Датчик уровня топлива что такое ДУТ устройство и принцип работы

Как работает датчик уровня топлива

Современный датчик уровня топлива  — это не что иное, как датчик-потенциометр перемещения. Подобное устройство обладает рядом преимуществ, таких как: доступность, надежность и простота конструкции датчика; высокая точность проводимых измерений и низкая цена. Среди недостатков стоит выделить наличие отдельных элементов, восприимчивых к окислению и частым поломкам.

В топливной системе автомобиля могут использоваться датчики-потенциометры двух видов – трубчатые и рычажные. Основным элементом конструкции подобных датчиков является т.н. поплавок, для изготовления которого может использоваться тонколистовой металл, полая пластмасса и пенопласт.

В таком типе устройства поплавок соединяется с контактом датчика при помощи небольшого рычага, изготовленного из металла. Рычажный датчик представляет собой сектор, который разделен на полосы металла резистивного типа. Основой конструкции являются надежные износостойкие резисторы с толстой пленкой.

Подобный датчик может устанавливаться как отдельно, так и в блоке, который отвечает за подачу топлива. Блок может состоять из ТН и заборника топлива.

Благодаря своей исключительной универсальности рычажные датчики могут применяться практически на всех топливных баках.

В данном типе датчика поплавок двигается внутри полой трубки. Параллельно установлены и провода, создающие сопротивление, на концах которых имеются контактные кольца для поплавка. Трубчатые датчики отличаются высоким уровнем устойчивости к различным колебаниям ТС.

ДВС, которые применяют новые виды топлива, оснащаются специальными бесконтактными ДУТ. Наиболее известным из таких датчиков является  магнитный датчик неактивный (MAPPS).

Основной элемент подобного устройства является закрытым, что полностью предотвращает его непосредственный контакт с горючей смесью. Поплавок в магнитном датчике соединяется с рычагом при помощи магнита (отсюда и название).

Передвижение магнита осуществляется исключительно по сектору, на котором устанавливаются металлические пластины, имеющие разную длину. Сформированное магнитное поле создает электрический сигнал на поверхности пластин, который определяет существующий уровень топливной смеси в баке.

Принцип действия ДУТ основан на следующем – для определенного значения уровня горючего в баке создается собственный сигнал на датчике.

Замеры уровня топлива поплавком осуществляются только при снижении уровня ТС в баке. При этом изначально указатель уровня показывает на заполнение бака, и только спустя некоторое время происходит плавное снижение указателя. В этот временной интервал датчики уровня могут допускать некоторую погрешность в измерении, которая зачастую не превышает 1%.

Читать далее:  Бустер для запуска двигателя виды и принцип работы автомобильных пуско-зарядных устройств ПЗУ а также плюсы и минусы стартовых приборов

В большинстве топливных систем устанавливаются датчики уровня с цифровым и аналоговым сигналом. Датчик аналогового типа определяет степень изменения напряжения на потенциометре. Подобные датчики дают большую степень погрешности в измерениях в сравнении со своими цифровыми аналогами.

Датчик цифрового типа предназначен для преобразования аналогового сигнала в соответствующую цифру с дальнейшей корректировкой и выравниванием значения, с учетом возможных колебаний уровня ТС. Датчики данного типа отличаются высокой точностью, с допустимым уровнем погрешности в 0,5%.

    Цифровой, как правило, RS232/422/485АналоговыйЧастотный

Основная масса приборов различных фирм производителей — это совместные вариации двух названных выше параметров. 

Наибольшее распространение сегодня получили емкостные датчики, основанные на принципе измерения электрической емкости. Что из себя представляет подобного рода датчик? Фактически это конденсатор, где роль разнополюсных обкладок выполняет внешняя трубка (собственно, так датчик и выглядит) и внутренний стержень (установленный внутри внешней трубки) или проволока, выполняющая роль второй обкладки конденсатора.

К одной из сторон этой конструкции прикреплен электронный прибор, который собственно и измеряет емкость между двумя этими полюсами конденсатора. Установив эту конструкцию вертикально внутрь бака, мы получаем конденсатор переменной емкости. Емкость такого конденсатора будет обратно пропорциональна уровню топлива в баке.

Чем выше уровень топлива в баке, тем меньше емкость конденсатора и наоборот. Здесь нужно сразу отметить, что такие датчики не способны измерять уровень жидкости, которая в своем составе содержит воду или является водой в чистом виде.Объяснение простое: вода является проводником электрического тока, и обкладки конденсатора столь малой емкости будут просто замкнуты любым уровнем жидкости.

Датчики, о которых идет речь, пригодны для измерения уровня только органических жидкостей, чем по сути и являются дизельное топливо и бензин. Электронная схема ДУТ преобразует величину емкости конденсатора в электрический сигнал. А  сигнал, в свою очередь, уже может быть цифровым, аналоговым или частотным.

Цифровой — это набор нулей и единиц (двоичный код). Единица — это высокий уровень, скажем 5 В, ноль – это ноль вольт. 

Аналоговый – это уровень напряжения от 0 до 10 вольт, например, 0 вольт – пустой бак, 5 вольт – полбака, 10 вольт – полный бак. 

Частотный – это переменное напряжение различной частоты в зависимости от емкости конденсатора или, что связано напрямую, уровня топлива в баке. Пример такого датчиказдесь.

Читать далее:  Плохо включается первая задняя или вторая передача основные причины

Второй тип датчиков это – ультразвуковые датчики, в основу принципа измерения которых положено следующее физическое свойство: в разных средах скорость распространения звуковых волн разная. Чем более плотная среда, тем выше скорость распространения звуковых волн. Внутри ультразвукового датчика находится излучатель и приемник ультразвуковых волн.

Нередко в качестве такого излучателя используется пьезокерамическая пластина, способная резонировать на частотах 40 кГц и выше. Далее алгоритм измерения выглядит следующим образом: на пьезокерамическую пластину подается кратковременный электрический потенциал, который заставляет пластину резонировать и создавать ультразвуковые колебания.

Ультразвуковая волна, распространяясь в жидкостной среде (топливо), доходит до границы раздела сред топливо-воздух, отражается и движется в обратном направлении к приемнику. Часто приемником и излучателем служит одна и та же пьезокерамическая пластина. Теперь уже ультразвуковая отраженная волна действует на пьезокерамику, которая, в свою очередь, создает разность потенциалов на выходе.

Контроллеру, который управляет всем этим процессом, остается лишь измерить время, которое ультразвуковая волна затратила на прохождение пути до раздела сред и обратно. Чем больше времени прошло с момента излучения и до момента последующего приема ультразвуковой волны, тем выше уровень топлива в баке.

Чем ниже уровень в баке, тем короче время. Понятно, что датчики такого типа устанавливают на внешней стороне нижней стенки бака. Точность такого прибора сильно будет зависеть от геометрической формы бака. Затем время прохождения ультразвуковой волны преобразуется в электрический сигнал, который может быть также цифровым, аналоговым или частотным (см. выше описание емкостного датчика). Пример такого датчика здесь.

Последний тип – герконовые датчики. Принцип их работы прост. Есть некоторый набор герконов, расположенный на одной линии вертикально. Вдоль этой линии двигается постоянный магнит, находящийся в поплавке.Чем выше уровень топлива в баке, тем более высокий геркон замыкает контакты. Конструктивно такой датчик может быть выполнен так же, как и емкостный, однако внутри его трубки находятся герконы и поплавок с магнитом.

На одном конце этой трубки элементарная электроника, создающая электрический сигнал, который, как и в первых двух датчиках, может быть цифровым, аналоговым или частотным. Точность такого измерителя уровня жидкости крайне зависит от количества установленных герконов, но есть и плюсы у данного типа датчика — с помощью него можно измерять уровень воды. Пример такого датчика здесь.

Датчик уровня топлива что такое ДУТ устройство и принцип работы

Однако у всех датчиков есть один существенный параметр — относительная точность, обычно заявленная в процентах. Тем, кому не хочется вникать в технологию передачи цифровых и аналоговых сигналов, разбираться в их отличиях, достоинствах и недостатках, скажу, что самым точным на сегодня является ДУТ, в основу которого заложен емкостный принцип измерения, и выходной сигнал передается в цифровом виде.

Читать далее:  Диагностическая карта для ОСАГО что это такое где ее получить какой срок действия техосмотра

Датчики фирмы Omnicomm имеют заявленную относительную погрешность измерения 1% (т.е., измеряя таким датчиком уровень жидкости, например, в столитровой бочке, вы сможете с точностью до одного литра знать реальный объем)! Это фантастическая точность, которую можно достичь в идеальных лабораторных условиях.

Датчики других производителей и датчики, основанные на ультразвуковом и герконовом измерении, такой точностью не отличаются, их погрешность изначально составляет 2-3%. На практике же топливо в баке имеет возможность перемещаться во время движения автомобиля, при этом уровень топлива линейно соответствует объему лишь в том случае, если бак имеет форму правильного параллелепипеда, установленного строго горизонтально поверхности земли.

Все это, а также погрешности передающих устройств, задержка по времени в передаче сигнала и отображении, качество монтажа при установке оборудования приводит, так или иначе, к снижению точности всей системы измерения. Можно сказать, что реальная система измерения уровня топлива в баке работает идеально, если ее относительная погрешность находится на уровне 5-7%, именно на этот показатель необходимо ориентироваться в дальнейшем.

Теперь важно понять, что будет видеть и чем может пользоваться тот, кто работает с данной системой. Что он получит на выходе? Результатом работы датчиков уровня топлива являются отчеты о расходе и приходе топлива в бак. Проще говоря, о заправках и расходовании. Обычно в качестве такого отчета используется диаграмма расхода топлива, где по горизонтальной оси зафиксировано время работы транспортного средства, а по вертикальной – уровень топлива в баке.

Вот пример графического отчета.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
AutoJiza
Adblock
detector