20042 Obraz2

83

Czujniki siły i momentu obrotowego Wielkości mierzone

Czujniki siły i momentu obrotowego¹)

Wielkości mierzone

Jak wskazuje przytoczony dalej wykaz, czujniki siły i momentu mają różnorodne zastosowania:

•    Pomiar siły sprzęgającej ciągnik i przyczepę lub naczepę do regulacji hamowania,

•    pomiar sity tłumienia do elektronicznej regulacji układu jezdnego,

•    pomiar obciążenia osi pojazdów użytkowych do elektronicznie sterowanego rozdzielania siły hamowania,

•    pomiar siły nacisku na pedał hamulca do elektronicznego sterowania hamulców,

•    pomiar sił hamowania w elektrycznym obwodzie uruchamiania i regulacji hamulców,

•    bezstykowy pomiar momentu napędowego i momentu hamowania,

•    bezstykowy pomiar momentu na kole kierownicy albo momentu wspomagającego na kierownicy,

•    pomiar sił nacisku przy elektrycznym uruchamianiu szyb okien i przesuwnego dachu,

•    wbudowane w łożyska kół czujniki siły,

•    pomiar ciężaru pasażerów w samochodzie.

Rozmaite rozwojowe rozwiązania związane z pomiarem sił i momentów nie zostały wdrożone albo wskutek zbyt wysokich kosztów, w ogólności związanych z wymaganiami dokładności pomiarów, albo też nie odpowiadających jeszcze oczekiwaniom funkcjonalnym.

Wbrew wcześniejszym oczekiwaniom dobre czujniki momentu obrotowego nie mogą być tanimi czujnikami przystosowanymi do pomiaru np. ciśnienia lub przyspieszenia.

Odwrotne zastosowanie spotyka się tylko sporadycznie.

Dużym utrudnieniem odnośnie czujników momentu jest fakt, że wielkość mierzona musi być często przeniesiona bezstykowo z wimjącego wała na podstawę czy obudowę czujnika.

Jest zasadą, że czujniki siły lub momentu powinny podlegać działaniu wypadkowej sity lub momentu (a więc „odczuwać” całkowitą wielkość mierzoną), gdyż każdy sposób pomiaru składowej, zwłaszcza bocznikowanej, jest bardzo problematyczny i łatwo może ulec zafałszowaniu. Przetworniki mierzące siłę są więc rodzaju ekstensywnego, co oznacza, że ich wymiary zależą bezpośrednio od zakresu pomiarowego.

Istnieją wprawdzie, jak to zawsze wymagane jest w samochodzie, także zwarte formy konstrukcyjne, są jednak one tylko wówczas dokładne, gdy siły działające na czujnik są ściśle zdefiniowane, co może być zagwarantowane w ogólności jedynie w warunkach laboratoryjnych. W praktyce nieuniknione tolerancje i przechyły wymagają w ogólności układów pośredniczących o dłuższych mechanicznych członach dopasowujących, przez co wymiary czujnika znów zwiększają się w stopniu niedopuszczalnym.

Gdy części obciążone mierzoną siłą lub momentem muszą być przystosowane do wbudowania czujników wprowadzonych z racji modernizacji pojazdu, to zazwyczaj powstaje (w najprawdziwszym znaczeniu tego słowa) problem miejsca przecięcia czy zmiany przekroju części dla zamontowania czujnika. Wymaga to ścisłej formy współpracy między dostawcą czujnika i wytwórcą modernizowanej części oraz zakładem finalnym produkującym samochód. Problem taki w przypadku innych czujników nie występuje z taką ostrością i o takim dużym zasięgu. Gdy podłączenie czujnika w zasięgu oddziaływania siły nie wymaga przecinania części, których obciążenie ma być mierzone, a jedynie potrzebna jest ich modyfikacja bądź montaż dodatkowych elementów, np. „sprężyn pomiarowych”, wymaga to bardzo dokładnych uzgodnień kooperacyjnych.

1

Chodzi tu o wielkość formalnie zwaną w mechanice „momentem siły”; w technice używa się pojęcia „moment obrotowy” zgodnie ze skutkiem dynamicznym działania momentu jakim jest ruch obrotowy, (przyp. tłum.)