Датчики абсолютного давления: принцип работы
ПРИНЦИП РАБОТЫ ДАТЧИКА АБСОЛЮТНОГО ДАВЛЕНИЯ «ЭМИС»-БАР»
Датчики абсолютного давления имеют принцип работы, общий для всех видов преобразователей промышленного назначения. Они измеряют непрерывное давление с последующим преобразованием полученного значения в унифицированный выходной сигнал постоянного тока от 4 до 20 мА, на который накладывается цифровой HART протокол. Кроме того, полученный результат отображается на индикаторе. Управление осуществляется посредством компьютера и портативного HART-коммуникатора. С их помощью можно производить настройку всех функций прибора. Также, настройку основных параметров можно осуществлять с помощью кнопок ввода. Модуль кнопок расположен в верхней части корпуса и позволяет проводить настройку во взрывоопасной зоне без нарушения герметичности оболочки устройства.
Измерение абсолютного давления газообразных и жидких сред осуществляется относительно абсолютного вакуума. Полученные значения могут быть выражены в установленных при настройке единицах измерения.
В производственной линейке ЗАО «ЭМИС» преобразователи данного типа представлены с различными вариантами присоединения к процессу: штуцерного и фланцевого, а также с выносной плоской или с погружной мембраной. Рассмотрим более подробно их технические характеристики и сферы применения.
Датчик давления «ЭМИС»-БАР 123», применение на узлах учета
Зачастую, именно этот (штуцерный) датчик давления входит в узел учета. Например, датчик давления «ЭМИС»-БАР 123» применяется на узле учета тепловой энергии «ЭМИС –Эско 2210». Поскольку для теплосчетчиков измеряемой средой является горячий пар, преобразователь используется совместно с отборным устройством, которое выполняет две функции: понижает температуру и гасит гидроудары. Отборное устройство может быть выполнено из углеродистой или нержавеющей стали. При его использовании максимальная температура измеряемой среды может достигать +460°С.
«ЭМИС»-БАР 133» фланцевый
Фланцевое исполнение зачастую выбирают, если требуется присоединение к процессу 1/4NPT, а также в тех случаях, когда измеряемая среда является агрессивной. У данной модели имеется большой выбор материалов мембраны (тантал, монель), а также есть возможность подвода капиллярной трубки. Для снижения температуры для фланцевых датчиков применяются охладители.
Датчик давления «ЭМИС»-БАР 175» с разделительной мембраной
Данный прибор имеет фланцевое присоединение с плоской разделительной мембраной, которая может быть вынесена на капиллярной линии, что позволяет устанавливать его отдельно от процесса. Такое исполнение зачастую востребовано на высокотемпературных средах. Стоит отметить, что 1 метр капиллярной линии позволяет снизить температуру на 50 градусов, при том, что датчик рассчитан на температуру среды от -60 до +180 С.
«ЭМИС»-БАР 176» отличается от модели «175» только тем, что мембрана находится на выступе. При этом имеется возможность выбрать высоту выступа при заказе. Длина погружной части плюсовой камеры может составлять от 50 до 250 метров. Этот ДД также применяется на высокотемпературных и вязких средах. Кроме того, такое исполнение применимо на толстостенных или имеющих изоляцию трубопроводах.
Преимуществом всех перечисленных моделей является высокая точность. Их основная приведенная погрешность при спецзаказе составляет до 0,04%. Кроме того, сертифицирован ряд пределов основной приведенной погрешности: 0,04%; 0,065%; 0,075%; 0,1%; 0,2 %; 0,5 %; 1,00%; 1,5%; 2,0%; 2,5%.
ДИАПАЗОНЫ ИЗМЕРЕНИЯ
| Диапазон | Модель «ЭМИС – БАР» |
| 0…25 кПа | 133 |
| 0…500 кПа | 133 |
| 0…3 МПа | 133 |
| 0…10 МПа | 133 |
| 0…25 кПа | 123, 175, 176 |
| 0…130 кПа | 123, 175, 176 |
| 0…500 кПа | 123, 175, 176 |
| 0…3 МПа | 123, 175, 176 |
| 0…16 МПа | 123, 175, 176 |
| 0…40 МПа | 123, 175, 176 |
ПОВЕРКА
Стоит отметить, что межповерочный интервал приборов «ЭМИС»-БАР» составляет 5 лет. Первичная поверка осуществляется при выпуске из производства. Кроме того, поверку необходимо проводить в тех случаях, когда устройство хранится до ввода в эксплуатацию дольше срока действия поверки. Также прибор поверяют после ремонта с демонтажем с места установки.
Методика поверки предусматривает следующие операции:
- внешний осмотр устройства;
- опробование;
- проверка идентификационных данных программного обеспечения;
- определение основной погрешности;
- определение вариации выходного сигнала;
- оформление результатов.
В данной статье мы рассмотрели датчики абсолютного давления торговой марки «ЭМИС». В целом же продуктовая линейка включает 20 моделей преобразователей, предназначенных для измерения всех видов давления: дифференциального, избыточного, гидростатического и вакуумметрического. Ознакомиться с их техническими характеристиками, руководством по эксплуатации и сертификацией возможно в тематическом разделе нашего сайта.
Если у вас остались вопросы по датчикам, вы можете задать их инженерам компании “ЭМИС”:
Датчик абсолютного давления (MAP-Sensor) на ВАЗ • CHIPTUNER.RU
Датчик абсолютного давления (MAP-Sensor) на ВАЗ
Идея использовать ДАД (Датчик Абсолютного Давления, он же МАП-Сенсор) для оценки количества потребляемого двигателем воздуха вместо привычного ДМРВ (MAF) на отечественной системе впрыска Январь 5 витает уже давно. Первопричина – кризис ДМРВ 2003 – 2003 гг, когда датчик вдруг стал неимоверно дорог и мошенники, научившись их отмывать, скупая «трупы» по автосервисам, выбросили на рынок огромное количество контрафакта. Так же по стране прокатилась волна краж ДМРВ прямо с автомобилей. Многие еще помнят специальный замок для ДМРВ («пояс верности»), появившийся в продаже в то время. Именно тогда начался усиленный поиск аппаратных и программных решений для «вживления» ДАД на отечественную систему впрыска ВАЗ.
Преимущества установки ДАД – большее быстродействие, высокая надежность и неприхотливость МАП-сенсора делают переделку очень привлекательной. Тем более что многие иномарки совершенно серийно оснащаются подобными системами. Забегая вперед, скажу что как бы то ни было, система с ДМРВ (MAF) на атмосферном двигателе более предпочтительна, т.к обладает большей точностью измерения и применение MAP на серийном двигателе нецелесообразно. Например, с ДАД практически невозможно «вписаться» в нормы токсичности EURO-III. Да и ситуация с ДМРВ плавно разрешилась, поэтому совершенно нелогично использование «обходной» технологии на серийном автомобиле.
Другое дело – тюнинг. Особенно затрагивающий впускную систему, например, 4х-дроссельный впуск, где применение ДМРВ просто физически невозможно. Российские чип-тюнеры систему впрыска без ДМРВ впервые применили в автоспорте. UncleSam еще в 90‑х годах прошлого века на базе серийного блока Январь 5, разработал собственную систему впрыска для автогонок J5-Sport, которая и поныне успешно используется спортсменами. Правда, по ДАД в J5-Sport производится только коррекция по атмосферному давлению, все основные расчеты используют в качестве фактора нагрузки обороты/дроссель.
Хотя попытки адаптировать серийный софт прошивок для работы в ДАД велись постоянно (мне известно несколько более-менее рабочих проектов), в настоящее время представляет интерес только разработка J5SPT0005 (J7SPT0005) от SMS-Software. Это единственная на сегодняшний день разработка, написанная практически с нуля, имеющая правильный алгоритм усреднения и пересчет давления (разрежения) в наполнение.
В качестве «опорного» при проектировании системы был выбран датчик T‑MAP производства Siemens – VDO, маркировка VW AG 03D906 051 Siemens SME 5WK96930‑R . Выбор датчика не случаен – во-первых, датчик закрепляется на впуске непосредственно, без подводящих патрубков; во – вторых, наличие встроенного датчика температуры воздуха на впуске; ну и в третьих, что немаловажно, наличие готовой тарировки от производителя.
Технические характеристики T‑MAP Спецификация Siemens-VDO
В прошивке нет привязки к конкретному типу используемых датчиков, пользователи программы ChipTuning Pro без проблем смогут перекалибровать прошивку под практически любую пару ДАД + ДТВ.
Физическая установка ДАД на автомобиль не должна, по идее, вызвать никаких затруднений (как выяснилось и не вызывает) – всего лишь выбрать для него подходящее место, просверлить отверстие для датчика и два – что бы закрепить его. Выбранный нами датчик имеет собственное уплотнительное кольцо, обеспечивающее герметичность системы.
Далее – о том, что использование конкретного датчика – вовсе не жестко поставленное условие, систему можно откалибровать под любой (кроме датчиков с «обратной» характеристикой) ДАД и ДТВ. Достаточно знать наклон и смещение ДАД и тарировку ДТВ.
На фотографиях – установка датчика GM от моновпрысковой Нивы и ДТВ, сделанным из ДТОЖ. Датчик Абсолютного Давления подключается через трубку, Датчик Температуры воздуха – установлен на месте, где раньше располагался ДМРВ. Для любопытных – фотографии снятия характеристик с датчика GM Maximus-ом: фото 1 фото 2
Как изготовить ДТВ из ДТОЖ ВАЗ читайте здесь
Применение данного технического решения ориентировано на автомобили любой степени форсировки.
ПО для блоков Январь 5.1 и J5-On-Line Tuner
Датчик избыточного давления – WIKA Россия
Определение датчика давления
Датчик давления преобразовывает физическую величину давления в сигнал, соответствующий промышленным стандартам. Датчик преобразует измеренную величину в стандартизированный выходной сигнал и часто называется преобразователем давления. Различают датчик дифференциального давления, датчик избыточного давления, датчик абсолютного давления.
Датчик избыточного давления варианты исполнения
Приобрести датчик избыточного давления WIKA можно в различном исполнении: на выбор доступно около 176 диапазонов измерения от 25 мбар до 15 000 бар в международных единицах измерения, среди них есть не только диапазоны избыточного давления, абсолютного давления и вакуумного давления, но и комбинированные диапазоны.
Мы предлагаем более 14 типов выходных сигналов, включая токовые сигналы и сигналы напряжения, в также RS232 и шинные сигналы. Из 18 электрических соединений можно выбрать разъемы и кабели различного типа. Среди 34 присоединений к процессу вы сможете найти принятые международные типы резьбы, а также равнопроходные соединения.
Более того, широкий спектр нашей продукции включает неограниченное количество опций. Мы предлагаем различные значения погрешностей, сглаживания пиков давления, исполнения для измерения различных сред и специальных условий окружающей среды и т. д.
Выбор
Вы можете самостоятельно подобрать подходящий датчик дифференциального давления, датчик избыточного давления или абсолютного давления из категорий, предложенных ниже. Мы будем рады помочь вам с выбором и можем подобрать для вас индивидуальные решения.
Датчик избыточного давления для промышленного применения
WIKA предлагает широкий ассортимент датчиков избыточного давления для общепромышленного применения. Датчики доступны в исполнениях международного класса:
большое количество различных датчиков, диапазоны измерений абсолютного и вакуумметрического давления
погрешность до 0,125 % от диапазона BFSL
стандартные сигналы по току и напряжению, например 4 … 20 мА и 0 … 10 В
различные варианты соединений и кабелей
- присоединения к процессу международного стандарта
Датчик преобразователь давления A-10 является самой популярной в промышленной сфере применения. Датчик избыточного давления S-20 премиум-класса предназначен для измерения в критических, высокопороговых и агрессивных условиях эксплуатации. В большом количестве датчик избыточного давления O-10 представляет собой оптимальное решение.
Датчик избыточного давления для специального применения
Высокое и низкое давление
Для измерения высокого динамического давления до 15 000 бар используется датчик избыточного давления модель HP-2 , а для измерения низкого давления в диапазоне до 0 … 25 мбар используется модель SL-1 .
Самая высокая точность измерения
В условиях, требующих высокоточного измерения, предлагается использовать датчик избыточного давления
Цифровые выходные сигналы
- Протокол CANopen®: D-20-9
- Интерфейс USB: P-30
- Коммутационный выход: PSD-4
Высокая степень защиты IP
Даже для самых агрессивных условий WIKA может предложить подходящее электрическое соединение, например, гидростатический датчик уровня LF-1 для постоянного погружения в жидкие среды или датчик избыточного давления S-20 с полевым корпусом.
Равнопроходные технологические соединения
Датчик избыточного давления S-11 с равнопроходным технологическим соединением предназначен для измерения уровня высоковязких и кристаллизующихся сред.
Разрешения на применение во взрывоопасных зонах (Ex)
Для применения в опасных зонах рекомендуется датчики IS-3. Во взрывозащищенном варианте исполнения представлен датчик избыточного давления E-10.
Датчик избыточного давления для специализированных областей
В таких областях применения, как транспортная гидравлика или холодильные системы, для измерительных приборов устанавливаются специальные требования. Компания WIKA также может предложить вам приборы, соответствующие таким требованиям:
Для холодильного оборудования и оборудования систем кондиционирования воздуха
Наши датчики давления для холодильных установок и систем кондиционирования воздуха обладают высокой устойчивостью к большинству хладагентов. Датчик избыточного давления модель R-1 соответствует самым высоким требованиям. Исполнение из нержавеющей стали и монолитность конструкции устраняют необходимость в уплотнении технологического соединения.
Транспортная гидравлика
Надежность и прочность являются отличительными характеристиками датчиков давления для транспортной гидравлики. Благодаря ударопрочности и виброустойчивости, стойкости к пиковому давлению (система CDS) и степени защиты до IP 69K датчик избыточного давления модели MH-2 особенно подходит для тяжелых условий эксплуатации транспортной гидравлики.
Медицинские газы
Датчик избыточного давления модели MG-1 разработан специально для измерения давления медицинских газов и для подготовки медицинского кислорода к применению. В соответствии с требованиями международных директив, устройства поставляются в версиях с различной степенью очистки, с различной маркировкой и в различной упаковке.
Компрессоры
Высоким требованиям к прочности датчика избыточного давления, например, в фильтре винтовых, поршневых и турбокомпрессорах, соответствует модель A-10. Этот датчик преобразователь давления обладает высокой виброустойчивостью и имеет такие контактирующие с измеряемой средой компоненты, которые подходят для сжатого воздуха и смазочного масла.
Для стерильных технологических процессов
Датчик избыточного давления, применяемый для стерильных технологических процессов при производстве пищевых продуктов и напитков, в биотехнологической, а также фармацевтической и косметической промышленностях, должен иметь специальное исполнение. Датчик преобразователь давления модели SA-11 и реле давления модели PSA-31 подходят для применения в условиях CIP/SIP-процессов для обеспечения химической стойкости к очищающим жидкостям и высоким температурам.
Интеллектуальные преобразователи давления для технологических процессов
Датчик избыточного давления модель UPT-2x разработана для применений, которым требуется интеллектуальные датчики. В частности, интегрированная температурная компенсация делает преобразователь интересным для широкого диапазона применений. Датчик дифференциального давления DPT-10 применим для решения измерительных задач во многих областях промышленности таких, как измерение расхода сред по перепаду давления, измерение уровня жидкостей, мониторинг насосов и фильтров. В сборе с мембранными разделителями сред датчик дифференциального давления DPT-10 также применим для сложных условий процесса.
Не можете найти подходящий датчик избыточного давления?
Мы рады сообщить вам о широких возможностях выбора из нашего ассортимента продукции. Более того, кроме возможности адаптирования продукции к вашим условиям эксплуатации мы готовы предложить вам совместную разработку индивидуального решения. Свяжитесь с нами.
Производство датчиков избыточного давления WIKA
Процессы высокотехнологичного производства датчиков давления осуществляются в отделении компании WIKA по электронным средствам измерения давления. Функцию и пошаговую сборку просто и визуально поясняет видео ниже.
Свяжитесь с нами
Вам нужна дополнительная информация? Напишите нам:
| Производитель | STS |
| Диапазон измерений, бар ?Полтраф | >600…1000 |
| Диапазон измерений, бар | > 600 бар, от 100 мбар до 600 бар, от 50 мбар до 100 мбар, от 100 мбар до 1000 бар |
| Тип измеряемого давления ?абсолютное давление, избыточное давление, дифференциальное давление | избыточное, абсолютное |
| Точность, %ВПИ | ≤ 600 бар ≤ ± 0,01%, ≤ 600 бар ≤ ± 0,25%, ≤ 600 бар ≤ ± 0,5%, > 600 бар ≤ ± 0,25%, > 600 бар ≤ ± 0,5%, > 600 бар ≤ ± 1% |
| Выходные сигналы | 4…20мA |
| Температура окружающей среды, °С | -25…85 |
| Температура процесса, °С | -25…140 |
| Технологические присоединения | G1/4″ внеш., G1/4″ внутр., 1/2 NPT внеш., 1/4 NPT внеш. |
| Степень защиты | IP65 |
| Технологическое соединение | 1/2 NPT M, 1/4 NPT M, G 1/2 M, G 1/2 M с наружной резьбой, манометр DIN 16288, G 1/2 M, плоская мембрана, G 1/2 M, фронтальная мембрана, G 1/2 M, фронтальная мембрана Хастеллой C-276, G 1/4 F, G 1/4 M, G 1/4 M, манометр DIN 16288, G 1/4 M, манометр EN 837, G 1/4, с плоской мембраной, Доступны другие виды соединений по требованию заказчика |
| Основная измеряемая величина | давление |
| Тип прибора | Датчики давления |
| Материалы | Нержавеющая сталь (316L / 1.4435), титан (класс 2), Нержавеющая сталь (316L / 1.4435), титан (класс 2), Уплотнители Viton (стандарт), EPDM, Kalrez, Кабель: полиуретан, тефлон |
| Электрическое соединение | Binder 723, 5- штыревой, IP 67, съемный, Binder 723, 5-штыревой, IP 67, DIN 43650, с металлической резьбовой частью, съемный, DIN 43650, съемный, IP 65, Lumberg RSF4, 4-штыревой, MIL C26482, 10-6, IP 40, Полиуретановый кабель, IP 67, черный, Полиэтиленовый кабель, IP 67, черный, Тефлоновый кабель, IP 67, черный, Доступны другие виды соединений по требованию заказчика |
| Сертификат утверждения типа | есть |
| Отрасли применения | Станки, машиностроение |
| Сертификат Ростехнадзора | есть |
| Опция 1 | Вентиль, Специальное заполнение маслом: Anderol Food (для пищевой промышленности), Специальное заполнение маслом: Halocarbon (для кислородных установок), Специальное заполние маслом: AS 100, Специальное заполнение маслом: PAO4 (без силикона), Технологическое соединение без эластомера , Технологическое соединение сварное |
| Опция 3 | Титановое исполнение, Уплотнитель: Viton (стандарт), Уплотнитель: EPDM, Уплотнитель: Kalrez (Промышленность), TD с мембраной 100 мм (для водородных применений, Pn > 25 бар) |
Датчик абсолютного давления. ДАД. Что это? Принцип работы?
Не для кого не секрет, что современный двигатель внутреннего сгорания, Имеет очень большое количество всевозможных датчиков. Рассмотрим еще один из них
Одним из самых немало важных, является датчик абсолютного давления (ДАД) или на английском (MAP). Задача этого устройства измерять абсолютное давление, во впускном коллекторе, то есть состояние вакуума, который принимается за Абсолют, а ЭБУ в свою очередь получая информацию с ДАД и датчика температуры воздуха, высчитывает количество и объём поступающего в двигатель воздуха, и корректирует время открытия форсунок, для того чтобы топливно-воздушная смесь готовилась правильно. То есть 14 частей воздуха, одна часть топлива.
Ещё в этом датчике встроен барометр, для измерения атмосферного давления. Сделано это для того чтобы, ЭБУ мог поддерживать характеристики двигателя не зависимо от места нахождения автомобиля. Потому как например в горах, высоко над уровнем морем, давление может существенно изменяться. А это в свою очередь отражается на работе двигателя.
Устроен датчик следующим образом, внутри датчика имеется вакуумная камера, из которой воздух удален на этапе производства. Благодаря этому, датчик может измерять давление на входе в него, с давлением в вакуумной камере, и основываясь на этой разнице формируется исходящий сигнал на ЭБУ.
В основном датчик располагается непосредственно на впускном коллекторе, но на многих автомобилях он может крепится к кузову, а соединяться с коллектором гибким шлангом.
Существует два типа датчиков, аналоговые (механические) и цифровые, в которые встроена плата.
Возможные симптомы неисправности датчика ДАД:
- Повышенный расход топлива.
- Потеря мощности.
- Затруднённый запуск.
- Запах не сгоревшего бензина из выхлопной трубы.
В случае полного отказа работы ДАД, блок управления переходит в аварийный режим, и зажигает лампу check. В этом режиме ЭБУ работает по определённой программе, и не учитывает показания определённых датчиков.
Но так как датчик довольно надёжный, то он может работать скорее некорректно, нежели вообще не работать. Чаще всего он просто забивается нагаром, грязью. И его просто нужно помыть. Так же на показания датчика сильно влияет подсос воздуха. Точность его показаний напрямую зависит от физического состояния двигателя. Существует даже методика определения механических неисправностей ДВС, по давлению во впускном коллекторе.
Об этом поговорим в другой статье. Для диагностики данного устройства самый надёжный способ, это конечно заменить на заведомо рабочий. И в любом случае понадобится сканер. Так что рекомендуется обратится к специалистам, чтобы не тратить время и деньги впустую.
Датчики барометрического давления
Датчики барометрического давления используются в системах управления двигателем при определении массы топлива по объемному расходу воздуха. Этот способ оказывается намного проще и дешевле в реализации, если сравнивать с непосредственным измерением массового расхода воздуха, но точность резко снижается. Датчики барометрического давления могут использоваться только для диагностики в бортовых диагностических системах второго поколения OBD-II.
Датчики барометрического (атмосферного) давления нужны для адаптации электронных блоков управления к перепадам высоты и изменениям погоды. Они могут применяться совместно с расходомером воздуха по объему. Скорее всего это один и тот же датчик, тогда измерение атмосферного давления производится, когда зажигание включено, а двигатель еще не работает. При езде в горных местах иногда приходится специально останавливаться для того, чтобы перезапустить двигатель, что позволит адаптировать систему управления подачей топлива к новой высоте.
Выпускаются и сдвоенные датчики (рис). Вход барометрического датчика остается открытым и на него подается атмосферное давление, вход датчика разрежения соединяется вакуумным шлангом с впускным коллектором.
Рис. 2.2. Комбинированный датчик барометрического давления и разрежения:
1. Вакуумный шланг;
2. Шланг в атмосферу;
Рис. 2.3. Современный интегральный датчик давления в защитном корпусе
Барометрические датчики и датчики давления, применяемые для измерения разрежения во впускном трубопроводе, могут быть различных конструкций. Датчики давления дискретного действия представляют собой устройство, где замыкание и размыкание контактов происходят под действием упругой мембраны, испытывающей измеряемое давление.
Датчики давления непрерывного действия представляют собой либо потенциометр, ползунок которого связан с мембраной, либо катушку индуктивности, в которую мембрана под действием давления вдвигает магнитный сердечник.
Современные интегральные датчики (рис.) подключаются к микропроцессору ЭБУ через коммутатор и аналого-цифровой преобразователь (АЦП). Для 8-разрядного контроллера шаг дискретизации может составлять до 4 мс, для 16-разрядного — до 2 мс.
Погрешность датчика абсолютного давления во впускном коллекторе обычно около 1%.
Датчик барометрического давления работает в диапазоне 60… 115 кПа, имеет погрешность около 1,5%. По краям рабочего диапазона, как по температуре, так и по давлению, погрешность растет.
Рис. 2.4. Упрощенная электрическая схема датчика абсолютного атмосферного давления с цепями компенсации: (А — цепь температурной компенсации, В — измерительный мост, С — подстройка нуля, D — коэффициент усиления, Е — термокомпенсация усилителя).
Датчики абсолютного давления в двигателях с наддувом работают в диапазоне давлений 20…200 кПа.
Рассмотренные датчики имеют, как правило, интегральное исполнение и крепятся к стенкам соответствующих трубопроводов.
Широкое распространение получили полупроводниковые датчики с преобразователем давления на кремниевом кристалле, в работе которого используется пьезорезистивный эффект (рис. 2.4, 2.5). На поверхности кристалла сформирован мостик сопротивлений, ток через которые изменяется под действием деформации. Затем ток усиливается и вводится температурная компенсация. Эти датчики отличаются небольшими размерами и высокой надежностью. Интегральные датчики очень технологичны, их выходной сигнал унифицирован для подключения к аналоговым или импульсным входам микроконтроллера.
Информацию о давлении в зависимости от конструкции датчика несет величина выходного напряжения или его частота.
Характеристики датчиков абсолютного давления
Датчики давления компании Smartec
Датчики давления компании Smartec
Принцип работы
Датчики давления основаны на принципе изгиба мембраны, вызванном давлением жидкости или газа. На мембрану нанесен очень тонкий проводящий экранированный слой, который повторяет изгибы мембраны. Этот прогиб можно измерить двумя разными способами:
- Проводящий (и резистивный) слой на мембране и опорный слой в корпусе датчика образуют конденсатор, деформация его обкладок вызывает изменение емкости, которое может быть измерено
- Сопротивление проводящих слоев изменяется при изгибе мембраны. Специальная механическая компоновка из четырех резистивных структур образовывает устойчивый мост Уитстона, сопоставимый с классическими тензометрическими датчиками
На практике широко используются оба способа измерения давления. Линейка датчиков давления Smartec основана на резистивной структуре, экранированной на мембране.
|
Принцип действия датчика давления |
Емкостное измерение на основе тензометрического резистора на изгибающейся мембране |
Изгиб мембраны (а также слоя) очень мал (
В общем случае экранированные резисторы также чувствительны к температуре, что приводит к необходимости компенсации температурных эффектов.
Типы датчиков давления
Мембрана изогнется, если есть разница давления с обеих её сторон. Существует три типа датчиков: относительного давления, абсолютного давления и дифференциального давления. У каждого типа есть конкретная областью применения.
Вкратце:
- Датчик относительного давления измеряет разность давления среды и атмосферного давления, поэтому одна сторона мембраны всегда сообщается с атмосферой
- Датчик абсолютного давления измеряет разность давления среды и вакуума, поэтому в подмембранном объеме создается вакуум
- Дифференциальный датчик давления измеряет разность между двумя приложенными давлениями
Датчик относительного давления
На рисунке показана схема датчика относительного давления. С одной стороны мембраны находятся жидкость или газ под давлением, которое должно быть измерено, а с другой давление на мембрану равно атмосферному. Это означает, что измеренное давление соотносится с атмосферным. Такое отверстие, соединяющее подмембранный объем с атмосферой, обычно называют вентиляционным.
Принцип работы датчика относительного давления
Единственным интерфейсом между «внешним миром» и находящейся под давлением средой является мембрана. Если эта мембрана повреждена (например, из-за ударного давления), сторона под давлением непосредственно соединяется с вентиляционным отверстием, начинается выброс газа или жидкости, что может привести к опасной ситуации. Для измерения давления опасных газов этот тип датчика не используется, вместо этого применяют датчики абсолютного типа.
Все датчики относительного давления имеют вентиляционное отверстие, которое соединяет одну сторону мембраны с атмосферой. Если это отверстие закрыто или забито из-за загрязнения, могут возникнуть ошибки считывания. Если этот тип датчиков установлен в прочный корпус, вентиляционное отверстие должно всегда оставаться открытым.
Типичное применение датчиков такого типа – измерение давления в шинах.
Датчики абсолютного давления
Данный тип не имеет вентиляционного отверстия, а в подмембранном объеме создан вакуум. На рисунке показан принцип датчика абсолютного давления.
Принцип работы датчика абсолютного давления
Очень сложно создать такую «камеру» с абсолютным вакуумом (фактически она и не существует). Однако давление в вакуумной контрольной камере датчиков Smartec очень низкое (25.10-3 торр или 5.10-4 PSI).
Для предотвращения возмущающих эффектов от различий в температурах в «почти» вакуумной камере, вакуум должен быть высоким. При нагревании давление в вакуумной камере будет увеличиваться.
Такие датчики подходят для использования во взрывоопасных зонах. Корпус может быть полностью закрыт и установлен, например, в резервуар под давлением. На случай образования трещин в мембране (например, из-за ударного давления), к среде подключена только вакуумная камера. При повреждении датчика не возникнет опасной ситуации. Особым типом датчика абсолютного давления является барометрический датчик. Этот датчик можно рассматривать как абсолютный с ограниченным диапазоном. В принципе, этот диапазон составляет от примерно 1 до 0 Бар. Но для большего разрешения барометрические датчики рассчитаны на диапазон 1 – 0.8 Бар и обычно используются для измерения атмосферного давления.
Данный тип датчиков используется, например, для измерения давления в газобаллонном оборудовании топливных систем автомобилей.
Датчики дифференциального давления
Дифференциальный датчик имеет входы на каждую сторону мембраны, один для положительного давления, а другой для отрицательного. Изгиб мембраны связан с разницей давлений на каждой стороне. На рисунке показан принцип работы датчика дифференциального давления.
Принцип работы датчика дифференциального давления.
Типы выходного сигнала
Только датчики Smartec с мостовым выходом необходимо компенсировать пользователю. В другие версии с аналоговым и цифровым выходом компенсация встраивается на производстве. Температурная компенсация управляется с помощью встроенного сигнального процессора, поэтому нет необходимости встраивать в решение внешнюю компенсацию.
Мостовой выходной сигнал
Выход моста Уитстона имеет определенное значение в случае отсутствия давления или в случае отсутствия разницы в давлении по обеим сторонам мембраны. Это значение называется смещением (offset). Диапазон давлений (от минимального до максимального), который может использоваться датчиком, называется рабочим.
Мост Уитстона не только чувствителен к изгибу мембраны, но и к изменениям температуры. Это означает, что для точного измерения необходимо компенсировать температурные эффекты для смещения и сдвига рабочего диапазона (при наличии давления). Поэтому указывается изменение смещения на изменение температуры, а также температурные коэффициенты рабочего диапазона. Если требуется более низкая точность, выходное напряжение моста может использоваться без компенсации.
Аналоговый выходной сигнал
Датчики давления Smartec с аналоговым выходом имеют встроенную термокомпенсацию. Это означает, что датчики с аналоговым выходом очень точны и имеют стабильное смещение. Из-за обработки сигнала внутри устройства происходит некоторая задержка между физическим изменением давления и изменением выходного сигнала. Обычно эта задержка находится в диапазоне от 1 до 2 мс.
В аналоговой версии датчика дифференциального давления требуется дополнительное определение в месте, где давление на оба порта одинаковое. Разность давлений равна нулю. В этом конкретном случае выходное напряжение (смещение) может находиться в «среднем» (halfway Gnd и Vcc), или выходное напряжение смещения может быть равно нулю (уровень GND). Первая вариант называется дифференциальным, а второй называется единичным. Это означает, что дифференциальное давление может быть измерено только в одном направлении.
Цифровой выходной сигнал
Разрешение датчиков данного типа – 14 бит. В терминах передачи данных это означает, что есть два слова по 8 бит каждое. Верхние два бита наивысшего байта данных не используются и всегда равны нулю. Необходимо помнить, что точность датчиков ограничена физической структурой элемента и оцифровка (14 бит), никогда не сможет улучшить аналоговую точность датчика.
Важные понятия
Абсолютное давление – это давление относительно вакуума.
Атмосферное давление – это внешнее давление относительно абсолютного вакуума. Такое давление зависит от географического положения, высоты и погодных условий. Также называется барометрическим давлением.
Относительное давление – это давление относительно атмосферного давления.
Дифференциальное давление – разность давлений между двумя точками.
Смещение – разница между выходным сигналом при текущем и нулевом значении давления.
Линия наилучшего соответствия – математически полученная прямая линия лучше всего подходящая для мультиизмерения определенных уровней давления. Из каждой точки давления выходное значение усредняется. Прямая берется по минимальной квадратичной ошибке.
Нулевое смещение (рабочая точка) – это выходное значение при давлении 0 psi (вакуум) для датчика абсолютного давления, для относительных нулевое смещение – это выходное значение, когда измеряемое давление равно атмосферному, а для дифференциальных датчиков, когда давления с обоих портов равны между собой.
Рабочий диапазон – это разность между максимальным и минимальным значением давления.
Точность – отклонение между лучшей прямой линией и кривой полученной на основе реальных тестов. В точность также включены все погрешности. Выражается в процентах от полной шкалы (FSO).
Ратиометрический сигнал – означает, что выход датчика (аналог) связан с напряжением питания. Это означает, что если Vcc падает на 10% выходное напряжение также падает на 10%.
Время отклика – время необходимое для установления величины равной 95% от реальной.
Журнал
Gears | Датчики давления
Два месяца назад мы рассказывали о тестировании потенциометров, таких как датчики TP и APP. Оба этих датчика могут вызвать жалобы на управляемость, проблемы с переключением трансмиссии и вызвать загорание контрольной лампы неисправности.
В этом месяце мы рассмотрим датчики давления. Датчики MAP и BARO были более распространены до 1996 года, за исключением нескольких производителей. С появлением OBD-II датчики массового расхода воздуха (MAF) стали отраслевым стандартом.
Некоторые производители придерживаются системы плотности скорости (не MAF). Хонда и Крайслер – пара оригинальных производителей, которые, казалось, остались с системами измерения скорости, а не с более популярными системами управления подачей топлива с датчиком массового расхода воздуха.
Тем не менее, датчики давления возвращаются, особенно с введением GDI и распространением двигателей с турбонаддувом. Помните, что датчик MAP действительно ничем не отличается от датчика давления наддува или барометрического давления. Эта тема заслуживает некоторого обсуждения, потому что в ближайшие годы мы увидим больше датчиков давления.
Теория
Прежде чем мы продолжим диагностику датчиков давления, нам необходимо обратиться к некоторым часто неправильно понимаемым теориям. Я регулярно веду занятия по анализу данных сканирования. Один из самых первых слайдов, который я показываю, снят с разбегающегося джипа (рис. 1).
Данные, необходимые для поиска диагностического направления во время урока, очевидны на слайде. Но когда я задаю вопрос: «Что вы видите в данных?» У меня всегда возникает некоторая путаница по поводу одного PID. Честно говоря, машина стоит в заливе на холостом ходу.Что ты видишь?
Обычно участники выбирают номера топливной корректировки, что определенно является проблемой. Но настоящая причина плохих номеров топливной корректировки – неисправный TPS. Ложные данные от TPS заставляют PCM переполнять двигатель.
В свою очередь, кислородные датчики сообщают об истинном богатстве, и PCM в ответ прекращает подачу топлива. Но PID данных, который всегда вызывает обсуждение, – это PID абсолютного давления во впускном коллекторе, который на холостом ходу показывает 8,9 дюймов ртутного столба.
Понимаю путаницу. Подумайте, что вы знаете о давлении во впускном коллекторе и обычном вакуумметре: разве вы не ожидаете, что вакуумметр будет показывать 18-22 дюйма ртутного столба на холостом ходу? Я надеюсь, что это так.
И если вы подключите к этому автомобилю вакуумметр, вы получите приемлемое значение 20 дюймов ртутного столба. Так почему же диагностический прибор показывает 8,9 дюйма ртутного столба? Для этого вам нужно понимать давление, транспортное средство и отображение инструмента.
Путаница здесь связана с тем, как вакуумметр отображает вакуум, по сравнению с тем, как производители и сканирующие приборы отображают данные о давлении.Следует иметь в виду две переменные: манометрическое давление в сравнении с абсолютным давлением и отображаемые единицы измерения. Единица измерения – это проще всего, поэтому мы атакуем ее в первую очередь.
Единицы измерения
Мы все знакомы с SAE и метрическими измерениями, когда дело касается длины. Например, мили против километров. Более того, вы, вероятно, знаете, что гаечный ключ на 1/2 дюйма примерно такой же, как и на 13-миллиметровый. Эти преобразования просты.
Когда дело доходит до давления или вакуума, вы можете быть немного менее осведомлены.Вы можете легко решить эти проблемы с преобразованием, вставив числа в калькулятор или выполнив поиск в Интернете. Через некоторое время вы запомните такие числа, как 29 дюймов ртутного столба и 99 кПа, и свяжете их с атмосферным давлением.
Конечно, эти числа меняются в зависимости от вашей высоты. Кроме того, они абсолютны. Это подводит нас к следующему пункту: калибровочное против абсолютного.
Зависимость избыточного давления от абсолютного давления
В случае с Jeep PID барометрического давления показывает около 29 дюймов ртутного столба.На холостом ходу датчик MAP показывает около 9 дюймов ртутного столба.
Во-первых, диагностический прибор сообщает о атмосферном давлении, как если бы мы смотрели погоду в вечерних новостях. Я имею в виду, что метеоролог говорит нам, что барометрическое давление – это истинное измерение атмосферного давления, которое оказывает давление на наши тела. Если это так, то показание BARO, которое соответствует действительному атмосферному давлению, является правильным.
Во-вторых, если мы запустим двигатель, давление во впускном коллекторе будет ниже атмосферного давления или вакуума.Давление в нашем джипе примерно на 20 дюймов ртутного столба ниже атмосферного.
Таким образом, 29 дюймов ртутного столба (бар. Рт. Ст.) Минус 9 дюймов рт. Ст. Давление в коллекторе равняется разнице в 20 дюймов ртутного столба. Или на 20 дюймов ртутного столба ниже атмосферного давления, чего мы и ожидаем от двигателя на холостом ходу.
Этот автомобиль или диагностический прибор отображает абсолютное давление и вакуум. С некоторым преобразованием вы можете связать показания давления / вакуума с тем, что вы привыкли видеть на обычном вакуумметре.
Исследование вариаций
Если бы Jeep отображал данные сканирования методом манометрического давления, показание BARO было бы 0 дюймов ртутного столба, а давление / вакуум на холостом ходу отображалось бы как 20 дюймов ртутного столба.Именно то, что вы ожидали, если бы у вас был вакуумметр, подключенный к источнику вакуума во впускном коллекторе.
Представим на мгновение, что у этого джипа есть турбокомпрессор. В ситуации полного наддува датчик MAP может показывать 41 дюйм рт. Фактически это означает, что 29 дюймов ртутного столба плюс 6 фунтов на квадратный дюйм наддува (или 12 дюймов ртутного столба) равняются давлению в коллекторе 41 дюйм ртутного столба.
Как я пришел к такому выводу? Один PSI равен двум дюймам ртутного столба. Это означает, что давление на 12 дюймов ртутного столба выше атмосферного равно 6 фунтов на квадратный дюйм выше атмосферного давления или 6 фунтов на квадратный дюйм наддува.
Автомобиль General Motors может отображать 99 кПа барометрического давления и 31 кПа MAP на холостом ходу. В этом случае GM отображает абсолютное давление в метрическом абсолютном формате. Важно знать разницу, чтобы избежать неточной диагностики датчика давления или неправильного считывания показаний давления, которое приведет к неправильному пути диагностики.
Самый простой способ получить представление о том, как появляются данные о конкретном автомобиле, – это посмотреть на показания MAP при включенном ключе и выключенном двигателе (KOEO), а затем запустить автомобиль, чтобы увидеть, куда движется PID данных.
Если KOEO MAP (или BARO) считывает положительное число, то диагностический прибор, скорее всего, отображает данные в абсолютном выражении. Если после запуска двигателя стабилизированное давление холостого хода меньше, значит, вы подтвердили абсолютное значение.
Например, если показание KOEO MAP составляет 29 дюймов ртутного столба, 99 кПа или 0,99 бар, тогда инструмент отображает давление как абсолютное. Запуск автомобиля при вакууме 20 дюймов ртутного столба на холостом ходу должен дать показания на холостом ходу 9 дюймов ртутного столба, 31 кПа или 0,31 бар соответственно.И наоборот, показания KOEO MAP, равные 0 дюймов ртутного столба, 0 кПа или 0 бар, будут указывать на манометрическое давление, и показания на холостом ходу будут снижаться оттуда.
Рисунок 2 может помочь связать все эти значения давления: красные метки – это значения, с которыми вы наиболее знакомы. Голубые метки – это эквиваленты, которые могут бросить вам кривые мячи.
Обратите внимание, что левый датчик помечен, как если бы это был обычный датчик, который вы подключили к источнику вакуума на впускном коллекторе, в то время как правый датчик был помечен как абсолютный.
Как только вы поймете, как отображаются данные о давлении, вы сможете избежать ошибочного диагноза. Решив эти физические вопросы, мы можем перейти к проблемам с датчиком давления.
Проблемы с датчиком давления / Диагностика
Датчики давления могут вызвать проблемы с управляемостью или переключением передач. Они являются входными данными для ECM или TCM, которые редко вызывают проблемы, но, тем не менее, вам необходимо их соблюдать. Автомобиль с плотностью скорости будет в значительной степени полагаться на датчик MAP, в то время как автомобиль, оборудованный MAF, меньше полагается на него.
Вы можете контролировать работу датчика MAP так же, как TPS или APP, таким же образом, как описано в предыдущей статье. Но обычно проблемы с датчиком давления можно обнаружить, используя данные сканирования. Конечно, если вы сомневаетесь в данных сканирования, самое время развернуть осциллограф.
Одна из самых простых проверок – это включить ключ и выключить двигатель. Наблюдайте за всеми датчиками давления (MAP, BARO, Boost и т. Д.) И убедитесь, что они соответствуют вашему текущему фактическому барометрическому давлению. Если какой-либо из них выключен, продолжайте тестирование соответствующего датчика и связанной с ним проводки.
Еще один тест – управлять транспортным средством, отображая датчики на сканирующем приборе. Пример (рис. 3) относится к продукту Chrysler, который испытывал периодические колебания и остановку. У этого автомобиля не было кодов неисправности, но мы могли многократно дублировать жалобу клиента.
Вы можете видеть TPS зеленым, когда я немного ускоряюсь и замедляюсь. Обратите внимание на видимое падение PID RPM желтым цветом при движении автомобиля. Датчик MAP, красный, выпадает до невозможных значений.Обратите внимание на скачки оборотов, следующие за неверным сигналом датчика MAP.
Из-за пропадания сигнала мы проверили электрическое соединение на датчике MAP. Убедившись, что все соединения и проводка исправны, мы заменили датчик MAP и решили проблему с выбросами кода.
Сводка
Знание того, как автомобиль и диагностический прибор отображают данные о давлении, так же важно, как и просмотр самих данных. Непонимание отображаемых данных может легко привести к неправильному диагнозу и потребует повторного запуска процесса диагностики.
Проблемы с диагностикой двигателя или электрооборудования, которые вы хотели бы решить? Сообщите Скотту. Отправьте ему письмо по адресу [email protected], и ваш вопрос может быть освещен в журнале GEARS Magazine .
Датчики MAPи принцип их работы
Датчик MAP – это важная часть современной системы управления двигателем. На вопрос, что означает MAP? большинство технических специалистов могли бы правильно ответить: коллектор Абсолютное давление.Однако следующий вопрос поставит в тупик больше всего.
Что такое абсолютное давление?
При абсолютном измерении нулевая точка (где измерительный прибор обозначает ноль) – это абсолютное нулевое давление. Это означает отсутствие давления или Другими словами, 100% вакуум.
Манометры, которые у меня есть, показывают ноль при отсутствии давления. измеряется. Разве это не абсолютный ноль?
Нет. Большинство манометров или манометров показывают нулевое давление, когда подключен, или когда не измеряется давление или вакуум.Однако на самом деле давление есть – атмосферное давление, которое окружает землю.
Вы имеете в виду атмосферное давление?
Да, даже если ваш манометр или вакуумметр могут показывать ноль, атмосферное или барометрическое давление присутствует всегда. Общепринятый манометры всегда измеряют избыточное давление.
Что такое манометрическое давление?
Нулевая точка избыточного давления соответствует текущему барометрическому давлению. (Инжир.17). Все выше барометрическое давление называется давлением и все ниже барометрическое давление называется вакуумом.
A – Здесь указано нулевое значение манометрического давления
B – Здесь указано нулевое абсолютное давление
C – Текущее барометрическое давление
D – Атмосферное давление
E – Вакуум
F – Идеальный вакуум
G – Рабочий диапазон стандартного манометра
H – Рабочий диапазон стандартного вакуумметра
Обычные манометры или вакуумметры сконструированы для измерения манометра давление, чтобы цена оставалась доступной.
Манометр абсолютного давления громоздкий и дорогой. Лабораторного класса устройства, измеряющие абсолютное давление, стоят более 1000 долларов.
Расскажите об атмосферном, или барометрическое давление.
Эти два термина взаимозаменяемы. Атмосферное давление на уровне моря на стандартный день составляет примерно 14,7 фунтов на квадратный дюйм (psi), или 29,9 дюйма ртутного столба (HG), или 101 килопаскаль (кПа), или 1 бар.
Эти различные стандарты различаются только единицами измерения, используемыми для выразить их.
Всегда ли атмосферное давление остается неизменным?
Нет. Два фактора могут повлиять на атмосферное давление. Во-первых, на высоте над уровнем моря атмосферное давление понижается, потому что плотность воздуха снижается.
Во-вторых, погода или климат могут изменить атмосферное давление – высокое дни давления или низкого давления.Вот почему стандартный уровень моря атмосферное давление указано как стандартное.
Как работают мои обычные манометры или вакуумметры при различных высоты?
На большой высоте они реагируют так же, как и на уровне моря, а это точно точка, к которой мы приближаемся.
Обычные манометры не могут компенсировать различные высота над уровнем моря или изменения погоды.Они будут показывать ноль либо в море уровень или на вершине горы. Однако атмосферное давление конечно разные в этих двух крайностях.
Почему так важно измерение атмосферного давления?
Воздух в атмосфере содержит кислород. Двигатель горит смесью кислород и топливо. Чтобы двигатель работал эффективно, он должен иметь только правильная смесь топлива и кислорода.
Для определения правильной топливовоздушной смеси и правильного зажигания время, PCM должен знать атмосферное давление (BARO). Если PCM чтобы компенсировать изменения высоты или погоды, он должен иметь вход сигнал, отражающий эти изменения атмосферного давления.
Датчик абсолютного давления в коллекторе Является ли это?
да. А на двигателях без датчика массового расхода воздуха (MAF) датчик Сигнал датчика MAP также используется PCM для расчета нагрузки двигателя – насколько сильно работает двигатель.Это называется методом скорости-плотности. расчета нагрузки двигателя для двигателей без датчиков массового расхода воздуха. это из-за этого расчета нагрузки двигателя для двигателей с плотностью вращения, которые точность сигнала датчика MAP очень важна.
В двигателях OBD-II сигнал датчика MAP также используется для диагностики системы рециркуляции отработавших газов.
Каковы нормальные диапазоны выходного напряжения датчика?
Самый распространенный датчик MAP генерирует выходное напряжение от 0 до 5 вольт, в зависимости от измеряемого давления.Он должен уметь измерять атмосферное давление на самых низких высотах, что в некоторых районы немного ниже уровня моря. Стандартное атмосферное давление при уровень моря составляет около 101 кПа. В Долине Смерти, штат Юта, что ниже на уровне моря атмосферное давление может быть выше 101 кПа. На вершина горы Пайкс-Пик в Колорадо, что составляет более 14000 (4267 м) футов над уровнем моря, барометрическое давление менее 65 кПа.Так что Датчик MAP должен иметь диапазон измерения от 105 кПа до примерно 15 кПа.
Как датчик MAP измеряет давление UP от абсолютного нуля?
Представьте себе две стеклянные банки, склеенные открытыми концами, при помощи гибкого мембрана герметизирована между ними. Просверлите отверстие в дне каждой банки, и в каждое отверстие вклеиваем трубочку. Теперь подключите мощный вакуумный насос к одна из трубок.
Когда вакуумный насос снимает ВСЕ атмосферное давление из емкости, закройте трубку, удерживая вакуум в банке.Гибкая мембрана будет подталкиваться к сосуду вакуумной камеры атмосферным давление в открытой банке.
В вакуумном сосуде нет абсолютно никакого давления, поэтому он становится абсолютный ноль контрольной точки.
Любое давление со стороны атмосферы толкает гибкую мембрану внутрь, но более высокое давление толкает его дальше.
Помните, высокое давление в данном случае равно атмосферному давлению, примерно 101 кПа на уровне моря.
Теперь прикрепите шланг от впускного коллектора вашего двигателя к открытому банка. Разработайте электрическую схему, чтобы измерить расстояние до мембраны изгибается, и вы имеете общее представление о том, как работает датчик MAP (рис.18).
A – Фитинг шланга к коллектору
B – Тонкая силиконовая диафрагма
C – Камера эталонного давления (Абсолютный вакуум, ноль давление)
D – Стекло Pyrex
E – Чувствительные резисторы на кремниевой диафрагме
Когда я смогу измерить значение всего 15 кПа?
Датчик называется коллектор абсолютный датчик давления, потому что его чувствительный элемент подключен к впуску коллектор, либо через шланг, либо через прямое крепление.Когда двигатель не работает, давление во впускном коллекторе равно атмосферное давление, и PCM будет использовать этот MAP “двигатель не работает” сигнал как чтение BARO.
Работающий двигатель действует как большой вакуумный насос. Когда дроссель почти закрыто, давление во впускном коллекторе очень низкое – очень низкое как 15 кПа при быстром торможении с закрытым дросселем. Как дроссель открывается, давление во впускном коллекторе увеличивается, потому что атмосферное давление за пределами впускного коллектора врывается, ограничено только по открытию дроссельной заслонки двигателя.
Сопроводительная таблица показывает, что низкое давление в коллекторе (двигатель на холостом ходу) равняется низкому выходному напряжению MAP и высокому давлению (двигатель на WOT или нет работает вообще) равняется высокому выходному напряжению MAP.
Какова функция трех провода к датчику MAP?
Один из проводов обеспечивает точный источник питания 5 вольт от PCM. Другой провод обеспечивает цепь заземления, заземленную только через PCM.Третий – сигнальный провод, по которому передается напряжение сигнала, генерируемое датчик MAP к PCM.
Разница между измерением абсолютного и манометрического давления
Давление можно описать как силу, приложенную к площади. Существует множество различных систем измерения давления, из которых наиболее распространены абсолютное давление и манометрическое давление с герметизацией. Между этими двумя измерениями давления есть много различий, которые существенно влияют на их использование и измерение.В зависимости от того, почему вы измеряете давление, определение того, требуется ли вам манометрическое или абсолютное эталонное давление, так же важно, как и выбор самого диапазона давления, особенно для низкого давления. Если вы ошибетесь, это может привести к огромным ошибкам в ваших измерениях.
Самый простой способ объяснить разницу между ними состоит в том, что абсолютное давление использует абсолютный ноль в качестве нулевой точки, а манометрическое давление использует атмосферное давление в качестве нулевой точки. Из-за переменного атмосферного давления измерение манометрического давления не является точным, в то время как абсолютное давление всегда точно.
Манометрическое давление
Наиболее распространенным эталоном давления является манометрическое давление, которое обозначается буквой «g» после единицы давления, например 30 фунтов на кв. Дюйм. Избыточное давление измеряется относительно атмосферного давления окружающей среды. Изменения атмосферного давления из-за погодных условий или высоты непосредственно влияют на выходной сигнал датчика избыточного давления. Манометрическое давление выше, чем давление окружающей среды, называется положительным давлением. Если измеренное давление ниже атмосферного, оно называется отрицательным или вакуумметрическим давлением.
Датчики избыточного давления обычно имеют только один порт давления. Давление окружающего воздуха направляется через вентиляционное отверстие или вентиляционную трубку к задней части чувствительного элемента. Преобразователь манометрического давления с вентиляцией позволяет внешнему давлению воздуха попадать на отрицательную сторону чувствительной диафрагмы, так что оно всегда измеряется с учетом атмосферного атмосферного давления. Следовательно, вентилируемый датчик избыточного давления показывает нулевое давление, когда соединение технологического давления открыто для атмосферного воздуха.
Эталонный герметичный манометр очень похож, за исключением того, что атмосферное давление ограничено на отрицательной стороне мембраны. Это обычно применяется в приложениях с высоким давлением, таких как измерение гидравлического давления, где изменения атмосферного давления будут иметь лишь небольшое влияние на точность датчика. Определение давления герметичного манометра – это давление, измеренное через герметичное устройство, в котором установлена нулевая точка. Эта уставка соответствует тому давлению внутри устройства, которое было до герметизации, которое решает производитель герметичного манометра.
Абсолютное давление
Абсолютное давление определяется как давление отсутствия материи в пространстве или абсолютный вакуум. При измерениях абсолютного давления этот абсолютный ноль используется в качестве точки отсчета. Лучшим примером эталонного абсолютного давления является измерение барометрического давления. Для изготовления датчика абсолютного давления производитель герметизирует высокий вакуум за чувствительной диафрагмой. Поэтому, если вы удерживаете открытым штуцер технологического давления датчика абсолютного давления для воздуха, он будет считывать фактическое барометрическое давление.
Итак, как узнать, когда измерять абсолютное давление, а когда – манометрическое?
Это не всегда просто, но, как правило, если вы хотите измерить или контролировать давление, на которое влияют изменения атмосферного давления, например, уровень жидкости в открытом резервуаре; вы бы выбрали манометрическое давление со сбросом, так как вас интересуют показания давления за вычетом составляющей атмосферного давления.
Если вы хотите измерить давление, на которое не влияют изменения атмосферного давления, например.грамм. Для проверки герметичности полностью герметичного негибкого контейнера можно использовать датчик абсолютного давления. Если бы вместо этого был использован датчик манометрического давления для измерения давления в баллоне, и барометрическое давление изменилось, то показания датчика изменились бы, несмотря на то, что давление в баллоне осталось прежним.
Датчик абсолютного давления и приложения | Датчик Sendo
SENDO SENSOR предлагает высокостабильные датчики и преобразователи абсолютного давления для ряда приложений, включая преобразователи давления модели SS312 (стандартная версия) и модель SS402 (версия для заподлицо), идеально подходящие для использования в лабораториях, машиностроении и калибровке.
Доступны диапазоны абсолютного давления: 1 бар, 1,6 бар, 2 бар, 2,5 бар, 4 бар, 6 бар, 10 бар, 16 бар и 25 бар.
1. Как работают датчики абсолютного давления?
Датчики абсолютного давления выдают показания, на которые не влияет атмосферное давление. Такие инструменты, как высотомеры и барометры, отображают измерения абсолютного давления с привязкой к вакууму.
Атмосфера Земли имеет вес и создает давление.Величина этого атмосферного давления, также называемого атмосферным давлением, зависит от высоты. Чем выше местоположение, тем меньше атмосферного давления на поверхность. Атмосферное давление также меняется в зависимости от погодных условий.
Манометрическое давление (атмосферное давление + измеренное давление) подходит для большинства потребностей измерения давления, но атмосферное давление, изменяющееся в зависимости от высоты и погоды, может повлиять на точность в определенных приложениях.
Датчик абсолютного давления – это герметичная система, функционирующая путем определения идеального вакуума, поэтому он выдает показания давления, не учитывающие влияние атмосферного давления, для приложений, где требуются показания, не зависящие от изменений высоты или погоды, например, в метеорологические и авиационные приложения.
2. Абсолютное давление
Датчик Sendo использует пьезорезистивную технологию для изготовления датчиков, датчики давления измеряют избыточное давление на основе деформации диафрагмы. Если мембрана подвергается технологическому давлению с одной стороны и вентилируется с другой стороны (подвергается воздействию давления окружающей среды), деформация уменьшается на величину давления окружающей среды. Это означает, что показание манометрического давления на самом деле является разницей между давлением процесса и атмосферным давлением.
В датчиках абсолютного давления сторона датчика, не контактирующая со средой под давлением, подвергается воздействию камеры абсолютного вакуума, которая постоянно герметизирована. На деформацию диафрагмы не влияет атмосферное давление, поскольку она использует герметичный вакуум в качестве опорной и нулевой точки.
4. Приложения для датчиков абсолютного давления
Датчики абсолютного давления обычно используются в приложениях, требующих контроля промышленных высокопроизводительных вакуумных насосов.Например, промышленные упаковочные машины используются для вакуумной упаковки медицинских продуктов в чистой среде, чтобы обеспечить доставку в больницы и врачей в санитарных условиях и без бактерий.
В пищевой промышленности вакуумная упаковка используется, когда требуется максимально возможный уровень вакуума для предотвращения разложения кислородом скоропортящихся пищевых продуктов, тем самым значительно продлевая вкус продукта и срок его хранения. Обычные манометры и датчики, подверженные воздействиям.
В атмосфере невозможно контролировать верхний предел вакуума. Приложения, требующие истинных датчиков и манометров абсолютного давления, также можно найти в научных лабораториях, университетах, вооруженных силах и авиационной промышленности.
Размер рынка датчика абсолютного давления, доля
Перспективы рынка датчика абсолютного давления – 2027 г.Датчик абсолютного давления – это тип датчика, используемый для абсолютного измерения давления воздуха или газа путем измерения целевого давления относительно известного давления абсолютного вакуума .Эти датчики в основном используются в автомобильном секторе для измерения биометрического давления и информирования модуля управления трансмиссией о нагрузке на двигатель. Информация, передаваемая модулю управления трансмиссией, используется для поддержания и регулировки обогащения топлива и момента зажигания в различных рабочих условиях.
Датчики абсолютного давления предоставляют мгновенную информацию об абсолютном давлении блоку управления трансмиссией. Кроме того, они используются в секторе продуктов питания и напитков для высочайшего уровня вакуумной упаковки, чтобы предотвратить разложение кислородом скоропортящихся продуктов, тем самым продлевая вкус продукта и срок его хранения.Они имеют высокое разрешение для точного измерения низкого давления и энергоэффективны, что повышает стандарты качества продукции.
Анализ объема и структуры рынка:
Отчет в метрической системе | Подробная информация | ||||
| 42 Размер рынка, доступный в течение многих лет | 52 2019 Рассматриваемый базовый год | 2019 | |||
Период прогноза | 2021–2027 | ||||
Единица прогноза | Номинальное давление, тип топлива, тип транспортного средства, применение, отраслевой вертикаль и регион | ||||
Охватываемые регионы | Северная Америка (U.Южная, Канада и Мексика), Европы (Германия, Великобритания, Франция, Россия и остальная часть Европы), Азиатско-Тихоокеанского региона (Индия, Япония, Китай и остальная часть Азиатско-Тихоокеанского региона) и LAMEA (Латинская Америка, Ближний Восток и Африка) | ||||
Охваченные компании | ABB Ltd., Amphenol Advanced Sensors, Keller Corp., Yokogawa India Ltd., Omron Corp., Honeywell International Inc., Texas Instruments Inc., STMicroelectronics, Robert Bosch GmbH и NXP Semiconductors. |
АНАЛИЗ ВОЗДЕЙСТВИЯ COVID-19:
- Продолжающаяся пандемия COVID-19 тревожит людей, а также организации и коммерческие фирмы во всем мире.С закрытием производственных операций и запретом на поездки и транспортировку по всему миру спрос на датчики давления также упал. Пока трудно предвидеть точную меру масштабов и масштабов проблемы.
- В ответ на сценарий COVID-19 ожидается, что рынок датчиков абсолютного давления испытает временный дефицит из-за остановки операций промышленных предприятий, производственных единиц и запрета на транспортный сектор во всем мире. Спад спроса сопровождается остановкой производства, что нарушает и без того напряженную цепочку поставок.Напротив, ожидается, что рынок быстро восстановится из-за роста спроса на датчики давления, встроенные в устройства в медицинских и экстренных службах для борьбы со вспышкой вируса.
- Робототехника и машинное зрение, включающие беспроводные датчики давления, помогают проверять, идентифицировать, распознавать, диагностировать и оказывать помощь в лечении пациентов с COVID-19. В медицинских учреждениях используются роботы для лечения пациентов и доставки предметов снабжения, чтобы свести к минимуму контакты между людьми.
Рост потребности в безошибочной работе двигателя для производства более безопасных транспортных средств является основным фактором, стимулирующим рост рынка датчиков абсолютного давления. Однако небольшие сложности и трудности, возникающие при настройке двигателя с датчиками абсолютного давления, сдерживают рост рынка датчиков абсолютного давления.
С другой стороны, рост использования этих устройств для вакуумной упаковки медицинских продуктов в чистой среде, чтобы гарантировать доставку в больницы без бактерий в секторе здравоохранения, еще больше увеличивает долю рынка датчиков абсолютного давления.Ожидается, что быстрый уровень индустриализации с последующим внедрением передовых сенсорных технологий откроет новые возможности для индустрии сенсоров абсолютного давления.
Выпуск нового продукта для расцвета рынкаВедущие участники рынка предпринимают необходимые шаги для совершенствования процессов проектирования, производства и контроля качества с целью повышения точности датчиков абсолютного давления, что представляет собой инновационные решения для подачи энергии в систему для приложений, которые призваны обеспечить мир.
В апреле 2020 года компания Amphenol Advanced Sensor, ведущий новатор в области передовых сенсорных технологий, выпустила цифровой датчик абсолютного давления с выходом NPB-101, который обеспечивает низкое энергопотребление и компактный размер, что делает его идеальным для приложений с батарейным питанием и мобильных устройств. Датчик NPB-101 включает датчик давления MEMS вместе с ИС формирования сигнала для обеспечения точного измерения давления от 260 мбар до 1260 мбар. Этот датчик абсолютного давления не только компенсирует и калибрует элементы давления, но также обеспечивает вывод скорректированной температуры с помощью внутреннего датчика.
НПБ-101 имеет цифровую компенсацию смещения сигнала, чувствительности, температуры и нелинейности. Коэффициенты калибровки датчика давления NPB-101 хранятся на кристалле в высоконадежной, энергонезависимой и многократно программируемой памяти (MTP). Датчик абсолютного давления представляет собой миниатюрный корпус HCLGA размером 2,0 мм x 2,5 мм x 1,0 мм с рабочей температурой от -40 ° C до 85 ° C. Устройство используется для обнаружения теплового разгона, внутренней и наружной GPS-навигации, высотомера и барометра для портативных устройств и оборудования метеостанции.
Всплеск использования промышленных датчиков в автомобилях и промышленностиДатчики абсолютного давления в основном используются в бесчисленных автомобильных приложениях, таких как обнаружение ранних неисправностей в гидравлических тормозах, оптимизация топливной смеси в двигателях для соответствия давлению воздуха, автоматическая очистка выхлопных фильтров , и обнаружение утечки паров.
В июне 2019 года компания SMI Microelectronics, глобальный разработчик и производитель датчиков давления, представила серию SM923X систем датчиков сверхнизкого давления.Он обеспечивает лучшую в отрасли точность выходного сигнала и долгосрочную стабильность благодаря комбинации датчиков давления MEMS с ИС формирования сигнала в одном корпусе. Серия SM923X – это компактное решение, обеспечивающее повышенную эффективность системы по сравнению с обычными громоздкими и дорогостоящими устройствами. Общая погрешность точности составляет менее 1% от полной шкалы, а разрешение 16 бит позволяет разрешать сигналы размером до 0,0038 Па. Датчики SM923X полностью откалиброваны, а цифровой интерфейс I2C позволяет легко интегрировать систему. Кроме того, он объединяет фильтрацию шума высокого порядка и чрезвычайно низкую чувствительность к электромагнитным помехам.Небольшой корпус SO16 с двойным вертикальным портом обеспечивает простую интеграцию системы, в то время как датчик MEMS надежен и выдерживает высокое давление разрыва. Эта серия датчиков давления используется для точного измерения давления в промышленных системах управления, таких как реле давления и пневматические клапаны для измерения давления газа в вакуумных насосах.
Охваченные ключевые сегменты:
Сегменты | Подсегменты | ||||||||||
Номинальное давление | |||||||||||
Тип транспортного средства |
| ||||||||||
Рециркуляция газа | |||||||||||
Промышленность Вертикальная |
|