Fise de Documentare Senzori Si Traductoare

Click here to load reader

  • date post

    25-Dec-2015
  • Category

    Documents

  • view

    152
  • download

    12

Embed Size (px)

description

senzori si traductoare pe automobile

Transcript of Fise de Documentare Senzori Si Traductoare

Argument

n contextul economic actual, marcat de tensiuni

permanente generate de preul aflat n continu

cretere al carburantului i de presiuni din ce n ce

mai mari de a reduce consumul de energie, conductorii

auto fie c este vorba de cei care conduc

o motociclet, un autoturism sau un camion,

indiferent dac sunt sau nu oferi profesioniti

au propriile ateptri n ceea ce privete eficiena

energetic, sigurana i protecia mediului.In acest scop tehnologia auto a aparut in a doua jumatate a secolului al 19-lea, automobilul a revolutionat transporturile si a concentrat cele mai semnificative eforturi stiintifice si ingineresti, pentru continua perfectionare a performantelor sale. Pana in jurul anilor 1970-1980 componentele mecanice, multe dintre ele adevarate bijuterii tehnice, reprezentau o pondere covarsitoare in ansamblul unui automobil, partea electrica si electronica rezumandu-se la un numar restrans de motoare (demaror, alternator, stergatoare de parbriz), senzori (pentru temperatura uleiului si antigelului, presiunea uleiului, nivelul carburantului), relee (pentru semnalizare, aprindere) si becuri .

Senzori detecteaza defectiunea la un asamblu de piese,transmite niste impulsuri la traductoare care acestea la randul lor ne arata in bord,sau in calculatorul de la bordul masini,ce piesa este stricata.Defectiunea este scoasa la iveala cu ajutorul acestor senzori si traductoare,ne ajuta sa intelegem mai usor defectiunile si cum trebuie sa procedem in a remedia defectiunile. Mecatronica in tehnologia auto a aparut in a doua jumatate a secolului al 19-lea, automobilul a revolutionat transporturile si a concentrat cele mai semnificative eforturi stiintifice si ingineresti, pentru continua perfectionare a performantelor sale. Pana in jurul anilor 1970-1980 componentele mecanice, multe dintre ele adevarate bijuterii tehnice, reprezentau o pondere covarsitoare in ansamblul unui automobil, partea electrica si electronica rezumandu-se la un numar restrans de motoare (demaror, alternator, stergatoare de parbriz), senzori (pentru temperatura uleiului si antigelului, presiunea uleiului, nivelul carburantului), relee (pentru semnalizare, aprindere) si becuri .

Senzori detecteaza defectiunea la un asamblu de piese,transmite niste impulsuri la traductoare care acestea la randul lor ne arata in bord,sau in calculatorul de la bordul

masini,ce piesa este stricata.Defectiunea este scoasa la iveala cu ajutorul acestor senzori si tradcutoare,ne ajuta sa intelegem mai usor defectiunile si cum trebuie sa procedem in a remedia defectiunile.

Tipuri de senzori:

- senzori de parcare,

- senzori de contact,

- senzori de lumina,

- senzori anti blocare a franelor (ABS)

- senzori de caldura.

Tipuri de traductoare.

- traductoare de caldura,

- traductoare de debit,- traductoare de presiuneSENZORI DE TEMPERATURA1.Msurarea temperaturii lichidelor-senzori de temperatura pentru lichide. n faza de dezvoltare a automobilului se msoar:

temperatura lichidului de rcire, temperatura uleiului din motor, temperatura uleiului din transmisie, temperatura combustibilului, temperatura lichidului de frn, temperatura electrotitului bateriei (se folosesc termometre sau termocupluri cu teac de sticl, pentru a proteja senzorul de electrolitul coroziv).Gama de temperaturi de msur este tipic 40...+200(C.2.Msurarea temperaturii bateriei de acumulatoare Meninerea strii de ncrcare corecte a bateriei automobilului este esenial pentru obinerea unei viteze adecvate de rotaie la pornire i o durat de via optim a bateriei. Curba de ncrcare a bateriilor cu Pb impune ca tensiunea de ncrcare s varieze funcie de temperatur. La temperaturi sczute e nevoie de tensiuni mai mari. Temperaturile sczute impun cele mai dificile cerine bateriei, deoarece vscozitatea uleiurilor este mare i sarcina pentru sistemul de pornire este foarte mare. Se prevd circuite de compensare n stabilizatorul de tensiune din sistemul de ncrcare a bateriei, pentru a genera tensiune ntr-o gam acceptabil de funcionare.

Bateriile pentru autovehicule electrice cer meninerea unei game mari de temperaturi de funcionare. Pilele cu sulfur de sodiu pot stoca energie de patru ori mai mare dect cele cu Pb.

Temperatura de funcionare a bateriei trebuie meninut la 300(C ... 350(C. 3.Msurarea temperaturii catalizatorului-senzori de temperatura Pentru a fi eficient, convertorul catalitic trebuie meninut la o temperatur minim, peste 350(C. Pentru a crete eficiena n controlul emisiilor de gaze toxice, se folosesc tehnici de scdere a timpului de nclzire a catalizatorului:

nclzirea scurt a catalizatorului prin aprinderea unui amestec msurat de combustibil i aer ntr-un arztor plasat naintea catalizatorului; nclzirea electric a catalizatorului, creterea puterii consumate de sistemul de pornire.

Pentru msurarea temperaturii catalizatorului se introduce diagonal n el un termistor, constanta de timp de msurare fiind de 2 s.

Temperatura gazelor arse crete rapid n condiii severe de funcionare (vitez mare sau cifr octanic insuficient). Senzorul de temperatur trebuie plasat n galeria de evacuare. Dac senzorul detecteaz o cretere a temperaturii gazelor arse, se comand mai mult combustibil injectat n camera de ardere, pentru a rci motorul.

Temperatura gazelor arse poate atinge 1000(C i se folosete ca senzor un termocuplu din oxid de magneziu cu teac metalic.4.Msurarea temperaturii senzorului de oxigen

Senzorul de oxigen genereaz o tensiune funcie de diferena concentraiilor de oxigen din gazele arse i din mediul ambiant. Tensiunea generat este afectat de temperatur, iar senzorul de oxigen necesit o temperatur minim de funcionare de 450(C.

Pentru a reduce timpul de nclzire se folosesc nclzitoare.5.Msurarea temperaturii pneurilor-senzori de temperatura Se face mpreun cu msurarea presiunii, de exemplu folosind cte un senzor de temperatur i presiune n fiecare roat. O anten circular i un transceiver transmit aceste semnale unui modul de procesare electronic, care comand un compresor de aer, pentru a menine presiunea dorit a pneurilor.Dac temperatura depete o anumit valoare, de exemplu + 85(C, se comand scderea vitezei automobilului.Aplicaii de msurare a vitezelor n automobile1. Msurarea vitezei de rotaie n automobile Cei mai importani factori n controlul motorului sunt:

- viteza de rotaie a motorului (50 ... 8000 rpm ) i

- unghiul axului cotit. Aceste semnale sunt folosite pentru injecia de combustibil i controlului aprinderii.

Viteza automobilului este n gama tipic 0 ... 180 km/h, cu rezoluia 1 km/h.

Pentru msurarea vitezei automobilului se msoar viteza de rotaie a arborelui de transmisie, folosind senzori optici sau senzori magnetici. Senzorii de acceleraie sunt folosii n:

- sisteme de comand a pernei de aer,

- sisteme de control a cursei suspensiei,

- de evitare a blocrii frnelor,

- traciune i navigaie inerial.In aceste aplicaii se folosesc comutatoare i accelerometrele analogice microprelucrate din Si, plasate central pe caroseria automobilului. n aplicaii ca ABS, ASR i transmisie pe patru roi, se folosesc senzori de vitez de rotaie pe fiecare roat, pentru a determina alunecarea diferenial ntre roi.

n aplicaiile de transmisie electronic, informaiile de la senzorii de vitez de deplasare i turaie a motorului, cuplu de torsiune i poziia clapetei de acceleraie sunt necesare pentru selecia raportului de transmisie optim al cutiei de viteze.Transmisiile controlate electronic asigur tranziia lin ntre rapoartele de transmisie i sunt mai mici dect transmisiile automate convenionale, permind mai multe rapoarte de transmisie, performane mai bune, cuplu, eficien i acceleraii mai mari.

Alt aplicaie: controlul vitezei de rotaie a ventilatorului radiatorului.

Depinde de temperatura lichidului de rcire.

Folosesc senzori Hall sau cu magnetorezistene pentru a determina poziia armturii i viteza de rotaie a motorului ventilatorului.

Traductoare Hall si utilizarea lor la autoturisme1. Efectul Hall. Consideratii teoreticeEfectul Hall este un efect galvanomagnetic observat pentru prima data de E. H. Hall in 1880. Acest efect consta in aparitia unui camp electric transversal (denumitcamp electric HallEH) si a unei diferente de potential intr-un metal sau semiconductor parcurse de un curent electric, atunci cand ele sunt introduse intr-un camp magnetic, perpendicular pe directia curentului.Se considera cazul unei proba semiconductoare paralelipipedice de dimensiunia,b,c(fig.1). Campul electric Hall apare atunci cand proba semiconductoare este plasata intrun camp de inductie magneticaBsi intr-un camp electric exterior de intensitate.Vectoriiformeaza un triedru drept (fig. 1), adica=(E,0,0);=(0,B,0);=(0,0, EH).

Sub actiunea campului electric extern=(E,0,0) prin proba semiconductoare trece

un curent electric de intensitateI. Prin aplicarea pe proba respectiva a campului magnetic de

inductie=(0,B,0) intre fetele laterale ale probei, pe directie normala pesi(fig. 1),apare o diferenta de potentialUH=VAVBnumitatensiune Hall. Tensiunea Hall este determinata de devierea purtatorilor de sarcina electrica ce formeaza curentul prin proba, sub actiuneafortei Lorenz:

undev este viteza medie de miscare prin proba a purtatorilor de sarcina electrica(sauviteza de drift) sub actiunea campuluiE, iareestesarcina electrica elementara e=1.6*10-19C [1].Intensitatea campului electric Hall este:

EH=UH/a.

2. Efectul Hall in sisteme magneticeIn materialele feromagnetice( si cele paramagnetice in camp magnetic), reziztivitatea Hall include o contributie aditionala, cunoscuta ca Efect Hall Anormal( sau Efect Hall neobisnuit), care depinde direct de starea de magnetizare a materialului, si adeseori are o pondere mai mare decat efectul Hall normal.

In ciuda faptului ca este un fenomen recunoscut, exista totusi o discutie legata despre originea sa in diferite materiale. Efectul Hall anormal poate fi ori efect extrinsec datoritadispersiei purtatorilor de sarcina, sau efect intrinsec.Dispozitivele cu efect Hall produc la iesire un nivel de semnal foarte scazut din aceasta cauza necesita o amplificare. In timp ce pentru instrumentele de laborator amplificatoarele cu tuburi cu vid disponibile in prima parte a secolului 20 erau potrivite, pentru aplicatiile cotidieneacestea erau prea scumpe si mari consumatoare de energie. Senzori cu efect Hall au devenit convenabili pentru productia de masa odata cu deszvoltarea circuitelor integrate ieftine. Multe dispozitive comercializate acum sub denumirea de Senzori cu efect Hall sunt de fapt dispozitive care incorporeaza intro singura capsula atat sensorul Hall cat si circuitul integrat cu amplificare mare. Avantajele recente au rezultat prin adaugarea convertoarelor analog-digitale(ADC) si a I2C( Inter-Intergrated circuit communication protocol) pentru conectarea directa la porturile de intrare/iesire a microcontrolerului integrat in capsula.3. AvantajeDispozitivele cu efect Hall xcapsulate corespunzator sunt imune la praf, noroi si umiditate. Aceste caracteristici fac din dispozitivele cu efect Hall mai potrivite pentru aplicatii pentru detectia pozitiei sau a miscariidecat alte metode cum ar fi metoda optica sau electromecanica[2].4. Aplicatii in domeniul autoAplicatiile tipice in domeniul auto:-pozitia arborelui cu came-pozitia vibrochenului-sensori de current-presiune de ulei-pozitia pedalei-pozitie-presiune-pozitia scaunului-viteza-unghi de virare-pozitia volanului-pozitia suspensiei-pozitia supapelor1. Detectia vitezei vibrochenului

Fig.2 Pozitia arboreluiAcest tip de sensor este constituit dintr-un magnet permanent, un lant, o bobina. Sensorul este montat aproape de roata dintata. Cand un dinte al rotii trece prin fata senzorului, un current pulsatoriu este indus in bobina. Fiecare dinte produce un impuls. Cu cat viteza rotii creste cu atat numarul de pulsuri creste. Unitatea electronica de control(ECU) va determina viteza de rotatie a componentei in functie de numarul de pulsuri inregistrate. [3].2. Detectia vitezei rotiiSenzorii pentru roata functioneaza conform principiului folosit la detectia vitezei vibrochenului[4]. Componenta mobila, in acest caz roata, are un disc cu dinti de metal. Senzorul este echipat cu o bobina si un magnet permanent. Bobina are o particularitate ca va produce o tensiune cand un camp magnetic variabil este present. Cand nu exista metal in fata senzorului liniile de camp magnetic de la magnetul permanent sunt indreptate dinspre nord spre sud trecand prin infasurarile bobinei. In momentul in care roata incepe sa se invarta dintii de metal vor trece prin fata senzorului si liniile de amp magnetic se vor modifica. Aceasta modificare va produce o tensiune de fiecare data cand un dinte metallic trece prin fata senzorului. Tensiunea se produce la transitia dintre un dintre si un gol aparut in fata senzorului. Daca dintele sta in fata senzorului(roata sta) tensiune scade la zero. Distanta dintre sensor si roata de metal este foarte importanta pentru ca o distanta mai mare va produce un camp magnetic mai slab deci o tensiune mai scazuta. Distanta optima este intre 0.1-1.5 mm[4].3. Detectia pozitiei scaunului pasageruluiPozitia scaunului este utilizata de sistemele de siguranta pentru a determinat pozitia pasagerului fata de volan, limitand forta de explozie a aibag-ului.Cea mai utilizata metoda este incorporarea unui sensor Hall pentru detectia zonelor de pozitie a scaunului[5]. Senzorul trebuie sa retransmitaaceasta informatie sub forma digitala spre unitatea de comanda pentru a indica o anumita zona.Calea de rulare a scaunului este de obicei din metale feroase capabila sa intrerupa campul magnetic intre un sensor hall si un magnet. Materialul feros din calea de rulare trece printre un comutator si un magnet provocand intrerupatorulul sa comute ON sau OFF, in functie de pozitia scaunului . O modificare in starea de iesire a senzorului indica unitatii de control ca scaunul este intr-o anumita zona.

Calea de rulare a scaunului poate fi impartita in mai multe zone in functie de numarul de senzori hall care sunt folositi.Daca se folosesc 2 senzori vom avea 4 zone posibile. Daca scaunul este intro zona mai apropiata de volan unitatea de control va stabili o forta de explozie a airbagului mai mica.Unitatea de control va decoda iesirea senzorilor hall pentru a stabili in ce zona se afla scaunul. Doi senzori va furniza la iesire un cod Grey prezentat in fig 3 si in tabelul 1

Fig. 3 Zonele depozitie a scaunuluiZoneSensor 2 OutputSensor 1 Output

100

201

311

410

Tabelul 1. Codul Grey4. Detectia inchiderii centurii de sigurantaIn cupla de inchidere a centurii de singuranta se gasesc un mecanism cu resort si un amsamblu cu senzor Hall. Mecanismul cu resort realizeaza blocarea automata a limbii metalice a centurii. In mod normal ansablul cu senzor Hall are un anumit nivel de tensiune la iesire daca limba centurii de siguranta nu este introdusa in mecanismul cu resort. Acest nivel de tensiune este diferit in momentul in care limba centurii este introdusa in mecanism.

Fig.4 Structura interna a cuplei de inchidere centura in afara2.Msurarea vitezei liniare n automobile Aplicaiile de msurare a vitezei liniare n automobile sunt:

- detecia obstacolelor apropiate de automobile;

- evitarea coliziunilor;

- msurarea distanei caroseriei fa de drum pentru controlul cursei suspensiei;

- msurarea vitezei automobilului pt. ABS, ASR (prevenirea rotirii rapide a roilor pe drum lunecos) i navigaie inerial.

n aceste aplicaii se folosesc traductoare cu ultrasunete pt. distane scurte < 10 m i RF pentru distane mai lungi. Pentru msurarea cu ultrasunete a obiectelor aflate la distane de 0,5 ... 2 m, frecvena impulsurilor este aprox. 15Hz. Impulsurile reflectate se ntorc n 3 ... 12 ms. Viteza unui obiect (int) este dat de relaia:

v = 2L / t

L = distana fa de int, t = timpul (viteza ultrasunetelor = 340 m/s).

n cazul msurrii cu ultrasunete a distanei ntre caroserie i drum, de 15...50 cm, pentru controlul cursei suspensiei, se folosete viteza de repetiie a impulsurilor de pn la 50 Hz iar impulsul reflectat se ntoarce n 0,9 ... 3 ms.I.TRADUCTOARE PENTRU AUTOMOBILE

1. Traductoare de temperatur, cldur i umiditate Surse de cldur n automobile:

- motor,

- convertoare catalitice,

- pierderi n convertoarele de putere (ex. alternatorul) i

- dispozitive generatoare de cldur ca: parbrizele, scaunele i oglinzile nclzite. Umiditatea se adaug la efectul temperaturii asupra fiabilitii componentelor i confortul pasagerilor.

Temperatura unui corp sau substane = potenial de debit de cldur, msura energiei cinetice medii a moleculelor i starea termic, abilitatea de a transfera cldura la alte corpuri sau substane.

Temperatura afecteaz:

- performanele motorului i sistemelor,

- confortul oferului i pasagerilor. Gama temperaturilor de funcionare:

autovehicul (-60...+57(C),

module electronice de sub capot (- 40...+125(C) i compartimentele pasagerilor (-40...+85(C).

Vscozitatea fluidelor de ungere i rcire este afectat de variaii mari de temp.

Vopseaua, esturile, materialele plastice, obiectele de cauciuc, materialele organice i anorganice trebuie proiectate pentru medii cu temperaturi i umiditate extreme.

Msurarea temperaturii acestor componente este esenial n timpul proiectrii i dezvoltrii autovehiculului. Energia termic se transfer cu variaiile corespunztoare de temperatur prin:

conducie: prin difuzia n materiale solide, lichide sau gaze staionare; convecie: micarea lichidului sau gazului ntre dou puncte, iar radiaia are loc prin unde electromagnetice; radiaie.5. Detectia pozitiei volanuluiVariatia tensiunii unui element Hall sau a resistentei a unui element magnetorezitiv se poate utiliza la sensori de pozitie sau viteza.O mica portiune(10) al axului volanului este filetata si cuplata la o bucsa. Bucsa include o bara de ghidare(16) care prezinta o neuniformitate magnetica(18,18`). Montajul cu sensor include un senzor galvanometric(30) montat intr-uncanal fix(20). Miscarea de rotatie a axului volanestetransformata in miscare de translatie repetata a barii de ghidare. Tensiunea de iesire a sensorului indica pozitia axiala a neuniformitatii magnetice deci pozitia volanului se poate afla[7].

Fig. 7.6. Detectia pozitiei pedalei de franaPentru detectarea pozitiei unei portiuni feromagnetice a pedalei se foloseste un transistor cu efect Hall si un montaj cu magnet permanent. Modificarea pozitiei pedalei de frana va determnina o variatie a campului magnetic si provocand o miscarea stariidispozitivului cu efect Hall.

Fig.8 Dtectarea pozitiei pedaleiTranzistorul cu efect Hall ca un comutator alternand la iesire un semnal digital high sau low dependent de modificarea fluxului magnetic detectata de tranzistorul cu efect Hall. In pozitia normala a pedelei tranzistorul cu efect Hall este in starea `high` . Cand pedala se apasa, deci elementul feromagnetic este departat , dispozitivul cu efect Hall intra in starea low..Traductoare pentru gaze de evacuare1.Arderea

Singurele produse ale unei arderi complete sunt substane netoxice: CO2 i ap:

Cerina pentru acest proces este 14,7 kg de aer pentru fiecare kg de combustibil, adic 10 m3 de aer la 1 litru combustibil. Raportul aer/combustibil este stoichiometric atunci cnd motorul este alimentat cu cantitatea exact de aer cerut pentru ardere complet.2.Raport normalizat aer /combustibil

Raportul amestecului este definit de raportul normalizat aer / combustibil = ( Condiiile din motor nu corespund celor absolute ideale pentru o ardere perfect, rezult un numr de produse de ardere incomplet chiar dac este meninut un raport stoichiometric ( = 1. CO2 i H2O sunt nsoite de CO, H2 i HC, oxigen liber nereacionat.

Echilibrul ap - gaz definete raportul CO la H2. La temperaturi mari de ardere, N2 i O2 din aerul de alimentare formeaz oxizi de azot: NO, NO3, N2O.3.Compoziia gazelor de evacuare netratate

Compoziia gazelor de evacuare care intr n convertorul catalitic variaz funcie de calitatea combustibilului i raportul (. Amestecurile bogate (( < 1, combustibil exces) produc concentraii mari CO, H2,,,HC.

Amestecurile srace (( > 1, oxigen exces) genereaz nivele mari de NOx i O liber. Temperaturi sczute ale camerei de ardere, asociate cu raporturi amestec ( > 1,2 au ca efect reducerea concentraiilor NOx i creterea concentraiilor HC. Emisiile maxime de CO2 au loc la un amestec uor srac (( ( 1,1).4.Concepte de proiectare ale buclei nchise de control lambda

Elementele principale care definesc sistemele de control n bucl nchis ( sunt:

- proiectarea motorului,

- limitele de emisie,

- consumul de combustibil i

- cerinele de performan i funcionare silenioas Tratarea catalitic a gazelor evacuate este esenial pentru respectarea standardelor de emisie curente. n procesul catalitic, CO, H2 i HC sunt oxidate pentru a forma CO2 i H2O, iar NOx sunt reduse la N2 i O2.

Convertorul catalitic cu 3 ci (convertor catalitic selectiv) i sistem de control n bucl nchis care folosete senzor ( sunt elementele eseniale pentru obinerea reducerilor adecvate a celor trei poluani. Motorul trebuie s funcioneze ntr-o gam ngust de variaie |(((< 0,005 la ( = 1. Controlul ( n bucl nchis este ncorporat n sistemul de control electronic. Sistemul de control regleaz ( n amonte de convertorul catalitic, cu ajutorul unui senzor de O2. Rezult ntrzieri mari ale sistemului de control, mai ales la viteze sczute. De aceea, sistemul trebuie s conin o funcie pilot de control, capabil de reglarea amestecului la valoarea ( dorit, cu un grad de precizie maxim posibil. Se evit astfel scderea performanelor automobilului i creterea nivelului de gaze poluante evacuate. Conceptul de control n bucl nchis folosit curent n motoarele cu aprindere prin scnteie se bazeaz pe control n dou puncte cu ( = 1, cu compoziia amestecului oscilnd n jurul valorii optime pentru (. Cnd amestecul trece de la bogat la srac, Us de la sonda (, scade de la 0,8 V (( < 1) la 0,1 V (( > 1), cu variaie rapid a semnalului la ( = 1. Cnd Us trece peste tensiunea de prag fixat, ex. Uprag ( 0,45V, sistemul rspunde srcind progresiv amestecul pn cnd Us cade din nou sub prag.Cnd procesul se ncheie, sistemul i inverseaz ieirea, mbogind gradat amestecul.

III.Traductoare de poziie liniar i unghiular

Folosite n automobilele moderne, de la microcomutatoarele acionate de deschiderea uii, pn la transformatoarele difereniale liniar variabile din sistemele de suspensie active, pentru indicarea poziiei sau n sisteme de siguran.

Fiecare tip de traductor are propriile modaliti de exprimare i este important s se neleag cum o caracteristic a traductorului se raporteaz la alt caracteristic a altui traductor, cum afecteaz forma semnalului de ieire, analogic sau numeric, rezoluia, performanele sau stabilitatea unui sistem din traductor. 1.Traductoare de poziie Din perspectiva unui proiectant de sistem, problema de baz legat de traductoare este: ce fel de informaie d la ieire i cum este folosit traductorul.

Un traductor de poziie este un dispozitiv electromecanic care transform informaia de poziie n semnale electrice. Traductoarele de poziie pot fi grupate n dou categorii de baz:

- traductoare incrementale sau absolute i

- traductoare de poziie n contact sau de proximitate.a) Traductoare incrementale sau absolute Msoar poziia ca distana de la un marcaj arbitrar sau zero. Se bazeaz pe metoda de numrare a impulsurilor. Un impuls din secvena de impulsuri este proiectat mai lat sau de polaritate opus dect altele, nct poate fi folosit ca zero. Avantaje: folosesc puine fire de legtur, tipic patru sau cinci. Dezavantaje: - la punerea sub tensiune, traductorul nu are nici o informaie de poziie i necesit un ciclu de indexare mecanic pentru a gsi impulsul marker; - sensibilitatea la zgomote.

Dau informaie de ieire neambigu la punerea sub tensiune. Fiecare poziie liniar sau unghiular are o valoare unic. Ieirea poate fi: tensiune, frecven, cod numeric, etc, asociate poziiei de intrare. Exemple: poteniometrele,traductoarele numerice absolute,resolverele, etc.b) Traductoare de poziie n contact sau de proximitate Sunt proiectate s detecteze poziia componentelor sistemelor mecanice, fiind fie direct cuplate prin arbore sau legtur, ca n cazul poteniometrelor sau traductoarclor optice numerice, fie prin mijloace fr contact sau proximitate.

Condiiile de mediu au influen mare n alegerea traductorului. Nivelele mari de vibraii, mai ales n aplicaiile cu motoare mici, duc la defecte permanente, de exemplu a stratului conductor de la poteniometrul de msurare a poziiei clapetei de acceleraie. Murdria i praful exclud traductoarele optoelectronice din aplicaiile de sub capot, datorit degradrii rapide a cii optice.

Traductoarele de proximitate cele mai folosite sunt cele bazate pe detectarea CM, deoarece pot fi mai uor izolate de efectele distructive ale mediului dur din cele mai multe aplicaii din automobile.

2.Traductoare de poziie optoelectronice Codoarele optice unghiulare pentru msurarea incremental a poziiei unghiulare a arborilor au disc cu sectoare transparente i opace, egal spaiate. Tipuri de discuri:

- disc din sticl - pentru aplicaii de precizie;

- disc din mylar rezoluie mare, pre sczut;

- disc din metal - rezoluie medie sau mic, pre sczut .

Discurile sunt rotite i iluminate pe ambele pri. Fotodetectoarele detecteaz trecerea sectoarelor iluminate i ntunecate.

Discurile din metal, de rezoluie sczut, lucreaz prin reflexie.

Codoarele au 2 perechi de surse optice i fotodetectoare, poziionate la distan egal cu jumtate din limea unui sector. Ieirile celor 2 canale de msur sunt decalate cu 90 (semnale n cuadratur). Trecerea unei perechi de sectoare luminoase i ntunecate prin faa unui fotodetector este numit perioad, impuls, linie sau 360 electrice.

Rezoluia codoarelor: 16 linii/rot, pentru aplicaii de pre sczut,

> 6000 linii/rot pt. sisteme de control a poziiei de precizie. Multe codoare folosesc i al treilea semnal ca index sau impuls de referin (marker nord). Acesta are 1 linie/rotaie i lime tipic de 90e. Din cele 2 ieiri de pe cele 2 canale defazate la 90e, pot fi separate 4 stri distincte folosind CI speciale (semnale cu factor de umplere 1/2). Se obin astfel rezoluii de patru ori mai mari dect numrul liniilor de pe disc. Sensul rotaiei este dedus din defazajul dintre cele dou semnale.

Specificaiile de acuratee ale codoarelor unghiulare incrementale se ncadreaz n dou categorii:

- acurateea poziiei unghiulare este diferena ntre unghiul real al arborelui i unghiul indicat de codor. Eroarea este dat n grade sau minute de arc;

- specificaiile pentru simetria i repetabilitatea perioadelor sunt exprimate n grade electrice.

Codoarele optoelectronice incrementale liniare permit msurarea direct a micrii liniare. Tehnologia i terminologia sunt aproape aceleai ca la codoarele unghiulare.

Codoarele liniare sunt descrise de densitatea liniilor sau rezoluie n linii pe mm sau mm pe linie, rezoluia fiind ( 8 linii/mm, adic ( 30 (m.

Codoarele absolute au rezoluie 1/261/216 i date ieire n binar, BCD sau Gray.3.Traductoare inductive de unghi Resolvere, numite i sincro resolvere, sunt traductoare absolute de unghi. Datorit construciei lor, resolverele moderne fr perii ofer soluia cea mai robust, fiabil i au rezoluia cea mai mare pentru msurarea unghiurilor. Sunt considerate adesea traductoare de pre mare pentru automobile, datorit manoperei mari. Pot fi complet capsulate sau plate, cu statorul i rotorul realizate separat, pentru facilitarea montrii pe arbori. Se caracterizeaz prin diametrul carcasei. Acurateea lor se specific n minute de arc, valoarea tipic fiind 7 arcmin.

Sunt traductoare rotative. Funcionare: tensiunea alternativ la intrarea de referin d excitaia primar. Gama de frecven este 400 Hz ... 20 kHz, funcie de tipul constructiv; de obicei 2 ... 5 kHz. Semnalul de referin este cuplat la rotor printr-un transformator montat la un capt al arborelui rotorului. A doua bobin rotor se cupleaz cu dou bobine stator orientate perpendicular i bobinate astfel nct, la rotirea arborelui rotor, amplitudinile ieirilor bobinelor stator variaz cu sinusul i cosinusul unghiului arborelui fa de zero.

Ieirea resolverului se decodeaz cu un convertor integrat resolver numeric.

Semnalele de intrare de la resolver modulate n amplitudine sinus i cosinus,reprezentnd un unghi ( al arborelui, sunt multiplicate, respectiv, cu cosinusuli sinusul valorii curente ( a numrtorului bidirecional. Semnalele obinute sunt sczute, rezultnd: VE = A.sint(( - (),

Asin(t este purttoarea de referin. Semnalul e demodulat sincron, iar un integrator i un OCT formeaz bucl nchis cu numrtorul /multiplicatorul, care caut s anuleze sin(( - ().Cnd se obine zero, valoarea numrtorului reprezint unghiul arborelui resolverului, acurateea fiind dictat de convertor.

FISA 8.Traductoare de viteza i acceleraie Msurarea vitezei de rotaie n automobile are dou game de aplicaii principale:

- monitorizarea turaiei motorului, pentru a mbunti controlul motorului i sistemele de control a traciunii;

- controlul regimului de croazier i ABS, pentru siguran.

Msurarea vitezei liniare este util n:

- monitorizarea vitezei automobilului,

- controlul autovehiculului,

- detecia obstacolelor i

- evitarea accidentelor.

Trebuie luat n consideraie mediul n care va funciona traductorul. Condiii de msurare:

- acuratee,

- traductoarele s fie robuste, fiabile,

- s funcioneze n prezena benzinei, lubrifianilor, murdriei i condiii atmosferice aspre. Aceste cerine limiteaz folosirea alternativelor practice: senzorii optici i cei n contact. Pentru monitorizarea vitezei de rotaie, dispozitivele practice folosesc detecia CM. Acestea se bazeaz pe efectul Hall, reluctan variabil sau magnetorezisten.

Pentru monitorizarea vitezei de deplasare a automobilului i detecia obiectelor se folosesc:

- traductoare optice,

- cu laser,

- cu microunde (radar) i

- cu ultrasunete. Pentru msurarea vitezei liniare se folosete efectul Doppler.

FISA 9Traductoare de presiune pentru automobileMsurarea presiunii n automobile Traductoarele de presiune n automobile sunt:

- dispozitive mecanice, cu deplasarea poziiei la aplicarea presiunii,

- diafragme din cauciuc sau elastomer,

- traductoare semiconductoare bazate pe Si.

Tipuri de msurtori de presiune:

- presiune relativ sau efectiv, absolut, diferenial, nivel de lichid i comutator de presiune (manocontact).Presiunea din galeria de admisie, barometric i presiunea amplificat turbo.Presiunea uleiuluiPresiunea uleiului de transmisie i presiunea de frnarePresiunea pneurilorPresiunea gazelor de evacuare recirculatePrezena suprapresiuniiPresiunea de ardere

senzor temperatura

senzor nivel apa spalare parbriz

senzor temperature de racier

senzor impulsuri arbore cotit

senzor temperature de ulei sensor nivel lichid

sensor de vitezatraductor de presiune sensor thermostat

sensor intreruptor termic

Sistem de formare a amestecului

Catalizator cu 3 ci

Gaz evacuat

Senzor (

Us

Uprag

CONTROL ELECTRONIC

Comparator

amestec bogat / srac

amestec

combustibil

aer

Controler PI

Precontrol stabil /instabil

Motor

sin(( - ()

vitez

sens

poziie

cos

sin

Referin

Integrator i OCT

Numrtor bidirecional

Demodulator sincron

Multiplicator

sin / cos