Напряжение питания датчиков 3

Напряжение питания датчиков парктроника

Проверка работоспособности парктроника своими руками

В суровых реалиях нехватки парковочных мест, система парктроника становится незаменимым помощником для водителя. Статья подробно опишет принцип работы датчика парковки, причины неисправности, основные способы проверки. В конце статьи будет дана рекомендация по ремонту и замене этого устройства.

Назначение и принцип работы

Основное назначение датчика парктроника заключается в определении расстояния до ближайших объектов. Существует 2 разновидности этого устройства:

  1. Ультразвуковые. Датчик создает ультразвуковой импульс, который при отражении от ближайшего объекта возвращается обратно. Электронный блок считывает скорость возврата и на основе этих данных определяет расстояние;
  2. Электромагнитные. Работают по тому же принципу. Отличается тем, что вместо ультразвука, датчиком создается магнитное поле, которое взаимодействует с объектом и отражается от него. Подобные датчики чаще всего ленточные.

Также, устройства могут быть проводными и беспроводными. В зависимости от способа подключения излучателя, датчики могут иметь несколько различных неисправностей, которые будут описаны далее.

Причины поломки

Предвестниками поломки датчика парковки часто становятся мелкие нарушения в его работе. Из основных можно выделить:

  • Общее отключение радара. Часто связано с проблемами в проводке или главном блоке управления;
  • Отключение одного из датчиков системы.;
  • Неправильное определение расстояния;
  • Появление уведомления на приборной панели: Е1 или Park Assist Service Requ 106.

Список неисправностей парковочного радара может быть очень широким. Все зависит от манеры вождения, погодных и дорожных условий. К основным неисправностям можно отнести:

  • Окисление, обрыв, короткое замыкание проводки;
  • Внутренняя поломка электронной начинки;
  • Поломка нескольких датчиков в результате механического повреждения (удар);
  • Перекос устройства после удара (характерно для беспроводных датчиков);
  • Попадание грязи;
  • Нарушение метода окрашивания при ремонте бампера.

Еще одним нарушением в работе может быть банальный брак радара или его составных частей. В этом случае придется просто провести замену на оригинальные и качественные модели.

Способы проверки

Проверить датчик парктроника самостоятельно не составит труда. Для этого существует несколько методов, каждый из которых будет подробно описан далее.

Руками

Это самый простой способ проверки, который требует привлечение помощника. Диагностика осуществляется следующим образом:

  • Очистить все датчики от грязи;
  • Запустить мотор и включить заднюю скорость;
  • Прикоснуться пальцем к каждому датчику.

На работоспособность устройства укажут прерывистые щелчки. Их частота составляет от 5 до 15 в секунду. Также, при прикосновении можно почувствовать вибрацию. Таким образом требуется проверить все датчики системы: на переднем и заднем бампере. В ходе проверки, задача помощника заключается в визуальном контроле реакции электронного модуля на каждое прикосновение. Этот способ, поможет определить отдельный неисправный элемент.

Мультиметром

Проверка при помощи мультиметра самая точная. Для диагностики понадобится тестер с режимом замера электрического сопротивления. Далее необходимо:

  • Демонтировать устройство;
  • Установить мультиметр в режим измерения сопротивления;
  • Красный измерительный щуп соединить с контактом «1» который является «+»;
  • Черный измерительный щуп соединить с контактом «2», который на трех контактных элементах является сигнальным, а на двух контактных «минусом»;
  • Сопротивление в этом положении должно составлять 0,5 МОм.

Если деталь трех контактная, проверка проводится далее:

  • Красный измерительный щуп остается соединенным с контактом «1»;
  • Черный щуп соединяется с контактом «3»;
  • Сопротивление должно быть не менее 2-40 кОм;
  • Теперь красный щуп соединяется с контактом «2»;
  • Черный измерительный щуп соединяется с контактом «3»;
  • В этом положении сопротивление должно варьироваться от 2 до 40 кОм.

Читайте также: Выравнивание напряжения по гирлянде изоляторов

Если все детали прошли проверку на сопротивление, необходимо проверить входящее напряжение. Для этого необходимо:

  • Перевести мультиметр в режим замера постоянного напряжения;
  • Завести двигатель и включить заднюю передачу («1» передачу, при проверке передних датчиков);
  • Красный измерительный щуп соединить с клеммой «1» входного разъема;
  • Черный измерительный щуп соединить с клеммой «2», двух контактного разъема. Если разъем трех контактный, черный щуп соединяется с клеммой «3».

Рабочее напряжение датчика должно составлять 3-6 вольт. Если напряжение отсутствует, стоит проверить проводку на обрыв или окисление контактов на электронном блоке.

Смартфоном

Современные смартфоны также можно использовать для диагностики работы датчиков парктроника. Для проверки необходимо скачать и установить приложение «Анализатор звукового спектра» можно использовать обычный диктофон, но с подобной функцией. Далее необходимо:

  • Завести мотор и включить ведущую передачу;
  • Поднести смартфон с включенным приложением в зону действия датчика.

Звуковой сигнал от каждого датчика записывается не менее 30 секунд. Приложение покажет частоту звуковых колебаний, даст возможность услышать их. Таким образом, требуется записать работу каждого устройства. Отсутствие звуковой дорожки укажет на неисправность одного или нескольких элементов системы.

С помощью пьезоэлемента

Каждый наружный элемент парковочного радара является пьезоэлементом. Подобная конструкция позволяет вырабатывать электрическое напряжение при воздействии даже мелких вибраций. Для подобной диагностики понадобится исправный сторонний датчик и несколько светодиодов. Далее необходимо:

  • Диоды припаять к выводам с соблюдением полярности;
  • Завести мотор и включить ведущую передачу;
  • Прижать к проверяемому датчику заготовку.

Наличие вибрации спровоцирует реакцию собранного для проверки устройства. На нем возникнет электрическое напряжение и светодиоды загорятся. Если этого не произошло, элемент на автомобиле можно считать неисправным.

Электронная диагностика

Более сложную, но эффективную проверку можно провести при помощи специального оборудования. В сервисных центрах используют специальный прибор – электронный сканер. Он в своей принципиальной схеме имеет чип модели ELM327 или KW680. В дополнение к сканеру потребуется скачать на смартфон приложение ELM Config. Далее требуется подключить разъем сканера к диагностическому разъему автомобиля и запустить проверку. После завершения сканирования необходимо войти во вкладку «PAM». На наличие неисправности укажет:

  • Общие ошибки в работе, связанные с электрической частью системы: P0, P2, P3, U0;
  • Специфические ошибки, связанные с работой электронного блока: P1, P4, U1.

Подобную диагностику лучше проводить под присмотром специалиста. Лучше не вмешиваться в настройки сканера во время проверки. Это может привести к возникновению дополнительных неисправностей и не только в системе парковочного радара.

Ремонт и замена

Отремонтировать датчик самостоятельно очень невозможно, для этого требуются знания в электротехнике. При повреждении пьезоэлектрического кристалла, восстановить его не получится. Самостоятельную замену провести проще. Для начала необходимо подобрать совместимый аналог поврежденного элемента. Далее требуется:

  • Нанести на датчик специальный раствор, который помогает отсоединить корпус датчика от заводского клея или герметика;
  • Пальцем надавить на датчик с внутренней стороны и выдавить его наружу;
  • Разъединить электрический штекер питания;
  • Совместить штекер нового датчика с гнездом электрического кабеля питания;
  • Вставить новый элемент в штатное отверстие.

После необходимо включить зажигание и дать бортовому компьютеру считать новое устройство и настроить его.

Читайте также: Линейный стабилизатор напряжения смд

Заключение

Датчики – радары парковочной системы надежные устройства. Ломаются они только при недостаточном контроле их состояния. Стоит следить за качеством соединения штекеров питания. При любых повреждениях, необходимо изолировать штекер при помощи герметика. Внешнюю сторону датчиков нужно очищать от грязи перед каждым выездом автомобиля.

Электрическая схема парктроника

Принцип действия парковочных систем основан на излучении сигналов, которые принимаются после отражения от препятствия и обрабатываются управляющим устройством (например, микроконтроллером). Исходя из параметров принятого сигнала рассчитывается расстояние до препятствия, после чего соответствующая информация выводится на блок индикации. Особенности конкретной принципиальной электрической схемы парктроника могут отличаться в зависимости от типа используемых датчиков, количества дополнительных функций, стоимости парковочной системы и пр. Основной принцип работы при этом остаётся неизменным.

В качестве излучателей и приёмников обычно используются одни и те же датчики. Наиболее распространенный вариант — ультразвуковые сонары, но применяются также инфракрасные и электромагнитные сенсоры.

Функциональная схема парктроника

Рассмотрим принцип действия парковочного ассистента на примере одного из вариантов функциональной схемы устройства.

Управление работой данной схемы осуществляется микроконтроллером (МК на рис. 1). Микроконтроллер в заданные моменты времени подаёт управляющие сигналы на передатчик (Прд), который включает сенсоры (УЗИ) на передачу. При приближении к препятствию отраженные от него сигналы поступают на схему приемника (Прм), затем усиливаются усилителем (У) и поступают на микроконтроллер.

Микросхема МК анализирует параметры принятых сигналов (в случае ультразвуковых сенсоров — величину временной задержки), после чего управляет дальнейшей работой передатчика и блока сигнализации (БСИ).

Функциональные схемы разных парктроников имеют определенные отличия. Например, более простые могут обходиться вообще без микроконтроллеров. Управление в таком случае осуществляется посредством других электронных микросхем.

Принципиальная схема парктроника на счетчике-делителе

Рассмотрим пример принципиальной электрической схемы парктроника, собранной на десятичном счетчике-делителе. В нашем случае это МС К561ИЕ8.

В качестве датчиков используются два разных устройства — ультразвуковой излучатель (TX, MA40S4S) и приёмник (RX, MA40S4R). Генератор ультразвуковых импульсов собран на МС К561ТЛ. Здесь DD1.5 играет роль выходного буфера, DD1.6 – усилителя выходного сигнала, а DD1.4 – непосредственно генератора. Генерируемая частота составляет примерно 40 кГц, причём этот показатель можно подстроить посредством резистора R14.

Парктроник запитывается от сети 12 В (желательно брать питание от лампы заднего хода либо использовать альтернативные варианты при подключении передних датчиков). Стабилизатор входного напряжения выполнен на элементе DA1.

В момент сброса десятичного счётчика на выходе Q0 формируется управляющий электрический импульс, запускающий работу излучателя TX на передачу. Остальные выходы К561ИЕ8 задействованы для индикации расстояния от препятствия.

Отраженный сигнал после детектирования на RX усиливается каскадом VT1–VT4 и переключает триггер (DD1.1 и DD1.2). Тем самым работа счетчика временно останавливается. Включается один из светодиодов, сигнализирующий о расстоянии до препятствия. Включение диода HL9 говорит о максимальной дистанции до преграды, а HL1 – о минимальной. Одновременно с диодом HL1 включается звуковая сигнализация на зуммере BF.

Описанная принципиальная схема предусматривает возможность ручного регулирования ряда параметров. Потенциометром R14 настраивается чувствительность устройства. Посредством R15 задаётся диапазон срабатывания между светодиодами. Например, можно установить промежуток 10 см для каждого из диодов, тогда парктроник будет срабатывать при расстоянии в 90 см от препятствия.

Читайте также: Что показывает векторная диаграмма напряжений

Отметим, что приведённая электрическая схема парктроника позволяет подключить его всего с одной парой датчиков. Это очень простой и недорогой вариант организации парковочной системы.

Принципиальная электрическая схема на микроконтроллере

Эта принципиальная электрическая схема парктроника соответствует приведенной на рис. 1 функциональной.

Принципиальная схема собрана на 8-битном микроконтроллере Z86E0208PSC марки ZiLOG (DD1). DA1 – это стабилизатор напряжения 7805, обеспечивающий питание +5 В. На транзисторах VT1–VT3 собран резонансный усилитель. Применяются по четыре ультразвуковых излучателя и приёмника (BQ).

В качестве времязадающей цепи используется схема на кварцевом генераторе ZQ (8 МГц) и конденсаторах C3, C4. Ультразвуковые излучатели подключены на выводы 15—18 порта 2 контроллера. На входы излучателей подаются пакеты импульсов длительностью 1 мс с возбуждающим напряжением размахом 10 В.

Отраженные ультразвуковые волны принимаются приёмниками BQ1, BQ5—7, включенными во входную цепь трехкаскадного усилителя на транзисторах КТ3102. С выхода усилителя сигнал подаётся на вход P32 контроллера — неинвертирующий вход компаратора. С делителя R1–R3 на инвертирующий вход P33 подаётся эталонное напряжение +2,7 В. Дополнительную защиту от помех обеспечивает ограничительный диод VD1 с конденсатором C1. Для ограничения мгновенных значений принятого импульса уровнями 0 и 5 В используются диоды VD2 и VD3.

Принципиальная электрическая схема данного парковочного радара подразумевает подключение питания к лампе заднего хода автомобиля, левому и правому поворотникам. Это обеспечивает запуск системы в случае включения задней передачи или начале перестроения/поворота.

Микросхема DA1 преобразует 12 В в питающее напряжение МС Z86E02 + 5 В и стабилизирует его. На резисторе R6 и конденсаторах C2, C8 и C13 собран фильтр для подавления помех. На резисторах R1 и R5 реализован делитель напряжения 2,7 В.

Принцип действия

После включения парковочного радара управляющая микросхема запускает работу излучателей. При появлении в зоне действия системы препятствия происходит отражение ультразвука и возврат его к приёмнику. Микроконтроллер по времени задержки рассчитывает расстояние до преграды и формирует соответствующие предупреждающие сигналы: частые при расстоянии до препятствия менее 1 метра и редкие на дистанциях 1—2 метра.

После излучения пакета длительностью 1 мс контроллер переводит схему в режим ожидания, работа передатчиков подавляется. Если через 60 мс приемниками не была принята отраженная волна, радар опять запускается на передачу.

Схема датчика парктроника на инфракрасном излучении

В завершение приведем простейшую принципиальную электрическую схему датчика парктроника, собранную на инфракрасных излучателях.

Работа этой электрической схемы парктроника основана на взаимодействии операционного усилителя LM324 и таймера NE555. Используются два ИК-диода — передатчик и приёмник. В качестве индикаторов задействованы три светодиода — красный, зеленый, жёлтый.

Принципиальная схема парктроника настроена таким образом, что обеспечивает трёхступенчатую сигнализацию о приближающемся объекте. На дистанции 30 см включается желтый светодиод, на 20 см — жёлтый и зелёный, на 10 см горят все три индикатора.

При своей простоте эта схема представляет определенный интерес, поскольку монтажную плату со всеми необходимыми деталями можно купить в любом магазине радиодеталей.

При желании можно самостоятельно собрать парктроник своими руками с помощью этой электрической схемы. Правда, потребуется вынести индикаторы за пределы монтажной платы датчика и разместить их где-нибудь в районе приборной панели.

  • Напряжение
  • Реле
  • Трансформатор
  • Что такое рекуперация на электровозе
  • Чем отличается электровоз от тепловоза
  • Чем глушитель отличается от резонатора
  • Стойки стабилизатора как определить неисправность
  • Стабилизатор поперечной устойчивости как работает

Датчик давления три провода

Разница в 2-х проводной и 3-проводной схеме подключения датчиков давления

В чем именно заключается разница выходного сигнала 4-20 мА в 2- и 3-проводной схеме включения? Ответ на этот вопрос лучше всего с точки зрения пользователя: Выходной сигнал в 2-х проводной технологии означает:

  • к такому датчику подключается всего один кабель с двумя жилами, по которым этот датчик запитывается, и по этим же двум жилам осуществляется передача выходного сигнала 4-20 мА;
  • менее чувствителен к помехам (особенно при малых сопротивлениях нагрузки);
  • датчик (преобразователь) не выходит из строя при неправильном включении (в случае неправильной полярности питания), при коротких замыканиях.

Единственное преимущество 3-х проводной технологии заключается в том, что возможны более высокие омические нагрузки, т.е. текущий цикл может также работать на измерительном приборе с относительно высоким входным сопротивлением.

Вывод: За исключением высоких требований к омической нагрузки, 4-20 мА в 2-проводной схеме подключения предлагает пользователю больше преимуществ, в том числе по сравнению с другими сигналами, например 0-10 В.

Рекомендации по выбору и подключению кабеля

Для подключения датчиков и преобразователей с выходом 4-20 мА рекомендуется применять кабель, который состоит из экранированной витой пары с сечением многожильного провода не менее 0,5 мм. Экран кабеля подключается к защитному заземлению (PE). В случае если контроллер, к которому подключается датчик, установлен в металлическом щите, то экран следует подключить к заземлению щита

Подключение датчиков температуры. 2-х, 3-х проводная схема

Давайте рассмотрим схемы подключения датчиков температуры по двухпроводной и трёхпроводной схеме. Рассмотрим в чём разница.

Для начала хочу напомнить, что по подключению токовых датчиков на канале есть целая статья «Подключение токового датчика 4–20 мА «Токовая петля». Подробное описание для новичков», по этому, токовые датчики в этой статье рассматриваться не будут.

Для примера возьмём обычный датчик температуры ДТС. Датчики такого типа являются термосопротивлением. Не путать с термопарой. Это абсолютно разные датчики. Даже на схемах они обозначаются по-разному.

Датчики типа ДТС имеют три клеммы или контакта. Обозначаются они как: «1», «2», «3». На следующем изображении это указано. Между контактами видно, но я продублировал красными цифрами.

Тут у новичка сразу возникает вопрос: на схеме датчика два контакта, а на датчике три? Как так?

Давайте об этом поподробней.

На самом деле клеммы «1» и «3» это одно и то же, а точнее на самом терморезисторе они соединяются в одну точку. Ниже рассмотрим для чего это нужно.

Также хочу отметить, что даже визуально заметно, что клеммы «1» и «3» находятся ближе друг к другу, а клемма «2» находится дальше от них.

Если замерить сопротивление между контактами «1» и «3», то мультиметр покажет сопротивление 0 Ом. Точнее не совсем ноль, так как прибор не точный и есть погрешность, по этому, мы её не учитываем.

Прибор показывает 0,5 Ом, но это суммарная погрешность прибора, щупов и контактов. Таким образом, можно сделать вывод, что эти два контакта соединены между собой накоротко внутри датчика.

Теперь замерим сопротивление между контактами «1» и «2».

На этих клеммах мы видим сопротивление датчика при данной температуре окружающего воздуха.

Далее замерим сопротивление между контактами «3» и «2».

Здесь мы тоже видим сопротивление датчика. Правда оно немного меняется т.к. я его держу в руках и волей неволей нагреваю его больше или меньше.

Теперь осталось разобраться, как это всё подключить к прибору, а далее разберём всё на схемах.

Возьмём аналогичный датчик и подключим к нему три провода. Провод «1» будет белый, провод «2» красный, а провод «3» синий.

Читайте также: Ямз 7511 датчики температуры

Я это делаю временно на скорую руку, а в реальности лучше использовать наконечники вилочные. Это удобно т.к. не нужно полностью откручивать гайки при демонтаже/монтаже, и провода не будут торчать или ломаться.

Для примера я использую прибор УКТ38 на 8 каналов.
Теперь посмотрим на сам прибор, где увидим, что датчик подключен к клеммам «18», «19», «20», что является каналом № 6 прибора. Также видно схему подключения и то, что контакт датчика «2» (красный провод) подключен к прибору на клемму 20, которая на схеме не соединяется ни с чем. Клеммы «18» и «19» на схеме соединены перемычкой. На эти клеммы и подключаем контакты датчика «1» и «3» (белый и синий провод). Тут значение не имеет какой куда. Ранее мы выяснили, что они соединены между собой в самом датчике.

На следующем фото видно, что наш прибор на шестом канале показывает 24 градуса, что является температурой окружающей среды в данный момент.

Это мы рассмотрели подключение по 3-х проводной схеме.

Для того что бы подключить по 2-х проводной схеме нужно просто убрать любой из двух проводов синего или белого цвета («1», «3» на датчике) и установить перемычку.

Например, отключаем синий провод с клеммы «19» прибора, а вместо него ставим перемычку, соединяющую клеммы «18» и «19». Красный и белый при этом остаются на своих местах.

Таким образом, мы просто эмулируем соединение проводов в датчике соединением перемычкой.

Пример такого подключения представлен ниже.

Тут видно, что датчики на всех каналах подключены по 2-х проводной схеме. Куча перемычек бросается в глаза.

Обычно по 2-х проводке подключают так:

Устанавливают перемычку в приборе (как описывалось выше). За тем, ставят перемычку в датчике между клеммами «1» и «3». После этого подключают провода к клеммам «2» и «3». Далее в прибор. При этом уже не имеет значение какой куда. Главное не забыть установить перемычку в прибор, а в датчик перемычку устанавливают не все. Работать будет одинаково.

Теперь давайте рассмотрим сами схемы. Вначале 3-х проводную.

В верхней части схемы расположен датчик с одноимёнными клеммами. Ниже провода соединяющие датчик с прибором. Здесь вместо белого серый цвет используется. Внизу изображены клеммы измерительного прибора и изображена схема подключения как на его корпусе.

Сравнив 3-х проводную схему с вышеизложенным, сразу всё становиться проще.

Теперь рассмотрим 2-х проводную схему и сравним их между собой.

На самом деле 2-х проводная схема это та же самая 3-х проводная, только синий провод «1» (согласно схемы) соединяется с проводом «3» не в датчике, а прямо на приборе между клеммами «18» и «19». Таким образом, можно использовать двужильный кабель для подключения датчика вместо трёхжильного. При этом при использовании длинной кабельной линии при 2-х проводной схеме погрешность измерений будет гораздо выше.

В 3-х проводной схеме третий провод используется для измерения сопротивления кабельной линии и последующей коррекции показаний прибора. Он это делает автоматически.

Обратите внимание на 3-х проводную схему представленную выше. При такой схеме произведя замер сопротивления между клеммами «18» и «19» прибор производит замер сопротивления проводов «1» и «3» т.к эти провода в конце соединены между собой накоротко. Также учитывается сопротивление всех клеммных соединений. Соответственно можно сделать вывод, что провод «2» является аналогичным и имеет половину общего сопротивления проводов «1» и «3». Хотя общее сопротивление проводов «1» и «2» будет таким же как «1» и «3». Таким образом, вычисляется поправка в показания прибора.

Соответственно при 2-х проводной схеме никакой поправки нет. Там установлена перемычка, и она имеет сопротивление почти 0 Ом.

Читайте также: Датчик температуры ваз 2110 8 клапанов в блоке

Из этого можно сделать вывод, что 3-х проводная схема является более точной, и при изменении температуры кабельной линии, которое приводит и к изменению сопротивления этой линии, на точности показаний ни как не отразиться.

Самое главное это то, что при неправильном подключении термосопротивления не выйдет из строя ни датчик, ни прибор. По этом смело пробуйте и экспериментируйте.

Подключение датчиков с токовым выходом к вторичным приборам

Получившие наибольшее распространение в сфере автоматизации производства датчики с унифицированным токовым выходом 4-20, 0-50 или 0-20 мА могут иметь различные схемы подключения к вторичным приборам. Современные датчики, имеющие низкое энергопотребление и токовый выход 4-20 мА, чаще всего подключают по двухпроводной схеме. То есть к такому датчику подключается всего один кабель с двумя жилами, по которым этот датчик запитывается, и по этим же двум жилам осуществляется передача выходного сигнала 4-20 мА.

Как правило, датчики с выходом 4-20 мА и двухпроводной схемой подключения имеют пассивный выход и им для работы необходим внешний источник питания. Этот источник питания может быть встроен непосредственно во вторичный прибор (в его вход) и при подключении датчика к такому прибору в сигнальной цепи сразу появляется ток. О приборах, которые имеют встроенный во вход источник питания для датчика, говорят, что это приборы с активным входом.

Большинство современных вторичных приборов и контроллеров имеет встроенные источники питания для работы с датчиками с пассивными выходами.

Если же вторичный прибор имеет пассивный вход — по сути, просто резистор, с которого измерительная схема прибора «считывает» падение напряжения, пропорциональное протекающему в цепи току, то для работы датчика необходим дополнительный внешний блок питания. Внешний блок питания в этом случае включается последовательно с датчиком и вторичным прибором в разрыв токовой петли.

Вторичные приборы обычно проектируются и выпускаются с таким расчетом, чтобы к ним можно было подключить как двухпроводные датчики 4-20 мА, так и датчики 0-5, 0-20 или 4-20 мА, подключаемые по трехпроводной схеме. Для подключения двухпроводного датчика к входу вторичного прибора с тремя входными клеммами (+U, вход и общий) задействуют клеммы «+U» и «вход», клемма «общий» остается свободной.

Так как датчики, как уже было сказано выше, могут иметь не только выход 4-20 мА, а, например, 0-5 или 0-20 мА или их невозможно подключить по двухпроводной схеме из-за большого собственного энергопотребления (более 3 мА), то применяют трехпроводную схему подключения. В этом случае цепи питания датчика и цепи выходного сигнала разделены. Датчики имеющие трехпроводную схему подключения обычно имеют активный выход. То есть, если подать на датчик с активным выходом напряжение питания и между его выходными клеммами «выход» и «общий» подключить нагрузочное сопротивление, то в выходной цепи побежит ток, пропорциональный величине измеряемого параметра.

Вторичные приборы обычно имеют достаточно маломощный встроенный блок питания для запитки датчиков. Максимальный выходной ток встроенных блоков питания обычно находиться в пределах 22-50 мА, чего не всегда достаточно для питания датчиков имеющих большое энергопотребление: электромагнитных расходомеров, инфракрасных газоанализаторов и т.п. В этом случае для питания трехпроводного датчика приходиться использовать внешний, более мощный блок питания, обеспечивающий необходимую мощность. Встроенный во вторичный прибор источник питания при этом не используется.

Подобная схема включения трехпроводных датчиков обычно используется и в том случае, когда напряжение встроенного в прибор источника питания не соответствует тому напряжению питания, которое допускается подавать на этот датчик. Например, встроенный источник питания имеет выходное напряжение 24В, а датчик разрешается питать напряжением от 10 до 16В.

Читайте также: Датчик уровня топлива опель омега а 1987

Некоторые вторичные приборы могут иметь несколько входных каналов и достаточно мощный блок питания для запитки внешних датчиков. Необходимо помнить, что суммарная потребляемая мощность всех подключенных к такому многоканальному прибору датчиков должна быть меньше мощности встроенного источника питания, предназначенного для их питания. Кроме того, изучая технические характеристики прибора необходимо четко различать назначение встроенных в него блоков (источников) питания. Один встроенный источник используется для питания непосредственно самого вторичного прибора — для работы дисплея и индикаторов, выходных реле, электронной схемы прибора и т.п. Этот источник питания может иметь достаточно большую мощность. Второй встроенный источник используется для запитки исключительно входных цепей — подключенных к входам датчиков.

Перед подключением датчика к вторичному прибору следует внимательно изучить руководства по эксплуатации на данное оборудование, определить типы входов и выходов (активный/пассивный), проверить соответствие потребляемой датчиком мощности и мощности источника питания (встроенного или внешнего) и только после этого производить подключение. Реальные обозначения входных и выходных клемм датчиков и приборов могут отличаться от тех, что приведены выше. Так клеммы «Вх (+)» и «Вх (-)» могут иметь обозначение +J и -J, +4-20 и -4-20, +In и -In и т.п. Клемма «+U пит» может быть обозначена как +V, Supply, +24V и т.п., клемма «Выход» — Out, Sign, Jout, 4-20 mA и т.п., клемма «общий» — GND, -24V, 0V и т.п., но смысла это не меняет.

Датчики с токовым выходом имеющие четырехпроводную схему подключения имеют аналогичную схему подключения, что и двухпроводные датчики с той лишь разницей, что питание четырепроводных датчиков осуществляется по отдельной паре проводов. Кроме того, четырехпроводные датчики могут иметь как активный, так и пассивный выход, что необходимо учитывать при выборе схемы подключения.

ООО «СиБ Контролс»

Трехпроводное подключение RTD

Компромиссом между двухпроводной и четырехпроводной схемой подключения датчика температуры RTD является трехпроводная схема, которая выглядит следующим образом:

Вольтметр «A» измеряет сумму напряжений на RTD и на нижнем по схеме токоподводящем проводе. Вольтметр «B» измеряет падение напряжения только на верхнем по схеме проводе. Если оба провода будут иметь одинаковое сопротивление, то разница показаний вольтметра «А» и вольтметра «B» дадут падение напряжения на датчике RTD:

Если сопротивления двух соединительных проводов точно идентичны (включая электрическое сопротивление любых соединений в контуре измерений), то рассчитанное напряжение будет точно соответствовать напряжению на датчике RTD, и ошибки за счет паразитного сопротивления соединительных проводов не будет. Но любая разница в сопротивлении проводов тут же скажется на точности измерений. Таким образом, мы видим, что схема RTD с тремя соединительными проводами уменьшает стоимость соединения (за счет экономии кабельной продукции по отношению к четырех проводной схеме соединений), однако применение данной схемы соединений, отрицательно сказывается на точности измерений.

Нужно понимать, что в реальном применении RTD с трехпроводной схемой соединений показывающие вольтметры не используются. На практике, при использовании RTD применяются аналоговые или цифровые схемы, которые определяют величины напряжений и выполняют необходимые расчеты, чтобы компенсировать падение напряжения на сопротивлении соединительных проводов. Вольтметры, показанные на схемах трех- и с четырехпроводных схемах, служат только для того, чтобы иллюстрировать фундаментальные понятия, а не демонстрировать практические схемотехнические решения. Практическая электронная схема для трехпроводной схемы подключения RTD показана на следующем рисунке:

Необходимо еще раз подчеркнуть фундаментальное ограничение любой трехпроводной цепи: компенсация сопротивления проводов возможна настолько, насколько точно сопротивления соединительных сигнальных проводов равны друг другу. Это накладывает ограничение на применяемый кабель. Обычно для подключения RTD используются инструментальные кабели, специально разработанные для данных целей.

  • Свежие записи
    • Как на Ниссан Тиида сбросить ошибку подушки безопасности
    • Какое сопротивление должно быть на подушке безопасности
    • Почему не сработали подушки безопасности при аварии
    • Зачем отключать подушку безопасности на переднем сиденье
    • Как отремонтировать шлейф подушки безопасности у Рено Логан

    Подключение датчика давления по трехпроводной схеме

    Разница в 2-х проводной и 3-проводной схеме подключения датчиков давления

    В чем именно заключается разница выходного сигнала 4-20 мА в 2- и 3-проводной схеме включения? Ответ на этот вопрос лучше всего с точки зрения пользователя: Выходной сигнал в 2-х проводной технологии означает:

    • к такому датчику подключается всего один кабель с двумя жилами, по которым этот датчик запитывается, и по этим же двум жилам осуществляется передача выходного сигнала 4-20 мА;
    • менее чувствителен к помехам (особенно при малых сопротивлениях нагрузки);
    • датчик (преобразователь) не выходит из строя при неправильном включении (в случае неправильной полярности питания), при коротких замыканиях.

    Единственное преимущество 3-х проводной технологии заключается в том, что возможны более высокие омические нагрузки, т.е. текущий цикл может также работать на измерительном приборе с относительно высоким входным сопротивлением.

    Вывод: За исключением высоких требований к омической нагрузки, 4-20 мА в 2-проводной схеме подключения предлагает пользователю больше преимуществ, в том числе по сравнению с другими сигналами, например 0-10 В.

    Рекомендации по выбору и подключению кабеля

    Для подключения датчиков и преобразователей с выходом 4-20 мА рекомендуется применять кабель, который состоит из экранированной витой пары с сечением многожильного провода не менее 0,5 мм. Экран кабеля подключается к защитному заземлению (PE). В случае если контроллер, к которому подключается датчик, установлен в металлическом щите, то экран следует подключить к заземлению щита

    Подключение датчика давления воды РОСМА РПД-И с токовым выходом 4-20 мА

    Датчики давления измерительные РОСМА РПД-И.

    Датчики давления измерительные РПД-И предназначены для измерения и непрерывного преобразования значения измеряемого параметра — избыточного давления в унифицированный выходной сигнал постоянного тока.

    Производитель: ЗАО «РОСМА» / https://rosma.spb.ru/

    Область применения: преобразователи давления РПД-И могут применяться в системах сбора данных, автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами в различных отраслях промышленности и городского хозяйства.

    Технические характеристики:

    • Диапазон питающих напряжений: 12. 36В
    • Выходной сигнал: токовый, 4. 20мА

    Необходимые изменения в настройках блока Кситал

    Для данного подключения используется специальный режим работы зоны контроля. Такой режим поддерживают блоки КСИТАЛ с версией прошивки не ниже 315.318.

    Процесс настройки состоит из трех этапов:

    • установка для выбранного входа режима работы с аналоговым сигналом
    • настройка коэффициента преобразования давления и смещения нуля
    • задание порогов срабатывания входа (если нужно)

    Точность номинала токового резистора значения не имеет, т.к. при последующей полуавтоматической настройке соответствующего входа, будет учтена величина сопротивления конкретного экземпляра резистора.

    Подключение с использованием дополнительного блока питания 24В

    Параметры дополнительного блока питания:

    • Выходное напряжение: 22. 26В
    • Ток нагрузки (не менее): 0,02А

    Подключение с использованием встроенного питания блока КСИТАЛ

    В отличие от аналогичных датчиков с минимальным напряжением питания от 9В, питание данного датчика от встроенного питания блока КСИТАЛ невозможно, т.к. минимальное напряжения питания датчика составляет 12В. С учетом падения части напряжения на токовом резисторе датчику не будет хватать питания для полноценной работы.

    Источник (официальная документация ЗАО «РОСМА»):

    Подключение датчиков с токовым выходом к вторичным приборам

    Получившие наибольшее распространение в сфере автоматизации производства датчики с унифицированным токовым выходом 4-20, 0-50 или 0-20 мА могут иметь различные схемы подключения к вторичным приборам. Современные датчики, имеющие низкое энергопотребление и токовый выход 4-20 мА, чаще всего подключают по двухпроводной схеме. То есть к такому датчику подключается всего один кабель с двумя жилами, по которым этот датчик запитывается, и по этим же двум жилам осуществляется передача выходного сигнала 4-20 мА.

    Как правило, датчики с выходом 4-20 мА и двухпроводной схемой подключения имеют пассивный выход и им для работы необходим внешний источник питания. Этот источник питания может быть встроен непосредственно во вторичный прибор (в его вход) и при подключении датчика к такому прибору в сигнальной цепи сразу появляется ток. О приборах, которые имеют встроенный во вход источник питания для датчика, говорят, что это приборы с активным входом.

    Читайте также: Коммутатор без датчика холла

    Большинство современных вторичных приборов и контроллеров имеет встроенные источники питания для работы с датчиками с пассивными выходами.

    Если же вторичный прибор имеет пассивный вход — по сути, просто резистор, с которого измерительная схема прибора «считывает» падение напряжения, пропорциональное протекающему в цепи току, то для работы датчика необходим дополнительный внешний блок питания. Внешний блок питания в этом случае включается последовательно с датчиком и вторичным прибором в разрыв токовой петли.

    Вторичные приборы обычно проектируются и выпускаются с таким расчетом, чтобы к ним можно было подключить как двухпроводные датчики 4-20 мА, так и датчики 0-5, 0-20 или 4-20 мА, подключаемые по трехпроводной схеме. Для подключения двухпроводного датчика к входу вторичного прибора с тремя входными клеммами (+U, вход и общий) задействуют клеммы «+U» и «вход», клемма «общий» остается свободной.

    Так как датчики, как уже было сказано выше, могут иметь не только выход 4-20 мА, а, например, 0-5 или 0-20 мА или их невозможно подключить по двухпроводной схеме из-за большого собственного энергопотребления (более 3 мА), то применяют трехпроводную схему подключения. В этом случае цепи питания датчика и цепи выходного сигнала разделены. Датчики имеющие трехпроводную схему подключения обычно имеют активный выход. То есть, если подать на датчик с активным выходом напряжение питания и между его выходными клеммами «выход» и «общий» подключить нагрузочное сопротивление, то в выходной цепи побежит ток, пропорциональный величине измеряемого параметра.

    Вторичные приборы обычно имеют достаточно маломощный встроенный блок питания для запитки датчиков. Максимальный выходной ток встроенных блоков питания обычно находиться в пределах 22-50 мА, чего не всегда достаточно для питания датчиков имеющих большое энергопотребление: электромагнитных расходомеров, инфракрасных газоанализаторов и т.п. В этом случае для питания трехпроводного датчика приходиться использовать внешний, более мощный блок питания, обеспечивающий необходимую мощность. Встроенный во вторичный прибор источник питания при этом не используется.

    Подобная схема включения трехпроводных датчиков обычно используется и в том случае, когда напряжение встроенного в прибор источника питания не соответствует тому напряжению питания, которое допускается подавать на этот датчик. Например, встроенный источник питания имеет выходное напряжение 24В, а датчик разрешается питать напряжением от 10 до 16В.

    Некоторые вторичные приборы могут иметь несколько входных каналов и достаточно мощный блок питания для запитки внешних датчиков. Необходимо помнить, что суммарная потребляемая мощность всех подключенных к такому многоканальному прибору датчиков должна быть меньше мощности встроенного источника питания, предназначенного для их питания. Кроме того, изучая технические характеристики прибора необходимо четко различать назначение встроенных в него блоков (источников) питания. Один встроенный источник используется для питания непосредственно самого вторичного прибора — для работы дисплея и индикаторов, выходных реле, электронной схемы прибора и т.п. Этот источник питания может иметь достаточно большую мощность. Второй встроенный источник используется для запитки исключительно входных цепей — подключенных к входам датчиков.

    Перед подключением датчика к вторичному прибору следует внимательно изучить руководства по эксплуатации на данное оборудование, определить типы входов и выходов (активный/пассивный), проверить соответствие потребляемой датчиком мощности и мощности источника питания (встроенного или внешнего) и только после этого производить подключение. Реальные обозначения входных и выходных клемм датчиков и приборов могут отличаться от тех, что приведены выше. Так клеммы «Вх (+)» и «Вх (-)» могут иметь обозначение +J и -J, +4-20 и -4-20, +In и -In и т.п. Клемма «+U пит» может быть обозначена как +V, Supply, +24V и т.п., клемма «Выход» — Out, Sign, Jout, 4-20 mA и т.п., клемма «общий» — GND, -24V, 0V и т.п., но смысла это не меняет.

    Читайте также: Что такое датчик сердечного ритма в смарт часах

    Датчики с токовым выходом имеющие четырехпроводную схему подключения имеют аналогичную схему подключения, что и двухпроводные датчики с той лишь разницей, что питание четырепроводных датчиков осуществляется по отдельной паре проводов. Кроме того, четырехпроводные датчики могут иметь как активный, так и пассивный выход, что необходимо учитывать при выборе схемы подключения.

    Настройка частотного преобразователя для регулирования давления в трубопроводе

    Экономим электроэнергию и поддерживаем постоянное давление воды без водонапорной башни, задвижек и байпасной трубы. Подробно разберём как настроить частотный преобразователь Inovance MD290 и подружить его с датчиком давления.

    Поддержание заданного давления в трубопроводе — типовая задача для насосной станции. Давление в трубах меняется из-за изменения потребления в разные промежутки времени. Например, ночью, когда большинство людей спит, а предприятия останавливаются, разбор воды уменьшается и давление в системе возрастает. А утром наоборот снижается, т.к вода нужна сразу всем.

    Раньше для регулирования применялись ручные или автоматические задвижки. При этом насос в любом случае работал на максимум. Теперь для регулирования давления используют частотный преобразователь. Попробуем разобраться, как это работает на примере Inovance MD290.

    Структура

    Вся система состоит из 3 основных элементов: электродвигателя с насосом, частотного преобразователя и датчика давления. Датчик устанавают на трубопроводе после насоса и подключают к аналоговому входу частотника, таким образом система получается «замкнутой».

    Структурная схема «ПИД-регулятора»

    ПИД-регулятор

    ПИД (пропорционально-интегрально-дифференциальный) регулятор является центральным узлом замкнутой системы регулирования. С его помощью можно поддерживать не только давление, но и любой другой технологический параметр: температуру, расход, уровень.

    ПИД-регулятор работает по принципу непрерывного сравнения двух величин, поступающих на его входы — сигнала задания и сигнала обратной связи от датчика. Разницу между показаниями называют рассогласованием или ошибкой.

    В случае, когда значение задания превышает значение от датчика, регулятор увеличивает выходную частоту преобразователя частоты, увеличивая скорость работы электродвигателя и производительность насоса. Если же обратная связь оказывается больше задания, регулятор снижает выходную частоту и скорость двигателя. Давление таким образом поддерживается постоянным.

    Датчик

    От типа датчика давления зависит схема подключения и настроки преобразователя. Для нас важны параметры: тип сигнала, количество проводов подключения, и напряжение питания.

    Тип сигнала подойдёт 0…10В, 0…20мА, 4…20мА. Мы рекомендуем 4…20мА, т.к такой сигнал устойчив к помехам и позволяет определить обрыв провода. Частотный преобразователь определяет тип сигнала в зависимости от положения перемычки J9 на плате управления. Для правильного функционирования с сигналом 4…20мА перемычка должны быть установлена в положение «I» — токовый сигнал. Если перемычка стоит неправильно, то частотный преобразователь будет считывать значения неверно. Неисправность будет определить сложно, т.к. частотник не покажет ошибки.

    Количество проводов подключения
    Датчик давления может быть двух или трёхпроводный, другие схемы используются крайне редко.

    Двухпроводное подключение используется для датчиков с токовым сигналом 0(4)…20мА, их ещё называют «токовой петлей». В этом случае и питание, и сигнал передаются всего по 2 проводам.

    Двухпроводное подключение датчика.

    В трехпроводной схеме питание и сигнальный провод разделены. Такие датчики могут работать как с токовым сигналом, так и с сигналом по напряжению 0…10В.

    Трехпроводное подключение датчика.

    Напряжение питания в частотном преобразователе 24В DC, соответственно и датчик нужно использовать с подходящим напряжением питания. Встречается несколько разновидностей: 9…36В, 8…24В, 12…36В.

    Подключение

    Мы будем использовать первый попавшийся двухпроводный датчик давления с напряжением питания от 9 до 36В и выходом 4…20мА.

    Читайте также: Датчик джипиэс в телефоне

    » >

    У MD290 два аналоговых входа. AI1 поддерживает сигнал 0…10В, AI2 поддерживает сигналы 0…10В, 0…20мА и 4…20мА. Мы будем использовать AI2. Для работы с токовым сигналом 0…20мА и 4…20мА необходимо установить перемычку J4 в положение «I».

    Подключим датчик к аналоговому входу AI2. При этом «+» датчика подключается к клемме «+24В», а «-» к входу «AI2». Между клеммами COM и GND необходимо установить перемычку.

    Скоростью управляет датчик, поэтому для управления ПЧ не хватает только кнопки «пуск» или команды на запуск от ПЛК. Нас интересует вариант «попроще», поэтому подключаем кнопку «Пуск» к дискретному входу DI1.

    Подключение цепей управления

    Настройка

    Настройку можно разделить на 2 части: базовое параметрирование и настройка ПИД-регулятора.

    Вводим данные электродвигателя
    F1-01 = 22 кВт — номинальная мощность двигателя
    F1-02 = 380 В — номинальное напряжение двигателя
    F1-03 = 42 А — номинальный ток двигателя
    F1-04 = 50 Гц — номинальная частота двигателя
    F1-05 = 1460 об/мин — номинальная скорость двигателя

    Изменяем закон управления и команду запуска
    F0-01 = 2 — скалярный закон регулирования (U/f)
    F0-02 = 1 — команды управления через клеммы
    F0-03 = 8 — задание частоты от ПИД регулятора
    F4-00 = 1 — команда “Пуск”

    Дополнительные параметры
    Важны для правильного функционирования системы.
    F0-14 = 20 Гц — нижнее ограничение заданной частоты. Задается, чтобы не допускать работу насоса на слишком низкой частоте, опасной перегревом.
    F0-17 = 3 сек. — время разгона
    F0-18 = 3 сек. — время торможения
    F6-10 = 1 — торможение на свободном выбеге

    Настраиваем ПИД-регулятор
    FA-00 = 0 — дискретная уставка задания ПИД регулятора через FA-01.
    В качестве задания может использоваться аналоговый вход частотника, импульсный вход или даже сетевой протокол. Дискретная уставка — самый простой способ, рассчитанный на поддержание определенного давления.

    FA-01 = 50% — уставка задания в % от диапазона датчика.
    Если весь диапазон датчика давления 0…10 бар, то уставка в 50% задает необходимое давление = 5 бар.

    FA-02 = 1 — обратная связь ПИД регулятора.
    В этом параметре выбирается тот аналоговый вход, к которому подключен датчик давления, в нашем случае это AI2.

    FA-03 = 0 — прямое направление работы ПИД-регулятора.
    Подразумевает увеличение выходной частоты при увеличении рассогласования. В случае обратного направления работы ПИД регулятора, он будет увеличивать выходную частоту при уменьшении рассогласования.

    Важным моментом является масштабирование входного сигнала AI2. Т.к аналоговый вход рассчитан на сигнал 0…20мА, а датчик давления на 4…20мА, их необходимо привести в соответствие. Для этого проведем настройку кривой AI2 так, чтобы 4мА соответствовало 0%, а 20мА — 100%.

    F4-18 = 2
    F4-19 = 0
    F4-20 = 10
    F4-21 = 100

    » >

    Настроим «режим сна»
    Ещё одним важным преимуществом регулирования давления с помощью частотного преобразователя, кроме автоматизации процесса, является энергосбережение. Зачастую для поддержания необходимого давления достаточно поддерживать минимальную скорость насоса или вовсе его останавливать. Для этого в частотнике предусмотрена функция сна. При достижении задания порогового значения, частотный преобразователь снижает выходную частоту до нуля и “засыпает”.

    Как только давление в системе падает ниже определенного уровня и задание вырастает, частотник “пробуждается” и продолжает работу. Таким образом возможно достичь экономии электроэнергии до 30% относительно регулирования без частотного преобразователя.

    F8-49 = 22 Гц — частота пробуждения
    F8-50 = 10 сек — время задержки пробуждения
    F8-51 = 21 Гц — частота засыпания
    F8-52 = 10 сек — время задержки засыпания

    » >

    Заключение

    Применение частотных преобразователей для насосного оборудования решает сразу несколько задач: автоматизация процесса, защита двигателей и самого насоса от аварий и поломок, устранение гидроударов во всей системе.

    А если систему расширить с помощью программируемого контроллера, то открывается ещё больше возможностей. Это и каскадные пуск насосной станции, и чередование насосов по наработке, и удаленное управление через сетевые протоколы.