مقدمه:
بطور کلی موقعیت سنجی از روش های مختلف زیر قابل حصول است :
خازنی
جریان یورشی
نوری
مقاومتی
سونار
لیزری
پیزوالکتریک
القایی
مغناطیسی
سنسور های مغناطیسی برای بیش از 2000سال است که در حال استفاده می باشند. کاربرد اخیر سنسورهای مغناطیسی در رهیابی یاناوبری(Navigation) می باشد.
سنسور های مغناطیسی از آهنربای دائمی و یا آهنربای الکتریکیِ تولید شده از جریان ac و dc استفاده می کند. سنسورهای مغناطیسی ، بطور کلی ، بر میدان مغناطیسی عمل می کنند و ویژگیهای آنها تحت تاثیر میدان مغناطیسی تغییر می کند. از ویژگیهای این سنسورها غیر تماسی بودن (Non contact) آنهاست. در آنها هیچ اتصال مکانیکی میان قسمت های متحرک و قسمت های ثابت وجود ندارد. این خاصیت منجر به افزایش طول عمر آنها شده است. علاوه بر این لغزش قسمت های متحرک بر هم، در دیگر سنسورها مثل پتانسیومتر باعث ایجاد نویز می شود، که این مشکل در سنسورهای مغناطیسی رفع شده است.
سنسورهای مغناطیسی به سبب ساختار مناسبی که دارند در محیط های آلوده، چرب و روغنی بخوبی عمل می کنند و به همین علت در اتومبیل و کاربرد های این چنینی بسیار مفید هستند.
سنسورهای مغناطیسی بر مبنای رنج میدان اعمالی بصورت زیر تقسیم بندی می شوند:
Low field : کمتر از 1mG
Medium field : ما بین 1mG و 10G
High field : بالاتر از 10G
جابجایی ( Displacement ) به معنی تغییر موقعیت است. سنسورهای جابحایی به دو نوع افزایشی ( Incremental ) و مطلق ( Absolute ) تقسیم می شوند. سنسور های افزایشی میزان تغییر بین موقعیت فعلی و قبلی را مشخص می کنند. چنانچه اطلاعات مربوط به موقعیت فعلی از دست برود، مثلا منبع تغذیه دستگاه قطع بشود، سیستم باید به مبدا خود منتقل شود.( reset شود.) در نوع مطلق موقعیت فعلی بدون نیاز به اطلاعات مربوط به موقعیت قبلی بدست می آید. نوع مطلق نیازی به انتقال به مرجع خود را ندارد. معمولا سنسورهای جابجایی مطلق را سنسورهای موقعیت ( Position sensor ) می نامند.
بطور کلی زمانی که بخواهیم کمیت های فیزیکی مانند جهت ، حضور یا عدم حضور ، جریان ، چرخش و زاویه را اندازه گیری کنیم و از سنسورهای مغناطیسی استفاده کنیم ، ابتدا بایستی تا این کمیت ها یک میدان مغناطیسی را بوجود آورند و یا تغییری در میدان مغناطیسی یا در خصوصیات مغناطیسی سنسور ایجاد نمایند و در نهایت سنسور این تغییر را احساس نموده و آنرا با یک مدار بهسازی به جریان یا ولتاژ مناسب تغییر دهیم.
در ادامه اصطلاحاتی جهت یادآوری بیان می شود:
شدت میدان مغناطیسی (Magnetic field intensity) : آنرا با H نمایش می دهند و نیرویی است که شار مغناطیسی را در ماده به حرکت در می آورد. به همین علت بدان نیروی مغناطیس کنندگی (Magnetizing force) نیز می گویند. واحد آن آمپر بر متر می باشد.
چگالی شار مغناطیسی (Magnetic flux density) : آنرا با B نمایش می دهند. میزان شار مغناطیسی است که در واحد سطح ماده توسط نیروی مغناطیس کنندگی بوجود آمده است. واحد آن نیوتن بر آمپر بر مترمربع می باشد.
نفوذپذیری مغناطیسی (Magnetic permeability) : آنرا با نمایش می دهند. توانایی و قابلیت ماده جهت نگهداشتن و عبور شار مغناطیسی است. در فضای آزاد رابطه
بر قرار است که نفوذ پذیری مغناطیسی فضای آزاد است و برابر می باشد. درسایر مواد رابطه به شکل خواهد بود که و نفوذ پذیری مغناطیسی نسبی ماده می باشد.
هیسترزیس ( Hysteresis ) : پدیده ای است که در آن حالت سیستم وارون پذیر نمی باشد. در یک سنسور جابجایی یا موقعیت این پدیده باعث می شود تا مقدار خوانده شده در یک نقطه توسط سنسور هنگام رسیدن بدان از بالا و پایین تفاوت بکند. شکل زیر این پدیده را نشان می دهد.
هیسترزیس مغناطیسی (Magnetic hystresis) : زمانی که یک ماده فرومغناطیسی در یک میدان مغناطیسی متغیر قرار می گیرد به سبب عقب افتادگی چگالی شار (B) از نیروی مغناطیس کنندگی (H) ، این پدیده رخ می دهد.
اشباع مغناطیسی (Magnetic saturation) : حد بالای توانایی یک ماده جهت عبور شار مغناطیسی از خود است
دقت کنید که سنسور اکسیژن فیدبک اصلی ECU است و تنها مکانیسم اصلاح کننده این سیستمه. پارامترهای دیگه رو شما میتونید ثابت بذارید و وابستگیش رو به مقدار واقعی قطع کنید. مثلا یک مقاومت یا رئوستای مناسب جاشون بذارین.
اما سنسور اکسیژن نشانگره اینه که آیا ECU به لاندای هدفش رسیده یا نه. اگر نرسیده بود با اصلاح مقدار پاشش سوخت تلاش میکنه به لاندای ایده آلش برسه. پس دستکاری این سنسور باید به نحوی باشه که ولتاژ حاصل بطور مستقیم به سنسور اصلی اکسیژن وابسته باشه. بطور تئوری یعنی اینکه میتونید یه ولتاژ مثبت یا منفی باهاش سری کنید با همون فاز و فرکانس.
اگر وابسته نباشه یعنی یک منبع ولتاژ AC جاش بذارین ECU حسابی گیج میشه و میفته توی یک حلقه کاهش تدریجی سوخت تا ماشین خاموش بشه یا توی یک حلقه افزایش تدریجی سوخت تا حداکثر ممکن و خام سوزی و احتمالا خفه کردن و خاموش شدن ماشین.
پس نمیتونید یک منبع ولتاژ مستقل جاش بذارین.
اما شما دنبال بالا بردن توان بعنی غنی کردن سوخت هستید. پس باید لاندا را بیشتر از مقدار واقعی نشون بدین. یعنی ولتاژ سنسور اکسیژن کمتر بشه. بهترین راه حلها همونطور که خودتون اشاره کردید:
یکی استفاده از یک مولد ولتاژ نوسانیه که کاملا به سنسور اکسیژن سینک باشه (همفاز و هم فرکانس). که احتیاج به یک مدار پیچیده داره.
دیگری هم استفاده از مقاومت مناسب است. متاسفانه ISP من عکس مداری که رها معرفی کرده رو نمی یاره. به نظر من باید از مقاومتهای در حد اهم شروع کنید.
سنسور فشار گاز کولر
سنسور فشار گاز کولر
...........................................................
سنسور فشار ودمای هوای منیفولد پژو206
سنسور فشار ودمای هوار ورودی منیفولد برای خودروی پژو 206
...........................................................
سنسور فشار هوای منیفولد 405
سنسور فشار هوای ورودی منیفولد جهت خودروهای پلتفرم پژو 405 (مانند سمند، پژو پارس...)
.......................................................
سنسور فشار 10 بار
سنسور فشار 10 بار
...........................................................
سنسور فشار ودمای هوای ورودی منیفولد خودرو پراید
سنسور فشار ودمای هوای منیفولد پراید
سنسور های مجاورتی Proximity Sensor
در دو طرح زیر 4 سنسور اثرهال با خروجی دیجیتالی که بر یک صفحه آلومینیومی قرار گرفته اند نشان داده شده است .در شکل اول سنسورها تک قطبی و در شکل دوم سنسورها دو قطبی هستند.
تک قطبی
دوقطبی
سنسور ماشین های اداری
دستگاههای فتوکپی، فاکس، پرینترهای کامپیوتر از این سنسورها می توانند استفاده کنند.
برای مثال پرینتر، جهت دریافت وجود کاغذ و نیز جریان کاغذ ازسوئیچ های اثرهال استفاده می کنند.
ویژگی : بدون تماس - بدون اعمال نیروی اضافی - عمر طولانی
سنسور موقعیت چندگانه (Multiple position sensor)
شکل مقابل سنسور اثرهال را در کنار 3 مقایسه کننده ولتاژ نشان می دهد این سنسور چندگانه دارای 3 خروجی دیجیتالی است.
سنسور ضد لغزشی Anti-Skid sensor
شکل زیر راه حلی را برای کنترل نیروی ترمز یک چرخ نشان میدهد. هدف این است بدون اینکه چرخ به اصطلاح قفل شود اتومبیل درحداقل زمان ممکن متوقف شود.
در این سیستم سنسور بگونه ای قرار گرفته است که یک چرخ دنده داخلی را حس می کند. زمان عکس العمل سیستم توقف بر مبنای فرکانس سیگنالی که سنسور تولید می کند تخمین زده می شود.
سنسور موقعیت پیستون (Piston detection sensors)
در شکل مقابل روشی جهت موقعیت سنجی پیستون در یک سیلندر غیر آهنی داده شده است. درحالت نخست آهنربا هایی را در درون پیستون به گونه ای قرار می دهند تا توسط چند سنسور اثرهال با خروجی خطی دریافت شوند.
در حالت دوم از یک پیستون آهنی و آهنربا و سنسور اثرهال استفاده می شود. در این حالت نیاز است تا مشخصات سیستم مغناطیسی بطور مطلوبی در دسترس باشد.
برقراری های استفاده از اثرهال در این موقعیت سنجی به شرح زیر می باشد:
1- ابعاد کوچک سنسورها
2 - عدم نیاز به منبع قدرت خارجی برای آهنرباها
3 - رنج دمایی بزرگ از 40°c تا 150°c
4 - توانایی عمل در محیط کثیف و آلوده
عملکرد سیستم
1-چهارسنسور سرعت که بر روی چرخهای جلو وعقب نصب می گردد .وظایف این سنسورها اعلام سرعت چرخها به برد الکترونیکی بوده که این برد نیز باتوجه به جداول موجود در حافظه خود میزان سرعت چرخها را براورد کرده وپیغامی به واحد فعال کننده خود می فرستد .این واحد نیز با توجه به اطلاعات دریافت شده میزان فشار روغن بهینه را به هر چرخ اعمال می کند که همین توزیع مناسب فشار باعث جلوگیری از قفل شدن چرخها خواهد شد.
این سیستم جهت جلوگیری از قفل شدن چرخها می باشد .چرخهای خودرو هنگامی قفل می شود که فشار روغن بطور متناسب بین چرخها توزیع نگردد که این ایراد در مواقعی که خودرو با شتاب منفی (توقف ناگهانی ویا کاهش سرعت ناگهانی) روبرو می گردد پدید می اید.در سطوح لغزنده این حالت بیشتر پدید می اید.
هرساله بدلیل قفل شدن تایرها خسارات جانی ومالی متوجه رانندگان می گردد ودر حال حاضر در بیشتر شرکتهای خودروساز جهانی این سیستم بر روی خودروها نصب می گردد.
سنسور فشار هوا
با توجه به اینکه در خودروهای انژکتوری ، کاربراتور ودلکو حذف گردیده وبجای ان ECU قرارگرفته و مزیت این قطعه انستکه دیگر خودرو نیاز به تنظیم کردن ندارد و همواره خودتنظیم است
ECU با توجه به اطلاعاتی که از سنسورهای موجود در خودرو می گیرد نسبت به این اطلاعات از خود عکس العمل نشان داده و میزان پاشش انژکتورها را با توجه به این پارامترها تنظیم می کند .
یکی از این سنسورها سنسور فشار هوا یا MAP SENSOR می باشدکه مخفف(MANIFOLD AIR PRESURE) می باشد.
البته در اینجا قصد ندارم که در مقوله مشخصات فنی این قطعه بحث تخصصی داشته باشم که باعث ملالت برخی از عزیزان گردد ولی جهت نیل به ازدیاد اطلاعات عمومی شما خواننده محترم مطالبی را به روش ایجاز بیان می کنم.
همانگونه که می دانیم در اثر کاهش یا افزایش ارتفاع در مناطق مختلف که خودرو در ان موقعیتها قرار می گیردفشار هوانیز فرق می کند واین اختلاف فشار هوا می تواند تاثیر به سزایی بر نحوه عملکرد خودرو داشته باشد و مثلا در خودروهای کاربراتوری اگر فرضا از تهران به رشت برویم معمولا تنظیم خودرو بهم میخورد که این حالت برای راننده کاملا ملموس می باشد.
سنسور فشار هوای ورودی بر روی منیفولد هوای ورودی قرار گرفته و ساختمان این سنسور به گونه ای است که این اختلاف فشار هوا را حس کرده وبا این عمل اطلاعات مربوط به این اختلاف فشار را به ECU می فرستد و به ECU اعلام می کند که با توجه به فشار کنونی میزان پاشش انژکتور را تنظیم نماید وبا این عمل موتور خودرو بصورت خودکار تنظیم می گردد.
درضمن لازم به ذکر است که در خودرو ی PEUGEOT206 با موتور ۱۴۰۰کهتولیدات فعلی شرکت می باشد یکعدد سنسور اکسیژن وجود دارد که در بالای منیفولد اگزوز نصب شده است ووظیفه ان تنظیم مقدار مونواکسید کربن خروجی می باشد .
در موتورهای ۱۶۰۰ دوعدد سنسور اکسیژن وجود دارد(در حال حاضر تنها تعداد حدودا ۵۰۰ خودرو PEUGEOT206 با موتور ۱۶۰۰ در ایران تولید شده است.)
این خودرو دارای ۱۲ عدد سنسور می باشد که هرکدام از این سنسورها معرف خاصیتی از سیستم برای تعریف در ECUمی باشند. خودروی پژو۲۰۶ (تیپ مالتی پلکس) علاوه بر ECUدارای BSIنیز بوده (BUILT-IN SYSTEM INTERFACE) و این قطعه در زیر داشبورد درطرف راننده نصب می شود و هر دوقطعه ای که بخواهند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند باید از طریق این سیستم به یکدیگر متصل شوند
سیستم انزکتوری
این سیستم ترکیب شده از:
1:کنترل یونیت سیستم سوخت رسانی وجرقه
2:باک بنزین
3:پمب بنزین برقی
4:رله دوبل
5:فیلترسوخت
6:انزکتور
7:رگلاتورفشار بنزین
8:مجرای توزیع سوخت ومانیفولدهوای ورودی
9:دریچه گاز
10:پتانسیومتردریچه گاز
11:اسپموتور
13:سنسورفشار مانیفولدر هوای ورودی
14:سنسور دمای مایع سیتم خنک کنندهموتور
15:سنسور دور موتور
16:کوئل دوبل
17:باتری
18:سویچ اصلی
19:لامپ عیب یاب سیستم سوخت رسانی وجرقه
20:کانکتوراتصال به دستگاه عیب یاب
21:سنسوردمای هوای ورودی
23:پیش گرم کن دریچه گاز
25:سنسورسرعت خودرو
چرا باید MAXPower را حداقل در فاصله 10 سانتیمتری از سنسور های الکتریکی نصب کرد؟
ج ) در وسایل نقلیه مدرن و جدید بیشتر از موتورهای انژکتوری استفاده می شود که این سیستمها در ساختار خود دارای اجزاء و قطعات متعدد الکتریکی هستند. این سنسور ها به آسانی قابل تعبیه نیستند و تعدادی از آنها نیز به صورت ثابت در محل خود نصب می شوند .
از آنجایی که MAXPower یک محصول قدرتمند الکتریکی میباشد . روی ابزار و قطعات الکتریکی تاثیر می گذارد و باعث می شود که سنسور وظیفه تعریف شده ساختاری خود را ارائه نکند بنابراین در نظر گرفتن یک فاصله مناسب جهت حفظ امنیت کارکرد هر یک از قطعات ، ضروری به نظر می رسد .