Датчик уровня топлива в баке: виды, функции, возможности
Для анализа и контроля количества топлива, определение уровня его расхода предназначается датчик уровня бензина в баке. Показания замеров выводятся на указатель-одометр. Кроме того, прибор может использоваться как составляющая системы удаленного GPS-мониторинга эксплуатации транспортного средства.
Интегрирование датчика уровня топлива в баке в данную систему позволяет удаленно в режиме реального времени получать такие данные:
Применение датчика уровня топлива в баке позволяет вести четкий контроль за использованием горючего и действиями персонала, что обеспечивает существенную экономию средств на содержание автопарка. Устройство устанавливаются на легковые и грузовые автомобили, спецтехнику строительного и сельскохозяйственного назначения. ДУТ подходит для транспортных средств не только с бензиновым, но и с дизельным двигателем. Кроме того, он отлично работает даже на неподвижных объектах — например, на резервуарах с горючим на автозаправочных станциях и других.
Виды (общая классификация) датчиков уровня автомобильного топлива
На вопрос, где находится датчик уровня топлива, односложно ответить нельзя, все зависит от типа устройства. На сегодняшний день прибор представлен в достаточно большом разнообразии вариантов. По конструктивным особенностям выделяют такие виды:
По характеристикам выходного сигнала существуют такие виды датчиков уровня топлива:
Датчик поплавкового типа для контроля уровня топлива в автомобильном баке
Поплавковый датчик уровня топлива в баке предусматривается в базовой комплектации автомобиля. Он находится непосредственно в топливной емкости. Изменение количества горючего влечет за собой изменение положения поплавка. Сам поплавок может быть выполнен как из металла, так и из пластика. Этот вид устройств делится на два подвида:
Устройство подключается к бортовой сети авто. Если подключена масса на датчик уровня топлива, при обесточивании автомобиля замеры не производятся. В данном случае невозможно зафиксировать факт слива горючего во время стоянки транспортного средства. Поэтому многие предпочитают подключить ДУТ непосредственно к аккумулятору.
Емкостной измеритель — преимущества для контроля уровня топлива в автомобильном баке
Емкостной электронный датчик уровня топлива в баке монтируется по желанию автомобилиста. Он позволяет с максимальной точностью контролировать расход горючего, фиксировать количество дозаправок, а также факты несанкционированного слива. Измерительный блок данного устройства представляет собой конденсатор две вставленные одна в другую, но не соприкасающиеся между собой трубки. В верхней части они соединены к плате прибора. Полость между ними заполняется горючим. На конденсатор подается электроток. Удельное электросопротивление бензина ниже, чем у воздуха. Соответственно, чем меньше бензина, тем дольше заряжается конденсатор.
Плата электронного датчика уровня топлива в баке подсчитывает время зарядки. На основании полученных данных вычисляется высота столба горючего как в конденсаторе, так и в самой емкости. Данный прибор подключается к GPS-трекеру и передает в систему мониторинга информацию о выполненных вычислениях. Она поступает в зависимости от настроек пользователя — или в режиме реального времени или с определенной периодичностью.
Ультразвуковой измеритель для контроля уровня топлива в автомобильном баке
Ультразвуковой измеритель уровня топлива в баке являет собой излучатель, к которому присоединен кабель для подключения к GPS-трекеру. Он устанавливается с внешней стороны топливного бака. Устройство работает следующим образом. Сгенерированная ультразвуковая волна проходит сквозь стенку бака и толщу горючего. На границе среды воздушной и жидкостной среды она отражается, сигнал улавливается излучателем. Временной промежуток между отправкой волны и ее возвратом после отражения берется за основу для вычисления количества топлива.
Хотя показания устройства более точны по сравнению с поплавковым, рассматривая возможность его установки, следует учесть несколько нюансов:
Какой вид датчиков выбрать для контроля в автомобиле уровня топлива
Когда известен принцип работы датчика уровня топлива каждого типа, можно определиться с выбором подходящего ДУТа. При выборе следует учесть:
В некоторых случаях целесообразна установка нескольких датчиков:
На каком устройстве остановить свой выбор — аналоговом датчике уровня топлива, цифровом, ультразвуковом или нескольких сразу — каждый владелец транспортного средства решает сам.
ДУТ ЭСКОРТ ТД-100
Измеритель бензина в машине как называется
Ультразвуковой излучатель имеет провод, который соединяет ДУТ с GPS-трекером. Датчик устанавливается снаружи, в центре дна бака, создавая УЗИ импульс. Он поступает сквозь дно и горючее, а затем отражается и возвращается к излучателю. Время между отправкой и возвратом сигнала служит основанием для вычисления высоты столба топлива в баке.
За счет GPS-трекера данные об измерениях + местоположении объекта передаются в в систему мониторинга.
В реальной жизни ультразвуковая технология проявила себя не лучшим образом из-за проблем с монтажом, на качество которого влияет множество моментов, проявляющихся в ходе установки:
На трубки передается электрический ток, и бензин, дизель или любое другое горючее служат диэлектриками для электроконденсатора. Так как поверхности обкладок не касаются друг друга, промежуток между ними заполняется ГСМ, когда датчик опускают в бак. Это свидетельствует о том, что уровень горючего в трубках и баке идентичен.
По мере заполнения трубок топливом, меняется его электрическая ёмкость конденсатора. К примеру, учитывая то, что бензин обладает меньшим электросопротивлением, чем воздух, очевидно, что срок заряда прибора будет сокращаться. Чем больше в баке ГСМ, тем скорее заряжается конденсатор.
Время учитывается в плате ДУТа, а на основании полученных данных происходит вычисление высоты столба топлива в устройстве и в баке ТС. Информация из датчика поступает в GPS-трекер и модулируется в
Устройство автомобилей
Приборы для измерения уровня топлива
Информация о наличии топлива в баке позволяет водителю рассчитать расстояние, которое может проехать автомобиль без дополнительной заправки. 
Для этого на автомобиле устанавливаются приборы для измерения уровня топлива, которые выводят информацию водителю о количестве топлива в баке автомобиля на щиток приборов.
В современных автомобилях применяют дистанционные электрические указатели уровня топлива двух видов: электромагнитные и магнитоэлектрические (логометрические).
Для непосредственного измерения уровня топлива в баке используются реостатные датчики с поплавковым устройством, применяющиеся в комплекте с электромагнитным или магнитоэлектрическим указателями, устанавливаемые на панели приборов.
Конструкция электромагнитного указателя уровня топлива представлена на рис. 1.
Электромагнитный указатель уровня топлива имеет два электромагнита, якорь, реостат, магнитопровод и противовес. Наличие двух электромагнитов в указателе позволяет измерять уровень топлива независимо от изменения питающего напряжения.
При замыкании выключателя зажигания «ВЗ» через обмотки электромагнитов 1 и 3 идет ток и устанавливает результирующий магнитный поток, который, воздействуя на стальной якорь 2, соединенный со стрелкой прибора, устанавливает стрелку в определенной части шкалы прибора.
При отсутствии топлива в баке поплавок 5 датчика, находясь в нижнем положении, выводит сопротивление реостата датчика и укорачивает обмотку электромагнита 3. При этом магнитный поток равен нулю. Магнитный поток обмотки 1 вызовет поворот якоря 2 и связанной с ним стрелки прибора в левую сторону шкалы к отметке «0». Стрелка будет удерживаться в этом положении после выключения прибора благодаря противовесу 7.
По мере наполнения бака и поднятия поплавка вводится сопротивление реостата 4, что увеличивает силу тока и создаваемый им магнитный поток в обмотке электромагнита 3. Вследствие этого якорь со стрелкой повернется вправо.
Наличие специального магнитопровода 6 обеспечивает замыкание магнитного потока через якорь 2.
Конструкция логометрического указателя уровня топлива аналогична конструкции логометрического указателя давления и температуры, но отличается обмоточными данными и величиной резисторов.
Логометрический указатель обладает значительно меньшей погрешностью измерения по сравнению с электромагнитным указателем благодаря отсутствию массивных магнитопроводов, магнитная проницаемость которых значительно меняется с изменением температуры.
Кроме того, логометрические указатели обладают большим углом поворота стрелки и меньшим временем установки стрелки на шкале прибора (отсутствие инертности), а якорь и стрелка логометра в этих приборах не имеет дисбаланса.
На современных автомобилях применяются датчики уровня топлива, оснащенные контактным устройством, с помощью которого включается визуальный и звуковой сигнализатор, оповещающий водителя о снижении уровня топлива до минимального значения и необходимости в дозаправке. Это позволяет привлечь внимание водителя к указателю уровня топлива в случае, когда запас горючего в топливном баке достигает критического значения.
Визуальные сигнализаторы могут устанавливаться непосредственно на приборе указателя уровня топлива или отдельно от него на панели приборов.
Для оптимизации конструкции топливного бака и подводимых к нему коммуникаций датчик указателя уровня топлива часто совмещают в одном узле с элементами топливозабора (трубопроводы, фильтр). При этом в топливном баке требуется только одно технологическое отверстие для установки такого комбинированного узла.
Указатели и сигнализаторы уровня используются на автомобилях не только для определения количества топлива в баке. В частности, поплавковый сигнализатор уровня тормозной жидкости имеет конструкцию и принцип работы аналогичный рассмотренному выше сигнализатору уровня топлива. В принципе, такие указатели, сигнализаторы и измерители могут использоваться в любых системах и элементах конструкции автомобиля, где в качестве рабочего тела применяется жидкость.
Датчик уровня топлива: виды, принцип работы, устройство
Датчик уровня топлива (ДУТ) — функциональное устройство топливной системы автомобиля, единственным предназначением которого является определение уровня и объема горючего (дизтоплива, бензина, солярки, масла) в топливном баке.
Датчик располагается в баке для подачи топлива, а указатель топливного уровня выводится на приборной панели в салоне автомобиля. Подобные датчики контроля отличаются очень низкой погрешностью (не более 1%), их конструкция не имеет движущихся и быстро изнашиваемых элементов.
ДУТ также могут применяться в системах контроля заправок и слива топлива, а также в системах проведения спутникового мониторинга автомобилей.
Как устроен датчик уровня топлива:
Современный датчик уровня топлива — это не что иное, как датчик-потенциометр перемещения. Подобное устройство обладает рядом преимуществ, таких как: доступность, надежность и простота конструкции датчика; высокая точность проводимых измерений и низкая цена. Среди недостатков стоит выделить наличие отдельных элементов, восприимчивых к окислению и частым поломкам.
В топливной системе автомобиля могут использоваться датчики-потенциометры двух видов – трубчатые и рычажные. Основным элементом конструкции подобных датчиков является т.н. поплавок, для изготовления которого может использоваться тонколистовой металл, полая пластмасса и пенопласт.
Рычажный топливный датчик
В таком типе устройства поплавок соединяется с контактом датчика при помощи небольшого рычага, изготовленного из металла. Рычажный датчик представляет собой сектор, который разделен на полосы металла резистивного типа. Основой конструкции являются надежные износостойкие резисторы с толстой пленкой.
ДУТ рычажного типа
Подобный датчик может устанавливаться как отдельно, так и в блоке, который отвечает за подачу топлива. Блок может состоять из ТН и заборника топлива.
Благодаря своей исключительной универсальности рычажные датчики могут применяться практически на всех топливных баках.
Трубчатый топливный датчик
В данном типе датчика поплавок двигается внутри полой трубки. Параллельно установлены и провода, создающие сопротивление, на концах которых имеются контактные кольца для поплавка. Трубчатые датчики отличаются высоким уровнем устойчивости к различным колебаниям ТС.
ДУТ трубчатого типа
ДВС, которые применяют новые виды топлива, оснащаются специальными бесконтактными ДУТ. Наиболее известным из таких датчиков является магнитный датчик неактивный (MAPPS).
Основной элемент подобного устройства является закрытым, что полностью предотвращает его непосредственный контакт с горючей смесью. Поплавок в магнитном датчике соединяется с рычагом при помощи магнита (отсюда и название).
Передвижение магнита осуществляется исключительно по сектору, на котором устанавливаются металлические пластины, имеющие разную длину. Сформированное магнитное поле создает электрический сигнал на поверхности пластин, который определяет существующий уровень топливной смеси в баке.
Как работает датчик уровня топлива
Принцип действия ДУТ основан на следующем – для определенного значения уровня горючего в баке создается собственный сигнал на датчике.
Замеры уровня топлива поплавком осуществляются только при снижении уровня ТС в баке. При этом изначально указатель уровня показывает на заполнение бака, и только спустя некоторое время происходит плавное снижение указателя. В этот временной интервал датчики уровня могут допускать некоторую погрешность в измерении, которая зачастую не превышает 1%.
В большинстве топливных систем устанавливаются датчики уровня с цифровым и аналоговым сигналом. Датчик аналогового типа определяет степень изменения напряжения на потенциометре. Подобные датчики дают большую степень погрешности в измерениях в сравнении со своими цифровыми аналогами.
Датчик цифрового типа предназначен для преобразования аналогового сигнала в соответствующую цифру с дальнейшей корректировкой и выравниванием значения, с учетом возможных колебаний уровня ТС. Датчики данного типа отличаются высокой точностью, с допустимым уровнем погрешности в 0,5%.
Датчик уровня топлива: принцип работы, ремонт и как обмануть датчик
Датчик уровня топлива (ДУТ) представляет собой измеритель объема горючего, устанавливающийся в баке транспортного средства. Принцип действия устройства схож с работой поплавка — контроллер измеряет уровень топлива и отправляет показатели расхода на панель приборов. Данные, зафиксированные датчиком, преобразуются блоком управления и выводятся на приборном щитке аналоговым или цифровым устройством.
Принцип действия электрического топливного датчика в автомобиле основан на измерении объема горючего и самостоятельном срабатывании при критическом остатке бензина. При активации резистор системы измерений, установленный в бензобаке, подает визуальный сигнал. Замер объема топлива осуществляется посредством использования специального поплавка. Степень заполнения резервуара горючим можно отследить по показаниям приборной панели: по мере расхода топлива указатель, расположенный на щитке, постепенно снижается.
Особенности принципа действия контроллера:
1. Поплавок, предназначенный для измерения, при расходе горючего опускается, а при его увеличении — перемещается вверх.
2. При перемещении поплавок контактирует со специальными секторами, подключенными к проводам. Кабеля идут на датчик топлива, установленный на приборной панели. Изменение количества пластин, подключенных к резистору или потенциометру, способствует изменению уровня сопротивления.
3. Если бак полный, то бегунок располагается в крайнем положении и ток передается в потенциометре по самому короткому пути. Передача силы осуществляется с использованием пластины, установленной с краю. Соответственно, уровень сопротивления низкий и варьируется в районе 7 кОм. При расходе топлива бегунок начинает передвигаться, в результате чего проводка добавляется новыми пластинами (сопротивление растет). При полном баке рабочий параметр составляет около 120 Ом.
4. У трубчатых регуляторов несколько иной принцип функционирования. Топливо поступает через нижнюю часть устройства (его технологическое отверстие) по специальной трубке. Поплавок устанавливается на поверхности горючего.
Какие бывают датчики уровня топлива?
Рычажные ДУТ для авто состоят из следующих элементов:
— бегунок устройства, выполненный в виде перемещающегося контакта;
Поплавок обладает инерционностью, поэтому при функционировании он не дергает стрелку индикатора на приборной панели. Схема, при которой датчик должен правильно подключаться в авто — «12-вольтный источник — контроллер, установленный на приборке — масса машины или заземление».
Трубчатые контроллеры используются в современных авто и характеризуются более низкой чувствительностью к колебаниям горючего. Благодаря тому, что измерительный компонент надежно защищен от соприкосновения с бензином, его срок службы выше.
Виды электронных бесконтактных измерительных устройств для замера объема
После демонтажа устройства выполняется его проверка и ремонт:
— Сначала тестируется герметичность поплавка. Выполняется диагностика резистивного слоя на плате. Если эти элементы изношены, то их можно заменить при условии, что есть запчасти от «донора».
— В случае если резистивный слой стерся, для устранения проблемы можно укоротить контакт, имеющийся на плате. Это позволит элементам перемещаться по сохранившейся части слоя.
— Чтобы отремонтировать контроллер, его нужно разобрать. Поводок извлекается из защелки (этот же элемент выполняет функцию оси контактной пластины).
— Плата распаивается и извлекается из корпуса регулятора. Затем, используя наждачную бумагу, выполняется очистка схемы от следов окислений. Действовать необходимо осторожно, поскольку плата хрупка.
— Схема устанавливается обратно. Этот элемент надо поставить так, чтобы исключить вероятность появления зазоров между ним и корпусом контроллера со стороны цифровой кодировки. С помощью паяльника делается две засечки в корпусе регулятора. Если этого не сделать, то схема может перемещаться.
— К регулятору подключается провод с разъемом и заземление.
Как сделать датчик своими руками?
Самодельный емкостный контроллер производится из двух модулей, подключенных между собой с помощью трех проводов:
— Первый модуль, выполненный в виде металлической пластины, подключается к блоку емкостного регулятора.
— Второй модуль необходимо соединить с блоком отображения.
— По двум электролиниям питание поступает на блок устройства. По третьему проводнику на блок идет сигнал, преображающийся в показатель объема топлива.
Прежде чем изготовить датчик, надо учесть следующие нюансы:
— Рабочая поверхность двух электродов должна быть заизолирована от контакта.
— Пространство между электродами должно полностью заполняться топливом, если контроллер погружается в жидкость.
— В бензобак необходимо установить датчик под наклоном.
— Самодельное устройство не должно иметь подвижных компонентов и частей.
— Питание регулятора должно быть организовано не более, чем от 5 Ватт. Если напряжение будет более высоким, то топливо может воспламениться от воздействия искры.
— Измерительная схема должна быть размещена как можно ближе к контроллеру. Кабеля для ее соединения должны быть не длиннее 2 см.
Обмануть датчики уровня топлива можно таким образом:
— Чтобы обмануть показания ультразвукового датчика, на него нужно воздействовать током либо напряжением, также подойдет магнит. Последний устанавливается поверх регулятора. Это приводит к увеличению напряжения и появлению сбоев в работе датчика.
— Погружаемые устройства более герметичны, точнее определяют объем горючего и устойчивы ко внешним воздействиям. Для обмана такого регулятора пользователю необходимо согнуть патрубок внутри топливного бака.