Какие бывают датчики угла поворота. Типы и принцип работы
В автомобилях существует огромное количество датчиков, которые контролируют работы различных систем. В данной статье приведено описание трех существующих типов датчиков угла поворота рулевого колеса. Данные датчики измеряют угол поворота рулевого колеса (вала) в диапазоне 1440 градусов что равно 4-ем полным оборотам рулевого колеса. Устанавливаются как правило на рулевую колонку, либо на распределитель рулевой рейки. Всего существует 3 типа таких датчиков, это: потенциометрический или резистивный, оптический и магниторезистивный. Рассмотрим данные типы подробнее:
Потенциометрический датчик. Выполнен в виде переменного резистора или потенциометра. Потенциометры расположены таким образом, чтобы относительный угол между их расположением был 90 градусов. Это позволяет более точно определить угол поворота, так как для каждого положения есть 2 параметра, по которым блок управления высчитывает угол поворота.
Данный рисунок показывает условную структуру потенциометрического или резистивного датчика угла поворота.
Принцип работы потенциометрического датчика:
Когда водитель поворачивает руль, закрепленный на валу подвижный контакт изменяет свое положение и сопротивление датчика меняется. Блок управления воспринимает эти изменения и высчитывает угол и сторону поворота. Электроусилитель начинает усиливать и помогать водителю управлять автомобилем.
Недостатком данного датчика является наличие скользящих контактов, что является менее надежной конструкцией по сравнению с другими типа датчиков.
Оптический датчик. Состоит из оптоэлектронной пары, кодирующего диска и блока управления полных оборотов.
При вращении руля свет от инфракрасного светодиода попадает на оптический приемник (фоторезистор) через кодирующий диск. В цепи датчика образуются импульсы напряжения и блок управления исходя из полученных данных рассчитывает направление и угол поворота рулевого колеса.
Магниторезистивный датчик. Самый сложный из представленных. В конструкции данного датчика существуют анизотропные магниторезистивные датчики. Электрическое сопротивление этих датчиков меняется от воздействия внешнего магнитного поля. Данный тип датчиков рассчитывает угол поворота в пределах 1440 градусов по средствам измерения угла поворота двух шестерней, которые приводятся в движение ведущей шестерней, закрепленной на рулевом валу. Обе шестерни имеют разницу в один зуб. Таким образом для каждого положения рулевого вала существует уникальная пара параметров угла поворота.
1. Рулевая колонка; 2. Датчики Холла; 3. Шестерня с n зубьями, измерительная; 4. Электронная плата; 5. Магниты с постоянным магнитным полем; 6. Ведущая шестерня, закрепленная на валу; 7. Измерительная шестерня с n+1 зубьями.
Основные признаки поломки датчика
Датчик поворота – это электромеханическое устройство. В его конструкции есть слабые места, это проводка и некоторые детали. Если лопается защитный пыльник, вал покрывается ржавчиной и коррозии может подвергнуться датчик. Когда датчик установлен на рейке, на его поверхность может попадать пыль, что приводит к сбоям в электрике и поломке датчика.
Признаки поломки:
- Включение на панели приборов сигналов желтого или красного цвета;
- Рулевое колесо начинает вращаться туго, с рывками;
- Усилитель может усиливать в одну сторону сильнее, а в другую слабее.
Когда возникает проблема с датчиком угла поворота, необходимо обратиться к специалистам СТО, которые занимаются диагностикой и ремонтом рулевой системы. Опытный мастер, при помощи специализированного оборудования и приборов, сможет обнаружить и устранить причину поломки.
