Lastik Basınç ve Araç Dinamiklerini Takip Etmek için Mekanik Sensörler

Lastik Basınç ve Araç Dinamiklerini Takip Etmek için Mekanik Sensörler

Modern araçlar, güvenlik, verimlilik ve performans sağlamak için sofistike bir sensör ağına güveniyor. Elektronik sensörler birçok uygulamaya hükmedirken, mekanik sensörler, lastik basıncı ve araç dinamikleri gibi kritik parametreleri izlemede önemli bir rol oynamaya devam ediyor. Bu sensörler, özellikle sert otomotiv ortamlarda değerli olan fiziksel ilkeler aracılığıyla çalışır.

Mekanik Sensörler Nedir?

Mekanik sensörler, onları mekanik bir yanıta dönüştürmek için fiziksel miktarlarda değişiklikleri tespit eden cihazlardır, örneğin, baskı ölçüm veya mikroişlemcilere güvenen elektronik sensörler, mekanik sensörler genellikle ilkbaharları, emiciler, Bourdon tüpleri, pendulumlar veya iplik kitleleri. Örneğin, bir baskı ölçüm pozisyonu - veya elektrik sinyaline güvenen elektronik sensörlerin aksine, ayrı bir mekanizmayla transariptiğe bağlanabilir.

Otomotiv uygulamalarında kullanılan yaygın türler şunlardır:

• [FONT:0)Diaphragm sensörleri[[Dönetici: Basınç değişimi altında esnek bir membran deflects; deflection mekanik veya optik olarak ölçülmektedir.
• [FONT:0)Bourdon tüp sensörleri[[Dönetici: Bir eğrili tüp iç baskı altında düzelir, bir bağlantı veya noktalayıcı hareket eder.
• [FONT:0]Spring-mass accelerometreler[Dönetici: Bir baharda bir toplu askıya alındı, hız altında bir konutla karşı karşıya kalır; hareket kuvvet gösterir.
• [FONT=0]Mechanical gyroskops[DÜT:1): Bir iplik rotoru yönlendirmeyi sürdürüyor; precession veya to tork bir oran gösterir.
• [FONT:0)Lever ve bağlantı sistemleri[Dön 1: 1): Bir çubuk veya kolun yerleşmesi bir sensör mekanizmasına hareket eder.

Bu sensörler sağlamlığı için değerlidir: bataryalar olmadan çalışırlar, birçok elektromanyetik müdahale türüne bağışıklık sağlarlar ve aşırı sıcaklıklar ve titreşim hayatta kalabilirler. Yüksek çözünürlüklü elektronik sensörler kadar hassas değildir, ancak birçok güvenlik-kahkalama ölçümleri için, onların güvenilirlikleri ticaret-offu sıkı tutar.

Mekanik Lastik Basınç İzleme Sistemleri

Lastik basıncı doğrudan araç işleme, frenleme mesafe, yakıt ekonomisi ve lastik ömrü etkiler. Mekanik sensörler baskıyı izlemek için on yıllardır kullanılmıştır, genellikle valf kökleri veya panjur göstergelerine entegre edilebilir. Bugün, elektronik olarak ortaya çıkıyor ve elektronik olarak kapatılmış olan bazı ticari ve yol dışı araçlarda görünürler. ).

Mekanik TPMS Nasıl Çalışır

En yaygın mekanik lastik basıncı sensörü, lastik içinde veya kapak kapağında oturan bir diyafram temelli göstergedir. Bir eşiğin altında baskı azalırken, bir renk kodlanmış bayrak (örneğin, yeşil, kırmızıya) veya bir demleyiciye yol açar.

Daha gelişmiş bir mekanik yaklaşım, tekerlek merkezine veya taksiye monte edilen bir arama göstergesine bağlı olarak bir Bourdon tüpü kullanır.Bu sürekli baskı okumasını sağlar, mekanik karmaşıklık eklemek için bir dönüştüsü gerektirir.Böyle sistemler elektronik TPMS yaygın hale gelmeden önce ağır kamyonlarda yaygındır.

Mekanik TPMSMS Avantajları

• [FONT:0) Hiçbir bataryaya ihtiyaç duyulmadı[Dönem: Aşırı sıcaklıklardaki ölü bataryalar nedeniyle başarısızlık.
• [FONT:0)Extreme dayanıklılığı[DÜT:1): Etkilerine, çamura ve elektronik korozyon olmadan tuza dayanabilecektir.
• [FONT:0]Simple visual check[[[Dönetici: Özel araçlar gerekli değildir; sürücü bir bakışta renk görür veya pin görür.
• [FONT:0) Birim başına düşük maliyet[[DÜT:1): Havaya veya tarımsal ekipmanlar gibi hassas uygulamalar için idealdir.

Sınırlamalar

• [FONT:0] Gerçek zamanlı iletim ([Dönemli: Sürücü her lastiği manuel olarak incelemeli, bu nedenle düşük baskı bir sonraki kontrole kadar önemsiz olabilir.
• [FONT=0) Düşük doğruluk[[Döneticiler ±2-3 psi çözümü sunar, elektronik sensörler ±0.5 psi kazanırken.
• [FONT:0]Manual reset[DÜT:1]: Bazı mekanik bayraklar yeniden girişten sonra sıfırlamalı, bakım adımları eklemek zorundadır.
• [FONT:0]Space kısıtlamaları[[Dönetici: Bulky arama ölçümleri modern düşük profilli tekerleklere sığmak zor.

Bu dezavantajlara rağmen, mekanik TPMS, uzaktan alanlarda çalışan araçlar için uygulanabilir bir çözüm, aşırı soğuk veya elektronik güvenilirlik tehlikeye atıldığı ortamlar için uygulanabilir bir çözüm olarak kalır.Birçok madencilik ve askeri kamyon hala mekanik göstergeleri bir yedekleme olarak belirtir.

Araç Dinamikleri için Mekanik Sensörler

Araç dinamikleri ivme, frenleme güçleri, süspansiyon hareketi ve yaw oranı. Bu ölçümler stabilite kontrolü, anti-lock frenleme ve traksiyon sistemleri ile beslenir. Modern araçlar ağırlıklı olarak MEMS (mikro-electromechanical) sensörleri kullanırken, mekanik sensörler erken sistemler için temeli ortaya koydu ve hala bazı nişlerde görünüyor.

Accelerometreler

Geleneksel mekanik hız ölçerler ilkbaharlarda veya cantilevers'te askıya alınan bir kanıt kütle kullanıyor. Hızlandırma altında, konuta göre kütle yer alan, dirençli bir iz veya manyetik bir pozisyon göstergesinde hala kullanılır.The Printer (veya mekanik nokta) güçlendirici.

Yaw Rate için Gyroskoplar

Mekanik gyroskoplar - gimbals'te monte edilen tekerlekler - bu cihazlar son derece doğru ama büyük, pahalı ve aşınma-sonuçları, bir algılama elementine toplan.Bu torklar bir bahar yüklenmiş bir kolu, hangi elektrik sinyaline dönüştürülebilir veya dönüştürülebilir.Bu cihazlar son derece doğru ama büyük, pahalı ve pahalı, ve aşınma-prone.

Suspension Seyahat ve Yük Sensörleri

Mekanik levers ve bağlantı genellikle süspansiyon yerlerini ölçmek için kullanılır. Daha düşük kontrol koluna bağlı bir çubuk güçlü birometre kolu döndürür veya bir mıknatıs geçmişi bir Hall etkisi sensörüne taşınır. algılayıcı genellikle elektronik olsa da, mekanik bağlantı, saf olarak mekanik göstergeler kullanan sağlam, doğrudan bağlantı sağlar.

Güvenlik Sistemlerindeki Uygulamaları

Mekanik sensörler tarihsel olarak güvenlik sistemleri için integral olmuştur ve elektronik sensörlerin risk altında olabileceği rollerde hizmet etmeye devam ederler.

Anti-lock Braking (ABS)

Erken ABS sistemleri mekanik bir tekerlek hızı sensörü kullandı: bir dişli tekerlek ve yeniden bir anahtar veya Hall sensörü. Fakat 1970'lerde tamamen mekanik bir ABS vardı - Dunlop Maxaret, uçakta ve bazı ağır kamyonlarda kullanılan ve fren davulu çiftti. Bugün de tekerlek delence çok hızlı bir şekilde çok daha hızlı bir şekilde çalışırdı, mekanik algılar üzerinde çalışmaya neden oldu.

Elektronik Stability Control (ESC) Giriş

Modern ESC sistemleri elektronik yaw oranını birleştirir, daha sonra hızlanır ve eğim başarısız olduktan sonra bile temel stabilite müdahalesini sağlar: bir pendulum veya ilkbahar tabanlı daha sonraki bir hidrolik valfi tetikleyen bir hız ölçer.Bu "limp-home" işlevi, sensör başarısızlığından sonra bile temel stabilite müdahalesini sağlar. Mekanik sensör eylemleri birincil bir ölçüm değildir, ancak genel sistem güvenliğini artırır.

Traction Control

Bazı tüm deniz araçlarında, elektrikli bir motor sentrifugal valisi sürücüdeki axle duyup kaybediyorsa, bir tekerlek beklenenden daha hızlı dönerse, vali o mekanik olarak bu tekerleke bir fren veya kesintiye uğratır.Bu basit mekanik geri bildirim, herhangi bir elektronik kontrol ünitesi olmadan çalışır, derin çamurda veya suda çalışan araçlar için ideal kılar.

Mekanik Sensörlerin Faydaları ve Sınırlamaları

Mühendislerin doğru sensör teknolojisini seçmelerine yardımcı olmak için, aşağıdaki tablo anahtar ticaretlerini özetliyor. (Not: HTML çıktısı için, bir liste formatı daha temiz; bir masa çalışır ama listeler okuyucuların arasında daha güvenilir olacaktır.)

Faydaları Faydaları Faydaları

• [FONT=0) Aşırı ortamlarda yüksek güvenilirlik[[Dön 1: 1): Sıcak, soğuk, ne de vibrasyondan başarısız olmak için elektronik yoktur.
• [FONT:0]Zero güç tüketimi pasif tipler için ): Mekanik göstergeler EVs ve yardımcı sistemlerde batarya yaşamını korumak için elektrik gerekmez.
• [FONT:0]Simple bakım ve onarım[Dönetici: Genellikle yazılım recalibrasyon veya tanı aletleri olmadan kullanılabilir.
• [FONT:0)Inherent güvenlik davranışı[Dönetici: kırık bir bahar veya bağlantı genellikle güvenli bir pozisyona varsayılan varsayılan olarak varsayılan olarak (örneğin, basınç ölçüm sıfır okunur).
• [[Düzücüler:0) Düşük birim temel işlevleri için maliyete mal olur[Dön 1: 1 ): Basit diyaframlar ve Yararlılar üretmek için sente mal olur.

Sınırlamalar

• [FONT=0) Düşük doğruluk ve karar[Dönetici: Mekanik histeriler ve sürtünme limitleri tam ölçek% 1-2 ile sınırlı.
• [FONT:0) Gerçek zamanlı veri iletimi yok [[Dönetici: Doğrudan mekanik darbe veya görsel denetim gerektirir; ek elektronik olmadan bir CAN otobüsüne entegre edilemez.
• [FONT:0]Zamanın üzerinde [[Dönetici: Hareketli parçalar yorgunluk, korozyon ve bağlayıcı; elektronik sensörler hareketli parçalara sahiptir.
• [FONT:0]Larger büyüklüğü ve ağırlık): Geared mekanizmalar ve Bourdon tüpleri silikon cipsinden daha serttir.
• [FONT:0]Dönemli dinamik yanıt[[Dönemli: Spring-mass sistemleri yeniden ortaya çıkabilecek doğal frekanslara sahiptir veya ölçüm gecikmesine neden olabilir.

Elektronik Sistemlerle Bütünleşme

Mekanik sensörlerin geleceği saf mekanik ölçümde değil, ancak aparatlı bir elektrot:0)hybrid tasarımları), dijital iletişim etkinleştirirken mekanik algılama elemanları birleştirmektedir. Örneğin, bir Ultrasonik baskı sensörü, bir elektrik sinyali veya kapasitif elektrot ile çiftleştirilebilir, ancak sinyal bir elektrik sinyali üretebilir.

Bu hibrit sensörler zaten ticari araçlarda ortaya çıkıyor. algılama mekanizması tamamen fiziksel ve elektronik transdüksiyonu ekleyerek, mühendisler her iki dünyanın en iyisine ulaşır: elektronik bağlantı ile mekanik sensörlerin dayanıklılığı. Ayrıca tamamen elektronik MEMS cihazlarının kullanımı için daha kolay ve koruyabilirler, çünkü mekanik kısım elektronik elektronik elektronik elektronik bağlantıya dokunmadan ayarlanabilir veya değiştirilebilir.

Başka bir entegrasyon eğilimi, ESRAT'nin kullanımıdır:0) Mekanik sensörler yedekleme olarak algılanır[Dönetici: 1 ) Bu yaklaşım, hata toleransının kritik olduğu bağımsız araç platformlarına taşınır.

Future Trendleri

Malzeme bilimi ve üretimdeki ilerlemeler, otomotiv uygulamalarında mekanik sensörler için yeni fırsatlar yaratıyor.

Akıllı Malzeme

Şekil hafıza alaşımları ve pastazoelektrik polimerleri her iki algılayıcı ve hareket eden elementler olarak hareket edebilir. Bir şekli hafıza baharı kullanarak bir lastik basıncı sensörü, kritik bir basınçta şeklini değiştirebilir ve bir temas veya değişim rengine yakın, dışsal güç olmadan mekanik bir sinyal sağlayabilir.Bu malzemeler doğrudan lastik veya valf bileşenleri içine gömülür.

Miniaturization

Mikro-machining teknikleri bir kez elektronik için ayrılmış olan teknikler artık mekanik parçalara uygulanır. Küçük silikon ilkbaharlar ve spamlar - MEMS cihazları - mekanik sensörler. Ancak yeni katkı üretimi (3D baskı) metal ve polimer mikro-mekaniklik üretebilir, bu da bir valfin içine sığan mekanik baskı sensörlerine yol açabilir ve MEMS röleleri ile optik olarak veya MEMS röleleri iletir.

Enerji Enerjinin Enerjisi

Kendi gücünü hareket veya baskıdan yaratan transkript mekanik sensörler ilgi kazanıyor. Bir gıcık ve kablosuz bir sinyal üretmek için bir zoelektrikli bir spam kullanan bir lastik basıncı sensörü, bataryayı değiştirmeyi ortadan kaldırır. Bu mekanik algılama ve enerji hasatının bu hibriti uzun ömür, bakımsız TPMS’yi gerçeğe dönüştürebilir.

Mekanik Sensörler için Dijital Okunma

Mekanik göstergeler düşük güç LCD veya e-köprü ekranlarıyla eşleştirilir. A Bourdon tüpü veya Ultrasonik bir nokta taşır ve küçük bir mikroişlemci pozisyon optik olarak okur ve dijital baskı gösterir.Bu, sürücülere bir dijital sayının açıklığı ile birlikte bir mekanik ölçüm sunar, her zaman minimum güç.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Mekanik sensörler lastik basıncı ve araç dinamiklerini izlemek için temel teknoloji olarak kalır. Basitlik, dayanıklılık ve güvenlik açısından onları zor ortamlarda vazgeçilmez hale getirir ve elektronik sensörler daha yüksek hassasiyet ve bağlantı sağlarken, mekanik sensörler en iyi elektronik ile entegrasyonları sağlar - hibrit tasarımları, akıllı malzemeler ve enerji hasatları - mekanik algılama ilkelerinin on yıllar boyunca daha güvenli ve daha verimli araçlar sunmaya devam edeceğini varsayar.

Sensör teknolojileri hakkında daha fazla okuma için, kaynaklarını www.D.D.D[D) ile ilgili olarak inceler:0) ve [[Dönetici:2)Bosch Mobility Çözümleri[Döneticileri için[Döneticileri)[Döneticileri için [Döneticileri için)[Döneticileri için)[Döneticileri görebilmek için, MEMS sensörlerinde son gelişmeler için ayrıntılı olarak kontrol edilir.