Датчик скорости для чего нужен: виды, устройство, как проверить, где находится

Posted on

Содержание

Принцип действия датчика скорости автомобиля

принцип действия датчика скоростиПринцип действия датчика скорости автомобиля с электронной системой управления двигателем (ЭСУД) основан на эффекте Холла. (если через проводник или полупроводник пропустить электрический ток и воздействовать на него магнитным полем, то в нем возникает определенное выходное напряжение). В случае с датчиком скорости если изменять магнитное поле пропорционально скорости движения автомобиля, то ее можно вычислить.


Порядок работы и принцип действия датчика скорости

На примере датчика скорости автомобилей ВАЗ 21083, 21093, 21099 с инжекторным двигателем и системой управления (ЭСУД).

Датчик скорости автомобилей ВАЗ 21083, 21093, 21099 с электронным спидометром состоит из вала (привода) от шестерни в коробке передач и собственно датчика (элемент Холла, экран с прорезями и магнит). Экран вращается вместе с валом датчика. За экраном расположен магнит, создающий магнитное поле. Снаружи экрана расположен элемент Холла, состоящий из полупроводника и повышающих напряжение элементов.

На датчик скорости с блока управления (ЭБУ) ЭСУД подается напряжение равное (или чуть ниже) напряжению бортовой сети автомобиля. При движении автомобиля вал датчика вращается со скоростью пропорциональной скорости движения автомобиля. При этом экран вращается вокруг неподвижного магнита, своими зубцами прерывая создаваемое им магнитное поле. Всего зубцов шесть и прорезей шесть. При прохождении зубца между магнитом и элементом Холла на ЭБУ с датчика подается минимальное напряжение, равное 1v.

датчик скорости не работает

При прохождении прорези — равное 5v. Создаются так называемые прямоугольные импульсы. Всего 6000 импульсов на 1 км пути (6 импульсов – 1 метр или один оборот колеса, или один оборот вала датчика). Исходя из количества импульсов в единицу времени, ЭБУ рассчитывает скорость автомобиля, а электронный спидометр в щитке приборов показывает ее водителю.

датчик скорости работает

Блок управления (ЭБУ) на основе данных полученных с датчика скорости определяет — стоит автомобиль или движется. Так же параметр скорости движения учитывается им при расчете угла опережения зажигания, величины и продолжительности впрыска, силы искрового разряда на свечах зажигания.

Электронный спидометр в щитке приборов автомобиля на основе частоты импульсов с датчика скорости отклоняет стрелку в ту или иную сторону. Чем больше импульсов в единицу времени, тем выше напряжение, тем большее значение скорости показывает спидометр.

Примечания и дополнения

— На автомобилях с карбюраторными двигателями устанавливается механический датчик скорости имеющий иной принцип действия и порядок работы. Подробнее: «Датчик скорости автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099 с карбюраторным двигателем».

Еще статьи по принципу действия частей и механизмов автомобиля

— Датчик Холла, принцип действия и порядок работы

Для чего нужны датчики скорости — КомиОнлайн

Четверг, 4 июля, 2019, 15:50 3185 3

Важность использования автомобильных датчиков неизменно растет.

Приборы предназначены для контроля бесперебойной работы автотранспорта, функций двигателя, помогают отслеживать расход технических жидкостей и прочее.

 

Классификация

 

Если ранее использовалось всего три разных датчика, то сегодня их десятки, и ежегодно появляются новые приборы, обеспечивающие определенные функции. Датчики отличаются техническими параметрами, о которых хотят рассказать специалисты Avto.pro

.

Классификация, в соответствии с функциями и условиям работы.

  • Тип первый. Элементы, отвечающие за диагностику и работоспособность тормозной системы и системы рулевого управления.
  • Тип второй. Элементы, контролирующие силовой агрегат, трансмиссию, подвеску и шины.
  • Тип третий. Элементы, обеспечивающие защитные функции автотранспорта и комфорт в процессе езды.

Современные датчики изготавливаются из новых материалов, поэтому в сравнении с первыми электронными системами работают дольше, обеспечивая высокую точность измерений. Новейшие технологии позволили значительно уменьшить размер приборов, что дает возможность устанавливать их в автомобилях, где много различных узлов и агрегатов.

 

Применение датчика скорости

 

Без этого датчика современный автомобиль не обходится. Функция прибора состоит в том, чтобы направлять импульсы, которые формируются за определенный период, тахографу. Датчик служит для того, чтобы обеспечить пропорциональность частоты сигналов со скоростью вращения ведущих колес автотранспорта. Во многих автомобилях используется датчик Холла.

В настоящее время получили применение два вида приборов.

  • Аналоговые датчики, которые могут располагаться за коробкой, спидометром или в другом месте. По конструкции прибор состоит из шестеренок, сигнал передается по тросу. Аналоговые приборы не совмещаются с цифровыми тахографами.
  • Цифровые датчики отличаются от аналоговых конструкцией, сигнал передается по кабелю. На автомобиль, оснащенный КПП с механическим датчиком, нельзя устанавливать цифровой тахограф.

 

Чем заменить неисправный датчик?

 

Оригинальные датчики устанавливает предприятие, где собирался автомобиль. Известно, что оригинальные автозапчасти являются лучшим выбором для автомобиля. Однако даже самые надежные детали с течением времени выходят из строя. Чем можно заменить неисправный прибор? В первую очередь нужно выбирать элементы, подходящие марке вашего автомобиля, но о качестве тоже не стоит забывать.

  • Лучшие модули на рынке предлагаются Behr/Hella, Wahler, Bosch, Lucas/TRW, VDO, Beru, NGK.
  • Отличным бюджетным решением станут датчики производства FAE, Meat&Doria, MTE-THOMSON, Advantech, Intermotor, Quick Brake, Transpo.
  • Самые дешевые приборы предлагают фирмы ERA, Hans Pries, AD, SWAG, Nipparts.

При необходимости приобрести бюджетный датчик можно воспользоваться разделом разборки, чтобы подобрать максимально выгодные по цене комплектующие для замены. Специалисты напоминают, что экономить на датчиках не рекомендуется, так как это может повлиять на работу узлов автомобиля и безопасность в целом.

 

Фото с сайта pixabay.com

Статья об автомобильных датчихах скорости и их видах. Советы по выбору

Без правильно подобранного датчика скорости не может обойтись ни одно транспортное средство. Основная задача модуля – направить на тахограф импульсы, количество которых сформировано за установленный период времени пропорционально скорости авто. Данные от чувствительного модуля используются для отображения скорости на спидометре, для изменения режимных параметров, которые зависят и от оборотов двигателя, и от скоростных характеристик.

Виды датчиков и их корректная работа

В зависимости от принципа работы устройства передачи импульсных сигналов бывают аналоговые и цифровые.

Бортовой прибор автоматического измерения и индикации эксплуатационных параметров транспортного средства требует согласованной установки датчиков скорости. Например, для цифровых тахографов подходят только электронные датчики (от измерительного узла данные сначала записываются тахографом и только после этого поступают на спидометр).

Аналоговые модификации

Устройства состоят из нескольких шестеренок, могут устанавливаться сразу после коробки или спидометра, проходные типы – между механическим спидометром и тросом. Сигналы от измерителя на спидометр передаются по тросу. Аналоговое оборудование не может использоваться с современным тахографом цифрового типа. Устройство физически не может считать данные с аналогового датчика.

Цифровые датчики скорости

Электронные измерительные модули имеют другое исполнение, передают частотно-импульсный сигнал по установленному кабелю, а не тросу. Оборудование совместимо только с цифровым тахографом. На авто, чья КПП оснащена механическим датчиком, установить контрольное устройство цифрового типа без замены измерительного элемента не удастся.

Как подобрать датчик скорости

Успешная покупка и функциональность оборудования зависит от года выпуска автомобиля и типа КПП. При неправильном подборе датчик будет работать некорректно. Например, на выходе измерителя будет значительное число импульсов и при увеличении скорости устройство просто не сможет фиксировать их, будет отключаться.

Выбор зависит и от модели авто. Автомобили старой сборки (до 2007 г) чаще всего оснащены аналоговыми датчиками. Чтобы на них установить новаторские цифровые контрольно-измерительные модули, нужно заменить механические измерители. Иначе сигналы не будут восприниматься тахографом.

Алгоритм замены:

  • демонтаж механических датчиков;
  • замена проводов и компонентов электроники;
  • установка цифрового спидометра.

В авто постсоветского автопрома смена измерительных приборов не вызовет проблем, ведь в них используются стандартные переходники, изготовленные по ГОСТам.

Другое дело – транспортные средства импортного производства (японского, корейского, китайского и пр.). В них нет единой классификации резьбовых соединений, действуют разные стандарты.

Авто зарубежных брендов также приходится дооснащать цифровыми датчиками скорости. К примеру, в Mercedes Sprinter, Ford Tranzit за отслеживание скорости отвечает установленный на колесах датчик системы ABS. Информация от него суммируется, на центральной панели приборов отображается среднее значение. Неточность измерений стала причиной невозможности их использования цифровыми контрольными модулями. Для повышения безопасности движения автопроизводители предусмотрели на КПП разъем для монтажа датчика скорости.

Цифровые технологии позволили получить оборудование высокой точности измерений. Тандем датчик скорости / тахограф станет действенным инструментом тщательного контроля режима работы водителей, соблюдения правил дорожного движения.

виды, устройство и принцип работы

Устройство и принцип работы

Устройство ДС основано на эффекте Холла, устройство через определенные промежутки времени передает на ЭБУ частотно-импульсные сигналы. Так, за один километр пути, данное устройство передает около 6000 сигналов и на основании полученных данных блок управления в автоматическом режиме вычисляет скорость передвижения автомобиля. Чем выше скорость авто, тем с большей интенсивностью импульсы поступают на контроллер.

Кроме определения скорости этот прибор выполняет еще одну важную функцию. Когда автомобиль «катится» накатом, импульсный датчик не блокирует поступление топлива, тем самым способствуя экономии. Принцип работы ДС довольно прост, но, если возникают какие-либо неисправности, это сказывается на работе силового агрегата.

Сегодня принято выделять несколько видов ДСА, различающихся по устройству: индуктивные, язычковые и основанные на эффекте Холла (электронные датчики).

Где находится датчик скорости

Обычно датчик скорости автомобиля находится в верхней части МКПП: на механизме привода спидометра. Открыв капот его можно легко найти, для этого нужно искать разъем с исходящими от коробки передач проводами (важно не путать датчик скорости с установленным датчиком на раздаточную коробку или колеса).

Основные причины неисправности

Причины неисправности датчика скорости

Поломку датчика скорости стоит устранять своевременно, пока она не переросла в дорогостоящий ремонт. Для этого каждый автовладелец должен следить за тем, как его транспортное средство ведет себя во время движения. При малейших отклонениях от установленной нормы рекомендуется осуществить замену ДСА.
Основные признаки неисправности датчика скорости:

  • повышается расход топлива;
  • неверные показатели спидометра;
  • на холостом ходу двигатель нестабильно работает;
  • мотор не развивает полную мощность.

Также признаки выхода из строя датчика скорости могут проявляться в ситуациях, когда на холостом ходу, во время выжимания сцепления или во время переключения передач двигатель перестает работать. В таком случае водитель увидит индикатор с надписью «Check engine», если есть компьютер, на дисплее высвечивается ошибка «24».
В данной ситуации первым делом рекомендуется проверить состояние контактов и проводов, возможно, обнаружится обрыв в цепи. Как правило, это возникает рядом с разъемом, где находится изгиб, и провода могут перетереться. Если же контакты просто загрязнились или окислились, их необходимо зачистить.
Также нужно контролировать целостность изоляции проводов в месте выпускного коллектора. Неисправность датчика может быть обусловлена выходом из строя тросика спидометра, который истерся в процессе эксплуатации.

Самостоятельное тестирование

Проверка датчика скорости автомобиля

Каждый владелец автомобиля должен знать, как проверить датчик скорости. Есть три возможных способа установить его исправность. Перед началом диагностики следует определить, выдает ли датчик 12 В, поскольку основной принцип работы ДВС основан на эффекте Холла, состояние контактов осуществляется исключительно при вращении. Показатели напряжения датчика в рабочем состоянии должны находиться в пределах 0,5-10 В.
1. Проверка вольтметром. ДСА нужно снять и установит, за что отвечает каждая клемма. Один контакт вольтметра следует присоединить к клемме, выводящей импульсные сигналы, а второй — подвести к проводу заземления. Датчик необходимо вращать и в это время смотреть на показатели напряжения. Чем интенсивнее вращается датчик, тем больше будут показатели.
2. Необходимо отсоединить импульсный провод, который определяется специальным контроллером, и поднять колесо для вращения домкратом, чтобы оно не касалось земли. Присоединить контрольный провод «Сигнал», если показатель «-«, тогда датчик скорости исправен. Заменить контрольку в данном способе может провод с лампочкой.
3. Чтобы определить работу датчика, не обязательно снимать его с машины, для этого можно приподнять ее, как в предыдущем способе. Далее вольтметр соединить с контактами датчика, прибор при вращении колеса покажет показатели напряжения. Если вольтметр показывает напряжение и частоту в Гц, это указывает на то, что ДС работает.

Как заменить датчик скорости

Замены датчика скорости – это достаточно простая процедура, которая не займет много времени, поэтому многие водители проводят ее самостоятельно.
Чтобы заменить самостоятельно датчик скорости, необходимо следовать алгоритму процедуры:
Аккумуляторную батарею нужно отсоединить от бортовой сетки и только после этого отсоединить ДС. При этом рекомендуется в работе использовать два ключа – на «10» и на «21». В некоторых случаях понадобятся ключи другого размера, в зависимости от марки автомобиля.
Необходимо максимально аккуратно (чтобы не повредить шток) открутить сам датчик. В случае если он не подлежит ремонту, нужно приобрести идентичный с равным количеством зубцов на шестерне.
Установка нового элемента происходит в обратном порядке. Шток устанавливается во втулку датчика, после – уплотнительное кольцо, предварительно обработанное маслом, а датчик скорости фиксируется на место.
После монтажа нового прибора следует обнулить ошибки ЭБУ, в ином случае машина не будет считать замену датчика результативной.

На что обратить внимание

Перед началом процедуры по замене датчика скорости нужно отключить зажигание, поскольку наличие в цепи напряжения при подключении вольтметра может привести к замыканию и выходу из строя остальных элементов.
Для того чтобы при снятии датчика скорости не столкнуться с дефектами штока, необходимо осуществить демонтаж привода спидометра. Для его снятия используется обычный гаечный ключ. Процедуру следует проводить очень аккуратно, доставая привод из корпусной части коробки передач, при этом важно не упустить шток в месте МКПП.

Как продлить срок службы ДС

продлить срок службы датчика скорости

Устройство ДС не отличается особой сложностью, а его замену может самостоятельно произвести практически каждый автовладелец. Поэтому многие не уделяют этому устройству должного внимания, что в некоторой степени способствует его неисправности. В большей степени рискуют водители, которые практикуют езду на высоких скоростях, при этом установленный датчик скорости имеет пластиковый хвостовик, который при сильной вибрации быстро разбивается тросиком.

Нередко причиной неисправности может стать и сам тросик, поскольку он находится под воздействием факторов таких, как влага и реагенты, используемые для обработки дорог. Это разрушает его структуру: тросик теряет первоначальную эластичность, начинает трескаться и расслаиваться. Чтобы не допустить его преждевременного перетирания, нужно регулярно обрабатывать его любым машинным маслом, закачивая шприцом под оплетку.

Отдельное внимание стоит уделять хвостовику ДС в том месте, где соединяется сам датчик и трос. В случае если хвостовик пластиковый, он разбалтывается в ходе эксплуатации автомобиля, что приводит к тому, что его посадочное место становится разбитым. Это приводит к тому, что ДС выходит из строя, а хвостовик ремонту не подлежит. Как результат – придется менять все устройство.
Также следует знать, что контакты датчика скорости нуждаются в регулярной очистке, поскольку воздействие внешних факторов приводит к их окислению. Ухудшение проводимости напряжения может привести к возникновению замыкания, которое выведет прибор из строя.
Теперь каждый автовладелец может оценить значение датчика скорости в транспортном средстве, который помимо определения скорости также влияет на работу силового агрегата. Поэтому важно своевременно обнаружить и устранить неисправность, а при необходимости и прибегнуть к его замене. Прежде чем монтировать деталь необходимо использовать вышеуказанные методы тестирования для определения его работоспособности.

1.5 Выбор датчика скорости

Датчик является первичным преобразователем и может применяться в схемах измерения частоты вращения или периода одного оборота вала, счетчика числа оборотов (только суммирование независимо от направления вращения, скорость вращения сколь угодно малая), а также в качестве датчика положения вала в пределах полуоборота.

В качестве датчика скорости для данного привода был выбран тахогенератор фирмы Baumer Hubner марки GT 7 . Внешний вид тахогенератора представлен на рисунке 9.

Рисунок 9. Внешний вид тахохенератора.

Основные технические характеристики представлены в таблице 5.

Напряжение , мВ/об/мин

10 -> 60

Температурный коэффициент, %/°C

-0.005

Температурный диапазон

-30 °C — +130°C

Максимальная скорость, об/мин

9,000

Момент инерции, кг•см2

0,4

Вес ротора, г

приблизительно 110

Корпус, мм

диаметр d= 70 

Диапазон скоростей, об/мин

0-3000

Индуктивность, мГн

80

Таблица 5

Сборочный чертеж тахогенератора представлен на рисунке 10.

Рисунок 10. Сборочный чертеж тахогенератора

Рассчитаем коэффициент обратной связи датчика скорости по формуле

— скорость вращения ротора, – опорное напряжение

1.6 Выбор микроконтроллера

Микроконтроллеры являются наиболее универсальным средством для создания ядра информационно-управляющего канала современного электропривода. Для данного электропривода выбираем микроконтроллер фирмы Atmel. Это будет ATmega8.

Назовем некоторые отличительные особенности этого микроконтроллера:

  • 8-разрядный высокопроизводительный AVR микроконтроллер с малым потреблением

  • Прогрессивная RISC-архитектура, 32 8-разрядных рабочих регистра общего назначения, 130 высокопроизводительных команд

  • Энергонезависимая память программ и данных

  • 2 8-разрядных таймера/счетчика с отдельным предварительным делителем, один с режимом сравнения

  • 1 16-рязрядный таймер/счетчик

  • 8-канальный аналого-цифровой преобразователь

  • Программируемый сторожевой таймер с отдельным встроенным генератором

  • Встроенный аналоговый компаратор

  • 23 программируемые линии ввода/вывода

  • Рабочее напряжение 4,5-5,5 В

  • Рабочая частота 0-16МГц

  • 1 Кбайт встроенной SRAM

  • 512 байт EEPROM

  • Внутренние и внешние источники прерываний

  • Встроенный калиброванный RC-генератор

Вид и схема портов микроконтроллера представлены на рисунке 11.

Рисунок 11. Схема портов и внешний вид микроконтроллера

Схема системы управления без датчиков тока и скорости:

Рисунок 12. Схема системы управления

Глава II Настройка и синтез регуляторов методом модульного оптимума

Для расчета параметров регулятор и их настройки составим операторно-структурную схему системы. Эта схема представлена на рисунке 12.

Рисунок 13. Операторно-структурная схема системы

В данной схеме использованы следующие обозначения:

— передаточная функция регулятора скорости

— передаточная функция регулятора тока

1.1 Расчет контура тока

Для расчета рассмотрим операторно-структурную схему контура тока.

Рисунок 14. Структурная схема токового контура

Рассмотрим метод последовательной коррекции. Метод последовательной коррекции является одним из наиболее простых алгебраических методов синтеза регуляторов линейных систем автоматического управления.

Синтез регулятора по техническому оптимуму обеспечивается следующей желаемой передаточной функцией основной цепи разомкнутого оптимизируемого контура:

где

–коэффициент обратной связи;

–коэффициент настройки контура регулирования, которым будем считать равным 2, так как данный коэффициент обеспечивает оптимальные показатели качества и.;

–суммарная некомпенсируемая постоянная времени контура регулирования.

Имеем следующее равенство:

Отсюда имеем выражение для передаточной функции регулятора тока:

Предел уменьшения примем равным 4*τ0, где τ0=0,0002 – 0,001с ( для транзисторных преобразователей с ШИМ).

Теперь раскроем скобки и разложим на множители передаточную функцию регулятора тока:

Видим, что эту формулу можно привести в соответствие с формулой передаточной функции ПИ-регулятора:

Отсюда получаем уравнения для коэффициентов регулятора:

Коэффициент обратной связи по току был рассчитан раньше и равен 0,00571.

Коэффициент пропорциональности находится по формуле здесь – напряжение на выходе транзисторного преобразователя (равное номинальному напряжению двигателя), – опорное напряжение равное 10 В. Поэтому получаем

Постоянная времени преобразователя приблизительно равна длительности периода работы ШИМ. Следовательно

После подстановки полученных значений имеем коэффициенты ПИ-регулятора:

Запишем формулу передаточной функции замкнутого токового контура:

Для дальнейших вычислений пренебрегаем слагаемым второго порядка малости, так как оно очень мало. В связи с этим имеем упрощенный вид передаточной функции замкнутого контура:

Признаки неисправного датчика скорости передачи

  • Дом
  • Категории
    • Принадлежности
      • Аксессуары для интерьера
      • Внешние аксессуары
      • Игрушки
    • Очистка и детализация
    • Электроника
      • Аудио
    • Двигатель и производительность
    • Инструменты
    • Шины и диски
    • Мотоциклы и велосипеды
    • Уход на дому
    • Кемперы на колесах
    • Внедорожники
    • Гарантии
      • Расширенная гарантия
      • Заводские гарантии
  • Блог
  • Инструменты
    • Калькулятор размера шин
    • Поиск колес и шин
  • О нас
  • Связаться