Щелевые датчики

Принцип работы датчика основан на том, что при прохождении зубцов шторки в рабочем зазоре (рис. 2) происходит прерывание (модуля-

Ч V

Рис. 1

Магнит « / Выводы

шторки г

Ми про-схема

граб

Корпус

% отп

ивых 1

Рис. 2

Рнс. 3

ция) магнитного потока, падающего на элемент Холла микросхемы, и на выходе датчика формируется импульсный сигнал стандартного уровня. Выходной сигнал датчика ДМИ-1 при наличии зубца шторки в зазоре соответствует высокому уровню (логическая 1), а датчика ДМИ-2 - низкому (логический 0). Направление движения шторки в зазоре датчика любое.

Индукция В в зоне элемента Холла микросхемы датчика при перемещении зубца шторки вдоль зазора изменяется согласно графику, показанному на рис. 3, а. Вдвигающийся в зазор зубец шунтирует все большую часть магнитного потока, падающего на элемент Холла. При уменьшении индукции до порога отпускания Вдрп микросхемы на выходе датчика происходит смена уровня с О на 1 (рис. 3, б).

При выходе зубца из зазора индукция увеличивается и при достижении порога срабатывания В.рз5 происходит обратная смена уровня выходного напряжения с 1 на 0.

Минимальные размеры зубца-замыкателя для зубчатых шторок: толщина h=0,9 мм, ширина а=10 мм, ширина окна L=10 мм и высота зубца

Ь=10 мм. Максимальная толщина зубца ограничена шириной рабочего зазора датчика (2,4 мм).

Параметры датчиков при температуре 20 °С представлены в таблице.

Описанные датчики разработаны для использования в

Рис. 4

системе бесконтактного электронного зажигания двигателей современных легковых автомобилей. Датчик, устанавливаемый в прерыватель-распределитель двигателя, выполняет функцию бесконтактного прерывателя, определяющего моменты зажигания горючей смеси в цилиндрах. Шторку-замыкатель в этом случае изготовляют в виде стакана, по окружности которого прорезаны прямоугольные окна. Число окон равно числу цилиндров двигателя.

Шторка укреплена на валу распределителя так, что при вращении вала в зазоре датчика поочередно проходят окна и зубцы. При этом датчик формирует последовательность низковольтных прямоугольных импульсов искрооб-разования, которую система

Е1 ДМИ-1

К15107А

BAi Н10УД6

Рис. 5

Примечания: 1. Датчики ДМИ-2 снабжены защитой от бросков питающего напряжения, характерных для бортовой сети автотракторной техники. 2. Датчики устойчивы к воздействию масло-бензиновой смеси в соответствии с ГОСТ 3940-84.

зажигания преобразовывает в высоковольтные разряды в цилиндрах двигателя.

Датчик ДМИ-1 является полным аналогом датчиков 1AV2A и 1AV10A фирмы «Хо-невелл» (США), используемых в системах электронного зажигания отечественных автомобилей «Жигули» моделей ВАЗ-2108 и ВАЗ-2109 (с распределителем зажигания 40.3706), модернизированных автомобилей ВАЗ-2105 и ВАЗ-2107 (с распределителем 38.10.3706), а также автомобилей «Таврия» (с распределителем РЗ.53.3706).

Датчики ДМИ-2 могут работать в системах зажигания автомобилей ВАЗ-2101, ВАЗ-2106 и др.

При творческом подходе магнитные датчики могут быть использованы совместно с системами электронного зажигания заводского изготовления «Старт», «Искра-!», «Искра-2»

и др. в автомобилях «Волга», л Москвич» и «Запорожец». Заметим, что в этом случае конструкция токоразносной пластины на роторе распределителя указанных автомобилей потребует некоторой коррекции.

Перспективным, по нашему мнению, является использование датчиков в системах бесконтактного электронного зажигания четырехтактных и двухтактных лодочных бензиновых двигателей «Стрела», «Москва», «Ветерок», «Вихрь» и др. [4J, а также в приборах любительской судовой электроники - лагах, анемо-мерах, румбометрах - взамен герконов и индуктивных датчиков [5]. Пригодны магнитные датчики и для замены оптронных в любительских системах зажигания [6].

С применением описанных датчиков разработан ряд узлов, которые могут быть взяты за основу при конструировании различных устройств бытовой техники и радиолюбительской аппаратуры.

Так, например, на рис. 4 показана схема путевого (конечного) выключателя с мощным выходом. Шторку-замыкатель механически связывают с соответствующим звеном контролируемого механизма. При отсутствии замыкателя в зазоре датчика Е1 открыт транзистор VT1, а значит, и тринистор VS1. Поэтому через нагрузку тринистора, например, обмотку электромагнита Y1, протекает максимальный ток. При появлении зубца замыкателя в зазоре датчика транзистор и тринистор закрываются и ток через нагрузку прекращается.

Схема аналогового ограничителя числа циклов работы механизмов изображена на рис. 5. Он может отключать привод механизма через установленное заранее число циклов его работы. На том или ином звене механизма укрепляют шторку-замыкатель, входящую в зазор датчика один раз за цикл. При движении звена датчик вырабатывает импульсы, периодически открывающие транзистор VT1.

В те отрезки времени, когда транзистор открыт, конденсаторы С1 - СЗ заряжаются через резистор R4. Через несколько циклов зарядки напряжение на конденсаторе СЗ

увеличится до порога переключения компаратора, собранного на ОУ DA1. В этот момент на выходе устройства произойдет смена уровня напряжения с высокого на низкий. В результате сработает исполнительное устройство (на схеме оно не показано), останавливающее механизм. Порог срабатывания компаратора можно изменять под-строечным резистором R5.

На базе этого устройства можно разработать ограничитель частоты вращения вала, цикличности движения звеньев механизма и т. п.

Существенным преимуществом магнитного датчика перед оптоэлектронным является отсутствие внешнего источника излучения. По потреблению тока питания магнитный датчик гораздо экономичнее, а по конструкции проще оптронного. Поэтому магнитные датчики могут найти широкое применение как в станкостроении и робототехнике, на автотранспорте, в системах аварийной защиты и охранной сигнализации и других отраслях народного хозяйства, так и в радиолюбительской аппаратуре.

м. бараночников, ю. колесов, в. смирнов

г. Москва

ЛИТЕРАТУРА

1. Бараночников М. Л., Папу В. В. Микросхемы серии К1116.- Радио, 1990, № 6, 7, 8.

2. Львов М. Применение магни-тоуправляемых микросхем.- Радио, 1990, № 7.

3. Микросхемы Холла серии К1116КП. Параметры и применение. ПО «Гиперон».- Москва, 1991.

4. Сонин Е. К. Радиоэлектроника в катерах и яхтах.- М.: Радио и связь, 1982.

5. Тараторкин Б. С. Приборы для яхт и катеров: Справочник.- Л.: Судостроение, 1984.

6. Кудинов Г., Кудинова Е. Применение оптронного датчика для электронного зажигания: Сб.: «В помощь радиолюбителю», вып. 107.- М.: Патриот, 1990.

7. Синельников А. X. Электроника в автомобиле.- М.: Радио и связь, 1985.