Датчики барометричного тиску

Датчики барометричного тиску використовуються в системах управління двигуном при визначенні маси палива по об’ємній витраті повітря. Цей спосіб виявляється набагато простіше і дешевше в реалізації, якщо порівнювати з безпосереднім вимірюванням масового витрати повітря, але точність різко знижується. Датчики барометричного тиску можуть використовуватися тільки для діагностики в бортових діагностичних системах другого покоління OBD-II.

Датчики барометричного (атмосферного) тиску потрібні для адаптації електронних блоків управління до перепадів висоти і змін погоди. Вони можуть застосовуватися спільно з витратоміром повітря за обсягом. Швидше за все це один і той же датчик, тоді вимірювання атмосферного тиску проводиться, коли запалювання включено, а двигун ще не працює. При їзді в гірських місцях іноді доводиться спеціально зупинятися для того, щоб перезапустити двигун, що дозволить адаптувати систему управління подачею палива до нової висоті.

Випускаються і здвоєні датчики (рис). Вхід барометричного датчика залишається відкритим і на нього подається атмосферний тиск, вхід датчика розрідження з’єднується вакуумним шлангом з впускним колектором.

Рис. 2.2. Комбінований датчик барометричного тиску і розрідження:

1. Вакуумний шланг;

2. Шланг в атмосферу;

Рис. 2.3. Сучасний інтегральний датчик тиску в захисному корпусі

Барометричні датчики і датчики тиску, застосовувані для вимірювання розрідження у впускному трубопроводі, можуть бути різних конструкцій. Датчики тиску дискретної дії являють собою пристрій, де замикання і розмикання контактів відбуваються під дією пружної мембрани, яка вимірюється тиск.

Датчики тиску безперервної дії являють собою або потенціометр, повзунок якого пов’язаний з мембраною, або котушку індуктивності, в яку мембрана під дією тиску всуває магнітний сердечник.

Сучасні інтегральні датчики (рис.) підключаються до мікропроцесора ЕБУ через комутатор і аналого-цифровий перетворювач (АЦП). Для 8-розрядних контролера крок дискретизації може становити до 4 мс, для 16-розрядного — до 2 мс.

Похибка датчика абсолютного тиску у впускному колекторі зазвичай близько 1%.

Датчик барометричного тиску працює в діапазоні 60… 115 кПа, має похибку близько 1,5%. По краях робочого діапазону, як по температурі, так і по тиску, похибка зростає.

Рис. 2.4. Спрощена електрична схема датчика абсолютного атмосферного тиску з ланцюгами компенсації: (А — ланцюг температурної компенсації, — вимірювальний міст, З — підстроювання нуля, D — коефіцієнт посилення, Е — термокомпенсация підсилювача).

Датчики абсолютного тиску в двигунах з турбонаддувом, що працюють у діапазоні тисків 20…200 кПа.

Розглянуті датчики мають, як правило, інтегральне виконання і кріпляться до стінок відповідних трубопроводів.

Широке поширення отримали напівпровідникові датчики з перетворювачем тиску на кремниевом кристалі, в роботі якого використовується пьезорезистивный ефект (рис. 2.4, 2.5). На поверхні кристала сформований місток опорів, струм через які змінюється під дією деформації. Потім струм підсилюється і вводиться температурна компенсація. Ці датчики відрізняються невеликими розмірами і високою надійністю. Інтегральні датчики дуже технологічні, їх вихідний уніфікований сигнал для підключення до аналоговим або імпульсним входів мікроконтролера.

Інформацію про тиск залежно від конструкції датчика несе величина вихідної напруги або його частота.

Характеристики датчиків абсолютного тиску

2