Compito del sistema di accensione- fornitura di momento giusto scintilla di accensione di energia sufficiente per accendersi miscela di carburante. Quanto più accuratamente viene eseguito questo processo, tanto maggiori saranno la potenza e l'efficienza del motore. L'accensione impostata correttamente aumenta la potenza del motore, riduce il consumo di carburante e le emissioni sostanze nocive.

IN l'anno scorso e nel corso dei decenni questi obiettivi sono diventati sempre più urgenti. Il sistema di accensione a contatto non poteva far fronte alle esigenze ad esso poste. Massima energia trasmessa necessaria per l'accensione miscela di lavoro, non era possibile aumentare, sebbene ciò fosse necessario per motori ad elevata compressione e potenza, la cui velocità di rotazione diventava sempre più elevata.

Inoltre, a causa della costante usura dei contatti, non è possibile garantire l'esatto rispetto del momento di accensione specificato. Ciò ha causato interruzioni nel funzionamento del motore, aumento del consumo di carburante ed emissioni di sostanze nocive nell'atmosfera.

Grazie allo sviluppo dell'elettronica è stato possibile avviare il processo di accensione senza contatto, risolvendo così i problemi di usura. Manutenzione. In questo caso, il momento di accensione specificato viene mantenuto con precisione per quasi tutta la durata di servizio.

Ciò avviene innanzitutto grazie alla formazione induttiva del segnale (sistema di accensione a transistor senza contatto con accumulo di energia nell'induttanza) e alla formazione del segnale tramite un sensore Hall (TSZ-h).

Poiché entrambi questi sistemi sono economici e relativamente poco costosi, vengono utilizzati ancora oggi su alcuni piccoli motori.

I principali vantaggi di un sistema di accensione senza contatto:

• nessuna usura o manutenzione,
• momento di accensione costante,
• assenza di rimbalzo dei contatti e, di conseguenza, possibilità di aumentare la velocità di rotazione,
• regolazione dell'accumulo di energia e limitazione della corrente primaria,
• tensione secondaria più elevata del sistema di accensione
• Spegnimento CC.

Struttura e funzioni di BSZ

In base alla figura viene brevemente spiegato il principio di funzionamento del sistema:

Disegno. Componenti di un sistema di accensione a transistor

1. Batteria dell'accumulatore
2. Interruttore di accensione e avviamento
3. Bobina di accensione
4. Interruttore
5. Sensore di accensione
6. Sensore-distributore
7. Candela

Quando l'accensione (2) è inserita, la tensione di alimentazione viene fornita all'avvolgimento primario della bobina di accensione (3). Attraverso l'avvolgimento primario scorre corrente; non appena il commutatore (4) riceve un segnale dal sensore di accensione (5), la corrente nell'avvolgimento primario viene interrotta. Il terminale 1 della bobina di accensione è collegato a massa tramite un interruttore. Nell'avvolgimento secondario viene indotta un'alta tensione superiore a 20 kV.

La tensione secondaria del sistema di accensione viene trasmessa attraverso il terminale 4 della bobina di accensione al sensore del distributore al cilindro corrispondente e alla candela.

L'unità di controllo determina la velocità di rotazione albero motore(segnali del sensore) e in base ad esso controlla il tempo di accumulo della corrente dell'avvolgimento primario della bobina di accensione (durata stato aperto transistor di uscita o tiristore del sistema di accensione) e il suo valore. In base alla velocità e alla tensione batteria, poco prima della comparsa della scintilla di accensione, viene impostato il valore nominale della corrente primaria, cioè all'aumentare della velocità di rotazione aumenta la durata del flusso di corrente allo stesso modo di quando diminuisce la tensione della batteria.

Con l'accensione inserita e motore non funzionante(nessun segnale dal sensore) dopo un certo tempo (di solito un secondo), la corrente nell'avvolgimento primario della bobina di accensione viene interrotta. Non appena l'unità di controllo riceve un segnale dal sensore (ad esempio durante l'avvio), torna allo stato operativo.

Per adattare l'anticipo di accensione alle diverse condizioni di carico, la regolazione viene effettuata come nei sistemi di accensione a contatto, meccanicamente tramite un meccanismo a membrana regolatore di vuoto, così come un regolatore centrifugo. Di conseguenza, il segnale del sensore (e con esso la fasatura dell'accensione) cambia a seconda della velocità e del carico del motore.

Disegno. Diagramma di interazione della regolazione del vuoto e della centrifuga quando si controlla l'accensione mediante un sensore induttivo

1. Regolatore centrifugo
2. Regolatore di temporizzazione dell'accensione a vuoto con meccanismo a membrana
3. Albero distributore di accensione 4 - Albero cavo
4. Statore del sensore induttivo del distributore di accensione
5. Rotore del distributore di accensione

Condizionamento induttivo del segnale senza contatto sistema a transistor accensione per accumulo di energia nell'induttanza

Come risultato della rotazione del rotore del sensore degli impulsi di controllo, il campo magnetico cambia e viene creato l'avvolgimento di induzione (statore) come mostrato nelle Figure a, b Tensione CA. In questo caso, la tensione aumenta quando i denti del rotore si avvicinano ai denti dello statore. Il semiciclo positivo della tensione raggiunge il suo valore massimo quando la distanza tra i denti dello statore e del rotore è minima. All'aumentare della distanza, il flusso magnetico cambia bruscamente direzione e la tensione diventa negativa.

Disegno. Sensore di impulsi di controllo basato sul principio di induzione
a) Schema tecnologico

1. Magnete permanente
2. Avvolgimento a induzione del nucleo
3. Traferro variabile
4. Rotore del sensore di impulsi di controllo

b) caratteristica temporale della tensione alternata indotta dal sensore di impulsi di controllo tz = tempo di accensione

In questo momento (tz), a seguito dell'interruzione della corrente primaria da parte del commutatore, viene avviato il processo di accensione.

Il numero di denti del rotore e dello statore corrisponde nella maggior parte dei casi al numero di cilindri. In questo caso, il rotore ruota a una velocità ridotta dell'albero motore. La tensione di picco (± U) a bassa velocità è di ca. 0,5 V, in alto - ca. fino a 100 V.

Il momento dell'accensione può essere monitorato solo con il motore in funzione, poiché senza rotazione del rotore il campo magnetico non cambia e di conseguenza non viene creato alcun segnale.

Generazione del segnale tramite sensore Hall

La seconda possibilità di controllo della scintilla senza contatto può essere ottenuta utilizzando un sensore Hall.

Il sensore Hall viene spesso utilizzato quando si converte il sistema di accensione da contatto a senza contatto, poiché può essere installato al posto di un interruttore su una piastra mobile.

Il sensore senza contatto utilizza l'effetto Hall (dal nome del suo scopritore), che comporta la creazione di una differenza di potenziale trasversale in un conduttore che trasporta una corrente continua sotto l'influenza di un campo magnetico. L'effetto Hall è particolarmente efficace nei semiconduttori speciali. Un microcircuito integrato nel sensore Hall migliora ulteriormente il segnale.

Disegno. effetto Hall

• Av A2 - connessioni, strato semiconduttore
• UH - Tensione di sala
• B - campo magnetico (denso)
• IV- DC nutrizione

Quando lo schermo con le asole (otturatore) ruota, il campo magnetico agisce periodicamente sul sensore Hall. Se l'otturatore è aperto tra le guide magnetiche (le cosiddette feritoie), viene indotta una tensione di Hall. Se l'otturatore è chiuso nel traferro tra le guide magnetiche, le linee del campo magnetico non possono influenzare il sensore Hall e la tensione è prossima allo zero (piccoli campi dispersi non possono essere completamente soppressi). Grazie alla caratteristica della tensione Hall il segnale per la scintilla è nuovamente presente.

Disegno. Principio

1. Sigillare con larghezza b
2. Magnete permanente
3. Chip di sala
4. Vuoto d'aria

Il numero delle fessure corrisponde nella maggior parte dei casi al numero dei cilindri e l'otturatore ruota insieme al rotore del distributore di accensione con una velocità dell'albero motore dimezzata. Per regolare l'anticipo dell'accensione, la piastra su cui è fissato il sensore Hall si muove meccanicamente secondo il principio già noto. La scintilla avviene quando il sensore Hall viene acceso (t2), cioè non appena la fessura permette alle linee del campo magnetico di agire sul sensore Hall. IN in questo caso L'impostazione dell'accensione può essere effettuata a motore spento (rispettare le indicazioni del produttore!).

Disegno. Caratteristica della tensione di Hall

Risoluzione dei problemi di un sistema di accensione senza contatto

Quando si esegue la risoluzione dei problemi in sistema senza contatto accensione ricorda:

I moderni sistemi di accensione funzionano con tensioni molto elevate, per cui, se le parti di scarico del sistema entrano in contatto, può esserci pericolo di vita sia sul lato della corrente primaria che su quella secondaria. Pertanto, quando si lavora sul sistema di accensione, spegnere l'accensione e l'alimentazione!

Prima di iniziare la risoluzione dei problemi, è necessario ricordare ancora una volta le funzioni di accensione (scintilla di accensione - potenza sufficiente - momento giusto accensione).

Innanzitutto, dovresti assicurarti che la scintilla di accensione sia presente. Il modo più semplice per controllare: collegare una nuova candela al filo alta tensione(la candela deve essere collegata alla massa del motore) e avviare brevemente. Controllare visivamente la scintilla. Se non c'è scintilla di accensione, è necessario effettuare un'ispezione visiva dell'intero sistema, nonché controllare la corrosione o l'umidità dei collegamenti staccabili e la precisione dei cavi.

Se non si riscontrano danni evidenti, tracciare il processo di accensione in ordine inverso, dalla candela attraverso la punta della candela e il filo dell'alta tensione fino al contatto sul distributore, dal filo dell'alta tensione del distributore alla bobina di accensione e dalla bobina di accensione all'unità di controllo. Gli ingressi dell'unità di controllo vengono controllati allo stesso modo.

È importante sapere se manca la scintilla su una candela o su tutte le candele. Se solo su uno, il guasto può verificarsi nella zona tra la candela del cilindro corrispondente e lo spinterogeno. Se non c'è scintilla su tutte le candele, molto probabilmente la scintilla non si verifica e il guasto è localizzato nella zona tra il distributore e la centralina o agli ingressi della centralina.

Nel primo caso, controllare il cavo dell'alta tensione dal distributore alla candela. Controllo semplice la resistenza indica la funzionalità del filo. Si sommano le resistenze della punta della candela e del filo del distributore. Per un filo ad alta tensione con uno spinterometro preliminare, questo metodo di prova non è adatto. In questo caso, solo con l'aiuto di pinze induttive fissate attraverso il filo dell'alta tensione è possibile verificare se la tensione secondaria del sistema di accensione viene trasmessa attraverso il filo. Altrimenti il ​​funzionamento viene controllato sperimentalmente sostituendo il corrispondente filo dell'alta tensione.

Se il cavo è a posto, controllare il distributore e il cappuccio del distributore. Allo stesso tempo, mediante ispezione visiva, assicurarsi che i contatti non siano bruciati e che non siano presenti crepe o altri danni sul tappo del distributore.

Se non si verifica alcuna scintilla, controllare il rotore del distributore di accensione (ispezione visiva, misurazione della resistenza); fare lo stesso con il cavo dell'alta tensione che va dal distributore alla bobina di accensione.

La successiva misurazione della resistenza riguarda la bobina di accensione. In questo caso la resistenza viene misurata tra il terminale 1 e il terminale 15 del circuito primario. Il circuito secondario della bobina di accensione viene misurato tra i terminali 4 e 1. Durante le misurazioni osservare le indicazioni del produttore. È possibile che le interruzioni negli avvolgimenti primario e secondario della bobina di accensione si manifestino solo a temperature elevate.

Per misurare la resistenza sulla bobina di accensione è necessario scollegare tutti i contatti.

Controllare inoltre la tensione di alimentazione al morsetto 15 della bobina di accensione, che dovrebbe corrispondere al valore della tensione della batteria (meno la caduta di tensione sulla resistenza aggiuntiva). Successivamente, al terminale 1 è possibile controllare l'angolo di rotazione del rotore del sensore e il ciclo di lavoro degli impulsi.

Al minimo, l'angolo di rotazione del rotore del sensore varia da 5 a 15 e aumenta con l'aumentare della velocità. Nei modelli di auto più vecchi senza controllo dell'angolo del rotore, ma con un sistema di accensione a tiristori senza contatto, il parametro ha un valore costante.

Se la bobina di accensione è in ordine, ma non c'è tensione al terminale 15, è necessario controllare il cavo all'interruttore di accensione nell'ordine inverso ed eliminare la causa del malfunzionamento.

Se alla velocità iniziale l'angolo di rotazione del rotore del sensore non si regola e il ciclo di lavoro degli impulsi non viene misurato, nonostante l'alimentazione venga fornita tramite il morsetto 15, è necessario controllare il corrispondente segnale di uscita sull'unità di controllo.

Se questo non è il motivo, è necessario controllare tutti gli ingressi sulla centrale. In questo caso occorre innanzitutto assicurarsi che la centralina riceva la tensione di alimentazione, cioè sempre il segnale in ingresso dal morsetto 15. Al morsetto 3 deve esserci un buon collegamento a massa. Se tutto è in ordine in entrambi i casi, controllare l'ingresso della scintilla. In questo caso, come accennato in precedenza, si distingue tra formazione induttiva e formazione tramite sensore Hall.

Se sono presenti scintille induttive sul terminale 7, è possibile controllare la tensione di uscita CA utilizzando un oscilloscopio. Se non hai un oscilloscopio a portata di mano, puoi anche misurare la tensione CA. Ricordare che la tensione alternata misurata può variare da 0,5 V a 100 V, a seconda della velocità del motore.

Quando la scintilla avviene tramite un sensore Hall sul terminale corrispondente, il segnale del sensore Hall viene controllato misurando il ciclo di lavoro degli impulsi. A seconda del produttore, il ciclo di lavoro dell'impulso alla velocità iniziale può variare dal 10% al 30%. Se manca il segnale del sensore Hall viene controllata l'alimentazione del sensore. Inoltre, controllare la resistenza del cavo quando è disconnesso.

Pericolo di danneggiamento del sensore Hall durante la misurazione della resistenza!

Dopo aver controllato circuiti elettrici Il prossimo passo è controllare la fasatura dell'accensione.

Il controllo della fasatura dell'accensione può essere statico, cioè quando il motore non è in funzione, oppure dinamico con il motore acceso. Prima di ciò è necessario verificare dispositivi meccanici regolamento, poiché la loro usura potrebbe disturbarli lavoro corretto. La regolazione centrifuga, dipendente dalla velocità del motore, viene controllata con una lampada stroboscopica e con un tester, con un lento aumento della velocità del motore. Prima di fare ciò, scollegare il tubo a vuoto. Nell'intervallo di velocità impostato dal produttore, la fasatura dell'accensione dovrebbe spostarsi dolcemente verso l'anticipo,

La regolazione della fasatura dell'accensione, a seconda della depressione, verso l'anticipo o il ritardo, può essere controllata semplicemente rimuovendo e installando il tubo a depressione dell'azionamento del regolatore della depressione e osservando contemporaneamente lo spostamento della fasatura dell'accensione utilizzando una lampada stroboscopica o un tester per motori. La regolazione verso l'anticipo di accensione ritardata è efficace quando al minimo, verso i primi momenti a 2000-3000 min^-1. Ma anche in questo caso i valori esatti dipendono dalle indicazioni del produttore.

Le cause di un funzionamento insoddisfacente dei dispositivi di controllo dipendenti dalla velocità possono essere la corrosione dei sensori o l'indebolimento delle molle. Il funzionamento dei dispositivi di controllo meccanico-pneumatici dipendenti dal carico può essere compromesso a causa di danni al meccanismo a membrana del regolatore del vuoto (funzionamento rigido, depressurizzazione), danno meccanico, tubi di aspirazione non a tenuta e impostazioni errate della valvola a farfalla.

Conferenza7 . Misura della temperatura. Metodi di contatto e senza contatto. Misura del flusso di calore.

7.1. Misura della temperatura.

La temperatura è un parametro dello stato termico, ovvero una grandezza fisica che caratterizza il grado di riscaldamento di un corpo. Il grado di riscaldamento di un corpo è determinato dalla sua energia interna. È impossibile misurare direttamente la temperatura corporea. La temperatura viene misurata indirettamente utilizzando la dipendenza dalla temperatura di qualsiasi proprietà fisica di un corpo termometrico. Come corpo termometrico vengono utilizzati corpi le cui proprietà fisiche convenienti per la misurazione diretta dipendono chiaramente dalla temperatura. Tali proprietà fisiche sono, in particolare, l'espansione volumetrica del mercurio, i cambiamenti nella pressione del gas, ecc.

Quando si misura la temperatura di un corpo, il corpo termometrico deve essere in contatto termico con esso. In questo caso, nel tempo, si verifica un equilibrio termico tra loro, ad es. la temperatura di questi corpi è equalizzata. Questo metodo di misurazione della temperatura, in cui la temperatura misurata di un corpo è determinata dalla temperatura di un corpo termometrico coincidente con esso, è chiamato metodo di misurazione della temperatura per contatto. Eventuali discrepanze tra questi valori di temperatura costituiscono un errore metodologico nel metodo di misurazione della temperatura a contatto.

In natura non esistono fluidi di lavoro ideali le cui proprietà termometriche soddisfino i requisiti nell'intero intervallo di misurazione della temperatura. Pertanto, la temperatura misurata da un termometro, la cui scala si basa sul presupposto di una dipendenza lineare dalla temperatura delle proprietà termometriche di qualsiasi corpo, è chiamata temperatura convenzionale e la scala è chiamata scala di temperatura convenzionale. Un esempio di scala di temperatura convenzionale è la famosa scala centigrada Celsius. Adotta la legge lineare della dilatazione termica del mercurio e come punti principali della scala vengono utilizzati il ​​punto di fusione del ghiaccio (0°C) e il punto di ebollizione dell'acqua (100°C) a pressione normale. La scala di temperatura termodinamica proposta da Kelvin si basa sulla seconda legge della termodinamica e non dipende dalle proprietà termometriche del corpo. La costruzione della scala si basa sulle seguenti disposizioni della termodinamica: se in un ciclo di Carnot reversibile diretto il calore Q 1 è fornito al fluido di lavoro da una sorgente con alta temperatura T 1 e il calore Q 2 vengono rimossi ad una sorgente a bassa temperatura T 2, quindi il rapporto T 1 / T 2 è uguale al rapporto Q 1 /Q 2, indipendentemente dalla natura del fluido di lavoro. Questa dipendenza permette di costruire una scala basata su una sola costante o punto di riferimento con temperatura T 0. Lascia che la temperatura delle fonti di calore T 2 = T 0 e T 1 = T e T sia sconosciuta. Se viene eseguito un ciclo di Carnot reversibile diretto tra queste fonti e viene misurata la quantità di calore fornito Q 1 e di calore rimosso Q 2, la temperatura sconosciuta può essere determinata con la formula

In questo modo è possibile calibrare l'intera scala di temperatura.

Il punto triplo dell'acqua è stato adottato come unico punto di riferimento per la scala internazionale della temperatura termodinamica e gli è stato assegnato un valore di temperatura di 273,16 K. La scelta di questo punto è spiegata dal fatto che può essere riprodotto con elevata precisione - l'errore non supererà 0,0001 K, che è un errore notevolmente inferiore nella riproduzione dei punti di fusione del ghiaccio e dell'acqua bollente. Kelvin è un'unità della scala di temperatura termodinamica, definita come 1/273,16 dell'intervallo di temperatura tra il punto triplo dell'acqua e lo zero assoluto. Questa scelta di unità garantisce l'uguaglianza delle unità nelle scale termodinamica e centigrada: intervallo di temperatura in 1K equivale ad un intervallo di 1°C.

Poiché determinare la temperatura implementando un ciclo di Carnot reversibile diretto con misurazione del calore in ingresso e in uscita è complesso e difficile, per scopi pratici, sulla base della scala di temperatura termodinamica, è stata istituita la scala internazionale pratica della temperatura MPTS-68 (1968 - l'anno in cui è stata adottata la scala). Questa scala imposta le temperature da 13,81 K a 6300 K ed è il più vicino possibile alla scala termodinamica internazionale della temperatura. La metodologia per la sua attuazione si basa sui principali punti di riferimento e su strumenti di riferimento calibrati su questi punti. MPTSH-68 si basa su 11 punti di riferimento principali, che rappresentano un certo stato di equilibrio di fase di determinate sostanze, a cui viene assegnato un valore esatto di temperatura.

7.1.1. Misurazione della temperatura a contatto.

In base al loro principio di funzionamento i termometri a contatto si dividono in:

1.Termometri basati sulla dilatazione termica di una sostanza. Sono utilizzati con un corpo termometrico allo stato liquido (ad esempio termometri a vetro liquido al mercurio) e allo stato solido - bimetallico, la cui azione si basa sulla differenza nei coefficienti di dilatazione termica lineare di due materiali (ad esempio, Invar - ottone, Invar - acciaio).

2. Termometri basati sulla misurazione della pressione di una sostanza.

Si tratta di termometri manometrici, che sono un sistema termico chiuso e sigillato costituito da un cilindro termico, una molla manometrica e un capillare che li collega.

L'azione del termometro si basa sulla dipendenza dalla temperatura della pressione del gas (ad esempio azoto) o del vapore liquido che riempie un sistema termico sigillato. La variazione della temperatura del bulbo termico provoca il movimento della molla, corrispondente alla temperatura misurata. I termometri manometrici vengono prodotti come strumenti tecnici per la misura di temperature da -150°C a +600°C, a seconda della natura della sostanza termometrica.

3. Termometri basati sulla dipendenza dalla temperatura della termo-emf. Questi includono termometri termoelettrici o termocoppie.

4.Termometri basati sulla dipendenza dalla temperatura della resistenza elettrica di una sostanza. Questi includono termometri a resistenza elettrica.

Un termometro a vetro liquido è un serbatoio di vetro a pareti sottili collegato a un capillare, al quale è rigidamente collegato un indicatore di temperatura. Un liquido termometrico viene versato in un serbatoio dotato di capillare, dalla dipendenza dalla temperatura della dilatazione termica su cui si basa l'azione del termometro. Come liquidi termometrici vengono utilizzati il ​​mercurio e alcuni liquidi organici - toluene, alcol etilico, cherosene.

I vantaggi dei termometri in vetro liquido sono la facilità di progettazione e gestione; basso costo, precisione di misurazione abbastanza elevata. Questi termometri vengono utilizzati per misurare temperature da meno 200°C a più 750°C.

Gli svantaggi dei termometri a vetro liquido sono l'elevata inerzia termica, l'incapacità di osservare e misurare la temperatura a distanza e la fragilità del contenitore di vetro.

Il termometro termoelettrico si basa sulla dipendenza dalla temperatura della termo-emf di contatto in un circuito di due termoelettrodi diversi. In questo caso, la quantità-temperatura non elettrica viene convertita in un segnale elettrico - EMF. I termometri termoelettrici sono spesso chiamati semplicemente termocoppie. I termometri termoelettrici sono ampiamente utilizzati nell'intervallo di temperature da -200°C a +2500°C, ma nella regione delle basse temperature (meno di -50°C) sono meno diffusi dei termometri a resistenza elettrica. A temperature superiori a 1300°C i termometri termoelettrici vengono utilizzati principalmente per misurazioni a breve termine. I vantaggi dei termometri termoelettrici sono la capacità di misurare la temperatura con sufficiente precisione nei singoli punti del corpo, bassa inerzia termica, sufficiente facilità di fabbricazione in condizioni di laboratorio, il segnale di uscita è elettrico.

Attualmente per misurare la temperatura vengono utilizzate le seguenti termocoppie:

Tungsteno-tungsteno renio (VR5/20) fino a 2400...2500K;

Platino-platino-rodio (Pt/PtRh) fino a 1800...1900 K;

Chromel-allumel (CA) fino a 1600...1700 K;

Chromel-copel (CC) fino a 1100 K.

Quando connesso strumento di misura Per il circuito della termocoppia sono possibili 2 schemi:

1) con la rottura di uno dei fili del termoelettrodo;

2) con rottura del giunto freddo della termocoppia.

Per misurare piccole differenze di temperatura viene spesso utilizzata una termopila composta da più termocoppie collegate in serie. Una termopila di questo tipo consente di aumentare la precisione di misurazione aumentando il segnale di uscita di un numero di volte pari a quello delle termocoppie nella termopila.

La termo-EMF in un circuito di termocoppia può essere misurata con un millivoltmetro utilizzando il metodo di valutazione diretta e un potenziometro utilizzando il metodo di confronto.

I termometri a resistenza elettrica si basano sulla dipendenza dalla temperatura della resistenza elettrica di una sostanza termometrica e sono ampiamente utilizzati per misurare temperature da -260°C a +750°C, e in alcuni casi fino a +1000°C. L'elemento sensibile del termometro è un convertitore termistore, che permette di convertire una variazione di temperatura (grandezza non elettrica) in una variazione di resistenza (grandezza elettrica). Qualsiasi conduttore con una dipendenza nota della resistenza dalla temperatura può fungere da termistore. Metalli come platino, rame, nichel, ferro, tungsteno e molibdeno vengono utilizzati come materiali per il termistore. Oltre a questi, alcuni materiali semiconduttori possono essere utilizzati nei termometri a resistenza.

I vantaggi dei termometri a resistenza metallica sono l'elevata precisione nella misurazione della temperatura, la possibilità di utilizzare una scala di calibrazione standard sull'intero intervallo di misurazione e la forma elettrica del segnale di uscita.

Il platino puro, per il quale il rapporto tra resistenza a 100°C e resistenza a 0°C è 1,3925, soddisfa al meglio i requisiti di base di resistenza chimica, stabilità e riproducibilità delle proprietà fisiche e occupa un posto speciale nei termistori per la misurazione della temperatura. I termometri a resistenza al platino vengono utilizzati per interpolare la scala internazionale della temperatura da -259,34°C a +630,74°C. In questo intervallo di temperature, un termometro a resistenza al platino è superiore in termini di precisione di misurazione a un termometro termoelettrico.

Gli svantaggi dei termometri a resistenza sono l'impossibilità di misurare la temperatura in un unico punto del corpo a causa delle notevoli dimensioni del suo elemento sensibile, la necessità di una fonte di alimentazione esterna per misurare la resistenza elettrica, il basso valore del coefficiente di temperatura della resistenza elettrica per termometri a resistenza metallica, che richiedono misurazioni altamente sensibili e precise di piccole variazioni nei dispositivi di resistenza.

7.1.2. Misurazione della temperatura senza contatto mediante pirometri a radiazione.

I pirometri a radiazione o semplicemente pirometri sono dispositivi per misurare la temperatura dei corpi mediante radiazione termica. La misurazione della temperatura dei corpi con i pirometri si basa sull'utilizzo delle leggi e delle proprietà della radiazione termica. Una caratteristica dei metodi pirometrici è che le informazioni sulla temperatura misurata vengono trasmesse senza contatto. In considerazione di ciò è possibile evitare distorsioni nel campo di temperatura dell'oggetto da misurare, poiché non è richiesto il contatto diretto del ricevitore termico con il corpo.

In base al principio di funzionamento, i pirometri per la misurazione locale della temperatura si dividono in pirometri di luminosità, pirometri di colore e pirometri di radiazione.

La principale grandezza percepita dall’occhio del ricercatore o dai ricevitori di radiazione termica dei pirometri è l’intensità o luminosità della radiazione corporea. Il funzionamento dei pirometri di luminosità si basa sull'utilizzo della dipendenza dell'intensità spettrale della radiazione corporea dalla temperatura corporea. I pirometri di luminosità utilizzati nella parte visibile dello spettro di radiazione, con registrazione del segnale utilizzando gli occhi del ricercatore, sono chiamati pirometri ottici. I pirometri ottici sono i più facili da manutenere e sono ampiamente utilizzati per misurare temperature da 700°C a 6000°C.

Per misurare la temperatura di luminosità nella parte visibile dello spettro, sono ampiamente utilizzati pirometri ottici con un filamento evanescente di filamento alternato e costante. La temperatura di luminosità di un corpo viene misurata confrontando l'intensità spettrale della radiazione proveniente dal corpo misurato con l'intensità della radiazione del filamento di una lampada pirometrica alla stessa lunghezza d'onda effettiva (la lunghezza d'onda effettiva rientra nello stretto intervallo finito di lunghezze d'onda su cui il corpo emette radiazioni). In questo caso, la temperatura di luminosità del filamento della lampada viene impostata mediante calibrazione utilizzando un corpo assolutamente nero o utilizzando una speciale lampada termica.

Il sistema ottico del pirometro consente di creare un'immagine dell'oggetto da misurare nel piano del filamento della lampada pirometrica. Nel momento in cui le intensità spettrali della radiazione dell'oggetto misurato e del filamento della lampada diventano uguali, la parte superiore del filamento scompare sullo sfondo del bagliore del corpo.

Il principio di funzionamento dei pirometri a colori si basa sulla dipendenza del rapporto tra le intensità di radiazione misurate in due intervalli spettrali abbastanza stretti dalla temperatura del corpo emittente. Il nome “pirometri a colori” deriva dal fatto che nella parte visibile dello spettro, un cambiamento nella lunghezza d'onda ad una temperatura corporea fissa è accompagnato da un cambiamento nel suo colore. I pirometri colorati vengono utilizzati per la misurazione automatica della temperatura nell'intervallo 700°C - 2880°C. I pirometri a colori hanno una sensibilità inferiore rispetto ai pirometri a luminanza, soprattutto alle alte temperature, ma quando si utilizzano pirometri a colori, le correzioni della temperatura sono associate a differenze nelle proprietà corpi reali dalle proprietà di un corpo completamente nero, sono più piccoli rispetto a quando si utilizzano altri pirometri.

I pirometri a radiazione sono dispositivi per misurare la temperatura in base all'intensità integrale (luminosità) della radiazione corporea. Sono utilizzati per misurare temperature da 20°C a 3500°C. Questi dispositivi hanno una sensibilità inferiore rispetto ai dispositivi di luminosità e colore, ma le misurazioni mediante metodi di radiazione sono tecnicamente più semplici.

I pirometri a radiazione sono costituiti da un telescopio, un ricevitore di radiazione integrato, uno strumento secondario e dispositivi ausiliari. Il sistema ottico del telescopio concentra l'energia radiante del corpo sul ricevitore di radiazione integrato, il cui grado di riscaldamento, ad es. la temperatura, e quindi il segnale in uscita, è proporzionale all'energia di radiazione incidente e determina la temperatura di radiazione del corpo. Le termopile costituite da più termocoppie collegate in serie vengono spesso utilizzate come ricevitori di radiazioni (elemento sensibile). Oltre alle termopile possono essere utilizzati come ricevitori di radiazione integrati anche altri elementi sensibili al calore, ad esempio i bolometri, nei quali la radiazione dell'oggetto da misurare riscalda un resistore sensibile alla temperatura. La variazione della temperatura del resistore serve come misura della temperatura di radiazione.

I registratori e i dispositivi di registrazione vengono utilizzati come dispositivi secondari che registrano il segnale del ricevitore di radiazioni. La scala degli strumenti secondari è solitamente graduata in gradi di temperatura di radiazione. Per eliminare gli errori causati dal riscaldamento del corpo del pirometro (telescopio) dovuto allo scambio di calore con l'ambiente e come risultato dell'assorbimento della radiazione dall'oggetto di misurazione. I telescopi pirometrici a radiazione possono essere dotati di vari sistemi di compensazione della temperatura.

7.2. Misura del flusso di calore.

La misurazione dei flussi di calore è necessaria quando si studiano i processi di lavoro di macchine e dispositivi, quando si determinano le perdite di calore e si studiano le condizioni di scambio termico delle superfici con flussi di gas o liquidi.

I metodi per misurare i flussi di calore e i dispositivi che li implementano sono estremamente diversi. Basandosi sul principio della misurazione del flusso di calore, tutti i metodi possono essere suddivisi in 2 gruppi.

1. Metodi entalpici.

Utilizzando i metodi entalpici, la densità del flusso di calore è determinata dalla variazione di entalpia del corpo che riceve calore. A seconda del metodo di registrazione di questo cambiamento, i metodi entalpici si dividono in metodo calorimetrico, metodo elettrometrico e metodo che utilizza l'energia dei cambiamenti nello stato di aggregazione di una sostanza.

2. Metodi basati sulla risoluzione del problema diretto della conducibilità termica.

Il problema diretto della conducibilità termica è trovare la temperatura corporea che soddisfi l'equazione differenziale della conducibilità termica e delle condizioni di unicità. In questi metodi, la densità del flusso di calore è determinata dal gradiente di temperatura sulla superficie del corpo. Tra i metodi di questo gruppo ci sono il metodo delle pareti ausiliarie, il metodo termometrico che utilizza la componente trasversale del flusso e il metodo del gradiente.

I metodi basati sulla risoluzione del problema diretto della conduttività termica si basano sulla determinazione della densità del flusso di calore che penetra nell'oggetto studiato. Questo metodo viene implementato in pratica utilizzando convertitori termoelettrici a batteria del flusso di calore in un segnale elettrico a corrente continua. L'azione si basa sull'utilizzo della legge fisica di stabilire una differenza di temperatura sulla parete quando questa viene attraversata da un flusso di calore. L'originalità del convertitore di flusso di calore a batteria sta nel fatto che la parete su cui si crea la differenza di temperatura e il contatore di questa differenza sono combinati in un unico elemento. Ciò è ottenuto grazie al fatto che il convertitore è realizzato sotto forma di una cosiddetta parete ausiliaria, costituita da un banco di termocoppie differenziali, collegate in parallelo lungo il flusso di calore misurato e in serie con il segnale elettrico generato.

La batteria di termoelementi è prodotta utilizzando la tecnologia galvanica. Un singolo termoelemento galvanico è una combinazione di rami ascendenti e discendenti di termocoppie, e il ramo ascendente è il conduttore principale, e il ramo discendente è una sezione dello stesso conduttore rivestita galvanicamente con una coppia di materiale termoelettrodico. Lo spazio tra loro è riempito con composto isolante elettrico. Strutturalmente, il convertitore è costituito da un alloggiamento, all'interno del quale mediante un composto sono fissati una batteria di termoelementi e conduttori di uscita, che vengono condotti fuori dall'alloggiamento attraverso due fori.

Riso. 7.1. Schema di una batteria di termoelementi galvanici:

filo termoelettrico principale, 2 - rivestimento galvanico, 3 - composto di colata; 4 - nastro per telaio.

Il flusso di calore misurato è determinato dalla formula

dove Q è il flusso di calore dall'oggetto W,

k – coefficiente di calibrazione W/mV,

e – potenza termica generata dal convertitore mV.

Tali convertitori a batteria possono essere utilizzati come elementi termometrici altamente sensibili (contatori di calore) per varie misurazioni termiche.

Letteratura.

Gortyshev Yu.F. Teoria e tecnologia dell'esperimento termofisico. – M., “Energoatomizdat”, 1985.

Trasferimento di calore e massa. Esperimento termotecnico. Manuale ed. Grigorieva V.A. – M., “Energoatomizdat”, 1982.

Ivanova G.M. Misure e strumenti termotecnici - M., “Energoatomizdat”, 1984.

Strumenti per misure termofisiche. Catalogare. Istituto per i problemi del risparmio energetico dell'Accademia delle scienze della SSR ucraina. Compilato da Gerashchenko O.A., Grishchenko T.G. – Kiev, “L’ora”, 1991.

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L'auto comprende quattro sistemi: raffreddamento, lubrificazione, carburante e accensione. Il fallimento di ciascuno di essi separatamente porta a uscita completa l'intera macchina è fuori servizio. Se viene riscontrato un guasto, è necessario risolverlo, e prima è, meglio è, poiché nessuno dei sistemi si guasta immediatamente. Questo di solito è preceduto da molti “sintomi”.

In questo articolo daremo uno sguardo più da vicino al sistema di accensione. Ne esistono di due tipi: accensione a contatto e senza contatto. Differiscono per la presenza o assenza di contatti aperti nel distributore. Nel momento in cui questi contatti si aprono, nella bobina si forma una formazione che viene alimentata fili ad alta tensione per candele.

L'accensione senza contatto è priva di questi contatti. Sono sostituiti da un interruttore che, in linea di principio, svolge la stessa funzione. Inizialmente per le automobili produzione domesticaè stato installato solo sistema di contatto. VAZ ha iniziato a installare l'accensione senza contatto all'inizio degli anni 2000. Questa è stata una buona svolta per lui. Prima di tutto, l'accensione senza contatto ha maggiore affidabilità, poiché di fatto un elemento piuttosto vulnerabile è stato rimosso dal sistema.



Nel corso del tempo, i proprietari di auto hanno iniziato a installare essi stessi l'accensione senza contatto sui loro classici, poiché ciò ha notevolmente semplificato la manutenzione. Ora è stata eliminata la possibilità che i contatti si bruciassero. Inoltre, ora non era più necessario regolare lo spazio al momento dell'apertura. Tra le altre cose, ha anche l'accensione senza contatto migliori caratteristiche corrente, ovvero frequenza e tensione più elevate, che riducono notevolmente l'usura degli elettrodi delle candele. Ci sono evidenti vantaggi in tutte le aree operative.

Ma non tutto va liscio come vorremmo. Ad esempio, ci sono momenti in cui uno switch fallisce. Se la sostituzione del blocco contatti costerà 150-200 rubli buona qualità, quindi qui i prezzi sono 3-4 volte più alti. Tra l'altro, sostituzione accensione a contatto passare al contactless comporta anche la loro sostituzione con quelli in silicone, qualora non fossero stati installati in precedenza. Certo, puoi lasciare quelli standard, ma poi sono possibili guasti, il che significa interruzioni nell'accensione e nell'intero funzionamento del motore.



Ora un po 'del sistema stesso. L'alimentazione viene costantemente fornita ai contatti attraverso i quali va all'avvolgimento primario (piccolo) della bobina. Nel momento in cui i contatti si aprono, la corrente nell'avvolgimento primario si ferma e cambia, a seguito della quale appare una corrente di induzione alta frequenza e tensione. Questo è ciò che viene servito

La sostituzione dell'accensione a contatto con una senza contatto non dovrebbe causare alcuna difficoltà, poiché tutto si riduce allo svitamento e all'avvitamento delle parti. Naturalmente, dopo aver sostituito il distributore stesso, dovrai impostare i tempi di accensione, ma, in primo luogo, questo non è troppo difficile e, in secondo luogo, puoi inizialmente impostare il cursore in una posizione comoda e ricordarlo, in modo da poterlo poi installare l'interruttore allo stesso modo. Vale anche la pena scollegare la batteria dal circuito per evitare ustioni o altre lesioni.

L'auto comprende quattro sistemi: raffreddamento, lubrificazione, carburante e accensione. Il guasto di ciascuno di essi separatamente porta al completo guasto dell'intera vettura. Se viene riscontrato un guasto, è necessario risolverlo, e prima è, meglio è, poiché nessuno dei sistemi si guasta immediatamente. Questo di solito è preceduto da molti “sintomi”.

In questo articolo daremo uno sguardo più da vicino al sistema di accensione. Ne esistono di due tipi: accensione a contatto e senza contatto. Differiscono per la presenza o assenza di contatti aperti nel distributore. Nel momento in cui questi contatti si aprono, a corrente indotta, che viene alimentato tramite cavi ad alta tensione alle candele.

L'accensione senza contatto è priva di questi contatti. Sono sostituiti da un interruttore che, in linea di principio, svolge la stessa funzione. Inizialmente, sulle auto di produzione nazionale veniva installato solo un sistema di contatto. VAZ ha iniziato a installare l'accensione senza contatto all'inizio degli anni 2000. Questa è stata una buona svolta per lui. Innanzitutto l'accensione senza contatto è più affidabile, poiché di fatto un elemento piuttosto vulnerabile è stato rimosso dal sistema.


Nel corso del tempo, i proprietari di auto hanno iniziato a installare essi stessi l'accensione senza contatto sui loro classici, poiché ciò ha notevolmente semplificato la manutenzione. Ora è stata eliminata la possibilità che i contatti si bruciassero. Inoltre, ora non era più necessario regolare lo spazio al momento dell'apertura. Tra le altre cose, l'accensione senza contatto ha anche migliori caratteristiche di corrente, ovvero frequenza e tensione più elevate, che riducono notevolmente l'usura degli elettrodi delle candele. Ci sono evidenti vantaggi in tutte le aree operative.

Ma non tutto va liscio come vorremmo. Ad esempio, ci sono momenti in cui uno switch fallisce. Se la sostituzione del blocco contatti costerà 150-200 rubli se la qualità è buona, qui i prezzi sono 3-4 volte più alti. La sostituzione di un'accensione a contatto con una senza contatto comporta tra l'altro anche la sostituzione fili ad alta tensione a quelli in silicone, se non sono stati installati precedentemente. Certo, puoi lasciare quelli standard, ma poi sono possibili guasti, il che significa interruzioni nell'accensione e nell'intero funzionamento del motore.


Ora un po 'del sistema stesso. L'alimentazione è costantemente fornita ai contatti distributore di accensione, attraverso il quale va all'avvolgimento primario (piccolo) della bobina. Nel momento in cui i contatti si aprono, la corrente nell'avvolgimento primario si ferma e cambia un campo magnetico, Di conseguenza, si verifica una corrente di induzione ad alta frequenza e tensione. Questo è ciò che viene servito candela.

La sostituzione dell'accensione a contatto con una senza contatto non dovrebbe causare alcuna difficoltà, poiché tutto si riduce allo svitamento e all'avvitamento delle parti. Naturalmente, dopo aver sostituito il distributore stesso, dovrai impostare i tempi di accensione, ma, in primo luogo, questo non è troppo difficile e, in secondo luogo, puoi inizialmente impostare il cursore in una posizione comoda e ricordarlo, in modo da poterlo poi installare l'interruttore allo stesso modo. Vale anche la pena scollegare la batteria dal circuito per evitare ustioni o altre lesioni.