Методический материал к лабораторной работе

 

Лабораторная установка, представляет собой герметичную ем-кость 4 с жидкостью 3, температура которой может увеличиваться с помощью нагревательного элемента 5. В стенку емкости ввернуты исследуемые датчики 8, 9, 10. Температура жидкости измеряется цифровым термометром 2. Приборы 11 служат для измерения электрического сопротивления датчиков.

В автомобилях для контроля температуры в системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания применяют термометры с первичными преобразователями (датчиками) в виде термобиметаллической пластины или термистора (терморезистора с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления – ТКС).

В исследуемых датчиках ТМ 106 и 405.213 функцию чувстви-тельного элемента и резистивного преобразователя выполняет тер-мистор. Отрицательным ТКС обладают полупроводниковые термо-резисторы, диапазон рабочих температур которых лежит в пределах

от –60 до +180 °С, что полностью отвечает требованиям датчиков автомобиля.

Зависимость электрического сопротивления датчика ТМ 106 от температуры приведена в соответствии с таблицей 3.1

Таблица 3.1- Зависимость электрического сопротивления датчика
Температура, °С	30	50	90	130
Сопротивление, Ом	1350…1880	585…820	155…196	52…65

 

 

Датчик 405.213входит в состав электронной системы автоматического управления двигателем ЭСАУ Д автомобиля. Датчик представлен в соответствии с рисунком 3

 

Рисунок 3

Терморезистор 3 помещен в защитный корпус 2 с крепежной резьбой для установки датчика и электрическими контактами 1. По мере прогрева двигателя автомобиля сопротивление чувствительного элемента датчика уменьшается, что приводит к уменьшению напряжения на его выходных зажимах. В зависимости от значения этого напряжения контроллер ЭСАУ Д рассчитывает режим работы двигателя

t° = (–25 … +65) °C – для холодного двигателя; t° = (+65 … +120) °C – для прогретого двигателя.

Если температура двигателя опускается ниже –25 °С, то контроллер не позволяет запускать двигатель автомобиля.

Датчик ТМ 108 (рис. 1.5) используется в качестве сигнализатора температуры включения и отключения электрического вентилятора охлаждения радиатора двигателя. Основой датчика служит биметаллическая пластина, выполненная из двух слоев металлов с разными значениями температурного коэффициента линейного расширения. Если температура окружающей среды увеличивается, биметаллическая пластина меняет свою кривизну. При достижении определенной температуры соединяются контакты 3 и 4, замыкая тем самым электрическую цепь питания вентилятора.

Основные характеристики датчика ТМ108 [1] приведены в табл. 3.4.

 

Таблица 3.4- Основные характеристики датчика ТМ108
Тип	Темпера-	Темпера-	Чувстви-	Масса,	Применяе-
датчика	тура	тура вы-	тельный эле-	г	мость
	включе-	ключения,	мент
	ния, °С	°С
			Термо-биме-		Москвич-2141,
ТМ108			таллическая		-21412, ИЖ-
	87	82	пластина	50	2126
ТМ108	92	87	То же	50	ВАЗ-2104…-07
ТМ108
(66.3710)	99	94	То же	50	ВАЗ-2108…-15

 

Температурная зависимость сопротивления терморезистора R _т достаточно точно описывается формулой:

R _т(t °) = А е^{В /θ},

где θ – абсолютная температура; А –коэффициент,имеющий размерность сопротивления;

В –коэффициент,имеющий размерность температуры.

Коэффициенты А и В можно определить экспериментально, если известны значения сопротивлений термистора R ₁ и R ₂, соответст-вующие значениям температуры θ₁ и θ₂.

Поскольку R 1 = А еВ /θ1 и R 2 = А еВ /θ2, то В =	θ1θ2	ln	R 1	.
	θ1 − θ2
			R 2

Определив значение коэффициента В, значение коэффициента А можно получить из выражения R ₁ = А е ^{В /θ1}:

 

А = R ₁ е ^{– B /θ1}.

 

Температурный коэффициент термистора отрицателен и умень-шается обратно пропорционально квадрату абсолютной температуры

 

α= _θ ^B ₂.

 

 

БЛАНК ОТЧЁТА О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №4

«Исследование датчиков температуры»

Ф.И.О. студента_____________________________

Группа_____________________________________

Дата_______________________________________

Преподаватель______________________________

 

Схема экспериментальной установки для исследования датчика температуры ТМ 106, представленная на рисунке 4:

ИПН – источник постоянного напряжения; R 1 –измерительный резистор;

 

V –вольтметр(типа ВЗ-38или ВЗ-39)

Рисунок 4

 

Результаты измерений записать в соответствии с таблицей 3.5

 

Таблица 3.5 - Результаты измерений

 

 

U ИПН,В	U R 1,В	I Д,мА	U Д,,В

 

Экспериментально определить градуировочные характеристики датчиков ТМ 106 и 405.213 R _Д (t °) в диапазоне температур t °= (20 – 100)°С.Для этого необходимо собрать схему в соответствии с рисунком 5.Измерения электрических сопротивлений датчиков производить че-рез 5°С изменения температуры. Результаты измерений занести в табл. 3.6.

Рисунок 5

 

Таблица 3.6-Результаты измерений градуировочные характеристики датчиков
t °,С		R Д,Ом
	ТМ 106		405.213

Вопросы для самоконтроля:

1. Укажите назначение температурных датчиков в автомобиле.

2. Что такое температурный коэффициент сопротивления

3. Из каких основных узлов состоит автомобильный термометр

 

 

      

 

Работу выполнил студент

 

«_____» ____________ 20_____

___________________________

(номер по журналу и подпись)

Работу принял преподаватель (мастер)

 

«_____» _______________ 20_____     

_______________________________

(подпись)