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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Sensori di induzione in un'auto. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Automobile. Dispositivi elettronici Tra la varietà di sensori senza contatto, a causa della loro assenza di pretese per condizioni esterne, facilità di fabbricazione e durata, i sensori a induzione (o generatore) sono i più attraenti. Sulla loro base sono stati creati vari dispositivi - dai più semplici, che registrano movimenti lineari, a quelli complessi, come sistemi di accensione a controllo digitale, sistemi di iniezione del carburante, sistemi di controllo del freno antibloccaggio, ecc. Soffermiamoci sul processo che avviene nel sensore del generatore. Nel caso più semplice, il sensore è costituito da una bobina con un avvolgimento, un nucleo di ferro dolce e un magnete. Questi tre componenti costituiscono lo statore del sensore. Il rotore interagisce con lo statore sotto forma di un disco dentato o di una cremagliera con il numero di denti determinato dalle condizioni per l'utilizzo del sensore (Fig. 1).
Quando il rotore ruota, nell'avvolgimento dello statore appare una tensione alternata. Quando uno dei denti del rotore si avvicina all'avvolgimento, la tensione al suo interno aumenta rapidamente e, quando coincide con la linea mediana dell'avvolgimento, raggiunge il massimo, quindi, quando il dente viene rimosso, cambia rapidamente segno e aumenta nel direzione opposta al massimo. Il grafico mostrato (Fig. 2) mostra chiaramente la pendenza della variazione di tensione, quindi la transizione tra i due massimi può essere utilizzata per controllare i sistemi elettronici.
La quantità di tensione generata dal sensore dipende dalla velocità del rotore, dal numero di spire della bobina e dalla quantità di flusso magnetico creato dal magnete permanente. Poiché gli ultimi due valori sono costanti, l'entità della tensione indotta raggiunge un massimo alla massima velocità. Durante la progettazione, è necessario prestare particolare attenzione all'amplificazione degli impulsi a una bassa frequenza di ripetizione. La portata di tali sensori è ampia, soffermiamoci su alcuni esempi. Sensore di oscillazione o shock (fig.3) Un pezzetto di ferro magneticamente tenero è fissato su una molla a spirale realizzata in filo sottile; oscillando o spingendo, interagisce con lo statore del sensore, che produce una serie di impulsi aperiodici.
Rotometro (contagiri) Nel sensore di velocità dell'albero motore del motore (Fig. 4), lo statore del sensore è montato sull'alloggiamento del volano o sul tappo del portello di ispezione, nelle immediate vicinanze della corona dentata del volano. Il dispositivo fornisce la determinazione più accurata della velocità senza intrusioni nei circuiti del sistema di accensione.
tachimetro Per misurare la velocità del veicolo, il rotore dentato è montato sull'albero di uscita del cambio o sul blocco del cambio invece di un albero flessibile. Il sistema consente di abbandonare il costoso contagiri o l'albero flessibile meccanicamente inaffidabile (Fig. 5).
contachilometri La traiettoria del veicolo viene misurata mediante un disco dentato montato su una ruota non motrice (Fig. 6). Sensori simili sono utilizzati anche nel sistema di frenata automatica (ABS - AntiBlockSystem), che impedisce il bloccaggio e lo slittamento delle ruote dell'auto.
Tergicristallo Il settore degli ingranaggi è fissato sul cambio. Impulsi leggibili consentono di regolare senza problemi la frequenza della corsa delle spazzole in base alle condizioni meteorologiche. Sistema di accensione Il sensore del generatore (Fig. 1) è la base del sistema di accensione BOSH. Il sistema di accensione digitale "Impulse-Technic" del Dr. Hartig utilizza una corona dentata del volano del motore con un dente aggiuntivo per produrre un segnale di riferimento (Fig. 7). Questo sistema permette un controllo molto preciso della fasatura dell'accensione.
Se torniamo al design del sensore induttivo, va notato che se i parametri del mezzo misurato influiscono sulla velocità del rotore, allora sorge la domanda sulla coppia frenante esercitata dal campo magnetico del magnete permanente. In questo caso, vengono prese misure per aumentare il momento di spunto (aumentare l'area della girante). Se, a seconda delle condizioni operative, non è necessario controllare una piccola velocità di rotazione, il nucleo può essere realizzato in materiale magnetico duro senza un magnete aggiuntivo e si può ottenere un valore di segnale sufficiente a causa del magnetismo residuo. A titolo di esempio, possiamo citare i parametri dei sensori che hanno trovato applicazione in vari dispositivi. Ad esempio, il nucleo del sensore è in acciaio (St1, St2, St3) 03...8 mm (Fig. 1). Le guance della bobina 012...20 mm vengono premute sull'anima a una distanza di 10...15 mm l'una dall'altra. Il nucleo sotto l'avvolgimento è isolato con un film fluoroplastico. La bobina viene avvolta alla rinfusa, fino a riempire lo spazio tra le guance. Filo - PEV-1 00,06 ... 0,1 mm. Il numero di giri è di circa 2500 ... 4000. La lunghezza del nucleo varia da 12 a 35 mm. Su un lato del nucleo c'è una piattaforma per il fissaggio di un magnete anisotropo. I magneti delle tastiere ad ancia si sono rivelati convenienti. L'estremità libera del nucleo viene rimossa dall'alloggiamento. La custodia del sensore è realizzata in materiale non magnetico. Se le condizioni applicative lo richiedono, il sensore viene riempito con un composto. Il rotore, se necessita di una realizzazione speciale, è realizzato in materiale magnetico morbido. Il numero di denti è determinato dalle condizioni operative. Lo spazio tra lo statore e il rotore dovrebbe essere il più piccolo possibile. Il segnale del sensore viene inviato all'ingresso di un semplice circuito elettronico (Fig. 8), che amplifica e genera un segnale per un ulteriore utilizzo in forma analogica o digitale.
Va menzionata un'altra caratteristica di tali sensori. Possono leggere non solo un segnale da un rotore speciale, può essere denti di ingranaggi o persino bulloni di montaggio su una parte rotante. Letteratura 1. Bun B. Elettronica sull'auto. - M.: Trasporti, 1979. Autore: I.Semenov; Pubblicazione: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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