Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Информационные технологии на автомобильном транспорте

Датчики бортового мониторинга

Источником информации для мониторинга во всех системах есть датчики, информация с которых поступает на специализированную ЭВМ для обработки с последующей передачей водителю, оператору дорожного движения, диспетчеру автотранспортного предприятия и тому подобное. На основании полученной информации работают автоматические системы управления отдельными узлами автомобиля, глобального позиционирования, автоматизированные системы диспетчирования.

Датчики, используемые на транспорте, основанные на известных принципах, внедрены в средствах автоматизации различного уровня, однако с учетом тех сложных условий, в которых работают транспортные датчики. К таким сложным условиям работы автомобильных датчиков относятся вибрация, загрязнение, влажность, колебания электромагнитного поля и температуры и т. Поэтому при выборе принципа действия датчика для контроля того или иного параметра учитывают не только стоимость, но и надежность работы в сложных условиях, простоту установки, диагностики, ремонта. Преимущества предоставляются бесконтактным конструкциям, без механических элементов, которые быстро изнашиваются. Даже если используется контактный датчик, то с вакуумным защитой от коррозии и т. Д. Ниже приведены принципы действия датчиков, наиболее распространены в автомобильной технике (табл. S.1). Измеряемые параметры расставлены по степени распространения их контроля на автомобиле. По каждому параметру приведены несколько видов датчиков с различными принципами действия по их распространением и использованием.

Таблица 5.1 - Принципы действия транспортных датчиков

измеряемый параметр

Принцип действия датчика

Скорость движения (число оборотов)

Гальваномагнитные эффекты (эффект Холла, магниторезистивный эффект), эффект Виганда, электромагнитная индукция

Перемещение, угол

Короткозамкнуте кольцо, короткозамкнутый дисковый датчик, потенциометр

температура

Тонкослойные металлические датчики (терморезисторы), полупроводниковые (кремниевые термисторы) датчики

расходы

Нагревательная спираль или фольга, турбинное колесо (топливо), шариковые циркуляционные датчики

давление

Пьезоэлектрические и пьезорезистивного датчики, мембране элементы с холовським сигналом, тонкослойные и пленочные тензодатчики, емкостные датчики

момент

Магнитоупругий датчик (тордуктор), датчик на принципе вихревых токов, оптический датчик

ускорение

Упруго-инерционная система с тензодатчиками (фольга, тонкослойные), пьезоэлектрические датчики, пьезорезистивного полупроводниковый датчик (монолитный)

концентрация кислорода

Диффузный зонд с двуокиси циркония, терморезистивных датчики термоанемометрического типа

Как уже отмечалось, данные в информационных системах передаются в виде сигналов. В общем случае по виду выходного сигнала различают аналоговые (непрерывные) и дискретные (прерывистые) сигналы [12]. На рис. 5. 1. а изображен условный вид аналогового сигнала, который присутствует в любой момент времени t и может принимать любое количественного значения А в допустимом диапазоне его изменения. Выходной сигнал может быть пропорционален измеряемой величине по уровню электрического сигнала определенного типа (ток, сопротивление, напряжение), по частоте или периодичности, по длине сигнального импульса.

Условный вид выходных сигнале датчиков

Рисунок 5.1 - Условное вид выходных сигнале датчиков

На рис. 5. 1. б изображен условный вид дискретного сигнала - сигнал, дискретный по уровню и аналоговый по времени, который присутствует в любой момент времени, но может количественно приобретать только точно определенных значений. На рис. 5. 1. в - сигнал, аналоговый по величине, но присутствует только в точно определенные моменты времени. Согласно дискретный сигнал может быть двухуровневый (двоичный), многоуровневый с равномерным или неравномерным градуировкой, цифровой. Если определенном количественном значению сигнала ставится в соответствие некоторое численный эквивалент, выраженный в цифровой, как правило, двоичной системе счисления, то этот эквивалент, существующий в виде физического сигнала, называется цифровым сигналом.

Сигналы характеризуются такими параметрами, как:

- Продолжительностью - интервалом времени, в пределах которого сигнал существует;

- Динамическим диапазоном - отношением наибольшей мгновенной мощности сигнала к той номинальной мощности, которую необходимо отличать от нуля при заданном качестве передачи;

- Шириной спектра - диапазоном частот, в котором сосредоточена основная энергия сигнала.

Вид обрабатываемых сигналов определяет схемотехнику устройств и систем, которые также делятся на цифровые и аналоговые. В первом случае необходимо учитывать тип линии связи, скорость передачи данных, разрядность сообщений, расстояние между устройствами и др. При обработке аналоговых сигналов следует учитывать их минимальное и максимальное значение, скорость изменения.

Преобразования сигналов из аналоговой формы в цифровую и обратно осуществляется специализированными устройствами, соответственно называют аналого цифровыми и цифро-аналоговыми преобразователями.

Ограничение числа каналов связи для конкретной линии связи определяется ее физической взаимодействием с выбранным типом сигнала. Возможен такое разделение сигналов: временные, частотные, кодовые, амплитудные. При временном разделении для передачи каждого сигнала или сообщения предоставляется фиксированный интервал времени. Частотное разделение основывается на выделении для каждого сигнала или сообщения собственной несущей частоты, а приемник должен иметь возможность селекции каждой несущей частоты. Разделение по амплитуде осуществляется изменением амплитуды характерного параметра (ток, напряжение и др.) При переходе к следующему сигнала или сообщения. Кодовое разделение состоит в дополнении переданной кодовой комбинации несколькими разрядами, содержащих адрес получателя данного сообщения.

Часть датчиков непосредственно превращают контролируемый параметр в электрический сигнал, и такие датчики относятся к генераторных датчиков прямого действия, например, температура генерирует в термопаре электрический ток, величина напряжения которого пропорциональна величине перепада температур концов термопары. Другие датчики меняют свои электрические параметры (емкость, сопротивление, магнитное поле) под действием контролируемого параметра и относятся к параметрических , а по своей электрической характеристикой делятся на резистивные, емкостные, индуктивные и тому подобное. Во многих случаях для получения электрического сигнала требуется многократное преобразование физического параметра. Например, разрежения во впускной системе двигателя прогибаем мембрану датчика (механическое воздействие), а наклеен на мембрану тензорезистор меняет свое сопротивление под действием деформации мембраны, что и является изменением электрического параметра в зависимости от разрежения (давления). Такие датчики относятся к классу составленных (поскольку происходит несколько преобразований), а по способу преобразования электрического сигнала датчик относится к резистивных параметрических аналоговых. Распространенным типом составленных датчиков, использующих на автотранспорте, являются ультразвуковые, состоящие из излучателя ультразвуковой частоты и приемника. Для работы в современных микропроцессорных системах важную роль играет характер выходного сигнала, с чем связано его последующее преобразование для числовой обработки.

 
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, химия, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Психология
Региональная экономика
Религиоведение
Риторика
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика
Прочее