Автопортал || Авто - статьи

Сельскохозяйственная техника
Чтение RSS

Сенсорна практика: датчики

  1. Воля людини
  2. Від першої особи: Дмитро Мамонтов, редактор
  3. Воля Бога
  4. Від першої особи: Сергій Апресов, головний редактор

Повнопривідні версії Nissan Juke оснащуються однією з найбільш просунутих на сьогоднішній день трансмісій з керованим вектором тяги. Замість заднього міжколісного диференціала застосовуються дві багатодискові муфти, керовані комп'ютером. У разі необхідності система All Mode 4 × 4-i може направити до 50% крутного моменту двигуна на кожне із задніх коліс, буквально «заправляючи» машину в поворот.

Щоб прийняти рішення про розподіл тяги, комп'ютер порівнює швидкість і напрямок руху, зазначені водієм, з реальною траєкторією руху. Про бажаннях водія системі повідомляють датчик кута повороту рульового колеса і датчик положення педалі газу. Інформація про реальну траєкторії руху надходить з датчиків швидкості обертання коліс і датчика кутових прискорень.

Воля людини

Перші електронні блоки управління двигуном (ECU), що з'явилися в 1980-х роках, брали аналоговий сигнал датчика положення дросельної заслінки і знаходили відповідні вихідні дані в таблиці, заздалегідь записаної в пам'ять. Датчик тоді представляв собою звичайний потенціометр, або змінний резистор. Дросельна заслінка з'єднувалася з контактним повзунком, який переміщався по провідній доріжці з певним опором. Від довжини доріжки між повзунком і другим контактом залежало опір резистора, відповідно до якого ECU визначав параметри роботи двигуна.

Кутові датчики, засновані на ефекті Холла або магнетоопором, дають комп'ютера інформацію про становище педалі газу і рульового колеса Кутові датчики, засновані на ефекті Холла або магнетоопором, дають комп'ютера інформацію про становище педалі газу і рульового колеса.

Очевидний недолік змінного резистора - контактний принцип роботи і, відповідно, тертя. Згодом провідна доріжка і повзунок стирається, і датчик приходив в непридатність. Повністю цифрові ECU, обробні безліч вхідних параметрів в реальному часі, без допомоги заздалегідь записаних в пам'ять таблиць, зажадали принципово інший точності і надійності вимірювань. Прийшов час магнітних датчиків.

Датчик Холла заснований на принципі, який в спрощеному вигляді можна описати так. Уявімо собі, що через металевий брус, поміщений в магнітне поле, тече електричний струм (це напруга живлення датчика). Магнітне поле відхиляє електрони від лінії руху вздовж електричного поля до однієї з граней бруса. В результаті на бічних гранях з'являється напруга, величина якого залежить від сили магнітного поля. Якщо закріпити на валу дросельної заслінки постійний магніт, значення напруги на чутливому елементі датчика Холла буде точно визначати її поточний стан.

Датчики кутової швидкості І ABS дають інформацію про реальну траєкторії руху автомобіля, а також про пробуксовці або блокування коліс Датчики кутової швидкості І ABS дають інформацію про реальну траєкторії руху автомобіля, а також про пробуксовці або блокування коліс.

У 1856 році Вільям Томпсон виявив, що електричний опір матеріалів може змінюватися в магнітному полі. Анізотропне магнетоопір передбачає, що опір змінюється в залежності від напрямку магнітного поля. На цьому принципі заснована робота найсучасніших кутових датчиків - AMR-сенсорів.

Опір в дослідах Томпсона змінювалося ледь помітно. В сучасних сенсорах застосовуються феромагнітні провідники. Їх магнітні властивості також змінюються в залежності від напрямку зовнішнього поля, що підсилює ефект. Допомагають і технологічні хитрощі: тонку плівку феромагнетика (10-50 нм) покривають мережею найтонших смужок провідників, щоб надати електричного поля всередині чутливого елемента потрібний напрямок. Чотири чутливих елемента в одному датчику об'єднуються в міст і працюють спільно, і все одно їх загальний опір між положеннями «нуль» і «газ в підлогу» змінюється всього на 3-4%.

Проте цього AMR-сенсорів вистачає, щоб перевершити датчики Холла і по чутливості, і за дозволом, і по точності. Ці безконтактні сенсори надзвичайно надійні і досить дешеві при масовому виробництві. Вони ідеально підходять на роль датчиків повороту керма і положення педалі газу.

Від першої особи: Дмитро Мамонтов, редактор

Від першої особи: Дмитро Мамонтов, редактор

У фільмі «Людина-павук» радіоактивний павук кусає головного героя, і той перетворюється на мутанта з надлюдськими можливостями. Судячи із зовнішнього вигляду, Nissan Juke - це Micra, яку вкусив Nissan Patrol. Вийшло симпатично: характерні очі-фари, позашляхові обводи, висока посадка ... і дуже маленький салон. У всякому разі, я зі своїми 183 см зросту відчував себе на водійському сидінні не дуже комфортно. До того ж, як з'ясувалося, кермо регулюється тільки по висоті, а не по вильоту. Але в цілому, особливих претензій нік дизайну, ні до ергономіки немає - лише дрібні причіпки. Вирішивши оцінити динаміку, я придавив акселератор і спочатку був розчарований - Juke зовсім не утискує водія в спинку сидіння - але кинув погляд на спідометр, де стрілка забралася вправо від сотні. Так що треба віддати належне звукоізоляції і підвісці. Дуже емоційна машина, з тих, на які вішають наклейки типу «Виросту - стану джипом!». Але я, як людина раціональна, вважав за краще б в місті більш практичний і хоча б трохи просторіший автомобіль.

Воля Бога

Щоб дізнатися, як веде себе автомобіль насправді, комп'ютер зчитує показання датчиків швидкості обертання коліс (вони ж датчики ABS) і датчика кутової швидкості. Датчики ABS є найпростіші датчики Холла. На кожну піввісь встановлюється зубчасте колесо. Коли зубець проходить повз датчика, останній реагує на невеликі зміни магнітного поля і посилає в комп'ютер імпульс. За частотою таких імпульсів система точно визначає швидкість обертання кожного колеса, миттєво фіксуючи пробуксовку і блокування.

Від першої особи: Сергій Апресов, головний редактор

Від першої особи: Сергій Апресов, головний редактор

З першого погляду на Juke стає ясно - цей автомобіль не такий, як усі. Для багатьох це гідність, для деяких - недолік. Але особисто я готовий пробачити будь-які недоліки за той драйв, настрій і задоволення від водіння, які дарує Juke. Схожий емоційний підйом я відчував, катаючись на спортивних купе. Мало того, в моєму рейтингу Juke побив спорткари, тому що від купе завжди чекаєш чогось більшого, а на стороні недорогого компактного кросовера грає ефект несподіванки. По-перше, Juke - це автомобіль, дизайном якого можна милуватися, перебуваючи всередині. Водій постійно бачить перед собою забавні фари з миготливими іноді поворотниками і грайливий вигин капота, а в дзеркалах нагадують про себе могутні задні крила. Задерикуватий ніс кросовера першим пірнає в повороти, візуально підсилюючи ефект і без того гострого керма. На Juke в міському потоці відчуваєш себе як риба у воді: динамічні налаштування шасі і легко читаються габарити прямо-таки змушують водія маневрувати активніше, ніж обиxно. Juke - це концентрована молодість. І я щиро заздрю ​​тим, кому цей автомобільчик підійде за розміром.

Датчик кутової швидкості є вібраційний гіроскоп. Його активний елемент нагадує два камертона із загальною рукояткою. Він зроблений з кристалічного кварцу, тому, коли на одну пару зубців подається напруга, елемент вібрує із заданою частотою. Коли «камертон» повертаються разом з автомобілем, на них починає діяти сила Коріоліса, згинатися зубці. Завдяки п'єзоелектричного ефекту на другій парі зубців виникає напруга, величина якого залежить від швидкості обертання автомобіля.

Стаття опублікована в журналі «Популярна механіка» ( №7, Грудень 2011 ).