Что отвечает за датчик фаз: Неисправность датчика фаз: признаки, причины, как определить

Содержание

описание, основные функции, расположение, признаки неисправности

Датчик фазДатчик фаз

Датчик фаз

Датчик фаз (ДФ) – один из многочисленных датчиков, обеспечивающих работу двигателя. Датчик фаз так же называют ещё «датчик положения распределительного вала (ДПРВ)».

Данный датчик не устанавливается в карбюраторном моторе, да и в первых моделях инжекторов ВАЗа. Датчик присутствует во всех 16-ти клапанных моторах автоваза; На 8-ми клапанных с нормой токсичности евро-3 и с фазированным, последовательно распределённым впрыском топлива; Стоит отметить, что в период с 2004г по 2005г на такие двигатели как 2111, 2112,21114, 21124 с блоками управления двигателем Bosch M7.9.7 и Январь 7.2 началась массовое внедрение Датчиков фаз.

Зачем нужен датчик фаз?

Датчик фаз предназначен для определения цикла работы двигателя и формирования импульсного сигнала. Датчик фаз интегральным датчиком, т.е. включает чувствительный элемент и вторичный преобразователь сигнала в импульс. Чувствительный элемент датчика работает по принципу Холла, реагируя на изменения магнитного поля. Вторичный элемент датчика содержит в себе мостовую схему, операционный усилитель, выходной каскад. Выходной каскад выполнен по типу открытого коллектора.

Работа датчика фаз представляет собой  выбор такта для первого цилиндра: распредвал определяет какой клапан открыт, какая фаза газораспределения. В карбюраторных моторах данного датчика нет. Дело в том, что карбюраторный мотор подаёт искру свечи в момент сжатия и в конце пуска отработавших газов, а для такого принципа работы достаточно показаний датчика положения коленчатого вала (ДПКВ). Данный тип работы двигателя носит название «система зажигания».

На инжэкторных двигателях, когда датчик фаз(ДФ) умирает, загорается чек, и двигатель переходит  с фазированного впрыска на систему зажигания, то есть опираясь всего лишь на показания ДПКВ.

В чём преимущество фазированного впрыска?

Ситема фазированного впрыска устроена следующим образом: датчик фаз передают импульс на ЭСУД , который управляет подачей топлива и форсунка впрыскивает бензин в цилиндр перед самым открытием впускного клапана. Когда клапан открылся, воздух всасывается в впускной клапан и топливо активно перемешивается с воздухом.

Датчик фазДатчик фаз

Датчик фаз

Где находится датчик фаз?

Датчик фаз стоит на двигателе со стороны воздушного фильтра, рядом с головкой блока цилиндров. Обратите внимание на рисунок.

Признаки неисправности датчика фаз

Если у вас появились следующие признаки, то скорее всего неисправен датчик фаз (дф).

  1. Во время запуска двигателя, стартер крутится 3-4 секунды, затем двигатель запускается и загорается чек эйндж. В этом случае, во время запуска, эбу ждёт показания с датчика фаз, недожидается и переходит в режим работы двигателя опираясь на систему зажигания (по ДПКВ).
  2. Повышенный расход бензина. (Так же читайте: Причины большого расхода топлива на ВАЗ).
  3. Сбои режима самодиагностики.
  4. Снижение динамики двигателя. (так же причина может быть в ДМРВ и в низкой компрессии двигателя).

Ошибка датчика фаз

0340

 Ошибка датчика фазы.
0343 Высокий уровень сигнала датчика фаз (Датчик положения распределительного вала – высокий сигнал)

При неисправности датчика загорается чек и выскакивает ошибка P0340 – «Ошибка датчика фазы» или «неисправен датчик положения распредвала». Но как уже говорилось с самого начала, что описание проблемы разное, а суть то одна: (ещё раз повторюсь) датчик фаз и датчик положения распредвала – это один и тот же датчик. Более подробно о возникновении ошибки и способах устранения читайте в статье: Ошибка датчика фаз Чаще всего ремонт обходится просто: нужно заменить датчик на новый (Как заменить датчик фаз?).

Цена на датчик фаз

Примерная стоимость датчика фаз(ДФ) составляет 250-300р.

Устройство и принцип работы датчика положения распредвала

Современные двигатели имеют довольно сложное устройство и управляются электронным блоком управления на основе сигналов датчиков. Каждый сенсор отслеживает определенные параметры, характеризующие работу мотора в текущий момент времени, и передает информацию в ЭБУ. В данной статье рассмотрим один из важнейших элементов системы управления двигателем – датчик положения распределительного вала (ДПРВ).

Что такое ДПРВ

Аббревиатура ДПРВ расшифровывается как датчик положения распределительного вала. Другие названия: датчик Холла, фаз или CMP (английская аббревиатура). Из названия понятно, что он участвует в работе газораспределительного механизма. Точнее сказать, на основе его данных система рассчитывает идеальный момент впрыска топлива и зажигания.

фото 1фото 1Внешний вид ДПРВ

Данный датчик использует опорное напряжение (питание) 5 вольт, а его главный компонент – чувствительный элемент Холла. Сам он не определяет момент впрыска или зажигания, а лишь передает информацию о моменте достижения поршня в первом цилиндре ВМТ. На основе этих данных и рассчитывается время и длительность впрыска.

В своей работе ДПРВ функционально связан с датчиком положения коленвала (ДПКВ), который также отвечает за правильную работу системы зажигания. Если по какой-то причине выйдет из строя датчик распредвала, то будут учитываться основные данные с датчика коленвала. Сигнал с ДПКВ более важен в работе системы зажигания и впрыска, без него двигатель работать просто не будет.

фото 2фото 2Положение ДПРВ (зависит от конструкции ДВС)

ДПРВ применяется на всех современных двигателях, в том числе на ДВС с системой изменения фаз газораспределения. Устанавливается он в ГБЦ в зависимости от конструкции мотора.

Устройство датчика положения распредвала

Как уже говорилось, датчик работает на основе эффекта Холла. Этот эффект был открыт еще в XIX веке одноименным ученым. Он заметил, что если через тонкую пластину, пропустить постоянный ток, и поместить ее в поле действия постоянного магнита, то на других ее концах образуется разность потенциалов. То есть, под действием магнитной индукции часть электронов отклоняется и образует на других гранях пластины небольшое напряжение (напряжение Холла). Оно и используется в качестве сигнала.

фото 3фото 3Эффект Холла

Точно так же и устроен ДПРВ, но только в более усовершенствованном виде. В нем находится постоянный магнит и полупроводник, к которому подсоединены четыре контакта. Сигнальное напряжение направляется к небольшой интегральной микросхеме, где оно обрабатывается, а из самого корпуса сенсора уже выходят обычные контакты (два или три). Корпус выполнен из пластика.

фото 4фото 4Устройство датчика Холла

Принцип работы

На распределительном вале напротив ДПРВ устанавливается задающий диск (импульсное колесо). В свою очередь, на задающем диске распредвала выполнены специальные зубья или выступы. В момент прохождения этих выступов через датчик, ДПРВ формирует цифровой сигнал особой формы, который показывает текущий такт в цилиндрах.

Работу датчика распредвала правильнее рассматривать вместе с работой ДПКВ. На два оборота коленвала приходится один оборот распределительного. В этом и заключается секрет синхронизации системы впрыска и зажигания. Другими словами, ДПРВ и ДПКВ показывают момент такта сжатия в первом цилиндре.

Задающий диск коленвала имеет 58 зубьев (60-2), то есть, когда участок с пропуском в два зуба проходит мимо датчика коленвала, то система сверяет сигнал с ДПРВ и ДПКВ и определяет, момент впрыска в первый цилиндр. Через 30 зубцов происходит впрыск, например, в третий цилиндр, а затем в четвертый и второй. Так происходит синхронизация. Все эти сигналы представляют собой импульсы, которые считываются блоком управления. Их можно увидеть только на осциллограмме.

Признаки неисправности

Стоит сразу сказать, что при неисправном датчике распредвала двигатель будет продолжать работать и заводиться, но с некоторой задержкой.

На неисправность ДПРВ могут указывать следующие признаки:

  • увеличился расход топлива, так как система впрыска несинхронизированна;
  • автомобиль двигается рывками, теряет динамику;
  • происходит заметная потеря мощности, автомобиль не может набрать скорость;
  • двигатель заводится не сразу, а с задержкой в 2-3 секунды или глохнет;
  • система зажигания работает с осечками, пропуски зажигания;
  • бортовой компьютер показывает ошибку, загорается Check Engine.

Эти симптомы могут указывать на неисправность ДПРВ, но также могут говорить и о других проблемах. Необходимо пройти диагностику в сервисе.

Среди причин неисправности ДПРВ можно назвать следующие:

  • неполадки контактов и проводки;
  • на выступе задающего диска может быть скол или загиб, тем самым датчик считывает неправильные данные;
  • повреждение самого датчика.

Само по себе это небольшое устройство редко выходит из строя.

Способы проверки

Как и любой другой датчик на основе эффекта Холла, ДПРВ не получится проверить путем измерения напряжения на контактах мультиметром (“прозвонки”). Полную картину о его работе может дать только проверка осциллографом. Осциллограмма покажет импульсы и фронты провалов. Чтобы считать данные с осциллограммы, нужно также обладать определенными знаниями и опытом. Это может сделать грамотный специалист на СТО или в сервисном центре.

фото 5фото 5Сигналы датчика хорошо видны на осциллограмме

При обнаружении неисправности датчик меняют на новый, ремонт не предусмотрен.

ДПРВ играет важную роль в системе зажигания и впрыска. Его неисправность приводит к проблемам в работе двигателя. При обнаружении симптомов лучше пройти диагностику у грамотных специалистов.

Подпишитесь на ра

устройство, принцип работы и возможные неисправности

В автомобиле ВАЗ-2114 датчик распредвала играет не последнюю роль. За точный впрыск и зажигание отвечает множество устройств, которые связаны с помощью электронного блока управления. Чем больше датчиков в системах двигателя, тем лучше он будет работать, меньше окажется расход бензина и выше мощность. Впервые на модель ВАЗ-2114 датчик распределительного вала начали устанавливать в 2007 году. До этого обходились без него. Но в чем же преимущество его использования? Этот вопрос и следует изучить подробнее.

Что такое датчик распредвала?

Датчик положения распредвала, ВАЗ-2114 которым обладает, – это устройство, которое контролирует состояние клапанов (открыты они или закрыты). Его называют также датчиком фаз. Это обозначение тоже верное. Поэтому и его можно использовать. Устанавливается прибор как на восьмиклапанные моторы (с одним распредвалом), так и на 16-клапанные (с двумя распределительными валами). Работа его основана на эффекте Холла – точно так же, как и в бесконтактных распределителях зажигания. Только иные функции имеет датчик распредвала (ВАЗ-2114). Признаки неисправности будут рассмотрены ниже.

На распределительном валу имеются зубья. Расстояние между ними одинаковое. Но в одном месте двух зубьев не хватает. И в тот момент, когда этот пропуск находится напротив датчика фаз, поршень в первом цилиндре располагается либо в нижней, либо в верхней, мертвой точке. И в этот момент происходит подача сигнала на электронный блок управления, в котором заложен определенный алгоритм. Благодаря этому микроконтроллер понимает, что поршень первого цилиндра в одном из крайних положений.

Считывание сигнала

Сигнал – это импульс тока, который понятен блоку управления. Впрочем, ЭБУ фиксирует два состояния: есть он или нет. Именно для выработки импульса на ВАЗ-2114 датчик распредвала и установлен. Микроконтроллер обрабатывает импульс и сопоставляет его со всеми данными, которые были получены с иных подобных устройств. Далее происходит построение своеобразного трехмерного графика, который накладывается на топливную карту. В случае несовпадения происходит корректировка тех или иных параметров зажигания или впрыска.

Конечно, график строится лишь внутри контроллера, и визуализировать его можно лишь в том случае, если подключить блок управления к диагностическому оборудованию. Корректировка происходит постоянно, в процессе работы двигателя. Стоит обратить внимание на то, что карбюраторные моторы такими устройствами не оснащались. На первые автомобили ВАЗ-2114 датчик распредвала не устанавливался, как и на их предшественников - ВАЗ-2109.

Как определить поломку ДФ?

Но как же понять, что вышел из строя датчик распредвала? Неисправности, ВАЗ-2114 с которыми сталкивается, связанные с устройствами считывания, имеют очень похожие симптомы. При неустойчивой работе мотора он начинает «троить», а бортовой компьютер показывает увеличенный расход бензина. Эти симптомы присущи многим поломкам. Если говорить конкретно о датчике фаз, то обязательно вы получите код ошибки: 0340 или 0343. Цифры говорят о том, что неисправен датчик положения распределительного вала либо в его цепи имеется обрыв.

Блок управления двигателем не принимает сигнал с ДФ. Следовательно, не происходит корректировки угла опережения зажигания. Схема работы двигателя при этом изменяется. Блок управления начинает работать по альтернативной, «аварийной» топливной карте. Из нее исключены сигналы того или иного датчика. Аналогично электронный блок управления ведет себя и при выходе из строя лямбда-зонда (датчика кислорода).

Визуальный осмотр

Как правило, в большинстве случаев хватает визуального осмотра автомобиля ВАЗ-2114. Датчик распредвала можно даже так проверить. Многие водители не заглядывают под капот, поэтому нередко у них обрываются провода, разрушается корпус устройства, и т. д. Перед началом проведения ремонта убедитесь в том, что поломка фатальная и необходима только замена. Эта работа проходит в несколько этапов:

  1. Первым делом осматриваете датчик фаз. Ищите механические повреждения на нем. Если имеются трещины, сколы, сразу меняйте прибор.
  2. Осмотрите контакты, которыми произведено подключение. Если на них имеется ржавчина или влага, удалите ее. Проверьте работоспособность. Очень часто причиной плохой работы является отсутствие контакта или влага на штекерах. То же самое касается окисления.
  3. Проверьте проводку на предмет обрывов и замыканий.

Проведение замены: общие моменты

К сожалению, визуальный осмотр не может дать точный ответ на вопрос о том, почему не работает датчик фаз. По этой причине придется разобрать двигатель, чтобы добраться до прибора и провести его диагностику (и замену). Всем типам моторов присущи общие действия. Но как проверить датчик распредвала (ВАЗ-2114)? Вот что вам необходимо сделать:

  • Снимите минусовую клемму с аккумуляторной батареи. Это позволит обеспечить безопасность при проведении работ.
  • Приготовьте инструмент: ключи, отвертки, головки и трещотку.

Вот и все, можно начинать ремонт.

Замена на 8-клапанных моторах

Процедура выглядит таким образом:

  1. Находите расположение устройства: в верхней части мотора, справа от корпуса воздушного фильтра.
  2. Зафиксирован датчик распредвала одним болтом. Выкручиваете его ключом на 10.
  3. Извлекаете ДФ.
  4. В отверстие под датчик втыкаете чистую ветошь, чтобы пыль и грязь не попали.
  5. Проводите визуальный осмотр прибора.
  6. При наличии большого количества грязи на поверхности датчика удаляете ее. Попробуйте испытать его в работе, установив на место. Если не помогает – потребуется замена датчика.
  7. Если даже установка нового прибора не дала эффекта, и ошибка все равно возникает, то причина кроется в том, что шестерня сместилась на распределительном валу. И нужна новая подобная деталь, а не датчик распредвала (ВАЗ-2114). Цена его, кстати, составляет около 300 р.
  8. Если ошибка появилась после замены (обрыва) ремня ГРМ, то, скорее всего, при установке его сместили на несколько зубьев. Разберите отсек ГРМ и проверьте метки.

Датчик фаз на 16-клапанном моторе

Вся процедура в общем похожа, но имеются и отличия:

  • Расположен на автомобиле ВАЗ-2114 датчик фаз под воздуховодом, возле первого распредвала.
  • Демонтируйте радиаторную решетку.
  • Два болта крепления ДФ выкрутите, используя головку на 10 и удлинитель.
  • Убедитесь, что контакты чистые и не повреждены.
  • Если имеются дефекты, устанавливаете новое устройство.
  • Нельзя применять герметик или уплотнители. В месте установки очень агрессивная среда. Тут постоянно происходят перепады температур.

На этом ремонт окончен. После установки нового датчика двигатель начинает работать в идеальном режиме, расход бензина возвращается на прежний уровень, исчезает детонация и «троение». Стоит обратить внимание на то, что на восьмиклапанных моторах замена осуществляется немного проще - нет необходимости в демонтаже решетки радиатора. После окончания ремонта обязательно проверьте работу двигателя при помощи диагностических сканеров.

Датчик фаз ваз 2114 8/16 клапанов

Содержание статьи

Неисправность датчика фаз, который еще называют датчик положения распределительного вала, приводит к тому, что двигатель начинает работать в попарно-параллельном режиме подачи топлива. То есть, каждая форсунка срабатывает в два раза чаще. Из-за этого происходит увеличение расхода топлива, увеличивается токсичность выхлопных газов, а также возникают проблемы с самодиагностикой. Более серьезнейших проблем неисправность датчика не вызывает, но при выходе из строя с заменой не затягивают.

Для чего нужен датчик фаз

Чтобы разобраться с возможными неисправностями датчика фаз, имеет смысл вкратце остановиться на вопросе о том, что он собой представляет, а также на принципе его устройства.

Так, основная функция датчика фаз (или сокращенно — ДФ) заключается в том, что определять положение газораспределительного механизма в конкретный момент времени. В свою очередь это необходимо для того, чтобы электронный блок управления двигателем (ЭБУ) давал команду на впрыск топлива в определенный момент времени. В частности, датчик фаз определяет положение первого цилиндра. Также синхронизируется зажигание. Датчик фаз работает в паре с датчиком положения коленчатого вала.

Датчики фаз используются на двигателях с распределенным фазированным впрыском. Также их используют на двигателях, где применяется система изменения фаз газораспределения. В этом случае зачастую используют отдельные датчики для распределительных валов, управляющих впускными и выпускными клапанами.

Работа современных датчиков фаз основывается на применении физического явления, известного под названием эффект Холла. Он заключается в том, что в полупроводниковой пластине, по которой протекает электрический ток, при ее перемещении в магнитном поле возникает разность потенциалов (напряжение). В корпус датчика помещают постоянный магнит. На практике это реализуется в виде прямоугольной пластины из полупроводникового материала, к четырем сторонам которой подключаются контакты — два входных и два выходных. По первым подается напряжение, а со вторых снимается сигнал. Все это происходит на основе команд, поступающих от электронного блока управления в конкретный момент времени

Существует два типа разновидностей датчиков фаз — щелевые и торцевые. Они имеют разную форму, однако работают по одному и тому же принципу. Так, на поверхности распределительного вала имеется отметчик (другое название — репер), и в процессе его вращения магнит, входящий в конструкцию датчика, фиксирует его прохождение. В корпус датчика встроена система (вторичный преобразователь), преобразующая полученный сигнал в информацию, «понятную» для электронного блока управления. Торцевые датчики имеют такую конструкцию, когда на их торце имеется постоянный магнит, который и “видит” прохождение репера возле датчика. В щелевых же датчиках подразумевается использование формы буквы “П”. И соответствующий репер на диске распределительного проходит между двумя плоскостями корпуса щелевого датчика положения фаз.

В инжекторных бензиновых двигателях задающий диск и датчик фазы настраиваются таким образом, что импульс от датчика формируется и передается на ЭБУ в момент прохождения первым цилиндром его верхней мертвой точки. Таким образом обеспечивается синхронизация подачи топлива и момент подачи искры для воспламенения топливовоздушной смеси. Очевидно, что датчик фаз оказывает непосредственное влияние на работу двигателя в целом.

Признаки неисправности датчика фаз

При полном или частичном выходе датчика фаз из строя электронный блок управления в принудительном порядке переводит двигатель в режим парафазного впрыска топлива. Это означает, что момент впрыска топлива выполняется по показаниям датчика коленчатого вала. В результате этого каждая топливная форсунка выполняет впрыск топлива в два раза чаще. Таким образом обеспечивается гарантия того, что в каждом цилиндре будет образовываться топливовоздушная смесь. Однако она образовывается не в самый оптимальный момент, что приводит к падению мощности двигателя, а также перерасходу топлива (пускай и небольшому, хотя это зависит от конкретной модели двигателя).

Симптомами неисправности датчика фаз является:

  • увеличивается расход топлива;
  • повышается токсичность выхлопных газов, будет ощущаться в запахе выхлопных газов, особенно если выбит катализатор;
  • двигатель начинает работать неустойчиво, заметнее всего на малых (холостых) оборотах;
  • снижается динамика разгона автомобиля, а также мощность его двигателя;
  • на приборной панели активируется сигнальная лампа Check Engine, а при сканировании ошибок их номера будут связаны с датчиком фаз, например, ошибка p0340;
  • в момент запуска двигателя в 3…4 секунд стартер крутит двигатель «в холостую», после чего мотор запускается (обусловлено это тем, что на первых секундах электронный блок управления не получает никакой информации от датчика, после чего автоматически переходит в аварийный режим, основываясь на данных, поступающих от датчика положения коленчатого вала).

Кроме вышеперечисленных признаков, часто при выходе датчика фаз из строя возникают проблемы с системой самодиагностики автомобиля. В частности, в момент запуска водитель вынужден крутить стартером несколько больше времени, нежели обычно (как правило, 6…10 секунд, в зависимости от модели машины и установленного на ней двигателя). А в это время происходит самодиагностика электронного блока управления, что приводит к формированию соответствующих ошибок и переводу двигателя в аварийный режим работы.

Неисправности датчика фаз на авто с ГБО

Отмечается, что при работе двигателя на бензине или дизельном топливе описанные выше неприятные симптомы проявляются не так остро, поэтому зачастую многие автолюбители длительное время используют автомобили с неисправным датчиком фаз. Однако, если ваш автомобиль оборудован газобаллонным оборудованием от четвертого поколения и выше (где используется собственная «умная» электроника), то двигатель будет работать с перебоями, и комфорт от вождения машины резко снизится.

В частности, значительно возрастет расход топлива, топливовоздушная смесь может быть обедненной или, наоборот, обогащенной, значительно снизится мощность и динамика двигателя. Все это происходит из-за рассогласованности работы программного обеспечения электронного блока управления двигателем и блоком управления ГБО. Соответственно, при использовании газобаллонного оборудования датчик фаз нужно менять сразу же после выявления его поломки. Использование машины с выведенным из строя датчиком положения распределительного вала вредно в данном случае не только для двигателя, но и непосредственно для газобаллонного оборудования и его управляющей системы.

Причины неисправности

Основной причиной неисправности датчика фаз является его естественный износ, который происходит со временем для любой детали. В частности, из-за воздействия высокой температуры от двигателя и постоянной вибрации в корпусе датчика повреждаются его контакты, может размагнититься постоянный магнит, повредиться сам корпус.

Другой главной причиной — проблемы с проводкой датчика. В частности, питающие/сигнальные провода могут быть оборванными, из-за чего на датчик фаз не подается напряжение питания, либо с него не приходит сигнал по сигнальному проводу. Также возможен вариант поломки механического крепления на «фишке» (так называемое «ухо»). Реже возможен выход из строя предохранителя, отвечающего, в том числе за питание датчика фаз (у каждой конкретной машины он будет зависеть от полной электросхемы автомобиля).

Как проверить датчик фаз

Проверка работоспособности датчика фаз двигателя внутреннего сгорания выполняется при помощи диагностического прибора, а также при помощи электронного мультиметра, способного работать в режиме измерения постоянного напряжения. Пример проверки обсудим для датчиков фаз автомобиля ВАЗ-2114. На моделях с 16-ти клапанным двигателем устанавливается датчик модели 21120-3706040, а на 8-ми клапанные — 21110-3706040.

В первую очередь перед диагностикой датчики необходимо демонтировать с их посадочного места. После этого нужно произвести визуальный осмотр корпуса ДФ, а также его контактов и контактной колодки. В случае, если на контактах присутствует грязь и/или мусор — от него необходимо избавиться при помощи спирта либо бензина.

Для проверки датчика 8-ми клапанного мотора 21110-3706040 его необходимо подключить к аккумуляторной батарее и электронному мультиметру по приведенной на рисунке схеме.

Далее алгоритм проверки будет следующим:

  • Выставить питающее напряжение на уровне +13,5±0,5 Вольт (для питания можно воспользоваться обычным автомобильным аккумулятором).
  • При этом напряжение между сигнальным проводом и «массой» должно составлять не менее 90% от питающего (то есть, 0,9V). Если оно ниже, а тем более равно или близко к нулю, значит, датчик неисправен.
  • Поднести к торцу датчика (которым он направлен к реперу распредвала) стальную пластину.
  • Если датчик исправен, то напряжение между сигнальным проводом и «массой» должно быть не более 0,4 Вольт. Если больше — значит, датчик неисправен.
  • Убрать стальную пластину от торца датчика, напряжение на сигнальном проводе опять должно вернуться к исходным 90% от питающего напряжения.

Для проверки датчика фаз 16-ти клапанного двигателя 21120-3706040 его необходимо подключить к блоку питания и мультиметру по приведенной на втором рисунке схеме.

Для проверки соответствующего датчика фаз вам понадобится металлическая деталь размером шириной не менее 20 мм, длиной не менее 80 мм и толщиной 0,5 мм. Алгоритм проверки будет похожим, однако, с другими значениями напряжений:

  • Установить питающее напряжение на датчике, равное +13,5±0,5 Вольт.

Что такое фазовая задержка и как ее измерить

29 апреля, 2016 / в блоге nPoint / от nPoint

Понимание фазового отставания важно при сканировании на высоких скоростях с пьезоэлектрическими ступенями изгиба. В этой статье описывается фазовое соотношение между командным сигналом и откликом ступени. Реакция отслеживается с помощью внутреннего (в данном случае емкостного) датчика. Полоса пропускания системы является ключевым элементом задержки по фазе. Используя параметры управления, можно легко получить полосу пропускания примерно 1/3 резонанса системы под нагрузкой.В общем, полоса пропускания системы зависит от резонансной частоты ступени, массы нагрузки, конфигурации монтажа, а также от множества внешних факторов. Система в следующем примере специально настроена на полосу пропускания 100 Гц для демонстрационных целей.

Разность фаз обычно измеряется как разность между положительными пересечениями нуля, однако могут использоваться любые две аналогичные точки на форме сигнала. Обычно это выражается в градусах (разница в пересечении нуля, деленная на общий период волны, умноженный на 360 градусов).На изображениях ниже показаны пары входа (заданное положение) и выхода (показания датчика) для четырех различных частот сканирования. Данные были получены с помощью программного обеспечения nPControl, входящего в комплект контроллеров серии LC.400. Обратите внимание, что во время этого тестирования не использовались никакие дополнительные функции управления, и что ошибку отслеживания можно дополнительно уменьшить с помощью дополнительных функций контроллера. Результаты также перечислены в таблице после изображений.

Измерение задержки фазы с помощью программного обеспечения nPControl

10Hz Sine Wave

Синусоидальная волна 10 Гц

20 Hz Sine Wave

Синусоидальная волна 20 Гц

50 Hz Sine Wave

Синусоидальная волна 50 Гц

100 Hz Sine Wave

Синусоидальная волна, 100 Гц

В следующей таблице перечислены результаты, полученные при анализе четырех различных конфигураций сканирования.Здесь можно увидеть результаты по фазе на разных частотах. Также обратите внимание, что по мере увеличения частоты возбуждения фазовая задержка (во времени) остается в основном такой же, как следствие настройки контура управления, но задержка занимает все больше и больше периода ввода.

Соответствующие измерения выходной синусоидальной волны

Sine Wave Output Measurements

Измерение фазовой задержки с помощью графика Боде

Еще один способ измерения фазы - использовать результаты преобразования Фурье (БПФ) переходной характеристики системы.Шаг замкнутого контура измеряется и вычисляется БПФ с помощью программного обеспечения nPoint. Этот каскад настроен на полосу пропускания примерно 100 Гц. На следующих рисунках показаны амплитудные и фазовые диаграммы системы.

100Hz Bandwidth Magnitude

100 Гц Величина полосы пропускания

Tune_phase

Фазовый график полосы пропускания 100 Гц

Следующие графики показывают переходную характеристику системы с полосой пропускания 100 Гц. На этих графиках можно увидеть величину и фазу. Цифры соответствуют тому, что было видно на фактической форме волны.

FFT Magnitude 100Hz

Величина БПФ 100 Гц

FFT Phase 100Hz

Фаза БПФ 100 Гц

Фазовую задержку можно оценить на основе полосы пропускания системы нанопозиционирования. Хотя есть функции управления, которые могут улучшить этот отклик, важно понимать, как это влияет на сканирование. Многие приложения, требующие высокоскоростного сканирования, используют выходной сигнал датчика для сопоставления сбора данных с фактическим положением. В этом случае сканирование на более высоких скоростях может происходить без влияния задержки фазы на результаты.Программное обеспечение nPControl может дать пользователю представление о фазовой задержке, присутствующей в данной системе, чтобы он мог внести необходимые корректировки для своего приложения.

.

Фаза производства датчиков камеры LSST приближается к

Инженер-проектировщик Жюстин Хаупт (слева) и научный сотрудник докторантуры Дацзюн Хуанг (справа) готовят испытательную камеру, которую ученые из отдела приборостроения используют для оценки цифровых датчиков, которые они проектируют для Большого синоптического обзорного телескопа, который планируется увидеть " первый свет »в 2020 году, а съемки начнутся в 2022 году.

(Phys.org) - единственный датчик для крупнейшей в мире цифровой камеры обнаружил свет, пробивающийся сквозь ветер, турбулентность воздуха и атмосферу Земли, успешно преобразовав свет в проблеск галактических чудес, которые этот тонкий инструмент в конечном итоге уловит как он сканирует ночное небо.При установке в камеру Большого синоптического обзорного телескопа (LSST) эти датчики будут преобразовывать свет, полученный от далеких галактик, в цифровую информацию, которая обеспечит беспрецедентное понимание нашего понимания Вселенной.

Но датчика на телескопе еще не было; он находился в чистой комнате Брукхейвенской национальной лаборатории Министерства энергетики США. И «атмосфера» проецировалась из специального куска стекла, сделанного так, чтобы имитировать то, что на самом деле будет видеть датчик, когда он станет частью камеры внутри LSST, который каждые три дня будет обследовать все ночное небо, видимое с его местоположения на вершине гора в Чили.Тщательное лабораторное испытание в Брукхейвене было одним из многих, которые ученые из приборного отдела лаборатории проводят на 201 сенсоре, который они проектируют для цифровой «пленки» камеры телескопа.

Планируемый увидеть «первый свет» в 2020 году и начать исследования в 2022 году, LSST в конечном итоге обследует 20 миллиардов галактик и 17 миллиардов звезд за 10-летний период. . Разрабатывая датчики для камеры, Brookhaven сотрудничает с десятками государственных и частных организаций, включая университеты, национальные лаборатории и Google, Inc., чтобы сделать LSST реальностью. Проект совместно спонсируется Национальным научным фондом (NSF) и Управлением науки Министерства энергетики США. NSF возглавляет общие усилия по LSST, в то время как DOE отвечает за предоставление камеры, а усилия, поддерживаемые DOE, возглавляются Национальной ускорительной лабораторией SLAC.

Думаю, это будет важная глава в истории физики.

- Пол О'Коннор, старший научный сотрудник Брукхейвена, возглавляющий группу камер LSST в Брукхейвене

Данные, собранные в этих далеких галактиках, дадут ученым возможность заглянуть в кажущееся нереальным: темную материю и темную энергию, которые на самом деле составляют более 95 процентов нашей Вселенной (планеты, звезды и другая видимая материя составляют всего 5 процентов. ).Темная энергия, таинственная сила, ускоряющая расширение Вселенной, проявляется только в ее воздействии на крупномасштабные космические структуры. Темную материю, невидимую сама по себе, можно измерить, наблюдая, как свет изгибается вокруг нее. Понимание этих странных концепций и их роли в космическом ускорении являются одними из «движущих сил науки», недавно выявленных комиссией по рассмотрению приоритетов в физике элементарных частиц, которая рекомендовала, чтобы работа Министерства энергетики над камерой LSST продолжалась независимо от того, с каким сценарием финансирования может столкнуться область.

«Этот вопрос о темной энергии и темной материи очень важен, - сказал старший научный сотрудник Пол О'Коннор, возглавляющий группу камер LSST в Брукхейвене. «Есть неопровержимые доказательства того, что это основные составляющие Вселенной; они не вписываются в остальную физику».

Конструкция единственной башни-плота, в которой размещены устройства с зарядовой связью (ПЗС) - датчики, которые преобразуют свет, захваченный телескопом, в электрический заряд, представляющий конкретную деталь, которую компьютер может превратить в цифровое изображение.Полная камера будет иметь 21 башню на плоту. Невероятная точность и чувствительность

LSST предоставят ученым доступ к обоим.

Чтобы раскрыть тайны темной энергии, LSST должна иметь возможность измерять красное смещение - явление, наблюдаемое, когда длины волн света, излучаемые галактиками, удаляющимися на далеких краях космоса, кажутся растянутыми или смещаются в сторону красного конца света. спектр. Большинство галактик, которые должны быть обнаружены с помощью LSST, тусклые и далекие, что ограничено современной сенсорной технологией для измерения красного смещения.Поэтому О'Коннор сказал, что его команде необходимо разработать датчики камеры LSST с более толстым слоем кремния и совершенно новой электроникой.

«Внесение вклада в экспериментальное исследование этих явлений весьма приятно, - сказал О'Коннор. «Я думаю, это будет важная глава в истории физики».

Но LSST предназначен не только для ученых. Широкая публика сможет получить доступ к своим изображениям с помощью запланированных проектов, таких как использование участка неба для отслеживания и отслеживания изменений, а также взаимодействия с покадровым фильмом, показываемым в научных центрах и посвященным десятилетнему наблюдению.Возможности телескопа также присоединятся к множеству других инструментов, используемых для обнаружения взрывающихся сверхновых звезд и астероидов, которые могут ударить по нашей планете, давая ученым больше предупреждений, прежде чем они приблизятся к Земле.

Создание самой большой цифровой камеры в мире

Датчики LSST, которые разрабатывают, строят и испытывают ученые Брукхейвена, известны как устройства с зарядовой связью (ПЗС). Каждый пиксель на ПЗС-матрице преобразует свет, захваченный телескопом, в электрический заряд, представляющий конкретную деталь, которую компьютер может превратить в цифровое изображение.ПЗС-матрица LSST позволяет снимать глубокий космос с беспрецедентной детализацией с помощью 3,2-гигапиксельных сенсоров - это почти в 200 раз больше, чем у высококачественной потребительской камеры.

Каждая ПЗС-матрица работает индивидуально, но все они будут работать вместе для визуализации полного изображения. Девять ПЗС-матриц размещены на «плоту» или несущей конструкции, а их электроника находится внизу. Модульность, которую LSST получает благодаря этим плотам, позволит производить невероятно быстрые обзоры неба - считывание 3 миллиардов пикселей за 2 секунды. Это также упростит техническое обслуживание телескопа, поскольку ученые смогут исправить одну ПЗС-матрицу вместо фиксации всей системы, что пригодится, когда плоты будут размещены в вакуумной камере, в которой поддерживается температура -100 градусов Цельсия внутри телескопа.

Модульность плотов также будет преимуществом при установке и тестировании основания телескопа. Обычно, когда ученые создают телескоп, они используют камеру-заполнитель, чтобы проверить, правильно ли работают монтировка и оптика. Позже они устанавливают полную камеру и датчики, после того, как эти инструменты прошли собственные функциональные испытания. Но О'Коннор сказал, что команда LSST сможет использовать один плот для первоначальных испытаний на горе, что позволит ученым измерить эффективность этих компонентов на самом телескопе.

«Сейчас мы находим некоторые инструментальные эффекты, возникающие, когда мы собираем ПЗС-матрицы на лабораторном этапе, поэтому мы можем подготовить тип программного обеспечения, которое нам нужно сейчас», - сказал О'Коннор. «Но небо говорит вам о вещах, которые нелегко измерить в лаборатории».

Чтобы получить наиболее четкое и обширное изображение космоса, ПЗС-матрицы должны располагаться идеально ровно и иметь расстояние между ними не более 250 микрон (миллионная часть метра). Это требует кропотливой сборки в Брукхейвене, но в какой-то момент датчики должны попасть в Калифорнию, чтобы соединить другие части, а затем в Чили для работы.Инженеры-механики в Брукхейвене проектируют стабилизированный транспортный контейнер для транспортировки чувствительных ПЗС-матриц по стране и на континенты.

К концу 2014 года, сказал О'Коннор, его команда надеется, что первый полностью функциональный плот будет готов и испытан. После этого, по его словам, потребуется четыре года, чтобы построить и испытать остальные плоты CCD, которые должны уложиться в крайний срок "первого легкого".

«Теперь у нас есть четко определенная работа. Мы можем внести свой вклад, в то время как другие команды, создающие остальную часть LSST, сделают свою», - сказал О'Коннор.«Это большой проект. Таким образом наука решает большие проблемы».


Британские астрономы обсуждают участие в Большом синоптическом обзорном телескопе (LSST)
Предоставлено Брукхейвенская национальная лаборатория

Ссылка : Приближается этап производства датчиков камеры LSST (21 июля 2014 г.) получено 10 октября 2020 с https: // физ.org / news / 2014-07-production-phase-lsst-camera-sizes.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *