Sensores indutivos no carro. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Dentre a variedade de sensores sem contato, devido à sua despretensão às condições externas, facilidade de fabricação e durabilidade, os sensores de indução (ou gerador) são os mais atrativos.

A partir deles, foram criados diversos dispositivos - desde os mais simples, registrando movimentos lineares, até complexos, como sistemas de ignição controlados digitalmente, sistemas de injeção de combustível, sistemas de controle de freios antibloqueio, etc.

Detenhamo-nos no processo que ocorre no sensor do gerador. No caso mais simples, o sensor consiste em uma bobina com um enrolamento, um núcleo de ferro macio e um ímã. Esses três componentes compõem o estator do sensor. O rotor interage com o estator na forma de disco dentado ou cremalheira com o número de dentes determinado pelas condições de uso do sensor (Fig. 1).

Figura.1

Quando o rotor gira, uma tensão alternada aparece no enrolamento do estator. Quando um dos dentes do rotor se aproxima do enrolamento, a tensão nele aumenta rapidamente e, ao coincidir com a linha média do enrolamento, atinge um máximo, então, quando o dente é removido, muda rapidamente de sinal e aumenta no direção oposta ao máximo. O gráfico abaixo (Fig. 2) mostra claramente a inclinação da mudança de tensão, de modo que a transição entre os dois máximos pode ser usada para controlar sistemas eletrônicos.

Figura.2

A quantidade de tensão gerada pelo sensor depende da velocidade do rotor, do número de voltas da bobina e da quantidade de fluxo magnético criado pelo ímã permanente. Como os dois últimos valores são constantes, a magnitude da tensão induzida atinge um máximo na velocidade máxima. Ao projetar, atenção especial deve ser dada à amplificação de pulsos com baixa taxa de repetição.

O escopo de tais sensores é extenso, vamos nos deter em alguns exemplos.

Sensor de balanço ou choque (fig. 3)

Um pequeno pedaço de ferro magneticamente macio é fixado em uma mola espiral feita de fio fino; ao balançar ou empurrar, ele interage com o estator do sensor, que produz uma série de pulsos aperiódicos.

Figura.3

Rotômetro (tacômetro)

No sensor de rotação do virabrequim do motor (Fig. 4), o estator do sensor é montado na carcaça do volante ou no bujão da escotilha de inspeção - nas imediações da coroa do volante. O dispositivo fornece a determinação mais precisa da velocidade sem intrusão nos circuitos do sistema de ignição.

Figura.4

Velocímetro

Para medir a velocidade do veículo, o rotor dentado é montado no eixo de saída da caixa de engrenagens ou no bloco da caixa de engrenagens em vez de um eixo flexível. O sistema permite que você abandone o tacômetro caro ou o eixo flexível mecanicamente não confiável (Fig. 5).

Figura.5

Odômetro

A trajetória do veículo é medida usando um disco dentado montado em uma roda não motriz (Fig. 6). Sensores semelhantes também são usados ​​no sistema de frenagem automática (ABS - AntiBlockSystem), que evita que as rodas do carro bloqueiem e derrapem.

Figura.6

Limpador de pára-brisa

O setor de engrenagens é fixado na caixa de engrenagens. Os pulsos legíveis permitem que você ajuste suavemente a frequência do curso das escovas, dependendo das condições climáticas.

Sistema de ignição

O sensor do gerador (Fig. 1) é a base do sistema de ignição BOSH.

O sistema de ignição digital "Impulse-Technic" do Dr. Hartig usa uma engrenagem anelar do volante do motor com um dente extra para produzir um sinal de referência (Fig. 7). Este sistema permite um controle muito preciso do ponto de ignição.

Figura.7

Se voltarmos ao design do sensor indutivo, deve-se notar que, se os parâmetros do meio medido afetam a velocidade do rotor, surge a questão sobre o torque de frenagem exercido pelo campo magnético do ímã permanente. Neste caso, são tomadas medidas para aumentar o momento de partida (aumentar a área do impulsor). Se, de acordo com as condições de operação, não for necessário controlar uma pequena velocidade de rotação, o núcleo pode ser feito de um material magnético duro sem um ímã adicional, e um valor de sinal suficiente pode ser obtido devido ao magnetismo residual.

Como exemplo, podemos citar os parâmetros de sensores que encontraram aplicação em diversos dispositivos.

Por exemplo, o núcleo do sensor é feito de aço (St1, St2, St3) 03...8 mm (Fig. 1). As faces da bobina 012...20 mm são pressionadas no núcleo a uma distância de 10...15 mm uma da outra. O núcleo sob o enrolamento é isolado com um filme fluoroplástico. A bobina é enrolada a granel, até que o espaço entre as bochechas seja preenchido. Fio - PEV-1 00,06 ... 0,1 mm. O número de voltas é de aproximadamente 2500 ... 4000.

O comprimento do núcleo varia de 12 a 35 mm. De um lado do núcleo há uma plataforma para fixação de um ímã anisotrópico. Ímãs de teclados de palheta acabaram sendo convenientes. A extremidade livre do núcleo é removida do alojamento. A caixa do sensor é feita de material não magnético. Se as condições de aplicação exigirem, o sensor é preenchido com um composto.

O rotor, se precisar ser feito especialmente, é feito de um material magnético macio. O número de dentes é determinado a partir das condições de operação. A folga entre o estator e o rotor deve ser a menor possível.

O sinal do sensor é alimentado na entrada de um circuito eletrônico simples (Fig. 8), que amplifica e gera um sinal para uso posterior na forma analógica ou digital.

Figura.8

Outra característica de tais sensores deve ser mencionada. Eles podem ler não apenas um sinal de um rotor especial, mas também dentes de engrenagem ou até mesmo parafusos de montagem em uma parte rotativa.

Literatura

1. Pão B. Eletrônica no carro. - M.: Transportes, 1979.
2. Microcircuitos digitais e analógicos. Diretório. - M.: RiS, 1989.
3. 750 circuitos práticos eletrônicos. Coleção, 1987.

Autor: I.Semenov; Publicação: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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