Obraz2

Czujniki położenia (drogi i kąta) Zasady pomiaru

między długością rezystora drutowego lub warstwowego („cermet” - spiek metalocera-miczny lub „Conductive Plastic” - tworzywo przewodzące) a wartością jego rezystancji. Są to tanie czujniki położenia. Do ochrony przed przeciążeniem napięcie jest przyłożone za pośrednictwem małych rezystorów wstępnych R_v (oraz w celu dostrojenia punktu zerowego i cechowania) do szyny pomiarowej. Szerokość ścieżki oporowej (oraz jej odcinek) wpływa na kształt charakterystyki.

Połączenie ślizgowe przeważnie jest realizowane za pomocą drugiej ścieżki stykowej o takiej samej powierzchni, jednak pokrytej materiałem niskorezystancyjnym.

Zużycie potencjometru i błąd pomiaru można zmniejszyć dzięki jak najmniejszemu obciążeniu odprowadzenia (/_Ą < 1 mA) oraz szczelności. Warunkiem małego zużycia jest także optymalny dobór pary trącej suwak--ścieżka (suwak ma postać „łyżki”, „skrobaka” albo „miotełki”.

Czujniki tego typu mają zarówno wiele oczywistych zalet, jak i uciążliwych wad.

Zalety czujników potencjometrycznych:

• prosta, nieskomplikowana, lekka konstrukcja,

® bardzo oczywisty wynik pomiaru (skok pomiarowy = napięcie zasilające),

• brak konieczności stosowania elementów elektronicznych,

• dobra odporność na zakłócenia,

• duży zakres temperatury pracy (do 250°C)

• duża dokładność (mniej niż 1% wartości końcowej),

• duży zakres pomiarowy (możliwe prawie 360°),

• bezproblemowe przeciwdziałanie redundancji,

• łatwość wzorcowania (np. laserem),

® podatna charakterystyka (zmienna szerokość ścieżki),

® łatwość montażu (proste albo zakrzywione powierzchnie),

® liczni wytwórcy,

® szybkie wzorcowanie.

Wady czujników potencjometrycznych:

• zużycie mechaniczne, ścieranie,

• powstawanie błędów pomiarowych z powodu obecności produktów ścierania,

• trudności działania w cieczach,

® zmienność rezystancji styku suwaka ze ścieżką rezystancyjną,

® odrywanie się suwaka przy silnych drganiach i dużych przyspieszeniach,

• ograniczona możliwość miniaturyzacji,

• szumy (generacje zakłóceń).

Przykłady czujników potencjometrycznych:

• czujnik położenia klapy spiętrzającej przepływomierza (układy Bosch KE-Je-tronic i L-Jetronic)

• czujnik położenia przepustnicy (Bosch M-Motronic)

• czujnik pedału przyspieszenia, moduł pedału przyspieszenia

• czujnik poziomu paliwa w' zbiorniku.

Magnetyczne czujniki indukcyjne

Ze względu na bezstykową i bezdotykową zasadę pomiaru położenia przetworniki magnetyczne są szczególnie trwałe i niewrażliwie na zakłócenia. Dotyczy to zwłaszcza czujników zmiennoprądowych, a więc wykorzystujących zjawisko indukcji elektromagnetycznej.

Z powodu konieczności umieszczenia cewki niezbędnej do działania czujnika, wymagają one przestrzeni, a przez to nie zapewniają np. korzystnej możliwości struktury redun-dantnej (możliwości pomiarów równoległych). Ponadto cena czujnika i jego niezawodność są niezbyt korzystne.

Spośród wielu znanych zasad działania, w samochodzie zastosuje się przede wszystkim dwie.

Rysunek 1

1 - suwak (szczotka stykowa)

2 - ścieżka rezystancyjna

3 - ścieżka stykowa /_A - prąd suwaka (wyjściowy)

U₀ - napięcie zasilające l/_A - napięcie pomiarowe R - rezystancja <p_max - maksymalny kąt wychylenia suwaka

ę- kąt pomiaru