Принцип работы датчика температуры: Как работает датчик температуры охлаждающей жидкости

Как работает датчик температуры?

Как работает датчик температуры?

Датчик температуры – довольно маленький, но очень важный. В первую очередь на его показатели водители обращаются внимание зимой. Как работают датчики температуры двигателя, где они находятся и можно ли их чинить – это нужно знать каждому автовладельцу.

Как работает датчик температуры двигателя?

Как и во многих подобных устройствах, принцип работы основан на свойствах некоторых материалов менять свое сопротивление при нагревании. Поэтому датчики температуры охлаждающей жидкости представляют собой корпус из цветного металла, легко проводящего тепло, и термистора, который плотно прижат к внешней оболочке. Сигнал передается по проводам либо на термометр на передней панели, либо напрямую в блок управления.

Датчики температуры двигателя погружаются в антифриз. Когда охлаждающая жидкость нагревается, то нагревается и датчик. При этом повышается и сопротивление термистора. Блок управления посылает на термистор сигнал, измеряет напряжение вернувшегося сигнала. Результат измерения сравнивается с эталонной таблицей в памяти устройства, и на экран выводится температура двигателя.

Виды датчиков, контролирующих температуру охлаждающей жидкости

Встречаются датчики температуры двигателя в двух исполнениях:

1. Цифровом.
2. Механическом.

Цифровые – современные устройства, работающие в тандеме с электронным блоком управления. У них нет отдельного табло для вывода результатов – их регистрирует и обрабатывает сам блок. Поэтому такие датчики температуры представляют собой капсулу из металла и провода.

Механические используют в старых моделях авто. Показания у них выводятся на обычный термометр.

Расположение термодатчиков

Датчики температуры двигателя размещаются как можно ближе к цилиндрам. Чаще всего они либо входят в комплект автомобильного термостата, либо устанавливаются в выпускном коллекторе.

Диагностика датчиков температуры автомобиля

Любое устройство имеет свойство ломаться. Датчики температуры охлаждающей жидкости не исключение. Периодически их нужно проверять и менять.

Возможные неисправности

Чаще всего датчики температуры могут ломаться из-за:

• физических повреждений – сорвалась резьба, треснул корпус, сгорел термистор;
• проблем с электрической частью – короткое замыкание, обрыв проводов;
• нехватки антифриза.

Проблемы с датчиком можно определить по работе двигателя и неправильным показаниям. Если есть сомнения в работе – его нужно снять и протестировать. Для этого датчик погружают в антифриз, нагревают и в процессе замеряют сопротивление. Если результаты опыта отличаются от эталона – датчик неисправен.

Если датчик температуры охлаждающей жидкости неисправен. Последствия

Проблемы с устройством обязательно скажутся на двигателе. Если в старых моделях этим можно было пренебречь – ну не работает термометр, и ладно, то в новых так не получится. Блок управления, опираясь на неправильные данные датчика, будет плохо выполнять свою работу. В результате двигатель может сбоить, не запускаться, топливо будет сгорать не полностью. Итоги могут быть печальны – износ деталей, нагар в цилиндрах, ремонт.

Датчики температуры двигателя – маленькие детали одного большого устройства. Но без них пришлось бы тяжело. Недаром они используются уже очень давно. За исправностью работы этих устройств лучше следить внимательно, периодически их тестировать и вовремя менять.

Датчик температуры: контроль температурного режима двигателя

18.01.2017 #Датчик температуры

Датчик температуры: контроль температурного режима двигателя

В каждом автомобиле есть простой, но важный датчик, помогающий контролировать работу двигателя — датчик температуры охлаждающей жидкости. О том, что такое датчик температуры, какую он имеет конструкцию, на каких принципах основана его работа, и какое место он занимает в автомобиле — читайте в статье.

Что такое датчик температуры

Датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ) — электронный датчик, предназначенный для измерения температуры охлаждающей жидкости (ОЖ) системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания. Данные, полученные с помощью датчика, используются для решения нескольких задач:

• Визуальный контроль температуры силового агрегата — данные с датчика выводятся на соответствующий прибор (термометр) на приборной панели в салоне автомобиля;
• Корректировка работы различных систем двигателя (питания, зажигания, охлаждения, рециркуляции отработанных газов и других) в соответствии с его текущим температурным режимом — информация с ДТОЖ подаются на электронный блок управления (ЭБУ), который вносит соответствующие корректировки.

Датчики температуры ОЖ используются во всех современных автомобилях, они имеют принципиально одинаковую конструкцию и принцип работы.

Типы и конструкция датчиков температуры

В современных транспортных средствах (а также и в различных электронных устройствах) используются датчики температуры, чувствительным элементом в которых выступает терморезистор (или термистор). Терморезистор (термистор) — полупроводниковый прибор, электрическое сопротивление которого зависит от его температуры. Существуют термисторы с отрицательным и положительным температурным коэффициентом сопротивления (ТКС), у приборов с отрицательным ТКС сопротивление падает с ростом температуры, у приборов с положительным ТКС — напротив, повышается. Сегодня чаще всего применяются термисторы с отрицательным ТКС, как более удобные и дешевые.

Конструктивно все автомобильные ДТОЖ принципиально одинаковы. Основу конструкции составляет металлический корпус (баллон) из латуни, бронзы или иного коррозионностойкого металла. Корпус выполнен таким образом, что его часть контактирует с потоком охлаждающей жидкости — здесь располагается термистор, который дополнительно может прижиматься пружиной (для более надежного контакта с корпусом). В верхней части корпуса располагается контакт (или контакты) для включения датчика в соответствующую цепь электросистемы транспортного средства. На корпусе также нарезана резьба и выполнен шестигранник под ключ для монтажа датчика в систему охлаждения двигателя.

Датчики температуры отличаются способом подключения к ЭБУ:

• Со стандартным электрическим разъемом — на датчике выполнен пластиковый разъем (или колодка) с контактами;
• С винтовым контактом — на датчике выполнен один контакт с зажимным винтом;
• Со штыревым контактом — на датчике предусмотрен один контакт в виде штыря или лопатки.

Датчики второго и третьего вида имею только один контакт, в роли второго контакта выступает корпус датчика, соединенный с «массой» электросистемы автомобиля через двигатель. Такие датчики чаще всего используются на коммерческих и грузовых автомобилях, на специальной, сельскохозяйственной и иной технике.

Датчик температуры ОЖ монтируется в самой горячей точке системы охлаждения мотора — в выпускном патрубке головки блока цилиндров. На современных автомобилях часто устанавливается сразу два или даже три ДТОЖ, каждый из которых выполняет свою функцию:

• Датчик термометра (указателя температуры ОЖ) — наиболее простой, имеет невысокую точность, так как он помогает лишь визуально оценить температуру силового агрегата;
• Датчик ЭБУ на выходе из головки блока — наиболее ответственный и точный датчик (с погрешностью 1-2,5°C), позволяющий отслеживать изменения температуры в несколько градусов;
• Датчик на выходе из радиатора — вспомогательный датчик невысокой точности, обеспечивающий своевременное включение и отключение электрического вентилятора охлаждения радиатора.

Несколько датчиков дают больше информации о текущем температурном режиме силового агрегата и позволяют надежнее контролировать его работу.

Принцип работы и место датчика температуры в транспортном средстве

В общем случае принцип работы датчика температуры прост. На датчик подается постоянное напряжение (обычно 5 или 9 В), на термисторе в соответствии с законом Ома (за счет его сопротивления) напряжение падает. Изменение температуры влечет за собой изменение сопротивления термистора (при росте температуры — сопротивление снижается, при понижении температуры — повышается), а значит, и падение напряжения в цепи датчика. Измеряемая величина падения напряжения (а точнее — фактическое напряжение в цепи датчика) как раз и используется термометром или ЭБУ для определения текущей температуры двигателя.

Для визуального контроля температуры силового агрегата в цепь датчика подключается специальный электрический прибор — логометрический термометр. В приборе используется две или три электрических обмотки, между которыми расположен подвижный якорь со стрелкой. Одна или две обмотки создают постоянное магнитное поле, а одна обмотка включена в цепь датчика температуры, поэтому ее магнитное поле изменяется в зависимости от температуры ОЖ. В результате взаимодействия постоянных и переменных магнитных полей в обмотках заставляет якорь проворачиваться вокруг оси, что влечет за собой изменение положение стрелки термометра на его циферблате.

Для контроля функционирования мотора на различных режимах и управления его системами показания датчика подаются на электронный блок управления через соответствующий контроллер. Измерение температуры производится по величине падения напряжения в цепи датчика, для этого в памяти ЭБУ присутствуют таблицы соответствия величины напряжения в цепи датчика и температуры двигателя. На основе этих данных в ЭБУ запускаются различные алгоритмы работы основных систем двигателя.

На основе показаний ДТОЖ осуществляется корректировка работы системы зажигания (изменение угла опережения зажигания), питания (изменение состава топливно-воздушной смеси, ее обеднение или обогащение, управление дроссельным узлом), рециркуляции отработавших газов и других.

Также ЭБУ в соответствие с температурой двигателя устанавливает частоту вращения коленвала и другие характеристики.

Датчик температуры на радиаторе охлаждения работает аналогичным образом, с его помощью осуществляется управление электровентилятором. На некоторых автомобилях этот датчик может работать в паре с основным для более точного управления различными системами двигателя.

Датчик температуры играет важную роль в любом транспортном средстве с ДВС, в случае поломки его необходимо как можно скорее заменить — только в этом случае будет обеспечена нормальная работа силового агрегата на любых режимах.

Другие статьи

#Планка генератора

Планка генератора: фиксация и регулировка генератора автомобиля

14.09.2022 | Статьи о запасных частях

В автомобилях, тракторах, автобусах и иной технике электрические генераторы монтируются к двигателю посредством кронштейна и натяжной планки, обеспечивающей регулировку натяжения ремня. О планках генератора, их существующих типах и конструкции, а также выборе и замене этих деталей — читайте в статье.

#Переходник для компрессора

Переходник для компрессора: надежные соединения пневмосистем

31.08.2022 | Статьи о запасных частях

Даже простая пневматическая система содержит несколько соединительных деталей — фитингов, или переходников для компрессора. О том, что такое переходник для компрессора, каких типов он бывает, зачем необходим и как устроен, а также о верном подборе фитингов для той или иной системы — читайте в статье.

#Стойка стабилизатора Nissan

Стойка стабилизатора Nissan: основа поперечной устойчивости «японцев»

22.06.2022 | Статьи о запасных частях

Ходовая часть многих японских автомобилей Nissan оснащается стабилизатором поперечной устойчивости раздельного типа, соединенным с деталями подвески двумя отдельными стойками (тягами). Все о стойках стабилизатора Nissan, их типах и конструкции, а также о подборе и ремонте — читайте в данной статье.

#Ремень приводной клиновой

Ремень приводной клиновой: надежный привод агрегатов и оборудования

15.06.2022 | Статьи о запасных частях

Для привода агрегатов двигателя и в трансмиссиях различного оборудования широко применяются передачи на основе резиновых клиновых ремней. Все о приводных клиновых ремнях, их существующих типах, особенностях конструкции и характеристиках, а также о правильном выборе и замене ремней — читайте в статье.

Вернуться к списку статей

Как работают датчики температуры?

Как работают датчики температуры? Это устройства для измерения температуры с помощью электрических сигналов. Датчик состоит из двух металлов, которые генерируют электрическое напряжение или сопротивление, как только замечают изменение температуры. Датчик температуры играет решающую роль в поддержании определенной температуры в любом оборудовании, используемом для производства чего угодно, от лекарств до пива. Для производства контента такого типа точность и быстрота реагирования на температуру и температурный контроль имеют решающее значение для обеспечения идеального качества конечного продукта. Температура является наиболее распространенным физическим типом измерения в промышленных приложениях. Точные измерения жизненно важны для обеспечения успеха этих процессов. Есть много не столь очевидных приложений, в которых используются датчики температуры. Плавление шоколада, использование доменной печи, управление воздушным шаром, замораживание веществ в лаборатории, управление автомобилем и обжиг печи.

Датчики температуры бывают разных форм, которые используются для разных методов управления температурой. Существует две категории датчиков температуры: контактные и бесконтактные. Контактные датчики используются в основном во взрывоопасных зонах.

Ниже приведены контактные датчики температуры:

Датчик температуры сопротивления (RTD) известен как термометр сопротивления и измеряет температуру по сопротивлению элемента RTD с температурой. Металл может быть изготовлен из различных материалов, включая платину, никель или медь. Однако платина является наиболее точной и, следовательно, имеет более высокую стоимость.

Термопара представляет собой датчик, состоящий из двух проводов из двух разных металлов, соединенных в двух точках. Напряжение между двумя проводами отражает изменение температуры. Хотя точность может быть немного ниже, чем у RTD, они имеют самый широкий диапазон температур от -200 ° C до 1750 ° C и, как правило, более экономичны.

Термистор показывает точное, предсказуемое и значительное изменение различных температур. Это большое изменение означает, что температуры отражаются очень быстро, но также очень точно. При таком большом и быстродействующем термисторе NTC действительно требуется линеаризация, поэтому здесь задействована некоторая математика.

Обычно, когда мы думаем о температуре, мы думаем о термометре, особенно о стеклянной трубке, наполненной ртутью. Тем не менее, существует несколько типов термометров: Стеклянный термометр: как указано выше, стеклянная трубка из ртути/этанола. Этанол в настоящее время является основной жидкостью, используемой в этих термометрах.
Биметаллический термометр: этот тип термометра состоит из присоединенного манометра и стержня. Наконечник датчика имеет пружину, прикрепленную к стержню, ведущему к стрелке датчика. Пружина находится внутри чувствительного конца штока. Когда на сенсорную катушку подается тепло, в катушке создается движение, которое заставляет двигаться стрелку датчика, таким образом отображая температуру.
Газонаполненный и жидкостный термометр: Принцип работы этих термометров аналогичен. Есть колба, наполненная газом или жидкостью. Он расположен внутри чувствительного конца зонда. При нагревании газ расширяется/жидкость нагревается, что сигнализирует прикрепленному стержню о перемещении стрелки до измеряемой температуры. Цифровой термометр
: в цифровом термометре используется датчик, такой как термопара или датчик температуры сопротивления (RTD). Температура измеряется с помощью зонда (чувствительный конец) и отображается в виде цифрового показания.

Ниже приведен Бесконтактный датчик температуры

Инфракрасные датчики определяют температуру на расстоянии, измеряя тепловое излучение, испускаемое объектом или источником тепла. Они часто применяются при высоких температурах или в опасных средах, где вам необходимо соблюдать безопасное расстояние от определенного тела. Тепловизионные и инфракрасные датчики являются наиболее распространенным типом бесконтактных датчиков температуры и используются в следующих случаях: Обнаружение лихорадки или когда целевой объект движется (например, на конвейерной ленте или внутри движущегося оборудования), если на большом расстоянии, если окружающая среда опасна (например, высокое напряжение) или при экстремально высоких температурах, когда контактный датчик не будет работать должным образом.

Чтобы упростить, датчик температуры делает именно это, он определяет температуру любого содержимого, которое необходимо измерить, будь то твердые вещества, жидкости или газы.

 

 

Что такое датчик температуры IC (интегральная схема)?

текст.скиптоконтент text.skipToNavigation

Поиск Омега

• Свяжитесь с нами

• Все продукты
• Ресурсы
• О нас

1. Дом
2. См. Ресурсы
3. ИС Датчики

Датчик температуры IC представляет собой датчик температуры с двумя выводами на интегральной схеме, который выдает выходной ток, пропорциональный абсолютной температуре. Сенсорный блок имеет небольшие размеры, малую тепловую массу и быстрое время отклика. Наиболее распространенный температурный диапазон составляет от 55 до 150°C (от -58 до 302°F). Выход твердотельного датчика может быть аналоговым или цифровым.

Узнайте больше о беспроводных датчиках

ТИПИЧНЫЕ ПРИМЕНЕНИЯ ДАТЧИКОВ IC ТИПИЧНЫЕ ПРИМЕНЕНИЯ ДАТЧИКОВ IC

1. Печатные платы: контроль и регулирование температуры
2. Компьютеры: контроль температуры процессора
3. Телекоммуникации: сотовые телефоны и КПК™
4. Промышленные погружные приложения

ИС-датчики с выходом по напряжению

• Обычно 10 мВ на градус C с номинальным выходом, соответствующим 0K, 25°C.
• Некоторые датчики имеют смещение при 0°C, поэтому их можно использовать и считывать показания при температуре ниже 0°C без использования отрицательного источника питания.
• Нелинейность обычно менее 1°C во всем диапазоне температур.

IC-датчики с токовым выходом

• Номинальный выход: 298 мкА при 25°C
• Выход 1 мкА на °C

Датчики с цифровым выходом IC

• Встроенные аналого-цифровые преобразователи
• Количество цифр в аналого-цифровом преобразователе обеспечивает разрешение
• 10-битный знак «плюс» обеспечивает разрешение температуры с шагом 0,25°C
• 12-битный знак «плюс» обеспечивает разрешение температуры с шагом 0,0625 °C

Где используются датчики IC?

• На печатных платах для контроля и управления температурой.
• В компьютерах для контроля температуры процессора.
• В телекоммуникационных приложениях (мобильные телефоны и PDA™).
• В некоторых промышленных иммерсионных приложениях.

Сильные и слабые стороны датчиков IC Сильные стороны:

• Доступны аналоговые или цифровые выходы
• Низкая стоимость
• Постоянное напряжение, ток или цифровой выход, не требующие дополнительных схем
• Линейный выход, без кривой
• Прямое считывание температуры (1000 = 100°C и 298 мкА = 298K или 25°C) на некоторых аналоговых устройствах
• Различные интерфейсы связи

Недостатки:

• Узкий диапазон температур: от -55 до 150°C Макс.
• Взаимозаменяемость шире, чем у большинства RTD и термисторов
• Большой разброс точности между моделями
• Небольшие размеры упаковки могут стать препятствием для недорогих приложений в некоторых иммерсионных конструкциях

Выберите датчик IC, подходящий для вашего приложения

Погружные датчики с ИС
Датчик температуры с ИС состоит из твердотельного датчика, помещенного в металлическую трубку. Стенка трубки называется оболочкой зонда. Обычный материал оболочки – нержавеющая сталь. Зонд может поставляться с резьбой или без нее. Распространенными областями применения являются измерение температуры масла в автомобильных/промышленных двигателях, температура воздуха на впуске, HVAC, мониторинг температуры систем и приборов.

Датчики типа преобразователя ИС
Преобразователь ИС имеет небольшие размеры, малую тепловую массу и быстрое время отклика. Идеально подходит для таких приложений, как: печатные платы для контроля и управления температурой, компьютеры для контроля температуры процессора и телекоммуникационные приложения (сотовые телефоны).

Часто задаваемые вопросы

Зачем использовать датчики IC вместо других технологий, таких как термопары, RTD и термисторы?

Аналоговые твердотельные датчики на ИС обеспечивают выходной сигнал в виде напряжения или тока, который пропорционален температуре, без дополнительных схем.