Измерения массового расхода воздуха

 

75

 

Толстопленочный датчик давления

Еще одним из направлений модернизации датчиков расхода воздуха является

разработка датчика измерения давления. Этот датчик состоит из толстопленочной

диафрагмы, расположенной на керамической основе.

Датчик измеряет (см. рис. 2.1.5) разрежение во впускном коллекторе на основе

измерения деформации пленочной диафрагмы. Измерительные элементы расположены

внутри пленки.

На рис. 2.1.5 и 2.1.6 показано расположение электронных компонентов датчика.

Пленочная диафрагма устанавливается во впускном коллекторе и представляет собой

датчик измерения разрежения с малой инерционностью.

 

Рис. 2.1.5. Датчик давления для измерения

Массового расхода воздуха

(толстопленочный датчик давления)

воздуха)

 

 

Рис. 2.1.6. Датчик давления для

Измерения массового расхода воздуха

(толстопленочный датчик давления

воздуха)

 

Другие датчики измерения расхода воздуха не получили такого широкого

распространения.

 

 

Датчики давления

 

Датчикам давления с мембранным чувствительным элементом 3 (рис. 2.1.7, а)

присущи существенные недостатки: наличие механических элементов и сравнительно

большое число звеньев в цепи передачи информации, что отрицательно сказывается на

точности и надежности измерительной системы.

В бесконтактных индуктивных датчиках при перемещении чувствительного

элемента - мембранной камеры 9 (рис. 2.1.7, б) изменяется воздушный зазор в

магнитопроводе, магнитное сопротивление магнитопровода и индуктивность катушки.

Катушка включена в измерительный мост. При разбалансировке моста появляется

электрический сигнал, поступающий в блок управления.

 

76

 

 

Рис. 2.1.7. Датчики давления:

а - с мембранным чувствительным

элементом;

б - бесконтактный индуктивный; в -

интегральный с полупроводниковыми

тензоэлементами; 1 - потенциометр; 2

- корпус мембранного механизма;

3 - мембрана; 4 - калиброванная

пружина;

5 - шток; 6 - амортизатор; 7 - стальной

сердечник; 8 - первичная обмотка; 9 -

мембранная камера; 10-корпус;

11 —вторичная обмотка; 12-

электрические контакты;

13 - полупроводниковый

тензорезистор; 14 - контактная

площадка

 

 

Применение микроэлектронной технологии позволило перейти к полностью

статическим конструкциям датчиков.

 

Датчики температуры

 

В автомобильных системах контроля в качестве датчиков температуры широко

используются полупроводниковые терморезисторы, размещаемые в металлическом

корпусе, имеющем разъем для включения датчика в измерительную цепь (см. рис. 2.1.8).

 

 

а)

 

 

б)

Рис. 2.1.8. Датчик температуры:

а – конструкция; б – типичная градуировочная характеристика; 1 –

полупроводниковый резистор; металлический корпус; электрические

контакты

 

 

77

 

Выходная (градуировочная) характеристика температурного датчика, как правило,

имеет характер обратной зависимости (см. рис. 2.1.8, б).В системах управления находят

применение более совершенные типы датчиков температуры, обладающих высокой

стабильностью и малым технологическим разбросом номинального сопротивления,

высокой технологичностью, малой инерционностью и простотой конструкции. Это

интегральные

датчики температуры.

Они представляют

собой однокристальные

термочувствительные

полупроводниковые

элементы

с

периферийными

схемами

(усилители и т.д.). Выходным сигналом датчика является напряжение. Это также датчики

на основе термочувствительных ферритов и конденсаторов, в которых используются

зависимости магнитной и диэлектрической проницаемости от температуры. Однако из-за

сложности конструкции они нетехнологичны.