В этих датчиках смещение диафрагмы преобразуется в перемещение сердечни­ка ЛДТ. Такие датчики ранее на автомобилях не применялись.

Линейный дифференциальный трансформатор — это электромеханическое устройство, вырабатывающее выходной электрический сигнал, пропорциональ­ный перемещению ферромагнитного сердечника. ЛДТ состоит из первичной и двух вторичных обмоток, симметрично расположенных на цилиндрическом кар­касе. Свободно движущийся внутри обмоток ферромагнитный сердечник в форме стержня обеспечивает связь этих обмоток через магнитный поток. На рис. А.7 по­казана конструкция ЛДТ и приведена его принципиальная электрическая схема.

При возбуждении первичной обмотки с помощью внешнего источника пере­менного напряжения в двух вторичных обмотках наводятся ЭДС взаимоиндукции. Вторичные обмотки включены последовательно и встречно, поэтому результиру­ющий выходной сигнал преобразователя представляет собой разность этих напря­жений и равен нулю, когда сердечник находится в центральной (или в нулевой) позиции.

Рисунок А.7 – Линейный дифференциальный трансформатор и его принципиальная схема

При уходе сердечника из этой позиции напряжение, индуцируемое в той вторичной обмотке, к которой движется сердечник, возрастает, а напряжение, индуцируемое в другой вторичной обмотке, уменьшается. В результате вырабаты­вается дифференциальный выходной сигнал, величина которого линейно зависит от положения сердечника. Фаза выходного напряжения изменяется скачком на 180° при переходе через нулевую позицию.

Полезную информацию о перемещении несут амплитуда и фаза выходного сигнала. Приходится использовать фазочувствительные демодуляторы, они име­ются в интегральном исполнении.

ЛДТ могут применяться в датчиках абсолютного давления впускного коллектора, где они преобразуют перемещение мембраны в электриче­ский сигнал.

ЛДТ обеспечивает погрешность преобразования перемещения сердечника в на­пряжение порядка 0,25%.

Первичная обмотка запитывается синусоидальным напряжением 3...15 В с час­тотой 2...5 кГц. Коэффициент трансформации дифференциального трансформато­ра 10:1...2:1.

ЛДТ характеризуется отсутствием трения, стабильностью нуля, гальванической развязкой входа и выхода, может работать в агрессивных средах.

Емкостные датчики давления

В таких датчиках одна из обкладок конденсатора является диафрагмой, кото­рая прогибается при изменении давления. Номинальная емкость конденсатора определяется зависимостью С = A·k·ε /d, где А - площадь обкладки, ε - диэлект­рическая постоянная, d - расстояние между обкладками, к - коэффициент, за­висящий от конструкции датчика. В качестве чувствительных элементов использу­ются кремниевые или керамические диафрагмы.

На рис. А.8 показан емкостной датчик с кремниевым чувствительным элемен­том для измерения разрежения (Ford).

Рисунок А.8 – Емкостной датчик

Кремниевая диафрагма закреплена на корпусе из стекла Ругех, поверхность стекла металлизирована для создания обкладки конденсатора методом фотолитог­рафии. После закрепления кремниевой диафрагмы на стеклянной основе специа­льным герметиком в полости создается вакуум, отверстия запаиваются припоем, который образует выводы конденсатора для монтажа на печатную плату или кера­мическую подложку. Емкость конденсатора меняется линейно примерно от 32 до 39 пФ при изменении давления от 17 до 105 кПа. Размеры датчика 6,7 × 6.7 мм, коэффициент ТКЕ — (30...80)·10^-6 на °С, нелинейность менее 1,4%, время уста­новления показаний менее 1 мс. Выходной сигнал датчика для подключения к ЭБУ обычно преобразуют в частоту.

Аналогично устроены и керамические датчики.