3. Вивчити будову та роботу колісних датчиків.

В системах автоматичного керування гідравлічними гальмами автомобіля використовуються перетворювачі частоти обертання коліс в електричний імпульсний сигнал. Такі перетворювачі називаються колісними датчиками ABS. По виду перетворення колісні датчики бувають індукційними (магнітоелектричними) та датчиками, що працюють на ефекті Холла. В індукційному колісному датчику, схема якого показана на рисунку 4.2, задатчиком частоти обертання є феромагнітне зубчасте колесо 1 (ротор). Його ставлять на маточині, яка обертається з колесом автомобіля і має від 24 до 90 зубців.

Прикладом конструктивного виконання може служити датчик ЕРО 28879 А фірми " Bosch", що показаний на рисунку 4.3.

Рисунок 4.2 - Схема індукційного датчика

1 - зубчасте обертальне колесо; 2 - обмотка; 3 – постійний магніт; 4 - вихід обмотки; 5 - сталеве осердя з полюсами; 6 - магнітний потік

Магніт 5 датчика і котушка 3 з'єднані наконечником-стержнем 1 із магнітом'якого матеріалу (каркас 2 котушки запресований в гарячому стані по буртику стержня 1 і складає з ним єдине ціле). Виводи обмотки 3 котушки підключені до циліндричних штирів, котрі разом з південним полюсом магніта 5, латунною фіксуючою трубкою 8 і екранованим двох-жильним кабелем 12 також запресовані високотемпературною пластмасою в корпусі 7. Магніт і обмотка захищені від впливу навколишнього середовища стаканом 4 із немагнітної сталі, завальцьованим через гумовий ущільнювач 6 по буртику на корпусі 7. Вивід кабелю закритий гумовою трубкою 11, котра на датчику кріпиться обтискним кільцем 10 через латунну підкладку 9. Другий кінець трубки притискується до кабелю за допомогою гумового кільця 13.

Рисунок 4.3 - Магнітоелектричний датчик ЕРО 28879А фірми "Bosch"

1 - наконечник-стержень; 2 — каркас котушки; 3 - обмотка; 4 - стакан; 5 - магніт; 6 - гумовий ущільнювач; 7 - корпус; 8 - фіксуюча трубка; 9 - латунна підкладка; 10- обтискне кільце; 11 — гумова трубка; 12 - кабель; 13 — гумове кільце Перевагами такого датчика є його міцність (навіть монолітність), у той час як вивід виконаний м'яким (еластичним), що особливо важливо, враховуючи умови його роботи.

Сам індукційний датчик встановлюється нерухомо над зубчастим колесом з повітряним зазором не більше 2 мм.

3. Вивчити будову та роботу магнітоелектричного датчика та датчика Холла.

В ролі безконтактних датчиків з механічним приводом від розподільчого вала ДВЗ були досліджені магнітоелектричні, індукційні, електромагнітні, генераторні, оптичні та інші перетворювачі механічного обертання в електричний сигнал.

Спочатку як більш простий і достатньо надійний, широке впровадження отримав магнітоелектричний датчик. Але з розробкою датчика, що працює на ефекті Холла, останній став основним елементом для всіх наступних електронних систем запалювання, що серійно випускаються за кордоном.

Принципову схему магнітоелектричного датчика наведено на рисунку 4.4. Під час обертання зубчастого магніта в обмотці статора згідно із законом індукції виникає змінна напруга. Коли один із зубців магніта наближається до обмотки, напруга в ній швидко зростає, досягає максимуму, потім зубець розміщується на середній лінії обмотки, після цього, коли він віддалиться, швидко змінює знак і збільшується в протилежному напрямі до максимуму. Напруга дуже швидко змінюється від позитивного максимуму до негативного, тому нульовий перехід між ними можна використати для керування системою запалювання. Зубчастий магнітний якір встановлено у звичайний корпус переривача. Кількість зубців залежить від кількості циліндрів і тактності двигуна. Напруга, яку виробляє генераторний датчик, залежить від частоти обертання якоря та його конструкції, і має забезпечити надійність а запалювання навіть за малої частоти для чотири циліндрового двигуна:обертання під час пуску двигуна.

Рисунок 4.4 - Принципова схема магнітоелектричного датчика

1 -магніт, 2 - статор, 3 - обмотка

Як було сказано вище, останнім часом в усьому світі на автомобілях широко застосовують датчики, принцип дії яких ґрунтуєтьсяна ефекті Холла. Ефект Холла виникає в пластині, через яку протікає струм, коли під прямим кутом на неї діє магнітне поле ЕРС.

Максимально виявляється цей ефект у пластинах із напівпровідникового матеріалу (германію, кремнію, арсеніду галію, індію).

Рисунок 4.5. Схема безконтактного мікроперемикача, що працює на ефекті Холла

1 - магніт; 2 -ротор; 3 – чутливий елемент; 4 - підсилювач; 5 – тригер Шмітта; 6 - вихідний транзистор; 7 - стабілізатор напруги

Величина ЕРС Холла дуже мала і тому має бути підсилена поблизу пластини для того, щоб усунути вплив радіоелектричних перешкод. Тому конструктивно і технологічно елемент Холла і підсилювальна схема містять підсилювач 4, тригер Шмітта 5, вихідний транзистор 6 та стабілізатор напруги 7, які виготовлені у вигляді інтегральної мікросхеми (рисунок 4.5).

Якщо обертається вал розподільника, а з ним і ротор 2, то магнітне поле, створене постійним магнітом 1, закривається екраном чи відкривається при проходженні прорізу. Якщо магнітне поле потрапляє на поверхню пластини, створюється ЕРС Холла, яка підсилюється підсилювачем 4 і надходить до бази вихідного транзистора 6, який відкривається. При закриванні екраном магнітного потоку в пластині не виникає ЕРС Холла і вихідний транзистор закривається.

Отже, на виході мікросхеми знімаються сигнали прямокутної форми.