Как выбрать датчик температуры охлаждающей жидкости

Датчик температуры охлаждающей жидкости (сокращенно ДТОЖ) – очень важный элемент, отвечающий за температурой ОЖ системы охлаждения. Суть его работы сводится к тому, чтобы давать сигнал на блок управления мотором, который регулирует состав топливной смеси, а также частоты вращения коленчатого вала, равно как и угол опережения зажигания. Без этого датчика не может идти речи о правильном функционировании охлаждающей системы. Хоть само устройство довольно простое и не требует дорогостоящего обслуживания, оно изредка выходит из строя. Неисправности датчика не вполне очевидны, так как они совпадают с таковыми у некоторых смежных узлов. Попытаемся же разобраться с тем, как устроен ДТОЖ, как его проверять и на что обращать внимание при покупке.

Как это устроено

Датчик температуры антифриза – естественная эволюция автомобильного термореле. В не получивших распространения системах K-Jetronic, в которой впрыск был распределенным, термореле работало так контакт открылся – начался быстрый прогрев мотора, а если контакт закрылся – мотор продолжил функционировать при рабочей температуре.

Сегодня же основой подобного рода датчиков является полупроводниковый термистор, т.е. резистор, который имеет нелинейно зависящее от температуры сопротивление. Решение более чем простое и надежное – в зависимости от сопротивления можно следить за температурой антифриза в режиме реально времени, непрерывно. Термисторы изготавливаются из кобальта или никеля. Материалы обладают одним очень важным свойством. Как только их температура возрастает, увеличивается также количество свободных электронов, что означает уменьшение сопротивления.

Различают 2 типа термисторов в зависимости от температурного коэффициента:

• С отрицательным коэффициентом. Когда двигатель холодный, максимальным является сопротивление. Как только на датчик подают напряжение в 5 Вольт, причем по мере работы и изменении сопротивления эта величина будет уменьшаться. При этом блок управления мотором регистрирует падение напряжения, тем самым определяя температуру залитой в систему ОЖ;
• С положительным коэффициентом. Работает датчик так же, но по мере роста температуры растет и сопротивление. Такими термисторами оборудованы автомобили марки Renault.

Большая часть автомобиль имеют датчики отрицательного коэффициента. Однако, отметим, что принципиальных различий между 2 типами нет. Если деталь изготовлена в соответствии со всеми стандартами, она всегда будет давать реальную информацию о температуре ОЖ. А когда датчик исправен, управляющая система может сделать следующее:

• Отрегулировать угол зажигания, выставив тем самым запаздывание или опережение зажигания. Если все выставлено правильно, автомобиль потребляет наименьшее количество горючего;
• Контролировать параметры топливно-воздушной смеси. В частности если датчик неисправен, блок управления останется без обратной связи и не сможет проконтролировать холостой ход;
• Обогатить бензин, если автомобиль оснащен системой впрыска. В качестве примера на холодном мотора форсункам передается более продолжительный импульс, что позволяет оптимизировать холостой ход и исключить колебания. По этой причине прогрев мотора не сопровождается тряской, лязгом и прочим. Обратный случай: на уже разогретом моторе смесь обедняется, что позволяет улучшить выхлоп, равно как и уменьшить расход.

Кроме того, у датчика много вторичных функций. Он помогает контролировать вращения коленвала, повышает обороты, когда мотор работает на холостом ходу, улучшает работу АКПП с гидротрансформатором.

Где располагается

Как правило, ДТОЖ можно найти в выпускном патрубке ГБЦ, но иногда он ставится прямо на корпусе автомобильного термостата. Устройство имеет специальное посадочное место с резьбой, куда и вкручивается. Сам термистор, как и подобает сердцу детали, находится внутри специального корпуса. Материал корпуса обладает высокой теплопроводностью. Обычно на автоконцернах ставят только один датчик. Но бывают и исключения.

Устанавливают сразу два датчика температуры ОЖ тогда, когда нужно зафиксировать температуру жидкости сразу на выходе жидкости из мотора (это делает первый датчик), а также из радиатора (делает второй датчик). Сами устройства в любом случае располагаются так, что их наконечники контактировали с залитым антифризом. Если последнего в системе недостаточно, датчики не дадут реальной информации о температуре.

Что укажет на неисправность

Неисправный ДТОЖ оказывает эффект на работу двигателя в целом. По этой причине очень важно определиться с тем, имеются ли проблемы именно с ним. Попутно вам наверняка придется проверить также, к примеру,

термостат. Вот основные признаки неисправности:

1. Повысился расход топлива;
2. Как только двигатель достигает максимальной температуры, он глохнет;
3. В холодную погоду затруднился пуск двигателя;
4. На холодном двигателя автомобиль имеет грязный выхлоп;
5. При высоких температурах не включается вентилятор.

В самых современных автомобилях информация о неисправности выводится на дисплей. Как показывает практика, полная замена датчика в случае одной из пяти вышеуказанных проблем (а то и всех сразу) не потребуется. Нужно обратить внимание на утечку антифриза, на состояние проводки и контактов. Как только все приводится в порядок, датчик начинает функционировать в штатном режиме. По этой причине в случае неполадок важно проводить визуальный осмотр. Разобрав датчик, можно увидеть следы коррозии и иногда нарушение геометрии. Однако, такая проверка не всегда дает полную картину ситуации.

Учимся проверять датчик

Что очень хорошо, современные датчики предусматривают возможность осуществлять проверку практически в домашних условиях. Автомобилисту важно лишь иметь под рукой мультиметр для измерения напряжений (хотя для первичной оценки этот показатель знать не обязательно) и сопротивлений, а также любой прибор для измерения температуры. Также вам понадобится ключ на 19, электрический чайник и емкость, в которую нужно будет слить охлаждающую жидкость. Очевидно, последняя сливается. Достаточно сливать жидкость вплоть до уровня, который будет чуть ниже положения устройства. Далее нужно отсоединить проводку и ключом на 19 вывернуть датчик.

Если на автомобиле стоит датчик, температурный коэффициент которого отрицательный, то по мере роста температуры напряжение будет падать. Изначально оно равно

4,00-4,50 Вольтам. Вы можете спросить почему напряжение меньше опорного Датчик попросту шунтирует это напряжение, из-за чего мультиметр показывает те самые 4,00-4,50 Вольта. Как только температура возрастает на 10 °С, напряжение будет падать не более чем на 0,5 Вольт. Если у вас нет под рукой термометра, можете довести температуру воды в электрочайнике до 95-97 °С и измерить сопротивление – если оно примерно равно 177 Ом, с датчиком все в порядке.

Если коэффициент положительный, ситуация будет другой. Уже при 20 °С сопротивление вырастет максимум до 297 Ом, а напряжение на термисторе будет равно 0,6-0,8 Вольт. А, скажем, при 80 °С это будет 383-397 Ом и 1,0-1,2 Вольта соответственно.

Впрочем, более точные значения даны в таблицах зависимостей температур от показаний омметра. Их предоставляют сами производители ДТОЖ. Также руководства изложены в руководствах от автоконцернов. Советуем изучить их, если вы хотите эксплуатировать свой автомобиль максимально долго и продуктивно.

Обратите внимание также на то, что электрическая цепь разорваться или замкнуться на «землю». И то, и то указывает на неисправности проводящих элементов. В таких случаях датчик проще заменить, так как к ремонтопригодным деталям он не относится.

К чему может привести неисправность ДТОЖ

Поскольку в большинстве автомобиль стоят датчики с отрицательным температурным коэффициентом, поговорим именно о них. Наиболее частой их проблемой является несоответствие температур, которых достигает корпус, сопротивлению. Обычно оно очень быстро увеличивается только в небольшом диапазоне температур, а в нескольких — реже. В блоке управления уже зафиксированы нормальные температуры ОХ. Если рассчитанные блоком параметры температур «перескочат» с одного уровня на другой (на более низкий), в двигатель будет подаваться переобогащенная топливно-воздушная смесь. С некоторой вероятностью двигатель заглохнет.

Особенно страдают от проблемных датчиков температуры ОЖ те системы, которые не оборудованы расходомером. В них чаще требуется чистка или полная замена свечи зажигания. Отрицательное влияние автомобиль будет оказывать на окружающую среду, так как выхлоп будет очень грязным на непрогретом двигателе, и с высокой вероятностью не будет соответствовать стандарту даже при более высоких температурах.

Совет автомобилистам

Предметом статьи является достаточно тонкое устройство. И автолюбителям стоит понимать, что оно реагирует на работу смежных узлов, на особенности привода, на внешние условия и особенности охлаждающих жидкостей. Специалисты рекомендуют раскошелиться сразу на несколько антифризов, которые вы будете заливать в зависимости от времени года. Хоть это и дорого, но серьезно продлевает жизнь автомобиля.

Обращайте внимание на материал шайбы. Если это медь, то весь датчик можно устанавливать без предварительных манипуляций. А вот если производитель использовал другой материал, то резьбу обязательно нужно смазать герметиком.

Как выбрать новый датчик температуры антифриза

Правильнее всего будет искать запчасть по VIN-коду. Так вы найдете именно то, что будет исправно работать в тандеме со всей охлаждающей системой и электроникой автомобиля. Малейшие различия в характеристиках старой и новой детали чреваты – двигатель будет сильно греться, повысится расход топлива. Советуем искать по коду транспорта оригинальную запчасть. Она стоит своих денег, так как служить будет очень долго.

Другим вариантом будет поиск по техническим данным транспорта. Вам нужно будет указать марку, кузов, производителя, параметры мотора и года выпуска. В поисках вам помогут менеджеры магазинов или электронные каталоги, в которых запчасти уже отсортированы по указанным параметрам.

После покупки датчика стоит все же проверить его указанным выше методом. Достаточно взять электрочайник, вскипятить в нем воду и проверить датчик омметром. Если при столь высокой температуре датчик покажет себя хорошо, его можно будет смело ставить на автомобиль.

Экскурс по брендам

При подборе аналогов советуем обратить внимание на продукцию вот таких фирм FAE (Испания), Blue Print (Великобритания), EPS (Италия). Отличные запчасти поставляет Nipparts (Нидерланды), среди которых можно найти ДТОЖ практически для всех азиатских автомобилей.

Также неплохие аналоги по доступной цене предлагают Fenox (Беларусь), Era (Италия). Качество датчиков очень высоко, хотя и серьезно уступает OEM-комплектующим. Если ваши финансы сильно ограничены, имеет смысл брать датчик белорусской фирмы.

Не советуем брать аналоги малоизвестных фирм. Поскольку датчик представляет собой пусть и простое, но все же электрическое устройство, низкое качество его исполнения наихудшим образом скажется на работе двигателя. Всякая экономия здесь оказывается сомнительной. Лучше всего переплатить, но взять оригинал – в долгосрочной перспективе он будет работать лучше всякого аналога.

Вывод

Многие автолюбители, узнав о проблемах с системой охлаждения, начинают искать проблему в радиаторе и термостате. Однако, далеко не всегда неполадки могут быть связаны именно с ними. Компактный ДТОЖ также может поломаться, хоть и представляет собой очень надежную деталь. Новая запчасть не стоит больших денег, особенно если учесть, что на выбор сегодня есть аналоги от десятков производителей. Выше мы указали на самых лучших. Впрочем, это не отменяет того, что дольше всего отъездит оригинальная запчасть.

Не советуем медлить с заменой неисправного датчика. Как и всякая деталь системы охлаждения, он должен исправно функционировать, иначе вам не избежать трат на ремонт двигателя. Но до этого доходит редко. Вы сразу заметите чад из выхлопной трубы, проблему с пуском двигателя и его дальнейшей эксплуатацией. Обратитесь к специалистам на СТО. Возможно, полная замена датчика вам и не понадобится.

устройство, расположение и точность вычислений

Нет ли ошибки в показателях датчика температуры наружного воздуха?

В большинстве современных автомобилей помимо температуры двигателя можно сегодня встретить еще один температурный показатель. Речь идет о температуре на улице. Вы обращали внимание, что иногда температура воздуха, которая показывается на приборной панели или информационно-развлекательном дисплее, резко меняется? Задумывались ли вы о правдивости данной температуры?

 

А знаете ли вы, где находится внешний термометр в машине? Интернет-издание 1gai.ru объясняет тайну датчика температуры наружного воздуха в автомобиле. 

 

Датчик температуры наружного воздуха часто фиксируется в задней части переднего бампера.

Датчик наружной температуры Prius установлен сразу за номерным знаком, внутри бампера, примерно в 30 см от земли.

 

Сначала давайте узнаем, где чаще всего устанавливается температурный датчик, который измеряет температуру наружного воздуха. 

Возьмем для примера такие автомобили, как Toyota. 

 

Смотрите также

 

Например, у автомобилей Toyota Prius и Toyota Aqua датчик температуры расположен на нижнем конце передней панели бампера, ниже конца радиатора, на высоте около 30 см от земли по направлению к внешней периферийной решетке. В Toyota Sienta датчик расположен почти на этом же месте: в нижней правой части передней решетки радиатора, на высоте 30 см от земли, только в отличие от Toyota Prius и Toyota Aqua сдвинут вправо. 

 

В случае с автомобилями Toyota нет большой разницы в монтажном положении температурного датчика, неважно, о какой модели идет речь (седаны, гибриды, внедорожники и т. д.).  Почти всегда этот автокомпонент в основном устанавливается между внутренней частью передней решетки радиатора и радиатором.

Обратите внимание на датчик температуры воздуха на правой стороне бампера, вокруг внутренней части

 

Так как датчик температуры воздуха расположен близко к подкапотному пространству, на него, вероятно, влияет тепло двигателя. Но на самом деле такие датчики расположены таким образом, чтобы наружный воздух в достаточной степени оказывал на них существенное влияние.

 

Например, когда автомобиль находится в движении, влияние тепла двигателя минимально, так как на температурный датчик воздействует окружающая среда. То есть этот датчик предназначен для контроля температуры наружного воздуха, только когда автомобиль находится в движении. Когда автомобиль долгое время стоит на месте с заведенным мотором, показания температуры воздуха могут существенно отличаться от реального значения. 

 

А как насчет, например, автомобилей Volkswagen? На наш запрос представитель компании ответил, что в основном все автомобили бренда имеют датчик температуры воздуха в задней части переднего бампера. 

Кстати, благодаря этому датчику в автомобилях Volkswagen работает система предупреждения об образовании гололедицы на улице. Тем, кто не знает, напомним, что это система предупреждения водителя, информирующая об опасности замерзания поверхности дороги. Как правило, при падении температуры до 4 градусов по Цельсию в машине раздается предупреждающий сигнал, а на дисплее приборной панели (в зависимости от типа транспортного средства) отображается предупреждение об опасности гололедицы. 

 

Кстати, сигнал тревоги издается, например, когда температура с минусовым значением поднимается выше нуля градусов, но не превышает 4 градусов по Цельсию. Но как только температура наружного воздуха становится более 4 градусов, система предупреждения об опасности замерзания дороги прекращает информировать водителя об опасности. 

 

Смотрите также

 

Насколько велика разница между обычным уличным термометром и наружным датчиком температуры воздуха в автомобиле?

Температура капота была измерена и достигла 81,0 градусов.

 
Датчик наружной температуры автомобиля в то же время показал 40,0 градусов. Если асфальт новый и слишком черный, температура, которая отображалась на дисплее в машине, была бы немного выше. 

Вот пример эксперимента, который был проведен блогером из Японии. 18 августа 2019 года, когда была зафиксирована самая высокая этим летом температура в Токио (среднее значение 35,2 градуса), автовладелец решил сравнить показатели температуры воздуха, которые показывали ручной электронный градусник и автомобильный датчик температуры. В момент замеров автомобиль черного цвета стоял на асфальтированной парковке под солнечными лучами (машина простояла с 12:00 до 14:00).

 

 

Температура наружного воздуха, которую показал электронный термометр, составляла 38,8 градуса. Спустя два часа автоблогер замерил температуру на поверхности капота, которая составила 81 градус. Так нагрелся на солнце капот черного цвета. Затем автолюбитель включил зажигание и посмотрел, какую температуру показывает температурный датчик. Его значение составило 40 градусов. 

Как видите, разница огромна. Даже с учетом официальных данных о погоде в тот день температурный датчик имеет довольно-таки большую погрешность, не говоря уже об огромной разнице между температурой на поверхности капота и температурой, зафиксированной автомобильным датчиком температуры воздуха.

Разница между реальными значения температуры воздуха и датчиком зависит в первую очередь от асфальтового покрытия. Есть асфальт с сильным отражением солнечных лучей. В этом случае температура на дисплее машины может не иметь ничего общего с реальным значением температуры воздуха. Как правило, температура на приборной панели немного выше реальных значений. Особенно когда машина стоит на месте с включенным двигателем и кондиционером. Но как только вы начинаете движение, разница в температуре уменьшается при попадании ветра на датчик. 

Датчик температуры наружного воздуха устанавливается в основном в передней решетке радиатора или под передним бампером в таком месте, чтобы предотвратить воздействие тепла от двигателя и кондиционера. Также, как правило, датчик расположен так, чтобы не подвергаться прямому воздействию солнечных лучей. 

 

Что касаемо высоты, чтобы нивелировать воздействие тепла, исходящего от земли, датчик обычно располагают примерно на 30 см над дорожной поверхностью. При таком расположении датчик должным образом воспринимает движущийся ветер во время движения машины. Также месторасположение температурного датчика удобнее для простой конструкции проводки. 

 

 

Кстати, попутный ветер, который воздействует на датчик во время движения транспортного средства, играет важное значение для точного измерения температуры. Дело в том, что, несмотря на то что датчик расположен на 30 см от земли, тепло от земной поверхности влияет на конечные показатели температуры. Благодаря попутному ветру это влияние уходит. Именно поэтому в большинстве автомобилей температурный датчик устанавливается как можно в более высоком месте, например как можно ближе к нижнему краю передних фар. 

 

Обратите внимание, что в некоторых автомобилях датчик температуры воздуха может быть установлен в неприметной части зеркала, но это, как правило, исключение.

 

Как температурный датчик в машине сообщает температуру воздуха на приборную панель?

Итак, датчик в передней части машины определяет температуру воздуха, но как он передает данные на приборную панель? Дело в том, что датчик температуры наружного воздуха является функциональным автокомпонентом, который работает с устройством под названием «Термистор», фиксирующим изменение температуры воздуха на улице. 

 

Этот элемент использует свойство полупроводника, заключающееся в том, что его электрическое сопротивление изменяется с небольшим изменением температуры. Например, это устройство используется для работы автоматического климат-контроля, который в зависимости от температуры наружного воздуха регулирует выставленную в салоне температуру. 

 

Термисторы, используемые в автомобилях, называются термисторами с отрицательным температурным коэффициентом. Когда температура повышается, значение сопротивления уменьшается, а изменение температуры и значения сопротивления практически равны, поэтому оно используется для датчика температуры.

Кроме того, термистор PTC (положительный температурный коэффициент) используется в качестве датчика для обнаружения повышения температуры, поскольку значение сопротивления быстро увеличивается при достижении определенной температуры. Устройство отображения в автомобиле измеряет ток, протекающий от термистора PTC, предусмотренного в датчике наружной температуры, и отображает его как наружную температуру.

 

Не беспокойтесь об ошибке температуры

Внешний термометр, отображаемый на приборке, показывает температуру на улице в каждый момент времени в зависимости от ситуации, в которой находится автомобиль. Если вы продолжите движение по шоссе в течение длительного времени, температура упадет, а если вы припарковались на стоянке, где асфальт отражает тепло и солнечные лучи в течение длительного времени, температура будет иметь тенденцию повышаться.

 

Лучше не слишком беспокоиться о температуре наружного воздуха и погрешности плюс-минус 3 градуса. Однако, если имеется значительное отклонение, например в 5 градусов или более, существует вероятность сбоя датчика, поэтому, пожалуйста, проведите диагностику. И помните, что значения температуры наружного воздуха вам необходимы не в качестве обычной функции комфорта.

 

Датчик температуры наружного воздуха встроен в ваш автомобиль для того, чтобы вы знали, какую температуру комфортнее всего выставить в салоне. Напомним, что для оптимального климата в салоне и более эффективного расхода топлива не следует выставлять на климатической установке слишком большую разницу между температурой наружного воздуха и температурой в салоне. Оптимально, когда разница составляет 3-5 градусов. 

Автомобильные датчики, назначение и разновидности

Классификация автомобильных датчиков

Ежегодно число датчиков в автомобиле увеличивается. Электронные устройства отличаются по своим техническим параметрам, назначению и особенностям применения. Датчики можно классифицировать по функциональности и условиям эксплуатации.

1. Датчики первого типа отвечают за диагностику и работоспособность тормозов и системы рулевого управления.
2. Приборы второго класса контролируют состояние силового агрегата, трансмиссии, подвески и шин.
3. Третья категория датчиков должна обеспечивать защитные функции транспортного средства и комфортабельность езды.

Современное развитие электроники позволяет изготавливать датчики из долговечных высокотехнологичных материалов. Поэтому по сравнению с первыми приборами, новые электронные устройства работают качественнее и дольше. Инновационные технологии позволили уменьшить и габаритные размеры датчиков, что важно для автомобилей с большим числом дополнительных агрегатов и узлов. Конструктивно можно разделить все автомобильные электронные приборы на две группы.

1. Интегральные датчики с интеллектуальными возможностями снижают нагрузку на блок управления. Приборы соединяются гибкими линиями связи, одновременно можно использовать несколько электронных приборов в связке. Такие датчики способны обрабатывать даже сигналы с малой интенсивностью.
2. Электронные приборы волоконно-оптического типа отличаются высокой чувствительностью к загрязнениям и повышенному давлению. Из-за этого они недолговечны, слабо воспринимают электромагнитные помехи. Такие сенсоры подходят не для всех типов автомобилей, потому что для присоединения их требуются специальные ответвители и разъемы.

Датчики двигателя

Чтобы оптимизировать работу силового агрегата, а также следить за исправностью узлов и механизмов, на двигатели автомобилей устанавливаются следующие датчики.

• Воздушный датчик предназначен для слежения за количеством поступающего во впускной тракт воздуха. Расходомер является надежным прибором, а главным его врагом считается влага. При выходе из строя прибора двигатель неустойчиво работает, появляется эффект «троения», наблюдается повышенный расход топлива. Расходомер встраивается во впускной тракт сразу за воздушным фильтром.
• «Лямбда-зонд» контролирует массовую долю кислорода, выходящего из выпускного коллектора. Прибор дозирует подачу топлива, отталкиваясь от концентрации кислорода. Располагается «лямбда-зонд» в системе выпуска отработанных газов.
• В системе регенерации отработанных газов современных автомобилей устанавливаются электронные приборы, контролирующие концентрацию оксида азота. Они размещаются в дроссельном узле. Как только устройство будет загрязнено, увеличится число повторений циклов регенерации.
• Датчик клапана EGR предназначен для снижения концентрации вредных газов, выбрасываемых в атмосферу. При резком ускорении авто прибор приоткрывает клапан, и выхлопные газы направляются в камеры сгорания. Таким образом, происходит полное сгорание углеводородов.
• В бензиновых моторах находит применение датчик Холла. Прибор устанавливается в задней крышке распредвала и измеряет его угол положения. Полученные сигналы от датчика Холла изменяют скорость перемещения поршней в цилиндрах.
• Датчик дроссельной заслонки снимает показания с педали акселератора. Прибор корректирует работу дроссельной заслонки, исходя из температуры охлаждающей жидкости. Чем холоднее антифриз, тем медленнее вращается коленвал. Датчик монтируется на дроссельном патрубке и взаимосвязан с заслонкой.
• Датчик положения коленвала отвечает на своевременную подачу топлива, связывая дозировку с моментом впрыска или опережением зажигания. Прибор снимает показания с зубчатого шкива, поэтому он крепится внизу блока цилиндров. Как только датчик выйдет из строя, мотор невозможно завести.

Датчики давления

Принцип работы датчиков давления примерно одинаков. А вот устанавливаются они в самых разных узлах и механизмах автомобиля. Различают приборы первостепенного и второстепенного значения.

Датчики первостепенного значения

К приборам первостепенного значения, измеряющим давление, необходимо отнести:

• датчик давления во впускном тракте, который обеспечивает взаимосвязь между частотой вращения коленвала (уровнем нагрузки) и потоком топливной смеси;
• датчик давления воздуха в шинах контролирует заданный диапазон с целью безопасного движения автомобилей. Он встраивается внутри колеса.

Датчики второстепенного значения

датчик давления масла В зависимости от комплектации автомобиля число второстепенных датчиков может существенно отличаться.

• Датчик давления масла присутствует в автомобилях японских производителей. Прибор мембранного типа определяет показатель давления за счет прогиба мембраны. Датчик встраивается в блок цилиндров.
• Датчик давления топлива устанавливается в бензонасосе. При низком показателе прибор дает команду подкачивающему насосу.
• В модуле антиблокировочной системы имеется датчик давления тормозной жидкости.
• Под сиденьями некоторых авто есть сенсоры, которые определяют вес пассажира.

Температурные датчики

Специальные устройства для измерения температуры технических жидкостей и газообразных соединений в автомобиле встречаются во многих системах.

1. Чтобы контролировать температуру охлаждающей жидкости, в термостате или головке блока цилиндров устанавливается специальный датчик. Он определяет температурный режим двигателя, а при выходе за верхний предел дает команду на включение вентилятора. Если контрольная лампочка охлаждающей жидкости загорается на панели приборов, то это указывает на появление неполадок в системе.
2. Для бесперебойной работы мотора важно контролировать температуру масла. Датчик монтируется в корпусе масляного фильтра.
3. Находясь в салоне автомобиля, водителю полезно знать и о температуре атмосферного воздуха. Датчик температуры окружающей среды устанавливается спереди автомобиля.
4. Многие автомобили, укомплектованные системами климатического контроля, оснащаются датчиками температуры воздуха в салоне. Приборы монтируются в торпеде.

Датчики в топливной системе

Чтобы качество и количество топлива соответствовало нагрузке на двигатель, в топливной системе используется ряд датчиков.

• Прибор, контролирующий уровень топлива, монтируется в баке. Он оснащен поплавком с длинной штангой и сенсорным реостатом. Показатель уровня топлива напрямую зависит от величины сопротивления сенсора.
• В топливной системе находится и датчик расхода топлива. Он преобразует количество прошедшего топлива в электрические импульсы. Отличительными чертами прибора являются точность и надежность.
• Электронное устройство альтиметр встраивается в блок управления двигателем. Он регулирует подачу в камеры сгорания отработанных газов в зависимости от атмосферного давления.
• Правильную организацию работы газораспределительного механизма обеспечивает измеритель фаз. Он устанавливается недалеко от воздушного фильтра. При износе датчика происходит избыточное обогащение топливной смеси.
• Датчик детонации предназначен для измерения угла опережения зажигания. Устанавливается измеритель между цилиндрами двигателя. При выходе из строя наблюдается повышение детонации из-за увеличения числа взрывных процессов.

Инновационные технологии позволяют создавать новые электронные приборы для комфортной эксплуатации автомобиля. Например, датчик дождя управляет работой дворников. Прибор монтируется в области лобового стекла, при попадании капель воды сигнал подается в электронную систему, которая включает щетки. Водителю не нужно отвлекаться от езды на включение и выключение стеклоочистителей.

Автомобильные приборы измерения температуры.

Приборы измерения температуры



Общие сведения о приборах для измерения температуры

Для контроля эффективной работы систем и агрегатов автомобиля необходимо знать их температурный режим. При эксплуатации, например, непрогретого двигателя резко снижаются его мощностные и экономические показатели, а его перегрев ведет к снижению ресурса или возникновению неисправностей, вплоть до полного отказа из-за заклинивания деталей цилиндропоршневой группы.

Для контроля температурного режима работа узлов и агрегатов на автомобиле применяются дистанционные термометры и сигнализаторы температуры, датчики которых устанавливают в контролируемой среде, а указатели — на приборной панели автомобиля в кабине водителя.

По принципу действия приборы для измерения температуры делятся на механические, электромеханические и электрические. К механическим приборам относятся жидкостные (обычно ртутные) и манометрические термометры. Механические термометры обычно используются для измерения относительно низких температур и в конструкции автомобилей не применяются.

В автомобильной технике для измерения температуры рабочих сред и элементов конструкции чаще применяются термобиметаллические импульсные и логометрические температурные приборы, которые можно объединить общим названием – термоэлектрические приборы.

В импульсных термобиметаллических термометрах используется эффект деформации, возникающий при нагреве пластины, спаянной из двух разнородных металлов или сплавов (биметаллическая пластина).

Работа термоэлектрических термометров логометрического типа основана на термоэлектрическом эффекте, возникающем при нагревании места спая двух проводников из неоднородных металлов или сплавов (терморезистора). Если два других конца проводников замкнуть, то под действием термоЭДС нагреваемого спая в образовавшейся цепи возникает электрический ток, величина которого зависит от степени нагрева места спая.

Спаянную или сваренную пару из двух разнородных металлов или сплавов называют термопарой или терморезистором. Обычно для измерения относительно низких температур (до 600 ˚С) в машиностроении применяют хромель-копелевые (ХК) термопары, а для измерения высоких температур (до 1000 ˚С) – хромель-алюмелевые (ХА) термопары. Существуют также и другие типы термопар.

***

Устройство термобиметаллического импульсного термометра

Термобиметаллический импульсный термометр состоит из датчика и стрелочного указателя. Общее устройство указателя и схема работы импульсной системы показаны на рис. 1.

Рис. 1. Импульсная система: а — устройство указателя; б — схема импульсного измерителя температуры:
1 — стрелка; 2 — спираль указателя; 3 — П-образная термобиметаллическая пластина; 4 — регулировочный сектор; 5 — упругая пластина; 6 — спираль датчика; 7 — биметалл датчика; 8 — контакты

Датчик термобиметаллического импульсного термометра (рис. 2) представляет собой латунный тонкостенный баллон 9, закрепленный в корпусе 6. Термобиметаллическая пластина 3 баллона закреплена на изоляторе 8 основания. На термобиметаллическую пластину намотана нагревательная обмотка 4, один конец которой соединен с контактом 2, а второй через контактор 5 подходит к выводному зажиму 7. Неподвижный контакт 1 соединен с корпусом 6 датчика.

Рис. 2. Датчик термобиметаллического импульсного термометра: 1 и 2 — контакты; 3 — термобиметаллическая пластина; 4 — обмотка; 5 — контактор; 6 — корпус; 7 — зажим; 8 — изолятор; 9 — баллон	Рис. 3. Терморезисторный датчик температуры: 1 — баллон; 2 — зажим; 3 — пружина; 4 — терморезистор

Указатель термобиметаллического термометра по своей конструкции и принципу действия аналогичен термобиметаллическому указателю давления (рис. 1).

***



Устройство логометрического термометра

Логометрические термометры, также как и манометры состоят из датчика и указателя. Конструкция и принцип действия указателя логометрического термометра аналогичны конструкции указателя давления

Терморезисторный датчик к температуры (рис. 3) представляет собой латунный баллон 1, к плоскому донышку которого с помощью токоведущей пружины 3 прижат терморезистор 4, выполненный в виде таблетки.
Пружина 3 верхним концом соединена с зажимом 2 датчика и изолирована от стенки баллона специальной втулкой.
Сопротивление терморезистора значительно уменьшается при повышении температуры, что приводит к увеличению силы тока, проходящего через измерительные индукционные катушки логометрического указателя.

***

Сигнализаторы аварийной температуры

Применение на автомобиле дистанционного стрелочного термометра не гарантирует, что внезапное нарушение теплового режима двигателя будет сразу замечено водителем. Поэтому в дополнении к стрелочному термометру устанавливают сигнализатор аварийной температуры.
При этом если система охлаждения двигателя жидкостная, датчик сигнализатора температуры устанавливают в верхний бачок радиатора, а если на автомобиле двигатель с воздушным охлаждением (например, автомобили «ЗАЗ», «ЛуАЗ»), то датчик сигнализатора аварийной температуры устанавливают в смазочную систему и по температуре масла судят о температурном режиме двигателя.

Сигнализаторы применяют также для контроля температуры масла в автоматической коробке передач. Все используемые на автомобилях датчики сигнализаторов аварийной температуры биметаллические.

Конструкция датчика сигнализатора аварийной температуры охлаждающей жидкости, применяемого на автомобилях марки «КамАЗ», приведена на рис. 4 .
Датчик имеет массивный латунный корпус 7, на дне которого под прижимной шайбой 6 находится петлеобразная термобиметаллическая пластина 1 с контактом 5. В выводном зажиме 3, изолированном от корпуса 7, по резьбе можно перемещать тарельчатый контакт 4, тем самым устанавливая температуру замыкания контактов.

Рис. 4. Датчик сигнализатора аварийной температуры: 1 — термобиметаллическая пластина; 2 — изолятор; 3 — зажим; 4 — тарельчатый контакт; 5 — контакт; 6 — прижимная шайба; 7 — корпус

При достижении температуры охлаждающей жидкости 92…98 ˚С термобиметаллическая пластина разгибается и замыкает контакты 5 и 4, что приводит к включению контрольной лампочки на приборной панели.

Аналогичную конструкцию имеют датчики аварийного включения вентилятора системы охлаждения в современных автомобилях с электрическим приводом вентилятора. Основное отличие этих датчиков от рассмотренных выше заключается в наличии двух контактных выводов вместо одного.

***

Приборы для измерения уровня топлива



разновидности, принцип работы, устройство и распиновка разъема

Датчики измерения температуры используются для контроля веществ в твердом, жидком или газообразном состоянии. В зависимости от целей применения, схема строения прибора будет видоизменяться. Но чтобы выбрать подходящий инструмент необходимо обращать внимание на одни и те же нюансы.

Виды, конструкция и принципы действия

Термопара

Датчик включает в себя две проволоки из разных металлов, спаянных между собой. Для отношения концов друг с другом в зоне постоянной температуры, в конструкцию добавляют удлиняющие провода из двух металлов. Когда на концы проводов действуют разные температуры (например, при помещении датчика в горячую воду), то в цепи появляется электрический ток. Сила возникшего тока (от 40 до 60 мкВ) зависит от используемого материала термопары, который влияет на термоэлектрическую силу прибора.

В практике можно встретить железоникелевые, хромоалюминиевые, медно-константановые и так далее. В дешевых моделях используются неблагородные металлы (аналогичных термоэлектродам) для удлиняющих проводов, а в дорогих – благородные металлы, которые способы развивать аналогичную термо-ЭДС, что и электроды (необходимо для уменьшения стоимости высококлассным приборов).

Термопара относится к датчикам с высокой точностью. Проблемой устройства является сложность получения замеренного значения. Термопара действует по принципу относительности отличия температур между разъемами. Горячий спай помещается в замеряемое вещество, а холодный остается находиться в окружающей среде.

При необходимости использования термопары работа проводится следующим образом. Температуру холодного спая необходимо компенсировать, для чего вторую термопару помещают в среду с известным показателем.

Если используется программный способ компенсации, второй датчик помещается в изометрическую камеру, где находятся холодные спаи, что позволяет контролировать температуру с высокой точностью. Самое сложное в работе с одноконтактной термопарой – снять показатели.

В ГОСТе прописаны коэффициенты, необходимые для перевода ЭДС в показатель температуры и наоборот. Подсчет также может вестись при помощи контроллера.

Но получаемый от термопары показатель ЭДС измеряется в единицах и сотнях микровольт. Поэтому использование аналоговых преобразователей не будет успешным. Для сборки специальной конструкции, цель которой – получение точных результатов, потребуются малошумящие аналоговые преобразователи.

На практике для устранения имеющихся погрешностей используют автоматическое введение поправки на температуру свободных концов. Под этим подразумевают введение моста с плечами в виде медного и манганинового терморезисторов.

Терморезисторы

Терморезисторы делятся по типу зависимости сопротивления от температуры. Они могут быть отрицательными (NTC) или положительными (PTC).

Измерения легче проводить при помощи терморезисторов. Принцип работы построен на сопротивлении материалов внешней температуре. Высокая точность присуща для приборов, изготовленных из платины. На работу терморезисторов влияют две характеристики.

Первая – базовое сопротивление, второе – температура, при которой оно определяется. ГОСТ устанавливает, что определение должно проходить при 0 градусов по Цельсию. В нормативном документе указывается, что рекомендуется использовать несколько номиналов сопротивлений, определяемых в Омах, а также температуры, что позволит сопоставить результаты при 0°С и другом показателе. Для этого используется следующая формула:

Т_кс = (R_e – R0_c) / (T_e – T0_c) *1/R_0c

Температурный коэффициент будет изменяться в зависимости от используемого материала для термометров, что отражено в ГОСТе. В нормативном документе также указываются коэффициенты полинома, необходимые для расчета в зависимости от текущего сопротивления.

Термометры сопротивления обладают одним минусом – низкий температурный коэффициент сопротивления. Несмотря на этот нюанс, использование терморезисторов проще по сравнению с принципом работы термопары.

Способы измерения будут зависеть от комплектации модели. Базовые терморезисторы необходимо включать в цепь с источником тока и контролируемого дифференциального напряжения. Чтобы корректно определить доли единицы процента получаемых от температурного коэффициента проводников, лучше использовать аналого-цифровые преобразователи.

Если в датчик уже встроен аналоговый выход, соответствующий питаемому напряжению, то для оцифровывания можно напрямую подключать терморезистор к преобразователю

Комбинированные

Комбинированные датчики включают в себя несколько полупроводников, объединенных в единое устройство. Датчики могут иметь встроенный цифровой интерфейс, а не только интегральные схемы с выходом. Часто используется комбинированный датчик благодаря возможности подключения параллельных устройств. Погрешность при расчете температуры равна 2 °С, а при определении влажности – 5%. Проблема в таком датчике одна – оптимизация интерфейса.

Цифровые

В цифровых датчиках устанавливается трехвыводная микросхема. Показатели считываются с нескольких параллельно работающих датчиков, что позволяет получить показания с точностью 0,5 °С. Работа электронного термометра возможна от -55 до +125 °С. Единственным минусом устройства является скорость получения результатов – 750 секунд для получения максимально точного показателя. Определение точности прибора осуществляется при помощи соответствующих регулировок, которые необходимы для уменьшения количества затрачиваемого времени на получение результата. Опрос датчика не имеет смысла, так как корпус является инерционным.

Бесконтактные

Работа датчика основана на нагревании тонкой пленки, что осуществляется благодаря воздействию инфракрасных лучей. Встретить подобную технологию можно в пирометрических устройствах. В отличии от контактного, получить данные можно на расстоянии.

Кварцевые преобразователи температуры

Если диапазон изменяемых температур превышает стандартные значения и достигает отметки от -80 до +250°С, то используются кварцевые преобразователи. Такие устройства работают на принципе взаимодействия кварца и температуры, отражаемого частотной зависимостью. Преобразователь имеет несколько функций, которые меняются в зависимости от расположения среза по осям кристалла.

Кварцевые датчики отличаются высокой точностью, стабильностью и разрешением. Являются более перспективными способами измерения температуры. Часто можно встретить в цифровых термометрах.

Шумовые

Шумовой датчик служит для получения показателей по принципу разности потенциалов на резисторе, которые меняются в зависимости от температуры. На практике подобный способ измерения имеет условие – одна из температур должна быть известна, а вторая — измеряемая. Два полученных шума от различных температур сравнивают и находят искомое значение.

Работа датчика возможна от -270 до +1100 °С. Из преимуществ отмечается возможность измерения температур в термодинамике. Но минусом является сложность реализации такого способа измерения напряжения шумом из-за наличия различий с шумом усилителя.

Ядерного квадрупольного резонанса

Принцип работы биметаллического термометра основывается на действии градиента поля тока решетки кристалла и момента ядра, вызванного отклонением заряда от симметрии сферы. При помощи такого процесса создается процессия ядер. Частота напрямую зависит от градиента поля решетки. В зависимости от вещества, величина показателя может подниматься до нескольких тысяч МГц. Чем выше температура, тем меньше частота ЯКР.

ЯКР образует ампулу с веществом, которая помещается в обмотку индуктивности для дальнейшего соединения с контуром генератора. Если частота генератора и частота ЯКР совпадают, то исходящая от генератора энергия поглощается. При измерении вещества с температурой -263°С погрешность составляет 0,02 градуса, а при температуре 27°С, погрешность равна 0,002 градуса. Из преимуществ датчика выделяют неизменную стабильность. Минусом является значительная нелинейность преобразующей функции.

Объемные преобразователи

Принцип работы иного рода биметаллического термометра построен на свойстве веществ расширяться и сжиматься в зависимости от действующей температуры. Диапазон действия преобразователя определяется в зависимости от стабильности материала. Датчик может использоваться при температурах от -60 до +400°С. Погрешность составит от 1 до 5%.

При определении температуры датчиками на жидкости погрешность падает до 1-3% в зависимости от температурной среды. Температура закипания и замерзания жидкости также будет влиять на интервал работы датчика.

Если датчик измеряет преобразователи на газе, то граница измерения зависит от точки перехода газа в жидкое состояние и стойкостью баллона в воздействующей температуре.

Канальный

Все цифровые термометры относятся к канальным, так как для передачи сигналов они используют каналы. В зависимости от количества таких “магистралей” определяется канальность устройства. Так термометр Testo 925 относится к 1-канальным, в основе работы лежит термопара, как и у термометра Testo 735-2 – 3-канального. А Testo 810 – 2-канальный прибор с инфракрасным термометром.

Параметры выбора

Чтобы осуществить корректный выбор подходящего термометра, необходимо определить несколько условий, которые должны соответствовать для комфортной работы прибором.

Диапазон рабочей температуры

Необходимо знать, в каких температурах будет задействован термометр. Также нужно определить, какая погрешность будет приемлемой при получении результатов. Если диапазон температур небольшой, то подойдут термисторы. В самых суровых условиях работоспособны преимущественно шумовые приборы.

Условия проведения замеров

Возможно ли поместить термометр в среду или материал, который нужно заменить. Если нет, то получить данные можно при помощи радиационных термометров, которые замеряют температуру сквозь препятствия.

Время работы до калибровки или замены

Установить условия работы датчика. Окружающая обстановка может быть стандартной, с высокой влажность, окислительной, пожароопасной и так далее.

Величина сигнала выхода

Сигнал выхода должен соответствовать возможностям электроизмерительных приборов для дальнейшей обработки получаемых данных. Зависит это от полученных показателей температуры, преобразуемых в энергию.

Другие технические данные

Также при определении подходящего типа датчика температуры необходимо обращать внимание на второстепенные факторы. Эти нюансы позволяют выбрать самый подходящий аппарат для получения необходимых данных.

Погрешность

Для получения самых точных результатов потребуется большое количество времени. Лучший показатель выдает биметаллический термометр, построенный по принципу ЯКР и цифровые. Первые – быстрее, а вторые – точнее.

Разрешение

Этот показатель позволяет получить от датчика более точные приращениям дискретности измерения температуры. Ярким представителем является DS18B20, который может работать в разрешении 9,10,11 и 12 бит. Самый малый режим даст 0.5°C, а максимальный — 0.0625°C.

Напряжение

На величину выходного напряжения будет влиять сопротивление резистора. В зависимости от этого напряжение может быть линейным (изменяться в зависимости от температуры) и нелинейным. Для каждого датчика существуют свои эталонные величины на выводах термометра, который зависит от температуры измеряемого объекта.

Время сработки

Показатель отвечает за скорость получения результатов замера. Как правило, быстрые замеры можно получить, имея крупную погрешность. Для устранения этого недостатка потребуется пренебречь временем сработки и увеличить его до необходимого показателя точности.

Промышленные термодатчики и сенсоры

Кроме стандартных бытовых термодатчиков бывают промышленные, которые используются исключительно на специальных объектах. Их распространение направлено на определенную группу лиц из-за избыточных возможностей, которые требуются только на производстве. Некоторые из них способны работать в различных нетрадиционных средах и суровых условиях. Выбор подходящих типов осуществляется тем же образом, что и для подбора бытовых датчиков.

Применение

Стоит понимать, что каждый из типов датчиков создан для использования в специальных условиях. Практически во всех сферах производства и жизни требуется знать температуру. Так применять термисторы необходимо для получения абсолютных показателей, для сбора показателей в помещениях – шумовые, для получения максимально точных данных – цифровые и так далее.

Мир датчиков температур охватывает все сферы жизни, где требуется измерение показателей. Это может быть помещение, жидкость или предмет с совершенно различными нюансами. В одних помещениях высокая влажность, в другие нельзя попадать. Аналогичные параллели можно проводить с жидкостями и объектами. При выборе подходящего термометра необходимо обращать внимание на нюансы условий измерения.