Как устроен датчик температуры

Датчики температуры. Виды и принцип действия, Как выбрать

Датчики температуры нужны для того, чтобы проконтролировать температуру в помещении, жидкости, твердого объекта или расплавленного металла.

Основой действия температурных датчиков в автоматизированном управлении является изменение температуры в электрический сигнал. Это обуславливает преимущества электрических измерений: результаты легко передавать по сети, скорость передачи может быть достаточно высокой. Величины могут преобразовываться друг в друга и обратно. Цифровой код создает повышенную точность замера, скорость и чувствительность.

Термопары

Термопара представляет собой две проволоки из разных металлов, спаянных между собой. При разности температур между горячим и холодным концом в цепи возникает электрический ток. Величина этого электрического тока зависит от термоэлектрической силы термопары, составляет от 40 до 60 мкВ, в зависимости от материала термопары. Материал термопары может быть разным. Это могут быть никель-хромовые, хромо-алюминиевые, железо-никелевые, железо-константановые и т.д.

Термопара является высокоточным датчиком температуры, однако эту точность достаточно проблематично снять. Термопара является относительным датчиком температуры, уровень ее напряжения имеет зависимость от температурной разности между спаями. При этом холодный спай находится при комнатной температуре или при какой-либо другой.

Рассмотрим работу термопары ближе. Есть две термопары и две температуры горячего и холодного конца. Соответственно ЭДС зависит от разности температур. Температуру холодного спая необходимо компенсировать. Аппаратным способом компенсации является использование второй термопары, которая помещена в заранее известную температуру.

Программным способом компенсации является использование другого датчика температуры, на этот раз абсолютного, который помещается в изотермическую камеру вместе с холодными спаями и контролирует их температуру с заданной точностью. Имеются трудности снятия данных с термопары.

Во-первых, она нелинейная. В ГОСТе заботливо введены коэффициенты полинома для перевода ЭДС в температуру и обратно. Эти полиномы большого порядка, но ничто не запрещает спокойно их посчитать силами контроллера.

Во-вторых, другая проблема заключается в том, что термо-ЭДС термопары измеряется в единицах и сотнях микровольт. Соответственно, использование широко доступных аналогоцифровых преобразователей приведет к полному провалу. Нужны прецизионные многоразрядные малошумящие аналогоцифровые преобразователи для того, чтобы использовать термопару в своих конструкциях.

Терморезисторы

Гораздо более простым способом измерения стало применение терморезисторов. Они работают на зависимости сопротивления материалов от внешней температуры. Металлические термометры сопротивления, в частности платиновые обладают очень высокой точностью и линейностью. Термометры сопротивления определяются двумя основными характеристиками.

Это базовое сопротивление термометра при определенной температуре. В ГОСТе базовым сопротивлением считается сопротивление при 0 градусах по Цельсию. ГОСТ рекомендует использование нескольких номиналов сопротивлений в Омах и температурный коэффициент, который определяется как разность сопротивлений нашей температуры и при 0 градусов, деленной на нашу температуру и t нуля градусов, умноженную на единицу, деленную на базовое сопротивление.

Ткс = (Re – R0c) / (Te – T0c) *1/R0c

В ГОСТе на терморезисторы вы найдете температурный коэффициент для различных термометров из платины, меди и никеля. Кроме того, там присутствуют коэффициенты полинома для расчета температуры из текущего сопротивления резистора. Одной из проблем термометров сопротивления является очень низкий температурный коэффициент сопротивления. Однако, измерять сопротивление с высокой точностью гораздо проще, чем очень малые значения напряжения в отличие от термопар.

Одним из способов измерения сопротивления является включение нашего термосопротивления в цепь источника тока и измерение дифференциального напряжения.

Использование полупроводников даст нам температурный коэффициент доли единицы процента, их гораздо проще измерять с помощью аналогоцифровых преобразователей. Есть интегральные микросхемы датчиков температуры, аналоговый выход которых уже соответствует питаемому напряжению.

Такие датчики температуры можно напрямую подключать к аналогоцифровому преобразователю и спокойно оцифровывать его с помощью восьми- или десятибитного АЦП.

Комбинированный датчик

Помимо интегральных схем с выходом, существуют датчики с цифровым интерфейсом. Одним из популярных датчиков является комбинированный датчик температуры и влажности серии SHT1. Этот датчик позволяет измерять температуру с точностью + 2 градуса и влажность с точностью + 5 градусов. Главной проблемой данного датчика температуры является то, что там решили оптимизировать интерфейс. Он позволяет подключать параллельные устройства.

Цифровой датчик

Цифровой датчик температуры DS18B20, который представляет собой трехвыводную микросхему, позволяет с высокой точностью до 0,5 градуса получать температуру с множеством параллельно работающих датчиков. В этом датчике широкий интервал температур от -55 до +125 градусов. Основной его недостаток – медлительность. Вычисления с максимальной точностью он делает за 750 мс. Ввиду инерционности корпуса датчика температуры опрашивать его нет никакого смысла.

Бесконтактные датчики (пирометры)

В этом датчике имеется специальная тонкая пленка, поглощающая инфракрасные излучения, тем самым нагревающаяся. Такие бесконтактные термосенсоры используются в тепловизорах. Там имеется не один тепловой датчик, а матрица. Они позволяют на расстоянии до 3 метров детектировать тепловой объект.

Кварцевые преобразователи температуры

Для того, чтобы измерить температуру в интервале -80 +250 градусов применяют кварцевые преобразователи. Они работают на частотной зависимости кварца от температуры. Действие датчиков происходит на частотной зависимости. Функция преобразователя меняется от расположения среза по осям кристалла.

Кварцевые датчики работают с высокой чувствительностью, разрешением, стабильностью. Эти свойства делают их перспективными в использовании. Они получили большое распространение в цифровых термометрах.

Шумовые датчики температуры

Работа шумовых датчиков заключается на зависимости шумовой разности потенциалов на резисторе от температуры. Практически реализовать способ измерения температуры шумовыми датчиками можно, сделав сравнение шумов 2-х одинаковых резисторов, один находится при определенной температуре, 2-й при измеряемой температуре. Шумовые датчики температуры применяются для температурного интервала -270 -1100 градусов.

Преимуществом шумовых датчиков стала возможность измерения температуры в термодинамике на вышеописанной закономерности. Но это осложнено трудным измерением напряжения шума, так как оно мало и сравнимо с шумом усилителя.

Датчики температуры ЯКР (ядерного квадрупольного резонанса)

Термометры ЯКР работают за счет действия градиента поля тока решетки кристалла и момента ядра, которое вызвано отклонением заряда от симметрии сферы. Это создает процессию ядер. Частота имеет зависимость от градиента поля решетки. Для разных веществ имеет величину до тысяч МГц. Градиент зависит от температуры, с ее возрастанием частота ЯКР уменьшается.

Датчики температуры ЯКР образуют ампулу с веществом, помещенную в обмотку индуктивности, которая соединена с контуром генератора. Когда частота генератора совпадает с частотой ЯКР, то энергия генератора поглощается. Допуск замера температуры -263 градуса равен + 0,02 градуса, а температуры 27 градусов +0,002 градуса. Преимуществом термометров ЯКР становится стабильность, неограниченная по времени, недостатком является значительная нелинейность преобразующей функции.

Объемные преобразователи

Объемные датчики действуют на расширении и сжатии веществ при изменении температуры. Диапазон действия преобразователей определяется, насколько стабильны свойства материалов. Датчиками делают измерения температуры в интервале -60 -400 градусов. Допуск измерения составляет от 1 до 5%. Интервал работы датчика с жидкостью может зависеть от температуры закипания и замерзания. Погрешности измерения датчиков на жидкости от 1 до 3%, определяются температурой среды.

Нижняя граница измерения преобразователей на газе определяется температурой перехода газа в жидкое состояние, верхняя граница – стойкостью баллона к воздействию температуры.

Параметры выбора датчика температуры

• Диапазон рабочей температуры.
• Возможность погружения датчика в объект измерения или среду. Если это невозможно, то лучше выбрать пирометр или термометр.
• Условия проведения замеров. Если нужно измерять в агрессивной среде, то надо выбирать датчик в коррозионностойком корпусе, или бесконтактного типа. Также следует определить наличие давления, влажности и т.д.
• Время работы датчика до калибровки или замены. Многие датчики не могут долго и стабильно работать (термисторы).
• Величина сигнала выхода. Существуют датчики температуры, выдающие сигнал по току, или в градусах.
• Технические данные: погрешность, разрешение, напряжение, время сработки. Для полупроводников важен тип корпуса.

Похожие темы:

Источник: https://electrosam.ru/glavnaja/jelektrooborudovanie/ustrojstva/datchiki-temperatury/

Датчик температуры: контроль температурного режима двигателя

В каждом автомобиле есть простой, но важный датчик, помогающий контролировать работу двигателя — датчик температуры охлаждающей жидкости. О том, что такое датчик температуры, какую он имеет конструкцию, на каких принципах основана его работа, и какое место он занимает в автомобиле — читайте в статье.

Что такое датчик температуры

Датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ) — электронный датчик, предназначенный для измерения температуры охлаждающей жидкости (ОЖ) системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания. Данные, полученные с помощью датчика, используются для решения нескольких задач:

• Визуальный контроль температуры силового агрегата — данные с датчика выводятся на соответствующий прибор (термометр) на приборной панели в салоне автомобиля;
• Корректировка работы различных систем двигателя (питания, зажигания, охлаждения, рециркуляции отработанных газов и других) в соответствии с его текущим температурным режимом — информация с ДТОЖ подаются на электронный блок управления (ЭБУ), который вносит соответствующие корректировки.

Датчики температуры ОЖ используются во всех современных автомобилях, они имеют принципиально одинаковую конструкцию и принцип работы.

Типы и конструкция датчиков температуры

В современных транспортных средствах (а также и в различных электронных устройствах) используются датчики температуры, чувствительным элементом в которых выступает терморезистор (или термистор). Терморезистор (термистор) — полупроводниковый прибор, электрическое сопротивление которого зависит от его температуры.

Существуют термисторы с отрицательным и положительным температурным коэффициентом сопротивления (ТКС), у приборов с отрицательным ТКС сопротивление падает с ростом температуры, у приборов с положительным ТКС — напротив, повышается. Сегодня чаще всего применяются термисторы с отрицательным ТКС, как более удобные и дешевые.

Конструктивно все автомобильные ДТОЖ принципиально одинаковы. Основу конструкции составляет металлический корпус (баллон) из латуни, бронзы или иного коррозионностойкого металла.

Корпус выполнен таким образом, что его часть контактирует с потоком охлаждающей жидкости — здесь располагается термистор, который дополнительно может прижиматься пружиной (для более надежного контакта с корпусом).

В верхней части корпуса располагается контакт (или контакты) для включения датчика в соответствующую цепь электросистемы транспортного средства. На корпусе также нарезана резьба и выполнен шестигранник под ключ для монтажа датчика в систему охлаждения двигателя.

Датчики температуры отличаются способом подключения к ЭБУ:

• Со стандартным электрическим разъемом — на датчике выполнен пластиковый разъем (или колодка) с контактами; • С винтовым контактом — на датчике выполнен один контакт с зажимным винтом;

• Со штыревым контактом — на датчике предусмотрен один контакт в виде штыря или лопатки.

Датчики второго и третьего вида имею только один контакт, в роли второго контакта выступает корпус датчика, соединенный с «массой» электросистемы автомобиля через двигатель. Такие датчики чаще всего используются на коммерческих и грузовых автомобилях, на специальной, сельскохозяйственной и иной технике.

Датчик температуры ОЖ монтируется в самой горячей точке системы охлаждения мотора — в выпускном патрубке головки блока цилиндров. На современных автомобилях часто устанавливается сразу два или даже три ДТОЖ, каждый из которых выполняет свою функцию:

• Датчик термометра (указателя температуры ОЖ) — наиболее простой, имеет невысокую точность, так как он помогает лишь визуально оценить температуру силового агрегата; • Датчик ЭБУ на выходе из головки блока — наиболее ответственный и точный датчик (с погрешностью 1-2,5°C), позволяющий отслеживать изменения температуры в несколько градусов;

• Датчик на выходе из радиатора — вспомогательный датчик невысокой точности, обеспечивающий своевременное включение и отключение электрического вентилятора охлаждения радиатора.

Несколько датчиков дают больше информации о текущем температурном режиме силового агрегата и позволяют надежнее контролировать его работу.

Принцип работы и место датчика температуры в транспортном средстве

В общем случае принцип работы датчика температуры прост. На датчик подается постоянное напряжение (обычно 5 или 9 В), на термисторе в соответствии с законом Ома (за счет его сопротивления) напряжение падает.

Изменение температуры влечет за собой изменение сопротивления термистора (при росте температуры — сопротивление снижается, при понижении температуры — повышается), а значит, и падение напряжения в цепи датчика.

Измеряемая величина падения напряжения (а точнее — фактическое напряжение в цепи датчика) как раз и используется термометром или ЭБУ для определения текущей температуры двигателя.

Для визуального контроля температуры силового агрегата в цепь датчика подключается специальный электрический прибор — логометрический термометр. В приборе используется две или три электрических обмотки, между которыми расположен подвижный якорь со стрелкой.

Одна или две обмотки создают постоянное магнитное поле, а одна обмотка включена в цепь датчика температуры, поэтому ее магнитное поле изменяется в зависимости от температуры ОЖ.

В результате взаимодействия постоянных и переменных магнитных полей в обмотках заставляет якорь проворачиваться вокруг оси, что влечет за собой изменение положение стрелки термометра на его циферблате.

Для контроля функционирования мотора на различных режимах и управления его системами показания датчика подаются на электронный блок управления через соответствующий контроллер. Измерение температуры производится по величине падения напряжения в цепи датчика, для этого в памяти ЭБУ присутствуют таблицы соответствия величины напряжения в цепи датчика и температуры двигателя. На основе этих данных в ЭБУ запускаются различные алгоритмы работы основных систем двигателя.

На основе показаний ДТОЖ осуществляется корректировка работы системы зажигания (изменение угла опережения зажигания), питания (изменение состава топливно-воздушной смеси, ее обеднение или обогащение, управление дроссельным узлом), рециркуляции отработавших газов и других. Также ЭБУ в соответствие с температурой двигателя устанавливает частоту вращения коленвала и другие характеристики.

Датчик температуры на радиаторе охлаждения работает аналогичным образом, с его помощью осуществляется управление электровентилятором. На некоторых автомобилях этот датчик может работать в паре с основным для более точного управления различными системами двигателя.

Датчик температуры играет важную роль в любом транспортном средстве с ДВС, в случае поломки его необходимо как можно скорее заменить — только в этом случае будет обеспечена нормальная работа силового агрегата на любых режимах.

Еще в этом разделе

Источник: http://www.autoopt.ru/articles/products/24347795/

Как работает датчик температуры охлаждающей жидкости — Авто-мастерская онлайн

Валюта магазина рубли у.е. > Новости > Датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя часть 1.

04.02.2014

Датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя

Датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя – сравнительно простой датчик, контролирующий  внутреннюю  температуру двигателя. Охлаждающая жидкость внутри блока цилиндров или головок цилиндров поглощает тепло цилиндров при работающем двигателе.

Датчик выявляет изменение температуры и сигнализирует Электронному блоку управления (ЭБУ) о состоянии двигателя – двигатель холодный, прогревается, перегрет или работает при нормальной температуре.

https://www.youtube.com/watch?v=KrZreaAxmhY

Этот датчик очень важен и считается одним из основных, так как сигналы, которые он посылает в ЭБУ, влияют на общее поведение системы управления двигателем. 

Рабочая температура двигателя влияет на многие функции топлива, воспламенения, выхлопных газов и трансмиссии, которые контролируются ЭБУ. В зависимости от температуры двигателя выбирается режим его работы.

Таким образом можно улучшить управляемость при холодном двигателе, качество холостого хода и выхлопных газов.

Следовательно, если на экране автосканера вы видите, что датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя неисправен или сообщает ЭБУ неверные данные, это может повлечь за собой многие проблемы.

ВЛИЯНИЕ ДАТЧИКА ТЕМПЕРАТУРЫ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ НА РАБОТУ ДВИГАТЕЛЯ

Сигналы датчика могут использоваться ЭБУ для осуществления следующих функций управления:
* Обогащение топлива в двигателях с впрыском топлива. Когда ЭБУ получает от датчика сигнал о холодной температуре, он увеличивает длительность импульса на форсунки для обогащения состава топливной смеси. Это улучшает работу двигателя на холостом ходу и предотвращает колебания при прогреве.

По мере того, как температура двигателя приближается к рабочей, ЭБУ обедняет топливную смесь, чтобы уменьшить потребление топлива и количество выхлопных газов. Неисправность датчика, от которого всегда поступают сигналы о холодной температуре, может вызвать переобогащение, загрязнение и потерю топливной смеси.

Постоянные сигналы о перегреве могут вызвать ухудшение управляемости при холодном двигателе, такие как заглохание, колебания и неровные обороты холостого хода.

* Опережение и запаздывание зажигания. Угол опережения зажигания должен быть строго отрегулирован для уменьшения количества отработавших газов, пока температура двигателя не достигнет нормы. Это влияет также на эксплуатационные характеристики двигателя и расход топлива. * Рециркуляция отработавших газов во время прогрева. Для обеспечения оптимальной управляемости клапан рециркуляции отработавших газов не должен открываться до полного прогрева двигателя.

Рециркуляция отработавших газов при холодном двигателе может вызвать неровные обороты холостого хода, заглохание и/или колебания.  * Продувка фильтра системы улавливания топливных паров. Для обеспечения оптимальной управляемости угольный фильтр, в котором скапливаются пары топлива, нельзя продувать до полного прогрева двигателя.  * Регулирование состава топливной смеси в режимах замкнутого/разомкнутого контура обратной связи.

  ЭБУ может не принимать во внимание сигнал обратной связи кислородного датчика, до тех пор, пока не будет достигнута определенная температура хладагента. Пока двигатель холодный, ЭБУ будет оставаться в режиме разомкнутого контура (без обратной связи) и поддерживать топливную смесь обогащенной, чтобы улучшить холостой ход и  управляемость при холодном двигателе.

Если ЭБУ не перейдет в режим замкнутого  контура (с обратной связью) после прогрева двигателя, топливная смесь будет слишком обогащенной, что приведет к загрязнению и потере горючего, а также засорению свечей зажигания.  * Скорость холостого хода во время прогрева. Для предотвращения заглохания и улучшения холостого хода ЭБУ обычно увеличивает число оборотов на холостом ходу при первом запуске двигателя.

* Блокировка муфты гидротрансформатора коробки передач во время прогрева. Для обеспечения оптимальной управляемости ЭБУ не блокирует гидротрансформатор до полного прогрева двигателя.

Работа электрического охлаждающего вентилятора. По сигналам датчика температуры охлаждающей жидкости ЭБУ контролирует температуру двигателя, включая и выключая охлаждающий вентилятор – это необходимо для предотвращения перегрева двигателя. Примечание:  на некоторых автомобилях второй датчик температуры охлаждающей жидкости или переключатель охлаждающей жидкости может использоваться исключительно для цепи вентилятора охлаждения.

ТИПЫ ДАТЧИКОВ ТЕМПЕРАТУРЫ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ

Большинство датчиков температуры охлаждающей жидкости являются терморезисторами, сопротивление которых изменяется при изменении температуры охлаждающей жидкости. В основном это терморезисторы с отрицательным ТКС (температурным коэффициентом сопротивления), в которых сопротивление падает при повышении температуры и повышается при холодном двигателе.

По мере прогрева двигателя внутреннее сопротивление датчика падает, пока не достигнет минимума, и двигатель начинает работать при нормальной температуре. Обычный датчик температуры охлаждающей жидкости компании «Дженерал Моторс», например, имеет сопротивление 10 000 Ом при 32 градусах по Фаренгейту и падает до 200 Ом при разогреве двигателя (200 градусов).

Для сравнения, такой же датчик, произведенный компанией «Форд», может иметь 95 000 Ом при 32 градусах и упасть до 2 300 Ом при 200 градусах. Нормативное сопротивление может быть разным для различных автомобилей, поэтому не спешите заменять каждый датчик, показания которого выходят за пределы нормы. Датчики температуры охлаждающей жидкости имеют два провода: входной и возвратный. ЭБУ посылает датчику сигнал опорного напряжения в 5 вольт.

  Сопротивление датчика уменьшает сигнал напряжения и посылает его обратно. ЭБУ подсчитывает температуру охлаждающей жидкости на основе величины напряжения согласно сигналу обратной связи. Показание температуры охлаждающей жидкости отображается на сканере, а также на приборной панели и информационном экране для водителя.  В некоторых случаях используются датчики температуры охлаждающей жидкости с двойной функцией.

Когда температура охлаждающей жидкости достигает определенного уровня, ЭБУ изменяет значение опорного напряжения датчика с тем, чтобы его показания были более точными (с высоким разрешением).

На некоторых старых моделях автомобилей могут использоваться другие типы датчиков температуры охлаждающей жидкости. Главным образом это датчики с двухпозиционным переключателем, которые открываются и закрываются при определенной температуре.

Такой датчик или напрямую подключен к реле для включения и выключения охлаждающего вентилятора, или посылает сигнал на приборную панель, после чего загорается сигнальная лампа.

Такие датчики, обычно однопроводные, посылают сигнал на измерительный прибор на приборной панели.

Читать ЧАСТЬ 2

← все новости

Источник: https://autogearspb.ru/remont-avto/kak-rabotaet-datchik-temperatury-ohlazhdayushhej-zhidkosti.html

Датчики измерения температуры: типы, принцип работы

Практически в любой современной аппаратуре есть датчики температуры. Это устройство, которое позволяет измерить температуру объекта или вещества, используя при этом различные свойства и характеристики измеряемых тел или среды. Не смотря на то, что все термодатчики призваны измерять температуру, разные типы датчиков делают это абсолютно по-разному. Давайте подробнее разберем принцип работы и характеристики основных видов термодатчиков.

Классификация термодатчиков по принципу работы

По принципу измерения все датчики измерения температуры подразделяются на:

• Термоэлектрические (термопары);
• Терморезистивные;
• Полупроводниковые;
• Акустические;
• Пирометры;
• Пьезоэлектрические.

Термоэлектрические датчики температуры (термопары)

Принцип работы этой группы датчиков основан на том, что в замкнутых контурах проводников или полупроводников возникает электрический ток, если места спайки различаются по температуре. Для измерения температуры, один конец термопары помещают в среду измерения, а другой служит для снятия значений. Единственным, но существенным недостатком этого вида измерителей является их довольно большая погрешность, что недопустимо для многих технологических процессов.

Примером такого датчика может служить датчик ТСП Метран-246, который предназначен для измерения температуры твердых тел.

Он применяется в металлообработке, и служит для контроля температуры подшипников. Диапазон измерения от -50 до +120 градусов по Цельсию, выходной сигнал для считывания – аналоговый.

о датчиках температуры смотрите ниже:

Терморезистивные датчики

Как следует из названия, этот тип датчиков работает по принципу изменения сопротивления проводника при изменении его температуры. Благодаря простой и надежной конструкции, датчики этого типа широко применяются в электронике и машиностроении. Неоспоримым плюсом этих измерителей является высокая точность, чувствительность и простые устройства считывания.

Примером терморезистивного датчика может служить модель 700-101BAA-B00, которая имеет начальное сопротивление в 100 Ом, и диапазон измерений от -70 С° до +500 С°.

Выполнен он с применением платиновой пластинки и никелевых контактов. Широко используется в электронике и промышленных автоматах.

Полупроводниковые термодатчики

Этот тип датчиков работает на принципе изменения характеристик p-n перехода под воздействием температуры. Так как зависимость напряжения на транзисторе от температуры всегда пропорциональна, можно сделать датчик с высокой точностью измерения.

Несомненными плюсами такого решения является дешевизна, высокая точность данных, и линейность характеристик на всем диапазоне измерения.

Кроме того, их можно монтировать прямо на полупроводниковой подложке, что делает этот тип датчиков незаменимым для микроэлектронной промышленности.

Примером такого устройства может стать датчик LM75A. Температурный диапазон — от -55 С° до +150 С°, погрешность измерений – ±2 С°. Шаг измерения – всего 0,125 С°. напряжение питания – от 2.5 до 5.5 В, а время преобразования сигнала – до 0.1 секунды.

Акустические датчики температуры

Принцип работы этих устройств – разная скорость звука в среде при разной температуре. Зная изначальные данные, можно рассчитать изменения температуры по скорости прохождения звуковой волны в веществе. Это бесконтактный метод, позволяющий измерять температуру в закрытых полостях, а также в среде, недоступной для прямого измерения. Используются такие датчики в медицине и промышленности – там, где проникновение к измеряемому веществу невозможно.

Пирометры (тепловизоры)

Бесконтактный тип термодатчиков, считывающих излучение, которое исходит от нагретых тел. Этот тип устройств позволяет измерять температуру дистанционно, без приближения к среде, в которой производятся замеры. Это позволяет работать с большими температурами и сильно разогретыми объектами без опасного сближения.

Все пирометры по принципу работы подразделяют на интерферометрические, флуоресцентные и датчики на основе растворов, меняющих цвет в зависимости от температуры.

Пьезоэлектрические датчики температуры

Все датчики этого типа работают при помощи кварцевого пьезорезонатора. Вся суть работы – прямой пьезоэффект, то есть изменение линейных размеров пьезоэлемента под воздействием электрического тока. При попеременной подаче разнофазного тока с определенной частотой, пьезорезонатор колеблется, при этом частота его колебаний зависит от температуры. Зная эту зависимость, можно легко преобразовать данные о частоте колебаний резонатора в температуру.

Ещё одно видео о разновидностях термодатчиков:

Благодаря широкому диапазону измерений и высокой точности, такие датчики применяют в основном при проведении исследований и опытов, где нужна высокая надежность и долговечность.

Источник: https://pue8.ru/vybor-elektrooborudovaniya/804-datchiki-izmereniya-temperatury-tipy-printsip-raboty.html

Как работает датчик температуры охлаждающей жидкости — Авто-ремонт

Датчик температуры двигателя (датчик температуры охлаждающей жидкости, ДТОЖ) представляет собой важный элемент в устройстве автомобиля. Основная задача – определять температуру ДВС и своевременно уведомить водителя о перегреве двигателя.

Примечательно то, что в зависимости от температуры ЭБУ двигателем регулирует и изменяет различные параметры работы мотора (угол опережения зажигания УОЗ, смесеобразование, обороты холостого хода и т.д.).

Вполне очевидно, что если датчик охлаждающей жидкости выходит из строя, двигатель может работать с перебоями, перегреться, могут возникать ложные уведомления о перегреве и т.п. Далее мы рассмотрим устройство ДТОЖ, как проверить датчик температуры, а также как выполняется замена датчика температуры охлаждающей жидкости.

Устройство датчика температуры двигателя

Как уже было сказано, указанный датчик измеряет температуру не самого «железа», а охлаждающей жидкости (антифриза или тосола) в системе охлаждения двигателя. Другими словами, замеряется температура ОЖ в системе охлаждения двигателя.

Устройство ДТОЖ простое. Фактически, это термистор (терморезистор) в корпусе. Резистор работает таким образом, что сопротивление падает по мере повышения температуры охлаждающей жидкости, то есть чем выше нагрев, тем меньше сопротивление.

Признаки неисправности датчика температуры ОЖ

В процессе эксплуатации автомобиля необходимо следить за качеством работы ДТОЖ. Если же замечены признаки неисправности, требуется проверить датчик температуры охлаждающей жидкости. Если датчик вышел из строя, необходима его замена.

Неисправность датчика температуры охлаждающей жидкости двигателя зачастую диагностируются визуально путем осмотра элемента. Обычно на датчике видны повреждения (как механические, так и в результате коррозии).

Как правило, трещины корпуса датчика и сильный налет в виде ржавчины указывают на то, что работоспособность устройства будет нарушена. Однако, из строя может выйти и сам терморезистор в корпусе.

В данном случае на проблемы с термистором указывают следующие признаки:

При появлении данных симптомов нужно сначала убедиться в том, что вышел из строя именно датчик. После этого следует выполнять замену ДТОЖ. Кстати, стоимость датчика для большинства распространенных моделей авто вполне доступная. На практике, датчик температуры ВАЗ по сравнению с датчиком для иномарки стоит практически одинаково, особенно если использовать качественные аналоги вместо оригинальных.

Для начала, нужно разобраться, где стоит датчик температуры ОЖ. Если просто, ДТОЖ  представляет собой компактное устройство в корпусе, которое должно напрямую контактировать с охлаждающей жидкостью для измерения ее температуры.

На датчике выполнена резьба. Благодаря такой резьбе он вкручивается в головку блока цилиндров, может стоять на верхнем шланге радиатора, также местом установки в ряде случаев является корпус термостата.

Обратите внимание, так как датчик должен иметь контакт с охлаждающей жидкостью, низкий уровень антифриза или тосола в системе может быть причиной того, что показания не точные. Получается, перед проверкой датчика следует проверять уровень ОЖ в системе.

Еще добавим, что есть модели авто, где стоят сразу два ДТОЖ (один датчик температуры двигателя ставится на выходе жидкости из двигателя, тогда как другой на выходе жидкости из радиатора системы охлаждения). 

В данном случае нужно учитывать, что сбои может давать только один датчик, так как сразу два выходят из строя редко. Так или иначе, определившись с тем, где находится датчик ДТОЖ, местом его установки и общим количеством таких датчиков, можно переходить к тому, как проверить датчик температуры охлаждающей жидкости.

Сначала нужно убедиться, что проводка на датчик исправна. Чтобы ДТОЖ нормально работал, на датчик подается постоянное напряжение 5 Вольт. Чтобы проверить проводку, нужно от датчика отключить провода, после чего завести мотор и мультиметром проверить подаваемое на датчик напряжение.

• В случае, когда напряжение в норме (5 Вольт), тогда можно переходить к проверке датчика. Сначала датчик выкручивается ключом и осматривается на предмет механических повреждений. Далее следует проверять сопротивление и общую работоспособность.

Для этого потребуется мультиметр, электронный термометр, электронагреватель или чайник для подогрева воды. Сняв датчик с машины, проверку ДТОЖ можно осуществить двумя способами.

Чтобы проверить датчик при  помощи нагрева:

• сначала термометр ставится в чайник с холодной водой;
• затем к датчику присоединяется мультиметр, включается режим замера сопротивления;
• теперь сам датчик помещается в чайник;

Далее показания сопротивления фиксируются. Сначала замеры делаются для холодной воды, затем нужно начать нагрев воды. Параллельно фиксируются показания сопротивления при  нагреве  до 10, 15, 20 градусов Цельсия и выше.

Далее полученные показания нужно сравнить с оптимальными, которые можно найти в технической литературе, в специальных таблицах или на автофорумах. Если заметны сильные отличия от нормальных показателей,  тогда датчик температуры охлаждающей жидкости вышел из строя и требуется его замена.

Второй способ проверки ДТОЖ быстрый и простой, однако, менее точный. Термометр для диагностики не нужен. С учетом того, что вода кипит при 100 градусах, то есть температура выше не поднимается, данную отметку можно использовать в качестве контрольной точки.

Остается только  поместить датчик температуры ОЖ в кипящую воду и замерить сопротивление датчика тестером-мультиметром. Нормой считается показатель, когда при  нагреве жидкости до 100 градусов Цельсия датчик показывает среднее сопротивление 175-178 Ом.

Однако, важно учитывать и то, что во время кипения температура может быть не 100, а 96-98 градусов. Другими словами, есть небольшая погрешность. Принимая  во внимание такую поправку, нормальными можно считать показания по сопротивлению датчика на отметке  195-210 Ом.

В любом случае, сравнение полученных данных с таблицей сопротивления ДТОЖ позволяет четко определить, если проблемы с датчиком и работоспособностью терморезистора датчика температуры охлаждающей жидкости.

Подведем итоги

Как видно, датчик температуры двигателя является таким элементом, который не только измеряет температуру для уведомления водителя  о перегреве, но и тесно взаимодействует с ЭСУД автомобиля и самой системой охлаждения.

В зависимости от показаний ДТОЖ, блок управления корректирует топливно-воздушную смесь, управляет оборотами двигателя и зажиганием. Также показания датчика инициируют включение вентилятора охлаждения двигателя и т.д.

По этой причине в случае появления проблем и сбоев в работе ДВС, при  возникновении ошибок на панели приборов,  а также некорректной работы системы охлаждения, указанный датчик ДТОЖ нуждается в диагностике.

По результатам данной проверки датчика температуры мотора принимается решение о замене данного элемента или поиске других проблем, которые могут быть причиной перегрева или сбоев в работе ДВС.

Источник: https://555-shop.ru/remont/kak-rabotaet-datchik-temperatury-ohlazhdayushhej-zhidkosti.html

Датчик температуры жидкости: температура двигателя — под контролем

» Статьи » Датчик температуры жидкости: температура двигателя — под контролем

На современные двигатели внутреннего сгорания устанавливается множество датчиков, в том числе и датчики температуры жидкости различного назначения. О том, что такое датчик температуры охлаждающей жидкости, как он устроен и работает, а также о правильном выборе и замене датчиков — узнайте из статьи.

Датчик температуры жидкости — назначение и особенности

Датчик температуры жидкости (датчик температуры охлаждающей жидкости, ДТОЖ) — один из основных датчиков системы контроля и управления силовым агрегатом; электронный датчик для контроля температуры охлаждающей жидкости, циркулирующей в системе охлаждения силового агрегата.

Общая компоновка датчика температуры жидкости

С помощью ДТОЖ решается несколько задач:

• Визуальный контроль текущей температуры двигателя с помощью связанного с датчиком прибора (термометра) в салоне/кабине автомобиля;
• Управление системами силового агрегата в соответствии с изменением его температуры — соответствующие корректировки вносятся электронным блоком управления (ЭБУ) двигателем;
• Аварийное включение и отключение систем или всего двигателя при чрезмерном росте или падении температуры.

Данный датчик играет важную роль в обеспечении нормальной работы мотора любой конструкции и типа (как бензинового, так и дизельного), поэтому при любой неисправности или некорректной работе его следует заменить. А, чтобы сделать верный выбор, нужно разобраться в типах и особенностях этих приборов.

Типы, устройство и характеристики жидкостных датчиков температуры

Общее устройство датчика температуры жидкости

Все применяемые сегодня ДТОЖ принципиально одинаковы по конструкции и принципу действия. Датчики строятся на основе терморезисторов (или термисторов) — полупроводниковых приборов, электрическое сопротивление которых (проводимость) изменяется в ту или иную сторону при росте и падении температуры.

Зависимость сопротивления терморезистора от температуры описывается температурным коэффициентом сопротивления (ТКС). Данный параметр может быть отрицательным — с повышением температуры сопротивление прибора падает, и положительным — с повышением температуры сопротивление приора растет, и наоборот.

На автотракторной технике чаще используются терморезисторы с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления.

Термистор выполнен в виде таблетки или капли, которая помещена в герметичный корпус датчика — баллон из бронзы, латуни или другого металла, обладающего высокой устойчивостью к коррозии.

Для более надежного контакта терморезистора со стенкой баллона (чтобы колебания температуры жидкости с минимальной задержкой передавались на чувствительный элемент), он может дополнительно иметь прижим пружиной.

В верхней части ДТОЖ располагается одна клемма или клеммная колодка для подключения к соответствующей электрической цепи электронного блока управления или термометра.

Работа датчика температуры на основе термистора сводится к следующему.

На прибор подается постоянное напряжение (5 или 9 вольт в зависимости от датчика и его схемы подключения) — в соответствии с законом Ома на термисторе наблюдается падение напряжения, которое отслеживается электронной схемой в ЭБУ или термометром.

Изменение температуры охлаждающей жидкости влечет за собой изменение сопротивления термистора и падение напряжения в его цепи — на основании этих изменений и определяется степень нагрева жидкости в двигателе.

Датчик температуры жидкости устанавливается в головку блока цилиндров (ГБЦ) двигателя и в радиатор системы охлаждения, и непосредственно контактируют с потоком охлаждающей жидкости (в точке ее наибольшей температуры). Монтаж может выполняться тремя способами:

Датчик температуры жидкости с монтажем на защелке

• Резьбой, выполненной на корпусе датчика;
• С помощью кронштейна (фланца), интегрированного в корпус датчика;
• С помощью металлической скобы (защелки), фиксирующей датчик на кронштейне.

ДТОЖ первого типа имеют классическую конструкцию — цилиндрический корпус, на переднем торце которого располагается чувствительный элемент, на заднем — клемма или клеммная колодка, в центральной части нарезана резьба для вворачивания в ГБЦ или радиатор, а также выполнен шестигранник под ключ (обычно под размер от 19 до 22 мм). Датчик устанавливается через прокладку, обеспечивающую герметичность соединения.

ДТОЖ второго типа может иметь плоский корпус с кронштейном, имеющим отверстие под болт. Датчик монтируется на головку или в радиатор таким образом, что чувствительный элемент встает в свой колодец (через прокладку), а прижим обеспечивается пропущенным чрез кронштейн болтом, вворачиваемым в ГБЦ/радиатор.

ДТОЖ третьего типа имеет компактный цилиндрический корпус, который устанавливается в кронштейн специальной формы на ГБЦ или радиаторе, и фиксируется на нем с помощью металлической пружинящей скобы.

При этом подключение датчика к электросистеме может выполняться с помощью разъемом двух основных типов:

• Двухклеммный разъем различных видов — с двумя штыревыми или ножевыми контактами, с пластиковой юбкой или без нее. Также существуют датчики с байонетными (поворотными) разъемами, обеспечивающими повышенную надежность соединения. Разъемы могут располагаться непосредственно на корпусе датчика или на кабеле;
• Одноклеммный разъем — одна штыревая или ножевая клемма, либо клемма с винтовым зажимом. Роль второго контакта играет корпус датчика, соединяемый с «массой» электросистемы.

Наиболее широкое применение ДТОЖ с разъемами первого типа находят на легковых транспортных средствах. Датчики с разъемами второго типа чаще встречаются на коммерческом и грузовом транспорте, тракторах и прочей технике. При этом приборы всех типов делятся на три группы по напряжению бортовой электросети — 6, 12 и 24 В.

На силовом агрегате может устанавливаться от одного до трех датчиков температуры жидкости, каждый из них решает свой круг задач:

• ДТОЖ на ГБЦ для управления двигателя — данный прибор позволяет отслеживать температуру охлаждающей жидкости с высокой точностью, он соединен электронным блоком управления двигателем;
• ДТОЖ на ГБЦ для визуального контроля температуры двигателя (датчик термометра) — простой прибор с невысокой точностью, соединенный с термометром на приборной панели;
• ДТОЖ для управления электрическим вентилятором (вентиляторами) охлаждения радиатор — прибор с относительно невысокой точностью, монтируемый на выходе радиатора системы охлаждения, с его помощью осуществляется только управление вентилятором.

Датчики первого типа подключаются к контроллеру (электронному блоку управления) двигателя, полученные с их помощью данные используются для внесения корректировок в работу систем питания, зажигания, рециркуляции отработавших газов и других основных систем силового агрегата.

Датчики второго типа подключаются к логометрическому термометру, стрелка которого отклоняется на тот или иной угол в соответствии с изменением сопротивления термистора, указывая текущую температуру охлаждающей жидкости.

Датчики третьего типа могут подключаться к блоку управления вентилятором и контроллеру двигателя, повышая точность управления силовым агрегатом.

Вопросы выбора и замены датчиков температуры

Местоположение датчика температуры охлаждающей жидкости

Неисправный датчик температуры жидкости нарушает функционироване мотора и может стать причиной серьезных поломок. Поэтому очень важно вовремя произвести замену этого устройства.

На замену следует брать датчик того же типа и каталожного номера, что был установлен ранее — только так есть гарантия, что все завязанные на датчик системы будут работать корректно. Обычно датчики продаются в комплекте с прокладками (уплотнительными кольцами) и, если это необходимо, с крепежными элементами.

Если этих деталей нет, то следует позаботиться и об их покупке.

Замену ДТОЖ следует выполнять в соответствии с инструкцией по ремонту и техническому обслуживанию данного автомобиля (трактора или иной техники). Так как датчики устанавливаются непосредственно в ГБЦ или радиатор, то замену следует выполнять на остановленном двигателе и максимально быстро — это исключит ожоги от вытекающей охлаждающей жидкости и минимизирует ее потери. После установки нового ДТОЖ рекомендуется добавить жидкость в систему охлаждения.

Новый датчик, как правило, после монтажа и выполнения электрического соединения начинает работать сразу и не требует калибровки. Проблемы могут возникнуть при использовании «неродного» датчика с иными параметрами термистора (его ТКС и сопротивления).

Дело в том, что в алгоритмах, заложенных в ЭБУ двигателя и вентилятора, заложены определенные параметры датчика, поэтому их изменение полностью нарушает работу этих систем.

Это в полной мере относится и к логометрическому термометру — при работе в паре с ДТОЖ, имеющим другие характеристики, он будет некорректно отображать температуру.

При правильном выборе и замене любого из датчиков температуры работа силового агрегата будет восстановлена быстро и с минимальными затратами.

Источник: http://www.autoars.ru/articles/?id=141

Датчик температуры охлаждающей жидкости в автомобиле — как он работает

Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания оборудована датчиком температуры, который показывает, на сколько нагрета охлаждающая жидкость. От ее температуры будет зависеть оптимальность созданной топливной смеси.

Зачем нужен датчик температуры охлаждающей жидкости?

С помощью датчика в системе ДВС можно постоянно контролировать температурные показатели внутри двигателя. Когда мотор работает, происходит повышение температуры его главных узлов. Для того, чтобы забрать это тепло, которое концентрируется в цилиндрах, и нужна эта охлаждающая жидкость.

Во время заборов тепла температура цилиндров и блока меняется. Именно эти колебания фиксируются датчиком температуры охлаждающей жидкости, после чего информация поступает на электронный блоку управления автомобиля.

После того, как сигнал принят, становится понятно, каково состояние мотора, то есть работает ли он при заданной температуре, холодный он или слишком нагретый, как именно прогревается.

Эти факты являются крайне важными для системы управления двигателя, потому что, благодаря им, можно подправить все главные показатели работы движка. Если знать температуру мотора, то ЭБУ сможет выбрать наиболее оптимальный режим работы для него, а это очень хорошо сказывается на управляемости авто. Благодаря этому датчику, управляющая система может выполнять такие функции:

1) Выставить опережение или запаздывание зажигания. Если угол зажигания выставлен правильно, то объем отработанных газов будет значительно меньшим, машина будет потреблять меньше горючего, а работа двигателя в целом будет более рациональном;

2) Обогащается бензин в случае машины с системой впрыска горючего.

Сразу после того, на блок управления приходит сигнал о том, что температура движка малая, то есть мотор холодный, то он моментально увеличивает продолжительность импульса, который передается форсункам, за счет чего исключаются колебании во время прогревания двигателя, а также обеспечивается оптимальность его работы в режиме холостого хода.

Когда температура повышается, то горючая смесь обедняется блоком, из-за чего машина выдает меньший выхлоп, а расход бензина падает. Если датчик не работает, то ЭБУ не может контролировать процессы в двигателе и моторе, от чего смесь становится чрезмерно обогащенной (что не совсем нужно), загрязняется и потребляется в чрезмерном количестве.

3) Изменение и контроль над параметрами горючей смеси в условиях замкнутого и разомкнутого контура.

В случае поломки ДТОЖ, ЭЮУ не среагирует на импульсы от кислородного датчика (до тех пор, пока хладагент не нагреется или не остынет до нужной температуры), то есть блок управления будет лишен обратной связи (он ведь не видит каков номер посыла), а от этого не будет улучшен холостой ход, а топливная смесь не будет обогащена для работы в холодном моторе. Говоря простыми словами, работа мотора полностью нарушится.

Кроме всего прочего, температурный датчик нужен для осуществления контроля над вращением коленчатого вала, продувкой элемента для фильтрации в механизме улавливания паров от топлива, блокировкой при прогревании муфты гидротрансформатора коробки передач, повышением оборотов на холостом ходу.

Что собой представляет современный ДТОЖ – его устройство

Если рассмотреть температурные датчики, которые изготавливались до недавнего времени, то они представляли собой обыкновенное термореле, выполняющее свою функцию, то есть держать температуру движка на нужном показателе, только при условии, что контакт закрыт. А вот обогащать топливную смесь он мог, наоборот, при открытом контакте.

Современные ДТОЖ обладают более широким функционалом, а вероятность его поломки сведена к минимуму. Такие датчики крайне редко выдают «глюки», так как их схема работы очень надежная и продуманная.

Датчики, которые выпускаются сегодня, представлены в виде резистора (термистора), способный в секунды менять показатель своего сопротивления в зависимости от температурных колебаний. Эти резисторы выполнены из никелевого, кобальтового оксидов или других материалов, которые обладают характеристиками полупроводника.

Когда температура повышается, то в термисторе увеличивается число свободных электронов, из-за чего уменьшается его сопротивление.

Резистор, то есть датчик температуры охлаждающей жидкости, помещают в защитный корпус, который способен проводить тепло. В корпусе есть электрический соединительный разъем и специальная крепежная резьба.

У термистора температурный коэффициент отрицательный, поэтому его сопротивление максимально только тогда, когда мотор холодный. Когда температура повышается, то сопротивление уменьшается вместе с напряжением температурного датчика.

Начальное сопротивление равно примерно 5 вольтам. ЭБУ определяет температуру охладителя по показаниям этих «скачков».

Следует отдельно отметить, что по последним разработкам вместе с основным датчиком, который расположен в выпускном патрубке ГБЦ, устанавливают и дополнительный, который локализируют в выходной точке радиатора. Благодаря такой схеме температура определяется более совершенным способом. Именно из-за наличия второго температурного датчика ЭБУ более качественно выполняет свои функции.

Проверка датчика температуры охлаждающей жидкости

Любой серьезный дефект датчика (разные «глюки», создаваемый для ЖБУ помехи) можно решить единственным способом – заменить датчик. Смешить с этим делом никак нельзя.

Сначала нужно продиагностировать двигатель с помощью специальных компьютерных программ, которые всего за несколько минут проверят датчик вместо со всеми параметрами системы охлаждения, после чего будет выведен код одной или нескольких ошибок, которые мешают нормальной работе ДТОЖ. Если знать этот номер, то можно будет эту ошибку сбросить и покидать стены автосервиса.

Если менять датчик действительно нужно, то есть он продолжает глючить даже после того, как были сброшены ошибки, то устанавливать нужно только оригинальное устройство, маркировка которого совпадет со старым датчиком. Совет специалистов таков: «левые» изделия ставить нельзя, так как предусмотреть последствия от их установки невозможно. Каков бы ни был производитель, неоригинальное устройство почти сразу начнет подтормаживать и глючить.

Диагностировать неисправности ДТОЖ можно и «на глаз». Так можно будет заметить, есть ли где-то отверстия, из которых вытекает охладитель, появились ли в корпусе датчика трещины, заржавели ли зажимы. Если такие неисправности имеют место быть, то датчик можно не менять.

Для более серьезной проверки датчика на работоспособность нужно измерять его сопротивление и напряжение. Определить эти показатели можно с помощью вольтметра и осциллографа, которые есть на любой станции технического обслуживания. После получения результатов, показания нужно сравнить с теми, которые указаны в технической документации самого датчика.

Если грамотно проверить ДТОЖ, то можно точно определить, почему он неисправен. Причины могут быть следующими:

— оборвалась проводка;

— вышел из строя термостат или вентилятор для охлаждения;

— где-то происходит потеря напряжения или короткое замыкание и т.д.

Можно долго гадать о том, почему же датчик температуры работает неправильно, но окончательный вердикт можно вынеси только после проведения профессиональной диагностики специалистом. И последнее – менять описанное устройство можно только после того, как в системе охлаждения останется очень незначительное количество жидкости для охлаждения. Слить нужно столько субстанции, чтобы датчик возвышался над жидкостью, а не находится в ней.

Источник: https://auto.today/bok/2713-datchik-temperatury-ohlazhdayuschey-zhidkosti.html

Устройство, принцип действия, диагностика датчиков температуры

Датчики температуры двигателя. Engine coolant temperature sensor Intake air temperature sensor. Существуют различные типы систем управления двигателем, устройство которых может различаться в значительной мере. Но в любой из систем управления двигателем  обязательно применяется датчик температуры охлаждающей жидкости. В большинстве систем применяется датчик температуры воздуха во впускном тракте двигателя.

Внешний вид датчика температуры двигателя — охлаждающей жидкости (слева) и датчика температуры воздуха во впускном тракте (справа)

В зависимости от температуры охлаждающей жидкости, блок управления двигателем корректирует состав топливовоздушной смеси, частоту вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу, угол опережения зажигания Влияние показаний датчика температуры охлаждающей жидкости на работу системы управления двигателем очень велико.

Например, если вследствие неисправности рассчитанное блоком управления двигателем значение температуры охлаждающей жидкости двигателя не совпадает с фактической температурой охлаждающей жидкости двигателя на значительную величину, двигатель может заглохнуть / не запускаться.

Большинство датчиков температуры воздуха во впускном тракте аналогичны по устройству и принципу действия датчику температуры охлаждающей жидкости. В зависимости от температуры воздуха во впускном тракте, блок управления двигателем несколько корректирует состав топливовоздушной смеси.

Влияние показаний датчика температуры воздуха во впускном тракте на работу системы управления двигателем особенно заметно в таких системах, где не применяется датчик расхода воздуха.

Принцип действия датчиков температуры двигателя

В качестве датчиков температуры охлаждающей жидкости и большинства датчиков температуры воздуха во впускном тракте двигателя применяются терморезисторы с отрицательным температурным коэффициентом — с  увеличением температуры датчика температуры двигателя его сопротивление уменьшается. Датчик температуры охлаждающей жидкости устанавливается в потоке охлаждающей жидкости двигателя.

При низкой температуре охлаждающей жидкости, сопротивление датчика высокое (3,52 kQ при +20 °С); при высокой температуре -сопротивление датчика низкое (240 Q при +90 °С). От блока управления двигателем, через расположенный внутри блока управления двигателем резистор с постоянным электрическим сопротивлением, на датчик температуры двигателя поступает опор. напряжение величиной 5 V.

Второй вывод датчика соединён с «массой».

Схема включения датчика температуры двигателя, в качестве чувствительного элемента которого применяется терморезистор. ECU Блок управления двигателем.

1. Точка подключения зажима типа «крокодил» осциллографического щупа.
2. Точка подключения пробника осциллографического щупа для получения осциллограммы выходного напряжения датчика.
3. Датчик температуры.
4. Выключатель зажигания.
5. Аккумуляторная батарея.

Датчик температуры двигателя шунтирует опор. напряжение, вследствие чего, значение напряжения на датчике оказывается меньшим опор. С увеличением температуры охлаждающей жидкости (например, при прогреве двигателя), сопротивление датчика уменьшается и, соответственно, уменьшается напряжение на датчике. По величине этого напряжения блок управления двигателем рассчитывает текущее значение температуры охлаждающей жидкости двигателя.  

Характеристика датчика температуры охлаждающей жидкости

Температура, °С	Сопротивление, Q ± 2%
-40	100 700
-30	52 700
-20	28 680
-15	21 450
-10	16 180
-4	12 300
	9 420
+5	7 280
+10	5 670
+15	4 450
+20	3 520
+25	2 800
+30	2 240
+40	1 460
+45	1 190
+50	970
+60	670
	470
+80	330
+90	240
+100	180
+130	70

 

 Типовые неисправности датчика температуры двигателя

Наиболее распространённой неисправностью датчиков температуры двигателя, в качестве чувствительного элемента которых применён терморезистор, является несоответствие его электрического сопротивления температуре его корпуса.

Чаще всего, такая неисправность проявляется как резкое увеличение электрического сопротивления датчика в очень узком диапазоне температур корпуса датчика (или в нескольких диапазонах температур), реже встречается обрыв чувствительного элемента датчика. В момент, когда температура корпуса датчика попадает в этот диапазон, сопротивление датчика резко увеличивается, вследствие чего увеличивается и напряжение на датчике.

Вследствие этого, рассчитанное блоком управления значение температуры по увеличенному напряжению на датчике оказывается меньшим действительного. Если рассчитанное блоком управления двигателем значение температуры охлаждающей жидкости двигателя окажется меньшим действительного на значительную величину, блок управления может увеличить количество подаваемого топлива настолько, что двигатель заглохнет из-за переобогащения топливовоздушной смеси.

Пуск двигателя при этом становится невозможным. В некоторых случаях может понадобиться замена свечей зажигания. Неисправность датчика температуры двигателя в момент её проявления можно выявить при помощи омметра путём сравнения измеренного сопротивления датчика температуры двигателя с табличным значением для данной температуры.

При необходимости проведения проверки датчика температуры, необходимо просмотреть осциллограмму выходного напряжения датчика во всём диапазоне его рабочих температур.

При проведении проверки датчика температуры необходимо дать двигателю полностью остыть, после чего записать и просмотреть осциллограмму выходного напряжения датчика во время прогрева двигателя, вплоть до момента включения вентилятора системы охлаждения двигателя (или до момента, когда вследствие неисправности диагностируемого датчика двигатель заглохнет).

Осциллограмма напряжения на исправном датчике температуры охлаждающей жидкости. Прогрев холодного двигателя в режиме работы на холостом ходу. По мере прогрева, напряжение на датчике плавно и без каких либо рывков / провалов снижается.

 По мере прогрева датчика, напряжение на исправном датчике должно плавно снижаться.

Осциллограмма напряжения на неисправном датчике температуры охлаждающей жидкости. Двигатель почти прогрелся до рабочей температуры. Отчётливо видны искажения формы осциллограммы.

Напряжение на неисправном датчике температуры охлаждающей жидкости при прогреве двигателя внезапно резко увеличивается. В этот момент, блок управления двигателем резко обогащает топливовоздушную смесь. Но так как в данном случае неисправность датчика проявляется в очень узком диапазоне температур, а следовательно и в течение короткого времени, двигатель не заглох. По мере дальнейшего увеличения температуры охлаждающей жидкости неисправность уже не проявлялась.

В качестве датчиков температуры воздуха во впускном тракте двигателя иногда применяется PN-переход (диод), например, датчик температуры воздуха встроенный в корпус датчика массового расхода воздуха BOSCH HFM5.

Внешний вид датчика температуры воздуха во впускном тракте на основе PN-перехода (датчик температуры встроен в корпус датчика массового расхода воздуха BOSCH HFM5)

С ростом температуры такого датчика при заданном токе, протекающем через датчик, напряжение на датчике снижается от 650 mV до 350 mV.

Источник: http://auto-master.su/content/ustroistvo-printsip-deistviya-diagnostika-datchikov-temperatury

Датчик температуры двигателя – где находится и как самому быстро поменять

Автомобильный двигатель сложная система, на которую навещено куча датчиков. Один из самых важных, это так называемый датчик охлаждающей жидкости, он следит за температурой и не дает мотору перегреться. По сути, от его работы завит долговечность работы этого агрегата, ведь если он выйдет из строя, то можно пропустить перегрев, что просто не допустимо

ОГЛАВЛЕНИЕ СТАТЬИ

В этой статье я расскажу, почему же так важен этот прибор, как его поменять и какие есть признаки неисправности. НО для начала определение.

Датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ) – это устройство, которое контролирует нагрев жидкости охлаждения, при достижении максимальной (критической) температуры, он подает сигнал на блок ЭБУ, который в свою очередь включает вентилятор обдува радиатора.

Таким образом, сбрасывается лишняя (повышенная температура), что не дает двигателю перегреться и работать в нормальном режиме. Также этот датчик, передавая информацию о «прогреве», косвенно участвует в образовании, топливной смеси, ведь холодному двигателю нужно больше топлива, чем горячему.

Если датчик температуры неисправен

Это реально плохо, он может просто «загубить» ваш мотор. Это сказывается как на работе, так и на собственно самом состоянии агрегата. Он неправильно подает информацию в блок ЭБУ, а соответственно неправильно происходит топливоподача и зажигание топлива. Данные неправильные, и даже прогретый мотор может заглохнуть и уже не запуститься.

Также двигатель может перегреться, достигнуть стадии кипения, но данные передаваемые в ЭБУ будут не верными. Такой «перегрев» может физически повлиять на строение мотора, это сказывается в – «просевших» маслосъемных кольцах (проявляется — синий дым), в сложных случаях поршни вообще может заклинить.

Как видите, не смотря на простоту устройства этого датчика, он реально выполняет очень важные функции:

1) Способствует топливоподачи в нужных объемах, а также косвенно участвует в системе зажигания.

2) Уберегает двигатель от перегрева.

Устройство, как работает

МЫ уже с вами разобрали — для чего нужны эти датчики, однако хочется отметить что – система охлаждения двигателей внутреннего сгорания не могут обойтись без правильной корректировки и контроля. Именно это «маленькое», но очень умное устройство нам дает, как-бы «контроль» за работай силового агрегата. Но из чего же он состоит сам?

Для многих техников, это очень простое устройство, а вот для «начинающих» водителей он может показаться сложным. В основе в 90% случаев, лежит полупроводниковый элемент, обычно это – резистор или термистор. Эти два датчика могут изменять электрическое сопротивление, от температуры охлаждающей жидкости (ОЖ).

Простыми словами – если температура «ОЖ» низкая, то сопротивление на таких элементах повышается. Если жидкость прогрелась — то как вы догадались, оно понижается – данные поступают в блок управления, и уже там анализируются, кстати, выдаются вам в показателе температуры на приборной панели. Эти полупроводниковые элементы, настроены очень точно, поэтому любое изменение температуры, сразу же фиксируется.

Датчик охлаждения всегда должен находится в жидкости, для того чтобы выдавать правильную информацию. Если он не погружен в жидкую среду, значит — он будет работать не верно! Производители это понимают, а поэтому устанавливают их только в тех местах, которые всегда (даже при разгерметизации), будут находиться «рядом» с ОЖ.

Как правило, это – корпус термостата, в блоке цилиндров, реже в головке блока. Справедливости ради стоит заметить, что на некоторых иномарках, премиального сегмента бывают сразу два датчика, закрепленных в разных местах. Например —  один на термостате, другой на головке блока. Чаще они выполняют разные задачи, так например один передает температуру жидкости в блок ЭБУ и на панель автомобиля, другой может «руководить» функцией включения вентилятора охлаждения.

Если повести зависимость расхода топлива и температуры – можно отметить что если двигатель холодный, то подается обогащенная топливная смесь, если же двигатель прогрет, то концентрация уменьшается.

Поломка датчика температуры, расценивается двигателем как «наименьшие» показатели схожие с холодным мотором, поэтому будет постоянно подаваться обогащенная топливная смесь, что негативно скажется на расходе топлива и экологии. Также может пострадать и катализатор.

В свою очередь короткие замыкания, могут заставить датчик передавать неправильные сведения о том — что «якобы двигатель прогрет». Тогда будет подаваться обедненная смесь, завести мотор будет сложно, работать он будет не стабильно, также плохая реакция на педаль газа.

Если честно поломки датчика не так распространены, из-за его простой конструкции. Зачастую от долгой эксплуатации, начинают «прикипать» или «окисляться» провода которые к нему идут. Это также может спровоцировать неправильные данные, схожие с поломкой.

Не стоит забывать и о специфических конструкциях термостатов, некоторые очень долго прогреваются, из-за чего датчик может достаточно долго фиксировать низкую температуру. Этим грешат некоторые немецкие турбированные двигатели.

Неисправности и методы их диагностики

Проверить датчик зачастую очень просто. В 90% случаев, с ним происходит всего несколько неисправностей, которые можно выявить визуально:

1) Посмотрите на клемму, возможно, она просто окислилась от времени. Снимите ее и очистите от налета.

2) Если ли коррозия. Иногда прогнивают контакты.

3) Трещины в корпусе, и следы утечки. Значит, датчик «пробило», нужно менять.

Это самые простые способы, сделать их может каждый, причем достаточно просто. Но есть несколько поломок, которые выявляются только на СТО, вот некоторые признаки:

1) Ошибка на приборной панели, которая указывает на датчик охлаждающей жидкости

2) Сложный запуск двигателя, даже в теплую погоду. А также остановка «горячего» мотора на холостых оборотах и дальше его сложный запуск

3) Увеличение расхода топлива, причем на много! А также ошибки содержания CO, или ошибки катализатора, на приборной панели.

4) Постоянный перегрев двигателя, при нормальном объеме жидкости и при правильном включении вентилятора охлаждения.

Зачастую это говорит о поломке «датчика». Сами вы навряд-ли проверите — нужно будет ехать на СТО снимать его и проверять параметры напряжения и сопротивления.

Обычно это происходит таким способом: — снятый датчик ОЖ помещают в воду и меняют ее температуру, при подключенных диагностических аппаратах. Прогретая вода должна заставить снизиться напряжение от 3 Вольт, до 0,5-1 Вольта, в течение 5 минут. Если такого не происходит, значит – просто меняем!

Ребята также хочется отметить — что прежде чем ковырять это устройство и искать в нем неисправность, для начала проверьте в порядке ли у вас система охлаждения:

1) Для начала проверьте работу вентилятора, ведь много машин кипят именно из-за него. Проверить достаточно легко, он сам включится, если температура полезла выше 95 градусов Цельсия.

2) Уровень охлаждающей жидкости. Может у вас она уже ушла, а вы грешите на датчик. Обязательно смотрим, в этом вам поможет вот эта статья.

3) Проверка герметичности крышки радиатора. Конечно сейчас в современных машинах, все радиаторы не разборные, однако в старых была крышка сверху, которая могла пропускать воздух и способствовать «завоздушиванию» системы.

4) Рекомендованная жидкость, сейчас ошибки датчиков могут появляться из-за неправильной жидкости. Так устроены многие иномарки, то есть они замеряют плотность и практически анализируют состав. Например — если зальете обычную воду, то может появиться ошибка датчика ОЖ, и ваш автомобиль вообще может не запуститься.

5) Своевременная замена. Этот пункт вытекает из пункта 4, так отработанная жидкость также может вызывать ошибку, на многих автомобилях это 3 – 5 лет. Самому можно определить по цвету, если она уже темная, а не зелена или красная, то ее нужно менять.

Такие проверки обязательны, прежде чем ехать с вопросами на СТО.

Замена, в том числе и своими руками

Если вы точно определили что датчик вышел из строя, то заменить его не так уж и сложно, даже не опытному водителю. Как правило, корпус у него идет под «гайку», так что он просто выкручивается из своего места. Также есть и пластиковые варианты, которые сидят на двух маленьких болтиках (однако такое редкость).

Прежде чем его менять, нужно:

1) Отключить аккумулятор, это обязательно, чтобы избежать ошибок ЭБУ.

2) Слить «немного» охлаждающей жидкости, как правило, до уровня датчика, на многих СТО вообще его просто выкручивают, часть жидкости выходит – затем (после замены) добавляют до уровня сколько нужно.

3) Отсоединяем и убираем шлейф, для того чтобы его не замочить.

После просто откручиваем датчик, обычно это ключ либо на 13, 17, редко на 19.

НА это место закручиваем другой – затягиваем, но не сильно (а как говорят мастера «плотно», главное чтобы не сломать), как правило, с ним идут резиновые прокладки.

После вытираем подтеки — добавляем охлаждающей жидкости до нужного уровня – подключаем питание и аккумулятор – запускаем автомобиль и проверяем работу. Очень простая проверка, попробовать прогреть двигатель, тогда датчик должен включить вентилятор охлаждения. Пробуем проехать, резкие ускорения, а также запуск и остановка мотора – так нужно сделать от 3 до 5 раз.

В заключении – ребята датчик это простой, но очень важный элемент, на моей практике было несколько случаев, когда перегревали мотор именно из-за его неисправности. Стоит он копейки, да и заменить самому не сложно! Поэтому если начали проявляться признаки перегрева и мотор работает не стабильно, первым делом после уровня жидкости в бачке, смотрим на датчик! Не тяните – ремонт двигателя очень дорогой!

Сейчас небольшое видео, смотрим

НА этом все, искренне ваш АВТОБЛОГГЕР.

(15

Источник: http://avto-blogger.ru/datchiki-dvigatelya/temperatury-gde-naxoditsya-kak-pomenyat.html