Термосопротивления: Теория / Хабр

Акустические

Акустические датчики температуры функционируют по принципу определения скорости прохождения звуковых колебаний в зависимости от температуры материала или поверхности . Непосредственно сам сенсор производит сравнение скорости звука, генерируемого источником, которая будет отличаться, в зависимости от степени нагрева (см. рисунок 4).

Бесконтактные термопреобразователи пирометры

Бесконтактные датчики, способные фиксировать тепловое излучение от нагретых тел, называются пирометрами. Удобство подобных приборов заключается в том, что нет необходимости помещать его непосредственно в среду. Однако без прямого контакта точность их показаний относительно низка, ведь здесь могут присутствовать побочные явления, влияющие на показания.

Существует три типа пирометров:

1. Интерферометрические пирометры испускают два луча, которые проходят один через среду, а второй является контрольным. Два этих луча попадают на кремниевый чувствительный элемент, после чего сравнивается преломление и длина лучей, непосредственно зависящие от нагрева среды.
2. Флуоресцентные термодатчики работают по более сложному принципу: на поверхность, где необходимо замерить количество тепла, наносятся компоненты на основе фосфора. После этого объект подвергается ультрафиолетовому импульсному излучению, в результате чего происходят определённые реакции, а излучение подвергается анализу.
3. Датчики, которые содержат растворы, способные менять окраску под воздействием температур. Хлорид кобальта, применяемый в подобных пирометрах, при контакте с измеряемой средой способен изменять цветовой спектр в зависимости от степени нагрева. Таким образом, величина света, проходящего через раствор, позволяет измерять необходимые термопараметры.

Виды датчиков

ДТОЖ классифицируются по принципу зависимости от изменения сопротивления:

1. ДТОЖ с отрицательным температурным коэффициентом. Принцип работы таких датчиков заключается в том, что внутреннее сопротивление уменьшается по мере роста температуры и наоборот.
2. ДТОЖ с положительным температурным коэффициентом. Принцип работы противоположен предыдущей разновидности датчиков. В этих датчиках сопротивление увеличивается при росте температуры.

В настоящее время наиболее популярен первый тип датчиков. Иногда в автомобиле встречаются сразу два датчика: основной и дополнительный.

Основной датчик выполняет функцию передачи значения температуры на ЭБУ, а дополнительный — включение вентилятора.

Принято считать, что ДТОЖ достаточно надёжен из-за своей нехитрой конструкции. Однако рано или поздно практически каждый агрегат автомобиля подвергается износу. В случает с ДТОЖ имеет место быть нарушение градуировки. Такое нарушение приводит к незапланированному изменению сопротивления и некорректной работе ЭБУ.

Самым явным признаком выхода из строя ДТОЖ является отсутствие включения в работу вентилятора во время того, как температура повышается выше установленных значений.

Этот показатель не считается достоверным, если в автомобиле присутствуют одновременно основной и дополнительный датчики. В этом случае на неисправность точнее укажет окисление проводки или выход из строя дополнительного датчика. Основные признаки неисправности ДТОЖ следующие:

• падение оборотов двигателя или самопроизвольная его остановка на холостом ходу;
• более длительное время прогрева автомобиля;
• учащённый выход двигателя за рамки оптимального температурного режима во время работы;
• увеличенный расход топлива;
• снижение контроля над автомобилем у водителя;
• дым из выхлопной трубы приобретает чёрный оттенок;
• нарушение стабильности работы двигателя.

Кроме этого иногда возможны детонационные постукивания в двигателе. На некоторых старых моделях автомобилей есть специальный контроллер. Когда стрелка этого контроллера выходит за пределы критической зоны, автомобиль необходимо немедленно остановить.

В этом случае порой тоже имеет место неисправность ДТОЖ. А в более современных моделях о перегреве двигателя водителей уведомляет бортовой компьютер. Но такое сообщение не всегда указывает на неисправность именно датчика.

Часто это происходит из-за обрыва проводки и её окисления.

Возможные неисправности

Из-за поломки датчика температуры редуктора система не будет переходить на газ или переключение будет происходить не вовремя. По причине выхода из строя или передачи ложных параметров газового измерителя, возможны сбои в работе ДВС, а также завышение расхода газа.

Причины неисправностей термодатчиков:

1. некачественная установка
2. несовместимость прибора с блоком управления газобаллонного оборудования
3. заводской брак
4. низкое качество компонентов изделия (подделка)
5. перепады напряжения в бортовой системе автомобиля

При монтаже ГБО важно не использовать соединение проводов методом скруток. Лучше всего применять разъём, пайку либо соединительные гильзы.

Также стоит уделить внимание крепежу проводки датчиков. Часто от вибрации провода переламываются непосредственно возле основания (не всегда это удаётся заметить).

Кроме того следует защищать провода/контакты от влаги и коррозии. Своевременно проводить техническое обслуживание системы, а также покупать комплектующие с гарантией, от известных брендов.

Датчик температуры охлаждающей жидкости: 7 признаков неисправности

Датчиков в автомобиле существует множество. Все они контролируют работу различных систем автомобиля и его двигателя. Если датчики выдают некорректные показания, то работоспособность автомобиля ставится под угрозу. То же самое можно сказать и о ДТОЖ.

ДТОЖ предназначен для поддержания стабильной работы двигателя внутреннего сгорания (далее ДВС). За счёт ДТОЖ автомобиль быстрее прогревается и меньше достигает слишком высоких температур. Некоторые путают ДТОЖ с датчиком указателя температуры охлаждающей жидкости. Это — два совершенно разных прибора.

ДТОЖ предоставляет свои показания электронному блоку управления двигателем, а второй датчик уведомляет водителя о температуре рабочей жидкости в системе охлаждения. Выход из строя второго датчика не приводит к серьёзным последствиям в отличие от первого.

Говоря о ДТОЖ, следует также упомянуть о назначении системы охлаждения двигателя, так как работа этих двух агрегатов неразрывно связана. Чаще всего используется жидкостная система охлаждения, главной задачей которой является отведение тепла от двигателя.

Работа столь важной системы автомобиля напрямую зависит от такой маленькой детали, как ДТОЖ. Поэтому не стоит недооценивать датчик и пренебрегать его диагностикой.

ДТОЖ по своему устройству напоминает резистор. Конструкция датчика предусматривает изменение его сопротивления электрическому току при колебаниях температуры окружающей среды. Эти изменения фиксируются и используется для подачи команд ДВС.

Предшественниками современных ДТОЖ были термореле. Термореле были установлены в системах впрыска. Когда контакты находились в открытом положении, двигатель нагревался. Если контакт замыкался — значит двигатель уже достаточно прогрелся (достиг рабочей температуры).

Некоторые термисторы в ДТОЖ характеризуются отрицательным температурным коэффициентом. При этом термистор выдаёт максимальные показатели при холодном двигателе. На датчик подаётся напряжение около 5 вольт. После этого по мере прогревания силового агрегата сопротивление понижается.

Электронный блок управления (далее ЭБУ) двигателем следит за изменением напряжения и рассчитывает температуру жидкости. После нагревания двигателя ЭБУ начинает обеднять топливную смесь. Неисправность ДТОЖ может также привести к ошибочному обогащению топливной смеси.

Результатом этого будет усиленное загрязнение атмосферы и преждевременный выход из строя свечей.

Здесь результатом неисправности ДТОЖ будут плавающие обороты двигателя. Двигатель при этом тоже может остановиться.

Угол зажигания также зависит от функционирования датчика, так как этот параметр регулируется системой. Выброс вредных газов при такой регулировке значительно снижается.

В конечном итоге мощность и тяга двигателя, а также уровень потребления топлива напрямую зависят от работы ДТОЖ.

Таким образом, ДТОЖ очень важен для корректного функционирования автомобиля.

Датчики сопротивления температуры

На производственных работах обычно используется механический или электронный погружной резистивный датчик температуры наружного воздуха (также известный как термометр сопротивления). В отличие от заполненных термометров, индикатор сопротивления выдает электрический сигнал измерения температуры, тем самым делая его более удобным для использования с компьютеризированной системой.

Фото – Датчики сопротивления температуры

Устройство сопротивления использует зависимость между электрическим сопротивлением и температурой, которая может быть линейной или нелинейной. Главным отличием этих приборов является их высокая точность, у них допустимая погрешность около 0,01 градуса по Цельсию.

Однако при высоких температурах (выше 700 градусов С), они становятся очень неточными из-за деградации наружной оболочки, которая содержит термометр.

Таким образом, использование датчиков сопротивления является предпочтительным при более низких температурных диапазонах, где они могут быть наиболее точными, к тому же их проверка осуществляется гораздо проще, чем у биметаллических.

Бывает несколько видов датчиков: с терморезистором и традиционные. Традиционные термометры сопротивления использую чувствительные металлические элементы, которые приводят к линейной зависимости между температурой и сопротивлением.

Так как температура металла увеличивается, увеличение случайного молекулярного движения препятствует потоку электронов. Повышенное сопротивление давления измеряется через металл как снижение тока, образуется фиксированное напряжение.

Выносной электронный термистор использует полупроводниковый датчик, что дает функцию зависимости мощности между температурой окружающей среды, отопления и сопротивлением.

Инструкция по подключению прибора

Чтобы установить в машину ГБО и датчик температуры газа, необходимо обладать определенными навыками и опытом. Если вы никогда прежде не сталкивались с такой задачей, то разумеется, лучше обратиться к специалистам.

Монтаж ГБО осуществляется в несколько этапов:

• сначала производится установка редуктора;
• затем подключаются все масляные патрубки;
• готовится место для монтажа баллона;
• производится монтаж форсунок;
• вся система подключается и настраивается (автор видео — Андрей Жеба).

Установка редукторного устройства производится на место на раме машины, но не на моторе, поскольку это приведет к образованию вибраций. Необходимо учитывать то, что автовладелец должен иметь свободный доступ к устройству, поскольку время от времени придется менять или чистить фильтры.

Масляные патрубки всегда необходимо подключать параллельно газовой системе — если они будут погнутыми, то доступ моторной жидкости к редукторному узлу будет ограничен. Что касается непосредственно подключения, то оно осуществляется с применением тройника, это позволит обеспечить наиболее оптимальную циркуляцию расходного материала.

Если говорить о месте установки баллона, то здесь все индивидуально. Некоторые автолюбители, чтобы сэкономить место в багажном отсеке, ставят баллоны на крыше, но для этого потребуется варить каркас и самое главное — обеспечить охлаждение в жару. Также эти элементы системы могут быть установлены вместо запасного колеса или просто в багажнике.

При помощи метчика прорезается резьба, после чего закручиваются врезки, куда впоследствии вы поставите штуцер. Вам необходимо замерять расстояние от штуцера к форсункам, оно должно быть не больше 1.8 см, после чего подключаются патрубки.

В любом случае, контролирование и регулировка топлива в данном случае требует использования мотора и редуктора, от этих элементов к датчику должны идти провода, их цвет идентичный вне зависимости от оборудования:

1. Синий провод — электрический, должен быть подключен к катушке редукторного узла.
2. Белый и черный провода должны быть подключены непосредственно к датчику.
3. Оранжевый — подключается к контроллеру температуры редукторного узла.

Выше описаны основные моменты, которые должны соблюдаться при установке газобаллонного оборудования. Дальнейшая настройка системы осуществляется по параметрам силового агрегата, его особенностям, а также потребностям. Если в процессе установки у вас возникли сложности, то лучше доверьте эту процедуру специалистам.

Как подобрать датчик температуры

Датчики температуры на снегоход, в шинах для автомобиля или прочих движущихся устройств выбираются сугубо индивидуально (в большинстве случаев можно воспользоваться продукцией фирмы-изготовителя техники, это PT100, Гольф 2, ВАЗ 2110, PT1000, Калина, NTC, Приора).

Фото – Датчик для компьютера

Для компьютера информаторы подбираются строго исходя от параметров оргтехники, в этом случае температурные датчики (реле) служат для предотвращения перегревания процессора, и представлены марками DS18B20, G62, GSM.

Таким же образом выбираются устройства для измерения выделяемого теплого воздуха для холодильников, их изготавливает компания Siemens, ТСМ и УМЗ.

Фото – Датчик воздуха в салоне

Для измерения температуры на борту и за бортом автомобиля, снегоходов и т.д.

Вам также понадобится купить специальные датчики, они представлены марками Лада, Ланос, Дэу Нексия, Метран, Рено Логан, Шевроле, Ауди, Фокус Форд, Грант, Фольсваген Пассат, ВАЗ Нива, Мерседес, Хонда, Газель.

При выборе модели для салона учитывайте, чтобы она была размещена как можно дальше от печи, и на 20 см выше пола. При необходимости замена прибора легко осуществляется своими руками, схема к каждому датчику идет вместе с инструкцией.

Как подобрать?

При выборе датчика температуры необходимо руководствоваться такими критериями:

• если датчик будет соприкасаться или располагаться внутри измеряемой среды, то берется контактная модель, если находиться вне объекта, то бесконтактная;
• условия и состояние среды, в которой он будет функционировать (влажность, агрессивные вещества и т.д.) должны соответствовать возможностям датчика;
• шаг и градуировка измерений должны обеспечивать удобную эксплуатацию и датчика, и оборудования;
• если датчик подлежит замене в ходе эксплуатации, то устанавливаются сменные варианты;
• при выборе датчика температуры для замены неисправного, лучше воспользоваться его VIN кодом;
• предел рабочих температур должен охватывать все возможные значения нагрева, некоторые из них приведены в таблице ниже.

Таблица: температурные пределы датчиков термоэлектрического типа

Комнатный термометр с жидкостью

До сих пор одними из самых доступных датчиков измерения температуры считаются заполненные термометры. В тубу добавляется жидкость, которая чувствительна к изменению температуры, чаще всего это окрашенный спирт или ртуть.

Под изменением температурного уровня снаружи тубы, жидкость расширяется и поднимается, по таблице-циферблату можно определить, какой уровень температуры сейчас в помещении.

Этот способ хорош, если не требуется высокая точность, ведь при использовании такого измерителя возможна погрешность почти в градус, к тому же, спиртовые модели очень быстро теряют показатели при резком изменении температур, их сложно зафиксировать.

Фото – Комнатный термометр с жидкостью

Жидкость должна иметь относительно большой коэффициент теплового расширения, так что небольшие изменения в температуре приведет к обнаруживаемым изменениям в объеме.

Материал трубки – стекло, иногда закаленное, но обязательно прозрачное, чтобы можно было видеть маркированную таблицу.

Раньше ртуть была более распространена, но её уровень токсичности слишком высок, что может привести к непоправимому ущербу при бытовом использовании.

Хотя заполненные регуляторы являются самыми простыми и дешевыми вариантами для измерения температуры, они также отличаются недолговечностью в виду своей хрупкости. Также их редко применяют при осуществлении даже небольших производственных процессов, т.к. нет возможности регулировать их работу в автоматическом режиме.

По мере повышения температуры, увеличивается расстояние между полосами, металл с высшим коэффициентом теплового расширения расширяется в большей степени, в результате чего появляется напряжение в материалах и отклонение в полосе.

Величина этого отклонения является разницей температуры.

Фото – Биметаллический термометр

Температурные разности, для которых эти термометры могут быть использованы, ограничивается диапазоном, в котором металлы имеют существенно различные коэффициенты теплового расширения.

Биметаллические полосы часто свернутые в трубах и помещены в термостаты. Перемещаемый конец полосы представляет собой электрический контакт, который передает температуру термостата.

Поэтому они могут контролироваться специальными автоматическими устройствами.

Конструкция термопары

Термопара представляет собой тубу, продолговатой, стержнеобразной формы, что позволяет размещать устройство в труднодоступных местах. К примеру, в котлах, двигателях, узких вентиляционных проходов.

Любой (уличный и бытовой) датчик температуры воздуха содержит внешнюю оболочку или гильзу. Гильза защищает содержимое термопары от механического и химического повреждения.

Все счетчики имеют индивидуальные технические характеристики. Рассмотрим, какие показатели имеет электронный канальный датчик температуры охлаждающей жидкости и контроля окружающей среды:

• Размер: три провода в TO-92 корпусе (0,2″х 0,2″х 0,2″)
• Температурный диапазон: начальный в -40 градусов Цельсия и составляет до 150 градусов (в зависимости от типа температура может быть более высокой). Если превысить эти показатели, то возникнет неисправность.
• Диапазон температур перед выходом: после 125 градусов С, точность падает. 2,0 В при 150 градусов С и 0,1 В при температуре -40 градусов С.
• Требуемая мощность: максимум 5,5 В питания, 0.05 А тока.

Подключение всех аналоговых приборов не имеет никаких сложностей. В большинстве случаев достаточно просто включить устройство в сеть питания, проверить разъем и напряжение. Единственное замечание – это продумать его расположение, чтобы датчик максимально точно определил колебания температуры.

Контактные датчики

Датчики контакта температуры могут измерять температуру объекта, в контакте с которым находится датчик, но если предположить, что датчик и объект находятся в тепловом равновесии, то между ними нет теплового потока.

Данный подвид информаторов представлен следующими устройствами:

• Термопары
• Датчики сопротивления температуры (работают при помощи указателя, у них наиболее оптимальное соотношение цена/качество)
• Заполненные термометры
• Полупроводниковые биметаллические термометры
• Промышленные бесконтактные и беспроводные датчики температуры.

Фото – Датчики сопротивления температуры

Большинство коммерческих и научных бесконтактных датчиков температуры и измерения внешней тепловой мощностью излучения инфракрасного или оптического излучения, работают от известной или расчетной области на поверхности или объеме измеряемой жидкости.

Примером бесконтактного датчика температуры является пирометр.

Термометры являются наиболее распространенными датчиками температуры, эксплуатируемые в простых, повседневных измерениях температуры, их используются для котлов, в сигнализациях. Самые популярные биметаллические термометры.

Особенности эксплуатации гбо 4-ого поколения

Оборудование позволяет осуществлять комбинированное питание двигателя бензином и газом. Переключение из одного режима питания в другой может производиться из кабины ручным способом, а также автоматически. Маленькая панель управления содержит светодиодный указатель уровня газа и переключатель топлива. Обычное расположение панели управления – под рулевой колонкой слева возле регулятора направления фар.

Индикатор газа содержит четыре зелёных светодиода и один красный, расположенных в один ряд. Загорание одного зелёного светодиода означает наличие 10 литров газа. Обычно этого запаса хватает на 100-120 км пробега. Загорание красного светодиода сигнализирует о наличии аварийного остатка топлива, которого может хватить на 50-80 км пробега. Оно предупреждает о необходимости заправки газа на газозаправочной станции.

Отдельный красный светодиод, расположенный в верхнем углу пульта и работающий в мигающем режиме, сигнализирует о том, что двигатель работает пока на бензине, но система готовится к переключению на газовое топливо. Это происходит при каждом запуске двигателя до того момента, пока он не наберёт нормальной температуры и хорошо не прогреется.

Кнопка переключения режима питания двигателя и индикаторы количества газа

Так как двигатель имеет как бензиновую, так и газовую систему питания, то такое дублирование в 2 раза повышает надёжность его работы. Кроме того, значительно повышается длительность пробега на одной заправке бензиновым и газовым топливом. Это выгодно в дальних поездках по малонаселённым местностям, где сеть заправок редкая и некачественная.

Особенно выгодно ГБО 4-ого поколения для владельцев авто, двигатели которых оборудованы дорогостоящей системой впрыска топлива с катализатором для очистки выхлопных газов. Оно не только даёт значительную экономию дорогого высокооктанового топлива АИ-98, но экономит при этом ресурс каталитического нейтрализатора.

Это оборудование предназначено для автомобилей, отвечающих экологическим требованиям Евро-3 и более. Оно обладает системой импульсного впрыска газовоздушной смеси, которая работает под контролем отдельного блока управления, сопряжённого с микропроцессором.

Концентрация подаваемой топливной смеси контролируется системой датчиков, которые определяют:

1. давление газа;
2. температуру редуктора;
3. температуру газа.

Если давление подаваемого газа становится ниже порогового значения, то электронный блок автоматически отключает газовые форсунки и открывает бензиновые форсунки, переводя двигатель на бензиновое питание.

Пирометрические

Работают за счет специальных датчиков – пирометров, которые позволяют улавливать малейшие температурные колебания рабочей поверхности любого предмета. Непосредственно сам чувствительный элемент представляет собой матрицу, реагирующую на определенную частоту температурного диапазона.

Этот принцип положен в основу измерений бесконтактным термометром, который получил широкое распространение в период борьбы с коронавирусом. Помимо этого их применение активно используется для тепловизионного контроля конструктивных элементов, оборудования, зданий и сооружений.

Полупроводниковые

Изготавливаются на основе кристаллов с заданной вольтамперной характеристикой. Такие датчики температуры работают в режиме полупроводникового ключа, аналогично классическому биполярному транзистору, где степень нагревания сравнима с подачей потенциала на базу.

Отличаются широким диапазоном производимых измерений и возможностью подстройки датчика в соответствии с рабочими параметрами оборудования. Являются высокоточным типом, мало зависящим от продолжительности эксплуатации. Обладают небольшими габаритами, за счет чего легко устанавливаются в схемах, радиоэлементах и т.д.

Порядок проверки

Как проверить датчик температуры охлаждающей жидкости? Этот процесс недолгий и не требует какой-то специальной диагностики в автосалоне.

Не забывайте — для того, чтобы датчик корректно указывал температуру охлаждающей жидкости, необходимо, чтобы ДТОЖ был погружён в эту жидкость. Для этого необходимо регулярно проверять наличие в системе хладагента. Эта проверка — первый этап, который стоит предпринять при возникновении подозрения о неисправности ДТОЖ.

Следующим этапом будет проверка контактов на окисление и коррозию. Также необходимо выявить нарушения подключения ДТОЖ к системе.

Изучив инструкцию по эксплуатации автомобиля, уточните количество и расположение датчиков. После этого найдите ДТОЖ и установите, что с его подключением всё в порядке.

Для этого ДТОЖ придётся демонтировать, так как проверка связана с его погружением в ёмкость для горячей жидкости.

Возьмите датчик и опустите его в ёмкость с кипятком. Далее необходимо замерить сопротивление на выходе. При этом датчики на разных моделях автомобиля будут показывать разные значения. В интернете доступны таблицы с оптимальным сопротивлением для каждой модели.

Если показатели эталонной и измеренной величин различны, то ДТОЖ подлежит замене. Конструкция датчика настолько проста, что не предусматривает ремонт.

Подключите к датчику мультиметр, который настроен на измерение сопротивления. Затем опустите ДТОЖ в воду и проведите измерения. Затем ёмкость с холодной водой нагревается до 15, 20, 25 градусов, а полученные результаты измерений фиксируются.

Если результаты не совпали с эталонными — потребуется замена.

Существует способ проверить ДТОЖ и без термометра. Температура воды при кипении достигает 100 градусов. Эта температура берётся за основу и измеряется сопротивление. При кипении воды сопротивление должно равняться примерно 176,7 ом. С погрешностями оно может достигать около 190 ом. В случае несовпадения показателей также потребуется замена датчика.

В качестве примера ниже приведена таблица зависимости температуры от сопротивления.

Преимущества гбо четвёртого поколения

ГБО 4-ого поколения по сравнению со своими старшими предшественниками имеет ряд несомненных достоинств. К ним относятся:

• Максимальная экономичность двигателя за счёт точности образования необходимой газовой смеси для каждого его режима работы.
• Мягкая работа силового агрегата, полное отсутствие характерных для ранних типов ГБО «хлопков».
• Высокая степень экологичности двигателя, отвечающая требованиям Евро-3/4, за счёт полного и качественного сгорания топлива. При этом реальное снижение мощности мотора получается не более 2%.
• Универсальность оборудования, позволяющая устанавливать его практически на всех марках современных авто за счёт программной и аппаратной совместимости с системой самодиагностики EOBD.
• Унифицированные разъёмы блоков, исключающие ошибки монтажа оборудования по невнимательности персонала и снижающие его трудоёмкость.
• Высокая надёжность работы оборудования и доступная цена, получаемые за счёт применения современных технологий производства.

Основные проблемные вопросы, связанные с эксплуатацией ГБО

В период эксплуатации автомобиля с ГБО 4-ого поколения может наблюдаться ухудшение его динамических характеристик. Причинами такого явления могут быть:

• неисправность редуктора или его некорректная настройка, в том числе и дозатора;
• засорение фильтра;
• пониженная температура газовоздушной смеси (характерно для зимнего периода эксплуатации);
• чрезмерное обогащение смеси из-за пониженной температуры редуктора.

Ещё кое-что полезное для Вас:

• Как балансируют колеса на авто?
• Что такое электронный блок управления двигателем?
• Как работает климат контроль в автомобиле?

Если автомобиль долго заводится, причиной этого может быть:

Принцип работы и особенности датчиков температуры, классификация и область применения

Современное производство просто немыслимо без автоматизации различных технологических процессов.

Начиная от атомной станции и заканчивая автомобилями, везде можно обнаружить элементы автоматического контроля и регулирования необходимых параметров.

Давление, угловая и линейная скорости, температура и многие другие параметры необходимо контролировать для более эффективной работы всего производства или машины.

Исходя из того, что условия и диапазоны температур могут сильно варьироваться, датчики и первичные преобразователи исполняются с различными свойствами и качествами в зависимости от технологических требований.

Сам по себе датчик измерения температуры является устройством, способным получать измеряемую величину и преобразовывать её в сигнал для последующей обработки и регулировании контролирующим прибором.

Проще говоря, он является преобразователем одной величины (температуры) в другую величину (электрический ток, сопротивление), которую способен обработать прибор (к примеру, регулятор температуры) и на основании полученных данных выполнить действия, для которых создаётся сам этот прибор.

К примеру, при достижении температуры выше заданной прибор может отключить исполнительный механизм для остановки источника (среды) нагрева.

Различия датчиков уровня газа

В основу устройства резистивного или электромеханического типа положен магнит, который жестко зафиксирован на оси поплавка мультиклапана и поворачивается вместе с ним. Применение такой схемы разрывает прямую механическую связь с газовой смесью, что положительно сказывается на эксплуатационной надежности устройства.

Резистивные приборы, которые устанавливают на мультиклапан, конструктивно выполняют по двух- и трехконтактной схемам, что меняет организацию соединительной проводки.

Кроме резистивных датчиков доступны устройства, реализующие иные принципы работы. Так бесконтактный ультразвуковой датчик уровня функционирует по принципу звуковой локации. Фактически он замеряет линейную величину, которую затем пересчитывают в объемные единицы. Увеличение точности работы устройства достигнуто тем, что:

• применяют акустические колебания ультразвукового диапазона;
• баллоны располагают горизонтально;
• используют только те датчики, которые предназначены для конкретного типа газобаллонного оборудования.

Принцип ультразвуковой локации реализует популярный датчик gaslevel.

Производитель обычно рекомендует датчики для работы с конкретным типом газобаллонного оборудования. Для удобства монтажа комплект поставки, как правило, дополнен крепежом.

Состав и схема работы гбо 4-ого поколения

Схема ГБО 4-го поколения

ГБО включает в себя три составные части:

1. Баллон для заправки сжиженного газа;
2. Мультиклапан;
3. Узел подготовки, распределения и впрыска газа.

Мультиклапан устанавливается на горловине газового баллона. Он предназначен для обеспечения заправки баллона и экономного и безопасного расходования газа в процессе питания работающего двигателя. В его состав входят:

1. 3 клапана – входной (заправочный), выходной (расходный) и аварийный (скоростной);
2. указатель заправки баллона;
3. трубка забора топлива.

Скоростной клапан обеспечивает перекрытие расходного канала в случае быстрой утечки газа при обрыве или повреждении соединительной трубки от баллона до двигателя.

Система подготовки и распределения газа состоит из:

1. одноступенчатого редуктора при использовании пропана или двухступенчатого редуктора для метана. Редуктор обеспечивает перевод топлива из жидкого состояния в газообразное. Двухступенчатый редуктор, кроме того, понижает давление газа;
2. форсуночной рампы с жиклёрами;
3. фильтра для очистки газа.

Запуск мотора предусмотрено проводить на бензине. Запуск от газа является нештатным режимом и допускается при неисправности бензиновой системы. Однако он создаёт большую нагрузку на диафрагму редуктора и значительно сокращает его срок службы. При устойчивом прогреве двигателя до 20-300С происходит его автоматическое переключение на газовое питание. При падении давления газа до порогового значения двигатель автоматически переключается обратно на питание от бензина. При этом вырабатывается специальный звуковой сигнал, предупреждающий водителя об отсутствии газа.

ГБО 4-ого поколения не допускает появления различных хлопков в канале впуска топлива, характерных для плохо синхронизированных механических систем подачи. Поэтому его можно смело монтировать на двигатели с пластиковыми коллекторами и системами с регулируемой геометрией подачи газовой смеси.

Схемы подключения

Основные отличия в подключении датчика температур обуславливаются сферой его применения и конструктивными особенностями. Так, в рамках статьи, мы рассмотрим несколько наиболее распространенных и интересных вариантов. Таковыми является подключение с помощью двухпроводной и трехпроводной схемы.

На рисунке 5 приведен вариант двухпроводного присоединения измерительного устройства. Этот принцип рекомендуется для всех датчиков  температуры с небольшим расстоянием до контролируемого объекта. Так как сопротивление самого чувствительного элемента  Rt мало измениться от сопротивления соединительных проводников R1 и R2, соответственно, поправка на измерения будет минимальной.

При больших расстояниях, от 150 м и более, подключение датчика следует выполнять по трехпроводной схеме, в которой существенно снижается погрешность на сопротивление в проводах R1, R2, R3.

Практически в каждом современном авто осуществляется постоянный контроль температурных параметров мотора. Поэтому использование датчика является обязательным требованием безопасности. Согласно двухпроводной схемы (рисунок 7) датчик подключается одним выводом на отдельно стоящий концевик капота, который не имеет каких-либо подключений к цепи. А второй вывод, подсоединяется к блоку сигнализации установленным порядком, в соответствии с моделью.

На рисунке 8 приведен пример включения цифрового датчика Dallas. Это модель с тремя выводами, первый из которых, согласно распиновки GND подключается к заземляющему выводу микроконтроллера, второй DATA к выводу PIN 2, а третий к клемме питания 5 В. Между третей и второй ножкой включается резистор на 4,7кОм.

Термопары

Конструктивно термопара представляет собой спайку двух проволок из разного металла. Разность температур между горячим и холодным концами провоцирует в цепи возникновение ЭДС, величина которой зависит от материала и термоэлектрической силы термопары и может быть от 40 до 60 мкВ. В качестве материала термопары используют сочетания никель-хром, хром-алюминий, железо-никель, железо-константан и другие.
Термопара обеспечивает высокую точность, однако снять эту точность проблематично. Являясь относительным датчиком, термопара имеет зависимость уровня напряжения от разности температур между спаями. Холодный спай обычно имеет температуру среды, в которой находится.

В работе с термопарой существует ряд трудностей, сопровождающих снятие данных с датчика:

• Нелинейность термопары. Для перевода значения ЭДС в температуру и обратно используются полиномы большого порядка, прописанные в ГОСТе
• Значения термо-ЭДС, получаемые с термопары малы, порядка единиц и сотен микровольт, что делает невозможным применение обычных аналогово-цифровых преобразователей. Для снятия неискаженных данных с термопары используются прецизионные многоразрядные малошумящие аналогово-цифровые преобразователи

Терморезистивные термоэлектрические преобразователи

Основными положительными сторонами подобных термодатчиков является их долговечность, стабильность и высокая чувствительность. Они прекрасно вписываются практически в любую схему.

Работа таких термопреобразователей основывается на изменении сопротивления под действием температуры на проводник или полупроводник. Проще говоря, они содержат в своей конструкции терморезистор, который реагирует на изменение замеряемой среды.

В зависимости от материала, используемого в терморезистивных термодатчиках, их разделяют на:

1. Кремниевые резистивные, которые отличаются долговременной стабильностью и высокой точностью.
2. Резистивные детекторы температуры, отличающиеся высокой стабильностью, прочностью и точностью. В основе их работы заложена способность металлов изменять своё сопротивление при воздействии температуры. Чаще в таких датчиках используют платину или медь, а при контроле особо высоких температур — вольфрам. Единственным их недостатком является относительно высокая стоимость.
3. Работа термисторов основана на использовании металлооксидных соединений. Применяют их лишь для замеров абсолютных температур. Основным из минусов можно выделить необходимость калибровки и недолговечность.

Термоэлектрические

В основе работы термоэлектрического датчика лежит принцип термопары (см. рисунок 1) – у всех металлов существует определенная валентность (количество свободных электронов на внешних атомарных орбитах, не задействованных в жестких связях). При воздействии внешних факторов, сообщающих свободным электронам дополнительную энергию, они могут покинуть атом, создавая движение заряженных частиц.

На практике применяется несколько разновидностей термоэлектрических датчиков температуры, так, согласно п.1.1  ГОСТ Р 50342-92 они подразделяются на:

• вольфрамрений-вольфрамрениевые (ТВР) – применяется в средах с большой рабочей температурой порядка 2000°С;
• платинородий-платинородиевые (ТПР) – отличаются высокой себестоимостью и высокой точностью измерений, применяются я в лабораторных измерениях;
• платинородий-платиновые (ТПП) – оснащаются защитной трубкой из металла и керамической изоляцией, обладают высоким температурным пределом;
• хромель-алюмелевые (ТХА)  – широко применяются в промышленности, способны охватывать диапазон температуры до  1200°С, используются в кислых средах;
• хромель-копелевые (ТХК) –  характеризуются средним температурным показателем, монтируются только в неагрессивных средах;
• хромель-константановые (ТХК) – актуальны для газовых смесей и разжиженных аэрозолей нейтрального или слабокислого состава;
• никросил-нисиловые (ТНН) – применяются для устройств среднего температурного диапазона, но обладают длительным сроком эксплуатации;
• медь-константановые (ТМК) – характеризуется наименьшим пределом измерений до 400°С, но отличается устойчивостью к влаге и некоторым категориям агрессивных сред;
• железо-константановые (ТЖК) – применяются в среде с разжиженной атмосферой или вакуумного пространства.

Такое разнообразие температурных датчиков на основе термопары позволяет охватывать любые сферы человеческой деятельности.

Установка и подключение

По типу расположения газовые клапаны бывают:

1. Выносные;
2. встроенные.

Выносной электроклапан ГБО, как правило, монтируют в подкапотном пространстве автомобиля, либо ставят непосредственно на газовый редуктор через переходник. Встраиваемый, расположен в корпусе испарителя.

Встроенный и выносной электроклапаны

Иногда, для большей безопасности устанавливают сразу два клапана, после мультиклапана (в расходной магистрали до испарителя) и на редукторе.

Подключение происходит при помощи проводки газового оборудования, согласно схеме, которая прилагается в комплекте ГБО. При установке 2-го поколения жгут прокладывается от кнопки управления к соленоиду. В ходе установки 4-го поколения, кабель идёт от блока управления ГБО к клапану. Разницы, куда подключать клеммы на катушке, нет.

Функции клапанов гбо

Электромагнитные клапаны, устанавливаемые на газовое оборудование, получили названием «мультиклапаны» по той причине, что выполняют сразу несколько функций. Если быть точнее, то в функциональный набор большинства узлов такого типа входят:

• Возможность заправки через специальный штуцер. Таким образом, заправочная функция клапана позволяет через него наполнить баллон топливом, если иные способы для достижения данной цели не применимы по каким-либо причинам;
• Напротив, возможность опустошения баллона через специальный штуцер;
• Блокировка заправочных и расходных каналов путём использования клапанного механизма;
• Блокировка чрезмерного наполнения баллона посредством использования специальной отсечки с поплавком;
• Блокировка подачи газа по магистрали в мотор при остановке его работы, что организует «антихлопковую» функцию клапана. Особенно это было актуально для оборудования первых поколений, ибо малейшие проблемы с подачей газа в ДВС сопровождались звуками хлопков, взрывов. Именно мультиклапан – антихлопок, решил эту проблему первым;
• Определение уровня газа в резервуаре, благодаря уникальной магнитной системе индикации его количества;
• Фильтрация газа в его сжиженном состоянии, что происходит из-за наличия в структуре узла фильтрующего элемента;
• Организация дополнительной подпитки мотора горючим.

На сегодняшний день мультиклапана в своём стандартном виде с набором отмеченных выше функций практически не используются, ибо такая система ГБО не является абсолютно безопасной. Несмотря на это, такой гигант в сфере универсальных газоклапанов как Ловато до сих пор по чуть-чуть выпускает их на продажу.

Цена вопроса

Стоимость зависит от производителя устройства, а также качества его выполнения.

1. Stag WPG-2 (цена – около 570 рублей)
1. Stag WPG-2 (цена – около 570 рублей)
2. STAG (WPG-4) (цена – в среднем около 800 рублей)
3. AEB 1090 (цена – примерно 700 рублей)