Poslednjih decenija mehaničke brzinomjere automobila zamenili su elektronski sistemi za merenje brzine, u kojima senzori brzine igraju važnu ulogu.Sve o modernim senzorima brzine, njihovim vrstama, dizajnu i radu, kao i njihovom ispravnom izboru i zamjeni - pročitajte u ovom članku.
Šta je senzor brzine
Senzor brzine (senzor brzine vozila, DSA) je osjetljivi element elektronskog sistema za mjerenje brzine vozila;Kontaktni ili beskontaktni senzor koji mjeri ugaonu brzinu osovine u mjenjaču ili u mjenjaču pogonske osovine i prenosi rezultate mjerenja na regulator brzine ili brzinomjer vozila.
Napomena: članak govori samo o DSA za mjerenje brzine automobila.O senzorima brzine kotača koji rade kao dio aktivnih sigurnosnih sistema (ABS i drugi), opisano u drugim člancima na našoj web stranici.
Senzori brzine mogu biti dio različitih sistema modernog vozila:
● Brzinomjer - za mjerenje i prikaz trenutne brzine kretanja i pređenog puta (pomoću kilometraže);
● Sistemi za ubrizgavanje, paljenje i drugi motori - za korekciju režima rada agregata, u zavisnosti od brzine automobila i njenih promena (pri ubrzanju i kočenju);
● Aktivni sigurnosni i alarmni sistemi – za korekciju brzine i putanje automobila u različitim režimima rada, upozorenje na potencijalno opasne situacije itd.;
● U nekim automobilima - servo upravljač i komforni sistemi.
DSA, kao i tradicionalni kabelski pogon brzinomjera, montiran je na mjenjač, kutiju prijenosa ili mjenjač pogonske osovine, prateći kutnu brzinu sekundarne ili srednje osovine.Informacije primljene od senzora u obliku električnih signala šalju se na regulator brzine ili direktno na brzinomjer.Karakteristike generisanih signala i načini povezivanja/integracije senzora sa elektronikom vozila zavise od njihovog tipa, dizajna i principa rada.Ovo treba detaljnije opisati.
Funkcionalnost, vrste, dizajn i princip rada senzora brzine
Senzori brzine, bez obzira na tip i dizajn, generiraju signale koji se mogu poslati ili direktno na brzinomjer ili na kontroler motora i povezane elektronske upravljačke jedinice.U prvom slučaju senzor se koristi samo za vizualno određivanje brzine vozila.U drugom slučaju, automobilska elektronika koristi podatke za upravljanje motorom i drugim sistemima, a signal brzinomjeru se dovodi iz kontrolera.Na modernim vozilima sve se više koristi drugi način povezivanja.
Mjerenje brzine pomoću DSA je prilično jednostavno.Senzor stvara impulsni signal (obično pravokutnog oblika), u kojem brzina ponavljanja impulsa ovisi o brzini rotacije osovine i, prema tome, o brzini automobila.Većina modernih senzora proizvodi od 2000 do 25000 impulsa po kilometru, ali najčešće korišteni standard je 6000 impulsa po kilometru (za kontaktne senzore - 6 impulsa po okretaju njihovog rotora).Tako se mjerenje brzine svodi na izračunavanje od strane kontrolera stope ponavljanja impulsa koji dolaze iz DSA u jedinici vremena, a prevod ove vrijednosti u km/h nam je razumljiv.
Senzori brzine su podijeljeni u dvije velike grupe:
● Direktno pokretan osovinom ili kontaktom;
● Beskontaktno.
Ugradnja kontaktnog senzora brzine na mjenjač
Prva grupa uključuje senzore na koje se obrtni moment sa osovine mjenjača, osovine ili prijenosnog kućišta prenosi pomoću pogonskog zupčanika i fleksibilne čelične sajle (ili kratke krute osovine).Senzor pruža uređaj koji očitava kutnu rotaciju osovine i pretvara je u električne impulse.Senzori ovog tipa imaju široku primjenu, jer se mogu ugraditi umjesto pogona mehaničkog brzinomjera (koji omogućava nadogradnju starih vozila bez dodatnih troškova) i vrlo su pouzdani.
Beskontaktni glavni točkić senzora brzine
Druga grupa uključuje senzore koji nemaju direktan kontakt sa rotirajućim vratilom.Za mjerenje brzine takvih senzora na osovinu je ugrađen pomoćni uređaj - glavni disk ili rotor.Beskontaktni uređaji postaju sve popularniji, ugrađeni su na mnoge aktuelne modele domaćih automobila.
Svi senzori rade na različitim fizičkim principima.U kontaktnim uređajima najčešće se koriste Holov efekat i magnetorezitivni efekat (MRE), kao i optokapleri (optoelektronski parovi).U srcu beskontaktnih senzora, Hallov efekat se najviše koristi, a mnogo rjeđe MRE.Dizajn i princip rada svakog tipa senzora opisan je u nastavku.
Kontaktni senzori zasnovani na Hall efektu
Senzori ovog tipa temelje se na Hallovom efektu: ako se ravan provodnik, kroz čije dvije suprotne strane prolazi jednosmjerna struja, stavi u magnetsko polje, tada na njegovim drugim suprotnim stranama nastaje električni napon.U srcu DSA je Hallov čip, u koji su pločica (obično napravljena od permaloja) i kolo pojačala već integrirani.U senzorima, mikro krug i magnet ostaju nepomični, a promjena magnetnog polja vrši se zahvaljujući rotirajućoj "zavjesi" - prstenu s utorima.Prsten je spojen na pogonski kabel ili osovinu, od kojih prima rotaciju.Izlazni signal iz DSA šalje se brzinomjeru ili kontroleru kroz standardni konektor, preko kojeg se napajanje napaja Hallovom čipu.
Beskontaktni senzori zasnovani na Hall efektu
Beskontaktni DSA temelji se na istom efektu, ali u njemu nema pokretnih dijelova - umjesto toga, rotor ili pulsni disk s magnetiziranim dijelovima nalazi se na osovini jedinice (mjenjač, osovinski mjenjač).Postoji mali razmak između osjetljivog dijela senzora (sa Hallovim čipom) i rotora, kada se rotor rotira, u mikrokrugu se generira impulsni signal koji se preko standardnog konektora šalje na kontroler.
Šema rada beskontaktnog senzora brzine
Kontaktni senzori zasnovani na magnetorezitivnom efektu
Dizajn senzora brzine sa magnetootpornim elementom
Ova vrsta DSA bazira se na magnetorezitivnom efektu - svojstvu nekih materijala da mijenjaju svoj električni otpor kada se stave u magnetsko polje.Takvi senzori su slični Hallovim senzorima, ali koriste čipove s integriranim magnetorezitivnim elementom (MRE) na bazi poluvodičkih materijala.Najčešće, ovi senzori imaju direktan pogon, promjena magnetnog polja se vrši rotacijom prstenastog višepolnog magneta, generirani signal se dovodi u kontroler preko standardnog konektora (kroz koji se napaja mikrokrug sa MRE je obezbeđen).
Optoelektronski kontaktni senzori
Ovi DSA su najjednostavniji u dizajnu, ali su manje osjetljivi i inercijski od gore opisanih.Senzor je baziran na optospojnici - LED diodi i fototranzistoru, između kojih se nalazi disk sa utorima spojenim na pogonsko vratilo.Kada se disk rotira, svjetlosni tok između LED-a i fototranzistora se periodično prekida, ovi prekidi se pojačavaju i šalju kontroleru u obliku impulsnog signala.
Dizajn optoelektronskog senzora brzine
Kako odabrati i zamijeniti pravi senzor brzine
Neispravan senzor brzine u modernom vozilu može biti izvor raznih problema - od gubitka podataka o brzini kretanja i pređenoj udaljenosti (brzinomjer i brojač kilometara prestaju da rade), do poremećaja pogonskog agregata (nestabilan rad u praznom hodu, povećana potrošnja goriva, gubitak snage), servo upravljač i sigurnosni sistemi.Stoga, ako se DSA pokvari, treba ga zamijeniti što je prije moguće.
Za zamjenu trebate uzeti samo senzor koji je ranije bio na automobilu ili koristiti uređaje među onima koje je preporučio proizvođač automobila.U nekim slučajevima moguće je odabrati "nematični" DSA, ali najčešće je to nemoguće - senzor ili ne sjedne na svoje mjesto, ili daje pogrešna očitanja tijekom instalacije.Stoga, eksperimentima sa odabirom DSA treba pribjeći samo u ekstremnim slučajevima.
Zamjena senzora se vrši u skladu s uputama za konkretno vozilo (ili mjenjač, osovinu ili kutiju prijenosa).DSA s direktnim pogonom obično imaju navoj i šesterokut po principu ključ u ruke (ali ne uvijek - neki proizvodi imaju prsten s poprečnim naborom), tako da se njihova zamjena svodi na izvlačenje starog uređaja i uvrtanje novog.Beskontaktni senzori se obično pričvršćuju jednim ili dva vijka (šrafa) uvučena kroz rupu na prirubnici.U svim slučajevima svi radovi se moraju izvoditi sa izvađenim terminalom iz akumulatora, prije demontaže senzora potrebno je odspojiti električni konektor, a prije ugradnje novog očistiti mjesto njegove ugradnje.
Teže je zamijeniti rotor beskontaktnih senzora - za to je potrebno djelomično rastaviti jedinicu (kutiju, most), a zatim izvršiti popravke u skladu s uputama.
Pravilnim odabirom i zamjenom senzora brzine, brzinomjer i razni sistemi automobila (uključujući i motor) odmah počinju s radom.DSA će u budućnosti osigurati siguran i udoban rad vozila.
Vrijeme objave: Jul-12-2023