Механические характеристики потенциометра

Погрешность длины проводящей дорожки Погрешность биметаллического привода Максимальная погрешность положения подвижного контакта (при погрешности показаний iSC) Максимальная погрешность установки подвижного контакта (обусловленная геометрией контакта) Минимальная длина проводящей дорожки (при отношении

(погрешность установки погрешность диапазона изменения положения 0,035 мм

0,87о

±0,5% ±1,0%

±0,4% (1.9-1,5%) 0,035 мм 0,44 мм

Расстояние по радиусу от оси Вращения до подвижного контакта было выбрано равным 1 см; это ограничение размера вызвано применением латунного штуцера с резьбой /s"-\8. Приведенные размеры соответствуют Сдвоеииому биметаллическому элементу, который должен обеспечить угол отклонения 22° при максимальном значении температуры в диапазоне ее измерения.

Ширина опытного образца биметаллического элемента былаеы-браиа равной 0,635 см не по результатам точного расчета, а на основании того, что усилие тепловой деформации непосредственно связано с толщиной элемента; предельные величины были обусловлены размером герметизированного блока и постоянной времени нагрева.

Последним из рассматриваемых факторов, влияющих на выбор длины и толщины биметаллического датчика, является минимальное значение собственной резонансной частоты *.

В случае применения датчика во впускном трубопроводе наименьшее значение этой частоты равно 25,4 мм 500 Гц. Кривые, показанные на рис. 8, позволяют определить соотношение размеров биметаллического элемента, соответствующее требуемому тепловому смещению, а также минимальной резонансной частоте 500 Гц, причем вторая кривая расположена ниже первой. Толщина

Щ2 15,3

Длина

Рис. 8. Соотношение размеров биметаллического элеменга для постоянного углового смещения 11° и постоянной собственной частоты 500 Гц:

/ - смещение 11°; 2

-feo6=500 Гц

* Для упрощения вместо нее была взята собственная частота свободных колебаний кантилевериого элемента. Действительная частота колебаний зажатого элемента больше.

0,25 мм была выбрана ввиду доступности изготовления такого элемента, а также обеспечения механической прочности при сборке. Для такой толщины элемента длина его, соответствующая перемещению 11°, равна 15,2 мм.

Усилие тепловой деформации, рассчитанное по приведенным выше размерам, равно 0,02 НГС [3]. Такого усилия более чем достаточно для преодоления незначительного трения подвижного контакта о проводящую дорожку из материала фирмы Резистофильм и трения в шарнирной опоре элемента.

Тепловые особенности конструкции. Чтобы установить влияние размеров биметаллического элемента иа тепловую постоянную времени, был проведен вспомогательный числовой анализ. В табл. 3 приведены тепловые характеристики при различных размерах биметаллического элемента.

Характеристики материала фирмы Резистофильм

Логометрическая устойчивость. Логометрическая устойчивость материала фирмы Резистофильм в течение срока службы является важным фактором, обеспечивающим длительное время сохранение точности показаний датчика. Одним из способов проверки этой характеристики является выдерживание проводящей дорожки фирмы Резистофильм в среде, температура которой изменяется в зависимости от времени, как показано кривой на рис. 9 (кривая в верхней части рисунка). Кривые, полученные в результате этого испытания, показаны в нижней половине рис. 9. Результаты испытаний логометрической устойчивости приведены иа рис. 10.

Срок службы. Было установлено, что срок службы контакта проводящая дорожка фирмы Резистофильм - подвижный контакт равен более чем 25 млн. циклов. При применении датчика для измерения температуры рабочей смеси в трубопроводе срок службы должен быть иа порядок больше, чем для датчика положения дроссельной заслонки, т. е. составлять приблизительно 2 млн. циклов. Это обусловлено тем, что поворот дроссельной заслонки обыч-

Постоянная времени биметаллического элемента для различных соотношений размеров (при скорости потока воздуха 6,10 м/мин; ширине 6,35 мм)

го 10

80 100 1ZD т 150 180 ч

Рис. 9. Характеристика материала фирмы Резистофильм:

/ - внешняя температура; 2 - изменение выходных параметров

IS 150 500 Ш 600 «

Рис. 10. Показания типичного датчика положения дроссельной заслонки: / - внешняя температура; 2-изменение выходного параметра

НО приводит К флуктуациям температуры впускаемой порции топливно-воздушной смеси.

Химическое воздействие. Так как датчик температуры подвергается воздействию топливио-воздушной смеси, то его элементы должны обладать химической стойкостью к газовой среде в трубопроводе. Стойкость материала фирмы Резистофильм в бензине, дизельном топливе и растворителях была установлена в процессе, применения датчиков положения дроссельной заслонки, датчика клапана рециркуляции, а также при использовании этих датчиков на автомобилях для других целей. Кроме того, материал фирмы Резистофильм подвергался длительному воздействию бензина и дизельного топлива 2. В табл. 4 приведены результаты этих испытаний. 86