Mitsubishi: техническое обслуживание автомобилей - часть 576

 

  Глава 4 

Датчики 

 
Датчики это электрические/электронные устройства, которые преобразуют различные 

характеристики физических явлений в электрические сигналы. Это своеобразные «органы 
чувств».   

В современном автомобиле используется огромное количество датчиков. Одно только их 

перечисление займет несколько страниц, поэтому мы рассмотрим лишь основные принципы 
работы датчиков и физические эффекты, на которых основана их работа. 

 

1. Классификация датчиков по типу выходного сигнала 

По типу выходного сигнала датчики могут быть подразделены на четыре группы: 

a)  датчики типа "Включен – выключен" (переключатели) 
b)  датчики переменного сопротивления 
c)  частотные датчики 
d)  датчики, вырабатывающие напряжение. 

(а) Датчики типа "Включен – выключен" (переключатели) 

 

Рис. 4-1 

 

Датчики типа «Включен – выключен», которые, в принципе, относятся к группе выключателей, 

замыкают или размыкают электрическую цепь, когда некоторая физическая величина 
достигнет определенного значения. Они обнаруживаются в таких устройствах, как 
выключатель кондиционера, датчик-выключатель полностью закрытого положения 
дроссельной заслонки, датчик-выключатель давления рабочей жидкости усилителя рулевого 
управления, выключатель заднего хода, контакторы дверей и пр. 

Электрическое сопротивление такого датчика изменяется от нулевого значения при 

замкнутых контактах до бесконечности при разомкнутых, и следовательно возможно только 
два уровня напряжения – низкий или высокий. 

 4– 

1   

 

Датчики 

(b)                        Датчики переменного сопротивления 

 

 

 

Принцип действия датчиков переменного сопротивления состоит в изменении их 

сопротивления в зависимости от изменения некоторой физической величины (положения, 
температуры, давления и т.д). Датчики переменного сопротивления изготавливаются на 
основе потенциометров, термисторов, тензоэлементов и, как правило, применяются в 
качестве датчиков положения дроссельной заслонки, датчиков температуры охлаждающей 
жидкости в двигателе и датчиков температуры воздуха во впускном коллекторе двигателя, 
датчиков давления и пр. 

Рис. 4-2 

  (c)                Частотные датчики 

 

 

Рис. 4-3 

 

4 – 2 

 

Датчики 

Частотные датчики обычно используются в случаях необходимости точного измерения 

параметров или физических величин, таких как расход воздуха, скорости вращения различных 
валов и т.д. Примером могут служить датчик расхода воздуха, датчик положения коленчатого 
вала, датчик положения распределительного вала, датчик скорости автомобиля и т.д. 

Выходной сигнал таких датчиков представляется обычно в форме синусоиды или 

прямоугольных импульсов(меандр) с изменяющейся частотой. Измерение частоты позволяет 
измерить значение параметра.  

  (d)                  Датчики, вырабатывающие напряжение 

 

Рис. 4-4 

 
Датчики, вырабатывающие напряжение, это датчики, не требующие источника питания для 

своей работы. В качестве примера можно привести датчик детонации, кислородный датчик и 
индукционный датчик. На их выходе появляется напряжения, величина которого изменяется в 
соответствии с измеряемым показателем. Например, сигнал кислородного датчика может 
изменяться от 0 В до 1,0 В в зависимости от величины воздушно-топливного отношения 
(состава смеси) в процессе сгорания. 

 

2. Классификация датчиков по принципу измерения 

По принципу измерения датчики можно разделить на следующие группы: 

a)  температурные датчики 
b)  резистивные датчики (контактного типа) 
c)  датчики на основе эффекта Холла 
d)  датчики на основе магниторезистивного элемента 
e)  индукционные (генераторные) датчики 
f)  индуктивные датчики 
g)  пьезоэлектрические датчики 
h)  фотоэлектронные (оптические) датчики 
i)  емкостные (конденсаторные) датчики 

 
(а) Термодатчики 

Это датчики, работа которых основана на свойстве проводников и полупроводников, 

изменять своё сопротивление при изменении температуры.  
 
 
 

Датчики на основе проводников обладают 

положительным температурным коэффициентом 
сопротивления (ТКС). Их сопротивление увеличиваются с 
увеличением температуры. 

 
 

 
 
 

Со

Температура 

противление 

 4– 

3   

Рис. 4-5 

 

Датчики 

Датчики на основе полупроводников обладают 
отрицательным температурным коэффициентом 
сопротивления (ТКС). Их сопротивление уменьшается с 
увеличением температуры. 

 
 
 
 
 
 
 

Сопротивление 

Температура 

Рис. 4-6 

По сравнению с терморезисторами на основе 

проводников, полупроводниковые обладают примерно в 
10 раз большим ТКС, т. е. изменение температуры 
вызывает большее изменение сопротивления.  

Сопротивление терморезистора нелинейно зависит от 

температуры. 

 
 
(b) Резистивные датчики (контактного типа)   

 
Основой датчика является пленочный резистор 

с несколькими контактными дорожками, по 
которым перемещаются упругие токосъемные 
элементы. 

К недостаткам датчика можно отнести его 

невысокую надежность, а к достоинствам 
простоту и дешевизну. 

Датчики такого типа, как правило, применяются 

в качестве датчиков положения. В последнее 
время вытесняются датчиками бесконтактного 
типа. 

 

Рис. 4-7 

 
(c) Датчики на основе эффекта Холла   

 
Датчик представляет собой полупроводниковую 

пластину. При прохождении тока через такую 
пластину при отсутствии магнитного поля 
напряжение на поперечных торцах пластины (А и В) 
отсутствует. Однако если поднести к ней постоянный 
магнит, то на торцах появляется напряжение. 

Если между магнитом и датчиком поместить 

перемещающийся экран с прорезями, то мы получим 
генератор Холла. 

Датчики Холла применяются в качестве датчиков 

положения, частоты вращения валов и др. 

 
 

H 

I 

Iн 

V

н

Напряжение 

Холла 

А

В 

Рис. 4-8 

 
 
(d) Датчики на основе магниторезистивного элемента   

 
Датчик на основе магниторезистивного элемента основан на свойстве некоторых 

материалов, изменять свое сопротивление, при воздействии внешнего магнитного поля. 

На рисунке изображена пластинка ферромагнитного материала, называемого пермаллой 

(20% Fe и 80% Ni). 

 

 

4 – 4