контакта, различны, то в замкнутой цени будет протекать ток. Этот ток существует в цепи до тех пор, пока существует разница температур. Электродвижущая сила, вызывающая наблюдаемый ток, называется термоЭДС Зеебека. Если замкнутую цепь разорвать посередине, то напряжение мсжчу ее разомкнуткдаи сво-бодны.ми концами будет функцией разности между температурой сварного контакта и температурой свободных конпов и будет зависеть от конкретной комбинации материатов в термопаре.

Термопары используются обычно для измерения высоких температур. Например, термопара, выполненная из сплава 70% платины и 30% родия или 94% платины и 6% родия, работает в диапазоне температур 0...1500 °С. 1 акой датчик устанавливается в выпускном трубопроводе.

Термонары в автомобилях используются на этапе испытаний.

2.3.4. Другие типы датчиков температуры

► В датчике температуры на основе биметаллического чувствительного элемента (рис. 2.13) используется свойство различных метачлов по-разному изменять свои линейные размеры в зависимости от температуры. Изгиб (перемсн1ение) пластины ис- f

Металл 1 [~

Металл 2

пользуется для замыкания или размыкания контактов или нере.мещения движка потенциометра. В первом случае получается дискретный, а во втором - аналоговый датчик температуры.

► В датчиках температуры, реализованных 2.13. Биметаллический иа р-п-переходе, используется свойство пере- чувствительный элемент хода изменять падение напряжения в зависимости от температуры при постоянном токе. Например, в качестве датчика используется переход база-эмиттер кремниевого транзистора с мачым током коллектора (около 0,1 мА) для предотвращения саморазогрева. В диапазоне температур -40...+150 °С напряжение на переходе изменяется от 730 до 300 мВ с нелинейностью ±3 .мВ. Подобные датчики размещаются непосредственно в микросхе-.мах силовых преобразователей и стабилизаторов.

► Термостат - это механический датчик те.мпературы. Расширяющийся элемент приводит в действие Kjianan, перенаправляющий поток охлаж/чающей жидкости в радиаторе.

► Термоиндикаторы - материалы, температура плавления которых катбруется с точностью до +1 °С, при этом меняется цвет. Ис1юльзуюгся в виде краски или аппликаций, которые наносятся па поверяемую поверхность во время испытаний автомобиля.

► Инфракрасные термометры (пирометры) определяют температуру тел по их тепловому излучению. Метод бескоптактш>1Й.

2.3.5. Датчики влажности

Этот тип датчиков интенсивно используется во время ктиматических испытаний авто.мобиля. На серийных автомобилях пока не устанавливаются.

В основном используются датчики относительной влажности - резистивныс и емкостные. В емкостных влажность изменяет диэлектрические свойства изолятора

2.4. Датчики расхода жидкостей и газов

2.4.1. Общие сведения

Датчики расхода необходимы для опти.мальной реализации основных функций управления двигателем. Например, в системах управления внрыско.м количество подаваемого в двигатель топлива рассчитывается по массе воздуха, подаваемого в цилиндры. Масса воздуха Л/д измеряется иепосредствешю или косвенно, по объемному расходу:

л/д = л-к-л/у/гд-Гд

N - число оборотов. К - объем двигателя (литраж), ц - коэффициент использования объема двигателя (г] = f{M)), Р - разрежение во впускном коллекторе, /?д - конструктивная постоянная, Гд - температура воздуха-во впускном коллекторе.

При косвенном измерении массы Л/д воздуха следует учитывать зависи.мость объема Кот коксования, а также запаздывание изменений Р по отношению к изменениям Л/д. Такой способ получается более дешевым по отношению к непосредственному измерению массы воздуха, но менее точным.

Современные автомобили оснащаются в основ1Юм датчиками для непосредственного измерения массы Л/д всасываемого в цитндры воздуха. Выходной сигнал таких датчиков анаюговый (0...4 В) или частотный.

Помимо измерения массы поступающего в двигатель воздуха датчики расхода уже сегодня находят применение на авто.мобиле в следующих случаях:

при определении расхода топлива для информационной системы водителя. Расход определяется по разности между количество.м топлива, поступившим в рампу форсунок и возвращенным в бак;

при определении расхода газа через клапан рециркуляции выхлопных газов (EGR). При определенных условиях выхлопные газы через клапан EGR охлаждают камеру сгорания, что понижает содержание NOx в выхлопе. Контроль за расходом газа через клапан - один из способов проверки правильности его функционирования. В соответствии с требованиями OBD-II, ЭБУ должен осуществлять постоянный мониторинг систем, неисправность которых приведет к увеличению загрязнения окружающей среды;

при определении расхода дополнительного воздуха в каталитическом нейтрализаторе. В некоторых типах нейтрализаторов для минимизации токсичных веществ СО и СН при.меняется подача дополнительного воздуха при прогреве двигателя, когда рабочая смесь богатая. Исправность насоса контролируется по расходу воздуха. Непосредственный контроль за составом выхлопных газов не применяется из-за высокой стоимости измерительного оборудования.

В табл. 2.9 приведены сведения о пара.метрах современных датчиков расхода жидкостей и газов.

(полимерной пленки). Такие датчики стабильны, работают до 180 °С. В резистив-ных датчиках меняется сопротивление объемного полимера в зависимости от относительной влажности. Например, при изменении относительной влажности в пределах 10... 100% сопротивление датчика меняется в диапазоне 2 -10..2 -10 Ом.

Таблица 2.9

Датчики расхода имеют принцип действия, основанный на измерении одного из следующих пара.метров: угла отк.юнепия парусной заслонки или скорости вращения турбины, находящихся в потоке среды (жидкости или газа); частоты вращения вихревых потоков за рассекателем; падения давления среды после прохождения ею препятствия (дросселя); изменения те.мпературы находящегося в потоке среды нагретого тела.

2.4.2. Расходомеры и массметры

По виду выдавае.мой информации датчики расхода жидкостей и газов подразделяют на две группы - на расходомеры и массметры.

► Если расход жидкости или газа (например воздуха) определяется по объему пропущенной среды, то датчик называется объемным расходомером. К таки.м датчикам относятся расходомеры воздуха для автомобильных систем впрыска бензина.

В свою очередь расходомеры воздуха подразделяются иа механические - с круглым плавающим ротаметром; потенциометрические - с парусной измерительной заслонкой; вихревые (датчики Кармана) - с рассекателем воздушного \\о-тока, выполняющего функцию генератора воздушных завихрений, частота или вариации давления в которых несут информацию об объеме nponynieinioro воздуха.

При измерении расхода жидкости (например бензина) чаще применяются более простые расходомеры с вращающейся турбиной в подвижном потоке, по частоте вращения турбины определяется объем пропущеппой жидкости. Так как объем жидкостей под действием температуры изменяется незначительно, то с небольшой погрешностью можно считать, что значению этого параметра соответствует и масса (вес) жидкости.

► Если расход текучей среды (жидкости или газа) определяется непосредственно по массе, то измерительный датчик называется массметром.

Массметры, в отличие от расходомеров, выдают более качественную метрологическую информацию. Особенно это касается воздушных массметров, т. к. объем газообразных сред, в отличие от жидкостей, в значительной степени зависит от температуры и давления. Так, в расходомерах воздуха, работающих в системах впрыска богзина, приходится устанавливать дополнительные (корректирующие) датчики температуры и давления в атмосферном воздухе. Массметры в системах впрыска работают без таких датчиков.