории Земли НАСА, сделанные Джошуа Стивенсом с использованием данных Landsat Геологической службы США.)

    Пространственное разрешение определяется размером каждого пикселя в цифровом изображении и площадью поверхности Земли, представленной этим пикселем. Например, большинство полос, наблюдаемых спектрорадиометром среднего разрешения (MODIS), имеют пространственное разрешение 1 км; каждый пиксель представляет собой участок земли размером 1 км x 1 км.MODIS также включает диапазоны с пространственным разрешением 250 м или 500 м. Чем выше разрешение (чем меньше число), тем больше деталей вы видите. На изображении ниже вы можете увидеть разницу в пикселизации между изображением 30 м / пиксель, изображением 100 м / пиксель и изображением 300 м / пиксель.

    Данные Landsat 8 от 7 июля 2019 г. над Рейкьявиком, Исландия. Предоставлено Обсерваторией Земли НАСА.


    Верх куба представляет собой изображение в искусственных цветах, которое подчеркивает структуру воды и пруда-испарителя справа.Стороны куба представляют собой срезы, показывающие края вершины всех 224 спектральных каналов AVIRIS. Верхние части сторон находятся в видимой части спектра (длина волны 400 нанометров), а нижние - в инфракрасном (2500 нанометров).

    Спектральное разрешение - это способность сенсора различать более тонкие длины волн, то есть иметь больше и более узкие полосы. Многие датчики считаются мультиспектральными, то есть имеют от 3 до 10 диапазонов.Датчики с сотнями и даже тысячами полос считаются гиперспектральными. Чем уже диапазон длин волн для данной полосы, тем точнее спектральное разрешение. Например, бортовой спектрометр видимого / инфракрасного изображения (AVIRIS) собирает информацию в 224 спектральных каналах. Куб справа представляет детали в данных. На этом уровне детализации можно различать типы горных пород и минералов, типы растительности и другие особенности. В кубе небольшая область высокого отклика в верхнем правом углу изображения находится в красной части видимого спектра (около 700 нанометров) и обусловлена ​​наличием 1-сантиметрового (полдюймового) ) красные рассольные креветки в пруду-испарителе.

    Временное разрешение - это время, за которое спутник совершает полный оборот по орбите и повторно посещает ту же зону наблюдения. Это разрешение зависит от орбиты, характеристик датчика и ширины полосы захвата. Поскольку геостационарные спутники соответствуют скорости вращения Земли, временное разрешение намного лучше, примерно 30 с - 1 мин. Спутники на полярной орбите имеют временное разрешение, которое может варьироваться от 1 до 16 дней. Например, MODIS имеет временное разрешение 1-2 дня, что позволяет нам визуализировать Землю, как она меняется день ото дня.Landsat, с другой стороны, имеет более узкую полосу обзора и временное разрешение 16 дней; показывает не ежедневные изменения, а изменения раз в два месяца.

    тайлов MODIS против тайлов Landsat. Образец MODIS намного больше, чем у Landsat; и, следовательно, временное разрешение 1-2 дня по сравнению с 16 у Landsat. Красные точки обозначают центральную точку каждого тайла Landsat.

    Почему бы не создать датчик с высоким пространственным, спектральным и временным разрешением? Сложно объединить все желаемые функции в один удаленный датчик; для получения данных наблюдений с высоким пространственным разрешением (например, Landsat) требуется более узкая полоса обзора, что, в свою очередь, требует больше времени между наблюдениями данной области, что приводит к более низкому временному разрешению.Исследователям приходится идти на компромисс. Вот почему очень важно понимать, какие данные необходимы для той или иной области исследования. При исследовании погоды, которая очень динамична во времени, очень важно иметь точное временное разрешение. При исследовании сезонных изменений растительности можно пожертвовать прекрасным временным разрешением ради более высокого спектрального и / или пространственного разрешения.

    Обработка, интерпретация и анализ данных

    Данные дистанционного зондирования, полученные с помощью приборов на борту спутников, требуют обработки, прежде чем они будут использоваться большинством исследователей и пользователей прикладных наук.Большинство необработанных спутниковых данных НАСА (уровень 0, см. Уровни обработки данных) обрабатываются на объектах систем обработки данных под руководством исследователей науки (SIPS). Все данные обрабатываются как минимум до Уровня 1, но большинство из них имеют связанные продукты Уровня 2 (производные геофизические переменные) и Уровня 3 (переменные, отображаемые в единых масштабах пространственно-временной сетки). У многих даже есть продукты уровня 4. Данные НАСА по науке о Земле хранятся в одном из Центров распределенного активного архива (DAAC).

    Большинство данных хранятся в формате иерархических данных (HDF) или общей сетевой форме данных (NetCDF).Доступны многочисленные инструменты данных для подмножества, преобразования, визуализации и экспорта в различные другие форматы файлов.

    После обработки данных их можно использовать в различных приложениях, от сельского хозяйства до водных ресурсов, здоровья и качества воздуха. Отдельный датчик не может ответить на все вопросы исследования в рамках данного приложения. Пользователи часто нуждаются в использовании нескольких датчиков и продуктов данных для решения своего вопроса, принимая во внимание ограничения данных, предоставляемых с различным спектральным, пространственным и временным разрешением.

    Создание спутниковых изображений

    Многие датчики собирают данные на разных спектральных длинах волн. Например, первый диапазон Landsat 8 собирает данные при 0,433–0,453 мкм, а диапазон MODIS - 0,620–0,670 мкм. Landsat 8 имеет в общей сложности 11 диапазонов, тогда как MODIS имеет 36 диапазонов, все из которых измеряют различные области электромагнитного спектра. Полосы можно комбинировать для получения изображений данных, чтобы выявить различные особенности ландшафта. Часто изображения данных используются для выделения характеристик изучаемого региона или для определения области исследования.

    Для полноцветного (красного, синего, зеленого (RGB)) изображения со спутника Landsat полосы 4, 3, 2 объединяются соответственно; с совместным НАСА / NOAA Национальным полярно-орбитальным партнерством Суоми (Suomi NPP) Набор радиометров для визуализации видимого инфракрасного изображения (VIIRS), изображение в истинном цвете: красный = диапазон I1, зеленый = диапазон M4, синий = диапазон M3. На полноцветных изображениях Земля изображена так, как вы видите ее сверху. Однако другие комбинации могут использоваться для конкретных научных приложений - от мониторинга наводнений до определения границ урбанизации и картографирования растительности.Например, с данными VIIRS создание изображения в ложных цветах (R = M11, G = I2, B = I1) полезно для различения шрамов от ожогов от невысокой растительности или голой почвы, а также для обнажения затопленных участков. Чтобы увидеть больше комбинаций диапазонов от Landsat, ознакомьтесь с ремиксом диапазонов NASA Scientific Visualization Studio Landsat Band или статьей в лондонской обсерватории Земли. Чтобы узнать о других распространенных комбинациях диапазонов, см. «Как интерпретировать распространенные изображения в ложных цветах» от Earth Observatory; в статье представлены общие комбинации полос, а также даны подробные сведения об интерпретации изображений.

    .

    Метод обнаружения и особенности фотоэлектрических датчиков | Основы работы с датчиками: Вводное руководство по датчикам

    Сквозная балка

    Обнаружение происходит, когда цель пересекает оптическую ось между передатчиком и приемником фотоэлектрического датчика.

    • ・ Большое расстояние обнаружения
    • ・ Стабильная позиция обнаружения
    • ・ Непрозрачные объекты, обнаруживаемые независимо от формы, цвета или материала
    • ・ Мощный луч

    Световозвращающий

    Обнаружение происходит, когда цель пересекает оптическую ось между головкой датчика и отражателем.

    • ・ Отражатель позволяет установку в ограниченном пространстве
    • ・ Простое подключение
    • ・ Более длинное расстояние обнаружения, чем у датчика диффузного отражения типа
    • ・ Легко регулируемая оптическая ось
    • ・ Непрозрачные объекты, обнаруживаемые независимо от формы, цвета или материала

    Диффузное отражение

    Обнаружение происходит, когда луч света, излучаемый на цель, отражается целью и принимается.

    • ・ Экономия места (требуется только установка сенсорного блока)
    • ・ Регулировка оптической оси не требуется
    • ・ Обнаруживаемые светоотражающие прозрачные объекты
    • ・ Возможна цветовая дифференциация

    Отражающий сфокусированный луч

    Обнаружение происходит, когда пятно луча, испущенное на цель, отражается целью и принимается.

    • ・ Обнаружение мелких объектов
    • ・ Отметки цели обнаруживаемые
    • ・ Обнаружение возможно через узкие отверстия между машинами
    • ・ Пятно видимого луча

    Небольшая определенная отражающая способность

    Передающая и приемная части построены под углом, что позволяет обнаруживать в ограниченной области, где пересекаются оптические оси.

    • ・ Влияние фона цели минимальное
    • ・ Низкий гистерезис
    • ・ Обнаруживаются небольшие перепады высот
    • ・ Пятно видимого луча

    Фиксированное расстояние

    Обнаруживает цель на определенном расстоянии в соответствии с углом отраженного светового луча.

    • ・ Не подвержен влиянию отражающих целей или фона
    • ・ Стабильное обнаружение материалов с различным коэффициентом отражения и цветом
    • ・ Высокоточное обнаружение мельчайших объектов
    • ・ Пятно видимого луча

    Распознавание блеска

    Когда луч света попадает в цель, луч отражается по-разному в зависимости от блеска цели.Датчик определяет разницу в блеске в зависимости от того, как луч отражается (зеркальное или диффузное).

    • ・ Возможно обнаружение в режиме онлайн.
    • ・ На обнаружение не влияет целевой цвет.
    • ・ Прозрачные цели могут быть обнаружены.
    .

    Что такое датчик LVDT?

    LVDT - это электромеханическое устройство, используемое для преобразования механического движения или вибраций, в частности прямолинейного движения, в переменный электрический ток, напряжение или электрические сигналы и наоборот. Исполнительные механизмы используются в основном в системах автоматического управления или в качестве механических датчиков движения в измерительной технике. Классификация электромеханических преобразователей включает принципы преобразования или типы выходных сигналов.

    Короче говоря, линейный преобразователь обеспечивает величину выходного напряжения, связанную с измеряемыми параметрами, например силу, для простой обработки сигнала.Устройства LVDT Sensor чувствительны к электромагнитным помехам. Снижение электрического сопротивления можно улучшить с помощью более коротких соединительных кабелей, чтобы исключить значительные ошибки. Для датчика линейных перемещений требуется от трех до четырех соединительных проводов для питания и подачи выходного сигнала.

    Физически конструкция LVDT представляет собой полый металлический цилиндр, в котором вал меньшего диаметра свободно перемещается вперед и назад вдоль длинной оси цилиндра. Вал, или толкатель, заканчивается магнитопроводящим сердечником, который должен находиться внутри цилиндра или узла катушки, когда устройство работает.

    В обычной практике толкатель физически прикреплен к подвижному объекту, положение которого должно быть определено (измеряемая величина), а узел катушки прикреплен к фиксированной контрольной точке. Движение измеряемой величины перемещает сердечник внутри узла катушки; это движение измеряется электрически.

    Принципы преобразования:

    • Электромагнитный
    • Магнитоэлектрический
    • электростатический

    Выходные сигналы:

    • Аналоговый и дискретный выход
    • Цифровой

    Оценка электромеханических преобразователей:

    • Статические и динамические характеристики
    • Чувствительность или коэффициент передачи - E = Δy / Δx или Δy - это изменение выходной величины y, когда входная величина x изменяется на Δx
    • Выходной сигнал - диапазон рабочих частот
    • Статическая ошибка преобразования или сигнала

    Типы ЛВДЦ

    Датчики

    LVDT - определяют, нужно ли вам измерять относительный ток: C-in, AC-out, DC-in, DC-out; или измерение резонансных частот катушек в зависимости от положения катушек, устройства на основе частоты.

    LD400: Миниатюрные преобразователи смещения постоянного тока с ацеталевыми подшипниками

    Невыпадающая арматура: Эти механизмы лучше подходят для больших рабочих диапазонов. Невыпадающие якоря помогают предотвратить перекос, поскольку они направляются и удерживаются узлами с низким коэффициентом трения.

    Неуправляемые якоря: бесконечное качество разрешения, неуправляемый механизм якоря представляет собой неизнашиваемую конструкцию, которая не ограничивает разрешающую способность измеренных данных. Механизм этого типа прикрепляется к измеряемому образцу, свободно вставляется в трубку, поэтому требуется отдельная опора для корпуса LVDT.

    Якоря с принудительным удлинением: Используйте внутренние пружинные механизмы, пневматическое усилие или электродвигатели, чтобы непрерывно толкать якорь до его максимально возможного полного выдвижения. Якоря с принудительным выдвижением используются в LVDT для малоподвижных приложений. Эти механизмы не требуют соединения между образцом и якорем.

    Линейные преобразователи переменного смещения обычно используются в современных обрабатывающих инструментах, авионике, робототехнике, а также в компьютеризованном управлении движением и автоматизации производства.Выбор применимого типа LVDT можно рассмотреть, используя следующие спецификации:

    Линейность: Максимальное отклонение от прямой зависимости между измеренным расстоянием и выходным расстоянием в диапазоне измерения.

    > 0,025 ±% полной шкалы
    0,025 - 0,20 ±% полной шкалы
    0,20 - 0,50 ±% полной шкалы
    0,50 - 0,90 ±% полной шкалы
    0,90 - ±% полной шкалы и выше

    Рабочие температуры: > -32ºF, от -32 до 32ºF, от 32 до 175ºF, от 175 до 257ºF, 257ºF и выше.Диапазон температур, в котором устройство должно точно работать.

    Диапазоны измерений: 0,02 дюйма, 0,02–0,32 дюйма, 0,32–4,0 дюйма, 4,0–20,0 дюйма, ± 20,0 дюйма (диапазон измерения или максимальное измеренное расстояние)

    Точность: Описывает процент отклонения от фактического / реального значения данных измерения.

    Выход: Напряжение, ток или частота

    Интерфейс: Последовательный - стандартный протокол цифрового вывода (последовательный), такой как RS232, или параллельный - Стандартный протокол цифрового вывода (параллельный), такой как IEEE488.

    LVDT Тип: Токовый баланс AC / AC, DC / DC или на основе частоты

    Смещение: Преобразователь линейного переменного смещения, или LVDT, представляет собой электрический преобразователь, используемый для измерения линейного положения. Линейное смещение - это движение объекта в одном направлении вдоль одной оси. Измерение смещения указывает направление движения. Выходной сигнал датчика линейного перемещения представляет собой измерение расстояния, пройденного объектом, в миллиметрах (мм) или дюймах (дюймах).Прецизионные преобразователи смещения LVDT устанавливаются на большинстве современных производственных линий для автоматического измерения при сортировке, применениях «не годится» и в операциях по обеспечению качества. Конструкция валов из закаленной стали, уплотнительных колец и титановых толкателей оптимизирует прецизионную работу в большинстве промышленных условий. Использование гибридных IC-модулей обеспечивает линейный выходной сигнал мВ / В / мм или мВ / В / дюйм для взаимодействия со стандартными измерителями входного постоянного тока, промышленными контроллерами, записывающими устройствами и интерфейсами данных.

    LVDT спроектированы и предназначены для использования во многих отраслях промышленности:

    LD500: Прецизионные измерительные преобразователи постоянного тока LVDT для контроля качества или автоматизации
    • Общего назначения
    • Аэрокосмическая промышленность
    • Промывочная диафрагма
    • Heavy Duty / Industrial
    • Опасная зона
    • Монтаж на печатной плате
    • Высокая точность
    • Погружной
    • Санитарно-техническое
    • Для специальных целей

    Электрически LVDT представляет собой устройство взаимной индуктивности.Внутри узла катушки находятся три обмотки трансформатора. Центральная первичная обмотка окружена двумя вторичными обмотками, по одной с каждой стороны; вторичные выходы соединены вместе, образуя последовательно встречный контур. Возбуждение переменного тока применяется к первичной обмотке, вызывая индукционные токи во вторичных обмотках, которые опосредуются магнитопроводящим сердечником. Когда сердечник находится в мертвой точке (на равном расстоянии от обеих вторичных обмоток), на вторичных выходах не появляется напряжение. Как только сердечник перемещается, даже на минимальную величину, на вторичном выходе индуцируется дифференциальное напряжение.Фаза напряжения определяется направлением смещения сердечника; амплитуда определяется более или менее линейно величиной отклонения сердечника от центра.

    Эта дифференциальная конструкция дает LVDT значительное преимущество перед устройствами потенциометрического типа, поскольку разрешение не ограничивается расстоянием между обмотками катушки. В линейном преобразователе любое движение сердечника вызывает пропорциональное изменение выходного сигнала. Таким образом, LVDT имеет теоретически бесконечное разрешение: на практике разрешение ограничено только внешней выходной электроникой и физическими подвесками.

    Поскольку это трансформатор, LVDT требует управляющего сигнала переменного тока. Специальный блок электроники или формирователь сигнала обычно используется для генерации этого управляющего сигнала, а также для преобразования аналогового выхода переменного тока устройства в + 5 В постоянного тока, 4-20 мА или какой-либо другой формат, совместимый с оборудованием, расположенным ниже по потоку. Эта схема может быть внешней или может быть размещена внутри корпуса преобразователя. Внутренняя электроника позволяет пользователю подавать на преобразователь сигнал постоянного тока только среднего качества, что часто является преимуществом при использовании батарей и бортовых транспортных средств.Однако внешняя электроника предлагает более высокое качество и может предоставлять дополнительные функции, такие как калибровка, чтобы обеспечить прямое считывание в технических единицах.

    Базовые схемы LVDT

    Принцип вращающегося переменного дифференциального трансформатора

    Как работает LVDT?
    Преобразователь линейного перемещения представляет собой миниатюрный трансформатор, имеющий одну первичную обмотку, две симметрично намотанные вторичные катушки и сердечник якоря, который может свободно перемещаться вдоль своей линейной оси в направляющих точных подшипников.Шток-толкатель соединяет контролируемый компонент с сердечником якоря, так что смещение этого компонента перемещает сердечник не по центру.

    Типичный датчик LVDT имеет три соленоидные катушки, выровненные встык, окружающие трубку. Первичная обмотка находится в центре, а вторичные обмотки - сверху и снизу. Объект измерения положения прикреплен к цилиндрическому ферроматическому сердечнику и скользит по оси трубки. Переменный ток приводит в действие первичную катушку, вызывая напряжение, индуцируемое в двух вторичных катушках, пропорциональное длине соединительного сердечника.Диапазон частот обычно от 1 до 10 кГц.

    Движение сердечника запускает связь от первичной к обеим вторичным катушкам, что изменяет наведенные напряжения. Дифференциал верхнего и нижнего вторичного выходного напряжения - это отклонение от калиброванной нулевой фазы. Использование синхронного детектора считывает выходное напряжение со знаком, которое относится к смещению. Линейные преобразователи LVDT могут иметь длину до нескольких дюймов и работать как датчик абсолютного положения, который является повторяемым и воспроизводимым.Другие действия или движения не повлияют на точность измерения. LVDT также отличается высокой надежностью, поскольку скользящий сердечник не касается внутренней части трубки и позволяет датчику находиться в полностью герметичной среде.

    LVDT - это устройство переменного тока, что означает, что электроника должна преобразовывать его выходной сигнал в полезный сигнал постоянного тока. В основе обработки сигналов LVDT лежат два гибридных модуля; Осциллятор и демодулятор.

    осциллятор предназначен для обеспечения стабильного синусоидального сигнала для приведения в действие датчика, и ссылку прямоугольной формы для демодулятора.Демодулятор предназначен для усиления выходного сигнала преобразователя и преобразования его в высокоточное постоянное напряжение, которое прямо пропорционально смещению.

    Для работы линейного преобразователя необходимо возбуждать первичную обмотку синусоидальной волной, а выходной сигнал вторичных обмоток состоит из синусоидальной волны с информацией о положении, содержащейся в амплитуде и фазе. Выходной сигнал в центре хода равен нулю, возрастая до максимальной амплитуды на любом конце хода.Выход находится в фазе с первичным приводом на одном конце хода и не в фазе на другом конце.

    В высококачественном датчике линейных перемещений соотношение между положением и фазой / амплитудой является линейным. Осциллятор и демодулятор упрощают переход между положением и фазой / амплитудой.

    Описание автогенератора

    Функция осциллятора заключается в обеспечении точного синусоидального напряжения для управления преобразователем, стабильного как по амплитуде, так и по частоте.Он также обеспечивает опорный сигнал фазы прямоугольной формы для внутреннего использования и для установки нулей в демодуляторе. Осциллятор работает следующим образом. Синусоидальная волна для возбуждения преобразователя генерируется внутренним высокостабильным генератором моста Вина. Частота генератора устанавливается путем соединения контактов или добавления внешних резисторов. Затем синусоидальная волна проходит через усилитель мощности, чтобы обеспечить ток, достаточный для управления большинством преобразователей (50 мА), без необходимости использования внешних буферов.Усилитель мощности содержит схему защиты, поскольку в среде, где работает большинство преобразователей, вероятно короткое замыкание.

    Синусоидальная волна выводится на преобразователь и используется внутри для генерации прямоугольной волны для привязки фазы к демодулятору. Выход осциллятора контролируется входом дистанционного считывания, что позволяет сделать поправку на падение напряжения на выводах преобразователя. Этот вход дискретизируется прямоугольной волной и сравнивается с опорным входом в регуляторе амплитуды, чтобы удерживать напряжение генератора на фиксированном уровне.Эталонный вход берется из эталонного выхода или логометрического выхода. обеспечение постоянного или пропорционального напряжению генератора напряжения питания.

    Описание демодулятора

    Демодуляция и фильтрация сигнала LDVT Функция демодулятора состоит в том, чтобы принимать выходной сигнал переменного тока преобразователя и преобразовывать его в полезное постоянное напряжение, пропорциональное смещению, нагрузке и т. Д. Он также содержит схему, позволяющую регулировать усиление и ноль для работы с широким диапазоном преобразователей.

    Демодулятор работает следующим образом. Выходной сигнал преобразователя подается в схему выбора грубого усиления, а затем усиливается. Этот усилитель может иметь коэффициент усиления 25 или 250, если используется опция x10, дополнительное усиление позволяет работать с датчиками с малой выходной мощностью, такими как тензодатчики.

    Выполнение основного усиления с помощью сигнала переменного тока означает, что дрейф схемы уменьшается. Затем сигнал переменного тока высокого уровня передается на фазосинхронный демодулятор, который использует прямоугольную волну от генератора для преобразования его в постоянное напряжение с некоторым наложенным переменным током.Затем он проходит через фильтр нижних частот, который удаляет большинство компонентов переменного тока, оставляя постоянное постоянное напряжение с небольшими колебаниями. Фильтр нижних частот включает схему для установки грубого нуля, точного нуля и точного усиления, а также имеет соединения, позволяющие изменять характеристики фильтра.

    Инновации и приложения для линейного преобразователя

    LD320: датчики смещения LVDT переменного тока высокой точности

    Существует множество вариантов установки. При желании узел катушки может быть прикреплен к измеряемой величине, в то время как толкатель прикреплен к фиксированной точке.Могут использоваться различные механические связи, так что движение сердечника может быть больше или меньше движения измеряемой величины.

    Установка LVDT лучше для измерений на растяжение

    При испытании материала на растяжение для определения его модуля упругости необходимо точно знать приложенную нагрузку и расстояние, на которое материал растягивается под этой нагрузкой. Традиционно эти параметры точно измеряются с помощью датчика веса и датчика перемещения LVDT соответственно.В последних случаях экстензометр с датчиком перемещения подключается непосредственно к испытуемому образцу.

    Этот метод имеет два явных недостатка:

    1. экстензометр должен быть настроен для каждого образца и имеет тенденцию ограничивать доступ к нему.
    2. : если образец испытывают до предела прочности, внезапный удар может повредить датчик.
    Этих недостатков можно избежать, используя вместо этого буровую установку, имеющую измерительный преобразователь LVDT, перемещающийся в контакте с прецизионным механически обработанным «клиновым» передаточным механизмом.

    В этом альтернативном методе измерительный линейный преобразователь крепится к зажиму, фиксирующему образец, который перемещается при растяжении материала. Когда измерительная головка измерительного преобразователя перемещается вверх по наклонной поверхности клина, вертикальное движение преобразуется в пропорциональное горизонтальное движение сердечника преобразователя. Выходной сигнал линейного напряжения с преобразователя подается на цифровой вольтметр или подобное измерительное устройство, которое может быть откалибровано с учетом угла наклонной поверхности, чтобы обеспечить прямое и точное измерение удлинения материала под нагрузкой.

    LVDT в приложении для испытания на растяжение Поскольку прецизионный шариковый наконечник измерительного преобразователя свободно перемещается по гладкой обработанной поверхности наклона, а вал преобразователя вращается в прецизионных подшипниках, боковые напряжения вала преобразователя отсутствуют. Это дополнительно обеспечивается за счет использования очень малого угла наклона относительно направления движения, что также позволяет использовать датчик малого хода; горизонтальное перемещение сердечника преобразователя может быть в 10 раз меньше пройденного вертикального расстояния.

    Измерительные преобразователи

    имеют высокоточные линейные выходные сигналы даже для малых ходов, поэтому калиброванное измерение удлинения испытательного образца также очень точное. Для очень малых удлинений, например менее 1 мм при высоких прилагаемых нагрузках, экстензометр с датчиком линейных перемещений будет немного более точным. Однако измерительный преобразователь предпочтительнее для большинства применений и особенно подходит при испытании материалов, таких как мягкие металлы, пластмассы и резина, которые значительно растягиваются без разрушения.

    Поскольку измерительный преобразователь закреплен сбоку зажима, он не препятствует доступу к исследуемому образцу. Кроме того, его не нужно настраивать каждый раз, когда новый образец помещается в испытательную машину. Если образец разбивается, наконечник датчика просто быстрее перемещается по склону без риска повреждения. Общий дизайн очень компактный.

    Формы преобразователей с изменяющейся толщиной материала

    Измерительные преобразователи обычно используются в промышленности для проверки того, что толщина изготовленного листового материала, такого как бумага или металл, остается в пределах указанных допусков.Если профиль измеряемой величины включает несколько различных толщин, например, сложная экструзия, может быть разработан измерительный стенд, включающий несколько линейных преобразователей для контроля различных размеров. В еще одном варианте этой идеи измерительные преобразователи типа LVDT были встроены в установку, предназначенную для измерения различной толщины природного производственного материала - обработанных шкур животных. Эти измерения профиля затем используются для построения изображения всей кожи, чтобы можно было вырезать из нее участки одинаковой толщины и использовать их с максимальной пользой; самая тонкая кожа выбирается, возможно, для перчаток, несколько более толстые - для сумочек и так далее.

    Датчик толщины кожи животного Как и в случае листовых материалов одинаковой толщины, обшивка пропускается для измерения толщины в основном между двумя роликами, которые могут свободно вращаться вокруг своих осей. Нижний ролик закреплен в вертикальной плоскости, чтобы служить точкой отсчета для измерения. Другой может двигаться вертикально, чтобы следовать за верхней поверхностью материала, расстояние, на которое он удаляется от исходной точки (то есть толщина материала), измеряется измерительными преобразователями. Однако, чтобы приспособиться к разной толщине обшивки, верхний валик разделен в данном случае по ширине на шестнадцать отдельных секций.

    Каждая секция подпружинен против общего поддерживая шпиндель, который установлен на фиксированном расстоянии выше точки привязки ролика. По мере того, как обшивка проходит между роликами, секции верхнего ролика удерживаются в положительном контакте с поверхностью материала пружинами, но при этом они могут перемещаться вверх и вниз при изменении толщины обшивки. Отдельный измерительный преобразователь LVDT предназначен для каждой секции ролика и отслеживает изменение толщины кожи в этой точке. Чтобы избежать бокового деформации чувствительной головки преобразователя, которое может быть вызвано прямым контактом с вращающимся роликом, вертикальное смещение механически передается преобразователю с помощью поворотной плоской планки, которая опирается своим свободным концом на ролик ( см. схему вида сбоку).

    Выходной сигнал напряжения преобразователя калибруется на измерительном устройстве с учетом того факта, что расстояние, на которое перемещается головка преобразователя при таком расположении, немного отличается от фактического вертикального перемещения секции ролика. Высота шпинделя опоры верхнего ролика устанавливается в соответствии со средней толщиной обшивки. Количество и ширина роликовых секций были рассчитаны таким образом, чтобы удовлетворить ожидания самого широкого пользователя. Когда кожа проходит между роликами, записанные измерения дают точное представление о различной толщине кожи вдоль линии каждого датчика.

    «Контурная карта» всей кожи, показывающая области разной толщины, создается путем обработки выходных сигналов линейного датчика в компьютере и представления полученных данных. Цветовые коды или монохромные тона могут использоваться для прояснения областей разной толщины, так же как разная высота земли обозначена на карте нормалей.

    Любой участок кожи необходимой толщины может быть легко идентифицирован для изготовления конкретных изделий, что упрощает размещение рисунков и оптимизирует использование материала с минимальными потерями.

    Использование датчиков линейного перемещения для измерения давления и нагрузки

    При использовании в сочетании с подходящим чувствительным к усилию устройством, таким как металлическая диафрагма или контрольное кольцо, преобразователи линейных перемещений могут обеспечить высокоточные и стабильные, но относительно недорогие средства измерения давления и нагрузки.

    Измерение нагрузки с помощью датчика положения Одним из применений мембранной системы является измерение давления внутри защитной оболочки, например давления в блоке цилиндров двигателя во время разработки и испытаний.Датчик смещения, установленный внутри защитного кольца, может иметь преимущества по сравнению с тензодатчиком при измерении очень малых нагрузок или при наличии возможности ударной нагрузки. Обычно извилистая металлическая диафрагма встраивается в стенку резервуара под давлением и отклоняется под давлением. Толщина и чувствительность диафрагмы рассчитаны на диапазон давления.

    Линейный преобразователь LVDT установлен под прямым углом к ​​диафрагме, а его удлинительный стержень сердечника прикреплен к центру диска.Доступны линейные преобразователи для рабочих температур до 600 ° C.

    В качестве альтернативы для высоких температур можно использовать датчик приближения, который не контактирует с диафрагмой. Любое изгибание диафрагмы отражается сигналом выходного напряжения датчиков. Для калибровки можно использовать простой микрочип, просто создав одно известное высокое давление и одно низкое давление, поскольку движение диска линейно с давлением в центре. В результате получается недорогой и простой датчик давления с высокой повторяемостью и надежностью.

    Включение датчика линейных перемещений в контрольное кольцо дает системе измерения нагрузки значительные преимущества по сравнению с тензодатчиком в некоторых приложениях. Работая с очень небольшим фактическим движением, тензодатчики имеют тенденцию быть жесткими и нечувствительными к очень небольшим нагрузкам. Контрольное кольцо, с другой стороны, представляет собой сравнительно гибкую балку, способную более свободно перемещаться под нагрузкой - только условно, потому что пройденное расстояние должно быть меньше, чем общий ход e.г., ± 0,5 мм от линейного преобразователя. Следовательно, эта система более чувствительна к легким нагрузкам.

    Измерение давления с помощью датчика положения Хотя контрольное кольцо изгибается, на самом деле оно более прочное и эластичное, чем тензодатчик. Жесткость тензодатчика имеет преимущество, когда нагрузка прикладывается и снимается быстро, поскольку жесткая система дает высокочастотный отклик. Однако, если тензодатчик ºº подвергается высокой ударной нагрузке, он может легко перегрузиться. С другой стороны, защитное кольцо может двигаться дальше, поглощая ударную нагрузку без вредного воздействия.

    Использование датчика LVDT для подсчета

    Высокоскоростной подсчет банкнот или аналогичных листов, требующих абсолютной числовой точности, может быть достигнут с помощью простого принципа конструкции, основанного на линейных преобразователях. Выходной сигнал напряжения от этих высокочувствительных датчиков LVDT можно использовать для: подсчета банкнот по отдельности на высокой скорости; обнаруживать, когда две или более банкноты считаются вместе; выявить проклеенный ремонт; указать, когда записка стала перевернутой; и предупредить оператора об отсутствии части примечания.

    В типовой конструкции машины банкноты подаются между двумя вращающимися роликами, один из которых движется в неподвижных подшипниках, а другой может двигаться линейно, чтобы изменять зазор между ними. Последний ролик удерживается в положительном контакте с банкнотой при соответствующей загрузке. На каждом конце этого подвижного ролика установлен миниатюрный линейный преобразователь для измерения его линейного смещения при прохождении банкнот через зазор.

    Следовательно, когда одна банкнота проходит между роликами, сердечники LVDT смещаются на величину, равную толщине банкноты, и это создает выходные сигналы напряжения соответствующей интенсивности для обоих преобразователей.Сигнал поддерживается только тогда, когда банкнота проходит между роликами, и, таким образом, вырабатывается импульсный выходной сигнал, который можно использовать для электронного счета. Две ноты, проходящие вместе, удваивают интенсивность устойчивого сигнала и т. Д.

    Другие приложения

    Power Turbines: В турбинах электростанций по всему миру используются линейные переменные дифференциальные преобразователи в качестве датчиков положения с преобразователями сигналов для обеспечения необходимой рабочей мощности.Напряжения и частоты переменного тока, необходимые для индуктивных датчиков положения или датчиков положения LVDT, недоступны от источников питания.

    Гидравлика: Датчики линейного положения служат датчиками заряда в гидроаккумуляторах, специальными внешними датчиками в суровых условиях с высокой устойчивостью к вибрации и ударам и включают все длины хода в пределах возможностей наших датчиков. Если вам требуется больший ход, позвоните нашим профессиональным инженерным специалистам в OMEGA для получения информации по индивидуальному дизайну.

    Автоматизация: приложения автоматизации LVDT используют герметично закрытые измерительные датчики для работы за пределами ваших лабораторий НИОКР, производственных цехов и в суровых условиях окружающей среды при автоматизации производства, средах управления процессами, измерениях МДП и промышленных измерениях. .

    Самолет: В большинстве аэрокосмических / авиационных приложений используются миниатюрные или субминиатюрные датчики положения. Они представляют собой управляемые тросом механизмы определения смещения.OMEGA может разрабатывать прецизионные продукты для применения в коммерческих самолетах, космосе, авиации и экологических системах для космической среды обитания. Изделия устанавливаются в фиксированном положении, трос смещения прикрепляется к движущемуся объекту, например, шасси или элерону. Кабель втягивается и выдвигается при движении. В зависимости от формирования сигнала и системы крепления электрический выход будет отображать различные скорости, углы, длину и движения.

    Спутники: Рассмотрим применение в спутниковой технологии и связанных областях, помимо производства спутников, датчики положения необходимы для космических аппаратов, грузовых самолетов, военных истребителей, дронов, экспериментальных самолетов, ракет, ядерных реакторов, имитаторов полета или высокоскоростные железные дороги.

    Самолет: В большинстве аэрокосмических / авиационных приложений используются миниатюрные или субминиатюрные датчики положения. Они представляют собой управляемые тросом механизмы определения смещения. OMEGA может разрабатывать прецизионные продукты для применения в коммерческих самолетах, космосе, авиации и экологических системах для космической среды обитания. Изделия устанавливаются в фиксированном положении, трос смещения прикрепляется к движущемуся объекту, например, шасси или элерону. Кабель втягивается и выдвигается при движении.В зависимости от формирования сигнала и системы крепления электрический выход будет отображать различные скорости, углы, длину и движения.

    Спутники: Рассмотрим применение в спутниковых технологиях и смежных областях, помимо производства спутников, датчики положения необходимы для космических аппаратов, грузовых самолетов, военных истребителей, дронов, экспериментальных самолетов, ракет, ядерных реакторов, имитаторов полета и т.д. скоростные железные дороги.

    Техническое обучение Техническое обучение .

    Смотрите также