Obraz1

Czujniki położenia (drogi i kąta) Cechy / Przegląd wielkości mierzonych / Zasady pomiaru

Czujniki położenia (drogi i kąta)

Położenie liniowe i kątowe mierzone bezpośrednio

Położenie przepustnicy w silniku Zl	90°
Położenie pedału przyspieszenia i hamulca	30°
Położenie siedzenia, reflektorów i lusterek
Położenie listwy regulacyjnej w rzędowej pompie wtryskowej	21 mm
Położenie kątowe nastawnika dawki w rozdzielaczowej pompie wtryskowej	60°
Stan napełnienia zbiornika paliwa	20...50 cm
Skok tarczy sprzęgła	50 mm
Odległość między pojazdami lub pojazdu od przeszkody	150 m
Kąt obrotu koła kierownicy	± 2-360° (± dwa obroty)
Kąt przechyłu, pochylenie	15°
Kąt kierunku jazdy	360°

Położenie liniowe i kątowe mierzone pośrednio ¹

Ugięcie elementu sprężystego (prześwit, przechył pojazdu)	25 cm
Kąt skręcenia (moment obrotowy)	1 ...4°
Wychylenie przesłony (przepływ)	30...90⁰
Przemieszczenie układu masa--sprężyna (przyspieszenie)	0.5...1 mm

Tablica 1

Tablica 2

Cechy

Czujniki położenia, mierzące przemieszczenie liniowe i kątowe w rozmaity sposób, stanowią chyba najliczniejszą grupę wśród czujników w pojeździe. W tej dziedzinie zmierza się do zastosowania bezdotykowych, bezstykowych czujników, które nie zużywają się i dlatego są długowieczne oraz niezawodne. Ze względów cenowych spotyka się jednak jeszcze czujniki, których zasada działania jest nierozłącznie związana ze zużyciem eksploatacyjnym; w niektórych miejscach spełniają one w samochodzie wystarczająco dobrze swoje zadania.

Czujniki położenia są często zaliczane do czujników ekstensywnych, wymiary takich czujników, najczęściej istotnie zależą od wielkości mierzonej. Ma to oczywiście wpływ na budowę czujników mierzących na podstawie propagacji fal.

Czujniki i zasady pomiaru w odniesieniu do małych przemieszczeń (rzędu kilku [im, np. w rozumieniu odkształcenia) w przytoczonej klasyfikacji są przyporządkowane pomiarom innych wielkości, jak np. siła, moment, przyspieszenie.

Czujniki położenia opisane dalej obejmują zakres pomiarowy większych wartości przemieszczenia (> 1 mm) i kąta (> 1°).

Przegląd wielkości mierzonych

W dużej liczbie zastosowań pozycja czujnika jest jednocześnie bezpośrednio mierzoną wielkością. Przedstawiono to w tablicy 1.

W praktyce często także „czujniki przyrostowe” (różnicowe) są zaliczane do czujników kąta, choć są używane przede wszystkim do mierzenia liczby obrotów. Nie są to czujniki kąta we właściwym rozumieniu. Do czujników mierzących kąt wychylenia powinno się zaliczyć te, które sumują mierzalne przyrosty. Takie układy pomiaru kąta znajdują tylko ograniczone zastosowanie, gdyż stan licznika może być łatwo zafałszowany przez impulsy zakłócające. Stałe (nieruchome) znaczniki odniesienia, w swym przymusowym położeniu pomagają tylko w ograniczonym stopniu.

To samo dotyczy układów pomiaru kąta, które tracą położenie odniesienia po wyłączeniu napięcia pracy. Nie pomaga tu również ciągła rejestracja położenia końcowego, gdyż przeważnie w stanie wyłączenia może ono ulegać mechanicznym zmianom.

Zasady pomiaru

Czujniki potencjometryczne

W potencjometrze ślizgowym (rys. 1) do celów pomiaru wykorzystuje się zależność