Obraz7

78

Czujniki ciśnienia Mikromechaniczne czujniki ciśnienia

i ME-Motronic) jako elementy dobudowane do sterownika bądź też montowane osobno. Występują jako:

•    Czujnik ciśnienia w przewodzie dolotowym bądź ciśnienia doładowania (zakres pomiarowy 20...400 kPa),

•    Czujnik ciśnienia otoczenia (60...115 kPa).

Budowa i działanie

Czujnik składa się z elementu pomiarowego (przetwornika ciśnienia) oraz układu obrób-

Rysunek 1

Część pomiarowa:

1    - przyłącze ciśnienia mierzonego p

2    - element ciśnienia mierzonego

3    - wkład uszczelniający Obróbka sygnału:

4    - układ analizy sygnału

5    - kompozyt grubowarstwowy na podłożu ceramicznym

Rysunek 2

1    - membrana grubowarstwowa

2    - bierne tensometry odniesienia

3    - komora ciśnienia odniesienia („pęcherz”)

4    - aktywne tensometry

5    - podłoże ceramiczne

p - ciśnienie mierzone

Rysunek 3

A - tensometryczny

element pomiarowy

B - wzmacniacz

C - układ

kompensacji

temperaturowej

U₀ - napięcie zasilania

U_M - napięcie

pomiarowe

U_A - napięcie

wyjściowe

Gru bo warstwowy czujnik ciśnienia (instalowany w sterowniku)

ki sygnału. Oba elementy czujnika są usytuowane na wspólnym podłożu ceramicznym (rys. 1).

Przetwornik (rys. 2) składa się z grubowarstwowej przepony tak ukształtowanej, że pod nią powstaje przestrzeń „zamknięty pęcherz”, w którym panuje ciśnienie odniesienia 10 kPa. W zależności od wartości mierzonego ciśnienia następuje wygięcie przepony. W membranę wkomponowane są cztery tensometiy połączone w układ mostka. Dwa z nich, jako aktywne, znajdują się w środkowej strefie przepony i zmieniają swą przewodność pod wpływem naprężeń mechanicznych. Dwa pozostałe, bierne, zwane także referencyjnymi, umieszczone są na krawędzi przepony; funkcjonują one jako dodatkowe elementy mostka przede wszystkim do kompensacji temperaturowej i niewiele wnoszą do wartości sygnałowej. Odchylenie przepony pod działaniem ciśnienia powoduje zmianę punktu równowagi mostka. Napięcie U_M jest miarą ciśnienia pomiarowego p (rys. 3)

Układ obróbki sygnału wzmacnia napięcie mostka, kompensuje wpływ temperatury i li-nearyzuje charakterystykę czujnika. Napięcie wyjściowe U_A z tego układu doprowadzone jest do sterownika.

Element pomiarowy grubowarstwowego czujnika ciśnienia

Mikromechaniczne czujniki ciśnienia

Zastosowanie

Czujnik ciśnienia czynnika (doładowanego lub niedoładowanego) w kolektorze dolotowym

Czujnik o tym przeznaczeniu mierzy ciśnienie bezwzględne w kolektorze dolotowym silnika; w przypadku silnika doładowanego jest on usytuowany między sprężarką a kolektorem (typowy zakres pomiarowy wynosi 250 kPa). Mierzone ciśnienie jest odniesione do próżni a nie do ciśnienia otoczenia. Dzięki temu może być dokładnie wyznaczona masa czynnika, wraz z ciśnieniem doładowania dostosowana (dostrojona) do chwilowego stanu działania silnika.

Czujnik ciśnienia otoczenia

Czujnik taki (zwany także miernikiem ciśnienia atmosferycznego MCA) jest montowany w sterowniku bądź w przedziale silni-