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 еВ /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)
