 |
Методический материал к лабораторной работе
|
|
|
|
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5
«Исследование датчиков массового расхода воздуха»
Специальности: 190631 «Техническое обслуживание и ремонт
автомобильного транспорта»
190631.01 «Автомеханик»
190103 «Автомобиле- и тракторостроение»
МДК 01.04 «Электрические и электронные системы
автомобильного транспорта»
Санкт-Петербург
Цель и задачи лабораторной работы №5
1.1Цель работы:
- исследование характеристик автомобильных датчиков массового расхода воздуха (ДMPB);
- приобретение практических навыков проверки работоспособности датчиков;
Рекомендации студентам по выполнению лабораторной работы
4.1 Условия и организация работы
Выполнение работы предусматривает теоретическую и практическую части. Выполнение практической части предполагает наличие у студентов знаний о проведении работоспособности датчиков электронных систем зажигания».
а) В теоретической части лабораторной работы под руководством преподавателя студенты:
1) знакомятся с рабочим местом;
2) изучают меры безопасности;
3) изучают назначение и принцип действия оборудования, особенности его подключения;
4) знакомятся с нормативной и учебной литературой
студенты самостоятельно:
5)изучают устройство и принцип батарейной системы зажигания автомобиля;
6) в процессе изучения литературы заполняют бланк-отчёт необходимыми нормативными значениями.
б) В практической части лабораторной работы под контролем преподавателя студенты:
Содержание лабораторной работы
1 Внеаудиторная подготовка к работе в лаборатории;
2 Работа в лаборатории, связанная с исследованием характеристик датчиков на специализированной лабораторной установке;
|
|
|
3 Обработка и анализ полученной в лаборатории информации, оформление отчета по проделанной работе;
4 Защита лабораторной работы.
Работа в лаборатории
2.1 Подключить датчики и источники питания к передней панели стенда, как показано в соответствии с рисунком 1. Электрические переключатели на панели должны находиться в разомкнутом состоянии.
Рисунок 1
Подключить вольтметры к выходным разъемам датчиков ДMPB 1 и ДMPB 3 и частотомер к выходу формирователя импульсов F.
Подключить кабель питания воздухозаборного насоса к выходу лабораторного автотрансформатора (ЛАТРа). Установить на выходе трансформатора минимальное напряжение, для чего ручку регули-ровки ЛАТРа повернуть против часовой стрелки до упора.
2.2 Подключить блоки питания, измерительные приборы и ЛАТР
к розеткам промышленной однофазной сети.
Замкнуть ключи S 1, S 3 и +5 В.
Поворачивать ручку регулировки выходного напряжения ЛАТРа до тех пор, пока на выходе ДMPB 1 не установится напряжение
U вых1= 2В.
2.3 Изменяя напряжение U вых1 от 2 до 3 В и затем обратно от 3
до 2 В, измерить значения U вых3 и f вых2 при U вых1 = 2,2 В и U вых1 = 2,6 В. Эксперимент повторить 10 раз
2.4 Выключить питание стенда, измерительных приборов и про-анализировать полученные результаты измерений.
Обработка экспериментальных данных
3.1 По данным табл. 2.1 построить зависимости U вых1(G), U вых3(G), f вых2(G)в одной системе координат.Проанализировать результат и
сделать выводы.
3.2 По данным табл. 2.2 построить закон распределения плотности вероятности распределения погрешности датчиков ДMPB 2 и ДMPB 3 для двух значений измеряемой величины. Проанализировать полу-ченный результат и сделать выводы.
4 Обработка полученных в лаборатории сведений и составле-ние отчета.
|
|
|
5 Защита лабораторной работы.
Методический материал к лабораторной работе
Структурная схема экспериментальной установки представлена в соответствии с рисунком 2. Установка включает в себя цилиндрический металличе-ский канал, в котором размещены автомобильные датчики массового расхода воздуха:
ДMPB 1– ИВКШ 407282000 с аналоговым выходом;
ДMPB 2 – GM 2112-1130010 с частотным выходом;
ДMPB 3 – HML2-4.7 0280212037 с аналоговым выходом (B0SCH).
Рисунок 2
Для нагнетания воздушного потока в канале используется возду-хозаборный насос ВЗН. Регулирование воздушного потока произво-дится путем изменения питающего напряжения ВЗН с помощью
ЛАТРа. Выходной сигнал с ДMPB 2 через логический формирова-тель импульсов F поступает на цифровой частотомер Ч. Выходные напряжения ДMPB 1 и ДMPB 3 измеряются с помощью цифровых вольтметров.
С блока питания БП на исследуемые датчики подается напряжение +12 В, равное номинальному напряжению бортовой сети автомобиля.
Внешний вид передней сборочной панели лабораторного стенда для исследования датчиков ДMPB 1, ДMPB 2 и ДMPB 3 представлен в соответствии с рисунком 3.
.
Рисунок 3
Внешние выводы датчика ДМРВ1 (ИВКШ) означают:
1 − масса «┴»;
2 – выход ДМРВ1 «−»;
3 – выход ДМРВ1 «+»;
4 – вывод прожига платиновой нити;
5 – напряжение питания +12 В.
Выводы на датчике ДМРВ3 (BOSH) означают:
1 – свободный (не используется);
2 − напряжение питания +12 В;
3 – масса «┴»;
4 – напряжение питания +5 В;
5 – выходное напряжение.
Выводы на датчике ДМРВ2 (GM) означают: «−» − масса; «+» − напряжение питания +12 В;
R –вывод частотного сигнала датчика.
Датчик ИВКШ 407282000 (ДMPB 1) в данной лабораторной рабо-те является образцовым. Тарировка его градуировочной характери-стики была проведена на специальном лабораторном оборудовании.
Для определения количества воздуха, идущего на заполнение ци-линдров во время работы двигателя автомобиля, применяются чаще всего термоанемометрические датчики массового расхода воздуха.
Термоанемометрический метод измерения массы воздуха осно-ван на сносе тепла движущимся воздушным потоком с нагреваемого током терморезистора.
Сопротивление терморезистора изменяется вследствие охлажде-ния его воздушным потоком, что позволяет использовать терморезистор в качестве чувствительного элемента датчика. Обычно чувстви-тельный элемент включается в мостовую измерительную цепь и ра-ботает в режиме заданной температуры.
|
|
|
В данной лабораторной работе в качестве образцового использу-ется датчик массового расхода воздуха ИВКШ 407282000. Конструк-ция датчика показана в соответствии с рисунком 4. 
Рисунок 4
В корпусе 8 установлено кольцо 1, внутри которого расположены чувствительный элемент 2 в виде платиновой нити диаметром (0,07–0,1) мм и термокомпенсирующий резистор 3, включенные в мостовую схему электронного модуля 14 датчика. Термокомпенси-рующий резистор 3 служит для уменьшения температурной погреш-ности датчика и представляет собой терморезистор, аналогичный платиновой нити по чувствительности, но не омываемый потоком воздуха. Электронная схема модуля поддерживает температуру пла-тиновой нити около 150 °С. Воздух проходит через кольцо 1, охлаж-дая платиновую нить. Электронный модуль восстанавливает темпе-ратуру нити до прежнего уровня, увеличивая ток питания мостовой схемы. Изменение тока питания моста, пропорциональное расходу
воздуха, преобразуется в изменение выходного напряжения датчика. При нулевой скорости потока воздуха выходное напряжение датчика составляет (1,4±0,04) В.
Датчик имеет нелинейную зависимость выходного напряжения от массового расхода воздуха. Его чувствительность меняется от 30 мВ/(кг/ч) в начале диапазона измерения до 3 мВ/(кг/ч) в конце.
Для исключения загрязнения платиновой нити в электронном мо-дуле предусмотрена кратковременная подача на нее повышенного напряжения для ее разогрева до 1000 °С. При этом все загрязнения сгорают (режим прожига).
В электронном модуле имеется переменный резистор, с помощью которого можно произвести регулировку (винт 9) концентрации оки-си углерода в отработанных газах в режиме работы двигателя на хо-лостом ходу. Винт регулировки сопротивления потенциометра уста-навливается в среднее положение 0,45…0,55 кОм. Один полный обо-рот винта примерно равен 0,035 кОм. Увеличение сопротивления потенциометра достигается путем вращения винта по часовой стрел-ке, уменьшение – против часовой.
|
|
|
Исправность датчика можно проверить по схеме, представленной в соответствии с рисунком 5.
Рисунок 5
Подсоединяя провода, ориентироваться надо по выступам на ко-лодке разъема. При подключении источника питания вольтметр 5 должен показывать напряжение 1,4 ± 0,04 В, а при кратковременном включении выключателя 3 напряжение должно быть около 8 В. Платиновая нить 2 при этом должна разогреваться до красного цвета.
При диагностике датчика с помощью омметра необходимо измерить электрическое сопротивление между определенными выводами датчика. Сопротивление между выводами 2–3 (выход) должно быть в диапазоне 2,9…3,5 Ом, между выводами 1–4 (прожиг) –20…25 кОм, между 1–6 (регулятор СО) − 0…1,0 кОм.
Более качественную проверку датчика необходимо производить при работе двигателя внутреннего сгорания автомобиля диагностическим прибором, например, DST-2.
Исследуемый в лабораторной работе ДMPB BOSCH 028212037 аналогичен по принципу действия рассмотренному. Он также выдает аналоговый сигнал для электронных блоков автоматического управления двигателем «BOSCH» и «ЯНВАРЬ-5».
Датчик массового расхода воздуха GM 2112-1130010 выдает частотный выходной сигнал, который используется контроллерами «GM» и «ЯНВАРЬ-4» для определения длительности импульса открытия форсунок.
Для определения закономерности распределения случайной погрешности необходимо произвести не менее 20 равноточных измерений (т. е. выполненных по одной методике средствами одинаковой точности и при неизмененных внешних условиях).
где σ – среднеквадратическое отклонение M [ x ] – математическое ожидание измеряемой величины
Для этого вначале оценивают математическое ожидание измеряемой величины M [ x ] (как среднее арифметическое значение ряда равнозначных
|
|
|
