Датчик пкв: Датчик положения коленвала: основа работы современного двигателя

Содержание

Датчик положения коленчатого вала: что это такое и как его проверить?

Так точно!

Для чего нужен датчик положения коленвала? Ответ кроется в его названии: определять положение коленвала. Вот так просто, да. Но кроме этого тот же датчик определяет ещё одну важную деталь – момент прохождения поршнями верхних и нижних мёртвых точек. Делает он это, конечно, не сам – всё считает ЭБУ. Но без него получать эти данные просто невозможно. На всякий случай скажем несколько слов о том, зачем блоку управления эти данные нужны и как он их использует.

Несмотря на кажущуюся скудность информации, которую передаёт ДПКВ, она крайне необходима для регулировки блоком сразу нескольких параметров. Во-первых, это, конечно же, время подачи топлива. Кстати, тут как раз важно определить момент прохождения мёртвых точек. Во-вторых, это угол опережения зажигания. В-третьих, не без участия ДПКВ определяется количество поданного топлива. И, наконец, этот датчик нужен для синхронизации работы коленвала и распредвалов и для нормального функционирования адсорбера (если быть точнее – его клапана). Если всё суммировать, то датчик положения коленвала – один из основных датчиков, сигнал с которого требуется ЭБУ для корректного управления зажиганием. Конечно же, им одним дело не ограничивается, без него мотор нормально работать тоже не может. А иногда – и вообще просто работать, хотя бы как-то. Ведь если ЭБУ не знает, в какой момент ему следует подать напряжение на свечи зажигания или велеть форсункам впрыснуть очередную дозу топлива, куда деваться мотору? Только глохнуть.

Собственно, обычно так и происходит. Дело осложняется тем, что ДПКВ практически не умеет «глючить» в силу своей простоты. Так что если он умирает, то делает это полностью. Одно из наименее тяжёлых последствий – это появляющаяся ошибка фаз (например, Р0016). Разумеется, при этой ошибке в первую очередь возникает желание проверить механизм газораспределения (может быть, растянулась цепь, перескочил ремень ГРМ или что-то не так с натяжителем или успокоителем цепи или с демпфером шкива коленвала). Но эту ошибку вполне может зажечь и ДПКВ.

В один момент ЭБУ видит, что сигнал с датчика расположения распредвала не совпадает с сигналом датчика положения коленвала. При нормальной работе пики на осциллограмме должны совпадать через раз, так как за два оборота коленвала распредвал сделает только один оборот. Если же при наложении двух сигналов замечается рассинхронизация, появляется ошибка фаз. Таким образом, ЭБУ не только управляет зажиганием и впрыском, но и проводит своеобразную самодиагностику, проверяя синхронизацию фаз. И ДПКВ – один из элементов, который в ходе этой самодиагностики проходит постоянную проверку. Каким-то образом искажать или переносить сигнал во времени этот датчик не может, и единственная его неисправность – полное отсутствие сигнала.

Свет, магнит и Холл

Существует три типа ДПКВ: оптический, индукционный (магнитный) и датчик, основанный на эффекте Холла (иногда его так и называют – датчик Холла). Для работы каждому датчику нужна ещё одна деталь – задающий (или реперный) диск, который стоит либо на шкиве коленвала, либо прямо на его носке. Задача реперного диска: вращаться с той же скоростью, что и коленвал, и подавать сигналы о каждом обороте датчику.

Оптический датчик используется реже остальных. Он состоит из двух частей: из источника света и его приёмника. Обычно это светодиод и фотодиод соответственно. При вращении задающий диск в определённый момент перекрывает светодиод, и фотодиод фиксирует изменение сигнала. Недостаток этого типа датчика очевиден: если он покроется пылью или грязью, то работать не будет. Намного проще и надёжнее работает индукционный датчик.

Это всего лишь катушка с магнитным сердечником и обмоткой. В момент прохождения метки реперного диска рядом с датчиком, около сердечника, изменяется магнитное поле, а в обмотке появляется ток. Ну, а ток – это и есть тот сигнал, которого так ждёт ЭБУ. Индукционные датчики – наиболее популярные. Они надёжные, простые, недорогие и почти безотказные.

Датчик Холла – он и есть датчик Холла. В корпусе с магнитопроводами стоят микросхемы, а реперный диск для такого датчика отличается намагниченными зубцами. Дальше всё понятно: намагниченный зубец проходит около датчика, возникает ток, ЭБУ получает сигнал. Теоретически это наиболее продвинутый датчик, хотя и более сложный. Хотя бы по одной причине: ему нужно питание, а значит, и проводов к нему идёт больше. Зато он очень точный.

Думаю, надо сказать несколько слов и о задающих дисках. Обычно это простой зубчатый диск, у которого отсутствует пара зубчиков. Обычно общее количество зубцов – 60. Таким образом, каждый зубец отмеряет 6 градусов вращения (6х60=360, полный оборот). Такие диски называют дисками типа 60-2 (без двух зубчиков). Но иногда встречаются диски, у которых нет ещё двух зубов на противоположенной стороне (через 180 градусов). Их называют тип 60-2-2.

Если с материалом для оптических и индукционных датчиков обычно не заморачиваются (их часто отливают из стали вместе со шкивом коленвала), то диски для датчика Холла немного сложнее из-за необходимости ставить в зубцы магниты. Поэтому они обычно пластмассовые.

Дёргается, не едет, не запускается

На всякий случай опишем симптомы выхода из строя ДПКВ. Как я уже говорил, машина не будет нормально ехать или пуск мотора может быть вообще невозможен. Кроме того, это тот редкий случай, когда мотор может глохнуть прямо на ходу без видимых причин.

Так как неработающий ДПКВ вносит изменения в работу системы зажигания, то возможна детонация (особенно под нагрузкой). На холостых мотор может работать неустойчиво, могут плавать обороты. Одним словом, букет последствий большой и неприятный. И вряд ли получится разобраться со всем этим набором без диагностики. Но у ДПКВ есть одна приятная особенность: часто его можно очень легко снять, а вместо него поставить новый. Чаще всего даже не придётся стирать ошибки или совершать другие действия со сканером: если мотор заработал, дело в этом датчике. Это, конечно, хорошо, но вряд ли у кого-то дома лежит запас ДПКВ. Может, есть способ проверить его без замены? И даже без сканера? Да, такой способ есть.

Малой кровью

Пальцем, конечно, ДПКВ не проверишь, понадобится хотя бы мультиметр. И проверить так можно только наиболее распространённый индукционный датчик. Способ очень простой: выставляем мультиметр в режим омметра и проверяем сопротивление катушки. Оно у датчиков бывает разным, но приблизительное значение сопротивления катушки – от 500 Ом до 1 кОм. Само собой, перед замером желательно найти точное значение того датчика, который стоит на конкретном автомобиле. Но в целом можно ориентироваться на эти значения – 0,5-1 кОм.

К сожалению, этот способ не даёт стопроцентного результата. То есть отсутствие сопротивления – это гарантия выхода из строя датчика, а вот его наличие – ещё не гарантия его нормальной работы. И в нормальных сервисах ДПКВ проверяют ещё двумя способами. Но для первого нужен как минимум измеритель индуктивности, для второго – осциллограф. Ни того, ни другого дома просто так не держат, так что описывать эти методы не буду.

Печально, но датчик Холла обычным мультиметром вообще проверить невозможно, так что тут потребуется либо дорогое оборудование, либо (что намного проще и эффективнее) новый датчик. Вообще, замена подозрительного датчика на заведомо исправный – лучший способ диагностики.

К счастью, ДПКВ сам по себе ломается крайне редко. Внутри него ничего не движется и не изнашивается, так что механически износиться у него не получается. Повреждают его обычно при криворуком ремонте, так что если есть подозрение, что ДПКВ начал дурить после посещения «дяди Васи», это подозрение может быть вполне обосновано.

Прежде чем искать на мультиметре режим омметра и думать, куда в датчик засунуть два щупа прибора, нужно обязательно осмотреть его снаружи. Каким бы простым он ни был, если его нечаянно ушатали молотком, он может и погибнуть. Чаще он умирает от попадания грязи между ним и задающим диском. Расстояние между ними небольшое (в среднем 0,5-1,5 мм), так что даже небольшой камешек, неудачно прилипший к грязи, способен принести много горя.

Кроме того, как и любая электрическая деталь, датчик может отказываться работать из-за неисправной или окислившейся проводки. Поэтому нужно проверить его разъёмы, и если они грязные или окисленные, почистить. Может так получится, что проблема именно в них, а не в датчике.

И последнее: трясущийся и глохнущий мотор вместе с горящим Check Engine и ошибками Р0016 (равно как и Р0335 или Р0336) не всегда указывают на неисправность ДПКВ однозначно. Да, есть ошибки, которые более-менее точно указывают на отсутствие сигнала с датчика, и хороший диагност увидит это сразу. Лучше всего не заниматься «самолечением» и обратиться к профессионалу.

Опрос

Ломался ли у вас когда-нибудь ДПКВ?

Всего голосов:

!—>!—>!—>
Как проверить датчик коленвала? Проверка работоспособности ДПКВ (датчика положения коленчатого вала)
Датчик коленчатого вала, или сокращенно ДПКВ, необходим для регулировки работы между форсунками, которые подают топливо в рабочие цилиндры и систему зажигания в моторах с инжектором. Еще одно его название – датчик синхронизации, а его поломка способствует тому, что зажигание срабатывает с опозданием или напротив, слишком рано. Это главная причина сбоев в различных режимах работы двигателя. Поэтому, когда появляется троение с выхлопной системы, сбои силового агрегата и прочие причины, указывающие на неработающий датчик коленвала, проверка его должна быть выполнена немедленно. При этом не стоит забывать, что такая проблема способствует неполному сгоранию топлива, что негативно сказывается на моторе и окружающей среде. Рассмотрим основные признаки неработоспособности данного узла, чтобы понимать, когда необходимо выполнить диагностику.
Проверка ДПКВ: описание признаков неисправности
Чтобы понять, как проверить датчик коленвала, нужно понять признаки, по которым определяется необходимость в проверке данного устройства. Наиболее точными признаками считаются:
Снижение мощности мотора. Так как топливо не сгорает полностью из-за проблем синхронизации форсунок с зажиганием.
Постоянно меняющееся число оборотов двигателя. Из-за плохой синхронизации при каждом цикле в рабочих цилиндрах сгорает разное количество топлива, что и способствует появлению плавающих оборотов.
Двигатель работает с детонацией, что способствует движению автомобиля рывками.
Мотор не заводится из-за отсутствия синхронизации.
Когда возникают такие признаки, необходима проверка датчика коленвала, и если он сломался, дешевле будет его заменить, чем ремонтировать потом двигатель.
Проверка датчика коленвала разными способами
Существует несколько способов, позволяющих выполнить проверку датчика посредством разных приборов. Причем проверка датчика положения коленвала легко выполняется в домашних условиях, без привлечения мастеров автосервиса. Для начала его требуется снять с двигателя, не забыв поставить метки текущего положения. Первым делом следует выполнить визуальный осмотр на предмет загрязнения контактной колодки или внешних повреждений. Если все целое и контакты чистые, можно начинать диагностику. Разберем все способы диагностики детально.
Как проверить ДПКВ омметром
Данный способ считается простым, но и менее эффективным, потому что таким прибором не всегда выявляется поломка. Чтобы выполнить диагностику, необходимо взять мультиметр, переключенный в режим омметра. Используя его, нужно замерить сопротивление обмотки внутри датчика. У исправного устройства рабочее сопротивление обмотки в конструкции катушки индуктивности составляет примерно 550-750 Ом. Это усредненное значение, оно может не соответствовать заводским параметрам автомобиля. Узнать точные цифры можно в техническом мануале к машине.
Датчик коленвала: как проверить значения индуктивности
Для более точной диагностики работоспособности датчика или его непригодности, проверяется значение индуктивности. Мультиметры современной конструкции наделены функцией, позволяющей измерить такие значения. Кроме этого прибора потребуется следующее вспомогательное оборудование:
трансформатор работающий от сети;
вольтметр;
прибор, предназначенный для измерения индуктивности.
Чтобы с минимальными погрешностями проверить датчик положения коленвала таким способом, рекомендуется использовать вольтметр цифрового типа. Измерения желательно делать при температуре окружающей среды 20-22 градуса. Как и в первом случае, при переключении в режим омметра необходимо выполнить диагностику индукционной катушки на соответствие сопротивления обмотки. Если значения соответствуют заводским, следует переходить к следующему этапу, измерению индуктивности специальным измерителем. У работоспособного датчика это значение обычно 200-400 мГн. При отклонении от этих показателей, датчик не подлежит ремонту и требует замены.
Как проверить провода датчика коленвала мегаомметром
Для этого используется мегаомметр в режиме 500 В. Сопротивление изоляции не должно показывать меньше 0,5 мОм. Такой же показатель должен наблюдаться и у изоляции индукционной катушки. Если сопротивление проводов с изоляцией катушки меньше минимального значения, значит защитное покрытие повреждено. Проверяя провода, нужно одним щупом прибора прикоснуться непосредственно к жиле, а вторым к любой металлической поверхности автомобиля. Если имеется пробой изоляции, прибор покажет “0”, что говорит о прямом контакте жилы с другими устройствами через поврежденный участок изоляции. Чтобы проверить катушку, необходимо щупами прикоснуться к первичной и вторичной обмоткам для диагностики сопротивления между ними.
Проверка мультиметром
Рассмотрим, как проверить питание на датчик коленвала, применяя мультиметр. У датчика есть электрические выводы, к которым подключаются провода питания. Прибор нужно переключить в режим для измерения напряжения. Измерения необходимо делать при запущенном на холостых оборотах двигателе. У работающего без сбоев датчика напряжение на клеммах равно 1 вольту. Если это значение заметно отклоняется от заводского, значит устройство необходимо заменить на новое.
Иногда проверка ДПКВ с использованием мультиметра приводит диск синхронизации к намагничиванию. В данной ситуации требуется размагничивание диска, используя сетевой трансформатор. Просматривая полученные результаты, можно выявить, работоспособность датчика или необходимость его замены. Если с ним все в порядке, необходимо выполнить обратный монтаж датчика. Оставленные при съеме датчика метки позволят установить его в таком же положении, как он и был. При этом между диском синхронизации и техническим сердечником расстояние должно быть в пределах 0,5-1,5 мм.
Датчик коленвала: как проверить осциллографом
Данный прибор используется профессионалами, так как позволяет максимально точно выполнить диагностику и определить работоспособность датчика. Кроме данного прибора потребуется специальная программа, адаптированная для диагностики датчика. Его не требуется снимать с автомобиля для диагностики, так как осциллограф позволяет выполнить проверку на месте. Далее рассмотрим, как проверить работоспособность датчика коленвала, когда прибор с программой подготовлены.

К выводам катушки необходимо прикоснуться щупами осциллографа, при этом полярность соблюдать нет необходимости. Далее нужно запустить программу диагностики и помахать перед датчиком предметом, полностью состоящего из металла. В случае исправного датчика, диагностика покажет на приборе осциллограмму. Неработающий датчик покажет нулевую реакцию на металлический предмет. Проведение диагностики при работающем моторе делает результаты измерений более точными.
Если вам все равно не понятно, как проверить датчик положения коленчатого вала, обратитесь в автосервисы компании Oiler. Тут выполнят диагностику и заменят датчик, если возникнет такая необходимость.
Датчик положения коленвала — как он работает и какие симптомы его неисправности?
Современные двигатели окружены настоящей сетью датчиков, которые контролируют работу каждого из компонентов. Небольшого выхода из строя одного из этих датчиков достаточно для того, чтобы двигатель просто перестал работать.

Это может произойти, например, с датчиками положения коленчатого вала. Почему это происходит?
Как работает датчик положения коленчатого вала?
Технологическое развитие автомобильной промышленности уже около 20 лет подразумевает, что все без исключения приводы управляются бортовыми компьютерами. Глазами и ушами этих компьютеров являются датчики, которые собирают информацию от отдельных компонентов и отправляют ее в блок управления. На основе полученных данных данное устройство выбирает наилучший «путь работы» и посылает команды о сделанном выборе.
Датчик положения коленчатого вала является одним из элементов всей сети датчиков, окружающих двигатель. Его задачей является сбор информации о текущем, кратковременном положении коленвала и скорости его вращения. Собранная информация — вместе с полученными данными, в том числе от датчика распределительного вала — поступает на компьютер, который на их основе определяет оптимальный момент впрыска следующей порции топлива и угол продвижения зажигания.

Измерение с помощью датчика должно быть очень точным. Точность измерений обеспечивается не только самим датчиком, но и специальным измерительным диском, установленным на маховике двигателя или на шкиве коленчатого вала. В зависимости от используемого решения, это будет диск с вырезанными пазами, либо зубчатый, либо с постоянными магнитами.
Каковы признаки неисправности датчика положения коленчатого вала?
Казалось бы, отказ одного датчика не должен иметь никаких серьезных последствий. Однако в случае датчика положения коленвала он может привести к полной иммобилизации автомобиля. Все это осуществляется компьютером, который управляет работой привода только на основе данных, собранных датчиками. Поэтому если внезапно лишить его информации о положении коленчатого вала, компьютер начнет реагировать в соответствии с планом, сохраненным в памяти.
Отказ датчика положения коленвала обычно проявляется в неравномерной работе двигателя, внезапном отключении уже нагретого агрегата и проблемах с запуском автомобиля. Бывает, что внезапно во время движения загорается индикатор системы проверки и двигатель немедленно переходит в аварийное состояние (резко снижает мощность и увеличивает расход топлива). Почему это происходит? Двигатель не получает информацию от неисправного датчика или приходит противоречащая данным датчика распределительного вала, и воспринимает ее как неустановленную ошибку, для устранения которой наилучшим решением является предотвращение запуска двигателя.

Внимание: Некоторые люди могут спутать отказ датчика положения коленчатого вала с выходом из строя топливного насоса, поскольку в обоих случаях подача топлива в двигатель прекращается. Поэтому, после появления описанных выше симптомов, прежде чем предпринимать какие-либо попытки ремонта, необходимо провести тщательную диагностику бортового компьютера.
Как выявить неполадку датчика положения коленчатого вала
         Любая поломка — это не конец света, а вполне решаемая проблема. Датчики относятся к измерительным приборам, они преобразуют измеряемые физические величины в электрические сигналы и выводят на табло цифровые данные.

         Датчик положения коленвала(ДПКВ) – это, пожалуй, единственный датчик во всей электрической системе автомобиля, неисправность которого, неизбежно, приведет к остановке двигателя и прекращению работы всего транспортного средства. Задача датчика положения коленвала состоит в том, чтобы синхронизировать работу системы зажигания и системы подачи топлива. Таким образом, при выходе из строя датчика синхронизации, происходит сбой в работе остальных систем, а следовательно, прекращается подача топлива и не подается искра и т.д.

         Внешние проявления неисправностей цепей датчика
         Неустойчивые обороты холостого хода горячего двигателя. Лампа неисправности бессистемно загорается в комбинации приборов (красная
лампочка (Check engine)) при работающем двигателе.
— проверьте монтажный зазор между торцом датчика и синхродиском;
— устраните возможные торцевые биения синхродиска;
— замените датчик на заведомо исправный;

Датчик положения коленчатого вала (индуктивный) Вы можете приобрести у нас !
Датчик положения коленчатого вала (верхней мёртвой точки) Вы можете приобрести у нас !
НЕ ТОРМОЗИ — ПОКУПАЙ ДЕШЕВЛЕ ! ! !

— проверьте контакт экранирующей оболочки с массой двигателя;
— проверьте и устраните неисправности высоковольтных проводов системы зажигания.
Если говорить о наиболее часто встречающихся причинах отказа датчика ПКВ, то ими может быть:
— короткие замыкания внутри корпуса;
— обрывы измерительных и соединительных цепей;
— механические повреждения колесика;
— загрязнения датчика и шкива металлической стружкой.
При возникновении неисправности в цепи датчика двигатель перестает работать, контроллер заносит в память код неисправности и включает сигнализатор в комбинации приборов (загорается красная лампочка (Check engine)). При отказе датчика пуск двигателя невозможен.

В случае подозрения на неисправность ДПКВ.

         В первую очередь, следует удалить все загрязнения и внимательно осмотреть состояние разъема на отсутствие окислений контактов и повреждений проводов в районе соединительной колодки, достаточно часто случается так, что устранить проблему удается методом чистки и восстановления надежного контакта. Выполняя дальнейшую диагностику необходимо помнить о том, что в настоящее время широко используются как индуктивные датчики ПКВ, так и датчики, работа которых основана на использовании эффекта Холла, причем оба варианта датчиков внешне практически неразличимы (совпадает часто и количество контактов в разъеме). В последнем случае, пытаясь проверить целостность внутренних цепей при помощи омметра, существует риск окончательно вывести датчик из строя. Иными словами, прежде чем выполнять какие либо проверки следует уточнить тип датчика по каталогам автозапчастей AvtoAzbuka.net. Впрочем, если у вашего датчика в разъеме всего два штырька, то это свидетельствует о том, что перед вами индуктивный варианти в данном случае можно смело измерять внутреннее сопротивление сенсора и контролировать отсутствие коротких замыканий на корпус и сигнальный провод. Что касается внутреннего сопротивления сенсора, то оно должно в пределах от 200 до 1000 Ом.

        При проверке отсутствия замыкания на «массу» омметр подсоединяется к ближайшему корпусному контакту кузова автомобиля (сопротивление должно быть близким к бесконечному). В какой-то мере оценить работоспособность датчика можно, если замерить выходной сигнал при поднесении к торцу датчика какого либо металлического предмета, например, жала отвертки – исправный датчик должен реагировать скачками напряжения.

         Отдельного внимания заслуживает ситуация с намагничиванием диска синхронизации в процессе эксплуатации или в результате неосторожных действий при ремонте. Такую проблему достаточно просто устранить, выполнив размагничивание при помощи сетевого трансформатора.

         Использование омметра при проверке датчика Холла недопустимо и в данном случае контроль работоспособности проводят при помощи осциллографа. При выполнении проверки сигнальной информации датчика Холла при запущенном двигателе сигнал имеет равномерную «пилообразную» форму с прямоугольными зубьями.
При неисправном датчике информация либо отсутствует вообще или имеет явно выраженные разрывы.

Датчик положения коленчатого вала (индуктивный) Вы можете приобрести у нас !
Датчик положения коленчатого вала (верхней мёртвой точки) Вы можете приобрести у нас !
НЕ ТОРМОЗИ — ПОКУПАЙ ДЕШЕВЛЕ ! ! !

Вам, так же будет полезна информация : Как самостоятельно заменить датчик положения коленчатого вала (датчик индуктивный) 2112 на автомобиле семейства ВАЗ с инжекторной системой двигателя и их модификации, оборудованные системой впрыска топлива, который может заменять аналогичный импортный датчик DR6123, DR6130 фирм Delco Remy США.

Вам, так же будет полезна информация : Как заменить самостоятельно датчик положения коленчатого вала (датчик верхней мертвой точки) на автомобиле Largus RENAULT, RENAULT Logan, Duster.

Если не нашли интересующий Вас ответ, то задайте свой вопрос! Мы ответим в ближайшее время.
Не забудьте поделиться со своими друзьями и знакомыми найденной информацией, т. к. она им тоже может понадобится — просто нажмите одну из кнопок социальных сетей.
признаки неисправности, что это такое, как проверить
Датчик положения коленвала (ДПКВ) — один из главных датчиков системы управления двигателя.
Он сообщает блоку управления двигателем информацию о положении поршневой системы и определяет синхронность работы систем впрыска и зажигания. Неисправность датчика положения коленвала приводит к непременному отказу работоспособности двигателя.
Для чего нужен датчик коленвала и его принцип работы
Основное назначение датчика коленвала – определение (считывание информации) положения коленвала по меткам, обычно расположенным на маховике, преобразование сигнала в электрические импульсы и передача его к блоку управления.
В автомобилях вплоть до 90-х годов выпуска датчики положения коленвала находились в трамблере, механически соединенном с коленвалом (иногда распредвалом) двигателя. Первоначально датчики были контактного типа. Кулачок, находящийся на валу трамблера, разрывал контакты прерывателя, электрически соединенного с катушкой зажигания.
Через контакты прерывателя постоянно проходила достаточно мощная искра, что приводило к их подгоранию, необходимости постоянной чистки и регулировки зазора.
В 80-х годах стали применяться более надежные электронные системы зажигания. На смену контактным пришли бесконтактные датчики, основанные на эффекте Холла. Они так и назывались – датчики Холла.
Некоторые автолюбители и сейчас называют ДПКВ датчиком Холла, хотя к эффекту Холла большинство современных датчиков положения коленвала отношения не имеет.
Принцип работы современных ДПКВ основан на явлении электромагнитной индукции. Первым освоил выпуск таких устройств концерн Magneti Marelli, который и сейчас выпускает до 27% от всех датчиков положения коленвала, производимых в мире.
Конструктивно индуктивный датчик коленвала выполнен:
На сердечнике 4, в торце которого установлен постоянный магнит 1, располагается катушка индуктивности 5 из очень тонкого провода с большим количеством витков (от 500 до 5 тысяч). Между торцом ДПКВ 2 и маховиком 8 имеется небольшой зазор 6. На маховике нанесены метки (гребенка). При вращении коленвала, соответственно, маховика, метки проходят около ДПКВ, формируя переменное магнитное поле 7. На выводах катушки наводится ЭДС. Переменный сигнал поступает на выходы устройства, далее на электронный блок управления двигателя.
В некоторые ДПКВ встроен усилитель-компаратор. Он преобразует переменный сигнал в цифровые импульсы. Такие устройства имеют как минимум три вывода (на один подается питающее напряжение), они более помехозащищены.
Датчики индуктивного типа без встроенного усилителя имеют экранированные выводы, чтобы избежать сбоев при работе двигателя от импульсов радиопомех.
Признаки неисправности ДПКВ
Как правило, индуктивный ДПКВ одномоментно не выходит из строя. Окончательной поломке предшествует ряд симптомов:
1. Автомобиль на скорости начинает дергаться, как будто в нем заканчивается бензин (топливо) или пропадает зажигание.
2. Классическая неисправность – автомобиль прекрасно заводится «на холодную», едет минут двадцать. Затем двигатель внезапно глохнет, попытки запуска безуспешны. Следует походить вокруг автомобиля минут двадцать, дать ему остыть, двигатель снова запускается и определенное время на нем еще можно проехать. Затем ситуация повторяется. В этом случае есть даже особая рекомендация (!) для водителей: чтобы добраться до места стоянки, необходимо набросить смоченную холодной водой тряпку на датчик коленвала.
3. Двигатель глохнет после попадания авто в лужу, плохо заводится в сырую погоду.
4. Автомобиль заводится через раз, наконец, перестает заводиться вообще.
Возможные причины неисправности
Катушка индуктивности ДПКВ намотана очень тонким проводом (до 0,02 миллиметров), она может содержать до нескольких тысяч витков. Основные факторы, влияющие на работоспособность датчика коленвала:
1. Повышение его температуры по мере прогревания двигателя.
Увеличение геометрических размеров катушки ДПКВ при нагревании может привести к обрыву тонких проводов обмотки. При остывании датчика размеры уменьшаются, и контакты вновь восстанавливаются.
Видео — ДПКВ перестает работать при нагреве до 70 градусов:

Таким образом, при холодном двигателе он работает, при нагревании перестает работать, затем по мере остывания двигателя вновь восстанавливается работоспособность.
2. Межвитковые замыкания обмотки катушки индуктивности.
Катушка намотана очень тонким проводом в лаковой изоляции. При эксплуатации автомобиля корпус датчика коррозирует, в нем появляются микротрещины, через которые внутрь попадает влага, разрушающая лаковую изоляцию. Это может привести к межвитковому замыканию. В таком случае сопротивление не изменится, а добротность значительно упадет, что приведет к потере сигнала.
3. Обрыв обмотки ДПКВ.
Такая неисправность возникает в результате большой внутренней коррозии либо неисправности схемы подключения.
4. Неисправность электрической схемы усилителя-компаратора.
Может возникнуть в результате перепадов напряжения бортовой сети автомобиля, естественного износа.
Где находится
Обычно датчик положения коленвала находится в верхней части на кожухе маховика между двигателем и коробкой передач.
Разъем может быть установлен, как на самом корпусе датчика, так и на удлинительных проводах.
Доступ к ДПКВ обычно не вызывает трудностей, хотя иногда требуется снятие отдельных элементов подкапотного пространства для проведения демонтажа-монтажа данного устройства.
Как проверить работоспособность датчика
Рекомендуется производить проверку работоспособности ДПКВ в следующей ниже последовательности.
Сначала проводится компьютерная диагностика. Возможны две ошибки, связанные с неисправностью ДПКВ: обрыв цепи и отсутствие сигнала. В первом случае необходимо его прозвонить.
Большинство индуктивных датчиков (двухконтактные) имеет сопротивление обмотки от 300 Ом до 2 килоОм. Точные данные для своего ДПКВ можно посмотреть в справочниках:
Если устройство звонится, а ошибка остается, необходимо проверить сопротивление ДПКВ от контактов разъема блока управления. Для этого необходима схема управления двигателем автомобиля.
Видео — как проверить ДПКВ мультиметром:

Если ошибка показывает на отсутствие сигнала, лучше проверить выходной сигнал с помощью осциллографа. В общем случае он должен иметь вид
Проверку сигнала следует производить во время вращения коленвала (при запуске стартером). Можно приблизительно оценить наличие сигнала при помощи мультиметра, переключив его в режим измерения переменных напряжений.
Если в автомобиле установлен трехконтактный датчик с усилителем, необходимо при подключенном разъеме присоединить светодиодный пробник между массой автомобиля и выходом датчика (определяется по схеме). Во время запуска двигателя светодиод должен моргать.
Замена ДПКВ
Обычно замена датчика положения коленвала не вызывает трудностей. Они устанавливаются на одном или двух болтах с головкой на 10. Вариант устройства, устанавливаемого на 2 болта приведен ниже.
Однако, и здесь есть свои исключения, например в Volkswagen Passat IV, двигатель ADY.
В таком случае его следует искать около 4 цилиндра в пространстве между подушкой двигателя, стартером и элементами крепления. При отсутствии приспособлений приходится вывешивать двигатель, снимать подушку и стартер. Только после этого имеется доступ к ДПКВ.
Несколько советов
в некоторых автомобилях датчики положения коленвала и распредвала одинаковые полностью, при подозрении на неисправность одного из них, их можно поменять местами и вновь продиагностировать автомобиль;
при покупке нового ДПКВ с собой лучше брать старый экземпляр, чтобы проверить полное соответствие геометрических размеров, особенно глубины посадки. При этом с собой можно прихватить и мультиметр, имелись случай продажи китайских «пустышек», то есть корпусов без электронной начинки;
отправляясь в далекое путешествие, не лишним взять с собой в дорогу запасной ДПКВ, без многих других датчиков автомобиль будет заводиться, с неисправным датчиком положения коленвала – нет.
Какое напряжение зарядки автомобильного аккумулятора должно быть при зарядке от генератора.
Составы Супротек — что это такое и где они применяются.
Какая высота протектора должна быть https://voditeliauto.ru/poleznaya-informaciya/kolesa/glubina-protektora-shin.html на зимней и летней резине
Видео — замена датчика положения коленвала на Nissan Altima:

Датчик положения коленвала: проверка и неисправности
Работой современного двигателя управляет ЭБУ (электронный блок управления). Его работа основана на показаниях различных датчиков, следующих за основными параметрами двигателя и передающих данные в блок управления. Одним из таких датчиков является ДПКВ. Датчик положения коленчатого вала устанавливается на двигателе для создания электрического импульса при изменении углового положения вала, определяющий цилиндр, момент подачи искры и топлива.
В руках мастера датчик ДПКВ
Если при сбое других датчиков блок управления переводит двигатель в аварийный режим и силовая установка с перебоями, но работает, то при отказе датчика ДПВК работа мотора и его запуск в большинстве случаев становятся невозможными.
Устройство
Датчик индуктивного типа представляет собой электромагнитный сердечник, катушку с обмоткой, слой изоляции и пластиковый корпус. Датчик может быть выполнен с отводящими проводами с фишкой на конце, либо иметь разъем для подсоединения питания от цепи.
Новый ДПКВ
Принцип действия
На носке коленчатого вала двигателя установлен зубчатый диск, на котором есть пропуск двух зубьев (они отсутствуют). Датчик ДПВК установлен в непосредственной близости к зубчатому диску с определенным зазором, порядка 0.5-1.5 мм (зазор выставляется с использованием набора шайб необходимого диаметра). При вращении коленчатого вала каждый зубец проходит около датчика, меняя его магнитное поле и формируя таким образом в катушке датчика импульсы.
Благодаря исходящим импульсам и пропуску двух зубьев на диске компьютер определяет начальное положение коленчатого вала. Для него один пропущенный зуб означает стартовую точку, второй нулевую точку.
ЭБУ считывает принятые импульсы с датчика и по недостающим зубьям диска определяется с положением коленчатого вала и дает команду системе зажигания и управлению работой форсунок. Другими словами, благодаря показаниям ДПКВ компьютер в нужный момент нахождения поршня ближе к верхней мертвой точке формирует искру и необходимое количество топлива из распылителя форсунки.
Неисправности датчика и последствия для мотора:
• Нестабильный холостой ход либо его отсутствие;
• Невозможность запуска двигателя;
• Резкая потеря мощности и динамики разгона;
• Самопроизвольно меняются обороты двигателя вверх/вниз;
• Появление детонации.
При этом, перечисленные симптомы могут проявляться не постоянно и к тому же по причине и отказе других систем с загоранием «чек» на щитке приборов.
Так как в задачу ДПКВ определение положения коленчатого вала для одновременного формирования искры и подачи топлива управляющим блоком, то при отказе датчика запуск двигателя становится невозможным.
Проверка
ДПКВ достаточно редко выходит из строя и причиной его отказа часто является повреждение при проведении каких-либо работ в моторном отсеке, либо засорение пространства между зубьями диска и приемной частью датчика.
Также нестабильная работа или его отказ могут быть вызваны плохим контактом в месте соединения, попаданием грязи в колодку, окислением контактов, либо нарушением величины зазора между датчиком и зубьями диска. Часто восстановить нормальную работу помогает простая очистка от грязи контактов, приемного сердечника или восстановление требуемого зазора.
датчик коленвала Suzuki Wagon R
Датчик можно проверить на целостность обмотки и на имеющееся сопротивление. Обрыв обмотки можно определить с помощью мультиметра, а для проверки сопротивления необходимо наличие омметра.
Сопротивление исправного датчика должно находиться в пределах 550-700 Ом.
Проверка датчика
Также можно установить заведомо исправный датчик и если двигатель стал запускаться и все симптомы неисправностей исчезли, то вывод очевиден – замененный датчик неисправен.
Поэтому, рекомендуется иметь в ЗИПе исправный датчик для замены в случае его отказа в пути. Замена не представляет каких-либо сложностей и может быть выполнена самостоятельно любым автовладельцем.
Датчик положения коленвала: как работает, проблемы, проверка
На чтение 5 мин. Просмотров 7.7k. Опубликовано 05.04.2020 ОБНОВЛЕНО 01.09.2020
Датчик положения коленчатого вала измеряет скорость вращения (об / мин) и точное положение коленвала двигателя. Без датчика коленвала двигатель не запустится.
В технической литературе датчик положения коленвала сокращенно обозначается как ДПКВ (по-английски — CKP).
Где находится датчик коленвала
В некоторых автомобилях датчик установлен рядом с зубчатым шкивом коленвала (балансир колебаний), как на на фотографии ниже.
В других автомобилях ДПКВ может быть установлен на корпусе трансмиссии или в блоке цилиндров двигателя. Датчик коленвала расположен таким образом, чтобы зубчатый венец, прикрепленный к коленвалу, проходил рядом с наконечником датчика.
На венце отсутствует один или несколько зубьев, чтобы обеспечить блок управления двигателя (ЭБУ) точкой отсчёта для определения положения коленчатого вала.
При установке ДПКВ выставляется зазор между самим датчиком и зубчатым шкивом. Правильным считается положение датчика, когда зазор между его сердечником и диском синхронизации составляет 0,5–1,5 мм. Зазор регулируется при помощи шайб (прокладок) между посадочным гнездом датчика и самим датчиком.
Как работает датчик коленвала
Когда коленвал вращается, датчик выдает импульсный сигнал напряжения, где каждый импульс соответствует зубцу на венце. На фото ниже показан сигнал от датчика коленвала.
ЭБУ использует сигнал от ДПКВ, чтобы определить, когда и в какой цилиндр подавать искру. Сигнал положения коленвала также используется для контроля пропусков зажигания в любом из цилиндров.
Если сигнал от датчика отсутствует, искры не будет, и топливные форсунки не будут работать. Машина не заведётся.
Виды датчиков коленвала
Три наиболее распространенных вида ДПКВ:
магнитные датчики с измерительной катушкой, которые вырабатывают переменное напряжение;
датчики Холла, которые выдают цифровой сигнал прямоугольной формы;
оптические датчики.
Современные автомобили используют датчики Холла. Датчик с измерительной катушкой имеет двухконтактный разъем. Датчик на эффекте Холла имеет трёхконтактный разъём (опорное напряжение, заземление и сигнал).
Признаки неисправности датчика коленвала
Неисправный датчик может вызвать следующие проблемы:
Автомобиль может случайно заглохнуть, но затем перезапуститься без проблем.
Двигатель может плохо заводиться в сырую погоду, но после после прогрева запускается нормально.
Иногда вы можете увидеть, что тахометр ведет себя хаотично.
В некоторых случаях неисправный датчик может привести к длительному проворачиванию двигателя до его запуска.
Если датчик неисправен — двигатель проворачивается, но не запускается.
Ошибки OBD-2 датчика коленвала
Наиболее распространенным кодом OBDII, связанным с датчиком положения коленчатого вала, является P0335 — неисправность цепи датчика коленвала.
В некоторых автомобилях (например, Mercedes-Benz, Nissan, Chevy, Hyundai, Kia) этот код часто вызывается неисправным датчиком, хотя могут быть и другие причины, такие как проблемы с проводкой или разъёмом, поврежденный зубчатый венец и т. д.
В некоторых автомобилях периодическая остановка двигателя также может быть вызвана проблемой с проводкой ДПКВ. Например, если провода датчика не закреплены надлежащим образом, они могут протереться о какую-либо металлическую деталь и замкнуть, что может привести к остановке двигателя.
В бюллетене Chrysler 09-004-07 описана проблема с некоторыми моделями Jeep и Chrysler 2005-2007 гг., когда неисправный датчик коленчатого вала может вызвать проблемы при запуске. Датчик должен быть заменен обновленной деталью для устранения проблемы.
В другом бюллетене Chrysler 18-024-10 для некоторых автомобилей Chrysler, Dodge и Jeep 2008-2010 гг. упоминается проблема, при которой код P0339 — прерывистый сигнал с ДПКВ может быть вызван неправильным зазором.
Отказы датчика положения коленчатого вала были распространены в некоторых автомобилях GM 90-х годов. Один из симптомов была остановка двигателя, когда он был горячий. Замена датчика обычно решала проблему.
Как проверить датчик коленвала?
Когда есть подозрение, что проблема может быть вызвана датчиком положения коленчатого вала или если имеется связанный код неисправности, датчик должен быть визуально осмотрен на наличие трещин, ослабленных или корродированных штырьков разъёма или других очевидных повреждений. Правильный зазор между наконечником датчика и зубчатым кольцом также очень важен.
Для магнитных датчиков процедура тестирования заключается в проверке сопротивления мультиметром.
Например, для Ford сопротивление датчика положения коленвала должно составлять 250–1000 Ом. Если сопротивление ниже или выше указанного в спецификации, датчик необходимо заменить.
Для датчиков с эффектом Холла, должны быть проверены сигнал опорного напряжения (обычно +5 В) и заземление. Наиболее точным способом проверки датчика является проверка сигнала с помощью осциллографа.
Иногда датчик может иметь прерывистую неисправность, которая не обнаруживается во время тестирования. В этом случае может помочь проверка бюллетеней технического обслуживания (TSB) и изучение распространенных проблем.
Смотрите видео, как проверить датчик коленвала:
Датчик положения коленчатого вала можно проверить с помощью диагностического сканера или адаптера ELM327 с программой Torque. Сканер будет показывать сигнал датчика как «Обороты двигателя» или «Частота вращения двигателя».
Когда это может быть полезно? Если автомобиль периодически глохнет, мониторинг сигнала датчика может дать ответ.
Если сигнал датчика внезапно падает до нуля, а затем возвращается, это означает, что либо есть проблема внутри датчика, либо с проводкой или разъёмом.
Если датчик работает нормально, сигнал оборотов должен постепенно уменьшаться или увеличиваться как на этом фото.
Модифицированный датчик PCW. В этом случае только отверстия рядом с линией …
Контекст 1
… цифры могут появляться в цвете только в онлайн-журнале) Микроструктуры с размерами меньше длины волны света позволяют эффективно удерживать и направление света; фотонные кристаллы (ПК) — отличные оптические материалы, которые можно использовать для управления и управления свойствами света [1]. В последние годы ПК вызвали значительный интерес для приложений оптоэлектроники из-за уникального ограничения света, обеспечиваемого фотонной запрещенной зоной, т.е.е. диапазон частот, где распространение света запрещено [2]. ПК были тщательно изучены для многих приложений, таких как электрооптическая модуляция [3–4], оптические волноводы и межсоединения [5], датчики высокого разрешения [6], сверхмалые фильтры [7], низкопороговые нанолазеры [8] ], квантовой обработки информации [9] и групповой задержки [10]. Для этих целей необходимы дефекты в ПК, которые нарушают периодичность диэлектрической проницаемости и локализуют свет. Разработка ПК с сильным ограничением поля, малым объемом мод и низкими потерями на ослабление позволяет создавать межсоединения с меньшими потерями, лазеры с более низким порогом и более чувствительные датчики.Их применение в качестве датчиков — это новая область исследований, которая кажется очень многообещающей из-за их крайней миниатюризации, высокой спектральной чувствительности и интеграции MEMS (микро-электромеханических систем). В частности, ПК очень интересны для оптико-жидкостных датчиков, поскольку они имеют естественные полости ПК, которые позволяют вводить жидкость, и это обеспечивает модуляцию высокого показателя преломления [11]. Структуры очень чувствительны к показателю преломления жидкости, который используется для управления дисперсией фотонно-кристаллических волноводов (ФКВ).Таким образом, резко возрос интерес к сверхкомпактным и высокочувствительным микродатчикам. К настоящему времени, после дальнейших исследований, было предложено большое количество архитектур микродатчиков на основе компьютерных технологий в ходе работ и исследований различных датчиков с различными функциями, таких как датчик напряжения [12], датчик микроперемещения [13] и биохимический сенсор [14–16]. Кроме того, развитие нанотехнологий позволяет изготавливать структуры ПК в масштабе от десятков до сотен нанометров [17, 18].Разработка конструкций сенсоров, повышающих чувствительность, особенно важна, поскольку они позволяют обнаруживать более низкие концентрации аналитов, а также проводить неразрушающий анализ и обнаруживать небольшие молекулы с более высоким отношением сигнал / шум. В данной статье мы предлагаем новый сверхкомпактный датчик показателя преломления (ПП) на основе структуры PCW. Мы демонстрируем наножидкостную адресацию одиночного дефектного ряда отверстий. Конструкция ПК состоит из треугольного массива воздушных отверстий в кремниевой (Si) подложке.Затем можно создавать волноводные структуры, вводя дефекты, которые поддерживают локализацию поля в фотонной запрещенной зоне. Датчики PCW обсуждаемого здесь типа наиболее чувствительны к изменениям ПП у их поверхности. Таким образом, отклик на фактически бесконечный слой устанавливает верхний предел чувствительности RI. Этот предел чувствительности был измерен с использованием гомогенного покровного слоя гомогенной деионизированной воды (n = 1,33). Предварительный анализ невозмущенного ПК был выполнен с использованием программного обеспечения RSoft (FullWave) с конечными разностями во временной области (FDTD).Анализ, проведенный в данной работе, был сосредоточен на поперечно-электрической (TE) поляризации (составляющая электрического поля, параллельная оси воздушного отверстия). Компьютеры, в которых свет направляется по дефектам, таким как отсутствующие ряды отверстий или стержней, могут быть сконструированы так, чтобы получить очень высокую и пространственно избирательную чувствительность к изменениям RI, превосходящую объемные устройства. Основное свойство PCW состоит в том, что в волноводе можно направлять свет с заданной полосой пропускания. Как и в стандартном волноводе, свет ограничивается толщиной пленки по вертикали и ПК по горизонтали.Чувствительные свойства PCW уже использовались для различных простых параметров. Приложения PCW включают наножидкостную настройку [19] и измерения RI [20]. PCW реализована в кремниевой пластине. Структура ПК состоит из круглых отверстий для воздуха в прямоугольной решетчатой структуре с шагом решетки a = 370 нм и радиусом отверстия r = 120 нм (рисунок 1). Волновод (W1) получается путем удаления одного ряда отверстий в направлении — K ПК. Когда воздушные отверстия ПК заполнены однородной деионизированной водой, положение длины волны верхнего края полосы этого датчика соответственно изменится из-за изменения RI.На рис. 2 показаны спектры пропускания в TE-моде, рассчитанные с использованием метода 2D FDTD. Спектры рассчитаны для двух однородных покровных сред: воздуха (n c = 1) и гомогенной деионизированной воды (n c = 1,33). Кривые показывают изменение положения длины волны верхнего края полосы, λ, в зависимости от изменения RI покрытия, nc, для рассчитанных спектров, где эталонная длина волны представляет собой положение длины волны верхнего края полосы для воздуха, а чувствительность определяется как λ / nc. Длина волны верхнего края полосы сдвигается на 20 нм при увеличении RI от n c = 1 до 1.33, что соответствует чувствительности 60. 60 нм RIU — 1 (RIU — единица показателя преломления). Датчик чувствителен к изменению RI в воздушном отверстии и может быть оптимизирован для реализации высокой чувствительности, широкого диапазона измерения и улучшенного пропускания. Путем изменения локального RI изменяется эффективный RI плиты и контраст RI между областями «отверстия» и «плиты». Таким образом, устройство можно использовать в качестве датчика, отслеживая положение длины волны сдвига верхней границы полосы в результате прикрепления цели к поверхности датчика.Датчики PCW наиболее чувствительны вблизи кремниевых поверхностей волновода, где электромагнитное поле наиболее интенсивно. В плоскости фотонного кристалла это означает, что область вблизи дефекта линии более чувствительна, чем удаленные области. На этом участке инфильтрируются только воздушные отверстия, расположенные с каждой стороны дефекта линии (рис. 3). Как показано на рисунке 4, наблюдался сдвиг на 20 нм, соответствующий чувствительности 60 нм RIU-1. Этот результат можно улучшить, просто оптимизируя радиус инфильтрированных отверстий.Из-за зависимости направляемой моды от размера отверстия в волноводе ПК [21] размер воздушных отверстий, локализованных на каждой стороне дефекта линии, следует выбирать тщательно, чтобы реализовать более высокую чувствительность, широкий диапазон измерения и высокая передача. Между тем, радиус пропитанных отверстий может быть выбран как rc = xr (x = 1–1,5 с интервалом 0,1), а метод FDTD может использоваться для расчета эффективности передачи и положения длины волны верхней полосы. сдвиг края при изменении rc от r до 1.5 р. Когда r c выбраны в качестве различных значений, сдвиг будет меняться соответственно, а также передача и диапазон измерения датчика (рис. 5). Как показано на рисунке 5 (a), сдвиг в конечном итоге увеличивается (чувствительность становится выше), а передача изменяется на более высокую (рисунок 5 (b)). Только для r c = 1. 5 r, средняя эффективность передачи и положение длины волны сдвига верхней границы полосы относительно высоки. Поэтому мы выбираем r c = 1. 5 р как оптимальный результат.Описана оптимизированная конструкция датчика PCW (рис. 6), где радиус ранее пропитанных отверстий будет установлен равным 1,5 r и пропитан однородной деионизированной водой. Эта структура значительно увеличивает передачу и площадь поверхности, доступную для зондирования в центральных областях «сильного поля». Наблюдалось положение сдвига верхнего края полосы на длине волны 270 нм, соответствующее чувствительности 818 нм RIU-1, а эффективность передачи может достигать 99% (рисунок 7).Это улучшение имеет прямое отношение к приложениям биочувствительности, где, например, биохимические реакции отслеживаются путем измерения небольшого изменения RI в реакционной среде. Таким образом, можно сказать, что инфильтрация воздушных отверстий, локализованных на каждой стороне дефекта линии для воды в ПК, оказала значительно больший эффект, чем инфильтрация всех отверстий. Чувствительность можно повысить за счет улучшений в настройке датчика, таких как стабилизация температуры, стабилизация связи, непрерывные измерения опорного волновода и оптимизация топологии геометрии устройства (форма и размер отверстий, ширина волновода и толщина световода). слой Si) [22], что должно улучшить чувствительность для обнаружения более низкой концентрации.В нашем исследовании использовались двумерные PCW с треугольным массивом воздушных отверстий в Si-подложке. Отверстия используются для локальной модуляции RI путем выборочного заполнения их деионизированной водой (n c = 1,33). Мы рассчитали спектры пропускания ПКВ. Результаты показывают, что простой PCW — хороший кандидат для сенсорных приложений. Радиус воздушных отверстий, локализованных на каждой стороне дефекта линии, оптимизирован и пропитан однородной деионизированной водой для достижения высокой чувствительности и улучшенного пропускания.Наблюдалось положение сдвига верхнего края полосы на длине волны 270 нм, соответствующее чувствительности RIU-1 более 818 нм. Разработка сенсоров, повышающих чувствительность, особенно важна, поскольку позволяет обнаруживать более низкие концентрации аналитов и проводить неразрушающий анализ. Например, методы измерения RI обнаруживают аналит по локальному сдвигу RI. Это может быть преимуществом при биочувствительности, поскольку он обычно включает водную покровную среду, содержащую биологические молекулы, а обнаружение конкретных биологических молекул в основном осуществляется путем иммобилизации молекул на поверхности (создания адсорбционного слоя биологических молекул), что приводит к изменению RI в близком положении. окрестности Si…
Контекст 2
… 4. Спектры пропускания модифицированной PCW, как показано на рисунке 3. Показаны положения длин волн верхней границы полосы воздуха (твердое тело) и однородной деионизированной воды (пунктир). Как и раньше, длина волны верхнего края полосы сдвигается на 20 нм в присутствии материала с высоким RI. …
Контекст 3
… в этом разделе проникают только воздушные отверстия, расположенные на каждой стороне дефекта линии (рисунок 3).Как показано на фиг. 4, наблюдался сдвиг на 20 нм, соответствующий чувствительности 60 нм RIU -1. …
% PDF-1.4 % 1228 0 объект > эндобдж xref 1228 172 0000000016 00000 н. 0000006474 00000 н. 0000006675 00000 н. 0000006944 00000 н. 0000007087 00000 н. 0000007839 00000 п. 0000008307 00000 н. 0000008449 00000 н. 0000009232 00000 н. 0000019791 00000 п. 0000019983 00000 п. 0000020623 00000 п. 0000031061 00000 п. 0000031254 00000 п. 0000031857 00000 п. 0000076357 00000 п. 0000076433 00000 п. 0000076585 00000 п. 0000076720 00000 п. 0000076852 00000 п. 0000076992 00000 п. 0000077155 00000 п. 0000077319 00000 п. 0000077480 00000 п. 0000077650 00000 п. 0000077780 00000 п. 0000077949 00000 п. 0000078113 00000 п. 0000078232 00000 п. 0000078367 00000 п. 0000078553 00000 п. 0000078708 00000 п. 0000078840 00000 п. 0000079009 00000 п. 0000079121 00000 п. 0000079228 00000 п. 0000079474 00000 п. 0000079618 00000 п. 0000079790 00000 н. 0000079925 00000 н. 0000080114 00000 п. 0000080247 00000 п. 0000080406 00000 п. 0000080560 00000 п. 0000080686 00000 п. 0000080850 00000 п. 0000081036 00000 п. 0000081148 00000 п. 0000081325 00000 п. 0000081483 00000 п. 0000081654 00000 п. 0000081834 00000 п. 0000081989 00000 п. 0000082171 00000 п. 0000082312 00000 п. 0000082450 00000 п. 0000082631 00000 п. 0000082740 00000 п. 0000082869 00000 п. 0000082999 00000 н. 0000083162 00000 п. 0000083283 00000 п. 0000083400 00000 п. 0000083524 00000 п. 0000083651 00000 п. 0000083777 00000 п. 0000083895 00000 п. 0000084085 00000 п. 0000084223 00000 п. 0000084371 00000 п. 0000084516 00000 п. 0000084663 00000 п. 0000084807 00000 п. 0000084945 00000 п. 0000085071 00000 п. 0000085202 00000 п. 0000085340 00000 п. 0000085471 00000 п. 0000085619 00000 п. 0000085749 00000 п. 0000085884 00000 п. 0000086024 00000 п. 0000086160 00000 п. 0000086294 00000 п. 0000086422 00000 н. 0000086564 00000 п. 0000086711 00000 п. 0000086855 00000 п. 0000087007 00000 п. 0000087184 00000 п. 0000087297 00000 п. 0000087446 00000 п. 0000087614 00000 п. 0000087766 00000 п. 0000087903 00000 п. 0000088031 00000 п. 0000088165 00000 п. 0000088323 00000 п. 0000088484 00000 п. 0000088620 00000 н. 0000088759 00000 п. 0000088908 00000 н. 0000089054 00000 п. 0000089189 00000 п. 0000089320 00000 п. 0000089474 00000 п. 0000089623 00000 п. 0000089772 00000 п. 0000089899 00000 н. 00000 00000 п. 00000 00000 п. 00000
00000 п. 00000 00000 п. 00000 00000 п. 00000
00000 п. 0000090960 00000 н. 0000091080 00000 п. 0000091221 00000 п. 0000091356 00000 п. 0000091499 00000 н. 0000091642 00000 п. 0000091782 00000 п. 0000091925 00000 п. 0000092064 00000 н. 0000092199 00000 п. 0000092338 00000 п. 0000092530 00000 н. 0000092649 00000 п. 0000092832 00000 п. 0000092965 00000 п. 0000093104 00000 п. 0000093246 00000 н. 0000093429 00000 н. 0000093547 00000 п. 0000093693 00000 п. 0000093841 00000 п. 0000094018 00000 п. 0000094131 00000 п. 0000094246 00000 п. 0000094384 00000 п. 0000094514 00000 п. 0000094640 00000 п. 0000094785 00000 п. 0000094925 00000 п. 0000095107 00000 п. 0000095251 00000 п. 0000095403 00000 п. 0000095552 00000 п. 0000095714 00000 п. 0000095849 00000 п. 0000095976 00000 п. 0000096118 00000 п. 0000096252 00000 п. 0000096410 00000 п. 0000096569 00000 п. 0000096703 00000 п. 0000096812 00000 п. 0000096934 00000 п. 0000097053 00000 п. 0000097206 00000 п. 0000097334 00000 п. 0000097471 00000 п. 0000097632 00000 п. 0000097780 00000 п. 0000097887 00000 п. 0000098057 00000 п. 0000098180 00000 п. 0000098317 00000 п. 0000098456 00000 п. 0000098579 00000 п. 0000098731 00000 п. 0000003736 00000 н. трейлер ] / Назад 6079891 >> startxref 0 %% EOF 1399 0 объект > поток hY} PT? `! meAeAa * DbV3bЪ # ͠YVDT ܝ oA8 NЌc Դ F; MNT @ F` Lgz @ jwy 瞏 sg
На пути к полностью интегрированным фотонным датчикам смещения
Теоретическая концепция
Во-первых, мы подробно рассмотрим общую теоретическую концепцию и рассмотрим входящий сильно сфокусированный радиально поляризованный луч, распространяющийся в z — направление ^18,19.Ширина луча перед фокусировкой составляет w ₀ = NA f , где f — фокусное расстояние фокусирующей линзы, а NA — ее числовая апертура (в качестве примера мы используем NA = 0,9). В фокальной плоскости (плоскость x — y ) цилиндрически симметричный луч несет сильную продольную составляющую электрического поля ( E _z) в центре (на оптической оси линзы), окруженную азимутально поляризованным магнитным полем ( H _ϕ) и радиально поляризованным электрическим полем ( E _r) ²⁰.{2} \) (> 1 в выбранной цветовой карте) не учитываются (см. Серые области). Шесть черных треугольников указывают векторы k , для которых, по оценкам, свет связывается с шестью плечами фотонно-кристаллической структуры, описанной ниже.
Все остальные компоненты поля, E _ϕ, H _r и H _z, равны нулю по причинам симметрии. Длина волны λ по сравнению с размером фокального пятна обозначена черной полосой в верхнем левом углу.Относительные фазы отдельных компонентов поля показаны на врезках. Важно отметить, что наблюдается относительная фаза ± π /2 между продольным и поперечным полями. Если диполярный рассеиватель Ми поместить в такое распределение поля, электрические и магнитные дипольные моменты будут возбуждены пропорционально векторам локального поля ^23,24, \ ({\ bf {p}} \ propto {\ bf {E }} \ left ({\ bf {r}} \ right) \) и \ ({\ bf {m}} \ propto {\ bf {H}} \ left ({\ bf {r}} \ right) \ ). Следовательно, продольный электрический и поперечный магнитный дипольные моменты возбуждаются одновременно всякий раз, когда антенна находится в положении, в котором соответствующие поля перекрываются.Как упоминалось ранее, наш подход основан на так называемых диполях Гюйгенса, которые возбуждаются всякий раз, когда частица удаляется от оптической оси. В общем, излучения электрического и магнитного диполей должны быть синфазными, чтобы диполь Гюйгенса реализовал максимальные направленные помехи ^{10,11,14,25,26}. Благодаря нашему выбору поперечной и продольной составляющих поля, возбуждающих частицу, может быть достигнута поперечная направленность (поперечное керкеровское рассеяние), что обеспечивает позиционно-селективную связь с архитектурой волновода, обсуждаемой ниже.Чтобы компенсировать относительную фазу между продольными и поперечными компонентами поля в фокусе ²⁴, можно использовать фазовое соотношение между коэффициентами Ми ¹¹ самого низкого порядка частицы, выбрав соответствующую длину волны. Благодаря цилиндрической симметрии поля возбуждения направление бокового рассеяния и связи зависит от азимутального положения частицы, в то время как сила направленности определяется радиальным расстоянием частицы относительно центра луча ^{11 , 24}.Другими словами, положение частицы можно определить по направленности рассеянного света. Для иллюстрации концепции мы отметили по две позиции на каждой панели рис. 1а. Для осевого положения (помечено крестиком) только электрический диполь z может быть возбужден ²⁰. Результирующая симметричная диаграмма излучения в дальней зоне изображена в реальном пространстве для плоскости x — y на рис. 1b, с расчетным распределением интенсивности углового спектра (AS), изображенным ниже, где мы используем пространство k координаты k _x и k _y, соответствующие x и y в реальном пространстве.{1/2} \ le {k} _ {0} \ Equiv 2 \ pi / \ lambda \), в мимолетную часть AS ^22,27,28, k _⊥> k ₀. Однако при смещении частицы будет возбужден дополнительный магнитный дипольный момент. В качестве примера рассмотрим смещение по оси x (см. Черные квадраты на рис. 1a), которое приводит к магнитному дипольному моменту y . Обратите внимание, что здесь также возбуждается электрический дипольный момент x . Однако его влиянием на AS для данной конфигурации можно пренебречь, поскольку магнитный y -дипольный момент и электрический z -дипольный момент доминируют в поведении рассеяния в области, близкой к оптической оси ¹¹.Оптимальный случай, когда электрический диполь z и магнитный диполь y имеют одинаковую силу и синфазны (диполь Гюйгенса ^13,14), приводит к сильно направленному АС, изображенному на рис. 1c. Наиболее важно то, что эта направленность проявляется не только в распространяющейся части AS — подразумевая поперечное керкеровское рассеяние в дальней зоне, как показано на рисунке, — но также и в исчезающей части ^14,26. Это означает, что диполь Гюйгенса также будет направленно соединяться с ближайшим волноводом ¹⁴.Для архитектуры PCW, используемой в нашем устройстве, описанном ниже, мы оцениваем связь, которая произойдет для шести поперечных векторов k , отмеченных черными треугольниками на рис. 1b, c. Для примера, представленного на рис. 1c, мы поэтому ожидаем увидеть большее сцепление в направлениях, соответствующих k _x <0, в частности вдоль оси с k _y = 0.
Следовательно, измеряя направленность, связанную с шестью плечами нашего устройства, можно получить информацию о положении антенны относительно оптической оси луча.Поэтому ниже мы обсуждаем экспериментальный прототип реализации подхода в виде двумерного датчика смещения.
Реализация
Электронная микрофотография прототипа устройства представлена на рис. 2а.
Рис. 2: Конструкция датчика фотонного смещения.
a На электронной микрофотографии показана полная структура, состоящая из пересечения световода с шестью путями (см. Участок волновода в b ), Si-антенны с радиусом r ≈ 260 нм, расположенной в центре пересечения. (изображены в c ) и шесть конических выходных муфт (см. пример в d ).
Он состоит из недотравленной гексагональной фотонно-кристаллической решетки (период решетки a = 424 нм, диаметр отверстия d = 0,55 a , толщина пластины t = 220 нм), включая три PCW (см. отверстия на рис. 2b) вдоль 0 ^∘, 60 ^∘ и 120 ^∘. Сферическая наночастица кремния помещается в точку пересечения волноводов с шестью путями (см. Увеличенное изображение точки пересечения на фиг. 2c) с использованием метода манипуляции с перемещением ²⁹.Частица действует как оптическая антенна, которая при возбуждении входящим лучом направляет свет в соответствующие плечи PCW. На конце каждого плеча свет выходит из PCW (см. Увеличенное изображение конусного ответвителя на рис. 2d) и рассеивается в дальней зоне, где его можно измерить ³⁰. В будущих приложениях выходные ответвители могут быть заменены интегрированными детекторами ^31,32. Более подробную информацию о изготовлении образца можно найти в разделе «Методы».
Для обсуждения оптических свойств устройства мы рассматриваем монохроматическое поле возбуждения с длиной волны λ = 1608 нм, которое находится в запрещенной зоне, соответствующей основной поперечной магнитной моде PCW. Размер центральной антенны (радиус r ≈ 260 нм) выбран таким образом, чтобы электрические и магнитные коэффициенты Ми для данной длины волны компенсировали относительную фазу компонент поля в луче ¹¹.В общем, оптимальный размер частиц можно оценить для данной длины волны с использованием теории Ми ¹⁰. Для частицы в эксперименте мы получаем соотношение между магнитной и электрической поляризуемостями ( α _m и α _e): α _m/ α _e ≈ 0,63 e ^{ı0,58 π}. Разность фаз между α _m и α _e близка к оптимальной ( π /2), что означает, что должна быть возможна связь с отдельными плечами волновода конструкции. с сильной направленностью диполя Гюйгенса ¹⁴, хотя отношение амплитуд ниже 1 оставляет место для оптимизации для будущих устройств ¹⁰.
Экспериментальная установка, использованная для тестирования датчика перемещения, изображена на рис. 3а. Входящий радиально поляризованный луч света — радиальная поляризация, обеспечиваемая пластиной q (здесь не показана) с зарядом 1/2 ³³ — проходит через неполяризованный светоделитель и затем плотно фокусируется высокой числовой апертурой. (NA = 0,9) объектив микроскопа (МО) на образец. Используя трехосный пьезоэлемент, антенну в центре конструкции можно расположить точно по отношению к входящему полю возбуждения.Количество света, попадающего в отдельные плечи волновода, измеряется путем отображения образца на камеру InGaAs с использованием того же MO и дополнительной линзы. Примерное оптическое изображение в ложных цветах датчика смещения, наложенное на электронную микрофотографию устройства, можно увидеть на рис. 3b, где антенна находится примерно в центре входящего луча, причем \ (\ left (x, y \ right ) = \ влево (0,0 \ вправо) \). Переэкспонированное пятно в центре соответствует падающему лучу, отраженному образцом.Помимо этого центрального пятна, только выходные ответвители, выделенные шестью черными кружками, рассеивают свет в дальнее поле, демонстрируя качество PCW. Как и ожидалось для электрического дипольного момента z , возбуждаемого в антенне, все выходные ответвители можно наблюдать с одинаковой видимостью, что указывает на то, что свет попадает симметрично на отдельные плечи устройства (сравните с рис. 1b). .
Рис. 3: Оптическая схема и направленная связь.
a На упрощенном эскизе экспериментальной установки показан входящий радиально поляризованный луч, проходящий через светоделитель и сильно фокусируемый объективом микроскопа с высокой числовой апертурой (MO) на датчик смещения.Образец снимается той же МО и дополнительным объективом на камеру на основе арсенида индия-галлия (InGaAs). b Примерное оптическое изображение образца, наложенное на электронную микрофотографию структуры, показывает входящий луч (см. Переэкспонированное пятно в центре) и шесть выходных ответвителей для антенны, расположенные близко к центру (оптическая ось) луч. c Изображения выходных ответвителей нанесены для девяти различных положений относительно луча, при этом координаты x и y обозначены в единицах нм в центре каждой панели.
В качестве первого индикатора функциональности нашего прототипа датчика смещения мы изобразим ответвители для 8 дополнительных положений антенны относительно луча на рис. 3c. Эти позиции обозначены векторами \ (\ left (x, y \ right) \) на каждой панели. Как видим, смещение образца приводит к направленной связи. Например, смещение в положительном или отрицательном направлении x приводит к направленной связи влево или вправо, соответственно.В частности, в позиции x = 300 нм, y = 0 измеренные эффективности связи напоминают AS диполя Гюйгенса в положениях в пространстве k , отмеченных шестью черными треугольниками на рис. 1c. Таким образом, измерение подтверждает теоретическую концепцию направленного волноводного взаимодействия диполей Гюйгенса ¹⁴. Насколько нам известно, это первое экспериментальное применение диполя Гюйгенса для направленной связи с PCW. Кроме того, этот эффект также может наблюдаться для смещений по оси y , оси +45 ^∘ и оси -45 ^∘ (см.рис.3в). Это демонстрирует возможность настройки направления связи с помощью позиционно-зависимого структурированного освещения ³⁴.
Чтобы обеспечить дальнейшую проверку результатов измерений, мы теоретически моделируем нашу систему с помощью метода конечных разностей во временной области, где мы используем те же параметры волновода, частиц и пучка, что и в эксперименте. Геометрия показана на эскизах вида сверху и сбоку на рис. 4а.
Рис. 4: Моделирование с конечной разностью во временной области позиционно-зависимой связи в волноводе.
a Вид сверху (верхняя панель) и вид сбоку (нижняя панель) геометрии моделирования. Антенна Si показана темно-серым цветом, а пересечение PCW — светло-серым. Луч возбуждения обозначен сплошной (луч в центре) или штриховой (луч смещен на 300 нм) красными линиями. Плоскость наблюдения обозначена синей пунктирной линией на эскизе вида сбоку. b , c Численно рассчитанные распределения плотности энергии полного электрического поля w _E для пучка, находящегося в центре, и пучка, смещенного относительно образца на 300 нм вдоль x -ось.{2} \) для плоскости наблюдения в центре волновода (см. Пунктирную синюю линию на эскизе вида сбоку на рис. 4а). Оба распределения нормализованы к одному и тому же значению. Когда входящий луч падает по центру на структуру, мы наблюдаем симметричную связь с шестью плечами волновода. Однако смещение луча относительно образца (мы рассматриваем смещение на 300 нм по оси x ) приводит к сильно асимметричной связи. Оба результата соответствуют экспериментам, показанным на соответствующих панелях рис.3c. Для количественного сравнения направленной связи мы определяем соотношение между сильной (слева) и слабой (справа) связью для волновода 0 ^∘ (горизонтальный). Численное моделирование, показанное на рис. 4c, дает отношение 6,6. В эксперименте мы достигли более низкого значения 4,5, которое рассчитывается как среднее отношение связи для смещений по оси x ± 300 нм, показанных на рис. 3c. Несовпадение может быть связано с аберрациями входящего луча, небольшими отклонениями между экспериментальным образцом и идеальной геометрией моделирования, а также обратными отражениями на конических выходных ответвителях.
Мы пришли к выводу, что наш прототип устройства измерения смещения направляет свет на отдельные плечи волновода в зависимости от положения антенны в поле возбуждения.
Количественный анализ
Наконец, мы выполняем количественный анализ возможностей устройства по обнаружению смещения. Мы начинаем с калибровочного измерения, при котором мы растрово сканируем частицу в центральной области луча с размером шага 10 нм и общим числом 21 × 21 шаг.{\ prime}}, $$
(1)
для всех трех волноводов ( i = 0, 60, 120). Результаты представлены на графике зависимостей направленности D ₀ (красные точки), D ₆₀ (зеленые точки) и D ₁₂₀ (синие точки) на рис. 5a. .
Рис. 5: Калибровочные измерения и результаты экспериментальной локализации.
a Параметры направленности D ₀ (красные точки), D ₆₀ (зеленые точки) и D ₁₂₀ (синие точки) нанесены на соответствующие позиции, установленные пьезоэлемент.Полупрозрачные плоскости согласования цветов соответствуют двумерным линейным уравнениям, которые соответствуют экспериментальным данным. Векторы градиента отдельных плоскостей показаны стрелками на шестиугольной вставке, а фактическая ориентация волноводов обозначена черными пунктирными линиями. b Направленность D ₀ нанесена для линейного сканирования по оси x с размером шага 25 нм. Для каждой позиции (обозначенной одним цветом), установленной пьезоэлементом, снимается 61 кадр камеры и определяются параметры направленности. c Для того же сканирования двумерное положение рассчитывается с использованием данных калибровки.
Для каждого волновода мы подгоняем набор двух линейных уравнений к экспериментальным данным (см. Раздел «Методы»), которые обозначены красным ( D ₀), зеленым ( D ₆₀) и синим ( D ₁₂₀) полупрозрачные плоскости. Хорошее перекрытие между экспериментальными данными и подобранными планарными уравнениями подтверждает процесс калибровки и предположение о линейности ^11,35.В частности, для оценки качества нашего датчика перемещения можно использовать градиенты трех калибровочных плоскостей. По этой причине мы наносим градиенты каждой плоскости в виде красной, зеленой и синей стрелок на правой верхней вставке. Векторы в основном следуют ориентации волноводов (пунктирные черные линии) с наибольшим угловым рассогласованием ≈20 ^∘ между синей стрелкой и соответствующим ей волноводом, что может быть связано с аберрациями входящего луча и несовершенством световода. образец.Амплитуды векторов градиента представляют собой важную меру чувствительности S нашего устройства, которая определяется как изменение направленности на каждый нанометр смещения ^10,11,36. Здесь мы достигаем чувствительности S ₀ ≈ 0,33% нм ⁻¹, S ₆₀ ≈ 0,37% нм ⁻¹ и S ₁₂₀ ≈ 0,37% нм ⁻¹ которые на порядок ниже, чем недавно опубликованные сопоставимые экспериментальные результаты ^10,11,37, которые были достигнуты в видимом режиме и без интеграции на фотонном чипе.Однако, в зависимости от реальной детекторной системы, можно измерить сигналы порядка 1% и ниже, что означает, что смещения в нанометровом режиме можно наблюдать.
Наконец, чтобы экспериментально оценить разрешение нашего прототипа интегрированного датчика смещения, мы выполняем линейное сканирование в направлении x — 11 позиций с размером шага 25 нм каждая — где мы измеряем 61 изображение для каждой позиции. устанавливается пьезоэлементом. Расчет параметра направленности D ₀ (наиболее чувствительный параметр для сдвигов по оси x ) для всех кадров камеры приводит к ступенчатой функции, показанной на рис.5b, где каждый шаг с цветовым кодированием соответствует разному положению. Хотя отдельные ступеньки по 25 нм можно легко наблюдать, мы также видим флуктуации D ₀ в пределах каждого шага, которые вызваны реальным дрожанием образца относительно луча и шумом камеры. Измеренные стандартные отклонения D ₀ каждого шага обозначены горизонтальными пунктирными черными линиями, а медиана обозначена сплошной линией. Среднее стандартное отклонение ≈1.7%, что соответствует точности позиционирования ≈ ± 6 нм.
В качестве следующего шага мы используем калибровочное измерение для расчета фактического положения нашего образца относительно луча (подробности см. В разделе «Методы»). Результаты представлены в виде цветных точек на рис. 5c. Цветовой код отдельных измеренных позиций соответствует цветовому коду отдельных шагов на рис. 5b. Мы снова можем наблюдать ступенчатую траекторию образца по оси x , поскольку измеренные положения в основном разделены.Вдоль оси y мы наблюдаем только колебания. В качестве оценки разрешения измерения положения мы дополнительно наносим на график среднее положение (центроиды серых крестов) и соответствующие стандартные отклонения в положительных и отрицательных направлениях x и y (протяженность крестиков в соответствующих направлений), которые имеют порядок ± 5 нм соответственно.
Эта оценка точности положения, однако, представляет собой только верхнюю границу реально достижимой точности локализации, поскольку относительно высокие стандартные отклонения частично вызваны фактическими изменениями положения частицы относительно луча в результате вибраций и дрейфов. в настройке.
Continental Automotive — Общие правила безопасности
Слишком много смертей на дорогах Европы
В 2019 году в результате дорожно-транспортных происшествий в Европе погибло около 22 800 человек — и, хотя количество зарегистрированных смертей на дорогах снизилось почти на 25% по сравнению с 2010 годом, темпы снижения значительно замедлились. Первоначальная цель Европейского союза сократить вдвое количество жертв дорожно-транспортных происшествий в период с 2010 по 2020 год теперь кажется недостижимой. Текущая статистика также показывает, что в городских районах около 70% всех несчастных случаев со смертельным исходом составляют незащищенные участники дорожного движения, такие как пешеходы и велосипедисты.Чтобы значительно сократить общее количество смертей на дорогах в ЕС и, в частности, лучше защитить пешеходов и велосипедистов, ЕС принял эффективный пакет мер — Общие правила безопасности.
Общие правила безопасности — что это?
27 ноября 2019 года ЕС принял Общие правила безопасности (GSR) с целью резко сократить количество смертей, серьезных травм и несчастных случаев в ЕС. Это должно было быть достигнуто за счет внедрения новейших технологий безопасности в качестве стандартного оборудования в новых транспортных средствах.Эти системы варьируются от алкогольных иммобилайзеров и интеллектуальных ассистентов скорости до систем контроля давления в шинах, ассистентов смены полосы движения и многих других интеллектуальных систем помощи водителю. Общие требования распространяются на легковые автомобили и легкие коммерческие автомобили, а также на автобусы и тяжелые грузовые автомобили. К различным типам транспортных средств также предъявляются дополнительные требования безопасности. Эти новые требования будут вводиться последовательно для новых моделей автомобилей (одобрение типа ЕС) и для регистрации транспортных средств.
Особые требования безопасности для автобусов и большегрузных коммерческих автомобилей
Серьезные аварии с участием тяжелых коммерческих автомобилей и незащищенных людей, таких как пешеходы и велосипедисты, снова и снова происходят в городском движении. Вот почему обязательная установка систем безопасности для автобусов и тяжелых коммерческих автомобилей выходит за рамки общих требований GSR и существующих систем, таких как системы предупреждения о выезде с полосы движения и системы помощи при экстренном торможении — например, планируются дополнительные системы, которые будут предупреждать водителей тяжелых грузовиков. пешеходов и велосипедистов в слепой зоне.
Эти технологии безопасности станут обязательными для автобусов и тяжелых коммерческих автомобилей:
ADDW: расширенное предупреждение водителя, отвлекающего внимание
Эта высокоразвитая система разработана, чтобы помочь водителю продолжать концентрироваться на дорожной ситуации. Он предупреждает его, если обнаруживает, что водитель каким-либо образом отвлекается.
ALC: Облегчение установки спиртовой блокировки
Облегчение установки спиртовой блокировки — это стандартизированный интерфейс в автомобиле, который позволяет дооснащать такой иммобилайзер.Эти устройства представляют собой системы, предназначенные для предотвращения вождения в состоянии алкогольного опьянения. Для этого водитель врезается в контрольное устройство, определяющее уровень алкоголя в его крови. Если лимит превышен, водитель больше не сможет запустить двигатель коммерческого автомобиля, и движение не будет подвергнуто опасности.
BLIS: информационная система для слепых зон
Ассистент смены полосы движения использует сигналы, чтобы предупредить водителя о участниках дорожного движения, которые находятся в его слепой зоне.Области, прилегающие к транспортному средству или позади него, которые не видны водителю, могут контролироваться ультразвуковыми или радиолокационными датчиками.
DDR-AW: сонливость водителя и предупреждение о внимании
Предупреждение о сонливости и внимании водителя — это система, которая оценивает бдительность водителя и при необходимости предупреждает его. Для этого можно использовать различные методы: можно оценивать видеомониторинг, чтобы проверить, сохраняется ли курс, пройденный между разметкой полос, можно отслеживать движения рулевого управления или анализировать ошибки рулевого управления в зависимости от поведения индикатора, времени суток и скорости.
EDR: Регистратор данных событий
Регистратор данных о событиях означает систему, разработанную с единственной целью — регистрировать и хранить важные параметры и информацию, связанные с аварией, незадолго до, во время и сразу после столкновения.
ESS: сигнал аварийной остановки
Это функция световой сигнализации, которая указывает участникам дорожного движения, находящимся за транспортным средством, о том, что транспортное средство впереди них сильно затормаживается со значительным замедлением для преобладающих дорожных условий.
ISA: интеллектуальная поддержка скорости
Intelligent Speed Assistance — это система, предназначенная для помощи водителю в поддержании скорости, соответствующей дорожным условиям, путем предоставления целевой и надлежащей обратной связи.
PCW: предупреждение о столкновении пешеходов и велосипедистов
Усовершенствованные системы помощи при повороте обнаруживают велосипедистов и пешеходов, которые находятся рядом с транспортным средством, и предупреждают водителя, чтобы они не попали в аварию.Столкновения с уязвимыми участниками дорожного движения — особенно при трогании с места — можно предотвратить.
REV: Система обнаружения заднего хода
Эта система предоставляет водителям информацию о людях или объектах позади транспортного средства, чтобы предотвратить столкновение, когда они движутся задним ходом или покидают парковочное место.
TPMS: система контроля давления в шинах
В автомобиле установлена система контроля давления в шинах.Он может обнаруживать давление в шинах или его изменения во времени и передавать информацию водителю во время движения автомобиля.
Современные технологии — неотъемлемая часть внедрения новых нормативов
В дополнение к Общему регламенту безопасности существует больше пакетов мер на уровне ЕС и на национальном уровне. С помощью интеллектуальных технологий эти пакеты призваны сделать транспорт более безопасным, сократить выбросы CO ₂ и обеспечить более справедливую конкуренцию.С принятием пакета мобильности I Европейским союзом в июле 2020 года, например, умный тахограф стал намного более важным. Это система контроля, которая документирует многочисленные данные о периодах вождения и отдыха, скорости, пройденном расстоянии и пересечении границ, а также позволяет властям легко контролировать процедуры через стандартизованный интерфейс. С 2018 года электронный звонок также является обязательным для всех новых моделей, чье разрешение на типовое использование в ЕС датировано 31 марта. Эта автоматическая система экстренного вызова уведомляет службы экстренной помощи в случае аварии и, как ожидается, спасет 2500 жизней в год в Европе.Бортовая система взвешивания также является хорошим примером той важной роли, которую современные технологии играют в новых правилах дорожного движения, транспорта и автомобильного оборудования. В соответствии с Директивой 96/53 / EC, касающейся размеров и веса тяжелых грузовых автомобилей, стандартизованные системы взвешивания предназначены для предупреждения тяжелых грузовых автомобилей о перегрузке, что позволяет избежать несчастных случаев и обеспечить честную конкуренцию. Однако новые правила и связанные с ними технологии не только ведут к более безопасному и чистому транспорту, они также повышают общий уровень интеллектуальных технологий в транспортных средствах — и это делает их решающими пионерами в области автономного вождения.
Наши решения для повышения безопасности движения
Сегодня мы разрабатываем сложные системы помощи водителю (ADAS) для коммерческих автомобилей, чтобы повысить безопасность на дорогах. Наши радарные датчики и системы камер предлагают широкий спектр функций, от ассистентов экстренного торможения до систем помощи при повороте и интеллектуальных ассистентов налобных фонарей. Наша цель? Разработать надежные технологии безопасности, которые выходят за рамки требований Общего регламента безопасности.
ITHX-SD Series | Регистратор температуры и влажности
Реле сигнализации
iTHX-SD имеет два реле на 1,5 А. С помощью простой веб-страницы настройки два реле можно запрограммировать на любую комбинацию температуры или влажности, а также на высокие или низкие уставки. Реле также можно запрограммировать так, чтобы они оставались заблокированными и требовали ручного сброса при превышении предела.
Резервная батарея
iTHX-SD поставляется с универсальным адаптером питания от 100 до 240 В переменного тока.Стандартная 9-вольтовая щелочная батарея (также входит в комплект) позволяет устройству регистрировать данные до 2 дней без внешнего источника питания переменного тока. Сбой в сети Ethernet не прерывает запись данных.
Регулируемые диаграммы
Масштаб диаграммы полностью настраивается на лету. Например, диаграмма может отображать одну минуту, один час, один день, одну неделю, один месяц или один год. Температура и влажность могут быть нанесены на график во всем диапазоне (от -40 до 124 ° C и от 0 до 100% относительной влажности) или в любом узком диапазоне, например (от 20 до 30 ° C).Когда добавляется второй датчик, пользователи могут выбрать диаграмму, которая записывает канал 1, канал 2 или разницу между двумя каналами.
Отмеченная наградами технология
iTHX-SD прост в установке и использовании и оснащен отмеченной наградами технологией iServer компании OMEGA, которая не требует специального программного обеспечения, кроме веб-браузера. ITHX-SD подключается к сети Ethernet с помощью стандартного разъема RJ45 и отправляет данные стандартными пакетами TCP / IP. Он легко настраивается с помощью простого меню с помощью веб-браузера и может быть защищен паролем.В локальной сети Ethernet или через Интернет пользователь просто вводит свой IP-адрес или легко запоминающееся имя, такое как «Cleanroom5» или «ServerRoom», в любом веб-браузере, а iTHX-SD обслуживает веб-страницу с текущими показаниями. .
Тревоги по электронной почте
Все модели iTHX-SD, которые находятся в локальной сети, подключенной к Интернету, могут запускать тревогу, которая может быть отправлена по электронной почте пользователю или в список рассылки в любой точке мира, включая текстовые сообщения на сотовый телефоны и КПК.
Ссылка на веб-камеру или IP-камеру
Веб-страница содержит ссылку на «веб-камеру» или «IP-камеру» (не входит в комплект). Если вы получили сообщение о состоянии тревоги, вы можете быстро щелкнуть ссылку, чтобы просмотреть фактическую сцену через Интернет.
Дисплей и диаграмма, два канала
Преобразователи iTHX-SD поставляются в комплекте с датчиком температуры и влажности для измерения в одном месте. С добавлением второго датчика передатчик iTHX-SD может измерять и отображать температуру, влажность и точку росы во втором месте на расстоянии до десяти футов.Преобразователь может отображать и наносить на карту абсолютные измерения в обоих местах или дифференциальные измерения между двумя точками. Второй датчик не требует изменения основного оборудования передатчика iTHX-SD, его можно добавить во время покупки или в будущем. Omega предлагает широкий выбор промышленных зондов длиной 2 и 5 дюймов, а также тип зонда для использования в помещениях. Для добавления второго датчика доступен простой Y-образный соединитель DB-9.
Датчик и калибровка
Нет необходимости выводить iTHX-SD из эксплуатации для плановой калибровки.Датчики температуры / влажности взаимозаменяемы и могут быть заменены примерно по той же цене, что и при стандартной калибровке. Omega предлагает сменные датчики с дополнительными сертификатами калибровки по 3 пунктам NIST.
Типичные области применения
iTHX-SD отлично подходит для мониторинга температуры и влажности в таких областях, как: чистые комнаты, компьютерные залы, системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, фармацевтическая и пищевая промышленность и хранение, больницы, лаборатории, полупроводниковые производства, сборка электроники, складирование , музеи, производство, теплицы, приюты для сельскохозяйственных животных и многое другое.
Химическое и биохимическое зондирование без этикеток с использованием фотонных кристаллов: Ingenta Connect
Датчики на основе фотонно-кристаллических волноводов (PCW) представляют собой эффективное и точное решение для химического и биохимического зондирования. Здесь мы предлагаем дизайн фотонно-кристаллического волноводного сенсора для приложений химического зондирования. Предлагаемый датчик PCW размещен на 10 × 10 мкм м. кремний на пластине изолятора (КНИ). PCW спроектирована с круглыми воздушными отверстиями радиусом r = 0.35 a , где a — постоянная решетки 0,45 µ м, в гексагональной структуре. Принцип измерения основан на изменении показателя преломления образца, которое вызывает изменение эффективного показателя преломления (ERI) в управляемом режиме, приводящее к синему смещению. При зондировании используются экспериментальные результаты показателей преломления. Предлагаемая конструкция способна позволить длине волны линии дублета натрия (Sodium D-Line) через структуру работать как химические и биохимические датчик.Лучшие результаты достигаются после оптимизации центральной полости.
Нет доступной справочной информации — войдите в систему для доступа.
Информация о цитировании недоступна — войдите в систему, чтобы получить доступ.
Нет дополнительных данных.
Нет статей СМИ
Без показателей
Ключевые слова: БИОХИМИЧЕСКИЙ ДАТЧИК; ФОТОНИЧЕСКИЙ КРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ ВОЛНОВОД; НАТРИЯ D-ЛИНИЯ; СДВИГ ДЛИНЫ ВОЛНЫ
Тип документа: Исследовательская статья
Дата публикации: 1 февраля 2017 г.
Подробнее об этой публикации?
Journal of Nanoelectronics and Optoelectronics (JNO) — это международный и междисциплинарный рецензируемый журнал, объединяющий новые экспериментальные и теоретические исследования в области наноразмерных электронных и оптоэлектронных материалов и устройств в единый и уникальный справочный источник.JNO стремится способствовать распространению результатов междисциплинарных исследований во взаимосвязанных и сходящихся областях наноэлектроники и оптоэлектроники.
Редакция журнала
Информация для авторов
Подписаться на Название
Ingenta Connect не несет ответственности за содержание или доступность внешних веб-сайтов.
Как технология радарного датчика сформирует автомобили будущего?
По мере того, как радар миллиметрового диапазона распространяется на автомобильный рынок среднего диапазона, разработчики теперь обращают внимание на радар с высоким разрешением для приложений ближнего действия и автономных автомобилей.
Д-р Стефан Элизабет и Седрик Малакин, Yole Développement
При более чем 1 миллионе смертей на дорогах во всем мире в год безопасность стала ключевым направлением для всей автомобильной промышленности. В Европе Программа оценки новых автомобилей (NCAP) побуждает производителей оригинального оборудования внедрять передовые системы помощи водителю (ADAS) во все новые автомобили, соблюдая строгие требования безопасности.
Появилось много приложений для поддержки цели нулевого аварийного состояния. Одним из первых был адаптивный круиз-контроль (ACC), за которым следовало автоматическое экстренное торможение (AEB) в передней части автомобиля, обнаружение слепых зон (BSD) и ассистент смены полосы движения (LCA) сзади и выход из автомобиля. помощь (VEA) и предупреждение об аварии (PCW) сбоку.
С 2018 года AEB будет требованием в Европе для новых автомобилей, чтобы достичь максимального рейтинга, чтобы защитить уязвимых участников дорожного движения, таких как пешеходы и велосипедисты. Та же тенденция наблюдается и в США, где 20 OEM-производителей намерены к 2022 году сделать системы AEB стандартным оборудованием для всех новых автомобилей.
Большинство OEM-производителей также смотрят вперед с полностью автономными автомобилями, которые расширяют границы с точки зрения обеспечения безопасности. Такой подход «мобильность как услуга» в качестве альтернативы традиционной автомобильной бизнес-модели появляется в основном в средних городах.Такие компании, как Google и Uber, уже работают над полностью автоматизированными роботизированными автомобилями, которые нацелены на этот рынок.
Коллективный датчик
Для всех этих приложений технология обнаружения имеет большое значение для обеспечения 360-градусного обзора. кокон безопасности вокруг машины. Датчики должны обеспечивать обнаружение и классификацию объектов при любых погодных условиях или условиях освещения, а входы должны быть сверхнадежными, чтобы обеспечивать критически важную для безопасности функциональность. Следовательно, желательны как избыточность датчиков, так и их объединение.
Комбинированные входы датчиков предоставляют более точную и надежную информацию об окружающей среде автомобиля, позволяя блоку управления предпринимать профилактические или корректирующие действия, например, с помощью предупреждения и тактильной обратной связи или экстренного торможения и рулевого управления соответственно. Эти датчики включают радар, камеры, LiDAR и ультразвуковые устройства. У каждого из них есть свои сильные стороны и ограничения.
На радаре
Радиолокатор миллиметрового диапазона уже более десяти лет используется в автомобилестроении для автомобилей высокого класса, но в большей степени для обеспечения комфорта и, следовательно, с ограниченным объемом.В связи с повышенным вниманием к вопросам безопасности в последнее время рыночный потенциал ADAS был расширен и на автомобили среднего класса. Анализ ADAS нынешних OEM-производителей показывает, что радары миллиметрового диапазона хорошо продуманы и используются многими брендами — 71% для AEB и 85% для BSD. Это указывает на общий объем рынка модулей радаров миллиметрового диапазона в $ 2,2 млрд (США) в 2016 году.
В соответствии с рекомендацией Национальной администрации безопасности дорожного движения (NHTSA) в США, Toyota первой в прошлом году объявила о том, что будет оснащать 80% оборудования. автомобилей с системой AEB в 2018 году.Мы можем ожидать, что и другие производители оборудования последуют за этим, применив радар дальнего действия для решения этой задачи.
Другие варианты использования ADAS для наблюдения за задними и бортовыми автомобилями, такие как BSD, LCA и PCW, будут способствовать росту рынка радаров ближнего и среднего радиуса действия. Дополнительные приложения, такие как помощь при парковке автомобиля служащим и реализация уровней 4 и 5 автономных транспортных средств, несомненно, будут способствовать этому росту. Общий объем рынка модулей радаров миллиметрового диапазона в 2022 году, по прогнозам, достигнет 7,5 миллиардов долларов США.
Рынок радаров поддерживается полной цепочкой поставок с большим предложением уровня Tier1 в Европе, США.Южная, Япония и Китай, где темпы роста автомобилей на данный момент самые высокие. Все крупные компании, такие как Robert Bosch, Continental, Autoliv, Hella и Denso, поставляют радиолокационные модули. За прошедшие годы было разработано несколько поколений продуктов. Например, Continental представляет пятое поколение радаров дальнего действия, производство которых начнется в 2019 году. Сегодня на рынке коммерчески доступно около 50 активных наименований продукции.
Настроен на частоту
С технической стороны приложения дальнего действия основаны на принятой во всем мире частоте 77 ГГц.Однако для продуктов малого и среднего ценового диапазона больше разнообразия с модулями, работающими на частотах 24, 77 и даже 79 ГГц. До сих пор 24 ГГц были более распространены для приложений малого радиуса действия, но 79 ГГц набирает обороты.
Частота 79 ГГц сочетает в себе лучший форм-фактор с антеннами в 3 раза меньшего размера и преимущества широкой полосы частот 4 ГГц (от 77 до 81 ГГц). Это открывает возможности для радаров с высоким разрешением, что очень важно для автономных автомобилей. Напротив, работа на частоте 24 ГГц в сверхширокополосной (21.65–26,65 ГГц) будет запрещено в Европе с 2022 года, ограничивая использование 24 ГГц узкополосным ISM (24,05–24,25 ГГц).
Разработка РЛС с высоким разрешением в настоящее время является актуальной темой для приложений малого радиуса действия, как и РЛС 79 ГГц. Исследовательские центры, такие как IMEC в Бельгии, фокусируются на этом уже несколько лет, и значительное количество стартапов, созданных за последние два года, нацелены на радары с высоким разрешением с помощью решения 79 ГГц. Даже такие крупные компании, как Continental, предлагают это решение в качестве опции с середины 2017 года.Кроме того, OEM-производители производили испытания прототипов систем на частоте 79 ГГц для угловых радаров; этап квалификации должен завершиться до 2020 года. Таким образом, мы ожидаем, что к 2022 году рынок радаров с диапазоном частот 79 ГГц достигнет 2 миллиардов долларов США.
Использование различных материалов для радиолокационных чипов
высокопроизводительные чипсеты миллиметрового диапазона на частотах 24 и 77 ГГц. Стоит отметить, что новейшие чипы с частотой 77 ГГц могут поддерживать работу с частотой 79 ГГц.
Исторически сложилось так, что такие плееры, как Infineon, NXP, UMS и STMicroelectronic, в основном используют кремний-германиевую (SiGe) технологию для обоих частотных диапазонов и небольшое количество арсенида галлия (GaAs). Вместе они занимают большую часть рынка микросхем по стоимости, которая оценивается в 165 миллионов долларов США в 2016 году и, как ожидается, вырастет до 570 миллионов долларов США в 2022 году.
Если мы посмотрим на разбивку стоимости материалов последнего радара Например, в системе от Continental основная часть затрат — 30% — приходится на набор микросхем RF.Это открывает огромные рыночные возможности для полупроводниковых компаний, таких как NXP.
Ожидается, что в связи с сильным давлением на полупроводниковую промышленность, требующим интеграции большего количества функций в микросхему, сочетание технологий изменится. Компания Texas Instruments, которая вышла на этот рынок в середине 2017 года, вероятно, очень быстро изменит технологический ландшафт с новым портфелем датчиков миллиметрового диапазона, разработанным на основе стандартной собственной технологии комплементарных РЧ-металлооксидных полупроводников (КМОП). Это обеспечивает высокий уровень интеграции на уровне микросхемы от внешнего интерфейса радара до цифровой обработки сигналов.
В дополнение к лучшему форм-фактору, технология обеспечивает более высокие вычислительные возможности. Это обеспечивает большее масштабирование каналов с меньшими потерями при межсоединениях на плате, а также при более низком общем энергопотреблении и более низкой стоимости системы. За счет каскадного подключения до четырех таких микросхем можно достичь углового разрешения 1,6 °.
Эта тенденция интеграции прокладывает путь к радарам с высоким разрешением. NXP также создает прототипы интегрированных микросхем на основе технологий SiGe и RF CMOS.
Еще одним признаком роста рынка радаров является позиционирование кремниевых заводов, таких как GLOBALFOUNDRIES, которые в настоящее время нацелены на массовое производство радарных приложений для автономных автомобилей с их усовершенствованными узлами RF CMOS. Однако, хотя масштабирование цифровой части компонента всегда имеет смысл, это не обязательно относится к пассивным компонентам миллиметрового диапазона, которые не могут так сильно сжаться.
С точки зрения стоимости использование CMOS вместо SiGe имеет смысл для приложений ближнего действия, таких как обнаружение слепых зон.В этом случае универсальные системы могут предложить решение на 79 ГГц, которое заменит будущий запретный диапазон 24 ГГц по более низкой цене. Но для больших диапазонов усовершенствованным узлам RFCMOS будет сложно конкурировать с технологией SiGe.
Заключение
Рынок автомобильных радаров никогда не был таким динамичным, поскольку мы вступаем в захватывающую эпоху технологических инноваций. Новые возможности для радаров все еще появляются, например, с системами мониторинга жизненно важных функций водителя, мониторингом шасси и землей и открытием багажника без помощи рук.В настоящее время промышленность рассматривает возможность получения радиолокационных изображений. Нет сомнений в том, что эта технология будет ключевой для автономных и роботизированных автомобилей.
Тем не менее, вопросы остаются. Как будет выглядеть технология? Гонка за масштабирование канала? Сочетание широкой полосы пропускания с новой схемой модуляции? Подход с синтетической апертурой? Как радар будет интегрирован с камерами и LiDAR? Какие роли и функции они будут выполнять по отдельности? Группа компаний Yole планирует держать эти вопросы в поле зрения.

Датчик положения коленчатого вала: что это такое и как его проверить?

Так точно!​

Свет, магнит и Холл

Дёргается, не едет, не запускается

Малой кровью

Как проверить датчик коленвала? Проверка работоспособности ДПКВ (датчика положения коленчатого вала)

Проверка ДПКВ: описание признаков неисправности

Проверка датчика коленвала разными способами

Как проверить ДПКВ омметром

Датчик коленвала: как проверить значения индуктивности

Как проверить провода датчика коленвала мегаомметром

Проверка мультиметром

Датчик коленвала: как проверить осциллографом

Датчик положения коленвала — как он работает и какие симптомы его неисправности?

Как работает датчик положения коленчатого вала?

Каковы признаки неисправности датчика положения коленчатого вала?

Как выявить неполадку датчика положения коленчатого вала

признаки неисправности, что это такое, как проверить

Для чего нужен датчик коленвала и его принцип работы

Признаки неисправности ДПКВ

Возможные причины неисправности

Где находится

Как проверить работоспособность датчика

Замена ДПКВ

Несколько советов

Датчик положения коленвала: проверка и неисправности

Устройство

Принцип действия

Неисправности датчика и последствия для мотора:

Проверка

Датчик положения коленвала: как работает, проблемы, проверка

Где находится датчик коленвала

Как работает датчик коленвала

Виды датчиков коленвала

Признаки неисправности датчика коленвала

Ошибки OBD-2 датчика коленвала

Как проверить датчик коленвала?

Модифицированный датчик PCW. В этом случае только отверстия рядом с линией …

На пути к полностью интегрированным фотонным датчикам смещения

Теоретическая концепция

Реализация

Количественный анализ

Continental Automotive — Общие правила безопасности

Слишком много смертей на дорогах Европы

Общие правила безопасности — что это?

Особые требования безопасности для автобусов и большегрузных коммерческих автомобилей

Эти технологии безопасности станут обязательными для автобусов и тяжелых коммерческих автомобилей:

Современные технологии — неотъемлемая часть внедрения новых нормативов

Наши решения для повышения безопасности движения

ITHX-SD Series | Регистратор температуры и влажности

Химическое и биохимическое зондирование без этикеток с использованием фотонных кристаллов: Ingenta Connect

Как технология радарного датчика сформирует автомобили будущего?

Так точно!