洛陽柴油發電機 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，在發動機運轉過程中，機油壓力的任何變化都會通過經由模/數轉換系統進行相應處理，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。在發動機運轉期間，如果傳感器發生了故障，儀表板上用于檢查發動機的報警燈就會點亮。如果機油壓力太低，而且檢測到了發動機的轉速信號，檢查發動機燈就會點亮，ECM 將使發動機停機。不安全的機油壓力將導致發動機停機燈（SEL）點亮，30s后ECM 將執行發動機停機程序。如果發動機具有延時停機（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字信號，傳感器的電壓變化范圍是0~10V，如前所述，數字系統的典型方波信號如圖6-13所示，數字信號的幅值（電壓強度）變化為非常快速的通斷反應，Ov 代表邏拜數 0,5V 幅值代表邏輯數1。
如果選擇合適的比例，使對應于發動肌機油壓力0~448kPa 的壓力變化轉換為0~10V 電壓變化，假設 VCO 的輸出根據發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，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，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系。由于在 400~1000H2量度范圍內代表0~448kPa，這意味著在這兩個數字之間有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（數字化形式）。
為了更好地分辨或監測系統機油壓力的變化，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。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，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。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，內部數字時鐘計數器將在0.1s內計數100個方波脈沖；在機油壓力為224kPa 時，它在0.1s內計數70個方波脈沖；在機油壓力為0時，計數器在0.1s 內只計數40個方波脈沖。時鐘計數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動機機油壓力狀態的數字顯示器。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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