洛陽柴油發(fā)電機 機油壓力傳感器的工作原理

為了更好地理解重型電控柴油機所用典型傳感器的工作原理，以機油壓力傳感器為例來進行說明。
機油壓力傳感器的電阻值隨著發(fā)動機機油壓力的變化而改變，機油壓力傳感器將輸出一個模擬電壓信號。機油壓力變化引起傳感器的電阻值改變，使傳感器一電阻-蓄電池電路的電流發(fā)生改變，在通過電阻的電流增大的同時，作用于電阻上的電壓也相應地增大，因此，在發(fā)動機運轉過程中，機油壓力的任何變化都會通過經由模/數(shù)轉換系統(tǒng)進行相應處理，使傳感器的輸出電壓反映出壓力的變化。
機油壓力傳感器的感測范圍為0~448kPa，輸出更新率為1次/S，分辨率3.44kPa/bit。在發(fā)動機運轉期間，如果傳感器發(fā)生了故障，儀表板上用于檢查發(fā)動機的報警燈就會點亮。如果機油壓力太低，而且檢測到了發(fā)動機的轉速信號，檢查發(fā)動機燈就會點亮，ECM 將使發(fā)動機停機。不安全的機油壓力將導致發(fā)動機停機燈（SEL）點亮，30s后ECM 將執(zhí)行發(fā)動機停機程序。如果發(fā)動機具有延時停機（SEO）功能，按下 SEO按鈕將使停機過程延遲，但只能使用兩次；之后，ECM 將使發(fā)動機停止運轉。
為了便于說明，假設通過電壓控制振蕩器（VCO）的A/D轉換器，將進人機油壓力傳感器的電壓從模擬信號轉換為數(shù)字信號，傳感器的電壓變化范圍是0~10V，如前所述，數(shù)字系統(tǒng)的典型方波信號如圖6-13所示，數(shù)字信號的幅值（電壓強度）變化為非常快速的通斷反應，Ov 代表邏拜數(shù) 0,5V 幅值代表邏輯數(shù)1。
如果選擇合適的比例，使對應于發(fā)動肌機油壓力0~448kPa 的壓力變化轉換為0~10V 電壓變化，假設 VCO 的輸出根據(jù)發(fā)動機機油壓力的變化在0~10V 之間振蕩，對應于0~10V 的VCO輸人信號，電正信號的 率（發(fā)生頓度）將在 40-1000t、之間變化、或者話。40-100 次/3:0、1ov之開的電壓改變將引起 60t的頻事差，VC0 的電壓輸出端連接到與 銀門
（AND）的一個輸人端。
與門位于 VCO的右側，VCO的輸出端連接到與門的一個輸人端，在與門的另一個輸入端保持邏輯位為1時，與門的輸出將是 VCO輸出的再現(xiàn)，但當另一個輸人為邏輯0時，與門的輸出將恒定為邏輯O，因此，通過控制另一個輸人的邏輯位，就可以使與門在給定時間內讓 VCO的輸出脈沖通過；之后，與門將轉入阻塞狀態(tài)，然后與門再次開通，該過程將周而復始地重復進行下去。
為了進行量度，認為發(fā)動機的機油壓力為0存在，還認為OV 電壓通過機油壓力傳感器電阻，當機油壓力為0時，輸出頻率等于 400Hz；當發(fā)動機運轉且機油泵產生448kPa的壓力時，電壓值為 10V,VCO 的輸出頻率為 1000Hz。如果假設發(fā)動機的機油壓力是線性提高（逐漸直線增加）的，就在機油壓力、電壓和頻率之間產生直接聯(lián)系。由于在 400~1000H2量度范圍內代表0~448kPa，這意味著在這兩個數(shù)字之間有600Hz的變化，通過確定 VCO 輸出頻率的比例就可以對應給定的機油壓力。例如，224kPa 機油壓力對應5V 電壓信號，頻率則為400~1000Hz的中間，即700Hz。因此，將傳感器感受的機油壓力轉換VCO的輸入電壓，進而轉換為 VCO的輸出頻率是非常容易的。Detroit71、92、50、55、60系列柴油機的DDEC系統(tǒng)所用的機油壓力傳感器的更新率為1次/s，所以，當機油壓力為448kPa 時，VCO將在每秒內輸出一個對應于機油壓力的信號，在我們所講的例子中，這就相當于VCO在1s內輸出1000個方波脈沖（數(shù)字化形式）。
為了更好地分辨或監(jiān)測系統(tǒng)機油壓力的變化，可以將邏輯門的開通時間設定為0.1s，這可以通過將與門另一個輸人邏輯1的周期設定為0.1s來實現(xiàn)。通過采用一個頻率固定力1000Hz的方波振蕩時鐘來保證這種工作狀態(tài)，時鐘振蕩的輸出直接通過一系列邏輯集成電路（1C）并將輸人以10個脈沖為一組進行有效計數(shù)。從圖6-14看出，該時鐘以1000Hz的百分之一進行分組，即1000Hz信號除以100 得到一個頻率為10Hz的方波輸出，所以，信號的時間周期就是0.1s。
如果邏輯門的開通時間0.1s，那么，在邏輯門每次開通期間，只要機油壓力保持448kPa，就有100個方波通過。當發(fā)動機轉速降低或者機油壓力減小到224kPa時，VCO的頻率將從1000Hz減小到700Hz，這意味著在0.1s內只有70個方波脈沖通過邏輯門。當10Hz信號是邏輯1輸人時，VCO的輸出將通過與門；當10Hz信號是邏輯0時，與門的輸出將是邏輯0。所以當機油壓力是448kPa時，內部數(shù)字時鐘計數(shù)器將在0.1s內計數(shù)100個方波脈沖；在機油壓力為224kPa 時，它在0.1s內計數(shù)70個方波脈沖；在機油壓力為0時，計數(shù)器在0.1s 內只計數(shù)40個方波脈沖。時鐘計數(shù)器的輸出隨后被輸入到作為解碼器和未級前置放大器的集成電路，驅動向駕駛員顯示發(fā)動機機油壓力狀態(tài)的數(shù)字顯示器。解碼器和末級前置放大器的輸出是一個鎖存輸出，即僅在圖6-14中的D輸人一個鎖存脈沖時其輸出才會改變。

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