MLH - новая серия датчиков давления Honeywell

 

Компания Honeywell выпустила уникальную по своим технико-экономическим показателям серию датчиков давления MLH Чем же примечательно это новое семейство?

Во-первых, благодаря использованию передовой тонкопленочной технологии ATF (Advanced Thick Film) при производстве чувствительного элемента (рис.12) и упрощенному процессу сборки стоимость этой серии была снижена в 2 раза по сравнению с пьезо-резистивной серией ML и на 15–20% по сравнению с аналогичной продукцией других производителей. Суть технологии ATF заключается в непосредственном монтаже керамической подложки с тензорезистивным мостом на обратную сторону металлической диафрагмы датчика, к которой прикладывается давление. Вместе с этим инженерам Honeywell удалось увеличить диапазон измерения до 560 атм, расширить диапазоны рабочих температур и термокомпенсации до границ –40…+125 °С и при этом повысить точность измерения до ±0,25% при температуре +25 °С и ±1,0% во всем диапазоне рабочих температур. (Для справки: рыночная стоимость датчика давления такого класса при мелкооптовых партиях колеблется в пределах $70–90. А датчики серии MLH при тех же количествах будут стоить около $45.)

 

Рис. 12. Чувствительный элемент датчиков давления MLH, выполненный по технологии ATF

 

Вторым важным преимуществом серии MLH является очень широкий выбор диапазонов измерения (от 3,5 до 560 атм) с удобным шагом, причем разработчик сам может выбрать диапазон в удобной для него единице измерения — PSI (фунт силы на квадратный дюйм), бар, МПа, кг/см², а также вид измеряемого давления (избыточное или абсолютное). Избыточное давление измеряется по отношению к атмосферному давлению, абсолютное — по отношению к вакуумной полости, сформированной с обратной стороны мембраны датчика.

1. Датчики систем управления двигателем и основными узлами и агрегатами, обеспечивающими передвижение автомобиля Powerdrivetrain:

o датчики топливной системы двигателя, зажигания и трансмиссии;

o датчики бортовой диагностики ONBOARD DIAGNOSTICS (OBD) в системах POWER TRAIN.

Рис. 13. Датчики систем POWER DRIVE TRAIN управления двигателем и основными узлами и агрегатами: а — индуктивный датчик скорости двигателя или активный датчик скорости Bosch для регистрации скорости и угла вращения коленчатого вала (внешний вид идентичен); б — датчик положения распределительного вала SiemensVDO на эффекте Холла; в — программируемый датчик углового положения дроссельной заслонки AN1011 Cherry; г — датчик положения педали акселератора Alps Automotive; д — датчики массового расхода воздуха Hitachi; е — датчик давления воздуха во впускном патрубке Manifold Air Pressure (MAP) sensor Kavlico; ж — датчик трансмиссии Bosch на основе эффекта Холла; з — датчики входной и выходной скорости коробки передач SiemensVDO; и — датчик температуры воздуха, охладителя и масла Bosch; к — датчик температуры воздуха во впускном патрубке, а также масла, воды и головок цилиндров SiemensVDO; л — датчик детонации SiemensVDO; м — датчик уровня топлива SiemensVDO; н — датчик уровня и температуры масла Hella; о — датчик состояния масла Hella; п — датчик давления в цилиндрах Incylinder Pressure Sensor Honeywell.

В эту группу входят датчики положения — например, распределительного и коленчатого валов, дроссельной заслонки, педали акселератора, датчик массового расхода воздуха, датчик давления воздуха во впускном патрубке, датчик скорости автомобиля, датчики температуры (в частности, температуры охладителя), датчик детонации, датчики уровня топлива и масла. Кроме того, в указанную группу входят и новые типы, например многопараметрические и мультисенсорные датчики контроля процесса горения в цилиндрах (давления и температуры) или состояния масла двигателя (рис. 13).

2. Датчики систем контроля эмиссии, к которым относятся: датчик концентрации кислорода, датчик положения клапана системы рециркуляции отработавших газов, датчик эмиссии летучих паров, датчик газа, датчик температуры отработавших газов и некоторые другие. Среди новых применений датчик концентрации мочевины, которая помогает в очистке выхлопов дизеля рис. 14

3. Датчики систем контроля корпуса и колес:

o полуактивная или активная подвеска;

o электронно контролируемая подвеска ECS (ELECTRONICALLY CONTROLLED SUSPENSION);

o АБС, TPMS (TIRE PRESSURE MONITORING SYSTEM) — система контроля давления шин;

o электронные системы контроля доступа в кабину;

o контроль положения окон, дверей, сидений, солнечной крыши, стеклоочистителей, зеркал.

Рис.14. Датчики систем контроля эмиссии, включая Powerdrivetrain: а — лямбда=зонд для измерения концентрации кислорода Bosch LSM11; б — датчик концентрации кислорода Denso; в — датчик положения клапана системы рециркуляции отработавших газов SiemensVDO; г — датчик Kavlico для контроля уровня топлива в текущих и будущих применениях (с целью минимизации эмиссии летучих паров) независимо от содержания этанола, метанола и топливных аддитивов; д — датчики газа NOx и соотношения воздух/топливо SiemensVDO; е — датчик температуры отработавших газов SiemensVDO; ж, з — датчики уровня и концентрации мочевины Kavlico (ж) и SiemensVDO (з), и — дифференциальный датчик давления Kavlico для регулирования расхода (скорости процессов) EGR — для снижения образования NOx; к — датчик давления паров топлива в бензиновом баке Kavlico (для определения утечки согласно OBDII).

К этой группе относятся датчик положения подвески, датчик давления воздуха в амортизаторах, активные и пассивные дверные ключи, датчик тока батареи, датчик доступа к двери без ключа, датчик скорости колеса, датчик силы торможения, датчики положения и некоторые другие (рис. 14).

3. Датчики концентрации кислорода OXYGEN SENSORS (или датчики газа Gas Sensors — oxygen и NOx sensors).

Сегодня актуальны следующие технологии датчиков oxygen sensors и NOx sensors:

· электрически нагреваемые датчики на основе диоксида циркония ZrO₂ (датчики с диоксидом циркония ZrO₂, нагреваемые выхлопным газом, в настоящее время не актуальны);

· электрически нагреваемые планарные датчики с малой термической массой на основе керамики ZrO₂;

· электрически нагреваемые датчики на основе диоксида титана TiO₂;

· электрически нагреваемые, планарные датчики с малой термической массой, двухкамерные датчики на основе ZrO₂;

· двухкамерные датчики на основе ZrO₂.

Эти датчики определяют состав выхлопных газов, гарантируя, что он остается в пределах норм, и подают сигналы обратной связи к системам контроля двигателя — для регулирования соотношения ТВС с целью оптимизации сгорания топлива и минимизации эмиссии.

4. Микромеханические датчики массового расхода воздуха MASS AIRFLOW SENSORS (для регулирования ТВС).

5. Датчики температуры TEMPERATURE SENSORS:

o термисторы с отрицательным или положительным температурным коэффициентом;

o резистивные датчики температуры (пленочные платиновые датчики);

o платиновые термопары;

o бесконтактные инфракрасные датчики.

Указанные датчики посылают информацию автомобильному компьютеру об окружающей температуре в различных частях автомобиля. Кроме измерения температуры в салоне, они измеряют температуру масла, воздуха, охлаждающей жидкости — во впускном патрубке, коробке передач, на коленчатом валу и других частях автомобиля, а также детектируют присутствие или положение пассажира.

6. Датчики давления Pressure Sensors применяют следующие актуальные технологии:

o пьезорезистивные микромеханические датчики;

o пьезорезистивные поликремниевые модули на стали;

o емкостные микромеханические датчики;

o емкостные керамические модули.