bao cao thuc hanh cam bien ky thuat do

Báo Cáo Thực Hành Cảm Biến Kỹ Thuật Đo

GVHD: TS…..

BÁO CÁO THỰC HÀNH CẢM BIẾN KỸ THUẬT ĐO
I. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát ECT
1. Giới thiệu, nhiệm vụ:
Cảm biến ECT (Engine Coolant temperature) đo nhiệt độ nước làm mát động
cơ từ đó suy ra được nhiệt độ trung bình của động cơ. ECT có nhiệm vụ đo nhiệt độ
của nước làm mát động cơ và truyền tín hiệu đến bộ xử lý trung tâm để tính toán thời
gian phun nhiên liệu, góc đánh lửa sớm, tốc độ chạy khơng tải, ...Ở một số dịng xe,
tín hiệu này cịn được dùng để điều khiển hệ thống kiểm soát khí xả, chạy quạt làm
mát động cơ. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát được gắn ở thân động cơ và tiếp xúc
trực tiếp với nước làm mát
Mục đích thí nghiệm là quan sát sự thay đổi của tín hiệu điện áp đầu (hoặc
điện trở) ra khi nhiệt độ nước thay đổi thay đổi
2. Nguyên lý làm việc và sơ đồ cầu tạo:
ECT có một điện trở nhiệt và khi nhiệt độ thay đổi trên ECT thì trở kháng của
điện trở và điện áp trên THW cũng thay đổi. Để đo sự thay đổi tín hiệu điện áp trên
chân THW ta cắm đầu thu tín hiệu đen vào cổng E2 và đầu thu đỏ vào cổng THW.
Sau đó điều chỉnh biến trở bằng núm điều khiển màu đen rôi quan sát sự thay đổi điện
áp trên chân THW.

Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ nước làm mát ECT
SVTH: …

Trang 1


Báo Cáo Thực Hành Cảm Biến Kỹ Thuật Đo

GVHD: TS…..

3. Quy trình thực hành:
Trong thí nghiệm đo sự thay đổi điện trở nhiệt và điện áp người ta cho ECT và
van hằng nhiệt vào trong chậu nước nguội và đun lên từ từ rồi đo lại sự thay đổi của
điện áp hoặc thay đổi điện trở của biến trở được thực hiện trên 2 cảm biến khác nhau,
đồng thời quan sát van hằng nhiệt

4. Kết quả đo:
Ở nhiệt độ 920C van hằng nhiệt bắt đầu mở và 1000C mở hoàn toàn
-Cảm biến 1:
Nhiệt độ
Trở (KΩ)
(t◦)
27
1.9
30
1.6
35
1.322
40
1.128
45
0.964
50
0.823
55
0.704
60
0.609

65
0.523
70
0.437
75
0.386
80
0.3338
85
0.301
90
0.2651
95
0.232
100
0.2072

SVTH: …

Trang 2


Báo Cáo Thực Hành Cảm Biến Kỹ Thuật Đo

GVHD: TS…..

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát
-Cảm biến 2:
Nhiệt độ(t◦)
28

30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100

SVTH: …

Trang 3

Điện
áp(V)
2.02
1.78
1.55
1.38
1.24
1.1
0.96
0.84

0.74
0.66
0.6
0.52
0.45
0.4
0.35
0.32


Báo Cáo Thực Hành Cảm Biến Kỹ Thuật Đo

GVHD: TS…..

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát
5. Nhận xét:
Khi nhiệt độ của cảm biến tăng thì điện trở giảm dẫn đến tín hiệu điện áp giảm.
Từ tín hiệu của điện áp của điện trở nhiệt bên trong cảm biến, ECM tính ra nhiệt độ
Ở nhiệt độ 920C van hằng nhiệt bắt đầu mở và 1000C van hằng nhiệt mở hoàn toàn
Ta có đồ thị thể hiện sự thay đổi của điện trở và tín hiệu điện áp theo nhiệt độ

Đồ thị sự thay đổi điện trở và tín hiệu điện áp theo nhiệt đô
SVTH: …

Trang 4


Báo Cáo Thực Hành Cảm Biến Kỹ Thuật Đo

GVHD: TS…..

II. Cảm biến đo nhiệt độ khí nạp IAT (Intake Air Temperature):
1. Giới thiệu, nhiệm vụ
Mục đích thí nghiệm là quan sát sự thay đổi của tín hiệu điện áp đầu (hoặc điện
trở) ra khi nhiệt độ khí nạp thay đổi thay đổi
2. Nguyên lý làm việc và sơ đồ cầu tạo:
Trong cảm biến IAT có một điện trở nhiệt, khi nhiệt độ tăng làm cho trở kháng
của điện trở giảm. Ta có điện áp 5V được cấp cho IAT thơng qua điện trở R mắc
nối tiếp với IAT. Khi trở kháng của điện trở trong IAT giảm làm cho làm cho dòng
điện trong mạch tăng, kéo theo sụp áp trên điện trở R tăng và làm cho điện áp tại
chân giảm xuống.

3. Quy trình thực hành:
Các bước để đo như sau:
- Cắm đầu thu tín hiệu đen vào cổng E2 và đầu đỏ vào cổng THA
- Sử dụng máy sấy để tạo ra sự thay đổi của nhiệt độ dòng khí tác dụng lên cảm
biến và quan sát sự thay đổi điện trở
- Quan sát sự thay đổi điện trở.
4. Kết quả đo:
t0C
Điện trở
(kΩ)
30
1.7
35
1.5
40
1.28
45
1.07

SVTH: …

Trang 5


Báo Cáo Thực Hành Cảm Biến Kỹ Thuật Đo

50
55
60
65
70
75
80

t°C
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80

SVTH: …

Trang 6

GVHD: TS…..

0.9
0.739
0.614
0.518
0.435
0.370
0.32

Điện
áp(V)
1.8
1.6
1.4
1.3
1.2
1.1
1
0.9
0.8
0.7
0.6


Báo Cáo Thực Hành Cảm Biến Kỹ Thuật Đo

GVHD: TS…..

5. Nhận xét:
- Cũng giống như ECT, khi nhiệt độ của cảm biến IAT tăng thì điện trở giảm dẫn đến
tín hiệu điện áp giảm. Từ tín hiệu của điện áp của điện trở nhiệt bên trong cảm biến,
ECM tính ra nhiệt độ
- Cấu tạo đơn giản, dễ sử dụng
- Ta có quan hệ giữa điện trở và nhiệt độ gần như là tún tính do đó tḥn lợi cho
tính toán
- Ta có thể sử dụng cảm biến nhiệt độ để đo nhiệt độ của khí thải động cơ, đo nhiệt độ
của nhiên liệu để từ đó có thể quyết định có nên sấy nóng nhiên liệu hay khơng khi xe
khởi động trong mùa đơng. Ngoài ra ta có thể sử dụng cảm biến nhiệt độ để đo nhiệt
độ không gian trong xe để quyết định nhiệt độ mà hệ thống điều hịa khơng khí bắt
đầu làm việc nhờ đó tiết kiệm được nhiên tiêu hao của động cơ.
-Với loại cảm biến này cần có độ nhạy rất cao nên vật liệu kim loại chế tạo yêu
cầu rất khắc khe, phải bảo đảm:
+Dễ nóng và chịu nhiệt cao.
+Độ thuần khiết rất cao.
+Có tính ơ xi hóa trong mơi trường chịu ơ xi hóa, dễ thay đổi khi có sự rất nhỏ
về nhiệt độ.
III. CẢM BIẾN ĐO ÁP SUẤT KHÍ NẠP
1. Giới thiệu, nhiệm vụ:
Mục đích thí nghiệm là quan sát sự thay đổi của điện áp đầu ra khi thay đổi áp
suất tác dụng lên cảm biến
SVTH: …

Trang 7


Báo Cáo Thực Hành Cảm Biến Kỹ Thuật Đo

GVHD: TS…..

2. Nguyên lý làm việc và sơ đồ cầu tạo:
Nguyên tắc hoạt động của cảm biến này dựa trên hiệu ứng “áp trở”, khi điện
trở của 1 chất bán dẫn do áp lực bên ngoài. Cấu tạo của cảm biến này là các
điện trở bán dẫn được đặt trên một màng silicon mỏng. Một mặt của tấm
silicon này được tiếp xúc với mơi trường có áp suất chuẩn. Một mặt tiếp xúc
với mơi trường có áp suất cần đo. Sự biến dạng của tấm silic dưới tác dụng của
áp suất bên ngoài sẽ thay đổi giá trị các điện trở đặt trên nó. Các điện trở “áp
trở” này mắc theo mạch cầu wheastone

Điện áp Vout thường rất nhỏ và có nhiễu nhiệt độ. Do đó ta cần có mạch bù
nhiệt, lọc nhiễu và khuyếch đại tín hiệu điện áp lên. Mạch lọc và khuyếch đại
thường là kết hợp các bộ khuyếch đại thuật toán.

3. Quy trình thực hành:
Các bước thực hành:
- Cắm đầu thu tín hiệu đen vào cổng E2 và đầu đỏ vào cổng PIM
SVTH: …

Trang 8


Báo Cáo Thực Hành Cảm Biến Kỹ Thuật Đo

GVHD: TS…..

- Sử dụng xi-lanh bơm hút để tạo ra sự thay đổi của áp suất tác dụng lên cảm
biến và quan sát sự thay đổi điện áp
4. Kết quả đo:

Áp suất
(mBar)

Điên ap (U)
980
600
500
400
300
200
100
0

3.6
2.45
2.18
1.89
1.63
1.32
1.05
0.89

Khi tắt hết tất cả các thiết bị PIM = 3.6 (V)

5. Nhận xét:
Khi tăng áp suất tác dụng lên cảm biến thì điện áp đầu ra tang.
IV. CẢM BIẾN VỊ TRÍ BƯỚM GA
1. Giới thiệu, nhiệm vụ:
Mục đích: Vẽ đường đặc tính của cảm biến
2. Nguyên lý làm việc và sơ đồ cầu tạo:

Cảm biến đo vị trí của bướm ga được sử dụng để theo dõi vị trí của vị trí của
bướm ga trong động cơ đốt trong
SVTH: …

Trang 9


Báo Cáo Thực Hành Cảm Biến Kỹ Thuật Đo

GVHD: TS…..

Hoạt động của cảm biến: Con trượt của biến trở được nối trực tiếp với trục của
bướm ga. Khi van này thay đổi vị trí làm con trượt thay đổi vị trí trên biến trở.
Từ đó thay đổi điện áp trên chân VTA. Do đó, đo sự thay đổi tín hiệu điện áp
trên chân VTA ta sẽ tính được vị trí của van.
3. Quy trình thực hành:
Các bước tiến hành
- Cắm đầu thu tín hiệu đen vào cổng E2 và đầu đỏ vào cổng VTA1
- Đặt cảm biến ở trạng thái đóng hoàn toàn. Ghi lại giá trị góc quay và giá
trị điện áp tương ứng.
- Lần lượt xoay bướm ga tới các góc trên thang chia (0-900) . Ghi lại giá trị
điện áp tương ứng
4. Kết quả đo:
Bảng giá trị:
Độ mở
(%)
0
25
50
SVTH: …

Điện áp
(V)
0,61
1,08
1.56
Trang 10

Điện trở
(kΩ)
0,567
1,150
1,964


Báo Cáo Thực Hành Cảm Biến Kỹ Thuật Đo

75
100

2,07
2,61

GVHD: TS…..

2,815
3,810

5. Nhận xét:
-Qua đường đặc tính thu được ta thấy ở vị trí bướm ga mở càng lớn thì điện áp

càng lớn
-Đường đặc tính thu được có dạng gần bậc nhất, do đó tḥn lợi cho tính toán.
-Ta có thể sử dụng cảm biến vị trí để đo mức nhiên liệu trong thùng chứa bằng
cách gắn mỏ quẹt với một bầu phao để thay đổi điện trở của biến trở
V. VAN HẰNG NHIỆT
Van bắt đầu chớm mở ở nhiệt độ 92◦C

VI. CẢM BIẾN
SVTH: …

ĐIỆN TƯ
Trang 11


Báo Cáo Thực Hành Cảm Biến Kỹ Thuật Đo

GVHD: TS…..

1. Giới thiệu, nhiệm vụ:
Mục đích: tìm hiểu hoạt động của cảm biến điện từ thơng qua cảm biến đo
vị trí, tốc độ và các loại xung tín hiệu trên mơ hình hệ thống phun xăng - đánh
lửa động cơ 4A-FE

2. Nguyên lý làm việc và sơ đồ cầu tạo:
2.1:Nguyên tắc hoạt đông của cảm biến
Các loại cảm biến trên đều hoạt động dựa trên nguyên lý của hiện tượng cảm ứng điện
từ. Kiểu cảm biến này gồm có nam châm vĩnh cửu, cuộn dây và lõi sắt

SVTH: …

Trang 12


Báo Cáo Thực Hành Cảm Biến Kỹ Thuật Đo

GVHD: TS…..

Trên roto tín hiệu có các răng cách đều nhau, và góc giữa hai răng chính là
góc quay của roto. Khi roto quay ta có các răng này lần lượt đi qua đầu cảm
ứng của cuộn dây cảm ứng. Khi răng thứ nhất của roto đi đến đầu cảm ứng thì
làm từ thông trong cuộn dây tăng và trong cuộn dây xuất hiện một suất điện
động ở mức cao và khi răng thứ nhất qua khỏi đầu cảm ứng làm cho từ thông
qua cuộn dây giảm do khoảng cách của biên dạng ngoài của roto với đầu cảm
ứng thay đổi dẫn đến làm cho suất điện động trong cuộn dây giảm. Sau đó khi
răng tiếp theo gần đến đầu cảm ứng thì từ thơng trong cuộn dây lại tăng và đạt
cực đại khi răng này đến qua đầu cảm ứng và lúc này trong cuộn dây lại có
sinh ra một suất điện động ở mức cao và quá trình cứ tiếp tục cho các răng tiếp
theo.Vậy khi nhận được hai xung ở mức cao liên tiếp thì ta có đó chính là góc
quay của roto đây là tín hiệu góc quay G và số xung có được trong một giây
chính là tần số của tín hiệu đây chính là tín hiệu NE, dựa vào tần số này cùng
với số răng của roto ta có thể xác định được số vịng quay của roto
2.2: Các loại tín hiệu
+ Tín hiệu IGT:
ECU động cơ tính toán thời điểm đánh lửa tối ưu theo các tín hiệu từ các cảm
biến khác nhau và truyền tín hiệu IGT đến IC đánh lửa.
Tín hiệu IGT được bật ON ngay trước khi thời điểm đánh lửa được bộ vi xử lý
trong ECU động cơ tính toán, và sau đó tắt đi. Khi tín hiệu IGT bị ngắt, các
bugi sẽ đánh lửa.

SVTH: …

Trang 13


Báo Cáo Thực Hành Cảm Biến Kỹ Thuật Đo

GVHD: TS…..

Xung điều khiển đánh lửa IGT

Hình trên mơ tả quá trình dịch chuyển xung IGT trong CPU về phía trước của
tử điểm thượng khi có sự hiệu chỉnh về góc đánh lửa cơ bản (

) và góc đánh

lửa sớm hiệu chỉnh ( ) ngoài ra, xung IGT có thể được xén trước khi gởi qua
Igniter.
+Tín hiệu IGF:
IC đánh lửa gửi một tín hiệu IGF đến ECU động cơ bằng cách dùng lực điện
động ngược được tạo ra khi dòng sơ cấp đến cuộn đánh lửa bị ngắt hoặc bằng
giá trị dòng điện sơ cấp. Khi ECU động cơ nhận được tín hiệu IGF nó xác định
rằng việc đánh lửa đã xảy ra.
+ Xác định góc thời điểm đánh lửa ban đầu
Góc thời điểm đánh lửa ban đầu được xác định

SVTH: …

Trang 14

Báo Cáo Thực Hành Cảm Biến Kỹ Thuật Đo

GVHD: TS…..

Góc đánh lửa ban đầu
Khi ECU động cơ nhận được tín hiệu NE (điểm B), sau khi nhận tín hiệu G
(điểm A), ECU xác định rằng đây là góc thời điểm đánh lửa ban đầu khi trục
khuỷu đạt đến

trước điểm chết trên (khác nhau giữa các kiểu

động cơ).

Vị trí gá đặt của cảm biến G và NE.
SVTH: …

Trang 15


Báo Cáo Thực Hành Cảm Biến Kỹ Thuật Đo

GVHD: TS…..

Sơ đồ bố trí của cảm biến G và NE

3. Quy trình thực hành
Các bước thực hành:
- Cắm đầu thu tín hiệu cổng G , NE+ , IGF, IGT, #10, #20
- Chỉnh chế độ xem tín hiệu xoay chiều.
- Cho chạy động cơ xoay bộ chia điện bằng cách chỉnh biến trở. Quan sát

tín hiệu thu được trên màn hình hiển thị
- Thay đổi tốc độ động cơ để xem sự thay đổi của tín hiệu thu được

SVTH: …

Trang 16


Báo Cáo Thực Hành Cảm Biến Kỹ Thuật Đo

Cổng tín hiệu
4. Kết quả đo
+G1:

+IGF:

SVTH: …

Trang 17

GVHD: TS…..


Báo Cáo Thực Hành Cảm Biến Kỹ Thuật Đo

+IGT:

SVTH: …

Trang 18

GVHD: TS…..


Báo Cáo Thực Hành Cảm Biến Kỹ Thuật Đo

+NE+:

SVTH: …

Trang 19

GVHD: TS…..


Báo Cáo Thực Hành Cảm Biến Kỹ Thuật Đo

-

Tín hiệu vòi phun #10
Không tải

SVTH: …

Trang 20

GVHD: TS…..


Báo Cáo Thực Hành Cảm Biến Kỹ Thuật Đo

Thay đổi tải

SVTH: …

Trang 21

GVHD: TS…..


Báo Cáo Thực Hành Cảm Biến Kỹ Thuật Đo

20# Tải nhỏ

SVTH: …

Trang 22

GVHD: TS…..


Báo Cáo Thực Hành Cảm Biến Kỹ Thuật Đo

20# Tải lớn

SVTH: …

Trang 23

GVHD: TS…..

Báo Cáo Thực Hành Cảm Biến Kỹ Thuật Đo

5.NHẬN XÉT

SVTH: …

Trang 24

GVHD: TS…..


Báo Cáo Thực Hành Cảm Biến Kỹ Thuật Đo

GVHD: TS…..

Ta thấy tín hiệu G có tần số thấp nhất, khoảng cách của hai xung liên tiếp bằng
góc quay của trục khuỷu là 1800 tức là tương ứng với các kì làm việc của động
cơ.
+Với tín hiệu NE thì ta thấy có tần số cao nhất trong các tín hiệu. Sở dĩ có điều
này là do số răng của roto tín hiệu NE lớn hơn roto tín hiệu G. Ta có khi số
răng càng nhiều thì số xung đếm được trong một giây càng lớn thì kết quả đo
càng chính xác vì khi đó giảm được sai số do số xung thu được không phải là
số nguyên trong một giây.
+Ưu điểm của cảm biến này là không cần cung cấp điên áp ngoài cho cảm biến
do đó tiết kiệm được năng lượng và làm việc tin cậy hơn. Cảm biến điện từ cho
ta tín hiệu đầu ở dạng xoay chiều nên việc xử lí tín hiệu đơn giản và nhanh
chống hơn.
+Nhược điểm của cảm biến điện từ là tín hiệu có thể bị nhiễu dẫn đến tín hiệu

đầu ra khơng chính xác. Nếu một lí do nào đó là cho một số răng của roto bị
gãy thì xung đưa về khơng đúng dẫn đến kết quả bị sai trong khi cảm biến vẫn
làm việc bình thường.
+Ứng dụng : Ta có thể sử dụng cảm biến điện từ để đo tốc độ của xe khi
chuyển động trên đường, đo số vòng quay của tuabin máy phát điện để từ đó
điều chỉnh kịp thời lưu lượng nước qua tuabin đảm bảo cho số vịng quay của
tuabin là khơng đổi

VI. TÌM HIỂU BĂNG THỬ CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ
1. Sơ đồ bố trí

SVTH: …

Trang 25