для чего в машине m2m акселерометр
Для активации аварийки при резком смещении .Можешь выкинуть. Штука полезного ничего не несет. Но повороты работать не будут, пока не восстановишь родную проводку в местах разрывов.
а не он подушки активирует при столкновении?
На SRS стоит отдельный блок.
Стоял в рабочем фокусе отключили и ничего не изменилось видать пред хозяин ставил
Вспомнил только что — несколько лет назад я помогал другу на клиентский парк автомобилей ставить подобные штуки — для мониторинга за тем как используются автомобили, к этому блоку шёл еще контроль концевика ремня безопасности водителя.
Правда компания, что занималась сбором и анализом этих данных, пару лет назад почила в бозе.
Контроль как машину используют — резкие повороты, разгон/торможение.
Телеметрические данные для страховых или компаний которые занимаются защитой от угона.
Ремонт и техническое обслуживание автомобилей
В некоторых автомобильных ЭСАУ для фиксации величины ускорений требуются соответствующие датчики, которые обычно называют акселерометрами. Акселерометры используются в системах безопасности, навигационных системах, активной подвеске.
Пьезоэлектрические и тензорезистивные акселерометры создаются на основе твердотельных материалов, которые обладают электрической чувствительностью к механическим воздействиям.
Пьезоэлектрические акселерометры
Такой тип датчиков ускорения широко используется для вибрационных измерений, благодаря точности данных, надежности и простые конструкции (рис. 1, а). Чувствительность автомобильных акселерометров составляет около 20 мВ/g, они имеют малые размеры и выпускаются в интегральном исполнении с термокомпенсацией. Их погрешность составляет 0,5% при температурах -40. + 110 ˚С.
Рис. 1.
а) Принципиальная конструкция акселерометра;
б) Высокочастотный сигнал пьезодатчика;
в) Схема усилителя-формирователя для обработки сигнала пьезоэлектрического акселерометра
При деформации (сжатии) пьезокристалла на его гранях появляется электрический сигнал, пропорциональный ускорению. Рабочий диапазон частоты 5. 100000 Гц. Для обработки сигнала от подобных пьезоэлектрических датчиков используется электронный усилитель-формирователь (рис. 1, в). Акселерометры подушек безопасности автомобиля
Эти акселерометры являются механическими датчиками инерционного типа. Такие датчики обычно располагаются не дальше 40 см от предполагаемого места удара. Обычно используются 3. 5 датчиков.
Конкретное исполнение инерционных датчиков может отличаться у разных производителей системы безопасности, но все они работают по одному и тому же принципу.
В обычных условиях движения автомобиля выходные контакты акселерометра разомкнуты, они замыкаются, когда датчик испытывает отрицательное ускорение в диапазоне 15. 20 g, что соответствует наезду автомобиля на твердое препятствие со скоростью 15. 30 км/ч. Существует несколько конструкций акселерометров, применяемых в системах безопасности.
Рис. 2. Акселерометр с постоянным магнитом
Самыми распространенными механическими акселерометрами являются акселерометры с постоянным магнитом. Эта механическая конструкция (рис. 2) состоит из чувствительной массы (металлического шара), которая прочно удерживается в задней части небольшого цилиндра мощным постоянным магнитом.
Выходные электрические контакты датчика всегда разомкнуты, и при столкновении сила инерции металлического шара преодолевает притяжение магнита, шар двигается по цилиндру и замыкает контакты, сигнал поступает в ЭБУ.
В таких датчиках различные конструктивные параметры его элементов, например, масса шарика, сила притяжения магнита, демпфирование и др., увязываются с динамикой конкретного автомобиля при ударе. При этом учитывается вес автомобиля, конструкция корпуса, места расположения датчиков.
Специальные акселерометры
В последние годы в машиностроении, в т. ч. — в автомобилестроении, широко применяются интегральные акселерометры на основе полупроводниковых или пьезоэлектрических тензорезисторов, имеющие малые размеры, высокую надежность, программируемость, Такие интегральные датчики располагаются как можно ближе к центру салона.
Их чувствительность к ударному ускорению выше, чем у механических, из-за амортизации корпуса. Используется один датчик для фронтального удара с диапазоном ±50 g.
Могут применяться датчики боковых ударов, пьезорезистивные или емкостные с погрешностью менее 5% и частотным диапазоном 0. 750 Гц.
Акселерометры используются также в активной подвеске для определения изменения нагрузки на колеса, их рабочий диапазон ±2 g, погрешность менее 5%, диапазон частот 0. 10 Гц.
В системах стабилизации движения автомобиля использовались акселерометры (рис. 3) для определения поперечных значений ускорения.
Подобные датчики также используются в системах полного привода с подключаемой муфтой в качестве датчиков продольного ускорения автомобиля. Преобразователем является датчик Холла 4, выходное напряжение которого зависит от величины отклонения чувствительного элемента – постоянного магнита 3, подвешенного на пруженной пластине 2 под действием ускорения.
Корпус 1 датчика выполняет роль магнитного демпфера.
Рис. 3. Датчик поперечного (продольного) ускорения автомобиля
Емкостные акселерометры
Емкостной датчик поперечного ускорения (рис. 4) представляет собой несколько последовательно соединенных конденсаторных пластин.
В корпусе 1 на подвеске 4 установлена подвижная конденсаторная пластина 3 с сейсмической массой (грузом), перемещающаяся при воздействии поперечных ускорений а.
Еще две конденсаторные пластины 2 неподвижны и установлены так, что образуется два последовательно соединенных конденсатора K1 и K2.
С помощью контактных площадок 5 датчик подключается к ЭБУ.
Рис. 4. Ёмкостной датчик поперечного ускорения:
а) устройство;
б) электрическая схема; 1 — корпус; 2 — неподвижная пластина; 3 — подвижная пластина с сейсмической массой; 4 — подвеска; 5 — контактная площадка
При отсутствии ускорения измеренные емкости С1 и С2 обоих конденсаторов равны по величине.
При возникновении поперечного ускорения массивная подвижная пластина под действием силы инерции смещается относительно неподвижных пластин встречно ускорению. При этом изменяются расстояния между пластинами и емкость каждого из конденсаторов, например, в конденсаторе K1 расстояние между пластинами увеличивается, емкость С1 уменьшается; в конденсаторе K22 расстояние между пластинами уменьшается, емкость С2 увеличивается.
Датчик ускорения для чего нужен в автомобиле
Библиографическая ссылка на статью:
// Современная техника и технологии. 2012. № 8 [Электронный ресурс]. URL: https://technology.snauka.ru/2012/08/1267 (дата обращения: 24.01.2022).
УДК 681.3.06
Вадим Фридрихович Яковлев, доцент
Константин Сергеевич Афанасенко, студент 3-ЭТ-5
Самарский государственный технический университет
Некоторые твердотельные материалы обладают электрической чувствительностью к механическим воздействиям. Такие материалы часто используются для преобразования механических величин в электрические. Их можно разбить на два основных класса: материалы активного типа, в которых приложенная сила генерирует электрический заряд, и материалы пассивного типа, в которых приложенная сила вызывает лишь изменение электрических характеристик материала.
Пьезоэлектрические материалы относятся к первому классу. Они, кроме того, испытывают механическую деформацию под воздействием электрического сигнала. Пьезоэлектрический эффект обусловлен тем, что при искажении несимметричной кристаллической решетки происходит внутреннее перераспределение зарядов, при котором положительные и отрицательные заряды смещаются к противоположным поверхностям кристалла.
К материалам второго типа относятся полупроводниковые тензорезисторы.
Пьезоэлектрические акселерометры широко используются для вибрационных измерений, т.к. это точные, надежные и простые устройства. На рисунке 3 показана базовая конструкция акселерометра, работающая в компрессионном режиме, широко используемая в автомобильной промышленности. Чувствительность автомобильных акселерометров составляет около 20 мВ/g.
Рис.1.Базовая конструкция акселерометра
При деформации пьезокристалла на его гранях появляется заряд, пропорциональный в данном случае ускорению. Рабочий диапазон частот 5…100000 Гц. Для обработки сигнала от пьезоэлектрических датчиков используется усилитель заряда.
Пьезорезистивные акселерометры выпускаются в интегральном исполнении. После принятия мер по термокомпенсации датчики имеют погрешность не хуже 0.5% в температурном диапазоне –40…+110°С.
Акселерометры для воздушных мешков безопасности. Механические датчики должны располагаться не далее 40 см от места удара. Используются обычно 3÷5 датчиков.
Конкретное исполнение датчиков зависит от производителя системы, но все они работают по одному и тому же принципу. В обычных обстоятельствах выходные контакты акселерометра разомкнуты, они замыкаются, когда датчик испытывает отрицательное ускорение в диапазоне 15 – 20 g, что соответствует наезду автомобиля на твердое препятствие со скоростью 12 – 20 миль в час. Существует несколько конструкций акселерометров, применяемых в системах безопасности, рассмотрим некоторые из них.
Акселерометр с постоянным магнитом . Эта механическая конструкция (Рис.2) состоит из чувствительной массы ( металлического шара) , которая прочно удерживается в задней части небольшого цилиндра мощным постоянным магнитом. Во время обычной езды выходные электрические контакты датчика разомкнуты. При столкновении сила инерции металлического шара преодолевает притяжение магнита, шар катится по цилиндру вперед и замыкает контакты, сигнал поступает в ЭБУ.
Рис.2.Акселерометр с постоянным магнитом
Динамические характеристики механических акселерометров описываются дифференциальным уравнением 2-го порядка. Такие параметры, как жесткость пружины, масса шарика, сила притяжения магнита, демпфирование и т.д. должны быть увязаны с динамикой автомобиля при ударе. Эти параметры подбирают под конкретную модель автомобиля с учетом его веса, конструкции корпуса, места расположения датчика.
В последнее время начали применяться интегральные акселерометры на основе полупроводниковых или пьезоэлектрических тензорезисторов. Они более надежны, программируются, их характеристики воспроизводимы с более высокой точностью. Интегральные датчики располагаются примерно в центре салона. Порог срабатывания их ниже, чем для механических из-за амортизации корпуса. Используется один датчик для фронтального удара с диапазоном ±50g. Могут применяться датчики боковых ударов, пьезорестивные или емкостные. Погрешность менее 5%, частотный диапазон 0…750 Гц.
Акселерометры используются также в активной подвеске для определения изменения нагрузки на колеса. Рабочий диапазон ±2g, погрешность менее 5%, диапазон частот 0…10 Гц.
В некоторых недорогих системах ABS используются акселерометры для определения предельных значений ускорения при которых возможно проскальзывание колес. Рабочий диапазон ±1g, погрешность менее 5%, диапазон частот 0.5…50 Гц.
Датчик детонации
Датчик детонации используется для обнаружения явления детонации при сгорании рабочей смеси в цилиндрах. Контроль за детонацией особенно актуален в современных двигателях с высокой компрессией, так как для их эффективной работы угол опережения зажигания в них близок к предельному, за которым начинается детонация.
Обнаружение детонации можно производить различными способами: измерением давления непосредственно в цилиндре, измерением ионизационного тока через электроды свечи после воспламенения и т.д. На практике используется метод измерения вибрации цилиндров с помощью пьезоэлектрического датчика детонации. На рисунке 3 схематично показан датчик детонации . Датчик выполнен таким образом, что его резонансная частота совпадает с частотой детонации двигателя (обычно в диапазоне 6…12 кГц). Датчик закрепляется на блоке цилиндров и реагирует даже на слабую детонацию.
Рис.3.Датчик детонации. 1 – пьезоэлемент, 2 – шунтирующий резистор
При появлении детонации вибрация двигателя приводит к генерации сигнала на выходе датчика (Рис.4). ЭБУ двигателя фильтрует сигнал с датчика детонации, производит аналого-цифровое преобразование. После момента зажигания (вероятное время появления детонации) производится сравнение сигнала с датчика детонации с заданным уровнем (Рис.5). При обнаружении детонации ЭБУ уменьшает угол опережения зажигания во всех цилиндрах или только в одном. При выходе датчика детонации из строя ЭБУ устанавливает безопасное значение угла опережения зажигания. При исчезновении детонации ЭБУ начинает постепенно увеличивать угол опережения до появления детонации и т.д. Таким образом, ЭБУ удерживает двигатель в эффективном режиме работы на грани детонации, но без опасности поломок и выхода из строя.
Рис.4.Выходной сигнал датчика детонации
Литература
1. Соснин Д.А., Яковлев В.Ф.Новейшие автомобильные электронные системы. М.: Солон-Пресс, 2005. 256 с.
2. Ютт В.Е., Электрооборудование автомобилей, 2-е издание. М.: Транспорт, 2003. 365 с.
3. Ribbens W. B. Understanding automotive electronics.Burlington,USA: Newnes publications, 2009. 481 с.
Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)
Оставить комментарий
Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.
Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться:
© 2022. Электронный научно-практический журнал «Современная техника и технологии».