Классификация контрольно-измерительных приборов

Автомобильные контрольно-измерительные приборы по спосо­бу отображения информации, которую они представляют водите­лю, разделяют на указывающие и сигнализирующие.

Указывающие приборы имеют шкалу и стрелку. Чтобы оценить измеряемую величину, водитель должен на некоторое время отвлечься от наблюдения за движением автомобиля, посмотреть на шкалу прибора и осознать показания.

Сигнализирующие приборы (сигнализаторы) ре­агируют на одно (минимально или максимально допустимое) значение измеряемого параметра и информируют об этом световым (иногда звуковым) сигналом. Сигнализатор меньше отвле­кает водителя от процесса управления автомобилем, однако обладает меньшей информативностью.

По устройству автомобильные приборы разделяют на электрические и механические. Электрические приборы питаются от электрической сети автомобиля. Механические же приборы дают показания, используя энергию измеряемой среды (например, манометры для измерения давления в системе смаз­ки). Преимуществом электрических приборов является простота передачи сигнала с места контроля к месту наблюдения.

Электрический контрольно-измерительный прибор (указатель) состоит из датчика и приемника, соединенных между собой проводами для передачи сигнала (рис. 6). В месте контроля уста­навливают датчик 1прибора, а в месте наблюдения — прием­ник 2. Датчик имеет обычно кроме чувствительного элемента 3, измеряющего контролируемый параметр (входной сигнал), ка­кой-либо преобразователь 4 сигнала в электрическую величину, передаваемую чувствительному элементу 5 приемника. Поступив­ший в приемник сигнал преобразуется в перемещение стрелки и по шкале определяется значение контролируемого параметра. В сигнализирующих приборах приемником является сигнальная лампа.

Расположение приборов на автомобиле должно подчиняться рекомендациям инженерной психологии и соответствовать эсте­тическому оформлению кузова или кабины автомобиля.

Рисунок 6 - Структурная схема контрольно-измерительного прибора (указателя): 1-датчик, 2-приемник, 3-чувствительный элемент датчика, 4-преобразователь сигнала в датчике, 5-чувствительный элемент приёмника, 6-преобразователь сигнала в приёмнике, 7-шкала показаний приёмника.

По назначению все контрольно-измерительные приборы разделяют на следующие группы: измерения темпера­туры (указатели температуры); измерения давления (указатели давления); измерения уровня топлива (указатели уровня); кон­троля зарядного режима аккумуляторной батареи (указатели то­ка и напряжения); измерения скорости автомобиля и пройденного пути (спидометры); измерения частоты вращения (тахометры); выбора экономного расхода топлива (эконометры); непрерывного измерения и регистрации скорости движения авто­мобиля, пройденного пути и расхода топлива (тахографы).

Стоимость приборов от общей стоимости автомобиля незначи­тельна, однако стоимость агрегатов, состояние которых контро­лируется приборами и дает возможность исключить их выход из строя, в сотни раз превышает стоимость приборов.

Приемник (рис. 7, б) имеет пластмассовый каркас 6, состоящий из двух частей, соединенных стяжными винтами 12, на каркас намотаны три измерительные катушки 10 (15, 16, 17 на рис. 7, в). Вторая катушка 16 намотана под углом 90° к двум другим. Первая 17 и третья 15 катушки имеют встречное направление обмоток, создающих противоположно направленные магнитные потоки. Внутри каркаса находится постоянный магнит 11, укрепленный на одной оси 9 со стрелкой. Поворачиваясь, магнит устанавливается вдоль магнитных силовых линий результирующего вектора напряженности магнитного поля трех ка­тушек.

В нижней половине каркаса установлен подпятник 13 оси дискообразного магнита и стрелки. Вторым подшипником оси магнита является отверстие в пластине 8, которая закрепляется на каркасе и служит опорой шкалы прибора. Между пластиной и шайбой, закрепленной на оси магнита, а также в подшипник пластины вводится демпфирующая смазка, которая снижает колебания подвижной системы. Для возврата подвижной систе­мы в нулевое положение при выключенном приборе служит неболь­шой магнит, установленный в нижнюю половину каркаса. Собран­ный с катушками и магнитом каркас размещают в экранирующем цилиндре 7, чтобы исключить воздействие на магнит посторонних магнитных полей, а также, чтобы поле катушек не влияло на показания других приборов.

При включении датчика и приемника в цепь питания ток проходит по двум параллельным цепям (см. рис. 7, в): первая — катушки 16 и 17 приемника и термокомпенсационный резистор 18, вторая — катушка 15 приемника и терморезистор 14 датчика.

Ток, проходящий по первой цепи, создает практически посто­янные векторы напряженности магнитного поля Н₁ и Н₁₁ (рис. 7, г). Ток во второй цепи зависит от температуры датчика и значительно меняет величину вектора напряженности третьей катушки Н₁₁₁, что вызывает поворот магнита со стрелкой относ­ительно шкалы приемника.

Когда температура терморезистора датчика низка, ток в катушке 15 создает незначительную напряженность Н₁₁₁ и суммарный вектор Н устанавливает магнит со стрелкой в область низких температур на шкале приемника. При высокой температуре датчика сопротивление терморезистора резко снижается, ток в катушке 15 увеличивается, вектор Н₁₁₁ напряженности маг­нитного поля этой катушки возрастает и суммарный вектор на­пряженности магнитного поля всех катушек поворачивает магнит со стрелкой по часовой стрелке в область высоких температур.

В корпусе приемника размещены термокомпенсационный константановый резистор 18 (100 Ом) и добавочный резистор для указателей на 24В сопротивлением 120 Ом. Основная допу­стимая погрешность указателя при температурах 80 и 100° С не более ±5°С.

Стрелочный приемник не гарантирует, что внезапное наруше­ние теплового режима будет сразу замечено водителем, поэтому в дополнение к стрелочному приемнику может устанавливаться сигнализатор аварийной температуры, состоящий из датчика и сигнальной лампы с красным светофильтром.

На автомобилях КамАЗ применяют датчик ТМ-111 (рис 7, д). Датчик имеет массивный корпус 25, на дне которого под прижимной шайбой 24 находится термобиметаллическая пластина 19 с контактом 23. В выводном зажиме 21 может пере­мещаться на резьбе тарельчатый контакт 22. Температура за­мыкания контактов 92—98°С, завертывание тарельчатого контак­та снижает температуру замыкания контактов. Выводной зажим вмонтирован в изолятор 20.

Приборы контроля давления

Указатели давления применяют для определения давления масла в магистрали. Указатели позволяют водителю в некото­рых случаях оценивать степень износа двигателя.

Указатели давления воздуха применяют на автомобилях, имеющих пневматическую систему, для контроля давления в ре­сиверах и в тормозных камерах, а также давление в централизо­ванной системе подкачки воздуха в шинах.

Эксплуатация автомобиля с неисправным указателем давле­ния масла и воздуха запрещается, так как неизбежно приводит к аварийным режимам в контролируемой системе. Для усиления контроля во многих системах кроме указателя устанавливается и аварийный сигнализатор.

По конструкции манометрические указатели разделяют на указатели непосредственного действия и электрические. Указатели непосредственного действия имеют чувствительный элемент и приемник в виде совмещенного узла на приборной панели перед водителем, а давление контро­лируемой среды подводится к чувствительному элементу по трубопроводу.

В автомобильных манометрических указателях применяют три типа чувствительных элементов: трубчатая пружина, мембрана и диафрагма с противодействующей пружиной. В большинстве указателей непосредственного действия применяют трубчатую пружину, в указателях электрического действия и во многих сиг­нализаторах — мембранные чувствительные элементы. Диафрагму с пружиной используют в некоторых сигнализаторах.

Диафрагму с противодействующей пружиной в качестве чувствительного элемента используют для сигна­лизаторов, поскольку она обеспечивает большую точность опре­деления давления и малочувствительна к перегрузке.

Указатели давления с трубчатой пружиной. Основной деталью Указателя давления с трубчатой пружиной (рис. 8, а) является упругая плоская или овальная трубка 5, изогнутая по дуге ок­ружности и состоящая из одного неполного витка. Один конец трубки впаян в штуцер 8, через отверстие в котором жидкость или воздух из контролируемой системы подается в трубчатую пружину. Второй конец соединен с тягой 7, которая через пере­даточный механизм приводит в движение стрелку 2 прибора.

Под действием давления внутри трубки происходит ее расши­рение и вследствие этого кривизна дуги, по которой изогнута пружина, снижается, а трубка разгибается. При разгибании трубки ее свободный конец перемещается, передвигая связан­ную с ним стрелку прибора. В указателях давления с трубчатой пружиной передача к стрелке осуществляется зубчатым сектором 6 и трибом 3. Пружина 4 на оси стрелки компенсирует влияние зазоров в передаточном механизме на показание указателя.

В некоторых случаях в одном кожухе указателя размещают два механизма, получая, таким образом, один двухстрелочный указатель. Двухстрелочные указатели давления применяют для контроля давления в тормозной системе, причем один механизм измеряет давление в ресиверах, а второй — в тормозных каме­рах.

На некоторых автомобилях (ВАЗ 2108, АЗЛК 2141 и др.) устанавливается новый прибор — эконометр, измеряющий давление от 0, 01 до 0, 08 МПа, его устройство аналогично устрой­ству указателя давления с трубчатой пружиной. При этих дав­лениях трубчатая пружина сгибается под действием атмосферного давления и приводит в движение стрелку эконометра. Эконометр подсоединяется шлангом к впускному трубопроводу двига­теля за дроссельной заслонкой. Эконометр позволяет за счет выбора передачи и частоты вращения вала двигателя выбрать наиболее экономичный режим движения при загородной езде. При максимальной частоте вращения двигателя и малой нагрузке (дроссель прикрыт) давление во впускном трубопроводе мини­мально, стрелка эконометра находится в левой части шкалы и двигатель работает с повышенным расходом топлива. При малой скорости движения и большой нагрузке (дроссель открыт), давление впуска возрастает, и стрелка эконометра находится в правой части шкалы (надо перейти с прямой на 3-ю пере­дачу).

Указатель давления магнитоэлектрический с реостатным дат­чиком. Он состоит из датчика и приемника. Реостатный датчик (рис. 8, б) магнитоэлектрического указателя имеет основание 9 со штуцером, на котором закреплена гофрированная мембрана 10 с помощью стального основания 11, несущего на себе реостат 12 с передаточным механизмом. В центре мембраны установлен толкатель 18, на который опирается качалка 16 с регулировочным винтом 17. Качалка воздействует на ползунок 13 реостата, поворачивая его вокруг оси 14. Пружина 15 противодействует смещению ползунка. Чтобы пульсация давления в контролируе­мой системе не вызывала колебаний ползунка по реостату, в канал штуцера запрессована пробка с каналом (дюза) 19 со стерж­нем для очистки канала, которая создает большое сопротивле­ние протеканию масла и тем самым сглаживает влияние пульса­ций давления на показания стрелки приемника.

Мембрана под давлением масла выгибается и через качалку сдвигает ползунок по реостату, уменьшая его сопротивление. При снижении давления мембрана под действием собственной упру­гости опускается, а возвратная пружина 15 сдвигает ползунок и детали рычажной передачи в исходное положение.

Реостат датчика, включенный параллельно одной из катушек приемника (рис. 8в) изменяет сопротивление (от 163 до 20 Ом) в зависимости от давления и тем самым влияет на пере­распределение токов в катушках приемника.

Магнитоэлектрический приемник указателя давления для реос­татного датчика представляет собой конструкцию, аналогичную описанной выше для указателей термометров, однако обмоточ­ные данные и схема соединений несколько изменены (см. рис. 8, в). Механизмы магнитоэлектрических указателей давления на 12 и 24В изготовляются одинаковыми, но для напряжения 24В последовательно в цепь питания приемника ставится добавочный резистор 24 (см. рис. 8, в).

Датчик аварийного давления имеет чувстви­тельный элемент, воспринимающий давление, и контактный электрический выключатель, который связан с сигнальной лампой на панели приборов.

На автомобилях КамАЗ применяют датчик аварийного дав­ления ММ124-Б (рис. 8, г). Датчик имеет корпус 35 в виде полого штуцера, который внутри разделен диафрагмой 34 на две полости. В полость под диафрагмой поступает масло из системы смазки и поднимает ее вместе с толкателем 31. В полости над диафрагмой установлены подвижный 32 и неподвижный 33 кон­такты и пружина 30, нагружающая диафрагму.

Сверху корпус закрыт изолятором 29 со штекером 27, под которым установлен специальный фильтр 28, уравновешиваю­щий давление в полости с внешним атмосфер­ным. Давление замыкания контактов датчика обеспечивается предварительной тарировкой пружины и в эксплуатации не регу­лируется

Указатели уровня топлива

Указатели уровня топлива дают возможность водителю оце­нить объем топлива в баке и, следовательно, ориентировочное расстояние, которое автомобиль может проехать без дополни­тельной заправки.

Рисунок 9 - Реостатный датчик и магнитоэлектрический приёмник уровня топлива: а - общий вид датчика, б - векторная диаграмма напряжений, в - электрическая схема;

1 - поплавок, 2 - ось, 3, 4 - нижняя и верхняя части корпуса, 5 - зажим, 6 - винт, 7 - рычаг, 8 - проволочная петля, 9 - ползунок, 10 - текстолитовая пластина, 11 - конец обмотки реостата, 12 - обмотка реостата, 13, 14, 15 - первая, вторая и третья катушки приёмника, 16 - зажим питания, 17 - добавочный резистор, 18 - термокомпенсационный резистор, 19 - реостат датчика; Н⁰₁, Н^п₁, Н⁰₂, Н^п₂, Н⁰₃, Н^П₃- векторы первой второй и третьей катушек при пустом и полном баке, Н -результирующие векторы

Принято шкалу приемника уровня топлива градуировать в долях объема бака. Если на автомобиле применяют два бака с топливом, то в каждый бак ставится датчик, а на щитке приборов стоит один приемник и переключатель для при­соединения того или иного датчика во время замера. В каче­стве датчика при измерении уровня топлива применяют про­волочный реостат, ползунок которого перемещается рычагом с поплавком на конце (рис. 9, а).

В некоторых конструкциях датчиков встраивают специальный контакт, который замыкается при снижении уровня топлива до минимального резерва (на 50—100 км пути). Этот контакт включает сигнальную лампочку резерва топлива на щитке приборов.

Датчик магнитоэлектрических указателей (рис.9, а) имеет корпус из нижней 3 и верхней 4 частей, изготовленных из цинко­вого сплава. Внутри нижней части на оси 2 закреплен бронзовый ползунок 9 реостата.

Снаружи к той же оси жестко прикреплен рычаг 7 с капроно­вым цилиндрическим поплавком. При изменении уровня топли­ва в баке от 0 до П ползунок передвигается на всю длину реоста­та. В верхней части корпуса закреплена текстолитовая пластина 10, на которую навита обмотка реостата 12 из нихромовой прово­локи диаметром 0, 2 мм и общим сопротивлением 90 Ом. Конец 11 обмотки реостата выведен на зажим 5, а второй — на «массу» датчика. Ползунок реостата также имеет вывод на «массу» в виде упругой проволочной петли 8. Верхняя и нижняя части корпуса датчика соединены двумя винтами 6.

Приемники указателей уровня топлива бывают элек­тромагнитными и магнитоэлектрическими. Приемник уровня топлива с магнитоэлектрическим измеритель­ным механизмом аналогичен по конструкции магнитоэлектри­ческим приемникам температуры и давления, но отличается от них обмоточными данными и схемой соединения измеритель­ных катушек и дополнительных резисторов (рис. 9, б).

Векторы напряженности магнитных полей измерительных ка­тушек и суммарный вектор поля, вдоль которого устанавливает­ся магнит со стрелкой при пустом и полном баке, магнитоэлек­трического приемника показан на рис. 9, в. Изменение, тока в первой катушке за счет изменения сопротивления реостата датчика определяет направление действия суммарного вектора.

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. I. КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ.
2. I. Классификация установок, по Узнадзе.
3. II КЛАССИФИКАЦИЯ И МАРКИРОВКА ЧУГУНОВ
4. III. Классификация мебельных тканей.
5. IV. Классификация по скорости развития
6. TNM клиническая классификация
7. Автомобильные перевозки. Классификация автотранспорта. Конвенция КДТП , накладная CMR. Ассоциация международных автомобильных перевозок АСМАП.
8. Альфа-адреноблокаторы: классификация, основные показания и противопоказания, побочные эффекты
9. Антиагреганты: классификация, основные показания и противопоказания, побочные эффекты
10. Антидепрессанты. Классификация и механизм действия. Тактика назначения антидепрессантов. Показания к применению в психиатрии и соматической медицине.
11. Базы данных и их классификация
12. Береговой рельеф. Классификация берегов