Датчики давления в шинах принцип работы: где они стоят, принцип работы, как отключить

Для чего нужны датчики давления в шинах?

Прокол колеса в дороге дело хоть и не смертельное, но не очень приятное. Хорошо, если на вашем авто установлены шины с технологией RunFlat, профиль которых даже при полном падении давления не уменьшится более чем на 60%. То есть по любому есть возможность дотянуть до ближайшего сервиса шиномонтажа и решить проблему. Однако шинами RunFlat оснащается не каждый автомобиль, преимущественно это привилегия авто представительского класса. При наличии же обыкновенных шин пробиваемое колесо не всегда издает характерный хлопок. В этом случае водитель может не заметить прокола и продолжать движение, а это уже чревато потерей управления и возникновением ДТП, что может быть очень неприятно, если ваш автомобиль, например, Volkswagen Golf взят в аренду. Рассмотрим, как не допустить такой ситуации.

Принцип работы датчиков давления

На современном рынке автомобильных запчастей имеются датчики, которые при монтаже в структуру машины работают через систему ABS. Принцип их действия заключается в том, чтобы контролировать частоту вращения колес и их относительную разницу. Очевидно, что когда давление шины понижается, высота профиля тоже становится меньше. В связи с этим начинает прослеживаться разница частоты вращения колес одной оси по сравнению с другой. Обнаруживая данный факт, датчик пробитого колеса передает сигнал об этом на блок управления, оповещая таким образом водителя. Данная система датчиков на сегодняшний день находит свое массовое применение на многих автомобилях серийного выпуска.

Плюсы и минусы датчиков давления

Несомненным преимуществом системы контроля давления в шинах является своевременное оповещение водителя о возникшей проблеме с шиной. Конечно, во многих случаях это позволит не только окончательно не угробить пробитое колесо от длительной езды в случае, если водитель не заметил дефекта, но и предотвратить аварийную ситуацию. Минус таких датчиков – на шины RunFlat их устанавливать бессмысленно, потому что, как было сказано выше, такие колеса даже при повреждении не потеряют требуемой частоты вращения, а, значит, датчик не всегда сможет выявить прокол.

Напоследок все-таки хочется сказать о том, что самый надежный вариант обеспечения собственной безопасности заключается в том, чтобы периодически не лениться самостоятельно перед выездом проверять давление и общее состояние шин своего автомобиля.

Читать далее:

Защищаем автомобильную магнитолу от воров

Датчик давления в шинах — RacePortal.ru

Система контроля давления в шинах (система TPMS, Tires Pressure Monitoring System) предназначена для предупреждения об опасном изменении давления в шинах. Данная система предлагается в качестве опции при покупке автомобиля. Систему также можно приобрести и установить отдельно.

Различают два вида систем контроля давления в шинах: системы косвенного измерения давления; системы прямого измерения давления. Наиболее простой с точки зрения конструкции является система косвенного измерения давления, представляющая собой программное расширение блока управления системы ABS.Принцип работы данной системы основан на том, что спущенное колесо имеет меньший радиус и соответственно проходит за один оборот меньшее расстояние, чем исправное колесо.Датчики угловой скорости колес системы ABS определяют отрезок пути, проходимый каждой шиной за один оборот. Сигналы датчиков сравниваются в блоке ABS с контрольными параметрами. При расхождении значений, загорается индикатор (контрольная лампа) на панели приборов и подается звуковой сигнал.

В системе предусмотрена адаптация к изменению параметров давления воздуха в шинах в случае их замены или проведения сервисных работ на ходовой части – т.н. калибровка системы. При движении в новом качестве система оценивает и запоминает параметры шин. Процесс калибровки постепенно переходит в контроль новых параметров давления в шинах. Система прямого измерения давления предполагает измерение давления в каждом колесе с помощью соответствующего датчика. Система имеет следующее устройство: 1)датчики давления; 2)приемная антенна; 3)блок управления; 4)дисплей.

Датчик давления представляет собой сложное устройство, объединяющее датчик давления, датчик температуры, электронный компоненты измерения и управления, аккумулятор и передающую антенну. Датчик устанавливается на каждое колесо вместо штатного вентиля. Информация от датчика передается импульсами с периодичностью, как правило, одна минута. Аккумулятор поддерживает работоспособность датчика в течение 3-5 лет. На некоторых моделях предусмотрена замена аккумулятора по окончании срока действия.

Приемная антенна осуществляет прием сигналов от датчиков давления и передачу их в блок управления. В качестве приемной антенны может использоваться антенна центрального замка автомобиля. На элитных автомобилях для каждого датчика применяется индивидуальная антенна. Это позволяет контролировать давление в конкретном колесе. Антенна устанавливается в колесной арке кузова автомобиля. Блок управления принимает информацию от датчиков и сравнивает полученные данные с контрольными параметрами давления. В случае падения давления загорается индикатор (контрольная лампа) на панели приборов, подается звуковой сигнал, и выводится текстовая и графическая информация на дисплей.

При наличии бортового компьютера для отображения информации о давлении в шинах используется дисплей компьютера. Система контроля давления в шинах прямого измерения позволяет оценивать: 1)незначительное изменение давления; 2)сильное изменение давления; 3)внезапное изменение давления. В системе предусматривается адаптация к изменению параметров давления в шинах в случае их замены. В отдельных системах контрольные параметры задаются заводом-изготовителем.

принцип работы, установка и проверка на работоспособность

Непрерывный контроль за давлением в шинах отлично проявил себя в армейских, а потом и в спортивных вездеходах. Таким способом улучшали проходимость, оперативно спуская и подкачивая колёса, а также защищали машины от проколов и прострелов шин.

Содержание статьи:

Но стабильное давление важно и для гражданских автомобилей, обеспечивая безопасность и экономию. В результате были разработаны различные варианты TMPS, что после перевода английской аббревиатуры и означает систему слежения за давлением в шинах.

Зачем нужна система контроля давления в шинах TPMS

При езде возможно всякое. Медленные проколы, когда колесо теряет давление постепенно, быстрая, но бесшумная разгерметизация заднего колеса, которую начинающий водитель может и не заметить, да и просто отклонение от нормы.

В последнем случае ничего страшного не происходит, но расход топлива растёт, а ресурс шины уменьшается.

Заставить всех водителей следить за главным параметром шин нереально. Гораздо надёжней снабдить их индикатором с выводом показаний на приборную панель и сигнализацией об отклонениях от номинала.

Но технически задача трудновыполнима, пришлось долго ждать, пока техника смогла позволить разработать и освоить в крупной серии относительно недорогие приборы широкого применения.

Принцип работы

Существует несколько различающихся по принципам замера систем контроля.

1. Косвенное определение потери давления по изменению количества оборотов в единицу времени одним из колёс. Измеряется через сигнал антиблокировочной системы (АБС) тормозов. Если три колеса вращаются одинаково, а четвёртое быстрее, значит у него уменьшился радиус качения за счёт изменения формы при проколе. По отклонению от нормы можно даже с определённой погрешностью посчитать абсолютную величину давления, хотя ненадёжно и условно.
2. Тоже косвенно, но уже используя показатель, прямо зависящий от давления. Контроллер АБС выделяет частоту собственных колебаний системы покрышки и находящегося в ней воздуха. Данная величина зависит от давления, которое и удаётся рассчитать при помощи микроконтроллера. Сложно, но работает.
3. Прямое измерение давления датчиком, расположенным на ободе колеса. Его можно крепить изнутри в зоне вентиля или даже оформить в виде крышки, придавливающей золотник. Прибор удерживает воздух и испытывает при этом нагрузку, которая преобразовывается в электрический сигнал.

Последний вариант наиболее распространён, датчики устанавливаются на колёса дорогих автомобилей, а также тюнинга в бюджетный сегмент.

Каждый передаёт телеметрическую информацию посредством радиосигнала в общий блок. Там она дешифруется, выделяется номер прибора и величина давления. Компьютер знает, где какой источник расположен, поскольку при их инициализации была проведена прописка в общей структуре контроллеров автомобиля.

Остаётся вывести информацию, световые и звуковые предупреждения на приборную панель водителя или отдельный монитор, занимающийся именно контролем за давлением.

Признаки неисправностей TPMS

Составной частью колёсного датчика является элемент питания. Обычно это надёжные и малогабаритные источники, рассчитанные на 5 лет и более. Но если после данного срока прибор начал сбоить и отказывать – может пора сменить батарейку.

Условия работы датчика в колесе таковы, что ему трудно дожить до разряда источника питания. Перегрузки ударные и от быстрого вращения, вибрации, перепады температуры, вода и грязь – всё это быстро не убьёт только самый надёжный прибор от серьёзного изготовителя. Рыночные аналоги больше года не живут.

Сигнал о неисправности может быть разным. Иногда используется внутренняя диагностика с зажиганием контрольной лампы. В прочих случаях легко обратить внимание на несоответствие между показаниями монитора и реальным давлением в шине. Подробности может сообщить сканер, подключённый через диагностический разъём.

Как самому установить датчики давления в шины

В продаже имеются комплекты различной сложности для самостоятельной установки. Обычно они состоят из датчиков, приёмника сигнала и монитора для визуально считывания. Предпочесть стоит тот, где датчики монтируются внутри шины в основании колёсного вентиля. Сами вентили прилагаются. Такие датчики гораздо труднее похитить на стоянке.

После монтажа системы согласно инструкции датчики прописываются, чтобы знать, какой сигнал какому колесу соответствует. В дальнейшем надо соблюдать осторожность при шиномонтаже, инструментами стенда датчики легко повреждаются.

Настройка

Настройка системы после монтажа датчиков сводится к их прописке. Для этого в дилерских или универсальных сканерах OBD имеется соответствующая возможность.

В разделе программы, посвящённом системе контроля давления, необходимо в определённом порядке ввести ID всех четырёх датчиков, которые имеются непосредственно на них.

Полностью система принимает датчики после контрольной поездки, это должно занять некоторое время. После чего останется лишь по показаниям сканера сверить информацию от датчиков с реальным давлением в колёсах, убедившись в нормальной работе.

Как проверить датчики на работоспособность

Если отказала не вся система, а лишь отсутствуют показания от единичных колёс, то скорее всего в этом вина датчиков.

Визуальный осмотр

Не должно быть внешних следов ударов и прочих механических повреждений, от которых страдают приборы, размещённые как на колпачке вентиля, так и под ним. Сам вентиль также является частью датчика, работая излучающей антенной, поэтому должен иметь вполне определённую форму и пространственную ориентацию относительно диска.

Проверка питания

Возможность замера напряжения встроенной батареи, как и вероятность её замены зависят от конструкции датчика. Неразборные меняются полностью. В разборных элемент питания должен держать под нагрузкой не меньше 3 Вольт. При меньших показаниях подключённого мультиметра в режиме вольтметра батарейка заменяется.

С помощью программного обеспечения

Показания датчиков считываются OBD-сканерами через разъём диагностики. Следует ли войти в раздел меню, посвящённый TPMS. Там предоставляется вся информация, поступающая в блок управления, это давление, температура и ID датчиков. После этого легко вычислить неисправный, произвести замену и прописку.

Выбираем датчики давления в шинах

Видео о том, как выбрать датчики давления в шинах автомобиля. Виды устройств, критерии выбора. В конце статьи — видео о датчиках давления шин из Китая.Видео о том, как выбрать датчики давления в шинах автомобиля. Виды устройств, критерии выбора. В конце статьи — видео о датчиках давления шин из Китая.

Содержание статьи:

1. Разновидности датчиков
   
2. Система ABS без датчиков давления
3. Штатные датчики (TPMS) давления в шинах для Hyundai Creta
4. Штатные датчики (TPMS) давления в шинах для Kia
5. Видео о датчиках давления шин из Китая

Большинство водителей привыкло проверять давление в шинах «на глазок» — спустило или нет. Некоторые водители проверяют давление с помощью старого доброго манометра (даже на современном авто со штатным датчиком давления в ABS, передающим информацию в бортовой компьютер с последующим выводом информации на дисплей, на приборной панели в салоне автомобиля). При этом они умудряются использовать два манометра – китайский и отечественный (из СССР, для проверки китайского, чтобы не «наврал»).

А есть и такие водители, которые проверяют давление в шинах, как в кино – стучат по покрышке ногой.

Но есть и «продвинутые» водители, которые пользуются современными технологиями контроля давления в шинах автомобиля. И именно такие способы контроля давления – прежде всего, механические и электронные датчики, мы рассмотрим в этой статье.

Разновидности датчиков

Датчики давления в шинах бывают:

• Механическими.
• Электронными.

Механические датчики давления в шинах

По принципу работы механические датчики давления в шинах правильнее будет назвать индикаторами, так как в большинстве случаев настоящие датчики не выдают визуальной «цветной» информации, а передают ее в электронную систему управления, где она обрабатывается и преобразуется в удобный визуальный вид (на дисплее). Поэтому по своему принципу работы механические датчики больше похожи на старые и всем известные манометры.

По внешнему виду современные механические датчики (индикаторы) похожи на колпачки камерного вентиля. Но, конечно же, это уже не «древние» железные колпачки с вилкой, а современные и даже стильные цилиндры из прозрачного пластика. Их конструкция достаточно проста: в основном прозрачном пластиковом корпусе-цилиндре расположены три цилиндра с разными диаметрами, по принципу «матрешки».

Самый большой цилиндр – зеленого цвета. В нем находится цилиндр с меньшим диаметром – красного цвета, в котором находится третий, самый маленький цилиндр – желтого цвета. Все цилиндры перемещаются под воздействием установленного (отдельно для каждого цилиндра) давления по принципу телескопической антенны.

Колпачки-датчики (индикаторы) накручиваются на вентиль камеры вместо обычных штатных колпачков. Каждый цветной элемент настроен (откалиброван) на определенное давление. Зеленый цвет в колпачке-индикаторе означает нормальное давление. Если давление отличается от нормы незначительно, появляется желтый цвет. Если же давление отличается от нормы критически, то появляется красный.

Одна особенность: известно, что задние и передние колеса имеют разное номинальное давление в шинах, причем, оно может быть разным и в зависимости от марки автомобиля. Именно поэтому в продаже предлагаются механические датчики-индикаторы для разного номинального давления, в диапазоне 1.8 – 3.6 атмосфер.

В итоге, к преимуществам механических датчиков-индикаторов давления можно отнести, всего лишь, простоту установки и невысокую стоимость. А вот недостатков намного больше:

1. Большая погрешность (неточность) измерения.
2. Отсутствие информации о давлении на приборной панели в салоне. То есть, при движении, когда водитель находится в салоне, контролировать давление в шинах невозможно.
3. Простота установки имеет свой минус – колпачки-индикаторы можно легко и быстро украсть.
4. Колпачки-индикаторы быстро загрязняются снаружи, и перед каждой проверкой давления в шинах их необходимо очищать, чтобы рассмотреть цвет. Кроме этого, со временем датчик-индикатор просто заклинивает из-за попадания в него микроскопической пыли через маленькое отверстие на верху колпачка.
5. Относительно небольшой срок службы. При интенсивной и «нещадной» эксплуатации автомобиля почти каждый день срок службы колпачков-индикаторов составит около 1 года. К концу года использования они загрязняться микропылью и по очереди начнут «клинить», постоянно показывая одно и то же значение, на котором «залипли» их внутренние цветные цилиндры. Однако, они могут заклинить и раньше, если колеса с колпачком-индикатором попадут в глубокую грязную лужу, в которой колпачок-индикатор на колесе «утонет».

Далее мы рассмотрим более «продвинутые» устройства – электронные датчики, которые выдают информацию не примитивно – «зеленый-красный», а через электронный блок управления на дисплей в салоне автомобиля.

Электронные датчики давления в шинах

Разнообразие видов электронных датчиков давления в шинах намного больше, чем механических. При этом они различны не только по рабочему принципу, но и могут быть установлены в разных местах. Сегодня наиболее распространенными видами датчиков являются:

• Датчики для установки на диски.
• Датчики для установки на резину. Отличаются от датчиков для дисков только способом установки.
• Датчики-колпачки. Способ установки такой же, как у механических колпачков-индикаторов, но принцип работы – электронный, по радиосигналу.
• Система ABS без датчиков давления, с расчетом оборотов колеса.
• Датчики давления TPMS, интегрированные в систему ABS.

Датчики для колесных дисков

Представленный вид датчика давления в шинах устанавливается на внутренней поверхности диска, с выходом вентиля наружу. Соответственно, такой датчик представляет собой некий аналог обычного вентиля резиновой камеры, но с той разницей, что его основание (блок) интегрируется не в резиновую камеру, а крепится на внутренней железной поверхности самого диска.

Такой электронный датчик контроля способен постоянно контролировать давление в шинах, с последующим выводом информации на дисплей в салоне автомобиля.

Несложно догадаться, что электронные датчики на диске не могут быть связаны с блоком обработки информации с помощью проводов. Здесь вариант только один – радиосигнал с источником электропитания, который, разумеется, предусмотрен в датчике давления.

Срок службы указанного датчика — не больше 7 лет при средней интенсивности всесезонной эксплуатации. А при более интенсивном использовании в зимний период время службы может оказаться и меньше 5 лет.

Преимуществ у рассмотренного датчика больше, чем у механических колпачков-индикаторов. Но, и недостатков тоже хватает.

Преимущества:

• Информация о давлении в шинах передается в блок управления с последующим выводом на дисплей, на приборную панель в салоне автомобиля. Соответственно, водитель может контролировать давление в шинах постоянно при движении, не выходя из автомобиля.
• Наличие световой и звуковой сигнализации аварийного (критического) снижения давления.
• Безопасная установка (такой датчик можно украсть только вместе с колесом).

Недостатки:

• Сложная и дорогая установка — как правило, только в автосервисе.
• Невозможно заменить источник питания (батарейку).
• Масса датчиков такова, что оказывает значительное влияние на балансировку, из-за чего после установки таких датчиков требуется повторная балансировка колес.

Система ABS без датчиков давления

При движении система ABS (если она есть в автомобиле) может определить проблему с давлением в шинах по числу оборотов колеса, даже без датчика давления в шинах.

Принцип работы в такой системе ABS основан на том, что при падении давления в шине уменьшается диаметр колеса, в результате чего спущенное колесо на одной и той же скорости и расстоянии начинает делать больше оборотов. И эти данные фиксируются системой ABS, после чего передаются в бортовой компьютер, который обрабатывает полученную информацию и делает вывод о состоянии давления.

Если давление в шинах не соответствует норме, «бортовик» выводит предупреждающую информацию на дисплей приборной панели или на дисплей произвольно размещенного устройства, связанного с датчиком давления по радиосигналу.

Штатные датчики (TPMS) давления в шинах для Hyundai Creta

Штатные контрольные датчики TPMS, установленные производителем на автомобилях Хендай Крета, способны не только контролировать давление в шинах, но и предоставлять информацию о температуре в шинах. Информация от этих датчиков передается в электронный блок управления ECU.

В зависимости от комплектации автомобиля, полученные и обработанные данные от датчиков TPMS, могут быть выведены на дисплей (на панели приборов в салоне) или на обычный смартфон.

При самостоятельной установке датчика давления для Hyundai Creta в салоне автомобиля устанавливается (в любом удобном месте) дисплей, отображающий информацию о давлении во всех 4-х колесах.

Штатные датчики (TPMS) давления в шинах для Kia

На автомобилях марки Киа производителем обычно устанавливаются датчики давления «SCHRADER™», «LEAR™», «CONTINENTAL™». Эти контрольные устройства выводят информацию на переднюю панель в салоне, через бортовой компьютер. Устанавливаются на корпус колесных дисков, непосредственно на вентиль камеры. Как правило, из-за некоторой сложности их установка производится не самостоятельно, а в автосервисе.

Если вы решили приобрести датчики давления шин для Kia в магазине для последующей установки, то вам следует учесть следующие важные факторы:

1. Обязательно проверить артикул на предмет соответствия приобретенных датчиков вашей модели Киа.
2. Самостоятельно установить датчики шинного давления для Kia сможет только профессионал, так как после установки устройств их нужно будет прописать в бортовом компьютере. Поэтому, скорее всего, вам придется обратиться в специализированный автосервис.
3. Срок службы датчиков давления зависит от батареек питания, которые незаменимы. А срок службы этих батареек составляет примерно 5 лет. Поэтому после того, как батарейка разрядится, придется менять датчик.

К преимуществам датчиков давления для Киа можно отнести их универсальную установку. То есть, один и тот же датчик можно установить на любое колесо, с любой стороны, без перезаписи (регистрации) в бортовом компьютере.

Заключение

К сожалению, лишь небольшое число водителей понимают важность поддержания номинального давления в шинах. А последствия недостаточного давления (недокачки) могут быть не только затратными (преждевременный износ резины, повышенный расход топлива), но и более серьезными – ухудшение управляемости автомобилем и, как следствие, серьезное ДТП!

Видео о датчиках давления шин из Китая:

Обзор датчика давления в шинах, его неисправности, настройка и отключение

Автомобильные шины являются важным элементом автомобиля. Необходимо регулярно следить за давлением в шинах, чтобы обеспечить безопасность водителя и пассажиров. Для выполнения этой задачи предназначен датчик контроля давления в автомобильных шинах. Об устройстве датчика, принципе его работы и возможных неисправностях говорится в данной статье. Прилагаются фото и видео материалы.

Содержание

[ Раскрыть]

[ Скрыть]

Описание датчика давления в шинах

Датчик давления в шинах (ДДШ) – прибор, с помощью которого контролируется давление воздуха в шинах. Они реализуются ремкомплектом по 5 штук. ДДШ отличается типом крепления. Они могут быть внешние и внутренние.

Внешние дешевле, но ненадежные, так как надеваются на воздуховод резины. Второй тип монтируется вместо воздуховода внутрь диска. Через них осуществляется подкачка шин. Это надежные устройства, защищенные от внешних воздействий и аэробных нагрузок. Существуют как механические, так и электрические датчики обоих типов, которые отличаются конструкцией и принципом действия.

Виды комплектов для шин

Принцип работы и функции

Самые простые датчики контроля давления – механические. Они представляют собой внешние колпачки, которые устанавливают вместо штатных. В них находится клапан, замеряющий давление воздуха в колесах. В зависимости от этого значения индикатор находится либо в зеленой зоне – давление в 2 бар, либо в желтой – до 1,7 бар, либо в красной – до 1,3 бар.

Электронные датчики боле сложного исполнения. В них встроены электронные чипы, которые необходимо прописать. С помощью чипов информация о давлении передается на дисплей. Самые простые электрические датчики контроля давления оснащены индикатором, который горит зеленым, если показатель в норме, и горит красным, если есть отклонения от нормы.

Современные автомобили оснащены универсальными TMPS – системой контроля давления в колесах. По европейским нормативам на каждой машине должна быть установлена система TMPS, работа которой обеспечивается датчиками. Датчики контроля давления устанавливаются на каждом диске, поэтому ремкомплект состоит из 4-х приборов. Пример ремкомплекта на фото.

Ремкомплект для установки системы TMPS

Информация передается с помощью радиосигнала с периодичностью в 15 минут в спокойном состоянии и через 5 минут в движении. Обрабатывает сигналы система TMPS и выводит информацию на дисплей. На панели приборов в случае неполадок горит лампочка оповещения. Для питания ДДШ используются батарейки. Недостаток TMPS, что ее невозможно отключить. Поэтому, если сели батарейки горит контрольная лампочка. В этом случае батарейки нужно поменять.

В системе TPMS применяются внешние электронные датчики в виде колпачков, идущие в ремкомплекте. Они устанавливаются вместо штатных. Они не требуют балансировки, их легко устанавливать, что является их и плюсом, и минусом, так как вор легко их выкрутить. Герметичность обеспечивается только колпачком, что снижает их надежность.

Существуют ДДШ, вмонтированные в диски колес. Устройство устанавливается после разбортования шины на обод диска недалеко от ниппельного отверстия, что можно видеть на фото.

Прибор на диске

Шина устанавливается на место, балансируется с учетом ДДШ. Во время эксплуатации идет адаптация приборов. Минус таких устройств – сложность монтажа: их необходимо прописать, плюс – защищенность от воров, высокая герметичность системы.

Еще одним вариантом ДДШ являются микрочипы, которые монтируются внутрь шины при ее изготовлении. В памяти чипа заложена вся информация о шине (рекомендуемое давление, размерность, дата изготовления и др.). TPMS осуществляет контроль изменения давления воздуха в шинах. Если производилась подкачка или шиномонтаж, их нужно калибровать. Недостатком является неточность показаний при некоторых режимах движения и одноразовость использования, что ведет к удорожанию.

Неконтролируемое давление в шинах может привести к повышенному расходу топлива, преждевременному истиранию протектора и стать причиной ДТП.

Варианты накачки шин

Возможные неисправности и их признаки

Основная причина, по которой автоматические ДДШ выходят из строя, являются севшие батарейки. Для устранения этой проблемы нужно поменять батарейки. Возможна некорректная работа приборов после прокола шины и ее ремонта. Например, они могут выдавать на экран требования увеличить давление.

Для решения этой проблемы следует обнулить устройства контроля давления, то есть сбросить показания, и заново прописать после ремонта. Если это не помогло, то нужно обратиться в дилерский центр.

Второй часто встречающейся причиной являются механические повреждения, например, обламывается ниппель. Причиной поломки ниппеля чаще всего бывает плохое дорожное покрытие. Возможно повреждение ниппеля владельцем авто: если неаккуратно откручивать колпачок индикатора. Ремонт в этом случае невозможен, нужна замена исправными деталями. Обнаружить эти неисправности можно после визуального осмотра.

Показания на приборной доске

Если горит индикатор, а давление нормальное, то нужно сбросить показания, путем обнуления прибора или прописать заново. Для этого при заглушенном двигателе включить зажигание и, не заводя мотор, жать кнопку SET до появления звукового сигнала. Таким образом, можно сбросить показания, после чего устройство будет выдавать правильные показания. Чтобы прописать устройство, можно обратиться в сервисный центр.

Если обнаружены механические повреждения ДДШ, им ремонт не поможет, а нужна замена. Ремонт системы TPMS заключается в замене неисправных датчиков. Обнаружить неисправные ДДШ можно с помощью прибора TPS TEXA путем тестирования, на дисплее которого отражается вся информация о каждой шине. Выявленные TPS дефектные датчики нужно заменить исправными приборами.

Прибор TPS для TPMS

Как установить и настроить датчик?

Установка датчиков контроля зависит от типа их размещения. Проще всего устанавливать датчики в виде колпачков. Для этого нужно приобрести ремкомплект, снять штатные колпачки и установить с датчиками. Для установки ДДШ на диски, необходимо снять шины, и устанавливать приборы на обода дисков в районе ниппелей.

Можно запрограммировать работу датчиков с помощью прибора TPS TEXA. Для этого нужно ввести код ID программируемого ДДШ на экране TPS и проверить его правильность. Устройство TPS имеет эксклюзивную функцию, которая позволяет сканировать универсальные ДДШ и определить датчик для программирования. Проверка соответствующего колеса показывает, что программирование TPS прошло успешно.

С помощью прибора TPS можно проверить момент затяжки гайки при монтаже датчика на диске и процедуру введения системы TPMS. Затем с помощью TPS нужно выключить лампочку, информирующую об ошибке, если она горит (автор видео — канал «РусТехника»).

Как отключить устройство?

При сезонной смене шин возникает ситуация, что при установленной системе TPMS выдается ошибка. Возникает вопрос, как отключить контроль датчиков. Полностью отключить систему TPMS невозможно. Можно попытаться отключить лампочку оповещения.

Существует несколько способов, как отключить индикаторную лампочку на приборной панели:

1. Физическое удаление индикаторной лампочки с приборной панели.
2. Физически отключить систему TPMS.
3. Установление обманки для TPMS в виде трубы с размещенными в ней датчиками и накачанным до необходимого давления воздухом.
4. Наклеить на лампочку черную ленту.

Все предложенные способы не способны отключить систему TPMS, они просто делают ее бесполезной. Чтобы она снова стала нормально работать, нужно либо купить дополнительный ремкомплект, либо заново прописать и т.д. Можно установить дешевый вариант системы TPMS китайского производства, правда, она может не подойти к данной модели авто. Система TPMS позволяет постоянно осуществлять контроль давления воздуха в шинах автомобиля.

Правильное давление в шинах дает возможность качественнее управлять автомобилем, повышает безопасность, экономит расход бензина и снижает износ шин.

 Загрузка …

Видео «Обзор систем контроля давления в шинах»

На этом видео описывается принцип действия системы TPMS и дается их обзор (автор Avtozvuk.ua — База Автозвука).

Установка системы датчиков давления шин в Краснодаре

Система датчиков контроля давления в шинах в краснодаре

Компания ALTARO провела тестирование и реализовала новый проект – датчик системы удаленного контроля давления в шинах. Такая система позволяет на 20% увеличивать ресурсы покрышек и на 5% сократить расход топлива, а также предотвратить ДТП, возникающее в результате повреждения или взрыва колеса.

Принцип работы системы датчиков контроля давления в шинах

Комплект оборудования состоит из следующих элементов:

• терминал «Сигнал S-2651». Предназначен для передачи данных с внешних датчиков давления TPMS в систему спутникового мониторинга. Наши трекеры подключаются к системе Wialon;
• большой информативный дисплей TPMS 6-13 с протоколом передачи данных по интерфейсу RS-232. Устанавливается в кабине водителя и показывает давление и температуру шин в реальном времени. Позволяет контролировать до 42 колес одновременно. В комплекте 6 внешних датчиков контроля давления в шинах;
• тройник для внешнего датчика. Накручивается на вентиль колеса вместо штатного колпачка и дает возможность накачивать колесо, не снимая датчик.

Если число колес автомобиля больше шести, необходимо докупить датчики давления в шинах в соответствующем количестве.

При обнаружении критических отклонений в параметрах контролируемых шин сигнал передается на дисплей, который выдает визуальное и звуковое оповещение для привлечения внимания водителя, а также диспетчеру в систему спутникового мониторинга. Вся информация о нештатных ситуациях хранится на внешних серверах и доступна через личный кабинет пользователя. Кроме того, данные о десяти последних срабатываниях записываются в память монитора.

Установка и подключение датчика системы контроля давления в шинах:

• монтаж оборудования производится штатными установщиками ООО «АЛЬТАРО»;
• проводка укладывается в масло- и бензостойкую гофротрубу, при этом обеспечивается максимальная скрытность и защищенность;
• все элементы системы и точки подключения пломбируются, поэтому постороннее вмешательство в ее работу полностью исключено.

Для ответственных водителей система датчиков давления шин станет надежной защитой от угрозы аварийных ситуаций на дорогах, а недобросовестных заставляться внимательнее относиться к состоянию колес своего транспортного средства.

УСТАНОВИТЬ СИСТЕМУ КОНТРОЛЯ ДАВЛЕНИЯ В ШИНАХ

Принцип работы датчика давления в шинах

Контроль давления в автомобильных шинах реализуют с помощью нескольких вариантов систем с разным принципом действия. Производители монтируют штатное оборудование с непосредственным или косвенным контролем. Также известны внештатные версии с разными датчиками и степенью информативности. Разберемся в основных способах контроля давления и рассмотрим принципы работы систем.

Измерение давления в шинах

Штатные системы

Оборудование для контроля давления в шинах, которое предусмотрено базовой комплектацией, относится к штатному. Также оно может выпускаться в качестве платной опции. Но в любом случае такие системы подразделены на 2 вида.

Косвенный контроль без датчиков в шинах

Штатное оснащение обозначается аббревиатурой TPMS, которая расшифровывается, как Tires Pressure Monitoring System. В буквальном переводе это “Система контроля давления в шинах”.

Особенность модели с косвенным контролем состоит в том, что она не измеряет давление. Её работа основана на системе ABS, которая считывает обороты колес при движении.

Данные от ABS передаются к блоку управления, который сравнивает показатели с фактически пройденным расстоянием за определенные промежутки времени. Если давление в шине упало, уменьшается и ее реальный размер. В итоге такому колесу приходится делать больше оборотов для прохождения того же расстояния. Система TPMS фиксирует эту разницу и подает сигнал водителю.

Такое оборудование стоит недорого и, с механической точки зрения, надежно, потому что нет лишних датчиков, которые могли бы выйти из строя или дать сбой. Но информативность и точность не на высоте: система не отображает величину давления в шине и подает сигнал при его падении минимум на 30 — 40%.

Непосредственный контроль с датчиками в колесах

Этот вариант информативнее и состоит из:

• блока управления с источником питания, передающим модулем и считывающим устройством;
• сигнализации;
• 4-х датчиков, установленных по одному в каждом колесе вместо стандартных золотников.

Считывающее устройство на пьезоэлементах или тензоэлементах меняет электрическое сопротивление в зависимости от давления в шинах. В итоге блок управления обрабатывает и передает водителю сигнал об изменившемся давлении.

Штатная система контроля давления в шинах

Система надежна, но иногда возникают проблемы с принимающими устройствами. Их ставят как можно ближе к датчикам – в колесных арках, здесь электроника рискует выйти из строя из-за влаги или грязи.

Внештатные системы

Эти устройства продаются отдельно и адаптируются под любой автомобиль. Делятся на 3 категории.

• С простой сигнализацией – состоят из блока и 4-х датчиков. Включают 4 светодиода, которые загораются при падении давления, а на его увеличение не реагируют. Наружные версии устанавливаются на колеса вместо стандартных колпачков, внутренние – на внутреннюю поверхность диска.

• Внешние с точным измерением. Надежнее вышеописанных, комплектуются датчиками для установки на места штатных колпачков, ЖК-дисплеем и центральным блоком. На экране показываются цифровые значения давления в колесах, а также аварийные сигналы. При выборе проще всего ориентироваться на цену – чем дороже оборудование, тем точнее результаты измерений.

• Внутренние с точным измерением. Система такая же, как и предыдущая, но с отличием – датчики ставятся внутрь колес. Эти модификации стоят дороже, но и обладают рядом преимуществ – точнее, надежно защищены от кражи, не подвергаются воздействию влаги.

Внештатная система контроля давления в шинах

Это основные системы контроля давления в шинах, которые устанавливаются на большинство современных автомобилей. Выбор устройств зависит от ожиданий к точности и надежности, а также от ваших финансовых возможностей.

Принцип действия датчиков давления в шинах

Введение

С развитием автомобильных технологий все большее число автомобилей оснащается системами контроля давления в автомобильных шинах, которые позволяют нам быстро и в режиме реального времени получать информацию о давлении в автомобильных шинах, и нам больше не нужно беспокоиться о недостаточное и избыточное давление в шинах перед поездкой, а система контроля давления в шинах автомобиля принесла большое удобство нашему автомобилю.В настоящее время большинство автомобильных шин оснащены датчиками давления для обнаружения изменений давления в целях обеспечения безопасности вождения автомобиля. Согласно соответствующей статистике, давление в шинах достигает разумного значения, что позволяет не только повысить безопасность вождения, но и снизить расход топлива. Итак, как работает датчик давления в автомобильных шинах? Эта статья представит подробно.

Видео: Датчики давления в шинах

 

Каталог

 

Ⅰ Принципы работы датчиков давления в шинах автомобилей

1.Датчики деформации в автомобилях

Принцип действия тензометрического датчика в первую очередь основан на эффекте резистивной деформации, когда проводник подвергается механической деформации из-за внешнего воздействия, происходит соответствующее изменение значения сопротивления. Рассчитайте требуемое давление, сначала рассчитав величину деформации, используя соотношение между изменением значения сопротивления и изменением выходного электрического сигнала. Датчик давления тензодатчика в основном используется для измерения динамического или статического давления проточной среды, такой как входное и выходное давление газа или жидкости оборудования силового трубопровода, давление двигателя, давление трубопровода двигателя внутреннего сгорания и так далее.

Наиболее широко используемым тензодатчиком является пастовой тензорезистор (тензодатчик). Его основными недостатками являются малый выходной сигнал, узкий линейный диапазон и плохая динамическая характеристика (см. тензорезистор, полупроводниковый тензорезистор). Тем не менее, из-за небольшого размера тензорезистора можно выбрать многие характеристики коммерческого тензорезистора, а форма упругого датчика может быть гибко спроектирована для адаптации к различным приложениям, датчик давления тензометрического типа, изготовленный с помощью тензорезистора. все еще широко используется.В соответствии с различной структурой упругого датчика датчики давления тензометрического типа можно условно разделить на датчики с натяжной трубкой, мембранного типа, типа с натяжной балкой и комбинированного типа.

Рисунок: Датчики деформации в автомобилях

 

2. Пьезорезистивные датчики давления в автомобилях
Чувствительный элемент пьезорезистивного датчика давления представляет собой пьезорезистивный элемент, работающий на пьезорезистивном эффекте. Термин «пьезорезистивный элемент» фактически относится к сопротивлению диффузии, создаваемому технологией интегральных схем на полупроводниковой подложке.При воздействии внешней силы его сопротивление изменяется за счет изменения удельного сопротивления. При нормальной работе диффузионные резисторы должны крепиться к упругим элементам, обычно используются диафрагмы из монокристаллического кремния.

Основными преимуществами пьезорезистивного датчика давления являются его небольшие размеры, относительно простая конструкция, хороший динамический отклик, высокая чувствительность и способность измерять микродавления более десяти Па. Это относительно идеальный вариант, который в настоящее время разрабатывается и применяется быстрыми темпами.Датчик давления. Нелинейность и температура влияют на точность измерения этого датчика, влияя на величину пьезорезистивного коэффициента. В современных интеллектуальных пьезорезистивных датчиках давления используются микропроцессоры для компенсации нелинейности и температуры. Он объединяет датчик и компьютер на одном кремниевом чипе с использованием крупномасштабной технологии интегральных схем и имеет такие функции, как обнаружение, обработка и память сигналов. В результате стабильность датчика и точность измерений значительно улучшаются.

Рисунок: Пьезорезистивный датчик давления

 

3. Другие автомобильные датчики давления

Кроме того, доступны дифференциальные датчики давления трансформаторного типа (LVDT) и датчики давления на поверхностных упругих волнах (SAW). Датчики давления типа SAW имеют небольшие размеры, легкий вес, низкое энергопотребление, высокую надежность, высокую чувствительность, высокое разрешение, цифровой выход и т.д. Датчики давления типа LVDT имеют больший выходной сигнал, простой цифровой выход, но плохую защиту от помех.Он используется для определения давления автомобильного всасывающего клапана и может надежно работать при высоких температурах.

 

Ⅱ История разработки TPMS

Давление в шинах влияет как на отличные характеристики автомобиля, так и на срок службы шин. По данным SAE (Общества автомобильных инженеров), ежегодно в Соединенных Штатах происходит более 260 000 дорожно-транспортных происшествий, вызванных выходом из строя шин, при этом спущенные шины составляют 70% дорожно-транспортных происшествий.Кроме того, естественные утечки или недостаточное давление в шинах являются основной причиной выхода из строя шин. Ежегодно происходит примерно 75% отказов шин. Данные также показывают, что при высокоскоростном вождении проколы, вызванные выходом из строя шин, являются основной причиной дорожно-транспортных происшествий.

Спущенные шины, невидимый убийца, стали причиной многочисленных человеческих трагедий и неисчислимых экономических потерь для страны и бизнеса. В результате, чтобы уменьшить количество дорожно-транспортных происшествий, вызванных спущенными шинами, федеральное правительство США поручило автопроизводителям ускорить разработку TPMS (системы контроля давления в шинах).

Рисунок:Система контроля давления в шинах

 

Ⅲ Датчики давления в шинах в системе контроля давления в шинах

Существует два основных решения для систем контроля давления в шинах: прямая система и непрямая система.

Система прямого контроля давления в шинах измеряет давление в шинах напрямую с помощью датчика давления, установленного в каждой шине, а также отображает и контролирует давление в шинах. Система автоматически предупредит, если давление в шинах слишком низкое или если есть утечка.Для контроля давления в шинах система косвенного контроля давления в шинах сравнивает разницу скоростей между шинами, используя датчик скорости вращения колеса автомобильной системы абс. Основные недостатки этого типа системы заключаются в следующем: 1. Точное мгновенное значение давления воздуха в каждой шина не может быть отображена; 2. Невозможно подать сигнал тревоги, когда давление на одной и той же оси, одном боковом колесе или во всех шинах падает одновременно; и 3. Нельзя одновременно учитывать такие факторы, как скорость транспортного средства и точность обнаружения.

Рисунок: Датчики давления в шинах в системе TPMS

 

Ⅳ Информация о датчиках давления в шинах в системе прямого контроля давления в шинах

Существует два типа систем прямого контроля давления в шинах: активные и пассивные.

Активная система производит емкостные или пьезорезистивные датчики давления на кремнии с использованием технологии mems. На каждом ободе есть датчик давления, а сигнал передается по радиочастоте. Он установлен в беспроводной кабине.Сигнал, чувствительный к давлению, принимается принимающим устройством, которое после некоторой обработки сигнала отображает текущее давление в шинах.

Преимущество активной технологии в том, что она относительно зрелая, и разработанные модули могут быть применены к шинам различных марок, но и недостатки более заметны. Его индукционный модуль требует питания от батареи, что создает проблемы со сроком службы системы.

Датчик пассивной системы контроля давления в шинах основан на поверхностных акустических волнах.Для генерации поверхностной акустической волны в этом датчике используется радиочастотное электрическое поле. Поверхностная акустическая волна изменяется при прохождении через поверхность пьезоэлектрического материала подложки. Изменение поверхностной акустической волны может свидетельствовать о давлении в шинах. Хотя эта технология не требует питания от батареи, она требует интеграции транспондера в шину и может быть реализована только в том случае, если производители шин договорятся об общем стандарте. Система контроля давления в шинах должна обнаруживать аномальные условия давления в шинах, и она может делать это только с высоким разрешением и точностью.Срок службы батареи ограничен, и ее емкость также зависит от температуры. Для датчика лучше всего выполнять пассивное обнаружение, чтобы повысить надежность системы. Согласно исследованиям, информацию, собираемую датчиками давления в шинах, можно использовать для мониторинга отказов подвески автомобиля и корректировки навигационных систем. В результате будущий автомобильный датчик давления должен быть пассивным интеллектуальным датчиком с множеством функций.

 

Ⅴ Резюме

В последние годы автомобильные датчики стали самой быстрорастущей и наиболее широко используемой категорией датчиков.Рост автомобильной промышленности способствует быстрому развитию автомобильных датчиков давления. Производительность датчиков улучшается в результате достижений в области производства и технологических процессов, а контроль давления в шинах становится все более важным.

 

Ⅵ Часто задаваемые вопросы о датчиках давления в шинах

1. Когда следует заменять датчик давления в шинах?

Датчики

TPMS рассчитаны на долгий срок службы. Вероятный срок службы — 5-10 лет.Учитывая их стоимость, большинство водителей будут склонны заменять датчики TPMS «по мере необходимости». Другими словами, только после того, как их батареи разрядятся или другие компоненты TPMS вышли из строя.

 

2. Безопасно ли ездить с неисправным датчиком давления в шинах?

Нет, вождение с включенным индикатором TPMS небезопасно. Это означает, что одна из ваших шин недокачана или перекачана. Это может вызвать чрезмерный износ шины, потенциально привести к выходу ее из строя и привести к взрыву, опасному для вас и других водителей на дороге.

 

3.Сколько стоит замена датчика давления в шинах?

Средняя стоимость замены датчика TPMS составляет от 207 до 257 долларов. Затраты на рабочую силу оцениваются от 53 до 67 долларов, а цены на запчасти — от 154 до 190 долларов. Этот диапазон не включает налоги и сборы, а также не учитывает ваш конкретный автомобиль или уникальное местоположение. Также может потребоваться сопутствующий ремонт.

 

4.Как починить датчик давления в шинах?

Не заводя машину, поверните ключ в положение «Вкл.».Нажмите кнопку сброса TPMS и удерживайте ее, пока индикатор не мигнет три раза, затем отпустите ее. Заведите автомобиль и дайте ему поработать 20 минут, чтобы сбросить датчик. Обычно вы найдете кнопку сброса датчика давления в шинах под рулевым колесом.

 

5.Как узнать, неисправен ли мой датчик давления в шинах?

Небольшой индикатор загорается на панели дисплея приборной панели всякий раз, когда возникают проблемы с датчиками давления в шинах. Он выглядит как ярко-желтый восклицательный знак внутри символа U; вы могли бы легко обнаружить это.Как только он включится, водитель должен проверить шину на наличие воздуха или его отсутствие.

 

 

Альтернативные модели

Деталь	Сравнить	Производители	Категория	Описание
Произв.Номер детали: FM18W08-PG	Сравните: Текущая часть	Производители: Cypress Semiconductor	Категория:Чип памяти	Описание: Параллельное NVRAM FRAM 256 Кбит 3.3В 28Пин ПДИП
№ производителя: FM25V05-G	Сравните: FM18W08-PG VS FM25V05-G	Производители: Cypress Semiconductor	Категория:Чип памяти	Описание: FRAM 512Kbit Serial-SPI 3V/3.3V 8Pin SOIC Tube
№ производителя: FM25V05-GTR	Сравните: FM18W08-PG ПРОТИВ FM25V05-GTR	Производители: Cypress Semiconductor	Категория:Чип памяти	Описание: FRAM 512Kbit Serial-SPI 3V/3.3V 8Pin СОИК Т/Р
№ производителя: FM1808-70-PG	Сравните: FM18W08-PG ПРОТИВ FM1808-70-PG	Производители: Ramtron	Категория:Чип памяти	Описание: Схема памяти, 32KX8, CMOS, PDIP28, ЗЕЛЕНАЯ, MS-011, DIP-28

Как работает система контроля давления в шинах (TPMS)?

Работа системы контроля давления в шинах:

Система контроля давления в шинах или TPMS — это электронная система, которая контролирует давление воздуха в шинах автомобиля.TPMS постоянно проверяет давление в шинах и информирует водителя о недостаточном или избыточном давлении в шинах. Несколько лет назад эта система предлагалась только на роскошных автомобилях. Однако сейчас он стремительно набирает популярность среди других транспортных средств.

Функции системы контроля давления в шинах:

1. Для постоянной проверки давления в шинах.
2. Для информирования водителя о неправильном давлении в шинах.

Типы систем контроля давления в шинах:

TPMS в основном делятся на два разных типа, а именно.Косвенная TPMS и прямая TPMS.

Система косвенного контроля давления в шинах:

Схема непрямой TPMS (любезно предоставлена ​​Toyota Motor Corporation)

Эта система не измеряет напрямую давление воздуха в шинах. Вместо этого он полагается на измерение угловой скорости шин и, исходя из этого, судит о давлении в шинах. Это измерение основано на простом принципе: у недокачанной шины будет более высокая угловая скорость из-за ее небольшого размера, и наоборот. Поскольку эта система не выполняет прямого измерения давления, в ней не используется датчик давления воздуха.Некоторые системы этого типа могут также измерять разницу давлений в двух шинах, т. е. дифференциальное давление. Как правило, система косвенного контроля давления в шинах использует данные, генерируемые датчиками скорости ABS или ESP.

В настоящее время узкоспециализированное программное обеспечение обрабатывает данные, генерируемые датчиками скорости. Таким образом, они повышают точность системы.

Система прямого контроля давления в шинах:

Схема системы Direct TPMS (любезно предоставлена ​​Toyota Motor Corporation)

Эта система измеряет абсолютное давление в каждой шине автомобиля с помощью датчика давления воздуха, установленного внутри или снаружи шины.Затем эти датчики передают данные в центральную систему мониторинга, которая в конечном итоге передает их в ЭБУ автомобиля, где они обрабатываются, и при обнаружении какой-либо проблемы водителю выдается предупреждение. Некоторые из систем этого типа также способны измерять температуру воздуха в шинах.

Установка датчика давления в шинах (предоставлено CARiD.com)

Преимущества использования системы контроля давления в шинах:

1. Повышает безопасность: Недокачанные или перекачанные шины серьезно снижают точность рулевого управления, и, следовательно, такой автомобиль более подвержен авариям.Предупреждая водителя о неправильном давлении в шинах, TPMS повышает безопасность автомобиля.
2. Повышает эффективность использования топлива: правильное давление в шинах обеспечивает более низкое сопротивление качению шин и, следовательно, повышает эффективность использования топлива автомобилем.

Для получения дополнительной информации нажмите здесь.

Подробнее: Что такое асимметричная шина?>>

Принципы работы и применение датчиков давления

Датчик давления — это устройство, которое может воспринимать сигнал давления и преобразовывать сигнал давления в полезный выходной электрический сигнал в соответствии с определенными правилами.Датчик давления обычно состоит из чувствительного к давлению элемента и блока обработки сигналов. В соответствии с различными типами испытательного давления датчики давления можно разделить на датчики избыточного давления, датчики дифференциального давления и датчики абсолютного давления.

Датчик давления является наиболее часто используемым датчиком в промышленном строительстве. Он используется в различных средах промышленного автоматического управления, включая водное хозяйство и гидроэнергетику, железнодорожный транспорт, интеллектуальные здания, автоматическое управление производством, аэрокосмическую, военную промышленность, нефтехимическую промышленность, нефтяные скважины, энергетику, корабли, станки, трубопровод и многие другие отрасли промышленности.

Каталог

 

I Принцип действия различных датчиков давления

1. Пьезоэлектрические датчики давления

Основным принципом работы пьезоэлектрических датчиков давления является 0 пьезоэлектрический эффект. Пьезоэлектрические материалы, в основном используемые в пьезоэлектрических датчиках, включают кварц, тартрат калия-натрия и дигидрофосфат. Среди них кварц/кремнезем является природным кристаллом. В этом кристалле обнаружен пьезоэлектрический эффект.В определенном диапазоне температур всегда существует пьезоэлектрическое свойство. После того, как температура превысит этот диапазон, пьезоэлектрическое свойство полностью исчезнет. Высокая температура – ​​это так называемая точка Кюри. Поскольку изменение электрического поля не является очевидным при изменении напряжения, кварц постепенно заменяется другими пьезоэлектрическими кристаллами. Пьезоэлектрический эффект применяется к поликристаллам, таким как пьезоэлектрическая керамика. К ним относятся пьезоэлектрическая керамика на основе титаната бария, PZT, пьезоэлектрическая керамика на ниобате, пьезокерамика на ниобате свинца и т. д.Пьезоэлектрические датчики в основном используются для измерения ускорения, давления и силы. Пьезоэлектрический датчик ускорения является широко используемым акселерометром. Он имеет характеристики простой конструкции, небольшого размера, легкого веса и длительного срока службы. Пьезоэлектрические датчики ускорения широко используются для измерения вибрации и ударов в самолетах, автомобилях, кораблях, мостах и ​​зданиях, особенно в авиации и космонавтике.

пьезоэлектрический эффект

Пьезоэлектрический эффект : Когда определенные диэлектрики деформируются внешними силами в определенном направлении, внутри них возникает поляризация. Положительные и отрицательные заряды появятся на их двух противоположных поверхностях. Когда внешняя сила устранена, он вернется в незаряженное состояние. Это явление называется положительным пьезоэлектрическим эффектом. При изменении направления приложенной силы соответственно меняется и полярность заряда. И наоборот, когда электрическое поле приложено в направлении поляризации диэлектрика, эти диэлектрики также будут деформироваться. После снятия электрического поля деформация диэлектрика исчезнет.Это явление называется обратным пьезоэлектрическим эффектом. Тип датчика, разработанный на основе диэлектрического пьезоэлектрического эффекта, называется пьезоэлектрическим датчиком.

2. Тензодатчики давления

Принцип работы металлического тензорезистора заключается в том, что сопротивление тензорезистора, адсорбированного на основном материале, изменяется при механической деформации. Этот эффект широко известен как эффект деформации сопротивления. Тензорезистор представляет собой чувствительное устройство, которое преобразует изменение деформации испытуемого образца в электрический сигнал.Это один из основных компонентов пьезорезистивного датчика деформации.

Металлический тензорезистор

Наиболее часто используемыми тензодатчиками являются металлические тензорезисторы и полупроводниковые тензорезисторы . Существует два вида металлических тензорезисторов: тензодатчики накаливания и тензорезисторы с металлической фольгой. Обычно тензометрические датчики плотно приклеиваются к подложке, создающей механические напряжения, с помощью специального клея.При изменении напряжения подложки тензорезисторы также деформируются вместе. Затем сопротивление тензорезисторов изменяется так, что меняется напряжение, подаваемое на резистор. Изменение сопротивления таких тензорезисторов при нагрузке обычно невелико. Как правило, эти тензорезисторы образуют тензометрический мост. И они усиливаются последующими инструментальными усилителями, а затем передаются на схему обработки (обычно аналого-цифровое преобразование и ЦП), дисплей или исполнительный механизм.

Внутренняя структура металлического тензорезистора: тензорезистор состоит из основного материала, металлической тензометрической проволоки или тензометрической фольги, изолирующего защитного листа и подводящего провода.В соответствии с различными вариантами использования значение сопротивления тензорезистора может быть рассчитано разработчиком. Однако следует учитывать диапазон значений сопротивления: значение сопротивления слишком мало, требуемый управляющий ток слишком велик. В этом случае сопротивление тензорезистора слишком сильно меняется в разных средах; происходит дрейф нуля на выходе, а схема регулировки нуля слишком сложна. Если сопротивление слишком велико, импеданс слишком высок и способность противостоять внешним электромагнитным помехам плохая.Как правило, это от десятков Ом до десятков тысяч Ом.

3. Керамические датчики давления

Давление воздействует на переднюю поверхность керамической диафрагмы, вызывая небольшую деформацию диафрагмы. Толстопленочный резистор напечатан на обратной стороне керамической диафрагмы и подключен к мосту Уитстона. Благодаря пьезорезистивному эффекту варистора мост генерирует линейный сигнал напряжения, пропорциональный давлению и напряжению возбуждения.Стандартный сигнал откалиброван на 2,0/3,0/3,3 мВ/В в соответствии с совместимостью диапазона давления. Благодаря лазерной калибровке датчик имеет высокотемпературную и временную стабильность. Датчик поставляется с температурной компенсацией 0 ~ 70 ℃ и может напрямую контактировать с большинством сред.

Керамический датчик давления

Керамика — признанный материал с высокой эластичностью, коррозионной стойкостью, износостойкостью, ударопрочностью и вибростойкостью.Термическая стабильность керамики и ее толстопленочного резистора обеспечивают диапазон рабочих температур до -40 ~ 135 ℃ с высокой точностью и высокой стабильностью измерений. Степень электрической изоляции составляет 2 кВ, выходной сигнал сильный, долговременная стабильность хорошая. Керамические датчики с высокими характеристиками и низкой ценой станут направлением развития датчиков давления. В Европе и США наблюдается тенденция к замене других типов датчиков. В Китае все больше и больше пользователей используют керамические датчики вместо диффузионных кремниевых датчиков давления.

4. Сапфировые датчики давления

Первоначально работая с сопротивлением деформации , используя кремний-сапфир в качестве полупроводникового чувствительного элемента, сапфировый датчик давления имеет непревзойденные характеристики измерения. Цепь датчика может обеспечить питание цепи тензометрического моста. Он также может преобразовывать несбалансированный сигнал деформационного моста в унифицированный выходной электрический сигнал. В датчике абсолютного давления и преобразователе сапфировый лист соединен с припоем из керамического базового стекла, который действует как упругий элемент.Он преобразует измеренное давление в деформацию тензодатчика, чтобы достичь цели измерения давления. Поэтому полупроводниковые компоненты из кремний-сапфира не чувствительны к изменениям температуры. Они обладают очень хорошей работоспособностью даже в условиях высоких температур; сапфир обладает сильной радиационной стойкостью. Кроме того, кремний-сапфировые полупроводниковые чувствительные компоненты не имеют дрейфа PN.

конструкция сапфирового датчика давления

5.Датчики давления из диффузного кремния

Принцип работы датчика давления из диффузного кремния также основан на пьезорезистивном эффекте. Используя принцип пьезорезистивного эффекта, давление измеряемой среды непосредственно воздействует на диафрагму датчика (из нержавеющей стали или керамики). Таким образом, диафрагма производит микроперемещение, пропорциональное давлению среды. И значение сопротивления датчика тоже меняется. Датчики давления из диффузного кремния используют электронную схему для обнаружения этого изменения.Они преобразуют и выводят стандартный измерительный сигнал, соответствующий этому давлению.

II Применение датчиков давления

1. Датчики давления в системе взвешивания

В коммерческих системах взвешивания промышленных технологий контроля все чаще используется технология измерения давления. Во многих процессах управления давлением часто необходимо собирать сигналы давления и преобразовывать их в электрические сигналы, которыми можно управлять автоматически.

Устройства контроля давления, изготовленные с датчиками давления, обычно называются электронными системами взвешивания.Электронные системы взвешивания становятся все более и более важными инструментами онлайн-управления потоком материалов в различных промышленных процессах. Электронная система взвешивания может не только оптимизировать производство в процессе производства продукта и улучшить качество продукции, но также собирать и передавать данные о движении материалов в процессе производства в центр обработки данных для онлайн-управления запасами и финансовых расчетов.

При автоматическом управлении процессом взвешивания датчик давления необходим для правильного восприятия сигнала гравитации.Кроме того, его динамический отклик должен быть хорошим, а защита от помех должна быть лучше. Сигнал, обеспечиваемый датчиком давления, может быть непосредственно отображен, записан, распечатан и сохранен системой обнаружения или использован для управления регулировкой с обратной связью.

Интеграция датчика давления и схемы измерения значительно уменьшает объем всего устройства. Кроме того, разработка технологии экранирования также улучшит противопомеховую способность датчика давления взвешивания и степень автоматического управления.

2. Датчики давления в нефтехимической промышленности

Датчик давления является одним из наиболее часто используемых измерительных устройств в автоматическом контроле в нефтехимической промышленности. В крупномасштабных химических проектах включены почти все области применения датчиков давления: дифференциальное давление, абсолютное давление, манометрическое давление, высокое давление, микроперепад давления, высокая температура, низкая температура и фланцевые датчики давления с удаленной передачей из различных материалов и специальной обработки. .

Спрос на датчики давления в нефтехимической промышленности в основном сконцентрирован в трех аспектах: надежность, стабильность и высокая точность. Среди них надежность и множество дополнительных требований, таких как коэффициент дальности, тип шины и т. д., в зависимости от конструктивного исполнения передатчика, уровня технологии механической обработки, конструкционных материалов. Стабильность и высокая точность преобразователя давления в основном гарантируются стабильностью и точностью измерения датчика давления.

Точность измерения и скорость отклика датчика давления соответствуют точности измерения преобразователя давления. Характеристики температуры и статического давления, а также долговременная стабильность датчика давления соответствуют стабильности преобразователя давления. Спрос на датчики давления в нефтехимической промышленности отражается в четырех аспектах: точность измерения, быстрый отклик, температурные характеристики и характеристики статического давления, а также долговременная стабильность.

Микродатчик давления представляет собой датчик давления нового типа, изготовленный с использованием полупроводниковых материалов и технологии МЭМС. Он имеет преимущества высокой точности, высокой чувствительности, хороших динамических характеристик, небольшого размера, коррозионной стойкости и низкой стоимости. Материал чистого монокристаллического кремния имеет небольшую усталость. Датчик микродавления, изготовленный из этого материала, обладает хорошей долговременной стабильностью. В то же время датчик микродавления легко интегрируется с датчиком микротемпературы.Таким образом, это может улучшить точность температурной компенсации, температурные характеристики и точность измерения датчика.

Если два микродатчика давления интегрированы, можно реализовать компенсацию статического давления, тем самым улучшая характеристики статического давления датчика давления. Сегодня микродатчики давления имеют много преимуществ, которых нет у традиционных датчиков давления. Микродатчики давления вполне могут удовлетворить потребности в датчиках давления в нефтехимической промышленности.

3. Датчики давления в водоподготовке

В последние годы индустрия водоочистки для защиты окружающей среды быстро развивалась и имеет большое будущее. В водоснабжении и очистке сточных вод датчики давления обеспечивают важный контроль и мониторинг для защиты системы и обеспечения качества.

Датчик давления преобразует давление (обычно относится к давлению жидкости или газа) в выходной электрический сигнал. Электрический сигнал давления также можно использовать для измерения уровня статической жидкости, поэтому его можно использовать для измерения уровня жидкости.Чувствительные компоненты датчика давления в основном состоят из чувствительного элемента из силиконовой чашки, силиконового масла, изолирующей диафрагмы и воздуховода. Давление измеряемой среды передается на сторону силиконового чашечного элемента через изолирующую диафрагму и силиконовое масло. Эталонное атмосферное давление действует на другую сторону силиконового чашечного элемента через воздуховод. Силиконовая чашка представляет собой монокристаллическую кремниевую пластину чашеобразной формы с тонким дном. Под давлением нижняя диафрагма чашки производит упругую деформацию с минимальным смещением.Монокристаллический кремний является идеальным эластомером. Его деформация строго пропорциональна давлению, а его характеристики восстановления превосходны.

4. Датчики давления в смартфоне

Датчики давления используются для измерения атмосферного давления на смартфонах, но какую роль играет измерение атмосферного давления для обычных пользователей мобильных телефонов?

(1)  Измерение высоты

Те, кто любит альпинизм, очень беспокоятся о своем росте.Существует два широко используемых метода измерения высоты: один — это глобальная система позиционирования GPS, а другой — измерение атмосферного давления с последующим вычислением высоты на основе значения давления. Из-за технических и других ограничений общая погрешность GPS-вычисления высоты составляет около десяти метров, а если он находится в лесу или под обрывом, иногда сигналы спутников GPS не принимаются. Метод давления воздуха можно выбирать в более широком диапазоне, а стоимость можно контролировать на относительно низком уровне.Кроме того, датчик давления мобильного телефона, такого как Galaxy Nexus, также включает в себя датчик температуры, который может регистрировать температуру для корректировки результата и повышения точности результата измерения. Поэтому добавление функции датчика давления на основе оригинального GPS смартфона может сделать трехмерное позиционирование более точным.

(2)  Вспомогательная навигация

Сейчас многие автомобилисты используют мобильные телефоны для навигации, но навигация по виадукам часто дает ошибки.Например, на виадуке GPS не может определить, находитесь ли вы на мосту или под мостом из-за неправильной навигации. Однако, если к мобильному телефону добавить датчик давления, его точность может составлять 1 метр, чтобы он мог помочь GPS в измерении высоты.

(3)  Позиционирование в помещении

Сигналы GPS плохо принимаются в помещении. Когда пользователь входит в очень толстое здание, встроенный датчик может потерять спутниковый сигнал, поэтому географическое положение пользователя не может быть распознано, а высота по вертикали не может быть определена.Если мобильный телефон оснащен датчиком давления, а затем объединен с акселерометром, гироскопом и другими технологиями, можно добиться точного позиционирования в помещении.

5. Датчики давления в медицинской промышленности

С развитием рынка медицинского оборудования к использованию датчиков давления в медицинской промышленности предъявляются более высокие требования, такие как точность, надежность, стабильность, объем и т.д. , которые необходимо улучшить. Датчики давления находят хорошее применение при минимально инвазивной катетерной абляции и измерении с помощью датчиков температуры.

Минимально инвазивная хирургия может не только снизить травматичность операционного поля, но и значительно уменьшить боль пациента. Чтобы удовлетворить такие требования, в дополнение к хирургическому опыту врача, но и с различным медицинским оборудованием для мониторинга. Многие медицинские устройства, используемые для этой операции, теперь крошечные, например, различные катетеры и устройства для абляции. Катетеры включают термодилюционные катетеры, уретральные катетеры, пищеводные катетеры, центральные венозные катетеры, сосуды внутричерепного давления и т. д.

Возможность разместить датчик близко к пациенту имеет решающее значение для многих приложений, например, для диализа. важно точно измерить диализат и венозное давление. Датчик давления должен точно контролировать давление диализата и крови, чтобы поддерживать его в заданном диапазоне. Этот тип применения требует, чтобы датчик был компактным и мог выдерживать жидкие среды. Во многих случаях датчики, несовместимые с жидкими средами, требуют дополнительных установочных компонентов для их защиты.Толерантность к жидкой среде особенно важна при контроле дыхания пациента, поскольку здесь датчик должен выдерживать кашель пациента и выдыхаемый им влажный воздух.

6. Датчики давления MEMS

Датчик давления MEMS представляет собой тонкопленочный элемент , который деформируется под воздействием давления. Для измерения этой деформации можно использовать тензорезистор (пьезорезистивное измерение) или ее можно измерить по изменению расстояния между двумя поверхностями с помощью емкостного измерения.

Датчик давления МЭМС

Автомобильная промышленность остается крупнейшей областью применения датчиков давления МЭМС, на долю которых приходится 72% ее продаж, за ней следует медицинская электроника с 12% и промышленные отрасли с 10%. Бытовая электроника и военная авиация на оставшиеся 6% рынка.

В автомобильной сфере управление двигателем является его основным применением, включая датчики давления воздуха в коллекторе в бензиновых двигателях и датчики давления в общей топливной рампе в дизельных автомобилях.Чтобы улучшить ситуацию со сгоранием, некоторые организации также изучают датчики давления. Они могут работать в цилиндре, чтобы лучше измерять точное соотношение различных веществ, участвующих в химической реакции, и передавать данные обратно в систему управления двигателем.

Из-за суровых условий эксплуатации цена на автомобильные датчики намного выше, чем на бытовые датчики. Кроме того, автомобильным датчикам требуется длительное время для идентификации. Эти датчики должны надежно работать до 15 лет.Некоторые датчики, такие как тормоза или датчики давления в шинах, имеют решающее значение для безопасности автомобиля.

Новым применением датчиков давления MEMS в автомобилях является измерение давления в системе трансмиссии, которое обычно используется в автоматических устройствах, но также используется в новых системах трансмиссии с двойным сцеплением. Немецкий производитель Bosch недавно вышел на рынок и представил решение MEMS, в котором используется масло для защиты силиконовой пленки. Поэтому он может выдерживать давление до 70 бар. Устройства MEMS на основе пористого кремния также используются в современных боковых подушках безопасности.

Основные области применения МЭМС-датчиков давления в промышленности включают отопление, вентиляцию и кондиционирование воздуха (HVAC), измерение уровня воды, а также различные промышленные процессы и приложения управления. Например, в дополнение к точным измерениям высоты и барометрического давления в самолетах используются датчики для контроля двигателей, закрылков и других компонентов.

За последние несколько лет датчик давления добился быстрого прогресса, что положительно сказалось на конкурентной среде.Он вывел на рынок новых игроков и расширил круг существующих игроков на рынке.

Почему мигает индикатор давления в шинах Toyota?

 

Лампа давления в шинах Toyota

Индикатор давления в шинах является частью системы TPMS вашей Toyota. Свет может включиться, как только ваш автомобиль заведется, или он может перевернуться во время движения. Свет может гореть постоянно, а может мигать.

Причина, по которой загорается индикатор давления в шинах, может быть связана с одной из двух причин:

• У вас протечка в шине.Потеря давления воздуха в одной или нескольких шинах может свидетельствовать о протечке шин. Это может быть особенно вероятно, если вы только что заправили шины, но индикатор TPMS снова загорелся. Попробуйте посетить сервисный центр, чтобы проверить и залатать шины или заменить их, если это необходимо. В противном случае можно остаться с квартирой.
• Существенное изменение температуры. Когда температура на улице резко падает, давление воздуха в шинах легко может сделать то же самое.Если прошло некоторое время с тех пор, как вы заполняли свои шины, то одна или несколько ваших шин могут потерять достаточное давление во время изменения температуры, чтобы вызвать срабатывание индикатора TPMS.

Мигание индикатора низкого давления в шинах Toyota

Итак, вы хотите знать ответ на свой первоначальный вопрос: почему у меня мигает индикатор давления?

Мигающая лампочка давления в шинах в автомобилях Toyota может означать нечто совершенно иное, чем то, что лампочка загорается и продолжает гореть. Если вы заметили мигание индикатора, это может означать, что аккумулятор в вашей системе TPMS необходимо заменить.

В качестве альтернативы, мигание индикатора низкого давления в шинах может означать, что ваши датчики TPMS неисправны. Датчики давления в шинах расположены внутри шин вашей Toyota, обычно на внутренней стороне обода. Если вы осторожно снимите обод с шины, вы должны увидеть небольшой цилиндр — это ваш датчик давления в шине. Если он сломан, он может без необходимости запускать индикатор TPMS.

Как заставить индикатор давления в шинах Toyota перестать мигать

Самый простой способ заставить индикатор давления в шинах перестать мигать — записаться на прием в сервисный центр Toyota.Хотя вы можете попытаться выключить мигающий свет самостоятельно, вы можете пропустить что-то важное.

Если вы хотите сбросить индикатор TPMS самостоятельно, попробуйте один из следующих способов:

• Перенакачайте, затем сдуйте. Накачайте все шины на 3 фунта на квадратный дюйм выше рекомендованного значения, а затем спустите их. Сделайте то же самое с запасным колесом, так как оно может иметь датчик. Как только ваши шины полностью спустятся, снова накачайте их до рекомендуемого значения PSI.
• Отсоедините положительный кабель аккумулятора.Выключите автомобиль, затем отсоедините положительный кабель аккумуляторной батареи, прежде чем снова включить автомобиль и подать звуковой сигнал не менее трех секунд. Это действие разряжает любую энергию в вашем автомобиле. Сделав это, снова подключите аккумулятор и проверьте, не погас ли индикатор TPMS.
• Ехать со скоростью более 50 миль в час. Езда на этой скорости в течение не менее 10 минут может помочь сбросить настройки системы TPMS Toyota при следующем включении автомобиля.

Лампа давления в шинах Toyota Camry

Для Toyota Camry вы должны поддерживать давление в шинах где-то между 30 и 35 фунтов на квадратный дюйм, но обязательно проверьте свою конкретную Toyota Camry.

Если вы хотите сбросить настройки системы TPMS на Toyota Camry, найдите переключатель сброса давления в шинах (обычно он находится ниже и справа от рулевого колеса на приборной панели, на коленном валике или внутри перчаточного ящика). Нажмите переключатель и удерживайте, пока индикатор давления в шинах не мигнет три раза, затем ведите машину прямо со скоростью не менее 25 миль в час в течение 10–30 минут.

Индикатор давления в шинах Toyota RAV4

Для Toyota RAV4 давление в шинах должно быть где-то между 30 и 40 PSI.Лучшее давление в шинах для вашего конкретного RAV4 должно быть напечатано на косяке двери со стороны водителя.

Чтобы сбросить TPMS на вашем RAV4 при работающем двигателе, нажмите и удерживайте кнопку сброса, расположенную ниже и справа от рулевого колеса. Удерживайте ее не менее трех секунд, позволяя двигателю работать во время и после этого еще не менее пяти минут.

Лампа давления в шинах Toyota Corolla

Шины вашей Toyota Corolla должны поддерживать давление 32 фунта на квадратный дюйм как для передних, так и для задних шин.Имейте в виду, что чрезмерное давление в шинах может привести к повреждению внутренней части протектора, что приведет к более быстрому износу шин и сделает их более восприимчивыми к лопанию.

Если вы хотите сбросить настройки TPMS на Toyota Corolla, воспользуйтесь одним из вариантов, перечисленных выше для большинства автомобилей Toyota.

Нужно запланировать обслуживание?

В Lone Star Toyota мы можем осмотреть ваш автомобиль Toyota и быстро диагностировать проблему с помощью индикатора давления в шинах, что позволит вам и вашему автомобилю вернуться на дорогу быстро и эффективно.Если у вас возникнут какие-либо проблемы с вашей системой TPMS, обратитесь к нашим сотрудникам Lone Star Toyota, позвонив нам по телефону 469-645-0602, чтобы запланировать визит в сервисный центр.

 

Как работает датчик давления — Физика зондового ПО

Знакомство с датчиками давления

Датчики давления являются одними из наиболее широко используемых датчиков, и их можно найти в программном обеспечении для лабораторных измерений, но чаще всего в миллиардах устройств, включая смартфоны, носимые устройства, автомобили, дроны, метеорологические центры и медицинские инструменты.Датчики давления были одними из первых датчиков, которые были миниатюризированы и массово производились по низкой цене за счет изготовления микроэлектромеханических систем (МЭМС).

Датчик давления Bosch MEMS. Компонент датчика имеет размеры менее 1 мм x 1 мм. Источник: www.bosch-sensortec.com

В этой статье объясняется:

1. Механический и электрический принцип действия датчиков давления
2. Конструкция современных промышленных датчиков давления
3. Применение датчиков давления
4. Эксперименты и мероприятия по изучению возможностей датчиков давления

Вы можете исследовать эти концепции самостоятельно, используя:

Механические принципы работы

Все современные датчики давления используют один и тот же принцип работы и общую конструкцию.Датчик давления имеет тонкую гибкую мембрану, которая может деформироваться. Мембрана закрывает эталонную полость. Эталонная полость обычно герметизируется при низком давлении вакуума. Когда давление снаружи выше, чем внутри эталонной полости, мембрана растягивается или деформируется в эталонную полость. Мембрана крепится к жесткой раме, так что вся деформация происходит в мембране, а не в раме.

Схема датчика давления с закрытой полостью. Источник: www.comsol.se/paper/download/368301/ramesh_poster.pdf

Иногда полость не герметизируют и вместо этого подвергают воздействию известного эталонного давления. В этом случае перепад давления между внешним давлением и эталонным давлением вызывает деформацию мембраны. Конструкция с открытой полостью более распространена в промышленных приложениях, а герметичная полость используется почти во всех бытовых устройствах и приложениях.

Деформация мембраны вызывает два механических изменения, которые мы можем использовать для преобразования в электрические измерения.Во-первых, мембрана перемещается относительно дна полости, что мы можем измерить с помощью емкостной цепи. Во-вторых, материал мембраны испытывает напряжение и деформацию, которые мы можем измерить с помощью резистивной схемы.

Анализ методом конечных элементов показывает профиль напряжения в напорных мембранах квадратной и круглой геометрии. От кого:
Y. Guo, et al. Датчики 2016, 16(1), 55; doi:10.3390/s16010055

Математические уравнения для расчета смещения, напряжения или деформации в мембране довольно сложны.При некоторых предположениях о геометрии и условиях эксплуатации можно упростить расчеты. Чтобы узнать больше, ознакомьтесь с этими ресурсами:

Электрический принцип работы

Для измерения смещения мембраны мы можем поместить датчик в емкостную измерительную цепь. Электроды встроены в верхнюю мембрану и нижнюю поверхность эталонной полости. Эти электроды действуют как конденсатор с параллельными пластинами. Емкость между пластинами равна C = e _o e _r *A/d

Где e ₀ — электрическая проницаемость свободного пространства, e _r — относительная диэлектрическая проницаемость, A — площадь пластины, а d — расстояние между пластинами.По мере деформации мембраны расстояние d уменьшается, что увеличивает емкость. Можно использовать различные электрические схемы для преобразования изменения емкости в изменение напряжения, которое можно измерить и преобразовать в цифровой сигнал.

Второй метод электрических измерений заключается в измерении деформации мембраны. Любой проводящий материал, такой как металл, изменит сопротивление, когда к нему приложено напряжение или деформация. Эти устройства по праву называются тензорезисторами.Полупроводниковые материалы, такие как легированный кремний, испытывают большие изменения сопротивления из-за деформации из-за свойства материала, называемого пьезосопротивлением. Большое изменение сопротивления полезно для конструкции датчика, поэтому в большинстве современных датчиков давления используется пьезорезистивный тензорезистор для преобразования механических сил в электрические изменения.

Четыре пьезорезистора сконструированы вокруг мембраны и соединены в цепь, называемую мостом Уитстона. Мост Уитстона увеличивает измерительный сигнал и уменьшает погрешность датчика, вызванную такими факторами, как изменение температуры и другие механические воздействия.Сигнал моста Уитстона усиливается, а затем преобразуется в цифровой сигнал.

Пример промышленного датчика давления

BME280 — это встроенный датчик окружающей среды от Bosch, который содержит датчик давления, влажности и температуры. Датчики давления изготавливаются по технологии MEMS и используют пьезорезисторы для измерения напряжения, вызванного давлением, в квадратной мембране. На изображении, полученном с помощью электронного микроскопа ниже, вы можете увидеть большой квадратный кремниевый чип внизу — это датчик давления, а меньший прямоугольный чип — это датчик влажности.Масштабная линейка на изображении имеет длину 200 мкм, поэтому размер датчика давления составляет примерно 800 мкм x 800 мкм. При самом высоком разрешении BME280 может измерить изменение давления всего на 0,2 Па, что эквивалентно изменению высоты на 1,7 см! Это впечатляет для устройства размером меньше 1 мм в квадрате.

Изображение датчика окружающей среды Bosch BME280, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа. Датчик используется в PocketLab Voyager.

PocketLab Voyager использует BME280 для измерения барометрического давления и высоты над уровнем моря.В видео ниже используется BME280 в PocketLab Voyager для измерения высоты ракеты-носителя. Данные о высоте синхронизируются с видео с помощью приложения PocketLab для iOS.

Применение датчиков давления

Большинство смартфонов высокого класса, начиная с эпохи Samsung Galaxy S4, включали датчик давления MEMS в свой набор встроенных датчиков, наряду с акселерометром, гироскопом, магнитометром и датчиком освещенности. Это составляет сотни миллионов датчиков давления по всему миру.Основное приложение в смартфонах — это расширение данных GPS-навигации для дополнительных измерений высоты.

Современные автомобили содержат несколько датчиков давления для:

• Коллектор давления воздуха
• Барометрическое давление
• Системы контроля давления в шинах
• Давление в газовом баллоне
• Иногда для обнаружения боковых столкновений для срабатывания подушек безопасности и систем безопасности

МЭМС-датчики, включая датчики давления, используемые в современном автомобиле.Источник: https://www.memsjournal.com/2007/08/prospects-for-m.html

Датчики давления используются в сотнях других областей промышленности, медицины, бытовой техники и приборостроения.

Некоторые новые варианты использования датчика давления могут заключаться в измерении скорости транспортных средств, проезжающих по проезжей части. В приведенных ниже данных мы измеряем волну давления, создаваемую движением автомобиля по нашей сенсорной системе на различных скоростях. Вы можете видеть, как машина приближается, мы можем измерить волну давления, а затем, когда машина проезжает, мы можем измерить след позади машины.Величина изменения давления увеличивается со скоростью автомобиля.

На приведенном ниже графике показана волна давления, создаваемая открытием двери в офисе, измеренная с помощью датчика перепада давления. Чтобы узнать больше, перейдите на страницу лаборатории Sensirion здесь.

---

Научная деятельность с использованием датчиков давления

 

Система контроля давления в шинах

— что это? и как это работает? Блог —

Использование системы контроля давления в шинах началось в 2008 год.Каждая модель автомобиля, разработанная в этом году, оснащена собственной шиной. система контроля давления. Благодаря успеху в повышении безопасности дорог, закон рекомендовал систему для всех транспортных средств.

Примечание. Система не только обеспечивает безопасность. Экономия топлива – еще один приятный бонус.

Что такое TPMS?

TPMS, передняя сторона
Credit: commons.wikimedia.org TPMS, задняя сторона
Credit: commons.wikimedia.org

Система контроля давления в шинах — это электрический блок, предназначенный для контроля давления воздуха в шинах автомобиля.Это возможно с помощью датчиков. Они в режиме реального времени регистрируют давление воздуха в шинах.

Как работает система TPMS?

При использовании и снижении давления в шине загорается индикатор TPMS. Это означает, что шина обнаруживает низкое или высокое давление воздуха в шине. Индикатор расположен на многофункциональном дисплее автомобиля. Это не сложно пропустить.

Прямое и непрямое TPMS

Существует два типа TPMS. Разница между ними заключается как они измеряют давление воздуха в шине.Типы TPMS включают:

InDirect TPMS

Этот тип TPMS использует внешние свойства шины для измерения давления воздуха в ней. Это стандарт для европейских стран, и его можно найти в датчиках скорости и тормозной системе.

Существует два поколения непрямых TPMS:

• Непрямой TPMS первого поколения
• Непрямой TPMS второго поколения

Все классифицируются на основе того, как измеряется давление воздуха.

Непрямая TPMS первого поколения: TPMS первого поколения использует принцип работы, который измеряет давление воздуха внутри шины. Этот принцип позволяет системе обнаруживать недостаточно накачанные шины. обнаруживая небольшие изменения их диаметра. Но это только для одной шины вовремя.

Примечание: Разница в диаметре измеряется с помощью датчиков скорости Системы ABS или ESC.

Непрямая система TPMS второго поколения: это поколение TPMS также обнаруживает небольшие изменения диаметра недокачанная шина.Отличие от первого заключается в возможности обнаружения все шины автомобиля одновременно.

Примечание: Способность TPMS второго поколения обнаруживать низкое давление воздуха во всех шинах при один раз из-за используемого программного обеспечения. Программное обеспечение способно обрабатывать передовые методы обработки с помощью спектрального анализа для измерения каждая шина.

Прямая TPMS

Структура прямой TPMS
Кредит: www.researchgate.net

Этот тип TPMS использует датчик давления, установленный в шины для измерения давления воздуха в шинах.Из-за датчика давления местоположение, он дает точные показания воздуха по сравнению с непрямым TPMS.

Более новые версии системы TPMS также могут измерять температуру в шине. Это может дать очень точные показания давления воздуха в шинах. В виде температура влияет на давление воздуха в шинах.

Как температура влияет на давление воздуха в шинах

Температура воздуха внутри шин оказывает значительное влияние на давление воздуха в шинах транспортных средств. Особо тяжелые автомобили.

Давление воздуха в большегрузных транспортных средствах обычно немного ниже, выше или ровно на 2 бара. Это происходит в солнечный день. Идеальное время для повышения температуры воздуха в шинах. Упомянутые 2 бара давления на самом деле выше стандартов. Таким образом, по мере увеличения температуры воздуха в шине давление воздуха внутри будет следовать этому примеру.

Зимой давление в шине будет ниже стандартного. Это будет задерживаться около 1 бар давления воздуха.

Примечание. Как вы заметили, температура оказывает существенное влияние на температуру.Вот почему необходимо измерять как давление, так и температуру, чтобы получить точную и достоверную оценку давления воздуха в шинах.

Компоненты прямого датчика TPMS

 Прямой датчик TPMS состоит из компонентов, как внутренних, так и внешних. После сборки его следует поместить или закрепить на штоке клапана шины.

Компоненты включают в себя:

• Датчик давления
• Радиочастотный передатчик
• Низкочастотный приемник
• Низкочастотный приемник
• Регулятор напряжения
• Аналог на цифровой преобразователь
1
• Микроконтроллер
• Системный контроллер

Преимущества TPMS

Функция системы контроля давления в шинах не требует пояснений.Он уведомляет водителя транспортного средства об изменении давления воздуха в шинах.

Учитывая свою функцию, блок TPMS обеспечивает водителю множество преимуществ на дороге.

Преимущества:

• TPMS Предостережения водителя О возможных плоских шинах
• • Включает правильное содержание давления воздуха в шинах
  21
  • Уменьшает износ шин
  • обеспечивает снижение тормозных расстояний лучшая экономия топлива

  Как сбросить TPMS?

  Если ваш датчик давления в шинах не работает должным образом есть несколько способов исправить это.Вот шаги, которые помогут вам TPMS автомобиля в надлежащих рабочих условиях.

  1. Определите тип TPMS, который используется в вашем автомобиле.

  Это должно быть первым действием, которое необходимо предпринять при автомобили TPMS. Вы должны знать, какой тип TPMS используется в вашем автомобиле, т.к. может быть прямым или косвенным. У них обоих есть свой уникальный образ жизни. перезагрузить.

  1.1 Как для сброса системы Direct TPMS

  Если в вашем автомобиле используется система Direct TPMS, сброс датчиков давления потребует нажатия ручки на приборной панели.Эта ручка известна как «ручка сброса».

  1.2 Как для сброса непрямой системы TPMS

  Если в вашем автомобиле используется непрямая система TPMS, для сброса датчиков давления потребуется инструмент. Этот инструмент является либо сканирующим инструментом, либо магнитом.

  Примечание. Если вы не можете определить систему TPMS вашего автомобиля, рекомендуется обратитесь к автоэксперту.

  2. Накачайте шины

  После выполнения первого шага ваши шины должны быть надутый. Причина в том, чтобы обеспечить точную калибровку шины. давление воздуха.Ведь все датчики давления на «нуле».

  Если шины не накачаны должным образом, давление воздуха показания будут неточными.

  3. Следите за аккумулятором

  Если система TPMS вашего автомобиля использует аккумулятор для питания датчики давления, убедитесь, что он полностью заряжен.

  4. Повторно отрегулируйте транспондер

  Эта деталь находится в шине TPMS вашего автомобиля. Когда заменив шину или после сброса TPMS, лучше отрегулировать транспондеры, пока он не будет хорошо подогнан.

  5. Используйте магнит

  Это один из эффективных способов сброса TPMS.

  Что делать:

  • Нажмите обе кнопки с надписью блокировки и разблокировки одновременно на брелоке
  • Убедитесь, что ключ включен, а двигатель выключен. потом поместите магнит на все стержни клапанов
  • Делайте это до тех пор, пока не прозвучит звуковой сигнал для каждой шины в порядке левый передний, плотный передний, правый задний и левый задний

  6. Используйте сканирующее устройство

  Это еще один способ сброса настроек TPMS автомобиля.Не требует снятия каких-либо датчиков давления. Вместо этого он включает использование сканирующего инструмента OBD2 для повторного обучения и перепрограммирования датчиков TPMS.

  Часто задаваемые вопросы

    В: Могут ли датчики TPMS сообщать о состоянии батареи?

  A: зависит исключительно от модели TPMS в использовании. Существуют определенные модели, способные посылать сигналы для показать состояние батареи. Но он посылает сигнал только после батареи истощается до определенного уровня.

  В конце концов, отчет об аккумуляторе не так уж необходим, так как срок его службы известно, что прослужит дольше. Причина, по которой срок службы батареи падает слишком быстро, связана с к дорожным опасностям.

  В: можно ли отключить TPMS?

  А: Нет, невозможно повернуть от TPMS транспортного средства, как это предусмотрено законом, принятым Конгрессом под названием закон «проступи».

  В: подходят ли датчики TPMS на все колеса?

  A: Большинство шин подходят для TPMS датчик.Некоторые шины несовместимы с датчиком TPMS. Как они помещенные в отверстия штока клапана шины, вызовут обнаружение движения неисправность компонента.

  Иди и возьми один…

   Так вот у вас есть это … теперь вы знаете все основы о TPMS. его определение, Принцип работы и причины, по которым это необходимо.

  Если у вас его нет, установите на свой автомобиль систему контроля давления в шинах. Это было бы сделать вас и мир более безопасным местом.

  Научные статьи, журналы, авторы, подписчики, издатели

  		Как крупный международный издатель академических и исследовательских журналов, Science Alert публикует и разрабатывает игры в партнерстве с самыми престижные научные общества и издательства.Наша цель заключается в проведении высококачественных исследований в максимально широком аудитория.
  		Мы прилагаем все усилия, чтобы поддержать исследователей которые публикуются в наших журналах. Существует огромное количество информации здесь, чтобы помочь вам опубликоваться у нас, а также ценные услуги для авторов, которые уже публиковались у нас.
  		2022 цены уже доступны. Ты может получить личную / институциональную подписку на перечисленные журналы непосредственно из Science Alert. В качестве альтернативы вы возможно, вы захотите связаться с предпочитаемым агентством по подписке. Пожалуйста, направляйте заказы, платежи и запросы в службу поддержки клиентов в службу поддержки клиентов журнала Science Alert.
  		Science Alert гордится своим тесные и прозрачные отношения с обществом. В виде некоммерческий издатель, мы стремимся к самому широкому возможное распространение материалов, которые мы публикуем, и на предоставление услуг самого высокого качества нашим издательские партнеры.
  		Здесь вы найдете ответы на наиболее часто задаваемые вопросы (FAQ), которые мы получили по электронной почте или через контактную веб-форму.В соответствии с характером вопросов мы разделили часто задаваемые вопросы на разные категории.
  		Азиатский индекс научного цитирования (ASCI) обязуется предоставлять авторитетный, надежный и значимая информация путем охвата наиболее важных и влиятельные журналы для удовлетворения потребностей глобального научное сообщество. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт