Potentsiomeeter

Teemad:

Potentsiomeeter
Vastupanu progresseerumine
Signaali pinge
Pingejagur
Potentsiomeeter peegli reguleerimiseks
Drosselklapi reguleerimismootori potentsiomeetrid

Potentsiomeeter:
Potentsiomeetrit nimetatakse ka potentsiomeetriks või nurgaanduriks ning seda kasutatakse autotehnikas sageli näiteks gaasipedaali, drosselklapi või paagi taseme asendiandurina. Jooksja (tõmbekontakt) liigub üle süsinikraja reguleeritava osa abil, kus a vastupanu muutus saadakse ja seega saab positsiooni määrata. Kolm allolevat pilti näitavad tegelikku potentsiomeetrit, potentsiomeetri osi ja potentsiomeetri sümbolit.

Signaaliühenduse takistus muutub, kui jooksja pööratakse süsiniku rajal teise asendisse. Juhtseade ei saa aga takistust "lugeda". Juhtseade lülitab 5-voldise võrdluspinge ja maanduse potentsiomeetri kahele välisele ühendusele. Kuna vool liigub nüüd läbi süsiniku raja, kulub süsiniku raja 5-voldine pinge. Sisendis oli pinge 5 volti ja väljundis 0 volti. Poolel süsiniku rajal on pool pingest kulunud: siin on pinge pool võrdluspingest, nimelt 2,5 volti. Klaasipuhasti ja signaaliühenduse kaudu juhtseadmesse saadetud pinge annab juhtseadmele piisavalt teavet, et täpselt määrata asend kraadil. Seda kasutatakse muu hulgas gaasipedaali ja gaasipedaali asendi andurid.

Pinge 5 volti on üldkasutatav väärtus, sest pardapinge püsib kõikidel töötingimustel üle 5 volti. Kui olulised andurid peaksid töötama 12-voldise pingega, võivad need mootori käivitamisel rikki minna: talvel võib käivituspinge keskpärase akuga langeda 10 voldini.

Teine võimalus on, et potentsiomeeter annab pinge näiteks operatsioonivõimendiga elektriahelale, nagu esitulede reguleerimine. Sel juhul töötab potentsiomeeter pingega 12–14 volti.

Potentsiomeeter võib sageli teha 270 kraadise pöörde. Siin eeldame lineaarse gradiendiga potentsiomeetrit. Animatsioon näitab väljundpinget jooksja seitsmes erinevas asendis:

0 kraadi: 0 volti
45 kraadi: 0,8 volti
90 kraadi: 1,7 volti
135 kraadi: 2,5 volti
180 kraadi: 3,3 volti
225 kraadi: 4,2 volti
270 kraadi: 5 volti

Tegelikkuses muutub väljundpinge jooksja iga pöörlemisastmega üle süsiniku raja:

Kogu käik on 270 kraadi;
Takistus on 10 kΩ (10.000 XNUMX Ω)
Iga pöörlemisastmega muutub takistus 37 Ω võrra
Pinge muutub iga pöörlemisastme kohta 18,5 mV (0,0185 V).

Ülaltoodud animatsioonis näeme, et 0% keerdumise korral on signaali pinge 0 volti ja 100% korral 5 volti. Kuid see võib olla ka vastupidi: 0% keerake 5 volti ja 100% 0 volti.

Resistentsuse progresseerumine:
Lineaarse potentsiomeetriga vastab iga nurga pöörde aste kindlale fikseeritud väärtusele. Näiteks 270 Ω potentsiomeeter, mis suudab teha 270° pöörde, annab 1 Ω takistuse erinevuse pöördeastme kohta. Logaritmilise potentsiomeetriga ei ole takistuse muutus otseselt proportsionaalne, vaid progresseeruv.

Järgmisel pildil näeme eelmises lõigus potentsiomeetri lineaarset progressiooni (punast). Lisaks on näha ka teist tüüpi potentsiomeetri logaritmiline progressioon (roheline). Logaritmilist potentsiomeetrit kasutatakse peamiselt füüsikaliste protsesside simuleerimiseks.

Nende potentsiomeetrite signaalipinge on võrdeline takistusega.

Signaali pinge:
Potentsiomeeter ühendatakse järgmiselt:

Juhtseadme toitepinge 5 volti;
0 volti maandus juhtseadme kaudu;
Jooksja edastab analoogpinge 0 kuni 5 volti juhtseadme signaaliühendusele.

Potentsiomeetri tööpiirkond on vahemikus 0,5 kuni 4,5 volti. Tootjad saavad valida ka muid äärmuslikke väärtusi, näiteks: 0,4–4,6 volti. Potentsiomeetri signaal ei tohi kunagi ulatuda sellest tööpiirkonnast kaugemale. Kui juhtplokk tuvastab, et signaali pinge siseneb keelatud piirkonda, tuvastab see selle vale ja salvestab veakoodi.

Signaalipinge 5 volti: näitab katkenud maandusjuhet või positiivset vooluahelat;
Signaalipinge 0 volti: viitab katkenud toitejuhtmele või maanduse lühisele.

Signaali usaldusväärsuse tagamiseks kasutatakse kahekordset potentsiomeetrit gaasipedaalil või drosselklapil. Signaale saab peegeldada üksteise suhtes vertikaalselt (nagu joonisel) või proportsionaalselt erineval pingetasemel. Igal juhul ei pruugi need olla samad. ECU võrdleb signaali pingeid.

Hetkel, kui ECU tuvastab ühel kahest potentsiomeetrist ebareaalse signaali (naelutab või satub signaal keelatud alasse), läheb see nn avariirežiimi ja kasutab teist signaali.

Lehel: gaasipedaal ja gaasiklapp üksikasjalikult käsitletakse potentsiomeetri rakendust, sealhulgas "drossel juhtmega" ja vigadega signaalide kujutisi.

Vaadake ka: andurite tüübid ja signaalid.

Pingejagur:
Takistitest koosnev jadalülitus käitub pingejagurina. Toitepinge jaotatakse selle jadaahela takistite vahel vastavalt. pingejagur. Väikseimal takistil on väikseim pingelang ja suurimal takistil suurim pingelang.

Allolevatel piltidel on tegelikus olukorras ja skemaatiliselt kujutatud potentsiomeetrit, mis on ühendatud 12-voldise pingeallikaga. Potentsiomeetri jooksja on poole peal. Keskmisel pildil näeme potentsiomeetrit skemaatilisel kujul. Paremal näeme pingejagurit kahe eraldi takistiga, mille vahel on ühendus 3. Kolm skeemi on üksteisega samaväärsed.

Kuna potentsiomeetril on fikseeritud takistuse väärtus, on takistuste summa (R1 + R2) võrdne kogutakistusega. Jooksja liikumine põhjustab R1 ja R2 takistuse muutuse (parempoolne diagramm). Väljundpinge kontaktil 3 on kõrge, kui klaasipuhasti on üleval ja takistuse väärtus R1 on väike.

Peegli reguleerimise potentsiomeeter:
Kaks elektrimootorit pakuvad peegliklaasi horisontaalse ja vertikaalse reguleerimise võimalusi. Kaasaegsetes sõidukites toimub juhtimine juhtseadme kaudu. Alloleval diagrammil näeme seda juhtseadet (J386). Juhtseade aktiveerib täiturmehhanismi niipea, kui:

juht kasutab peegli reguleerimise nuppu või:
vahetatakse tagasikäik ja peegelklaas peab olema suunatud allapoole (tavaliselt kaassõitjapoolne);
tuleb seada mälufunktsiooni abil teise soovitud asendisse. Tavaliselt tuvastatakse see võtmega (kaugjuhtimispult);
tehnik juhib täiturmehhanismi mootorit täiturmehhanismi testiga, kasutades näiduarvutit.

Peegelklaasi soovitud asendisse viimiseks on vaja ära tunda peegliklaasi asend. Potentsiomeetrid G791 ja G792 saadavad signaali halli/kollase ja sinise/punase juhtme kaudu juhtseadmesse. Kui kahe erineva juhi peegliasendid on salvestatud nende oma võtmenumbrile, kohandub täiturmehhanism õigesse asendisse kohe, kui vastav juht kaugjuhtimispuldiga uksed lukustab. Lisaks õigetele peegliklaaside asenditele on tavaliselt seatud ka roolisamba elektriline reguleerimine ja istme asendi reguleerimine (kui see on olemas). Lehel: välispeeglid ja peegli reguleerimine kirjeldatakse peegli reguleerimise mootorite juhtimisviise.

Legend:

J386: ukse juhtseade;
V17: horisontaalse peegliklaasi reguleerimise mootor;
G791: horisontaalse peegli klaasi reguleerimise potentsiomeeter;
G792: vertikaalse peegli klaasi reguleerimise potentsiomeeter;
V149: mootor peegli vertikaalseks reguleerimiseks;
V121: mootori peegli voltimisfunktsioon;
Z4: peegli kütteelement;
L131: märgutuled välispeegli korpuses.

Ülaltoodud elektriskeem Samuti on näha elektrimootor V121 (peegli kokkuklapitav funktsioon). Kuna lahtikäimise funktsiooni jaoks pole vaja vahepealseid positsioone, pole asendianduri tagasiside vajalik. Peeglid on ju kas lahti või kokku pandud. Lõppasendi saavutamisel suureneb elektrimootori vool, mistõttu ECU "ärab", et lõppasend on saavutatud, ja lõpetab seega juhtimise.

Drosselklapi reguleerimismootori potentsiomeetrid:
Drosselklapi reguleerimismootori potentsiomeetrit on sellel lehel varemgi näitena kasutatud. Järgmisel diagrammil on kujutatud täiturmehhanismi (vasakul) ja kahte potentsiomeetrit, millel on ühine toide ja maandus ning kaks signaaliühendust (paremal). Signaaliühendused (potentsiomeetri pistiku kontaktid 4 ja 5) annavad erineva pingeprofiiliga signaale:

progresseerumine on lineaarne erineval pingetasemel, kusjuures pinged tõusevad ja langevad samaaegselt või;
signaali pinged on üksteise vastas.

Kolm allolevat pilti näitavad gaasihoovastiku asendiandurite ja nende ühise toiteallika ja maanduse kolme mõõtmist. Toitepinge on taas 5 volti ja signaali pinged jäävad tolerantside piiresse.

Rikke korral võib signaali pinge erineda. Võimalikud on kaks olukorda:

Ühes signaalijuhtmes on viga. Kuna ECU võrdleb kahte signaalipinget, tuvastab see vale signaali ja läheb lonkamisrežiimi. Sellega kaasneb valgustatud mootori juhttuli ja vähendatud mootori võimsus;
Toite- või maandusjuhe sisaldab üleminekutakistust: sel juhul on kõnealusel juhtmel pingekadu, mis tähendab mõlemad potentsiomeetrid annavad liiga madalat signaali. Kuna signaali pingeid võrreldakse omavahel ja need on üksteise suhtes suhtelised niet erinevad, määrab selle ECU niet tunnustatud. ECU võtab vastu liiga madalad signaalipinged ja selle tulemuseks on drosselklapi ebaõige juhtimine. ECU jätkab drosselklapi täiturmehhanismi juhtimist kuni soovitud asendi saavutamiseni. See võib põhjustada hilisemaid õhuvarustusega seotud andurite ja täiturmehhanismide tõrkeid liiga lahja segu tõttu (positiivne kütuse trimmimine), lambda ahela rikkeid, MAP anduri või EGR-iga seotud rikkeid.

Ülaltoodud olukorra tõrke saab lahendada, asendades maandusjuhtme ECU pistiku tihvti B85 ja drosselklapi pistiku pesa 1 vahel.

Seotud lehed: