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電位器

科目:

  • 電位器
  • 阻力進展
  • 訊號電壓
  • 分壓器
  • 後視鏡調節電位器
  • 油門調節馬達電位器

電位器:
電位計也稱為電位計或角度感測器,通常在汽車技術中用作加速踏板、節流閥或油箱液位的位置感測器。 轉輪(滑動接觸)透過可調節部件在碳軌道上移動,其中 電阻變化 得到,從而可以確定位置。 下面的三張圖顯示了一個實際的電位計、電位計中的部件以及電位計的符號。

電位器(實際)
電位器(內部有零件圖)
電位器的符號

當跑者旋轉到碳軌道上的不同位置時,訊號連接的電阻會改變。 然而,控制設備無法「讀取」電阻。 控制裝置將5伏特的參考電壓和接地切換至電位計的兩個外部連接。 因為電流現在流過碳軌,所以碳軌中的 5 伏特電壓被消耗。 輸入端電壓為 5 伏特,輸出端電壓為 0 伏特。 在碳軌道的中途,一半的電壓已被消耗:這裡的電壓是參考電壓的一半,即2,5伏特。 透過雨刷和訊號連接發送到控制單元的電壓為控制單元提供了足夠的資訊來準確確定度數上的位置。 除其他外,這用於 油門踏板和節氣門位置感知器。

5伏特電壓是常用值,因為在所有工作條件下板載電壓都保持在5伏特以上。 如果重要的感知器在 12 伏特的電壓下工作,它們在啟動引擎時可能會發生故障:使用普通電池的冬季啟動電壓可能會降至 10 伏特。

另一種可能性是電位計為具有運算放大器的電路提供電壓,如 頭燈調節。 在這種情況下,電位器的工作電壓為 12 至 14 伏特。

電位器常常可以轉動270度。 這裡我們假設一個具有線性梯度的電位器。 動畫顯示了轉輪七個不同位置的輸出電壓:

  • 0 度:0 伏
  • 45 度:0,8 伏
  • 90 度:1,7 伏
  • 135 度:2,5 伏
  • 180 度:3,3 伏
  • 225 度:4,2 伏
  • 270 度:5 伏

實際上,輸出電壓會隨著跑者在碳跑道上每旋轉一度而改變:

  • 總行程270度;
  • 電阻為 10 kΩ (10.000 Ω)
  • 每旋轉一度,電阻變化 37 Ω
  • 每旋轉一度,電壓就會改變 18,5 mV (0,0185 V)。
訊號電壓電位器位於七個位置

在上面的動畫中,我們看到,扭轉 0% 時,訊號電壓為 0 伏特,扭轉 100% 時,訊號電壓為 5 伏特。 然而,這也可以是相反的:0% 扭曲 5 伏特和 100% 0 伏特。

阻力進展:
對於線性電位器,每一度的角度旋轉都對應於某個固定值。 例如,可以旋轉 270° 的 270 Ω 電位器每旋轉一度,電阻就會有 1 Ω 的差異。 對於對數電位器,電阻變化不是成正比而是漸進的。

在下一張圖片中,我們看到上一段中電位計的線性進展(紅色)。 此外,還可以看到其他類型電位器的對數級數(綠色)。 對數電位器主要用於模擬物理過程。

這些電位器的訊號電壓與電​​阻成正比。

阻力進展

訊號電壓:
電位器的連接方式如下:

  • 控制單元提供 5 伏特電源電壓;
  • 透過控制單元提供 0 伏特品質;
  • 轉輪將 0 至 5 伏特的類比電壓傳送至控制單元的訊號連接。

電位器的工作範圍在0,5至4,5伏特之間。 製造商也可以選擇其他極端值,例如:0,4 至 4,6 伏特。 電位計發出的訊號絕不能超出該工作區域。 如果控制單元偵測到訊號電壓進入禁止區域,則將其識別為不正確並儲存錯誤代碼。

  • 訊號電壓5伏特:表示地線斷路或正極電路;
  • 訊號電壓 0 伏特:表示電源線中斷或接地短路。
工作區域和禁止區域的訊號電壓

為了確保訊號的可靠性,油門踏板或節氣門上使用雙電位器。 訊號可以相對於彼此垂直鏡像(如圖所示),或在不同的電壓位準上按比例鏡像。 無論如何,它們可能不一樣。 ECU 比較訊號電壓。

當ECU偵測到兩個電位計之一上有不真實的訊號(尖峰,或訊號最終進入禁區)時,它就會進入所謂的緊急模式並使用第二個訊號。

在頁面上: 油門踏板和節氣門 詳細討論了電位器的應用,包括「線控油門」和有誤差訊號的示波器影像。

另見: 感測器類型和訊號。

雙節氣門位置感知器

分壓器:
由電阻器組成的串聯電路充當分壓器。 電源電壓分別分佈在該串聯電路中的電阻上。 分壓器。 最小的電阻具有最小的電壓降,最大的電阻具有最大的電壓降。

下圖顯示了電位計的實際情況和示意圖,該電位計連接到 12 伏特電壓源。 電位器轉輪處於一半位置。 在中間的影像中,我們看到電位計的示意圖。 右邊我們看到分壓器有兩個獨立的電阻,中間有連接3。這三個圖是等效的。

由於電位器具有固定的電阻值,因此電阻總和(R1 + R2)等於總電阻。 跑步者的運動導致 R1 和 R2 的電阻改變(右圖)。 當遊標位於頂部且R3電阻值較小時,1腳輸出電壓較高。

後視鏡調節電位器:
兩個電動馬達為鏡玻璃提供水平和垂直調整選項。 在現代車輛中,控制是透過控制裝置進行的。 在下圖中我們看到了這個控制單元(J386)。 控制單元在下列情況下立即啟動致動器:

  • 駕駛員操作後視鏡調整按鈕,或:
  • 換倒檔且後視鏡玻璃必須朝下(通常是乘客側的玻璃);
  • 必須透過記憶功能設定到另一個所需位置。 這通常是透過鑰匙(遙控器)來識別的;
  • 技術人員使用讀出計算機通過執行器測試來控制執行器馬達。

為了使鏡面玻璃到達所需的位置,需要辨識鏡面玻璃的位置。 電位器 G791 和 G792 透過灰/黃線和藍/紅線將訊號傳送到控制單元。 當兩個不同駕駛員的後視鏡位置存放在自己的鑰匙號碼上時,一旦相關駕駛員用遙控器解鎖車門,執行器就會調整到正確的位置。 除了正確的後視鏡玻璃位置外,電動轉向柱調節器和座椅位置調節器(如果有)通常也設置到設定位置。 在頁面上: 外後視鏡和後視鏡調節 描述了後視鏡調節馬達的控制方法。

車門控制單元與外後視鏡示意圖

圖例:

  • J386:門控單元;
  • V17:後視鏡玻璃水平調節馬達;
  • G791:水平鏡玻璃調節電位器;
  • G792:垂直鏡面玻璃調整電位器;
  • V149:垂直鏡調整馬達;
  • V121:馬達後視鏡折疊功能;
  • Z4:鏡面加熱元件;
  • L131:外後視鏡外殼內的指示燈。

在上面的 電氣圖 電動馬達V121(後視鏡折疊功能)也可見。 由於折疊功能不需要中間位置,因此不需要來自位置感測器的回饋。 畢竟,鏡子要么展開,要么折疊。 當到達終點位置時,電動馬達的電流增加,使ECU「識別」已到達終點位置,從而終止控制。

油門調節馬達電位器:
本頁之前以油門調節馬達電位器為例。 下圖顯示了執行器(左)和具有公共電源和接地以及兩個訊號連接的兩個電位器(右)。 訊號連接(電位計插頭中的引腳 4 和 5)提供具有不同電壓分佈的訊號:

  • 此級數在不同電壓等級下是線性的,電壓同時上升和下降,或;
  • 訊號電壓彼此相反。

下面的三張圖片顯示了節氣門位置感測器及其聯合電源和接地的三個測量值。 電源電壓再次為 5 伏,訊號電壓在容差範圍內。

帶電位器的油門控制馬達圖解
營養和品質順序
訊號 1 正常
訊號 2 正常

如果發生故障,訊號電壓可能會有所不同。 可能有兩種情況:

  • 其中一根訊號線故障。 由於 ECU 會比較兩個訊號電壓,因此它會識別出這個不正確的訊號並進入跛行模式。 伴隨著引擎管理燈亮起和引擎功率降低;
  • 電源線或接地線包含過渡電阻:在這種情況下,相關電線上有電壓損失,這意味著 貝德 電位器發出的訊號太低。 因為訊號電壓是相互比較的,而且是相對的 niet 不同,這是ECU決定的 niet 認可。 ECU 接受的訊號電壓過低,會導致節氣門控制不正確。 ECU 繼續控制節氣門執行器,直到達到所需位置。 由於混合氣太稀(正燃油調整),這可能會導致與空氣供應相關的感知器和致動器出現後續故障、lambda 電路故障、MAP 感知器或 EGR 相關故障。
營養和品質不按順序
與 ECU 接地連接相比為 5 伏特
接地線兩端電壓損失 1V

上述情況的故障可透過更換ECU上連接器的針腳B85與節氣門連接器的針腳1之間的接地線來解決。