Классификация контрольно-измерительных приборов

Автомобильные контрольно-измерительные приборы по спосо­бу отображения информации, которую они представляют водите­лю, разделяют на указывающие и сигнализирующие.

Указывающие приборы имеют шкалу и стрелку. Чтобы оценить измеряемую величину, водитель должен на некоторое время отвлечься от наблюдения за движением автомобиля, посмотреть на шкалу прибора и осознать показания.

Сигнализирующие приборы (сигнализаторы) ре­агируют на одно (минимально или максимально допустимое) значение измеряемого параметра и информируют об этом световым (иногда звуковым) сигналом. Сигнализатор меньше отвле­кает водителя от процесса управления автомобилем, однако обладает меньшей информативностью.

По устройству автомобильные приборы разделяют на электрические и механические. Электрические приборы питаются от электрической сети автомобиля. Механические же приборы дают показания, используя энергию измеряемой среды (например, манометры для измерения давления в системе смаз­ки). Преимуществом электрических приборов является простота передачи сигнала с места контроля к месту наблюдения.

Электрический контрольно-измерительный прибор (указатель) состоит из датчика и приемника, соединенных между собой проводами для передачи сигнала (рис. 6). В месте контроля уста­навливают датчик 1 прибора, а в месте наблюдения — прием­ник 2. Датчик имеет обычно кроме чувствительного элемента 3, измеряющего контролируемый параметр (входной сигнал), ка­кой-либо преобразователь 4 сигнала в электрическую величину, передаваемую чувствительному элементу 5 приемника. Поступив­ший в приемник сигнал преобразуется в перемещение стрелки и по шкале определяется значение контролируемого параметра. В сигнализирующих приборах приемником является сигнальная лампа.

Расположение приборов на автомобиле должно подчиняться рекомендациям инженерной психологии и соответствовать эсте­тическому оформлению кузова или кабины автомобиля.

Рисунок 6 - Структурная схема контрольно-измерительного прибора (указателя): 1-датчик, 2-приемник, 3-чувствительный элемент датчика, 4-преобразователь сигнала в датчике,5-чувствительный элемент приёмника, 6-преобразователь сигнала в приёмнике, 7-шкала показаний приёмника.

По назначению все контрольно-измерительные приборы разделяют на следующие группы: измерения темпера­туры (указатели температуры); измерения давления (указатели давления); измерения уровня топлива (указатели уровня); кон­троля зарядного режима аккумуляторной батареи (указатели то­ка и напряжения); измерения скорости автомобиля и пройденного пути (спидометры); измерения частоты вращения (тахометры); выбора экономного расхода топлива (эконометры); непрерывного измерения и регистрации скорости движения авто­мобиля, пройденного пути и расхода топлива (тахографы).

Стоимость приборов от общей стоимости автомобиля незначи­тельна, однако стоимость агрегатов, состояние которых контро­лируется приборами и дает возможность исключить их выход из строя, в сотни раз превышает стоимость приборов.

Приемник (рис. 7,б) имеет пластмассовый каркас 6, состоящий из двух частей, соединенных стяжными винтами 12, на каркас намотаны три измерительные катушки 10 (15, 16, 17 на рис. 7, в). Вторая катушка 16 намотана под углом 90° к двум другим. Первая 17 и третья 15 катушки имеют встречное направление обмоток, создающих противоположно направленные магнитные потоки. Внутри каркаса находится постоянный магнит 11, укрепленный на одной оси 9 со стрелкой. Поворачиваясь, магнит устанавливается вдоль магнитных силовых линий результирующего вектора напряженности магнитного поля трех ка­тушек.

В нижней половине каркаса установлен подпятник 13 оси дискообразного магнита и стрелки. Вторым подшипником оси магнита является отверстие в пластине 8, которая закрепляется на каркасе и служит опорой шкалы прибора. Между пластиной и шайбой, закрепленной на оси магнита, а также в подшипник пластины вводится демпфирующая смазка, которая снижает колебания подвижной системы. Для возврата подвижной систе­мы в нулевое положение при выключенном приборе служит неболь­шой магнит, установленный в нижнюю половину каркаса. Собран­ный с катушками и магнитом каркас размещают в экранирующем цилиндре 7, чтобы исключить воздействие на магнит посторонних магнитных полей, а также, чтобы поле катушек не влияло на показания других приборов.

При включении датчика и приемника в цепь питания ток проходит по двум параллельным цепям (см. рис. 7, в): первая — катушки 16 и 17 приемника и термокомпенсационный резистор 18, вторая — катушка 15 приемника и терморезистор 14 датчика.

Ток, проходящий по первой цепи, создает практически посто­янные векторы напряженности магнитного поля Н₁ и Н₁₁ (рис. 7, г). Ток во второй цепи зависит от температуры датчика и значительно меняет величину вектора напряженности третьей катушки Н₁₁₁, что вызывает поворот магнита со стрелкой относ­ительно шкалы приемника.

Когда температура терморезистора датчика низка, ток в катушке 15 создает незначительную напряженность Н₁₁₁ и суммарный вектор Н устанавливает магнит со стрелкой в область низких температур на шкале приемника. При высокой температуре датчика сопротивление терморезистора резко снижается, ток в катушке 15 увеличивается, вектор Н₁₁₁ напряженности маг­нитного поля этой катушки возрастает и суммарный вектор на­пряженности магнитного поля всех катушек поворачивает магнит со стрелкой по часовой стрелке в область высоких температур.

В корпусе приемника размещены термокомпенсационный константановый резистор 18 (100 Ом) и добавочный резистор для указателей на 24В сопротивлением 120 Ом. Основная допу­стимая погрешность указателя при температурах 80 и 100° С не более ±5°С.

Стрелочный приемник не гарантирует, что внезапное наруше­ние теплового режима будет сразу замечено водителем, поэтому в дополнение к стрелочному приемнику может устанавливаться сигнализатор аварийной температуры, состоящий из датчика и сигнальной лампы с красным светофильтром.

На автомобилях КамАЗ применяют датчик ТМ-111 (рис 7, д). Датчик имеет массивный корпус 25, на дне которого под прижимной шайбой 24 находится термобиметаллическая пластина 19 с контактом 23. В выводном зажиме 21 может пере­мещаться на резьбе тарельчатый контакт 22. Температура за­мыкания контактов 92—98°С, завертывание тарельчатого контак­та снижает температуру замыкания контактов. Выводной зажим вмонтирован в изолятор 20.