►В датчике температуры на основе биметаллического чувствительного элемента (рис. А.12) используется свойство различных металлов по-разному изменять свои линейные размеры в зависимости от темпе­ратуры. Изгиб (перемещение) пластины ис­пользуется для замыкания или размыкания контактов или перемещения движка потен­циометра. В первом случае получается дис­кретный, а во втором — аналоговый датчик температуры.

► В датчиках температуры, реализованных на р-п-переходе, используется свойство перехода изменять падение напряжения в зави­симости от температуры при постоянном токе. Например, в качестве датчика ис­пользуется переход база-эмиттер кремниевого транзистора с малым током коллектора (около 0,ГмА) для предотвращения саморазогрева.

Рисунок А.12 – Биметаллический чувствительный элемент

В диапазоне тем­ператур -40...+150 °С напряжение на переходе изменяется от 730 до 300 мВ с нели­нейностью ±3 мВ. Подобные датчики размещаются непосредственно в микросхе­мах силовых преобразователей и стабилизаторов.

► Термостат — это механический датчик температуры. Расширяющийся эле­мент приводит в действие клапан, перенаправляющий поток охлаждающей жид­кости в радиаторе.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           

► Термоиндикаторы — материалы, температура плавления которых калибруется с точностью до ±1 °С, при этом меняется цвет. Используются в виде краски или аппликаций, которые наносятся на поверяемую поверхность во время испытаний автомобиля.

► Инфракрасные термометры (пирометры) определяют температуру тел по их тепловому излучению. Метод бесконтактный.

А.2.5 Датчики влажности

Этот тип датчиков интенсивно используется во время климатических испыта­ний автомобиля. На серийных автомобилях пока не устанавливаются.

В основном используются датчики относительной влажности — резистивные и емкостные. В емкостных влажность изменяет диэлектрические свойства изолятора  (полимерной пленки). Такие датчики стабильны, работают до 180º С. В резистивных 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 -107...2 -103 Ом.

А.3 Датчики расхода жидкостей и газов

А.3.1 Общие сведения

Датчики расхода необходимы для оптимальной реализации основных функций управления двигателем. Например, в системах управления впрыском количество подаваемого в двигатель топлива рассчитывается по массе воздуха, подаваемого в цилиндры. Масса воздуха М_А измеряется непосредственно или косвенно, по объ­емному расходу:

N — число оборотов, V — объем двигателя (литраж), ή — коэффициент использо­вания объема двигателя (ή =f (N)), Р — разрежение во впускном коллекторе, R_A — конструктивная постоянная, Т_А — температура воздуха во впускном коллекторе.

При косвенном измерении массы М_А воздуха следует учитывать зависимость объема V от коксования, а также запаздывание изменений Р по отношению к из­менениям M_A. Такой способ получается более дешевым по отношению к непо­средственному измерению массы воздуха, но менее точным.

Современные автомобили оснащаются в основном датчиками для непосредст­венного измерения массы М_А всасываемого в цилиндры воздуха. Выходной сигнал таких датчиков аналоговый (0...4 В) или частотный.

Помимо измерения массы поступающего в двигатель воздуха датчики расхода уже сегодня находят применение на мобильных машинах в следующих случаях:

• при определении расхода топлива для информационной системы водителя. Расход определяется по разности между количеством 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 N_OX в выхлопе. Кон­троль расхода 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 применяется 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. А.9 приведены сведения о параметрах современных датчиков расхода жидкостей и газов.

Таблица А.9 – Параметры современных датчиков расхода жидкостей и газов

Датчики расхода имеют принцип действия, основанный на измерении одного из следующих параметров: угла отклонения 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 температуры находящегося в потоке среды нагретого тела.