Главная » Разное » Датчики уровня топлива

Датчики уровня топлива


виды, принцип работы, устройство — Dodge Caliber, 2.0 л., 2008 года на DRIVE2

Датчик уровня топлива (ДУТ) — функциональное устройство топливной системы автомобиля, единственным предназначением которого является определение уровня и объема горючего (дизтоплива, бензина, солярки, масла) в топливном баке.

Датчик располагается в баке для подачи топлива, а указатель топливного уровня выводится на приборной панели в салоне автомобиля. Подобные датчики контроля отличаются очень низкой погрешностью (не более 1%), их конструкция не имеет движущихся и быстро изнашиваемых элементов.

ДУТ также могут применяться в системах контроля заправок и слива топлива, а также в системах проведения спутникового мониторинга автомобилей.

Как устроен датчик уровня топлива:
Современный датчик уровня топлива — это не что иное, как датчик-потенциометр перемещения. Подобное устройство обладает рядом преимуществ, таких как: доступность, надежность и простота конструкции датчика; высокая точность проводимых измерений и низкая цена. Среди недостатков стоит выделить наличие отдельных элементов, восприимчивых к окислению и частым поломкам.

В топливной системе автомобиля могут использоваться датчики-потенциометры двух видов – трубчатые и рычажные. Основным элементом конструкции подобных датчиков является т.н. поплавок, для изготовления которого может использоваться тонколистовой металл, полая пластмасса и пенопласт.

Рычажный топливный датчик

В таком типе устройства поплавок соединяется с контактом датчика при помощи небольшого рычага, изготовленного из металла. Рычажный датчик представляет собой сектор, который разделен на полосы металла резистивного типа. Основой конструкции являются надежные износостойкие резисторы с толстой пленкой.

ДУТ рычажного типа

Подобный датчик может устанавливаться как отдельно, так и в блоке, который отвечает за подачу топлива. Блок может состоять из ТН и заборника топлива.

Благодаря своей исключительной универсальности рычажные датчики могут применяться практически на всех топливных баках.

Трубчатый топливный датчик

В данном типе датчика поплавок двигается внутри полой трубки. Параллельно установлены и провода, создающие сопротивление, на концах которых имеются контактные кольца для поплавка. Трубчатые датчики отличаются высоким уровнем устойчивости к различным колебаниям ТС.

ДУТ трубчатого типа

ДВС, которые применяют новые виды топлива, оснащаются специальными бесконтактными ДУТ. Наиболее известным из таких датчиков является магнитный датчик неактивный (MAPPS).

Основной элемент подобного устройства является закрытым, что полностью предотвращает его непосредственный контакт с горючей смесью. Поплавок в магнитном датчике соединяется с рычагом при помощи магнита (отсюда и название).

Передвижение магнита осуществляется исключительно по сектору, на котором устанавливаются металлические пластины, имеющие разную длину. Сформированное магнитное поле создает электрический сигнал на поверхности пластин, который определяет существующий уровень топливной смеси в баке.

Как работает датчик уровня топлива
Принцип действия ДУТ основан на следующем – для определенного значения уровня горючего в баке создается собственный сигнал на датчике.

Замеры уровня топлива поплавком осуществляются только при снижении уровня ТС в баке. При этом изначально указатель уровня показывает на заполнение бака, и только спустя некоторое время происходит плавное снижение указателя. В этот временной интервал датчики уровня могут допускать некоторую погрешность в измерении, которая зачастую не превышает 1%.

В большинстве топливных систем устанавливаются датчики уровня с цифровым и аналоговым сигналом. Датчик аналогового типа определяет степень изменения напряжения на потенциометре. Подобные датчики дают большую степень погрешности в измерениях в сравнении со своими цифровыми аналогами.

Датчик цифрового типа предназначен для преобразования аналогового сигнала в соответствующую цифру с дальнейшей корректировкой и выравниванием значения, с учетом возможных колебаний уровня ТС. Датчики данного типа отличаются высокой точностью, с допустимым уровнем погрешности в 0,5%.

www.drive2.ru

Как проверить датчик уровня топлива

Когда не работает датчик топлива, то водитель не сможет рассчитать на сколько ему хватит того топлива что находится в баке. Плюс стрелка, которая показывает пустой бак, несомненно нервирует. В зависимости от типа датчика уровня топлива (ДУТ) чаще всего причинами могут быть истирание резистивных элементов, повреждение поплавка на рабочем рычаге либо проблемы с проводкой. Однако есть и другие, о которых также стоит знать. Зачастую проверку и элементарный ремонт датчика можно провести в гаражных условиях. А вот для диагностики электронных ДУТ придется обращаться за помощью в автосервис.

Содержание:

Где находится датчик уровня топлива

Чтобы понять почему датчик топлива показывает неправильно либо не работает вовсе, необходимо узнать где он стоит. Правда тут особого секрета нет, ведь естественно он находится непосредственно в топливном баке. Единственная разница, которая может быть это вариант его исполнения. В зависимости от конструкции он может быть встроен в топливный модуль, который представляет собой единое устройство, состоящее из датчика топлива, обратного клапана, топливного насоса и фильтра (у инжекторных двигателей), либо устанавливаться отдельно посередине/сбоку бензобака отдельно или же вкручивается отдельным устройством в бак если это дизельный автомобиль.

Типы датчиков уровня топлива

В автомобилях может использоваться один из трех основных типов датчиков уровня топлива. А именно:

Обратите внимание, что даже современные датчики зависимы от качества контактов на разъемах (в частности, условий эксплуатации и обслуживания). Поэтому выйти из строя может любой из перечисленных типов ДУТ.

Принцип работы датчика уровня топлива

В зависимости от принципа работы датчиков будут немного отличаться и неисправности которые могут с ними возникать. Рассмотрим схему работы датчика уровня топлива каждого из видов.

Поплавковый рычажный ДУТ

Принцип работы датчика уровня поплавкового типа основан на использовании реостата. К его центральной части прикреплен рычажок, на конце которого располагается поплавок. В зависимости от уровня топлива в баке поплавок будет перемещаться передвигая соответственно, и рычажок реостата по контактной дорожке. Во время такого движения будет изменяться сопротивление, что фиксируется электросистемой автомобиля. Соответственно, стрелка на приборной панели будет перемещаться в соответствии с указанным сопротивлением на реостате. К слову, при определенном положении поплавка, а значит, и значении сопротивления на реостате будет загораться контрольная лампа на приборной панели, указывающая на то, что в баке осталось мало топлива и необходима дозаправка.

Для наглядности рассмотрим работу датчика уровня топлива на примере автомобилей ВАЗ-2108/ВАЗ-2109, ВАЗ-21099. У них в конструкции могут использоваться два датчика — для высокой и низкой приборной панели. Конструкционно они похожи, однако имеют различное рабочее сопротивление. В частности, для датчика высокой панели значение сопротивления от 238 до 262 Ом означает, что топливный бак пуст. При сопротивлении 59…71 Ом стрелка топливного прибора находится приблизительно посередине (соответственно, и бак значит наполовину наполнен). Если же сопротивление находится в пределах 17…23 Ома, то это означает, что бак машины залит полностью.

Что касается датчика для низкой панели, то тут ситуация аналогичная. Так, при сопротивлении 285…335 Ом стрелка указывает на пустой бак. При 100…135 Ом стрелка будет соответствовать половине, а при значении 7…25 Ом — в конце шкалы, указывать, на полностью заправленный бак.

Указанные сопротивления важны в контексте проверки датчика, поскольку при выходе его из строя первое, что нужно сделать — выполнить проверку внутреннего сопротивления датчика с помощью электронного мультиметра.

Обратите внимание, что указанные значения сопротивлений актуальных лишь для перечисленных моделей ВАЗ. Для других же машин соответствующие значения необходимо искать дополнительно в прилагаемой к ним технической документации (мануалу). Однако даже эти показатели можно использовать как ориентир!

Трубчатый ДУТ

Конструкция датчика основывается на корпусе с направляющей стойкой (собственно, трубка), на другом конце которого расположен провод с контактной группой (фишкой). Также в конструкции есть поплавок с контактными кольцами, расположенный внутри полой трубки. Фланец корпуса крепится с помощью крепежных болтов на верхней стенке топливного бака. К слову, это является недостатком подобного типа датчиков и накладывает ограничение на его использование. В частности, датчики трубчатого типа можно устанавливать лишь на баки, высота которых достаточно велика.

Алгоритм работы трубчатого датчика уровня топлива следующий:

Сопротивление датчика уровня топлива будет отличаться у различных машин, поэтому при измерении нужно пользоваться технической документацией.

Электронный ДУТ

Электронные датчики уровня топлива устанавливают на автомобили, где используется качественный бензин и дизельное топливо, произведенный на биологической основе. Это обеспечивает не только очень точные показания датчика, но и позволяет «не прикасаться» исполнительному механизму непосредственно к топливу. Однако особенностью использования таких датчиков является то, что он не обеспечивает плавности в наблюдении за уровнем топлива (с небольшими шагами). В основе конструкции бесконтактных ДУТ лежит неактивный магнитный датчик. Схема датчика уровня топлива по которой он работает следующая:

Указатель уровня топлива в данном случае формируется по дискретному методу поскольку амплитуда сигнала обратной связи будет меняться от отрезка к отрезку который проходит магнит. В зависимости от модели конкретного датчика значение амплитуды сигнала и прочая техническая информация, отличается. Погрешность работы такой системы не превышает 0,5%…1% но и стоимость значительно выше обычной контактной системы, поэтому устанавливаются данные ДУТ лишь на машины бизнес и премиум класса.

Неисправности датчика уровня топлива

Внешне неисправности датчика уровня топлива проявляются одной из следующих ситуаций:

Если у вас появились подобные проблемы значит не работает датчик уровня топлива, а вот если движение стрелки не упало в ноль, а лампа сигнала минимального остатка не загорелась либо напротив горит и при наполненном баке, то это свидетельствует о неисправностях самой приборной панели.

На автомобилях управляемых ЭБУ о наличии проблем с ДУТ можно узнать по зафиксированным в ОЗУ блока кодов ошибок для этого достаточно подключить диагностический сканер для считывании памяти и проверки параметров датчиков различных систем.

Ошибки датчика уровня топлива

Номера основных ошибок что соответствуют неисправностям датчика уровня топлива:

Причины неисправности

Причинами, почему не работает датчик уровня топлива либо он неправильно показывает, становятся такие неисправности:

Чаще всего проблемы возникают с поплавками либо с резистивными элементами, которые со временем истираются и перестают передавать корректные данные. Но заметьте, что когда уровень топлива не показывается, то не всегда виноват именно датчик. Часто не работает стрелка, и тут виноват уже прибор на панели, который, по сути, является потенциоментром. Поэтому если датчик топливо неправильно показывает, то нужно его снять и проверить мультиметром и произвести визуальную дефектовку.

Как проверить датчик уровня топлива

Первое, что нужно сделать при проверке любого датчика уровня топлива — проверить приходит ли к нему питание через предохранитель. В случае, если конструкция автомобиля не предполагает открытый доступ к датчику, в таком случае нужно воспользоваться электросхемой автомобиля и подключиться к соответствующим выводам на колодках. Для этого нужно будет использовать кусочки проводов. Если же доступ есть (обычно через багажник или под задним сидением), то необходимо отключить фишку от датчика и далее воспользоваться электронным мультиметром для проверки либо контролькой.

Чтобы понять к каким контактам нужно подключатся используйте схему электропроводки, если же дело с обычным резистивным датчиком уровня инжекторного авто, то в качестве ориентира можно смотреть на сечение проводов подходящих к колодке — на бензонасос провода всегда толще, чем на датчик. В общих чертах алгоритм проверки будет следующим:

Если питания нет — для начала нужно проверить целостность предохранителя, а потом целостность проводов плюса и минуса. Когда же питание есть, но датчик топлива показывает некорректные данные, необходимо продолжать проверку и убедиться, в чем дело — в датчике или проводке.

Проверка датчика уровня топлива по универсальному методу

После проверки, приходит ли питание от предохранителя на датчик топлива, необходимо проверить как работу самого датчика, так и сигналы, отходящие от него на потенциометр на приборной панели, то есть, прибор уровня топлива.

Между датчиком топлива и потенциометром, используемых в машинах с карбюраторным двигателем, имеет три провода. Один из которых — «масса», второй — сигнальный провод сопротивления, идущий к прибору, и третий — сигнальный к контрольной лампе критического уровня топлива!

Между датчиками и потенциометрами у инжекторных моторов проводов четыре. Первый — «масса», второй — питание на бензонасос, третий — сигнальный, четвертый — на сигнальную лампу. Между электронными датчиками и прибором также имеют три провода. Первые два — это питание и «масса», а третий — сигнальный, идущий к блоку управления, который укажет количество топлива на цифровом табло приборной панели.

Проверку поплавкового или трубчатого датчика уровня топлива имеет смысл начать с универсального метода. Он выполняется в двух вариантах — когда стрелка постоянно находится в начале шкалы и когда стрелка находится постоянно в конце шкалы. Начнем с первого. Для этого необходимо:

В случае, когда после этого стрелка на приборе сместилась в конец шкалы — датчик уровня топлива неисправен. Если же стрелка осталась на месте — требуется проверить целостность сигнального провода, то есть, «прозвонить» его.

Если стрелка постоянно находится в конце шкалы, то проверка датчика выполняется по следующему алгоритму:

Для более точной диагностики датчик уровня топлива лучше проверять его в снятом состоянии.

В процессе демонтажа следите за тем, чтобы мусор с крышки или ободка уплотнителя не попал в топливный бак. Поэтому перед демонтажом желательно протереть ветошью пыль и грязь на крышке топливного модуля.

Как проверить рычажный датчик уровня топлива мультиметром

Конкретный пример как проверить рычажный датчик уровня топлива поплавкового типа в снятом состоянии рассмотрим на основе автомобилей ВАЗ-2108, ВАЗ-2109 и ВАЗ-21099. Алгоритм проверки будет следующим:

Кроме измерения датчика уровня топлива мультиметром также нужно выполнить его визуальную проверку. В частности, проверить работоспособность нужно, убедившись, что провода и разъемы не имеют механических повреждений. Также обязательно нужно осмотреть наличие окислов и/или мусора на переменном сопротивлении, а планка с контактами надежно закреплена и припаяна к выводам. Еще надо проверить плотность контакта, то есть, насколько плотно «язычок» подходит к переменному сопротивлению. При необходимости его нужно будет подогнуть (только осторожно!).

На других автомобилях (или при использовании других датчиков) алгоритм проверки будет таким же, однако предварительно необходимо знать номинальное значение сопротивлений установленных датчиков. Это можно найти в инструкции к ним либо в технической документации к автомобилю (мануалу).

Обратите внимание, что если датчик уровня топлива исправен, а указатель на приборной панели все равно работает некорректно либо не работает вовсе — значит, неисправен сам указатель. Зачастую ремонт связан с заменой (или добавлением) подстроечного резистора. Это требуется для того, чтобы скорректировать вышедшее из строя сопротивление на самом приборе.

Ремонт датчика уровня топлива

В первую очередь необходимо понимать, что ремонт датчика уровня топлива невозможен без его демонтажа с посадочного места.

Если на рычажном датчике уровня топлива износились резистивные элементы — можно попробовать подогнуть «язычок», который непосредственно скользит по ним и передает значение тока на контролирующий прибор. Заодно можно почистить контактные дорожки прибора. В случае же, если резистивная дорожка износилась значительно, то ремонт не возможен и ДУТ подлежит только замене. Если плата с резистивной дорожкой «гуляет» на своем посадочном месте — ее нужно припаять заново.

Когда возникли неисправности в электрической цепи датчика, обычно проблемы возникают на контактах. Соответственно, их нужно почистить и подтянуть. Также желательно смазать их специальной смазкой. Повреждены провода — желательно заменить на новые (можно целым жгутом). Однако если повреждение изоляции незначительное, то можно воспользоваться для ремонта изолентой или термоусадкой для проводов.

Если в трубчатом датчике загрязнилась направляющая трубка — значит, ее нужно почистить и смыть налет с помощью спрея с очистителем. Заодно можно почистить и сигнальные провода, расположенные вдоль трубки.

Недостатком электронного датчика уровня топлива является его неремонтопригодность. По крайней мере, в гаражных условиях. Поэтому, если данный узел вышел из строя — обратитесь за помощью в автосервис либо к официальному представителю автопроизводителя вашего автомобиля.

Спрашивайте в комментариях. Ответим обязательно!

etlib.ru

Датчик уровня топлива (ДУТ). Сборка, схемы, производство / Habr


Приветствую уважаемых читателей! Несколько лет подряд я писал на тему нашего сервиса мониторинга автотранспорта, об оборудовании, которое производим, приоткрывая внутренние аспекты производства и работы в целом. В этой статье я хочу рассказать о полном цикле производства такого очень важного элемента работы систем GPS мониторинга и контроля, как датчик уровня топлива (поисковики его знают как ДУТ). Будет теория, все чертежи и схемы для сборки данного продукта. Кому интересно — читаем далее.

0. Вступление

Забегая вперед скажу, будет три статьи, в этой я расскажу о самом простом варианте определения уровня дизельного топлива (только дизельного, использование на бензиновой технике абсолютно запрещено, так как взрывоопасно). В следующих статьях, если конечно будет читателю интересно, рассмотрим цифровой датчик уровня топлива, а в самом конце я планирую выложить схему и прошивку устройства для мониторинга, которое описывал в данной статье.
1. Немного теории

Самые популярные датчики измерения уровня топлива представляет собой электрический конденсатор, состоящий из двух трубок помещенных друг в друга, устанавливаются резервуар с топливом, уровень которого измеряется. Дизель свободно проникает в пространство между трубками, сигналом изменения уровня топлива в резервуаре является изменение электрической ёмкости датчика.

При изменении уровня топлива в резервуаре изменяется относительная диэлектрическая проницаемость пространства между обкладками конденсатора, поскольку диэлектрическая проницаемость топлива и воздуха в общем случае различна. А так как емкость прямо пропорциональна диэлектрической проницаемости изолятора, то в результате изменяется и электрическая ёмкость датчика. Датчики в большинстве своем изготавливаются из алюминия или меди, потому что они меньше всего подвержены влиянию агрессивных сред. Из многих способов измерения значения емкости конденсатора и последующим преобразованием его емкости в пропорциональное изменение постоянного напряжения на выходе, был выбран широтно-импульсный способ, как достаточно простой и надежный, но при этом обеспечивающий необходимый уровень точности измерения. Сразу требуется оговорка, это самый простой в плане финансов и достаточно простой в плане сборки ДУТ метод определения уровня дизельного топлива.

2. Описание работы электрической схемы датчика уровня топлива


Рис 2. Принципиальная схема датчика уровня топлива (ДУТ) (большая схема тут)

Для увеличения стабильности и точности показания все элементы схемы используются с минимальным температурным коэффициентом. Резисторы используются с 1% допуском, микросхемы выбраны с улучшенными параметрами в отличии от бытовых аналогов, например: SE555N вместо NE555N, а LM358D вместо LM258D.
На микросхеме U1 SE555N и элементах R1, R2 и C1 собран задающий генератор. Так как от него сильно зависит стабильность показания то в качестве конденсатора С1 используется прецизионный полистирольные конденсатор К71-7 1%, обычно их устанавливали в советские цветные телевизоры в задающие генераторы строчной развертки. Можно заменить чем-то современным, но доступность и цена этих конденсаторов делает их весьма привлекательными, да и родились они еще в далеком году, когда СССР весьма неплохо следил за качеством производимых элементов.
С выхода 3-й микросхемы U1 прямоугольные импульсы запускают одновибратор, собранный на микросхеме U2 SE555N. В качестве конденсатора одновибратора, используется датчик помещенный в топливо, поэтому его емкость будет зависеть от уровня топлива, а следовательно, ширина импульса на выходе 3 микросхемы U2, будет изменяться также от уровня топлива.
Для обеспечения линейной зависимости ширины импульса от уровня заполнения датчика топливом, на датчик топлива поступает зарядный ток от стабилизатора тока выполненного на микросхеме U3.2 и транзисторе Q1 BC856BT. Также путем изменения зарядного тока осуществляется настройка схемы на различные размеры датчиков. Настройка схемы осуществляется путем подбора резисторов R6 и R7, для получения 1.8-1.9 Вольт на выходе схемы, при «сухом» датчике.
С выхода 3 микросхемы U2 импульсы поступают на интегратор, собранный на элементах R8 и C6.
Далее интегрированное напряжение сформировавшись на конденсаторе C6 поступает на фильтр низких частот, выполненного на R10 и С10.
Затем постоянное напряжение поступает на усилитель постоянного тока, выполненного на микросхеме U3.1.
С выхода 1-й микросхемы U3.2 сигнал, через фильтр, выполненный на элементах R17, С12, С14 и С15 поступает на выход.
Резистор R16 используется для предотвращения самовозбуждения усилителя при работе на емкостную нагрузку.
Делитель выполнен на резисторах R9 и R11 обеспечивает необходимое постоянное смещение для работы усилителя постоянного тока в линейном режиме.
Стабилизатор напряжения для питания электронной схемы, размещён по классической схеме на микросхеме U4 LM317MDT.
В итоге, на выходе, мы получаем аналоговый сигнал пустой бак 1.8В полный 6.0В (тут есть зависимость от высоты ДУТ), который линейный и прямо пропорциональный уровню топлива в баке\цистерне\хранилище. Затем, применив фильтр Калмана, можно убирать скачки топлива, выводить обсчет среднего расхода и пр.

В реальности это будет выглядеть примерно вот так:

График уровня топлива + скорость.

3. Чертеж датчика уровня топлива, материалы

РИС 3. Чертеж датчика уровня топлива (ссылка на большой чертеж)

Уже упоминалось, что используется в основном алюминий, как видно из чертежа, наружная трубка впаивается любым удобным способом в «голову» ДУТ. При производстве своих датчиков мы используем сварку, т.к. имеем к ней доступ, пусть не самый эстетически красивый вариант, но, надежен и проверен временем. Внутри используется алюминиевый стержень, для фиксации которого нарезается резьба в верней части. Втулки используются из специального фторопласта, который максимально толерантен к дизельному топливу.

4. Итог

На данном решении построены подавляющее большинство датчиков уровня топлива представленных на GPS рынке СНГ и мира. Каждый производитель вносит свои изменения для увеличения точности измерения уровня топлива, такие как акселерометр, температурные датчики, цифровая обработка сигнала и прочее. Представленная мною схема самая простая, готовая к работе, как говорится, в полях без каких либо сложностей. Уважаемый читатель с прямыми руками вполне может сделать любые доработки, которые можно использовать как для своих целей, так и для коммерческих нужд.

PS. Немного эротики про то как подобное добро устанавливается на технику можно посмотреть тут.

habr.com

Что такое датчик уровня топлива и как он работает?

Что такое датчик уровня топлива?

Датчик уровня топлива  – прибор, который присутствует в любом автомобиле. Его задача – отображать количество топлива в баке транспортного средства. Для любого владельца автомобиля эта информация важна, но еще более важной она становится для владельца автопарка, оснащенного системой мониторинга транспорта. Ведь зачастую необходимо не только знать, где автомобиль находится, но и следить за тем, чтобы топливо расходовалось экономично, и не допускать хищений. Можно для этой цели пользоваться и данными со штатных датчиков топлива, установленных на транспортное средство заводом изготовителем, однако, эти приборы имеют сравнительно низкую точность, и здесь на помощь приходят дополнительные емкостные датчики уровня топлива. Почему эти датчики уровня топлива так популярны, и по какому принципу они работают – попробуем максимально доступно объяснить в данной статье.

Емкостной датчик уровня топлива. Принцип работы

Как следует из названия, принцип работы данного датчика основан на измерении емкости среды, в которую он помещен. Измерительная часть датчика топлива состоит из трубки и внутреннего стрежня (реже вместо внутреннего стрежня выступает трубка меньшего диаметра или проволока). Фактически, эти трубка и стержень являются двумя обкладками конденсатора. Соответственно, когда в бак заливается топливо – пространство между стержнем и трубой также заполняется топливом, а топливо (не важно бензин или солярка), как известно, является диэлектриком. Т.е. при изменении уровня топлива меняется емкость конденсатора и ее изменение фиксирует датчик уровня топлива. Отсюда, к слову, следует и основной недостаток емкостных датчиков – их показания зависят от химического состава среды, которую они измеряют. К примеру, у дизельного топлива и бензина – разная диэлектрическая проницаемость. Т.е. при одинаковом количестве топлива в баке – показания датчика уровня топлива будут разными для бензина и для дизельного топлива. Более того, диэлектрическая проницаемость топлива может меняться в зависимости от наличия в нем тех или иных примесей и присадок. Подробнее об этом мы поговорим в одной из наших следующих статей. Данный способ измерения уровня топлива позволяет достигнуть весьма неплохих показателей точности. Большинство производителей датчиков уровня топлива заявляет погрешность измерения уровня не более 1%. Для сравнения у штатного датчика топлива этот показатель может достигать и 10%, а порой и 30% (в зависимости от марки техники, года выпуска, типа штатного датчика, его технического состояния и пр.). Существуют и другие датчики уровня топлива, основанные на других принципах измерения, показания которых не зависят от химического состава среды, или датчики, обладающие большей точностью, но стоят они существенно дороже и на данный момент широкой популярности не получили за счет сложности применения и высокой цены. Поэтому подробно мы не будем на них останавливаться. На сегодняшний день по соотношению цена/качество на рынке мониторинга автотранспорта равных емкостным датчикам уровня топлива нет.

                                            

Способы выдачи данных в датчике уровня топлива

Датчики уровня топлива отличаются друг от друга способом выдачи информации: одни выдают информацию в аналоговом виде, другие - в цифровом. Измерительная часть обоих типов датчиков в целом устроена абсолютно одинаково, однако цифровые датчики уровня топлива имеют дополнительной блок обработки информации. Они преобразуют данные об уровне топлива в цифровой вид и передают их на блок мониторинга по отдельному интерфейсу. В целом это позволяет повысить точность работы системы, так как цифровые каналы передачи данных гораздо более устойчивы к различного рода помехам, чем аналоговые.

Итерфейсы передачи данных

Основные цифровые интерфейсы передачи данных – это RS485 и RS232. Интерфейсы эти по характеристикам в целом схожи (изначально был разработан интерфейс RS232, а RS485 – его дальнейшее развитие), однако RS232, как правило, позволяет подключать только один датчик уровня топлива, у RS485 же существует сетевой режим, который позволяет подключать несколько датчиков одновременно к одному и тому же терминалу. Иногда встречаются ДУТы имеющие интерфейсы 1-Wire, CAN, но они используются для узкоспециализированных задач.

Аналоговые же датчики топлива, как правило, выдают информацию непосредственно в виде:

Кроме этого встречаются аналоговые ДУТы, которые выдают информацию в виде импульсов различной модуляции (АИМ, ШИМ). Однако, эти датчики встречаются довольно редко и используются для узкоспециализированных задач.

Что такое тарировка и зачем она нужна

Датчик уровня топлива собирает и передает на телематический терминал мониторинга информацию об уровне топлива в баке, однако, большого практического значения эта информация не имеет (и действительно, что с того, что прибор сообщит вам, что в баке 23 см бензина, разве это полезная информация?). Клиенту гораздо важнее знать, сколько в баке находится топлива в литрах, а точнее говоря – его объем. Дело в том, что эта зависимость зачастую нелинейна, на нее сильно влияет форма топливного бака. Для того, чтобы сопоставить уровень и объем проводится процесс тарировки. При этом в бак мерными порциями заливается топливо, и снимаются показания с датчика уровня топлива. В результате составляется тарировочная таблица, состоящая из 2х столбцов значений – уровня и объема. Снимается таблица, как правило, с определенным шагом, так чтобы в среднем она содержала 15-20 пар значений, а между этими значениями данные линейно апроксимируются самой системой мониторинга. Таким образом данные об уровне топлива от датчика уровня топлива сопоставляются объему топлива в баке. Для проведения тарировки необходимо использовать точное оборудование, ведь все ошибки и погрешности, сделанные при тарировке в конечном итоге приведут к тому, что заправки, сливы и расход, которые вы будете видеть в своем ПО, будут определяться со значительной погрешностью, что в итоге сделает всю систему неэффективной. Качественная тарировка - залог точности показаний.

rnsinfo.ru

Подбор и калибровка датчика уровня топлива (ДУТ) — Лада 21099, 1.6 л., 1999 года на DRIVE2

Всем привет! Снова предупреждаю, букоф нуу очень много, но советую почитать.
Раз уж установил Бинар, то грех было не ковырнуть датчик уровня топлива (ДУТ) приборки, потому как мой работал некорректно. В частности при полном баке, стрелка на 1 никогда не была, а так же на половине бака начинала мигать резервная лампа. У меня стояла приборная панель с двумя окошками производителя Авто Прибор, номер 2115-3801010-01. У них как раз и есть такая проблема. Так как поплывок датчика уровня топлива моментально меняет положение при бултыхании топлива (повороты, резкое торможение и т.п.), а соответственно и меняется выходное сопротивление, то и приборка из-за конструктивных особенностей быстро реагирует на сопротивление датчика.
Недавно я купил приборку производителя VDO два окошка с номером 21150-3801010-04 и прошивкой версии 1.6 для возможности выставления своего пробега. К слову, если помните, я спрашивал про неработающий указатель температуры. Так вот перебрал приборку и указатель заработал, правда с отставанием в 10 градусов. Вот на этих приборках и указатель топлива работает корректно, потому как двигается он с задержкой. Единственный минус, при заведенной машине когда заправляешься, стрелка дико медленно поднимается. Если надо быстро поднять её, то просто передергиваешь ключ зажигания.
Пока капался с этими приборками, специально записывал видео работы на АП и VDO приборках. Но мне так лень было искать и скачивать программы для склеивания\редактирования, что просто удалил…нет терпения на это.
Как уже писал ранее, была проблема указателя, он не доходил до единицы на 2 деления, получается, что вместо 40 литров стрелка была на 30! Немного поизучал этот вопрос глубже, и выяснил что этих датчиков куча. Первое отличие — в креплениях. Второе отличие – например, на высокой панели лампа резерва не зависит от указателя, т.е. минусовой потенциал на приборку идет по двум проводам, а на европанели лампа загорается при достижении определенного сопротивления с датчика, а это начало красной зоны, тут уже используется один провод. Ну и третье отличие — диапазон сопротивлений. Честно, я особо и не разобрался у какого датчика какое сопротивление, и какое количество проводов. Пришел только к одному выводу, что для покупки нужно для начала проверить у себя на приборке, какое сопротивление необходимо для крайних точек указателя. Потом брать мультиметр, бежать в магазин мерить сопротивление и выбирать датчик. Например, лежит у меня датчик ДУТ 1-02 имеющий сопротивление 7-330 Ом, и при этом на разъеме 4 провода. Стрелка полный бак никогда не показывала. Я же купил ДУТ 1-02, но с двумя проводами и таким же сопротивлением, который собственно мне и подходит. В общем не понятно…А учитывая, что на наши тазы продается одно фуфло, то и корректность печатки типа ДУТа, под большим сомнением))

Попробую объяснить принцип работы двух типов ДУТов, ну про сопротивление ничего писАть не буду, и так ясно. В гугле кстати много картинок, где диапазон в основном около 7-330.

Например, на фото ниже плата ДУТ 2-02, сопротивление 7 – 330 Ом.
На 4-х контактной фишке датчика идет 4 провода: один на массу, второй на питание насоса, третий на указатель, и четвертый на лампу резерва.


Черный провод (масса) идет на пружинную пластинку тяги поплывка, состоящую из двух ножек. На плату заходит 2 фиолетовых провода. Масса идет от кузова (болт крепления ручника) на пружинную пластинку. На корпусе датчика лежит плата с резистивной дорожкой и ещё одной короткой дорожкой (фото 1). Т.е. масса, проходя через одну ножку пластинки, основной свой путь делает по резистивной дорожке, благодаря которой и меняется сопротивление, и далее уже масса с определенным сопротивлением выходит по проводу №1 в приборку. Когда уровень бака падает примерно до 5-7 литров, поплывок опускается, смещая пластинку, и тем самым её замыкает с дорожкой резерва, и получается прямой контакт без какого либо сопротивления. Вот тогда и загорается индикатор топлива.

Полный размер


На приборках европанелей, по крайней мере свежих годов, лампа уже работает от сопротивления подаваемого с датчика на указатель. Здесь уже 3 провода на разъеме: один на массу, второй на питание насоса, третий на указатель. Например ДУТ 1-02. Фото ниже.

Здесь немного по другому. На плате так же резистивная дорожка, и вторая дорожка только не короткая, а так же во всю длину соединительная прямая, но и не резистивная. Так вот на плату уже заходит к резистивной дорожке фиолетовый провод указателя, а ко второй дорожке черный (масса). Пружинная пластинка в данной случаи является замыкающей между дорожками. Масса идет по прямой дорожке №2 через пластинку и уходит на резистивную №1, меняя тем самым сопротивление и выходя на приборку. Вот там уже и двигается указатель, и лампа загорается при достижении сопротивления порядка 260 Ом, это как раз начало красной зоны, т.е. резерва.


На моем предыдущем датчике, который имеет не понятную маркировку с номером 603 и поплывок в виде шарика диаметром около 30мм, сопротивление 50 — 330 Ом. Крепится на шурупы, но при этом сама плата с основанием на защелках, причем если снять с защелок, то выдернуть без перерезания проводов никак нельзя. На плате идет 2 провода, только тут масса на плату идет через обжатую клемму, видимо это переделанный датчик из 4 проводов. Вот понятно почему у меня полного бака никогда не показывало.

А вот такой у меня в закромах ДУТ 1-02, сопротивление 7 — 330 Ом, но с тремя проводами на плате. Он кстати не втором фото как раз. Данный датчик видимо идет как раз на инжекторные тазы с высокой панелью, потому как на моей старой панели указатель как раз таки показывал более менее адекватную картинку. А это значит, что на приборку 2114 нужен датчик с диапазоном около 7 – 330 Ом и двумя проводами на плате. Можно конечно и трех проводной использовать, но решил найти тот, который должен стоять. Вооружился я значит мультиметром, и пошел покорять прилавки автомагазинов. У нас их всего 4, и только в двух нашел по одному датчику с необходимым диапазоном это датчик с номером ДУТ 1-02! Везде был диапазон 50 – 330 Ом, либо другое крепление, либо датчик о котором написал в этом абзаце.

Перейдем теперь по работе с моим датчиком. Нашел я нужный мне ДУТ 1-02 с диапазоном сопротивления 7 – 330 Ом и двумя проводами на плате!

Полный размер

Единственное что мне не нравилось, это при отклонении поплывка до нуля, на плате происходил обрыв. Если на АП панели это не критично, то на VDO может возникнуть проблема, хотя конечно маловероятно. В случаи с АП как я уже сказал, стрелка реагирует мгновенно, на VDO же она бегает медленно. Но если вручную например выставить поплывок на пол бака, а потом резко опустить его, то можно заметить, как стрелка остановилась почти на пол бака, а все потому что в датчик происходит обрыв, никакого сопротивления.

Полный размер

Здесь указал, как ножка пластинки убегает с дорожки контактной.


И если вернуть поплывок обратно, то стрелка даже не сдвинется. По крайней мере, я все это заметил на столе. Конечно, такой факт во

www.drive2.ru

ДУТ устанавливать или нет?

 

Часто при общении с людьми, пользующимися различными системами ГЛОНАСС/GPS мониторинга транспорта, возникает вопрос о датчиках уровня топлива (ДУТ) в баке автомобиля. Устанавливать или нет? Какую информацию можно получить от подобного устройства? Окупится ли? Если устанавливать, то какой? Вообще, какие существуют варианты? Хотелось бы, чтобы в конце нашей статьи читатель понял, что ему нужно, и принял для себя решение, устанавливать  или нет датчики уровня топлива.

Начну с описания различных типов ДУТ и постараюсь прояснить ситуацию с возможным многообразием вариантов. Датчики уровня топлива в основной своей массе классифицируются по двум параметрам:

1. Принцип действия:

    Емкостные
    Ультразвуковые
    Герконовые

2. Интерфейс передачи данных на GSM/GPS терминал (трекер):

    Цифровой, как правило, RS232/422/485
    Аналоговый
    Частотный

Основная масса приборов различных фирм производителей - это совместные вариации двух названных выше параметров. 

Наибольшее распространение сегодня получили емкостные датчики, основанные на принципе измерения электрической емкости. Что из себя представляет подобного рода датчик? Фактически это конденсатор, где роль разнополюсных обкладок выполняет внешняя трубка (собственно, так датчик и выглядит) и внутренний стержень (установленный внутри внешней трубки) или проволока, выполняющая роль второй обкладки конденсатора. К одной из сторон этой конструкции прикреплен электронный прибор, который собственно и измеряет емкость между двумя этими полюсами конденсатора. Установив эту конструкцию вертикально внутрь бака, мы получаем конденсатор переменной емкости. Емкость такого конденсатора будет обратно пропорциональна уровню топлива в баке. Чем выше уровень топлива в баке, тем меньше емкость конденсатора и наоборот. Здесь нужно сразу отметить, что такие датчики не способны измерять уровень жидкости, которая в своем составе содержит воду или является водой в чистом виде.Объяснение простое: вода является проводником электрического тока, и обкладки конденсатора столь малой емкости будут просто замкнуты любым уровнем жидкости. Датчики, о которых идет речь, пригодны для измерения уровня только органических жидкостей, чем по сути и являются дизельное топливо и бензин. Электронная схема ДУТ преобразует величину емкости конденсатора в электрический сигнал. А  сигнал, в свою очередь, уже может быть цифровым, аналоговым или частотным. 

Цифровой - это набор нулей и единиц (двоичный код). Единица - это высокий уровень, скажем 5 В, ноль – это ноль вольт. 

Аналоговый – это уровень напряжения от 0 до 10 вольт, например, 0 вольт – пустой бак, 5 вольт – полбака, 10 вольт – полный бак. 

Частотный – это переменное напряжение различной частоты в зависимости от емкости конденсатора или, что связано напрямую, уровня топлива в баке. Пример такого датчиказдесь.

Второй тип датчиков это – ультразвуковые датчики, в основу принципа измерения которых положено следующее физическое свойство: в разных средах скорость распространения звуковых волн разная. Чем более плотная среда, тем выше скорость распространения звуковых волн. Внутри ультразвукового датчика находится излучатель и приемник ультразвуковых волн. Нередко в качестве такого излучателя используется пьезокерамическая пластина, способная резонировать на частотах 40 кГц и выше. Далее алгоритм измерения выглядит следующим образом: на пьезокерамическую пластину подается кратковременный электрический потенциал, который заставляет пластину резонировать и создавать ультразвуковые колебания. Ультразвуковая волна, распространяясь в жидкостной среде (топливо), доходит до границы раздела сред топливо-воздух, отражается и движется в обратном направлении к приемнику. Часто приемником и излучателем служит одна и та же пьезокерамическая пластина. Теперь уже ультразвуковая отраженная волна действует на пьезокерамику, которая, в свою очередь, создает разность потенциалов на выходе. Контроллеру, который управляет всем этим процессом, остается лишь измерить время, которое ультразвуковая волна затратила на прохождение пути до раздела сред и обратно. Чем больше времени прошло с момента излучения и до момента последующего приема ультразвуковой волны, тем выше уровень топлива в баке. Чем ниже уровень в баке, тем короче время. Понятно, что датчики такого типа устанавливают на внешней стороне нижней стенки бака. Точность такого прибора сильно будет зависеть от геометрической формы бака. Затем время прохождения ультразвуковой волны преобразуется в электрический сигнал, который может быть также цифровым, аналоговым или частотным (см. выше описание емкостного датчика). Пример такого датчика здесь.

Последний тип – герконовые датчики. Принцип их работы прост. Есть некоторый набор герконов, расположенный на одной линии вертикально. Вдоль этой линии двигается постоянный магнит, находящийся в поплавке.Чем выше уровень топлива в баке, тем более высокий геркон замыкает контакты. Конструктивно такой датчик может быть выполнен так же, как и емкостный, однако внутри его трубки находятся герконы и поплавок с магнитом. На одном конце этой трубки элементарная электроника, создающая электрический сигнал, который, как и в первых двух датчиках, может быть цифровым, аналоговым или частотным. Точность такого измерителя уровня жидкости крайне зависит от количества установленных герконов, но есть и плюсы у данного типа датчика - с помощью него можно измерять уровень воды. Пример такого датчика здесь.

Однако у всех датчиков есть один существенный параметр - относительная точность, обычно заявленная в процентах. Тем, кому не хочется вникать в технологию передачи цифровых и аналоговых сигналов, разбираться в их отличиях, достоинствах и недостатках, скажу, что самым точным на сегодня является ДУТ, в основу которого заложен емкостный принцип измерения, и выходной сигнал передается в цифровом виде. Датчики фирмы Omnicomm имеют заявленную относительную погрешность измерения 1% (т.е., измеряя таким датчиком уровень жидкости, например, в столитровой бочке, вы сможете с точностью до одного литра знать реальный объем)! Это фантастическая точность, которую можно достичь в идеальных лабораторных условиях. Датчики других производителей и датчики, основанные на ультразвуковом и герконовом измерении, такой точностью не отличаются, их погрешность изначально составляет 2-3%. На практике же топливо в баке имеет возможность перемещаться во время движения автомобиля, при этом уровень топлива линейно соответствует объему лишь в том случае, если бак имеет форму правильного параллелепипеда, установленного строго горизонтально поверхности земли. Все это, а также погрешности передающих устройств, задержка по времени в передаче сигнала и отображении, качество монтажа при установке оборудования приводит, так или иначе, к снижению точности всей системы измерения. Можно сказать, что реальная система измерения уровня топлива в баке работает идеально, если ее относительная погрешность находится на уровне 5-7%, именно на этот показатель необходимо ориентироваться в дальнейшем.

Теперь важно понять, что будет видеть и чем может пользоваться тот, кто работает с данной системой. Что он получит на выходе? Результатом работы датчиков уровня топлива являются отчеты о расходе и приходе топлива в бак. Проще говоря, о заправках и расходовании. Обычно в качестве такого отчета используется диаграмма расхода топлива, где по горизонтальной оси зафиксировано время работы транспортного средства, а по вертикальной – уровень топлива в баке. 

Вот пример графического отчета.

 Красным выделены моменты заправок, фиолетовым– интервал времени, когда было равномерное потребление топлива двигателем транспортного средства. Видно, что на графиках присутствуют кратковременные резкие колебания – это и есть показатель точности системы в целом. На данном графике нет участка, где был бы обозначен слив топлива - он бы выглядел резкой вертикальной линией (как заправка), но только в обратном направлении и соответствовал бы резкому падению уровня топлива в баке. Понятно, что такое событие не осталось бы незамеченным и точно бы указывало на время и место, где слив топлива состоялся.

Теперь давайте зададим себе вопрос, гарантирует ли идеальный (5-ти процентный) ДУТ Вам то, что водитель или злоумышленник будет обязательно разоблачен? Иными словами, смогут ли у Вас своровать топливо так, что Вы ничего не заметите, при условии, что Ваши ТС оборудованы надежными датчиками уровня топлива? Ответ очевиден. ДУТ ничего не гарантирует! Да, смогут, и Вы, к сожалению, ничего не сможете предъявить! Как это возможно? Очень просто.

Допустим, Вы владелец тяжелого седельного тягача. Бак у данного ТС не меньше 200 литров. Вы отправили водителя в рейс, выдали ему деньги на топливо, а сами сели к монитору и внимательно наблюдаете за движением ТС на карте и следите за уровнем топлива в баке. Видите, что все отлично, сливов нет, трак движется по намеченному маршруту. При этом водитель (тоже не дурак, не будете же Вы идиотов нанимать на работу) делает, к примеру, следующее. Когда бак становится пустым и подходит время заехать на заправку, он заправляется, оплачивает 200 литров топлива (чек потом он Вам предъявит) и ... заливает в бак 190 литров. А остальные 10 заливает в заранее припасенную для такого случая емкость. Все, дело сделано. Датчику уровня топлива в силу того, что его точность 5%, все едино - что 200 литров, что 190 - он показывает некоторое усредненное значение. Как там встала машина на данной конкретной заправке, какой бок выше, какой ниже, поди разбери. А у водителя есть чек (документ, между прочим, как говорил Женя Лукашин), и топливо в баке потом будет расходоваться равномерно. Так что водитель перед Вами чист, как листок в тетрадке первоклассника 1-го сентября! А если у вашего тягача бак 400 литров, то можно сразу и 15-20 литров умыкнуть. А если 600 литров (а бывают и больше, а если баков несколько), то из рейса вообще можно миллионером вернуться, если конечно слишком дальний рейс. Короче говоря, на любую техническую штуковину есть свой простой адекватный ответ. Датчики уровня топлива не решают проблему воровства, они, если так можно сказать, созданы для честных людей, которые не станут воровать в силу того, что это для них неприемлемо с морально-этической точки зрения.

Тогда возникает вопрос, зачем они вообще необходимы? Какая от них польза? Ответ: необходимы! И польза огромная! Представьте себе, что Вы владелец парка тяжелых карьерных самосвалов или бульдозеров. Ваша техника сама по себе стоит огромных денег и трудится на каких-нибудь алмазных или золотодобывающих рудниках, ну или прозаичнее, на угольных разрезах. Час работы Вашей техники стоит как подержанные «жигули», и Вам крайне необходимо знать, куда и в какое время, подогнать топливозаправщик, чтобы работы не останавливались. Не будете же Вы на БЕЛАЗе или Катарпиллере толкаться в очереди на заправку, которая находится в 40 километрах от карьера или разреза. 

Или, к примеру, у Вас парк комбайнов, которые работают в поле круглосуточно, и каждая минута на вес золота. Как Вам узнать, когда и куда подогнать к каждой единице техники топливозаправщик? Все очень просто, если у Вас установлены ДУТы. И вот получается, что датчики уровня топлива созданы не для того, чтобы предотвратить слив топлива, а для того, чтобы точно знать, когда и в какую точку пространства подогнать топливозаправщик, и как самым оптимальным образом организовать работу своей техники.

А если Вы все же очень боитесь, что у вас украдут некоторое количество (скорее всего не такое уж и большое) топлива, то выход один - не заводите парк техники.

Из всего вышесказанного становится понятно, что устанавливать дополнительные датчики уровня топлива на малолитражки с объемом бака в 40 литров скорее всего смысла нет, да и на магистральных тягачах они ничего не гарантируют и не от чего не страхуют. Так что же делать, спросите Вы? Ведь следить за расходом топлива все же необходимо! Пусть без фанатизма, не доводя ситуацию до параноидального абсурда, когда хочется контролировать каждый слитый десяток литров топлива на общем объеме в тысячи литров. Можно посоветовать следующее. Ведите учет топлива по пробегу. Но и здесь тоже не все идеально гладко. Метод учета топлива по пробегу по определению менее точен, чем любой из возможных ДУТ. Точность этого метода серьезно зависит от большого числа параметров: возраста автомобиля, погодных условий, сезона эксплуатации (зима/лето), загрузки и т.д. Все эти параметры нужно постараться учесть при вычислении так называемой нормы расхода топлива на 100 км пройденного пути. При правильном подходе к этому вопросу можно добиться результата, согласно которому точность измерения расхода топлива будет в районе 7-10%. Этот результат уже можно сравнить с результатом работы большинства ДУТов. 

Теперь давайте составим сравнительную таблицу, в которой постараемся провести анализ достоинств и недостатков обоих методов учета уровня топлива.

 

 Скорее всего учтены не все параметры, которые возможны, но перечислены основные, на которые стоит обратить внимание при принятии решения об установке датчиков уровня топлива. Однозначного ответа на вопрос, нужны датчики топлива или нет, не существует. В каждом конкретном случае нужно постараться понять, насколько они необходимы и насколько увеличат эффективность в условиях ведения данного конкретного бизнеса.

Также следует заметить, что большинство современных автомобилей сегодня имеют бортовой последовательный цифровой интерфейс, который называется CAN-шина. В данных передаваемых по этому интерфейсу уже, как правило, присутствует параметр, показывающий количество топлива в баке, и устанавливать в такой автомобиль дополнительный ДУТ представляется крайне неразумной тратой денег. Достаточно оборудовать автомобиль трекером, поддерживающим CAN протокол, и Вы получите данные по наполнению бака, предоставляемые производителем ТС. Причем, не вмешиваясь в топливную систему автомобиля и не нарушая условий гарантийного договора на ТС. Справедливости ради нужно сказать, что ультразвуковые ДУТ не требуют демонтажа топливной системы, и для их установки не нужно прорезать дополнительные отверстия в топливном баке автомобиля. Однако надежность этих датчиков, их эксплуатационный ресурс крайне низки на сегодняшний день. Подобные датчики требуется устанавливать на внешней стороне днища топливного бака в зоне сильного загрязнения и риска механического повреждения. Поэтому всерьез нужно рассчитывать, что в случае необходимости установки ДУТа на емкостные датчики именно они сегодня являются наиболее надежными и точными.

Теперь зададим себе последний вопрос, окупится ли, например, самый дорогой датчик уровня топлива, и за какой срок? Ответ очевиден. Конечно, окупится! А срок будет зависеть от аппетитов воровства, которые остановит данное оборудование, от частоты использования самого ТС,а также от стоимости топлива, которое использует Ваш автомобиль. Если Ваша машина в качестве топлива использует гептил, а не солярку, то срок окупаемости будет очень не большим. 

 

С уважением, Global-Trace.

 

global-trace.ru

Датчики уровня топлива. Какими они бывают и чем друг от друга отличаются. — FLEETBOOK

Какие бывают датчики уровня топлива, их принцип работы, и чем друг от друга отличаются.

Смотрите видео, или читайте статью ниже.

Виды датчиков уровня топлива

Датчики уровня топлива бывают 2-х видов:

Общий принцип работы у них одинаковый: по всей длине сосредоточены контрольные точки. Датчик измеряет уровень топлива и передает информацию в терминал в кабине транспортного средства.

Чем отличаются датчики уровня топлива?

Цифровые датчики уровня топлива

Измеряют уровень топлива в числовом выражении. Т.е. каждая точка на датчике соответствует строго определенному числу. Аналого-частотные датчики измеряют уровень топлива в вольтах или герцах.

Преимущество цифрового датчик заключается в том, что цифровой сигнал отправляется и принимается без искажений. Т.е. есть если датчик отправил информацию в терминал что уровень топлива равен допустим числу 1250, то терминал принимает и записывает в себя именно это значение.

Аналого-частотный датчик уровня топлива

Измеряет и отправляет сигнал, который в пути может быть искажен. Например, датчик отправляет сигнал что уровень равен 12 В, а терминал получает данные что уровень равен 12,5 В. Почему так получается? Дело в том, что аналого-частотный сигнал сильно подвержен помехам и искажениям. Эти помехи бывают внутренние и внешние.

К внутренним помехам относятся:

К внешним относятся:

Исключить эти помехи невозможно, поэтому аналого-частотные датчики имеют бОльшую погрешность!

Как отличить аналого-частотный датчик от цифрового?

Если в описании датчика есть обозначения RS 232 или RS 485, значит датчик передает сигнал в цифре. Если этих обозначений нет, то значит датчик передает аналого-частотный сигнал.

Некоторые производители производят универсальные датчики уровня топлива, которые могут передавать сигнал в 2 форматах на выбор: в цифровом или аналого-частотном. Какой из этих двух вариантов выберет конкретный монтажник зависит от того к какому GPS трекеру будут подключать датчик. Не все GPS трекеры поддерживают цифровой вход. Поэтому если цифровой вход на GPS трекере есть, подключают по цифровому интерфейсу. Если нет, то используют аналого-частотный.

Как сделать правильный выбор?

Конечно в идеале желательно всегда использовать цифровые ДУТ в силу их точности. Но если вы эксплуатируете малотонажные грузовики в городском цикле, использовать аналого-частотные датчик допустимо.

Почему не желательно использовать аналоговые датчики на спецтехнике и грузовиках?

Дело в том, что при больших объемах баков погрешность играет огромную роль. Искажения при измерении уровня топлива могут достигать 10%. Например, на Камазе при объеме бака 300 литров погрешность при заправке может быть 30 литров. А на карьерном самосвале в разы больше.

Если цифровые ДУТ лучше и точнее почему аналого-частотные датчики до сих пор выпускают и продают?

Ответ прост. Они дешевле, и многие бюджетные терминалы поддерживают только аналого-частотный датчик.

Наши специалисты могут подобрать Вам оптимальный датчик уровня топлива в соотношении цена/качество в зависимости от типа техники и условий эксплуатации.

Сакен Тургумбаев
Директор компании Fleetbook

fleetbook.kz

Емкостной датчик уровня топлива на ATMega8A своими руками - Avislab

Скачать схему, прошивки и примеры печатных плат емкостного датчика уровня топлива.

Знать уровень топлива в баке не только "прикольно", но иногда жизненно необходимо. В некоторых случаях затруднительно оценить уровень топлива в баке из-за его расположения или недостаточной прозрачности. Для таких случаев и существуют датчики уровня топлива. На сегодняшний день наиболее распространены поплавковые датчики. Принцип работы таких датчиков достаточно прост. Поплавковый механизм в зависимости от уровня топлива в баке изменяет положение подвижного контакта потенциометра. Показание напряжения на потенциометре измеряются и преобразуются в человекочитаемый вид. Однако не всегда имеется возможность установить поплавковый датчик из-за его габаритов. Кроме того, в аппаратах, где крен является нормальным состоянием, например, сверхлегкие летательные аппараты, возможен перекос и подклинивание поплавкового механизма. Кроме того, положение бака в наземном и полетном положении может отличаться, что может внести изменения в работу поплавкового механизма. Однако существуют и другие способы измерения уровня топлива. Я говорю о емкостном датчике топлива. Он особо актуален, если существует необходимость избавится от подвижных частей.

Принцип измерения и особенности

Этот способ основан на измерении электрической емкости датчика, которая, в свою очередь, зависит от уровня топлива. Датчик, с помощью которого измеряется уровень топлива, называют емкостным датчиком уровня топлива. Конструкция датчика достаточно проста и представляет собой не что иное, как конденсатор. Он состоит из двух обкладок, между которыми существует зазор, который может заполнять топливо. Исполнение датчика может быть в виде двух металлических пластин или вставленных одна в другую трубок. При этом поверхности двух электродов (обкладок конденсатора) не должны иметь электрического контакта, а промежуток между обкладками должен свободно заполняться топливом при погружении датчика и так же свободно освобождаться при уменьшении уровня топлива. Поскольку топливо заполняет пространство между обкладками конденсатора (датчика), его емкость изменяется. Этот способ подходит только для жидкостей, не проводящих электрический ток. Таким способом  не получится измерить  уровень воды. Бензин и другие виды жидкого топлива электрический ток не проводят. Измеряя электрическую емкость датчика можно оценить уровень топлива в баке. Хотелось бы обратить внимание на некоторые недостатки такого способа измерения. Дело в том, что диэлектрические свойства топлива могут изменяться при изменении химического состава топлива. Т.е. при смене типа топлива, возможно, придется калибровать прибор. Не смотря на это, такой способ позволяет устанавливать датчик в баке под углом, или даже монтировать в крышку заливной горловины бака. Датчик не имеет подвижных частей, что в некоторых случаях крайне необходимо.

Насколько безопасно помещать электрическую схему в бак? Многих беспокоит этот вопрос. А вдруг искра? Наша схема датчика питается напряжением 5В, а датчик заряжается через резистор в несколько мегаом. В этих условиях образование искры невозможно. Напряжение в 5В ничтожно мало для возникновения искры пробоя. Кроме того, в баке любого автомобиля уже "плавает" электрический датчик уровня топлива. Низкие напряжения и токи не могут вызвать искру и возгорание топлива.

Я не ставил перед собой задачу получить супер точный датчик, способный измерить уровня топлива в 1мм и погрешностью в 0,1%, хотя это вполне возможно. Учитывая, что датчик создавался для аппаратов, где топливо в баке будет подвижно, нас вполне устроит бюджетный вариант с погрешностью в 5%.

Немного о конструктивных особенностях. Для уменьшения паразитных емкостей измерительная схема должна находиться в непосредственной близости от датчика. Не допускается подключение датчика к измерительной схеме с помощью проводов более 20 мм. Другими словами измерительная схема должна быть на датчике, датчик в баке, в то время, как дисплей должен находиться возле человека на некотором расстоянии от бака. Поэтому, конструктивно схема измерения уровня топлива разделена на два модуля - модуль емкостного датчика топлива и модуль отображения. Эти два модуля связаны между собой тремя проводами по двум из них подается питание к модулю датчика, по третьему - от модуля датчика передаются данные в цифровом виде к модулю отображения. Это позволило решить вопрос с передачей данных на несколько метров, и дает возможность конструктивно изменять модуль отображения. При этом схему модуля датчика модифицировать не придется.

Схема модуля датчика и модуля отображения

Схема модуля датчика основана на измерении времени заряда датчика. Чем выше уровень топлива, тем выше емкость датчика, тем больше времени потребуется для заряда датчика (конденсатора). Работает схема следующим образом. Используется встроенный в микроконтроллер ATMega8A аналоговый компаратор. На вход компаратора PD7 подается половина напряжения питания через резистивный делитель R3,R4. В момент, когда датчик зарядится до этого напряжения, сработает компаратор. На ноге PD6 устанавливается логический «0». Датчик разряжается через резистор R2. После чего выход PD6 переключается и работает как вход компаратора, запускается таймер, а датчик начинает заряжаться через резистор R1. При достижении напряжения установленного на входе PD7, срабатывает компаратор, таймер останавливается. Показания таймера используются для вычислений. Для обеспечения стабильности микроконтроллер должен тактироваться кварцем. Чем больше частота, на которой работает контроллер, тем выше точность измерения. В нашей схеме ATMega8A тактируется кварцем 16Мгц. Измерения выполняются постоянно, усредняются и один раз в секу

blog.avislab.com

Топливомер — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 9 февраля 2014; проверки требуют 17 правок. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 9 февраля 2014; проверки требуют 17 правок.

Топливомéр — прибор, измеряющий объемное или весовое количество топлива или масла в баках. Применяются для измерения уровня топлива в наземном транспорте и летательных аппаратах, в отличие от уровнемеров, измеряющих уровень жидкостей или сыпучих материалов в различных резервуарах и хранилищах. Как правило непосредственное измерение количества топлива крайне затруднено, поэтому применяются косвенные измерения, в которых, например, измеряют высоту или давление топлива в баке.

По методу измерения:

По области использования:

Особенности измерения уровня топлива[править | править код]

Несмотря на то, что топливомеры и уровнемеры используют одни и те же методы измерения, между ними существуют принципиальные различия, вызванные различными объектами измерения:

  1. Топливные баки имеют ограниченные размеры, что накладывает ограничения на используемые датчики уровня;
  2. Топливные баки могут иметь весьма сложную форму, что вынуждает использовать профилированные датчики уровня;
  3. Под действием сил и ускорений происходит перераспределение топлива в баке, что приводит к появлению погрешности измерения;
  4. Для летательных аппаратов с несколькими топливными баками необходимо осуществлять центровку путём перекачки топлива из одного бака в другой для стабилизации центра масс летательного аппарата[значимость?].

Поплавковые топливомеры широко применяются в автомобильной технике. Сущность работы топливомера состоит в перемещении ползунка на переменном сопротивлении под действием рычага, на котором имеется поплавок — пластмассовая или металлическая полая конструкция, плавающая на поверхности уровня топлива. С изменением уровня топлива происходит перемещение ползунка и изменение сопротивления резистора, которое отображается стрелочным (шкальным) прибором (омметром) в кабине. В современных автомобилях датчик уровня топлива (переменное сопротивление) имеет нелинейную характеристику.

Поплавковые топливомеры имеют ряд принципиальных недостатков, в числе которых — большая погрешность при кренах и наклонах транспортного средства. Именно поэтому поплавковые топливомеры очень ограниченно применяются в авиации (поплавковые топливомеры установлены на вертолёте Ми-8).

Принцип работы ёмкостного топливомера основан на существенной разнице диэлектрических свойств воздуха и топлива. В качестве датчика уровня топлива в таком топливомере применяется "ёмкостный датчик" - цилиндрический конденсатор, представляюший собой две трубы разного диаметра (обкладки конденсатора), вставленные одна в другую и имеющие зазор. Датчик вставлен в топливный бак вертикально и занимает пространство бака от самой нижней до самой верхней его поверхности. Путем непрерывного замера ёмкости такого конденсатора определяется текущее количество топлива в баке, для чего обычно применяют самоуравновешенный мост переменного тока с эталонным конденсатором. В связи со сложной формой топливных баков самолёта в трубах датчика в определённых местах могут иметься прямоугольные окна или вырезы разной площади. Так как баков на самолёте несколько, то в каждом баке имеется свой ёмкостный датчик. Кроме того, в самолёте, как правило, имеется основная система топливной автоматики (измерения, расхода и центровки) со своими датчиками и указателями, и дублирующий (резервный) топливомер (с минимумом автоматических функций), и также со своими датчиками и указателями. Указатели могут показывать как общее количество топлива во всех баках (т.н. "сумма"), так и количество топлива в каждом конкретном баке, что позволяет контролировать правильность заправки или выработки топлива и нормальную работу автоматики.

Ёмкостные топливомеры получили распространение на маломанёвренных летательных аппаратах. На высокоманёвренных чаще в качестве основного измерителя количества топлива применяется расходомер.

ru.wikipedia.org

Виды датчиков уровня топлива.

Ряд производителей указывают дополнительную погрешность в процентах на каждые 10 градусов. Это означает, что для того, чтобы понять, какая конечная точность будет у измерителя или у датчика при определенной температуре эксплуатации, то надо вычислить дополнительную погрешность и сложить ее с основной. Например, указано, что дополнительная погрешность составляет 0,05% на каждые 10°С. Изменение температуры считается от нормальной, как правило, равной 25 °С. Тогда при температуре окружающей среды -25 °С изменение температуры составит 50 °С, что внесет в точность дополнительно 0,25% ошибки. И если основная погрешность при этом равняется 0,5%, то общая погрешность (или искомая точность) будет 0,75%.

Ряд производителей (например, Омникомм), дабы не утруждать пользователя такой арифметикой, сразу указывают основную приведенную погрешность во всем диапазоне температуры эксплуатации. Т.е. к основной погрешности прибавляют дополнительную, вызванную изменением температуры. И если указано, что погрешность составляет не более 1% во всем диапазоне температур, то значит, при любой температуре суммарная погрешность будет не более этого процента. Хотя, например, при нормальной температуре в 25 °С основная приведенная погрешность такого датчика, без влияния дополнительной, может быть 0,5% или 0,25% или еще меньше. Просто указано сразу наибольшее значение суммы основной и дополнительной погрешностей.

Ряд производителей вообще обходят стороной значения дополнительных погрешностей и их не указывают. То ли считая, что их просто нет (хотя мать-природу с ее законами отменить пока никто не в силах), то ли предоставляя потребителю самому определить в полевых условиях, как же влияет температура на измеритель или датчик. Ну да оставим это на их совести.

Третье, что надо знать – это несоответствие входного диапазона измерителя и выходного диапазона датчика. Это несоответствие также очень сильно влияет на то, какой точности мы в итоге получаем результаты измерения. Надо понимать, что значение основной приведенной погрешности указывается для всего диапазона измерения (собственно, термин «приведенная» это и означает). Если взять очень точную метрологическую стальную линейку длиной в один метр и начать измерять ею размеры зубчатых колесиков из наручных часов, то понятно, что ничего путного мы не добьемся. На линейке есть только миллиметровые риски, а надо измерять микроны. И дело не в том, что линейка неточная, а в том, что не тем мы начали мерить…

glonass24.com

Subaru Impreza Sedan, белая › Бортжурнал › Неисправность датчика уровня топлива и замена топливного фильтра

В очередной раз убедился: «Хочешь сделать хорошо – делай сам!». Ну, о косяках автосервиса напишу ниже, а начну с неисправности датчика уровня топлива.

В последнее время, стал замечать, что у меня слишком быстро расходуется бак – что-то часто стал заезжать на заправку! Причём когда в баке остаётся менее половины – топливо уходит с удвоенной скоростью. Езжу я обычно до зажигания контрольной лампы низкого уровня, заправляюсь всегда до полного бака. Посмотрел чеки… а заливают-то мне в среднем 40 л бензина. Очень странно!

Приборная панель в Импрезе

Топливный бак в Импрезе вмещает 60 л. Шкала уровня топлива поделена на 6 частей – очень удобно: 10 литров между делениями. Контрольная лампа зажигается при уровне топлива менее 9 л. Значит, в бак, в моём случае, должно помещаться примерно 50 л, а не 40.

Провёл эксперимент: доездил до отметки «Empty». Всё, ноль! Заправляюсь до полного… вошло 52 литра! Повторяю эксперимент – 48! Ага, датчик уровня топлива врёт. Берём тестер и… Но прежде, я хочу вам рассказать,

Как работает датчик уровня топлива в Субару?

Топливный бак в Субару расположен под задним сиденьем. Благодаря полному приводу, а именно наличию карданного вала – он имеет характерную форму днища – выемка для кардана делит бак примерно пополам.

Топливный бак, систему забора и очистки воздуха для двигателя, а также систему выпуска выхлопных газов для Subaru изготавливает компания Sakamoto

Топливный бак в Субару

При полном баке эти половинки сообщаются между собой. А когда уровень падает ниже 1/3 – то разобщаются. Бензонасос (с топливным фильтром) расположен в правой (по ходу движения автомобиля) части бака. А в левой части – находится приёмная трубка с сеточкой, которая соединена патрубком с бензонасосом. Бензонасос в своём составе имеет эжектор, который через этот патрубок постоянно «перекачивает» топливо из левой части бака в правую.

Чтобы правильно измерять уровень топлива в такой системе, в баке установлено два датчика уровня топлива – один в правой части (на блоке бензонасоса) и второй, вспомогательный, в левой части (там, где приёмная сеточка эжекторного насоса).

Датчики уровня топлива в Субару

Сами датчики уровня топлива, представляющие из себя обычные переменные резисторы, включены последовательно. Таким образом, когда в одной половине бака уровень поднимается, а в другой, соответственно, опускается – их суммарное сопротивление остаётся практически неизменным.

Работа датчика уровня топлива

Сопротивление датчиков обратно пропорционально уровню топлива в баке, т.е. когда бак полный – их сопротивление стремится к нулю, а когда бак пустой – их сопротивление максимально. Основной датчик (в правой части бака) имеет максимальное сопротивление 30 Ом, а вспомогательный датчик в левой части – 60 Ом. Таким образом, их суммарное сопротивление при пустом баке составляет примерно 90 Ом.

Одним выводом датчики уровня топлива сидят на массе, а вторым – подключены к центральному блоку управления (BIU, расположен на рулевой колонке). Центральный блок управления преобразует аналоговый уровень от датчиков в цифровой сигнал, сглаживает его пульсации (устраняя резкие колебания стрелки при скачках уровня топлива, например, когда топливо плещется в баке), преобразует его в цифровые посылки, и выдаёт их по CAN-шине.

Приборная панель по CAN-шине принимает эти сигналы, расшифровывает их и отклоняет стрелку уровня топлива шаговым моторчиком, пропорционально его уровню. Когда уровень топлива равен
9 л и менее, приборная панель зажигает предупреждающую лампу низкого уровня топлива. Отдельного датчика на эту лампу нет.

Отметке Empty (пустой) соответствует уровень 2,6 л в баке, а отметке Full (полный) – 57,4 л. Поэтому, когда вы заправляете бак до полного, стрелка немного заходит за риску «F».

Вот теперь вы технически подкованы и можете сами диагностировать неисправность!

«Выкатываем» бак до зажигания контрольной лампы, берём мультиметр и измеряем сопротивление каждого датчика, предварительно отсоединив от него разъём. Что бы добраться до датчиков, нужно снять заднее сиденье и открыть крышки технологических лючков.

Снимаем заднее сиденье…


Открываем крышки лючков

С номерами контактов разъёма бензонасоса вам поможет разобраться принципиальная электрическая схема:

Электрическая схема датчиков уровня топлива Subaru Impreza 2008

В моём случае, при уровне топлива «по шкале» около 10 л (а в реальности около 20) сопротивление правого датчика составило 19 Ом, что в принципе, логично, а вот левый, вспомогательный датчик, показал 88 Ом, при том, что его максимальное сопротивление при пустом баке должно быть не более 60 Ом. При покачивании машины сопротивление этого датчика менялось непредсказуемо от 60 до 120 Ом. Виновник найден: вспомогательный датчик уровня топлива 42081AG170!

Я решил совместить замену датчика уровня топлива с заменой топливного фильтра и приёмных сеточек. Для этого необходимо купить:
42072AG140 – топливный фильтр тонкой очистки.
23217-50100 – приёмная сеточка бензонасоса (Toyota)
42072AA121 – приёмная сеточка эжекторного насоса
42025AG000 – уплотнительное кольцо бензонасоса (требует обязательной замены).

При замене топливного фильтра, бак должен быть заполнен не более, чем на 2/3!

Первое, что нужно сделать – это снять давление в топливной системе. Для этого запускаем двигатель и вынимаем предохранитель №11 под капотом (самый крайний). Ждём, пока двигатель заглохнет. Пытаемся его ещё пару раз завести. Не заводится – отлично – вынимаем ключ, и ставим предохранитель обратно.

Второе, что нужно сделать – поставить огнетушитель в доступном месте:

Не пренебрегайте правилами техники безопасности!

Открываю я лючки. Начинаю очищать фланцы от грязи и пыли. Смотрю внимательно на бензонасос

www.drive2.ru

Смотрите также