Измервателни инструменти

1. Обща информация.

Измервателните уреди осигуряват контрол на различни параметри на агрегатите и системите на превозното средство (температура или налягане в различни системи, ниво на течността или запас, измината скорост и разстояние на превозното средство, скорост на коляновия вал на двигателя или режим на зареждане на батерията) и могат да бъдат разделени на две групи: първата група позволява да се оцени техническото състояние на компонентите на превозното средство; втората група помага на водача да избере правилно режимите на работа на автомобила и основните му компоненти.Във външния вид, в който информацията се подава на водача, приборът е разделен на индикатор и сигнализация.

Индикаторите имат разпределително устройство,което определя измерения  параметър.  Използвайки тези устройства, водачът трябва да се съсредоточи конкретно върху тяхната производителност, което му пречи да изпълнява основните функции от друга страна, докато шофира колата, като индикацията на устройствата по абсолютната стойност на индикаторите и интензивността на техните промени позволяват да се контролира и прогнозира предварително времето на критично състояние на възела или системи.Устройствата за сигнализация (аларми) са разделени на две групи. Някои светлинни или звукови сигнали предават на водача информация за критичната (гранична) стойност на измерения параметър (най-вече тези сигнализатори дублират работата на дисплейните устройства), а други – за функционалното състояние на механизмите на автомобила (включен или изключен, отворен или затворен).Според принципа на работа автомобилните устройства се делят на електрически и механични. Електрическите уреди преобразуват неелектрическите измервани параметри в електрически. Източникът на електроенергия за тях е бордовата мрежа на автомобила.В механичните устройства действието от контролираната среда към поточното устройство се предава с помощта на енергията на самата среда, те се наричат ​​също устройства с директно действие. Използват се предимно електрически уреди, тъй като в този случай това е най-лесният начин за прехвърляне на информация от контролния обект до мястото за наблюдение.Електрическият измервателен уред се състои от сензор или показалец, свързани с проводници за предаване на сигнал. Сензорът се поставя директно върху обекта на мястото, където искате да контролирате измерения параметър, а показалеца – където е по-удобно да се наблюдава. Разбира се, това е таблото в кабината пред водача. При измерване на неелектрически стойности целта на сензора е да преобразува неелектрически параметър в електрически параметър. Връзката между измерения параметър, електрическия сигнал на сензора и отклонението на стрелката на показалеца е избрана така, че отклонената стрелка да отчита промяната на измерения параметър в необходимите граници. Скалата на показалеца се калибрира в мерни единици.В електрическите сигнални устройства индикаторът е индикаторна лампа, която се наблюдава чрез цветен филтър с определен цвят. Сензорите на детектора действат като превключвател, който затваря или отваря кръга на сигналните лампи при определените стойности на контролирания параметър.В случай на управление на електрически параметри, измервателният уред може да няма сензори, тъй като контролираният параметър се измерва.

По предназначение измервателните уреди се разделят на следните групи: измерване на температурата – термометри; измерване на налягането – манометри; измерване на нивото на горивото – измерватели на нивото; контрол на режима на зареждане на батерията – амперметри, волтметри; измерване на скоростта на автомобила и изминатото разстояние – скоростомери; измерване на скоростта – тахометри.

2.Уреди за измерване на температура.

За да се осигури нормална работа на двигателя, водачът трябва да следи температурата на охлаждащата течност. Контролът на температурата на охлаждащата течност се осъществява от температурен индикатор, състоящ се от сензор, монтиран в цилиндровата глава и самия индикатор на панела с инструменти.

Основните детайли на сензора: корпус, термистор и пружина. Термисторът е направен под формата на диск, а проводимостта му се променя с температурата. С повишаване на температурата проводимостта се увеличава, а при охлаждане тя намалява.

 

Фиг. 2.1. Индикатор за температурата на охлаждащата течност

Показалецът има три намотки, едната от тях е свързана последователно от термистор, а другите две чрез резистор са свързани към земята. Съпротивлението на последните две намотки е практически непроменено, така че токът също е постоянен. Стрелката на показалеца е фиксирана върху оста заедно с постоянен магнит под действието на полученото магнитно поле на бобините.С промяната на температурата на охлаждащата течност магнитът на стрелката се отклонява от полученото поле, което се е променило. Магнитоелектричните указатели не пречат на радиоприемането, точни и надеждни.В допълнение към показателя за температура, тестваните автомобили задават аварийни аларми, предупреждават водачите за неприемливи повишения на температурата в охладителната система.Алармената система се състои от сензор, монтиран в горния резервоар на радиатора и сигнална лампа на арматурното табло (фиг.2.2). Сензорът на детектора се състои от корпус с месингов втулка, фиксиран контакт, свързан с масата, и подвижен контакт, монтиран върху еластична биметална плоча, изолирана от масата и свързана с външната страна на корпуса. Затягащият проводник е свързан към сигналната лампа на арматурното табло. Контактите на сензора при нормална температура на охлаждащата течност са отворени.

 

Фиг. 2.2. Аларма за  температура в охладителната система:

1 – сигнална лампа; 2 – сензор детектор;3 – биметална плоча; 4 – контакти.

Достигайки температурата над изчислената, биметалната плоча се огъва така, че контактите да бъдат затворени, включително във веригата на сигналната лампа.

3.Уреди за измерване на налягането.

Индикаторът за налягане на маслото в системата за двигателно масло се състои от сензор и показалец.Сензорът се състои от корпус с диафрагма, капак и реостат на плъзгача. Мобилният контакт на реостата е свързан към диафрагмата. С нарастването на налягането под диафрагмата се огъва и с него подвижният контакт се движи по реостата, променяйки съпротивлението. Индикаторът на устройството е подобен на температурния индикатор на охлаждащата течност.За да се намали влиянието на температурата върху точността на отчитането на устройството, една от намотките е свързана към масата чрез резистор, който е температурен компенсатор.За допълнителен контрол на налягането на маслото е инсталиран индикатор за налягане на масло, който се състои от контролна лампа на арматурното табло и сензора. Сензорът се състои от корпус, диафрагма, контактно устройство, пружина и изолиран изход. Когато налягането в смазочната система е под зададената граница, контактите се затварят и лампата ще стане жълта. С нарастването на налягането диафрагмата се огъва и контактите се отварят – светлината угасва.

4.Индикатор за ниво на горивото в резервоара.

Уредът за ниво на горивото в резервоара е проектиран да контролира нивото на горивото в резервоара. Електромагнитният показалец се състои от сензор и показалец.Сензорът е поставен върху резервоара за гориво и се състои от плъзгащ се реостат, разположен извън резервоара, и поплавък с лост вътре в резервоара. С намаляването на нивото на горивото съпротивлението, включено в реостата, намалява, а когато нивото се увеличава, то се увеличава. Индикаторът е подреден по същия начин като температурния индикатор на охлаждащата течност.Токът и магнитното поле на лявата намотка ще зависят от позицията на плъзгача на реостата (фиг. 4.1). При пълния резервоар, намотката на реостата е напълно ангажирана и токът в лявата намотка ще бъде малък.Полученото магнитно поле на трите намотки ще завърти магнита със стрелка, означена с „P“ (пълен резервоар). С намаляването на нивата на горивото съпротивлението намалява. Токът на лявата намотка се увеличава и полученото магнитно поле ще премести магнита със стрелка към нулевата маркировка.Сензорите на всички магнитоелектрически измервателни уреди имат 90 ома реостат и се различават един от друг главно по дължината на поплавъчния лост.Приемникът е поставен в корпус и има същата структура като температурния индикатор само в него, в противен случай са свързани намотки и резистори. Всички намотки са навити на рамка  с тънка тел с голям брой завои във всяка. На фиг. 8.3c показва 24 V работна верига на приемника, и Фиг. 4.1, b – диаграми на намотки и резистори в приемници с работно напрежение 12 V.

 

Фигура 4.1. Магнитоелектричен измервател на нивото на горивото – структура;

b, диаграми в електрически вериги на електромери с напрежение 12 и 24 V;g -да се определи резултиращият вектор на магнитния поток и положението на стрелката при различни нива на гориво в резервоара.Помислете принципа на работа на измервателя на нивото на горивото (фиг. 8.7a). Ако веригата на уреда е изключена от източника на ток, стрелката на приемника се отклонява вляво отвъд секцията „O“. Тази позиция на стрелката причинява взаимодействието на постоянни магнити 2 и 5. Текущият път в приемната верига е показан със стрелки. Токът в намотката W1 и нейният магнитен поток варират в зависимост от положението на плъзгача 12 върху намотката 11 на сензора.По време на работа на устройството магнитните потоци на намотките W1 и W2 действат в обратна посока и следователно посоката и стойностите на общия им поток зависят от тока в намотката W1.Когато резервоарът за гориво се напълни, намотката на сензорния му реостат е напълно въведена, а токът в намотката W1 и генерираният от нея магнитен поток достигат максимални стойности. В този момент полученият магнитен поток, генериран от трите намотки, завърта магнита 2, а с него стрелката 3 до положение „P“.Тъй като нивото на горивото в резервоара намалява, поплавъкът на сензора 14 пада и придвижва плъзгача 12, изключвайки съпротивлението на сензорен реостат, който скъсява (шунтира) бобината W1 и следователно токът в нея и нейният магнитен поток намаляват. Полученият магнитен поток от трите намотки придвижва магнита 2, а с него стрелката 3 по скалата на приемника към по-малко деление на скалата. Когато нивото на горивото в резервоара се понижи до 1/8 пълен капацитет, контактните пластини 7 включват сигналната лампа 18, разположена на таблото за управление.

5.Инструменти за измерване на скоростта на движение и въртене на CV.

Скоростта на автомобила се измерва от скоростомери, които използват механично (гъвкав вал) или електрическо задвижване, което зависи от разстоянието на устройството спрямо мястото, където задвижването е свързано към трансмисията. Гъвкавите валове са инсталирани, ако дължината на трасето не надвишава 3,55 м, а когато е по-дълга,   се използва електрическо задвижване. Скоростометър, задвижван от гъвкав вал (фиг. 5.1), осигурява действие на входящия валяк 1, в гнездото с квадратна секция, в която е поставен квадратен връх на гъвкавия вал. На втория му край е фиксиран постоянен магнит 5 и термична шайба 4 (магнитен шунт). Магнитът се намагнетизира, така че полюсите му да сочат към краищата на диска. На оста 8, която се върти свободно в два лагера, от едната страна е прикрепена стрелката 11, а от другата – патрона 6. Патронът е направен от немагнитен материал (например алуминий), често под формата на купа, която с известна празнина покрива магнита, т.е. тя се затваря от екран 7 от магнитоелектричен материал. който концентрира магнитното поле на магнита 8 в областта на патрона. От страната на стрелката към оста 8 е прикрепен единият край на пружината на бобината 10, а другият край на нея – към лоста 9,

 

Фиг. 5.1. Спидометър, задвижван от гъвкав вал

По време на движението на колата от гъвкавия вал се завърта входящия валяк 1 и с него магнит 5, магнитният поток от който, прониквайки в патрона 6, го кара да се завърта , като се създава магнитно поле. Две магнитни полета (патрон и магнит) си взаимодействат, така че патрона да бъде подложен на въртящ момент, насочен срещу момента, създаден от пружината. Поради това патронът, заедно с оста и стрелата, се връща към ъгъла, при който моментът на пружинните еластични сили се увеличава и започва да се равнява на въртящия момент на магнитните сили, действащи върху патрона. Тъй като въртящият момент на патрона около скоростта на порцията на магнита и следователно скоростта на движение на автомобила, ъгълът на въртене на патрона и стрелката с неговото увеличение ще се увеличат. Тази зависимост е пряко пропорционална и следователно скалата на скоростомера е еднаква. Термо компенсационна шайба 4, която е инсталирана заедно с магнита 5, противодейства на ефекта от промяната на околната температура върху съпротивлението на патрона. Увеличаването на съпротивлението на патрона намалява индуцираните в него токове и получения магнитен поток.Голямото разстояние между точката на монтиране на скоростомера и неговото задвижване, когато нормален гъвкав вал не може да осигури нормалната работа на скоростомера, се заменя с скоростомер с безконтактен електрическо задвижване, състоящ се от сензор,и приемник свързани чрез проводници през броя на клемите.Сензорът е електрически трифазен генератор с ротор под формата на четири полюсен постоянен магнит, чието завъртане осигурява задвижван вал на скоростната кутия чрез предаване на задвижването на скоростомера, състоящ се от червячни и редуващи се двойки цилиндрични предавки. Статорът на сензора има три намотки, под ъгъл 120 ° една към друга и свързани със звезда.Магнитно индуктивният приемник с електрическо задвижване се състои от четири блока, обединени в един корпус: единици за скорост и броене, обичайни за скоростомери, синхронен двигател и електронен блок. Единиците за скорост и броене са свързани към ротора на синхронния двигател.Показалецът се състои от четири възела: механизмът на скоростния възел, механизмът на броящия възел, синхронният електродвигател и електронният блок, обединени в общ корпус. Механизмът на възловия възел включва магнит, неподвижно фиксиран към вала  на ротора на двигателя, чаша,пружина намотка, стрелка и лост за регулиране на напрежението на пружината. Механизмът на броячния блок, както в скоростомерите, задвижвани от гъвкав вал, се състои от шест барабана, разположени на оста, закрепени към моста. Синхронният двигател има ротор и статор. Роторът е направен под формата на четири полюсен постоянен магнит, монтиран върху стоманена втулка  на вала, който върти високоскоростния възел на магнита и задвижващия вал на брояча.

 

Фиг. 5.2. Електрически скоростомер:

a – показалец; 6 – ME307; С -примерна схема: 1, 30 – корпус; 2, 29 – статори; 3 – сърцевина на серпентината; 4 – намотка; 5, 34 – корици; 5 -shtyft; 7 – маслоотражателен диск; 8 – вал от магнити; 9 – пружина; 10 – винт; 11, 26 – храсти; 12, 13, 27 – магнити; 14 – патрон; 15 – корпус; 16 –  стрелка; 17 – табела с печатна схема; 18 – стрелка; 19 – мост за закрепване на преброяващия възел; 20 – мащаб; 21 – оста на стрелката; 22 – магнитен шунт; 23 – магнитен екран; 24 – щепсел за свързване на датчика и проводника на захранване от източниците на електричество; 25 – конектор; 28, 33 – серпентини; 31 – вал на магнита; 32 – сърцевина на серпентината.

Роторът се върти в два сачмени лагера. Дисковият отразяващ диск 7 предотвратява навлизането на мазнина в долния лагер на статорните бобини 4. Статорът 2 е изработен от мека стомана. Към него винтове закрепете три стоманени ядра 3 за инсталиране върху тях намотки 4, направени от голям брой завои на меден проводник. Намотките са под ъгъл 120 ° една спрямо друга и са свързани според звездния модел (виж фиг. 5.2 ). Електронният блок се състои от печатна схема, направена върху плоча 17 и транзистори Т1, Т2 и ТК и резистори R1 – R6, фиксирани върху табелата.Сензорът е трифазен алтернатор и се състои от два основни компонента: ротора и статора. Към стоманената сърцевина на статора 29 (виж фиг8. 5б), три стоманени ядра 32 с намотки 28 и 33, под ъгъл 120 ° една спрямо друга и свързани чрез звезден образец (виж фиг. 8.5, в). Върху прорезите на вала 31 на ротора се притиска стоманена втулка 26 с неподвижно фиксиран четириполюсен магнит 27. Роторът се върти в два сферични лагера. Валът на ротора 31 се завърта от задвижвания вал на трансмисията чрез червячно задвижване.Когато въртенето на сензорния ротор в намотките K1, K2 и K3 намотките на статора индуцира синусоидален EMF., Изместен във фаза с 120 °. Пулсовата честота на EMF ще бъде пропорционална на скоростта на ротора. Когато положителният полуживот на импулса на ЕМП се приложи към основата на който и да е транзистор, през него ще тече контролен ток. Транзисторът ще се отвори и ток ще потече през него от източник на ток към една от намотките на статора на показалеца на двигателя, намотка K1 ‘, K2’ и K3 ‘. На фиг. 3, (в) пунктираните стрелки показват текущия път към показалеца K1 ‘на показалеца. След 120 ° въртене на сензорния ротор в друга сензорна намотка ще бъде индуциран импулс EMF, което причинява отварянето на друг транзистор. В този случай токът от източника ще потече към другата намотка на статора на показалеца и т.н. По този начин, намотките на статора на показалеца ще получат импулсен ток от източника, който ще създаде въртящо се магнитно поле, синхронно със скоростта на въртене на ротора на сензора. Въртящото се магнитно поле, взаимодействащо с полюсите на магнита 12 на ротора на двигателя, ще предизвика въртенето на ротора, а с него и въртенето на магнита 13 на високоскоростния възел и механизма на броещия възел на показалеца. Магнитното поле на магнита 13 предизвиква индукция на вихрови токове в патрона 14. Магнитното поле на вихровите токове в патрона 14, взаимодействащо с полето на магнита 13, създава въртящ момент, който осигурява въртене на патрона 14 със стрелката 18 в посока на въртене на магнита към ъгъла на въртене. След прекратяване на импулса на EMF, индуциран в намотки K1, K2 и KZ, резисторите R1 – R6 ускоряват затварянето на транзистори T1, T2 и T3.

 

6.Експлоатация и основни неизправности.

Измервателните уреди обикновено не изискват поддръжка преди ремонта на автомобила. Обаче понякога възникват неизправности по време на работа на автомобила. причинени от различни дефекти в електрическата верига.Помислете за най-характерните за тях.

Прекъсване или скъсяване на жицата върху каросерията на автомобила. Стрелките се отклоняват извън скалите на температурата на охлаждащата течност, маслото (въздуха) и нивото на горивото чрез скъсване или скъсяване на жицата на автомобила, свързваща сензорите и приемниците. (въздух) рязко се отклонява от ръба вляво, а лентата на приемника на нивото на горивото вдясно за разделението P на скалата. Когато кръгът е изключен, стрелката на приемника на тествания инструмент е в изходно положение – вляво от далечната лява част на скалата, т.е.За да тествате проводника, който свързва датчика и дефектния приемник към отворения, изключете веригата на инструментариума, изключете жицата от сензора и го свържете чрез последователно светеща лампа 1 … 3 W към тялото на автомобила. Когато жицата е отрязана, лампата не свети и приемникът не променя позицията си. Разкъсаният проводник се заменя или запечатва с разкъсано място и се изолира.В случай на проводник към каросерията на автомобила, когато ключът за запалване е включен, приемниците на температурата на охлаждащата течност и маслото (въздух) рязко се отклоняват вдясно извън скалата, а стрелката на манометъра вляво до нулата. За да проверите проводника, свързващ сензора, е необходимо да включите веригата и да изключите жицата от скобата на сензора, за да я заключите с тялото на автомобила. Ако приемникът не промени позицията си, жицата се заключва към каросерията на автомобила. Дефектните проводници се заменят или изолират на повреденото място.

Стрелките рязко и неточно показват приемниците на уреда, като правило, когато краищата на проводниците са лошо фиксирани върху скобите на устройството, което води до ненадежден контакт с голямо преходно съпротивление. За да отстраните този проблем, трябва да затегнете винтовете или гайките на ушите и да затегнете щепселните връзки,

Неизправност на приемника и сензора на електрическия манометър. В случай, че спиралата на сензора на реостата на сензора е счупена или когато контактът на плъзгача с нея е лош, стрелката на приемника се отклонява вляво от нулевото деление. Ако не настроите сензора, приемникът показва неправилно. Когато кръгът на бобината W1 е прекъснат, стрелката на приемника се отклонява за максимално деление на мащаба, а намотките W2 и W3 са вляво от делението на нулата.Схемите на намотките на устройствата се прекъсват поради факта, че високият ток, който възниква в случай на повишаване на напрежението на генератора или късо съединение на жицата, свързваща приемника към сензора върху каросерията на автомобила, стопява проводниците. Правилността на манометъра може да бъде проверена чрез контролен манометър, свързан към линията на двигателното масло или към въздушната линия на спирачната система.Намотките на приемниците за масло (въздух), гориво, гориво и разкъсване се проверяват с акумулаторна батерия и 1-ватова електрическа крушка, свързани последователно към контролираната намотка. Ако кръгът на бобината е прекъснат, светлината не свети. Бобината също се проверява с омметър, като се сравнява измерената стойност на съпротивлението с техническите данни. Ако бобината е счупена, омметърът показва безкрайност.Състоянието на сензорите се определя чрез измерване на съпротивлението им с омметър и сравняване на получените стойности с зададените стойности. В сензорите за масло (въздух) и гориво съпротивлението се измерва, когато реостатът е напълно включен.

Неизправности на приемника и сензора на електрическия термометър. Когато първоначалното съпротивление на сензора термистор 1 се промени, показанията на показалеца ще бъдат неточни. Прегряване, което може да се случи, ако двигателят стартира и двигателят се загрее без течност в охладителната система или когато нивото му е неприемливо понижено, сензорът се проваля. Прекъсване в кръга на бобината на приемника W1 води до отклонение на лявата стрелка извън скалата, а намотките W2 и W3 вдясно до крайно положение.Схемата на намотката се прекъсва от стопяването на техния проводник, когато напрежението на генератора се повиши и проводникът, свързващ приемника със сензора, се затваря към каросерията на автомобила. Коректността на показанията на температурата може да се провери с контролен термометър.

Неизправност на показалеца и сензора за манометър. Когато контактът на плъзгача със спиралата на реостата на неговия сензор е прекъснат поради задействането на техните контактни повърхности, токът във веригата на измервателния уред се прекъсва и стрелката на приемника се разклаща рязко.Ако спиралата на сензора на реостата е счупена, стрелката на приемника се разделя на P, докато плъзгачът на реостата достигне разкъсаното положение и след това е на съответното деление на скалата.Когато кръгът на бобината W1 е прекъснат, стрелката на приемника става на разделението P на скалата, а намотките W2 и W3 са вляво от разделението 0 на скалата.Правилността на нивото на горивото на превозното средство може да се провери чрез пълнене или изпразване на пълния резервоар.

Неизправност на индикаторите за налягане на маслото и въздуха. Ако ключът за запалване е включен, но двигателят не работи, индикаторът не свети. За да проверите дали лампите и проводниците, които го свързват към сензора, работят, проводникът фиксира скобата на сензора към каросерията на автомобила. Когато лампата се включи, сензорът е неизправен и трябва да бъде сменен. В този случай сензорът има дефект, който е окислил контактите на лампата или диафрагмата С. се е счупила.Ако индикаторът гаси само при висока скорост на двигателя, налягането в системата за смазване на двигателя трябва да се провери с манометър и, когато е нормално, сигналът на сензора трябва да бъде заменен.

Неизправност на индикаторите за температурата на охлаждащата течност и маслото. Когато запалването е включено, при ниска температура на течността в охладителната система свети контролната лампа. За да тествате сензора, той трябва да бъде изключен от проводника и когато лампата изгасне, сменете сензора.

Спидометърът (тахометър) не работи. Тази неизправност възниква, когато кабелът се счупи или когато краят му излезе от зацепване поради отслабване на монтажа на черупката, задръстване в механизма на блока за броене на скоростомера, а в скоростомерите и тахометрите с задвижването – отказ на контакт в щепселната връзка на проводниците, свързващи сензора и и изключете захранващата верига на бобината на приемника.При скоростомери и тахометри, задвижвани от гъвкав вал, стрелката може да бъде пробита рязко поради неравномерното въртене на въжето поради действието  на краищата му, затягането на въжето в точките на монтаж, както и значителното му огъване и лошо смазване.Неточното отчитане на скоростомера и тахометъра причинява несъответствие и умора на пружините, както и намагнитването на магнита за скоростната единица. Напрежението на пружината се регулира и магнитът се намагнетизира,За да разберете дали кабелът работи, той трябва да се отдели от мястото за монтаж близо до скоростната кутия или двигателя и да завие освободения край на ръка. Ако кабелът се върти и стрелката не се отклонява от нулевото деление на скалата и метърът в скоростомера не работи, тогава кабелът се отрязва и трябва да бъде заменен. Ако кабелът или механизмът на брояча е загубен, кабелът не се върти и след това се проверява отделно с показалеца.