2020/05/19

106-2. Даралтын сенсор


Энэ удаад автомашинд хэрэглэгддэг янз бүрийн даралтын сенсоруудын талаар үзэх болно. Зарим тохиолдолд даралтын свичийг ашиглана. Даралтыг нарийн хэмжихийн тулд цахилгаан механик даралтын мэдрэгч, пьезо-резистор, пьезо-электрик мэдрэгчүүдийг ашигладаг. Эдгээр сенсорууд даралтыг цахилгаан сигнал болгон хувиргана. Эдгээр сенсорууд нь маш олон төрлийн материал, арга технологийг ашигласан байдаг. Эдгээр сенсоруудыг агаарын атмосфер, хоолой, R134a зэрэг хий, яндан, шингэн болон бусад даралтыг хэмжихэд хэрэглэнэ. Эдгээрт потенциометр, Уинстоны гүүр эсвэл конденсаторын цэнэгээ алдах процесс дээр суурилсан хэмжүүрийн багаж, пьезо-электрик хэмжүүр, даралтын дифференциал мэдрэгч зэрэг мөн орно.

Даралтын свич

Даралтын свичийг даралтыг тэсвэрлэх чадварыг нь тохируулсан хаттай пүрш ашиглан хийнэ. Даралт тохируулагдсан утгат хүрэхэд пүрш агшиж контактуудыг хооронд нь холбож өгнө. Жишээ нь тосны даралтын анхааруулах гэрэл ийм даралтын свичийг ашиглан асдаг. 


Компьютер удирдлагатай даралтын свичүүд нь даралтын индикатор шиг хүчдэлийн өөрчлөлтийг ашигладаг. Хүчдэлийн өөрчлөлтийг унших замаар даралт хэрхэн өөрчлөгдөж буйг тогтоодог. Даралтын свич нь тодорхой даралтын утгаас дээш эсвэл доош байгаа эсэхийг тогтоодог бол харин яг даралт хэд байгааг заадаггүй.


Потенциометрийн даралтын сенсор

Үндсэн даралтын сенсорын нэг нь потенциометрийн даралтын сенсор болно. Потенциометрийн даралтын сенсор нь Bourdon хоолой, капсул, эсэргүүцлийн элемент дээр суурилсан дээшээ доошоо шилждэг гарыг ашигладаг. Энэ нь хувьсах эсэргүүцлийн зарчмыг ашигладаг бөгөөд эсэргүүцлийн элемент дээрх янз бүрийн хүчдэлийг бүртгэж авч ямар даралтад харгалзаж буйг хүснэгтээс харж тогтооно.

Энэ төрлийн сенсорыг компьютерын оролтод хэрэглэхээс гадна өөр байдлаар ч ашиглаж болно. Зарим дээр үеийн аналог самбар нь ийм сенсорыг хөдөлгүүрийн тосны даралтыг заадаг заагч болгон ашигладаг.


Пьезо-резистор

Даралттай хоолойд суугддаг даралтын мэдрэгч нь хоолойн даралтыг өөрөө мэдэрсэн байх хэрэгтэй. Хамгийн энгийн ийм мэдрэгч нь пьезо-резистор болно. Энэ төрлийн сенсор нь хувьсах резистортой төсөөтэй бөгөөд даралт өөрчлөгдөхөөр эсэргүүцлээ өөрчилдөг болно. 

Хүчдэл тогтворжуулагч нь сенсорыг тогтмол хүчдэлээр хангана. Резистор дээр унах хүчдэл нь түүний эсэргүүцлээс хамаарах тул хяналтын модул нь энэ эсэргүүцэл дээр унах хүчдэлийг хэмжинэ.


Уинстоны гүүр

Уинстоны гүүрийг ихэнхдээ хоолой дахь даралтын өөрчлөлтийг хэмжихэд хэрэглэнэ. Үүнийг хөдөлгүүр, их бие явах эд ангийн хяналтын системд ашигладаг ч мөн дугуйн даралт, бэхэлгээний нэмэлт системийг хянахад ч хэрэглэнэ. Уинстоны гүүр нь зурагт үзүүлсэн гүүрэн резисторын хэлхээг хэрэглэнэ. Ихэвчлэн 3 резисторын эсэргүүцэл нь тогтмол байх бөгөөд 4 дэх резисторын утга нь хувьсах байна. 4 дэх резисторын тодорхой утган гүүрний балансын нөхцөл биелэх үед гүүр баланслагдаж хүчдэл мэдрэгч тэг утгыг заана. Вольтметрийн гаралт буюу потенциалын ялгааг өсгөгчөөр дамжуулан гаралтад гаргана. Вольтметр нь 2 цэгийн потенциалын ялгааг хэмжинэ. Хэрэв энэ 2 цэгийн потенциал тэнцүү бол потенциалын ялгаа тэг болох ба үүнийг гүүр баланслагдсан байна гэнэ. Хэрэв эсэргүүцлүүдийн балансын нөхцөл алдагдвал 2 цэгийн хоорондох потенциал ялгаа  үүсэж вольтметр энэ 2 цэгийн потенциалын ялгаврыг заана. гаралтад энэ ялгааг өсгөж гаргана. Хүчдэл мэдрэгч хэлхээ нь энэ ялгааг унших болно.


Пьезо-электрик

Пьезо-электрик төхөөрөмж нь даралтыг хэмжихдээ хүчдэл гаргадаг. Пьезо-электрик сенсор нь хөнгөн цагаан керамик, металлжуулсан кварц, кристалл, хэт авианы дамжуулагч материалуудыг ашигладаг бөгөөд даралтын улмаас эдгээр дамжуулагч материалууд нь хүчдэл гаргадаг болно. Пьезо-электрик сенсор нь кристалл дотор туйлширсан ионуудыг агуулдаг бөгөөд даралтын улмаас туйлширсан кристал нь механик үйлчлэлд орж деформацлагдах үед түүний кристалл бүтэц эвдэрч цахилгаан цэнэг үүсдэг. Үүний улмаас даралтанд орсон пьезо-электрик сенсор дээр хүчдэл үүсдэг. Үүсэж буй хүчдэлийн хэмжээ даралтаас шууд хамаардаг тул энэ хүчдэлийг хэмжих замаар уг мэдрэгчид учруулж буй даралтыг мэдэх болно. Ийм төрлийн сенсорыг пьезо-электрик хурдасгуур, пьеко-электрик хүч мэдрэгч, пьезо-элктрик даралтын мэдрэгчүүдэд хэрэглэнэ.


Энэ сенсор нь хүчдэл гаргадаг тул түүнд резисторыг цуваа холбож хэрэглэнэ. Резистор нь гүйдлийг хязгаарлах болон богино холболтоос сэргийлнэ. Хүчдэл үүсгэгч нь металл диафрагмд холбоотой нимгэн керамик дисктэй холбоотой байна. 

Хөдөлгүүрт чичиргээ мэдрэгдвэл энэ чичиргээ нь диафрагмд даралт учруулна. Үүний улмаас пьезо-электрик кристаллын керамик диск дээр даралт учруулна. Дискний үүсгэж буй хүчдэл нь даралтын хэмжээтэй шууд хамааралтай байна. Энэ хүчдэл нь 0-ээс 1-2 В хэмжээтэй байна. Хөдөлгүүрт цохилт мэдрэгдэх бүрд энд spike гэж нэрлэгддэг өндөр хүчдэлийг гаргах болно.


Конденсаторын цэнэгээ алдах процесс дээр суурилсан сенсор

Өөр нэг пьезо-сенсор нь конденсаторын цэнэгээ алдах процесс дээр суурилдаг. Энэ удаад диафрагмын оронд хувьсах конденсатор ашиглана. 2 уян хөнгөн цагаан ялтсыг тусгаарлагчаар тусгаарлаж конденсаторын капсул хэлбэрийн мэдрэгч хийнэ. Ялтсан электродуудад хар тугалгаар хөл гаргаж гадагш холбох терминалыг хийнэ. Ингээд ялтаснууд нь хоорондоо вакуум тусгаарлагчаар тусгаарлагдаж конденсатор бүтэцтэй болно. Үүнийг даралтад мэдрэмтгий капсулд битүүмжилнэ. Даралт ихсэхээр ялтаснуудын хоорондох зай багасна. Ингэж ялтаснуудын хоорондох зайг өөрчлөх замаар конденсаторын багтаамжийг өөрчилнө. Гүүрэн хэлхээнд энэ конденсаторыг ашиглан багтаамжийг хэмжих замаар даралтыг тодорхойлдог. Гүүрэн хэлхээнээс гарах хүчдэл нь аналог эсвэл тоон сигнал байж болно. Эсвэл тодорхой давтамжтай пульс гаргадаг ч байж болдог.