Разное// alexxlab

Приора датчик фаз: Какие датчики стоят на Приоре: где установлены, симптомы неисправности

Содержание

признаки неисправности, замена, где находится

Высокие показатели мощности и экономичности современных двигателей сгорания обусловлены применением электронных устройств, которые управляют процессом впрыска топлива. Датчик распредвала Лада Приора относится к числу таких элементов.

Такое изделие позволяет определить точное положение газораспределительного механизма по отношению к коленвалу.

Где находится датчик

Чтобы проверить правильность подключения датчика, а также произвести замену устройства, необходимо знать, где находится этот элемент управляющей системы ГРМ.

Эти детали располагаются в двигателях с 8 и 16 клапанам по-разному, например:

  • На машинах, которые оснащаются 8-клапанными двигателями, датчики распредвала находятся на торцевой части блока головки цилиндров со стороны коробки передач.
  • Если на автомобиль устанавливается мотор 16 клапанов, то это устройство также находится на ГБЦ, но только со стороны шестерней распределительного механизма.

Если датчик неисправен, то его следует заменить. Чтобы не приобретать напрасно новое устройство, следует знать основные симптомы, которые могут указывать на наличие проблем с этой деталью.

Признаки неисправности

Даже при значительном отклонении в работе этого устройства двигатель на Приоре будет работать, но при эксплуатации транспортного средства могут наблюдаться следующие признаки неисправности:

  • существенно увеличится расход топлива;
  • повышается токсичность выхлопа, который визуально можно определить по наличию чёрного дыма;
  • снижаются показатели мощности двигателя;
  • мотор плохо заводится;
  • двигатель неустойчиво работает на холостых оборотах.

При неисправности датчика фаз возможны также нарушения в работе электронных устройств самодиагностики автомобиля, но если работоспособность системы сохраняется, то при поломке этой детали будут указаны коды: Р0340, Р0342 или Р0343.

Как проверить и заменить

После того как датчик фаз будет обнаружен, можно приступить к диагностике этого элемента. Располагая только возможностью использовать обычный мультиметр, можно точно установить работоспособность детали. Работа выполняется в такой последовательности:

  1. Включить зажигание автомобиля.
  2. Перевести мультиметр в режим  измерения постоянного тока.
  3. Замерить напряжение на клеммах аккумулятора.
  4. Найти датчик положения распредвала.
  5. Присоединить один щуп к «массе», а другой — к центральному выводу устройства. При этом напряжение должно совпадать со значением, которое ранее было зафиксировано на клеммах аккумулятора.
  6. Таким же образом следует провести диагностику черно-белого разъёма ДПРВ. На этом выводе должно быть напряжение около 5 Вольт.

Чтобы не приобрести подделку в магазине, рекомендуется проверить датчик с помощью ключа зажигания. Изделие хорошего качества оснащается довольно мощным магнитом, с помощью которого ключ или иное небольшое металлическое изделие, будут притянуты к устройству.

Если при эксплуатации будут наблюдаться симптомы неисправности описанные выше, то наиболее быстрым способом определить наличие поломки является замена датчика распредвала Лада Приора  на заведомо исправное изделие.

Чтобы установить новую деталь, необходимо:

  1. Найти место, где расположен датчик.
  2. Отсоединить от этой детали колодку проводов.
  3. Используя ключ на 10, открутить болт крепления датчика к двигателю.
  4. Поставить новую деталь.

Установив новый датчик, исправность которого не вызывает сомнений, можно максимально быстро восстановить работоспособность двигателя, если причиной неисправности являлась эта деталь. Во многих случаях причиной нестабильной работы ДПРВ может являться плохой электрический контакт в месте подключения электрической колодки. Если визуально определено наличие на контактах окислов, их необходимо почистить твёрдым неметаллическим предметом, а затем обработать этиловым спиртом.

Видео по теме

Хорошая реклама

 

Датчик фаз Калина (8 клапанов): где находится, признаки поломки

Датчик фаз для Калины с 8 клапанами считается одним из многочисленных приборов, который обеспечивает работу двигательной установки. Он еще называется датчиком распределительного вала. Его не устанавливают в карбюраторе мотора — он находится на головке цилиндрового блока слева в торце. В Лада Калина прибор устанавливается справа от клапанной крышки, у заливной горловины. Поскольку он ломается подобно другим деталям, необходимо знать больше моментов о признаках неисправности, причинах поломок и самостоятельной замене детали.

Признаки поломки

Датчик распредвала на Лада Калина определяет положение газового распределительного механизма в короткий промежуток времени. Это необходимо для отдачи команды двигательному управляющему блоку и для поступления топлива в систему. Датчик клапанов определяет, как расположен первый цилиндр, и синхронизирует зажигание. Понять, что он неисправен, можно по следующим моментам:

  • нестабильное функционирование мотора,
  • перезапуск мотора после остановки,
  • повышенный топливный расход,
  • понижение мощности двигателя,
  • неактивная динамика разгона.

Можно утверждать, что датчик положения фаз сломан и необходима замена датчика фаз, если:

  • блокируется трансмиссия на одной скорости,
  • индикаторы на панели говорят о системных ошибках,
  • машина передвигается рывками и периодически глохнет.

О неисправности также говорит разгон автомобиля до 80 километров в час и отсутствие двигательного запуска после остановки.

Важно! Если появляется ошибка 0340, 0342, то можно не искать другие симптомы неисправности. Вина лежит на измерительном приборе, находящимся в области двигателя. Даже после того, как пользователь уже поменял его, есть риск обрыва соединений.

Причины поломки

Датчик распределительных валов или ДПРВ ломается, если исчерпывается ресурс его эксплуатации, повреждается корпус контролера, обрывается цепь, случается короткое контактное замыкание, обрывается измерительное устройство от физического воздействия. Поломка случается из-за некорректной работы ЭБУ.

Замена датчика

Чтобы лично сменить датчик на Лада Калина, необходимо взять: 10-й ключ, новый расходник, тряпку, крестообразную отвертку и дополнительный источник света. Далее действовать по инструкции:

  1. Открыть капот.
  2. Справа от заливной горловины найти контроллер.
  3. С помощью отвертки отщелкнуть проводниковую колодку.
  4. Десятым ключом выкрутить крепеж.
  5. Извлечь контролер, провести дефектовку для посадки расходника.
  6. Очистить место для нового расходника, вставить новый прибор.
  7. Надеть колодку с проводами.

Замена контролера завершена. Останется запустить двигатель и проверить, как работает новое оборудование. Если соблюдать регламент постановки нового расходника, то он в среднем, прослужит 90000 километров. На все манипуляции потребуется потратить 1 час. Лучше не стараться сделать процедуру быстрее во избежание поломки пластмассовых фиксаторов.

В результате датчик фаз на Лада Калина — необходимая деталь для нормальной работы двигателя. Ломается он редко, но необходимо знать признаки и причины поломки, а также запомнить пошаговую инструкцию его починки.

Видео по теме

Хорошая реклама

 

Приора, Калина. Где находится и его замена.

Сигнал датчика фаз(далее ДФ) используется контроллером ЭСУД для организации впрыска топлива. Принцип действия ДФ основан на эффекте Холла. На шкиве распредвала управляющего впускными клапанами расположен задающий диск с прорезью. При прохождении прорези через паз ДФ, датчик образует импульс сигнала уровня «земли»(около 0В). Этот момент соответствует положению поршня первого цилиндра в такте сжатия.

Где установлен датчик фаз

датчик фаз 4х4

датчик фаз Приора, Калина

Датчик фаз установлен на головке блока цилиндров, справа от шкива впускного распредвала.

Схема подключения датчика фаз — упрощённая

Датчик фаз — неисправности

Ошибка датчика фаз, или его цепей, фиксируется контроллером с занесением в память кода неисправности и включением сигнализатора.

Наиболее вероятные неисправности ДФ связаны, прежде всего, с целостностью его цепей и надёжностью соединений.

Поэтому, при получении кода неисправности Р0340, осматриваем колодки соединений датчика, контроллера, главного реле. Выявляем и устраняем повреждения соединений, контактов, проводов.

Если код ошибки продолжает сохраняться проверяем электрические цепи ДФ.

Как проверить датчик фаз

  • выключить зажигание;
  • отсоединить колодки от ДФ, контроллера, главного реле;
  • проверить цепь между контактом «3» колодки датчика и контактом «Х2/31» колодки контроллера;
  • проверить целостность цепи между контактом «1» колодки датчика и контактом «47» колодки контроллера;
  • также проверить цепь от главного реле до контакта «2» колодки датчика.

В том случае если цепи исправны, ДФ заменяется на заведомо исправный и проводится проверка на возникновение кода Р0340. Возникновение ошибки Р0340 в описанном случае означает необходимость замены контроллера.

Замена датчика фаз

Снятие

  1. Отключить зажигание.
  2. Отсоединить колодку проводов от разъёма ДФ.
  3. Гаечным ключём на 10 или головкой отвернуть болты крепления ДФ.
  4. Снять датчик фаз.

Установка датчика фаз

  1. Перед установкой смазать моторным маслом поверхность уплотняющего кольца датчика фаз.
  2. Установить ДФ на головку блока цилиндров.
  3. Завернуть болты крепления ДФ.
  4. Затянуть болты крепления моментом 3,8…8,2 Н.м.
  5. Присоединить колодку проводов к разъёму.

Спрашивайте в комментариях. Ответим обязательно!

признаки неисправности, ремонт и замена

В автомобилях нового поколения используется электронная система управления двигателем, основу которой составляет ЭБУ и датчики. В статье рассматривается два измерителя: датчик коленвала Приора и датчик распредвала. Дается их описание и инструкция по замене.

Содержание

[ Раскрыть]

[ Скрыть]

Описание ДПКВ

В датчике положения коленчатого вала (ДПКВ), как и во многих других, используется эффект Холла. Ток поступает на стержень с полупроводником, у которого зубья меняют магнитное поле при вращении коленвала. По отношению к регулятору шкив всегда занимает положение, которое соответствует ВМТ 1-го цилиндра двигателя. Данные с ДПКВ используются ЭБУ для открытия форсунок и подачи искры в цилиндры.

ДПКВ для Приоры

Распространенные неисправности и способы их устранения

Признаки неисправности регулятора:

  • движение с рывками;
  • плохая работа мотора на холостом ходу;
  • перерасход топлива;
  • потеря мощности;
  • сильный дым в выхлопных газах.

Перед тем, как менять прибор, его следует снять и проверить на исправность. Для этого выводы ДПКВ подключаются к мультиметру. Сопротивление должно находиться в пределах от 500 до 700 Ом. Если показания меньше, это свидетельствует о межвитковом замыкании, если больше (сопротивление стремится к бесконечности), то нарушен контакт или произошел обрыв катушки. В обоих случаях датчик нужно менять (автор видео — IZO)))LENTA).

Инструкция по замене регулятора

ДП коленвала расположен на крышке масляного насоса около привода распределительного вала. Для его замены нужно купить новый прибор согласно маркировке, нанесенной на старом изделии.

Процедура замены простая:

  1. Снимаем клемму с минуса АКБ.
  2. Отсоединяем от ДПКВ колодку с проводами, отогнув фиксатор.
  3. После этого ключом на «10» откручиваем крепежный болт.
  4. Теперь модно вынимать регулятор.
  5. Место установки следует очистить от загрязнений и можно устанавливать новое изделие.
  6. Далее вкручивается болт крепления, и подсоединяются провода.

Описание датчика распредвала

Датчик положения распредвала (ДПРВ) предназначен контролировать положение распредвала относительно коленвала, чтобы ЭБУ мог получить информацию о том, какой из цилиндров мотора находится в такте. На основании полученной информация синхронизируется работа топливных форсунок и подачи искры в камеру сгорания.

Внешний вид ДПРВ

Распространенные неисправности и способы их устранения

Неисправность ДПРВ можно определить по следующим признакам:

  1. При запуске двигателя стартер прокручивает маховик несколько секунд, Когда мотор начинает работать, на приборной панели появляется надпись «Check Engine». Это означает, что ЭБУ ждет информации от прибора.
  2. Повышенный расход топлива.
  3. Во время эксплуатации выскакивает ошибка при самодиагностике автомобиля.
  4. Падает динамика двигателя.
  5. Не запускается двигатель.
  6. Повышается токсичность выхлопных газов.

Инструкция по замене регулятора

ДПРВ ремонту не подлежит, при его поломке его следует заменить. Для замены регулятора нужно собрать ключи из головки на «10» и удлинителей.

Собранный ключ из удлинителей и головки

Процесс замены состоит из этапов:

  1. Снимаем с аккумулятора отрицательную клемму.
  2. Нажав на фиксатор, отсоединяем жгут проводов.
  3. Выкручиваем два болта крепления.
  4. Вынимаем поломанный датчик распредвала и устанавливаем на его место новый.
  5. Выполняем обратные действия по сборке.

Датчики распредвала и коленвала несложно менять. Если знать, где они находятся и как крепятся, то замену может сделать любой автолюбитель. Таким образом, можно избавить себя от посещения автосервиса.

 Загрузка …

Видео «Замена датчика фаз»

В этом видео демонстрируется, как поменять ДПРВ на автомобиле ВАЗ (автор ролика — канал В гараже у Сандро).

Как выявить неполадку датчика фаз

Датчики относятся к измерительным приборам, они преобразуют измеряемые физические величины в электрические сигналы и выводят на табло цифровые данные.

Датчик фаз присутствует во всех 16-ти клапанных моторах  семейства ВАЗ; На 8-ми клапанных с нормой токсичности евро-3 и с фазированным, последовательно распределённым впрыском топлива.

 Стоит отметить, что в период с 2004г по 2005г на такие двигатели как 2111, 2112, 21114, 21124 с блоками управления двигателем Bosch M7.9.7 и Январь 7.2 началась массовое внедрение Датчиков фаз.

         Датчик фаз предназначен для определения цикла работы двигателя и формирования импульсного сигнала. Датчик фаз, является интегральным датчиком, т.е. включает чувствительный элемент и вторичный преобразователь сигнала в импульс. Чувствительный элемент датчика работает по принципу Холла, реагируя на изменения магнитного поля. Вторичный элемент датчика содержит в себе мостовую схему, операционный усилитель, выходной каскад. Выходной каскад выполнен по типу открытого коллектора.

         Работа датчика фаз представляет собой  выбор такта для первого цилиндра: распредвал активная ссылка переход в корзину распределительный вал определяет какой клапан открыт, какая фаза газораспределения.

В карбюраторных моторах данного датчика нет. Дело в том, что карбюраторный мотор подаёт искру свечи в момент сжатия и в конце пуска отработавших газов, а для такого принципа работы достаточно показаний датчика положения коленчатого вала (ДПКВ). Данный тип работы двигателя носит название «система зажигания».

На инжекторных двигателях, когда датчик фаз(ДФ) умирает, загорается чек, и двигатель переходит  с фазированного впрыска на систему зажигания, то есть опираясь всего лишь на показания ДПКВ.

 

         Ситема фазированного впрыска устроена следующим образом: датчик фаз передают импульс на  электронный блок управления двигателем (ЭБУД) активная ссылка переход в корзинуЭБУД, который управляет подачей топлива и форсунка впрыскивает бензин в цилиндр перед самым открытием впускного клапана. Когда клапан открылся, воздух всасывается в впускной клапан и топливо активно перемешивается с воздухом.

 

         Датчик фаз установлен на двигателе со стороны воздушного фильтра, рядом с головкой блока цилиндров.

Внешние проявления неисправностей датчика фаз

 

— Во время запуска двигателя, стартер крутится 3-4 секунды, затем двигатель запускается и загорается лампочка(Check engine)). В этом случае, во время запуска, ЭБУД ждёт показания с датчика фаз, не дожидается и переходит в режим работы двигателя опираясь на систему зажигания (по ДПКВ).

— Повышенный расход бензина.

— Сбои режима самодиагностики.

— Снижение динамики двигателя, (так же причина может быть в  Датчике массового расхода воздуха (ДМРВ) BOSCH  M7.9.7 и в низкой компрессии двигателя.

— может быть затруднён запуск двигателя, но это чаще всего связано с BOSCH мозгами, но Январе – проблем не возникает.

Ошибка датчика фаз

0340  Ошибка датчика фазы.
0343  Высокий уровень сигнала датчика фаз (Датчик положения распределительного вала– высокий сигнал)

 

         При неисправности датчика загорается красная лампочка(Check engine)) и выскакивает ошибка P0340 – «Ошибка датчика фазы» или «неисправен датчик положения распредвала».

 

 

Датчик фаз и датчик положения распредвала – это один и тот же датчик.

 

Чаще всего ремонт обходится просто: нужно заменить датчик на новый.

 

Датчик фаз (8-клап.) и датчик фаз (16-клап.)  — Вы можете приобрести у нас !

  НЕ ТОРМОЗИ  —  ПОКУПАЙ ДЕШЕВЛЕ ! ! !

 

Не стоит упускать из виду, что контакты на датчике могли окислиться или оборваться. Для этого нужно зачистить контакты и прозвонить проводку:  на клемме датчика, на контакте А постоянно должно присутствовать 12В, на других клеммах – по 0.

Так же ошибки, связанные с датчиком фаз, могут быть связаны с неисправной работой ДПКВ или ремень ГРМ  соскочил на зуб.

 

Вам, так же будет полезна информация : Как самостоятельно заменить датчик фаз (ДПРВ) на автомобиле семейства ВАЗ с инжекторной системой двигателя.

 

 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.

Frontiers | Кислородные оптодные датчики: принцип, характеристика, калибровка и применение в океане

1. Введение

Концентрация растворенного кислорода в морской воде входила в набор параметров, измеренных во время знаменитого исследования H.M.S. Экспедиция Челленджера 1873–1876 гг. (Диттмар, 1884), которую принято считать началом современной океанографии. Уже тогда распределение кислорода считалось одновременно сложной и информативной величиной. Об этом свидетельствует удивление Диттмара, обнаружившего небольшое, но широко распространенное пересыщение в поверхностном океане, тогда как очень низкие значения обычно обнаруживались на больших, а иногда и на умеренных глубинах (Richards, 1957).С тех пор кислород был стандартным параметром в океанографии. Однако главной предпосылкой для этого было изобретение Винклером (1888) элегантного и точного мокрого химического метода, который, как ни удивительно, хотя и с различными улучшениями (например, Carpenter, 1965), до сих пор остается стандартным методом. Эта благоприятная ситуация позволила океанографам нарисовать не только наиболее подробную картину распределения кислорода в океане, но и обнаружить незаметные текущие изменения, которые зарекомендовали себя как феномен «дезоксигенации океана» (Keeling et al., 2010).

Однако растущая проблема понимания реакции океана и обратной связи на глобальные изменения требует расширенного масштаба наблюдений как в пространстве, так и во времени. Океанографии необходимо преодолеть хроническую проблему недостаточной выборки с помощью новых подходов к наблюдениям. В физической океанографии глобальный массив поплавков Арго произвел революцию в области наблюдений и продемонстрировал путь вперед (Riser et al., 2016). Сегодня мы видим развивающуюся глобальную систему наблюдений, включающую целый набор автономных платформ и сетей наблюдения.Чтобы морская биогеохимия могла использовать эти сети для решения сложных задач наблюдения, необходим набор химических и биологических датчиков с соответствующими характеристиками с точки зрения размера, энергопотребления, точности / точности, долговременной стабильности и т. Д.

Для кислорода давно доступны электрохимические сенсоры на основе патента, разработанного Кларком (Канвишер, 1959). Несмотря на их успешное использование в широком спектре морских приложений, а также значительные улучшения с течением времени, нельзя было продемонстрировать, что эта технология удовлетворяет очень жесткой долгосрочной цели точности 1 мкмоль кг −1 /1 гПа, как определено Грубером и другие.(2010). Кислородные оптоды, технология, разработанная еще двумя десятилетиями ранее (Каутский, 1939), были внедрены в водные исследования гораздо позже (Tengberg et al., 2006). После многообещающих ранних результатов (например, Körtzinger et al., 2004, 2005) сообщество специалистов по биогеохимии океана затратило значительное время и усилия, чтобы полностью охарактеризовать основные коммерчески доступные океанографические кислородные датчики на основе оптодов, учитывая их готовность к использованию на новых платформах наблюдения. такие как поплавки и планеры.В результате появились глубокие знания о характеристиках сенсоров и передовых методах работы. Цель данной статьи — собрать все эти знания во всеобъемлющем, но кратком виде, сделав ее универсальным магазином для пользователей, которым нужна информация и рекомендации по оптимальному использованию кислородных оптодов.

2. Основы

2.1. Принцип восприятия

Кислородные оптоды основаны на принципе тушения люминесценции кислородом. Одно из первых описаний было дано Каутским (1939), и почти все люминофоры тушены молекулярным кислородом (Lakowicz, 2006, гл.8). Когда люминофор L возбуждается коротким импульсом света с правильной длиной волны, он может перейти в электронно-возбужденное состояние L *. Оттуда он может релаксировать до своего основного состояния за счет неизлучательных процессов или светового излучения (т.е. люминесценции). Скорость этих процессов регулируется, так что интенсивность люминесценции I 0 или I экспоненциально затухает со временем (Рис. 1), где индекс 0 означает отсутствие кислорода. Скорость затухания характеризуется временем жизни люминесценции Λ 0 или Λ, соответственно, временем, за которое интенсивность спадает до 1 / e.

Рис. 1. Иллюстрация затухания люминесценции (A) в отсутствие O 2 и (B) с тушением в присутствии O 2 . Показано только однократное короткое импульсное возбуждение люминофора (синий) и связанное с ним затухание люминесценции (красный).

Кислород может гасить люминесценцию возбужденного состояния L * за счет столкновения с люминофором и передачи избыточной энергии, что называется динамическим тушением :

L ∗ + O2 → L + O2 *.(1)

Этот путь безызлучательной релаксации снижает как интенсивность люминесценции I , так и время жизни Λ в присутствии O 2 (рис. 1B). Величину гашения можно связать с уравнением Штерна-Фольмера,

I0I = Λ0Λ = 1 + KSV ′ · aO2M≈1 + KSV ′ · cO2M, (2)

, где KSV ‘- постоянная Штерна-Фольмера, а aO2M или cO2M — активность или концентрация кислорода, соответственно, в пределах чувствительной фольги, содержащей иммобилизованный люминофор ( M ).Кислород ведет себя почти идеально, поэтому его (термодинамическая) активность может быть заменена его концентрацией. Константа Штерна-Фольмера пропорциональна коэффициенту диффузии кислорода, т.е. динамическое тушение контролируется диффузией (уравнение Смолуховского, например, Lakowicz, 2006, глава 8).

Поскольку равновесие между чувствительной фольгой и окружающей морской водой устанавливается посредством равных парциальных давлений p O 2 (см. Ниже), а растворимость O 2 cO2 *, M внутри чувствительной фольги обычно неизвестна, последнее может быть включены в KSV = KSV ′ · cO2 *, M и уравнение 2) изменено на:

I0I = Λ0Λ = 1 + KSV · pO2.(3)

Обратите внимание, что, за исключением потенциальных вторичных реакций возбужденных молекул O2 *, тушение не потребляет кислород, и поэтому оптодам не нужно находиться в потоке перекачиваемой воды, который будет непрерывно заменять любой потребляемый кислород для достижения стабильного (и правильный) сигнал. Устойчивое состояние достигается, когда парциальные давления, p O 2 , уравновешиваются по всей системе.

2.2. Реализация датчика

Измерения интенсивности люминесценции легко искажаются из-за изменений интенсивности источника возбуждающего света, рассеяния окружающей среды и других матричных эффектов и, таким образом, подвержены повышенной изменчивости и дрейфу.Поэтому все оптические кислородные датчики, используемые в морской науке, измеряют время жизни люминесценции Λ, а не ее интенсивность I , используя метод одночастотного фазового сдвига: вместо использования короткого импульса (сравните Рисунок 1) возбуждение модулируется по интенсивности. . Излучение модулируется с той же частотой, но из-за конечного времени жизни Λ возбужденного состояния сдвинуто по фазе относительно возбуждения (рис. 2). Для экспоненциального затухания люминесценции время жизни Λ пропорционально тангенсу фазового сдвига φ, где f является частотой модуляции (уравнение 4; вывод, приведенный в Lakowicz, 2006, гл.5). Оптоды Aanderaa используют частоту модуляции f 5000 Гц, а оптоды Sea-Bird используют 3 840 Гц.

загар φ = 2π · f · Λ (4)

Рис. 2. Иллюстрация измерения времени затухания, тушения и фазового сдвига люминесценции при отсутствии O 2 (левый столбец) и присутствии O 2 (правый столбец) соответственно. Концептуальное добавление множества импульсов возбуждения (A, B), с модуляцией интенсивности и суперпозиция затуханий люминесценции приводит к излучению с модуляцией интенсивности и сдвигом фазы в непрерывном случае (C, D) .Фазовый сдвиг φ зависит от срока службы Λ согласно уравнению (4).

Таким образом, фазовый сдвиг φ и время жизни Λ несут одну и ту же информацию, но они не равны. Уравнение Штерна-Фольмера не действует для фазовых сдвигов φ (уравнения 2, 3).

Люминофор в кислородных оптодах погружен и иммобилизован в проницаемой для кислорода чувствительной фольге или тонкой пленке, чтобы избежать выщелачивания люминофора в окружающую среду и сохранить чувствительность O 2 . Чувствительная пленка помещается на водную сторону оптического окна и, таким образом, подвергается воздействию окружающей морской воды, в то время как электроника возбуждения и обнаружения находится внутри корпуса датчика за оптическим окном.Датчики построены как для unpumped (например, Aanderaa, JFE Advantech, RBR, Contros) и перекачивается (например, Sea-Bird) режим работы (что не мешает, конечно, unpumped датчики, которые будут использоваться в перекачиваемой проточную кювету) .

Когда люминофор растворен в растворе, высокая молекулярная диффузия гарантирует, что каждый люминофор имеет одинаковую среду во временном масштабе времени жизни люминесценции (десятки мкс). Следовательно, люминофоры в растворе демонстрируют линейное поведение Штерна-Фольмера в соответствии с уравнениями (2, 3) (т.е.е. отношение I 0 к I или Λ 0 к Λ линейно с O 2 ). Обратите внимание, что даже для линейного поведения Штерна-Фольмера соотношение I — кислород и Λ — кислород является нелинейным (уравнения 2, 3; рисунок 3B).

Рис. 3. Концептуальная иллюстрация линейного поведения Штерна-Фольмера (серый) и нелинейного поведения Штерна-Фольмера (красный) в виде графика Штерна-Фольмера (A) и графика срока службы Λ от O 2 (В) .Обратите внимание, что время жизни (или фазовый сдвиг) — кислородная зависимость всегда нелинейна.

Однако в конденсированных средах, таких как чувствительная фольга кислородных оптодов, движение молекул сильно затруднено. Таким образом, различные или неоднородные химические среды вокруг люминофоров сохраняются на временных масштабах люминесценции (десятки мкс), то есть взаимодействия с матрицей у разных люминофоров различны. Из-за этой неоднородности все кислородные оптоды демонстрируют нелинейное поведение Штерна-Фольмера, т.е., они делают , а не , следуют уравнениям 2, 3. Вместо этого они показывают кривизну вниз графика Штерна-Фольмера (рисунок 3).

Для измерения кислорода с помощью кислородных оптодов обязательно необходимо установить химическое равновесие между чувствительной фольгой, где люминофор иммобилизован, и окружающей морской водой. Люминофор реагирует на активность O 2 (термодинамическую) в чувствительной фольге aO2M (поскольку тушение регулируется диффузией), тогда как активность O 2 в окружающей среде, aO2L, обычно представляет интерес для пользователя. .Обе фазы находятся в равновесии, когда их химические потенциалы равны, т.е. μO2M = μO2L. Для газа, растворенного в другой среде (т. Е. Кислорода, растворенного в чувствительной фольге или морской воде), определение закона Генри связывает химический потенциал O 2 , μ O 2 с активностью растворенного вещества, a O 2 , по уравнению (5) (см. Учебники физической химии)

μO2 = μO2∘ (T, P) + R · T · lnaO21 моль л − 1, (5)

, где μO2∘ (T, P) — химический потенциал воображаемого стандартного состояния при температуре T и гидростатическом давлении P с активностью O 2 1 моль л −1 и растворенным кислородом, который ведет себя как если бы бесконечно разбавленный.Это стандартное состояние характерно для среды, т.е. μO2∘, M ≠ μO2∘, L. Для кислорода в газовой фазе химический потенциал определяется законом Рауля

. μO2 = μO2⦵ (T, P) + R · T · lnfO21 бар, (6)

, где μO2⦵ (T, P) — химический потенциал чистого газа при давлении 1 бар (и при температуре T и гидростатическом давлении P ) в стандартном состоянии, а f O 2 — летучесть О 2 . Используя определение константы Генри, K H , O 2 , или растворимость, cO2 *, соответственно,

KH, O2 = fO2aO2 = 1cO2 *, (7)

стандартные потенциалы уравнений (5, 6) могут быть связаны,

μO2∘ (T, P) = μO2⦵ (T, P) + R · T · ln KH, O2 = μO2⦵ (T, P) −R · T · ln cO2 *.(8)

Для условия равновесия между чувствительной фольгой и окружающей средой, μO2M = μO2L, теперь мы можем написать

μO2∘, M (T, P) + R · T · ln aO2M1 моль L − 1 = μO2∘, L (T, P) + R · T · ln aO2L1 моль · L − 1, (9)

, что равно

μO2⦵ (T, P) + R · T · ln fO2M

обзоры на датчик фазы

— Интернет-магазины и отзывы на датчик фазы на AliExpress

Отличные новости !!! Для фазового датчика вы находитесь в нужном месте.К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку этот верхний фазовый датчик в кратчайшие сроки станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели датчик фазы на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в датчике фазы и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам разобраться, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести phase sensor по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните лучший опыт покупок прямо здесь.

Лучший датчик фазы — Отличные предложения на датчик фазы от глобальных продавцов датчиков фазы

Отличные новости !!! Для фазового датчика вы находитесь в нужном месте. К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress.У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку этот верхний фазовый датчик в кратчайшие сроки станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели датчик фазы на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в датчике фазы и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам разобраться, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести phase sensor по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните лучший опыт покупок прямо здесь.

A Обзор и анализ производительности

Растет спрос на маломощные сенсорные устройства с высоким разрешением и встроенными возможностями обработки изображений, особенно с возможностью сжатия. Технология CMOS позволяет интегрировать распознавание и обработку изображений, что позволяет улучшить общую производительность системы.В этой статье дается обзор современного состояния КМОП-датчиков изображения с встроенным сжатием изображения. Во-первых, рассматриваются типичные сенсорные системы, состоящие из отдельного блока захвата изображения и блока обработки сжатия изображения, за которыми следуют системы, которые объединяют сжатие в фокальной плоскости. В документе также представлен подробный обзор новой парадигмы дизайна, в которой сжатие изображения выполняется на этапе захвата изображения перед хранением, называемого сбором с сжатием. Также представлены высокопроизводительные сенсорные системы, о которых сообщалось в последние годы.В конце представлены анализ производительности и сравнение представленных проектов с использованием различных парадигм дизайна.

1. Введение

Датчики изображения используются в самых разных приложениях, таких как биомедицинские микросистемы, мобильные устройства, персональные компьютеры и видеокамеры [1]. Поскольку разрешение изображения и частота кадров продолжают расти, возможности обработки изображений становятся важным фактором как для статических, так и для видеоустройств. Сжатие — один из самых сложных этапов обработки.Тем не менее, сжатие изображения достигается за счет удаления пространственной избыточности, тогда как в видеоустройствах временная избыточность может использоваться для дальнейшего повышения эффективности сжатия. Были предложены различные алгоритмы сжатия изображений и схемы кодирования, такие как кодирование с предсказанием, алгоритмы сжатия на основе дискретного косинусного преобразования (DCT) [2–4] и алгоритмы сжатия на основе вейвлетов [5–8]. Международные комитеты публикуют стандартные схемы кодирования как для неподвижных изображений, так и для видеопотока, такие как серия стандартов Joint Photographic Experts Group (JPEG) [9, 10], H.26x [11], опубликованные Международным союзом электросвязи (ITU), и стандарты группы экспертов по движущемуся изображению (MPEG) [12], опубликованные Международной организацией по стандартизации (ISO) и Международной электротехнической комиссией (IEC).

Стандарты сжатия изображения / видео, реализованные в схемах СБИС, описаны в ранней литературе [13–15]. Улучшение технологии CMOS приводит к тому, что датчик изображения CMOS может конкурировать с датчиком изображения CCD во многих приложениях [16, 17].Соответственно, с конца 1990-х годов доля рынка КМОП-датчиков изображения быстро увеличилась. Технология CMOS обеспечивает интеграцию считывания изображений и обработки изображений, что делает датчик изображения CMOS оптимальным решением для повышения производительности всей системы. В последние несколько десятилетий датчики изображений, объединяющие различные алгоритмы сжатия на кристалле, такие как прогнозирующее кодирование [18], обработка изображений на основе вейвлетов [19], обработка изображений на основе DCT [20], условное пополнение [21], алгоритм SPIHT [22], а также FBAR и QTD обработка [23].Самый простой способ разработать такую ​​систему — реализовать различные функции с использованием специализированных схемных блоков, таких как блок считывания изображения и блок обработки сжатия изображения. Другой вариант — реализовать сжатие изображения в матрице датчиков, что называется сжатием в фокальной плоскости. Если система датчика изображения объединяет сжатие в фокальной плоскости, обработка изображения выполняется рядом с фокальной плоскостью после захвата значения пикселя. В такой системе можно ожидать более высокого качества изображения и более высокой скорости обработки.Недавно в новой парадигме проектирования, называемой сбором с сжатием [24], было предложено выполнять сжатие изображения во время фазы захвата изображения, перемещая фазу обработки изображения до фазы сохранения. Он сочетает в себе захват изображения со сжатием, что позволяет снизить требования к хранению на кристалле.

Некоторые широко используемые алгоритмы сжатия изображений сначала рассматриваются в разделе 2. В разделе 3 сравниваются различные парадигмы, которые используются при разработке датчиков изображения CMOS, которые объединяют алгоритмы сжатия изображений на кристалле.Эти конструктивные парадигмы включают в себя интегрированный процессор сжатия изображения вне массива матрицы датчиков изображения, интегрированный процесс сжатия матрицы матрицы датчиков изображения в фокальной плоскости и матрицу датчиков изображения с получением сжатия, выполняющую обработку сжатия во время фазы захвата. В конце раздела 3 также представлены некоторые высокопроизводительные системы, о которых сообщалось в последние годы, с последующим анализом производительности и сравнением рассмотренных проектов. Раздел 4 завершает общий документ.

2. Стандартное сжатие изображения / видео
2.1. Алгоритмы сжатия неподвижных изображений

Сжатие изображений уменьшает объем данных, необходимых для представления цифрового изображения, за счет устранения избыточности данных. Алгоритмы сжатия изображений можно разделить на с потерями и без потерь.

При сжатии изображений с потерями существует компромисс между степенью сжатия и качеством восстановленного изображения. Если можно допустить искажение, вызванное сжатием, увеличение степени сжатия становится очень значительным. Алгоритмы сжатия изображений с потерями могут выполняться либо в пространственной области, либо в области преобразования (например, в частотной области).Классическая схема сжатия изображений с потерями — это кодирование с предсказанием с потерями. Прогнозируемое значение квантуется с использованием ограниченных битов. Существуют различные эффективные предикторы, такие как предиктор с поправкой на градиент (GAP) и медианный адаптивный предиктор (MED). Другой способ сжатия изображения — сначала отобразить изображение в набор коэффициентов преобразования с помощью линейного обратимого преобразования, такого как преобразование Фурье, преобразование дискретного косинусного преобразования (DCT) [2–4] или вейвлет [5–8] преобразовать. Затем вновь полученный набор коэффициентов преобразования квантуется и кодируется.

Алгоритмы сжатия изображений без потерь представляют собой безошибочное сжатие, которые широко используются в медицинских приложениях, спутниковых изображениях, сжатии деловой документации и рентгенографии, поскольку любая потеря информации нежелательна или запрещена. Как правило, сжатие изображения состоит из удаления избыточности кодирования или межпиксельной избыточности, либо того и другого. Самый простой способ сжать изображение — уменьшить избыточность кодирования с помощью схем кодирования переменной длины. Схема кодирования переменной длины отображает исходные символы в переменное количество битов.Кодирование Хаффмана [25, 26] и арифметическое кодирование [27, 28] — все это хорошо известные стратегии кодирования с переменной длиной слова. Эффективный способ уменьшить межпиксельную избыточность — использовать схемы кодирования битовой плоскости. В схеме кодирования битовой плоскости изображение сначала разлагается на серию двоичных изображений, а затем эти изображения сжимаются с помощью алгоритма двоичного сжатия, такого как схема кодирования длин серий и схема отслеживания и кодирования контуров. Другой способ удаления межпиксельной избыточности — использование схемы кодирования Лемпеля-Зива-Велча (LZW) [29–31], которая заменяет символьные строки одиночными кодами без каких-либо предварительных знаний о вероятности появления символов.

Для того, чтобы гарантировать правильное декодирование сжатых изображений, стандартизация алгоритмов сжатия изображений становится очень важной. Комитет Объединенной группы экспертов по фотографии предложил стандарт JPEG на основе DCT [9, 10] и стандарт сжатия изображений на основе вейвлетов JPEG 2000 [32–36] в 1992 и 2000 годах, соответственно.

2.2. Схемы видеокодирования

Исследования в области сжатия видеокодирования восходят к началу 1980-х годов. С этого времени Консультативный комитет по международной телеграфной и телефонной связи (CCITT) и Международная организация по стандартизации (ISO) начали стандартизировать различные схемы видеокодирования.Позже H.26x [37–40] и MPEG-1 [41] / MPEG-2 [42] / MPEG-4 [43–45] публикуются и используются в различных видеоустройствах и приложениях. Недавно описанная схема видеокодирования, так называемое распределенное видеокодирование (DVC) [46–48], основана на теоремах Слепяна-Вольфа [49] и Виннера-Зива [50] в теории информации, опубликованных в 1970-х годах. Поскольку DVC обеспечивает лучшую эффективность сжатия, чем широко используемые стандарты, в последние годы в этой области проводится много исследований.

3. Встроенное сжатие изображения для CMOS-датчиков изображения
3.1. Датчики изображения со сжатием изображения вне массива

В 1990-х годах, используя преимущества развития технологии CMOS, датчик изображения CMOS начал привлекать внимание дизайнеров. Улучшение производственной обработки и использование методов шумоподавления снизили уровень шума в датчиках изображения CMOS, сделав их сопоставимыми с традиционными датчиками изображения CCD. Используя датчик изображения CMOS, периферийные схемы обработки изображения могут быть легко интегрированы в матрицу датчиков.

3.1.1. Типовые обзоры проекта

Типичная система интеллектуальных датчиков изображения реализует устройство захвата изображения и процессор изображения в отдельные функциональные блоки: массив пиксельных датчиков и блок обработки вне массива, как показано на рисунке 1. Активный датчик пикселей (APS) ) массив широко используется для преобразования силы света в аналоговые сигналы. Стандартная архитектура APS включает в себя фотодиод, передаточный вентиль, вентиль сброса, селекторный вентиль и транзистор считывания истокового повторителя.Строб сброса сбрасывает фотодиод в начале каждой фазы захвата. Повторитель источника изолирует фотодиод от шины данных. Аналоговые сигналы от матрицы датчиков принимают необработанные значения пикселей для дальнейшей обработки изображения. В литературе сообщалось о различных конструкциях, реализующих различные алгоритмы сжатия в процессоре вне массива.


В [18, 51–54] схемы кодирования с предсказанием реализованы в процессоре уровня столбцов вне массива. Кодирование с предсказанием — это очень полезная схема обработки изображений с низкой вычислительной сложностью.Удаляет корреляцию между соседними пикселями. Простейшая схема кодирования с предсказанием без потерь, предсказание с поправкой на градиент (GAP), интегрированное с матрицей датчиков изображения, впервые предложена в [51]. Среднее значение верхнего и левого соседей используется в качестве прогнозируемого значения пикселя. Пиксели в первой строке и первом столбце не прогнозируются. Схема аналогового прогнозирования используется для вычисления как значения прогнозируемого пикселя, так и ошибки прогнозирования между прогнозируемым значением и необработанным значением.Более сложная версия GAP, использующая сумму взвешенных верхнего, левого, верхнего левого и верхнего правого соседних пикселей, реализована в [52]. В [18, 53] медианный адаптивный предсказатель (предсказатель MED) реализован в логике вне массива, предсказывая значение пикселя, используя значение верхнего пикселя (обозначенное как), значение левого пикселя (обозначенное как) и верхнее левое значение пикселя (обозначается как), выраженное в Архитектура всей системы проиллюстрирована на рисунке 2. Конденсаторы уровня пикселей используются для буферизации необработанного захваченного значения пикселей перед дальнейшей обработкой.После считывания одного пикселя дифференциальный усилитель, который интегрирован в схему аналогового предсказателя, вычитает фото-сгенерированное напряжение из напряжения сброса, чтобы уменьшить шум фиксированного шаблона смещения пикселя. Как аналоговые необработанные значения пикселей, так и аналоговые прогнозные значения преобразуются в цифровые значения в одноколоночных аналого-цифровых преобразователях. Цифровые счетчики аналого-цифровых преобразователей с одним наклоном также используются для генерации кодов Голомба-Райса путем подсчета общего количества случаев, когда счетчик выходит за пределы диапазона счета (от 0 до).Результаты тестирования показывают, что может быть достигнута степень сжатия около 1,5, что сопоставимо со стандартами сжатия без потерь.


В [55] авторы предложили объединение считывания изображений и обработки изображений на основе вейвлетов. Общая матрица датчиков состоит из APS, каждый из которых объединяет фотодиод, транзистор сброса и истоковый повторитель. Цепи коррелированной двойной выборки (CDS) используются в каждом столбце для уменьшения фиксированного структурного шума (FPN), пиксельного шума KTC и шума 1 / f.итерации требуются для преобразования Хаара, поскольку все необработанное изображение было разделено на блоки. Для завершения преобразования Хаара требуются только элементы обработки сумматора и вычитателя в каждой параллельной базовой схеме блока преобразования Хаара. Значения пикселей строки считываются из схем CDS столбца, и копии этих значений буферизуются в двух параллельных конденсаторах. Расчет преобразования Хаара выполняется переключателями и конденсаторами. Благодаря интеграции обработки изображений объем данных, требуемых для преобразования во время связи, уменьшается.Это улучшение производительности важно для распознавания изображений с высоким разрешением и высокой частотой кадров, а также для устройств с ограниченной мощностью и полосой пропускания.

Датчики изображения с высокой пропускной способностью, интегрированные со сжатием изображений вне массива, описаны в [56, 57]. В [56] был предложен датчик изображения CMOS, интегрированный вместе с алгоритмом сжатия изображения 2D вейвлетом Хаара. 1.4 Достигнута пропускная способность GMACS (Giga Multiply Accumulate Operations Per Second) с разрешением имидж-сканера SVGA, в то время как в [57] 4 пропускная способность GMACS с разрешением HDTV 1080i достигается с помощью датчика изображения, объединяющего встроенную обработку DCT.Обе из двух предложенных конструкций представляли собой КМОП-сенсоры со смешанными сигналами, в которых использовались преимущества как аналоговых, так и цифровых методов проектирования, как показано на рисунке 3. Комбинация взвешенного пространственного среднего и квантования с передискретизацией, выполненная в одном цикле преобразования — модулированный АЦП обеспечивает обработку в фокальной плоскости в реальном времени. В то время как реализация цифровой логики дает возможность цифрового вывода с высокой точностью.


3.1.2. Эффективность считывания матрицы датчика изображения

В начале использования КМОП-датчиков дизайнеры были склонны рассматривать устройство захвата изображения и блок обработки изображения как два независимых блока, соединенных только интерфейсом считывания, что позволяет сканировать строки за строкой. аналоговые необработанные значения пикселей из массива датчиков.Но позже встроенная логика управления на уровне пикселей и соответствующая схема считывания вне массива станут лучшим вариантом в такой конструкции системы, поскольку она может значительно повысить эффективность дальнейшей обработки сжатия изображения.

В [58] архитектура CMOS-блока MAtrix Transform Image (MATIA) спроектирована в качестве внешнего интерфейса для сжатия JPEG, как показано на рисунке 4. Каскодный операционный усилитель с высоким размахом колебаний используется для считывания пикселей, а также для текущего измерение для программирования плавающих ворот в следующих блоках обработки.Коэффициенты матрицы сохраняются с использованием массива схем с плавающим затвором, каждая ячейка которого представляет собой затвор из поликремния, окруженный диоксидом кремния. Заряд на плавающем затворе может быть постоянным, поскольку окруженный диоксид кремния обеспечивает высококачественный изолятор. Столбец преобразователей тока в напряжение (-) подключен к матрице с плавающим затвором для преобразования соответствующего тока в напряжение смещения для умножения матрицы на вектор. В текущем режиме дифференциальный векторно-матричный умножитель (VMM) используется для выполнения умножения матрицы на вектор вместо традиционной реализации напряжения из-за высокой скорости обработки, низкого энергопотребления и высокой линейности VMM.Используя преимущество программируемости предложенной архитектуры, можно выполнять двумерные (2D) преобразования или операции фильтрации для всего изображения или операции блочной матрицы с фрагментами изображений. Могут быть реализованы различные блочные преобразования, такие как DCT, дискретное синусоидальное преобразование (DST) и преобразование Хаара. Его можно расширить для различных приложений, включая оценку движения, вычисление глубины из стерео, а также пространственное или временное сжатие и фильтрацию. В [58] 2D DCT и преобразование Хаара выполняются в MATIA в качестве примеров, в обоих из двух примеров используется размер элементарного блока.


В одной из последних опубликованных работ, в которой вейвлет интегрирован в процессор вне массива [19, 59], два конденсатора реализованы на уровне пикселей для хранения как напряжения сброса, так и интегрированного фототока для последующей множественной дискретизации. обработка, как показано на рисунке 5. Поскольку в интерфейсе считывания используется неразрушающее считывание, одна очень интересная особенность пиксельной архитектуры состоит в том, что доступна пространственная обработка изображения, а также временная обработка изображения на основе вычисления разности кадров.Предлагаемая работа состоит из массива APS. Элементы обработки на основе столбцов используются для выполнения блочно-матричного преобразования считанных значений пикселей, как выражено в для чего требуется пиксельное умножение со знаком и кросс-пиксельная обработка сложения, которая будет выполняться в логической схеме на основе столбцов в области смешанных сигналов VLSI. Схема на основе столбцов состоит из знакового блока, двоичного аналогового умножителя, аккумулятора и умножающих аналого-цифровых преобразователей (MADC). Коммутационная матрица берет значение коэффициентов блочной матрицы из двоичного аналогового умножителя и соответствующие биты знака из знакового блока и отправляет эти сигналы в двоичный аналоговый умножитель.MADC используются для умножения считанных значений пикселей на соответствующие цифровые коэффициенты для сверточного преобразования. Предлагаемая вычислительная функциональность матрицы датчиков проверяется на чипе сжатия изображения на основе дискретного вейвлет-преобразования Хаара (DWT-). Результаты преобразования сравниваются с порогом перед передачей данных. Результаты преобразования, меньшие порогового значения, отфильтровываются.


В [60] сообщается о высокоскоростном (> 1000 кадров в секунду) КМОП-датчике изображения с разрешающей способностью, интегрированной вместе с процессором DCT.Для достижения высокой скорости обработки глобальные электронные шторки реализованы с блоком функции удержания выборки на уровне пикселей, как показано на рисунке 6. Необработанные значения пикселей считываются и оцифровываются в 10-битный цифровой сигнал в параллельной строке АЦП с помощью строка. Значения 10-битных цифровых пикселей буферизуются и переупорядочиваются во входной буферной памяти перед отправкой в ​​массив элементов обработки сжатия изображения (ICPE). 2D DCT, квантование, зигзагообразное сканирование и кодирование Хаффмана выполняются в ICPE.При обработке DCT размер элементарного блока используется вместо более часто используемого размера элементарного блока DCT, чтобы уменьшить количество вычислений внутреннего продукта. Экспериментальные результаты показывают, что для матрицы датчиков изображения можно достичь 3000 кадров в секунду при рабочей частоте 16,8 МГц. При использовании рабочей частоты 47,6 МГц частота кадров может достигать 8500 кадров в секунду. Таким образом, предлагаемая архитектура позволяет реализовать датчик цифрового изображения с разрешением 1 мегапиксель и скоростью 3000 кадров в секунду при рабочей частоте 53 МГц.


По сравнению с последовательным считыванием, блочное считывание является более эффективным способом подготовки необработанных данных пикселей для дальнейших блочных преобразований. В [61] матрица датчиков разделена на блоки, которые являются размером элементарного блока матрицы косинусных коэффициентов, используемой в следующем блоке аналоговой обработки 2D DCT и последующем аналого-цифровом преобразователе / ​​квантователе (ADC / Q). Необработанные значения пиксельных данных считываются из массива датчиков блок за блоком в течение одного круга считывания. Фаза считывания состоит из двух этапов.На первом этапе входной усилитель и последующий полностью дифференциальный усилитель преобразуют заряд сигнала в напряжение с помощью конденсатора 100 фФ и сдвигают диапазон напряжений, чтобы он был пригоден для последующей обработки сигнала. Оба усилителя разработаны на основе технологии переключаемых конденсаторов. На втором этапе выполняется схема CDS для уменьшения шума 1 / f и отклонения напряжения смещения. Алгоритмы сжатия на основе 2D DCT реализуются в процессоре вне массива, как показано на рисунке 7, для сжатия необработанных значений захваченных пикселей [20, 62, 63].2D DCT выполняется с использованием аналогового процессора 1D DCT. Процессор 1D DCT состоит из 32 операций умножения коэффициентов и 32 логических схем сложения и переключения для взвешенного суммирования. За один раз считываются и рассчитываются 8 строк. Промежуточные результаты сохраняются в аналоговой памяти, каждый из которых состоит из 4 переключателей и 2 конденсаторов. 1D DCT выполняется за 2 такта. Таким образом, для завершения вычисления 2D DCT требуется 32 такта. 9-битный АЦП с дифференциальной нелинейностью (DNL) менее 0.5 младших значащих битов (LSB) используются для оцифровки и квантования результатов аналогового 2D DCT, чтобы поддерживать высокий PSNR (более 40 дБ). Кодирование переменной длины используется для дальнейшего удаления избыточности данных перед передачей. Полный массив датчиков состоит из активных пиксельных датчиков (APS). Используя преимущество параллельной обработки, рабочая частота составляет всего 62 кГц при 30 кадрах в секунду.


В [64] интегрированная матрица датчиков обеспечивает три различных режима обработки: режим интегрированной интенсивности (I-режим), режим пространственного контраста (C-режим) и режим временной разницы (T-режим) во время фазы считывания. с использованием блоков управления на уровне пикселей.Для устранения временной избыточности требуется всего 11 транзисторов. Конденсаторы уровня пикселей используются для буферизации необработанных значений пикселей захвата или значения от выбранного соседа. Цепи «победитель получает все» (WTA) и «проигравший получает все» (LTA) используются для определения самого яркого и самого темного значения пикселей среди некоторых выбранных кандидатов. В I-режиме фиксируются необработанные значения пикселей, при этом максимальные и минимальные дифференциальные значения между 4 соседними пикселями могут быть вычислены онлайн в схеме на основе столбцов вне массива в C-режиме.В T-режиме значение разницы между значениями пикселей в соседних кадрах вычисляется в реальном времени на этапе считывания. Все три режима реализованы в процессоре пиксельного уровня, управляемом переключателями пиксельного уровня.

3.1.3. Конструкция высокопроизводительного процессора сжатия

Фактически, производительность процессора вне массива является одним из ключевых факторов, влияющих на производительность всей системы. В литературе описаны высокопроизводительные процессоры вне массива.

В [65] предлагается цифровой процессор DCT, в котором переменное пороговое напряжение используется для уменьшения потребления активной мощности с незначительными накладными расходами по скорости, потребляемой мощности в режиме ожидания и площади кристалла ядра обработки 2D DCT для портативного оборудования. с HDTA-разрешением сжатия и декомпрессии видео. Сравнивая проект, представленный в [61], с проектом из [65], потребление энергии, указанное в [61], составляет лишь около половины потребляемой мощности, сообщенной в [65].

В [66] представлен маломощный кодировщик JPEG реального времени с разрешением до.В предлагаемой системе доступно восемь различных дополнительных разрешений вывода. Буфер используется в качестве интерфейса между датчиком изображения CMOS и кодировщиком, который считывает и переупорядочивает необработанные значения захваченных пикселей из массива датчиков. Заявленный кодировщик JPEG полностью соответствует стандарту JPEG, включая DCT, квантователь, кодирование длин серий, кодирование Хаффмана и блок упаковщика. Элемент обработки DCT в предлагаемой работе состоит из 3-х уровневых конвейерных блоков обработки. На первом уровне считываются необработанные значения пикселей, в то время как арифметическое распределение и генерация DCT-коэффициентов выполняются в блоках второго и третьего уровня соответственно.Экспериментальные результаты показали, что 15 кадров в секунду достигаются при самом высоком разрешении на выходе (), а 30 кадров в секунду — при более низком разрешении ().

В 2000 году Национальная исследовательская лаборатория Philips разработала память с матричным переключателем транспонирования (TSMM) для снижения энергопотребления при обработке сжатия изображения на кристалле, которая требует обмена данными на уровне блоков. Это было сделано за счет повышения эффективности доступа к данным и использования памяти. Предлагаемый TSMM используется в высокопараллельном однокристальном процессоре сенсора CMOS, Xetal [67], для сжатия JPEG со скоростью видео (30 кадров в секунду) с разрешением [68].Xetal — это массив линейной обработки с одной инструкцией и множеством данных (SIMD) для обработки изображений на уровне пикселей. 640 АЦП используются для оцифровки аналоговых значений. Рекурсивный блочный DCT выполняется в 320 внепроцессорных элементах обработки (PE), 80 модулях TSMM и встроенной 40-строчной памяти, как показано на рисунке 8. TSMM предназначен для облегчения межпроцессорной связи на уровне блоков в Xetal, чтобы для выполнения на нем DCT или JPEG. Он состоит из матрицы регистров с переключателями, обеспечивающими доступ к горизонтальной и вертикальной шинам.Гибкое управление TSMM шиной данных упрощает реализацию преобразования коэффициентов DCT и зигзагообразного сканирования вывода.


В [69] сообщалось о схеме СБИС для вейвлет-сжатия изображения. В предлагаемой архитектуре есть четыре основных элемента обработки: (i) элемент обработки преобразования формата данных, который преобразует необработанное значение пикселя из формата BAYER-RGB в формат BAYER-YY; (ii) блок вейвлет-преобразования, который выполняет одномерные вейвлет-преобразования сначала в строках, а затем в столбцах; (iii) двоичный адаптивный квантователь, который квантует коэффициенты вейвлет-преобразования; (iv) кодер пирамиды значимых коэффициентов, который дополнительно снижает избыточность кодирования.Результаты тестирования показывают, что при рабочей частоте 25 МГц достигается скорость обработки 1,5 M пикселей / с. Цветное изображение с разрешением можно сжать в течение 1 секунды, если доступна более быстрая встроенная память.

3.2. Датчики изображения со сжатием изображения в фокальной плоскости

Однако вычислительная сложность большинства стандартных алгоритмов сжатия все еще высока, например, упомянутых в предыдущем подразделе. Хотя разрешение изображения и частота кадров продолжают расти, время обработки становится узким местом в конструкции высокоскоростного датчика.Чтобы увеличить скорость обработки, процессор пиксельного уровня используется для реализации параллельной обработки в массиве.

3.2.1. Матрица APS с процессором сжатия в фокальной плоскости

Фактически, еще в 1997 г. о формирователях изображений, интегрированных с параллельной схемой обработки в матрице, сообщалось в [21, 70]. В предлагаемой работе вычислительный датчик изображения исследует параллельную природу сигнала изображения путем интеграции алгоритма условного пополнения, схемы сжатия видео на уровне пикселей, который удаляет временную избыточность пикселей между последовательными кадрами.Как показано на рисунке 9, в каждом пикселе исходное значение пикселя захвата сначала сохраняется в конденсаторе. Дифференциальный усилитель на уровне пикселей используется для сравнения вновь захваченного значения со значением пикселя предыдущего кадра, который буферизуется в другом конденсаторе. Считываются только активированные пиксели, в которых разница между вновь захваченным значением пикселя и ранее захваченным значением пикселя превышает пороговое значение. Анализ в [21] показывает, что чем выше частота кадров, тем меньше процент активных пикселей в матрице сенсоров.Различия, вызванные движением между кадрами, намного меньше при использовании более высокой частоты кадров. Порог и частота кадров регулируются в реальном времени, так что общее количество активированных пикселей, считываемых для одного кадра, почти постоянно. Степень сжатия от 5: 1 до 10: 1 может быть достигнута без значительного ухудшения качества видео при низкой активности движения. показать видеопоток. В [21] сравниваются различные методы кодирования адреса активированного пикселя. В [71] на основе архитектуры сжатия на датчике авторы дополнительно реализовали схему кодирования вне массива [70, 71].


Датчики изображения, интегрированные в аналогичный элемент обработки на уровне пикселей для устранения временной избыточности, широко описаны в литературе. В [72, 73] интегрированный пиксельный процессор с датчиком технического зрения может асинхронно реагировать на изменение событий между кадрами. Архитектура пикселя сочетает в себе активный логарифмический фотодатчик с непрерывным временем и хорошо согласованный самосинхронизирующийся конденсаторный усилитель. Как только изменение интенсивности освещения превышает пороговое значение, будет отправлен запрос.Процессор представления адреса-события вне массива (AER) будет отвечать на эти запросы асинхронно. В [74] процессор пиксельного уровня встроен в массив APS. Два конденсатора используются для буферизации значения пикселя нового кадра захвата и предыдущего кадра соответственно. Разница между двумя буферизованными значениями пикселей сравнивается с порогом во время фазы считывания. В [75] была предложена матрица датчиков с интегрированным временным сжатием без потерь с разрешением QVGA.Будут дискретизированы только пиксели с новым значением захвата, отличным от предыдущего, что приведет к снижению энергопотребления, пропускной способности и требований к памяти. Детектор изменений реализован в схеме пиксельного уровня для выполнения предложенной обработки.

Ссылки [22, 76–80] предложили алгоритм декомпозиции изображения с параллельным прогнозированием на уровне пикселей интегрированного массива APS и схему кодирования с разделением по иерархическим деревьям (SPIHT). Предлагаемая схема прогнозирования позволяет декомпозицию изображения с меньшей вычислительной сложностью по сравнению со стандартными алгоритмами на основе вейвлетов, как подробно описано в [77].В каждом блоке, за исключением верхнего левого угла, все значения пикселей являются прогнозными значениями, вычисленными путем суммирования взвешенных значений соседних пикселей. Предлагаемый алгоритм предсказания-разложения выполняется параллельно в схеме на уровне пикселей, что обеспечивает более высокую частоту кадров, как заявлено в [80]. Вычислительная схема на основе заряда на уровне пикселей состоит из компаратора, конденсаторов и логической схемы управления (всего тринадцать транзисторов и четыре конденсатора в каждом пикселе), как показано на рисунке 10.Для одноуровневого предсказания требуется четыре разных пикселя. Конденсаторы используются для буферизации текущих значений пикселей для остаточных вычислений и для буферизации ближайших значений пикселей для обработки разложения с предсказанием. Для композиции ровного изображения требуется записывать только необработанные значения пикселей. Более подробную информацию о платной вычислительной схеме можно найти в [76, 78]. Ошибка вычислений, вызванная паразитными емкостями, проанализирована в [22]. Расчетные коэффициенты для девяти поддиапазонов, полученные как из тестового изображения градиента серого, так и из тестовых пикселей, построенных за пределами матрицы датчиков, показывают, что коэффициенты согласованы для разных поддиапазонов и близки к приблизительным теоретическим значениям.Другой основной источник ошибки вычислений — ошибка, вызванная инжекцией заряда. Последнее можно минимизировать за счет повышения точности прогноза. Для дальнейшего улучшения характеристик матрицы датчиков используется CDS для уменьшения FPN, присущего рассогласованию порогового напряжения. Линейность предложенной схемы разложения предсказания позволяет интегрировать схемы вычисления остатка в тракте сигнала функции CDS.


3.2.2. DPS Array Integrated Compression Processor

Среди различных архитектур КМОП-датчиков изображения цифровой пиксельный датчик (DPS) является самой последней предложенной архитектурой [81–85].Он объединяет массовое параллельное преобразование и обеспечивает схему цифрового считывания, что позволяет легко реализовать параллельную обработку. При использовании DPS для получения необработанных значений пикселей для обработки сжатия изображения на кристалле можно ожидать более высокой скорости обработки.

Ссылки [23, 86] предложили датчик матрицы DPS, интегрированный вместе со схемой адаптивного квантования на кристалле, основанной на правилах быстрой граничной адаптации (FBAR) и процедуре дифференциальной импульсной кодовой модуляции (DPCM) с последующей онлайн-декомпозицией квадрантного дерева. (QTD) обработка.Вся матрица датчиков работает в две отдельные фазы: фаза интеграции и фаза считывания. Как показано на рисунке 11, фаза интегрирования начинается с операции сброса, во время которой напряжение фотодиода повышается до значения, а общий счетчик сбрасывается на все единицы одновременно. После сброса напряжение фотодиода разряжается пропорционально интенсивности освещения, а общий счетчик начинает обратный отсчет. После того, как напряжение фотодиода достигает значения опорного напряжения, подсчет результат глобального счетчика будет записан в память пикселя уровня в качестве оцифрованного сырого захваченного значения пикселя.На этапе считывания матрица датчиков используется как матрица 8-битной памяти. В логике вне массива сжатие QTD выполняется путем построения многоиерархических слоев дерева, соответствующих квадранту, с использованием сканирования Гильберта. При использовании схемы сканирования Гильберта потребность в памяти для адаптивного квантователя снижается, поскольку схема сканирования Гильберта сохраняет пространственную непрерывность при сканировании квадрантов изображения. Необработанные значения пикселей квантуются адаптивным квантователем, разработанным на основе FBAR.FABR сводит к минимуму

секретов тестирования автомобильных датчиков — часть 1 из 2

OEM-диагностические процедуры дадут вам точные результаты. Тесты производителя разработаны для простоты и нацелены на техников дилеров, которые обладают специальными инструментами и могут позволить себе многократно работать с одними и теми же автомобилями. И они обычно требуют много времени. Процедуры точечного тестирования одной популярной марки могут занимать больше времени, чем требовалось фабрике, чтобы построить автомобиль.

Однако технические специалисты в независимых магазинах работают со многими различными брендами. Ища точки соприкосновения в типичных системах, вы можете сэкономить драгоценное время, используя «профессиональные приемы», применимые к большинству автомобилей. Во многих случаях, глядя на электрическую схему, понимая, как работает схема, и выполнив несколько простых тестов, вы сможете определить источник неисправности. В конечном итоге ваша задача — определить, связана ли проблема с первичным ЭБУ, проводкой или самим датчиком.

Мы собираемся рассмотреть некоторые схемы датчиков, узнать, как они работают, а затем применить эти знания для простого тестирования схемы. Мы хотим, чтобы вы подобрали процедуры тестирования, которые сделают ваше тестирование более быстрым и точным. Вооружившись этими знаниями, вы сможете погрузиться в типичную схему датчика и эффективно протестировать ее.

Основы тестирования

Перед тем, как начать, вам может потребоваться просмотреть свою коллекцию инструментов, чтобы узнать, есть ли у вас необходимое оборудование для проверки электрических систем на современных транспортных средствах.

Цифровой измеритель сопротивления

Для правильного тестирования требуется точный цифровой вольт-омметр (DVOM).Сейчас не время «раскошелиться». Будьте готовы заплатить более 140 долларов за качественный DVOM. Купите чемодан, чтобы защитить его, и не позволяйте парню из киоска рядом с вами одолжить его. «Умные» зонды не заменяют точный DVOM в руках хорошо обученного техника.

Измерительные щупы

Вам понадобятся переходники для обратного датчика. Они являются отличной альтернативой прокалыванию изоляции при проверке проводки, которая пропускает влагу и грязь, что может привести к поломкам в будущем.Также пригодятся некоторые перемычки. Разнообразие 10 ’достаточно для большинства автомобильных приложений.

Пробник с малым током ампер может быть полезен для измерения тока, не затрагивая проводку. В сочетании с токовой петлей «Fuse-Buddy» вы сможете определить, превышает ли текущий поток компонента проектные параметры. Позже, когда вы приобретете цифровой запоминающий осциллограф (DSO), датчик усилителя будет полезен для тестирования форсунок на двигателях с прямым впрыском, контроля рабочего цикла таких компонентов, как топливные насосы, а также для проверки работы с регулируемыми фазами газораспределения и корреляции кулачка / кривошипа.

Инфракрасный термометр

Когда у вас появится инфракрасный термометр, вы удивитесь, как вы работали без него. У вас есть реле, в котором, как вы подозреваете, изношены контакты с изъедами? Проверьте его температуру. Если оно сильно изношено, оно обычно будет теплее при работе, чем другое реле, замененное в том же месте в течение того же периода времени. Датчик температуры показывает неправильную температуру? Проверьте температуру датчика, отсканировав основание датчика с помощью инфракрасного термометра.

Сканирующий прибор

Наконец, вам понадобится сканер, который может отображать исчерпывающие списки данных при минимальном и, желательно, полном двунаправленном функциональном тестировании.

Когда вы овладеете навыками использования этих инструментов тестирования, обратите внимание на инфракрасные камеры и цветные бороскопы. Но пока этого будет достаточно.

Что нужно автомобилю перед испытанием

Перед любым тестированием аккумулятор должен быть полностью заряжен.При отключенной батарее она должна пройти испытание под нагрузкой и иметь напряжение холостого хода 12,66 В при 59˚F / 15˚C. Кабели аккумулятора должны быть чистыми, тугими и правильно проложенными. Батарейный отсек должен быть чистым и надежно закрепленным. Не следует предпринимать попытки тестирования до проверки правильности этих элементов. Если да, то можно переходить к тестированию.

Проверка цепи температуры охлаждающей жидкости двигателя (ECT)

Эти тесты могут использоваться практически для любой цепи измерения температуры, в которой используется датчик отрицательного температурного коэффициента (NTC).Большинство электрических компонентов (включая провода) имеют повышенное сопротивление потоку электронов при нагревании. Это называется положительным температурным коэффициентом (PTC).

Обычно датчики NTC используются на транспортных средствах для измерения температуры. Их сопротивление падает с повышением температуры. Они подключаются между землей и постоянным опорным напряжением. Опорное напряжение измеряется тем, что, по существу, немного DVOM внутри модуля независимо датчик подключен. В качестве датчика согревает, и его сопротивление уменьшается, что опорное напряжение притягивается к нулю.Модуль преобразует это напряжение в температуру.

Итак, как нам провести несколько быстрых тестов, чтобы определить, правильно ли работают (или не работают) модуль, датчик и проводка?

Сначала давайте посмотрим на схему. Обратите внимание на модуль (ECM в данном случае), цепь опорного напряжения 5 вольт (5V), основание (называемое здесь как «Low Reference» — некоторые производители называют «землю возврата сигнала»), а сам датчик. Всего два провода.

Мы начинаем с нашего диагностического прибора и переходим к данным идентификации параметров (PID) для управляющего модуля.При включенном ключе зажигания и выключенном двигателе (KOEO) наблюдайте за данными PID при следующих обстоятельствах.

  • Датчик отсоединен: ПИД должен быть около -40˚F / -40˚C
  • Провода жгута датчика закорочены вместе с перемычкой: PID должен быть около 280-320˚F / 138˚-160˚C

Если вы получаете эти значения на большинстве автомобилей, вы теперь знаете следующее: проводка в порядке, модуль, который контролирует датчик, работает (по крайней мере, в этой цепи), и ваш диагностический прибор может передать вам эту информацию.Теперь снова подключите датчик и выключите и снова включите зажигание. Если PID температуры с подключенным датчиком не соответствует ожидаемому, возьмите инфракрасный термометр и просканируйте датчик. Если ИК-термометр показывает значение, которое имеет смысл для данного рабочего состояния, замените датчик температуры.

Если значение PID остается на более высокой температуре на всех этапах тестирования, ваш желтый (YE) провод, вероятно, заземлен где-то по длине. Диагноз в настоящее время движется к DVOM и контактный разъем ЕСМ для цепи опорного напряжения 5 вольт (5V).Было бы приемлемо отрезать желтый провод примерно на 2 дюйма от разъема контроллера ЭСУД и измерить конец отрезанного провода контроллера ЭСУД на наличие напряжения 5 В. Если вы обнаружите 5 В на отрезанном конце, неисправность заключается в замыкании на землю где-то по длине желтого провода. Исправить это просто: отрежьте желтый провод на расстоянии нескольких дюймов от ECT и наложите новый провод поверх жгута вместо поврежденного.

«Эталонное напряжение измеряется небольшим DVOM внутри любого модуля, к которому подключен датчик.В качестве датчика согревает, и его сопротивление уменьшается, что опорное напряжение притягивается к нулю. Модуль преобразует это напряжение в температуру ».

Если температура всегда -40 ° ваша проблема может быть открыт в опорном 5V желтый провод или обрыв в оранжевый провод с черной полосой (ОГ / BK) для цепи низкого опорного напряжения (земля). Опять же, DVOM необходим, чтобы определить, есть ли у нас 5 В на клемме «B» разъема жгута проводов ECT. Если да, то переходите к тестированию проводки OG / BK на обрыв.Простой способ проверить OG / BK — это поместить черный датчик DVOM на клемму «A» разъема жгута проводов ECT, а красный датчик DVOM на положительный вывод аккумуляторной батареи автомобиля. Показание более 12 В обычно указывает на исправность цепи заземления.

В редких случаях у провода будет несколько оборванных жил, но он пройдет проверку на сопротивление. Если вы сомневаетесь в целостности провода, вам необходимо выполнить «испытание провода под нагрузкой». Вы отключите провод с обоих концов, заземлите один конец и используйте другой конец для заземления лампы фары.Обычная герметичная фара дальнего света потребляет более 4 AMPS. Этого более чем достаточно для подтверждения или опровержения способности типичного датчика, данных или провода исполнительного механизма работать должным образом.

Проверка датчика положения

Опираясь на то, что мы узнали при тестировании двухпроводного датчика температуры, мы можем проводить тестирование трехпроводных датчиков положения. Они часто используются на корпусах дроссельной заслонки, педалях газа, клапанах системы рециркуляции отработавших газов, дверях смесителя обогревателя и даже сиденьях с функцией памяти.

В этой примерной схеме датчик положения дроссельной заслонки (TPS) имеет опорный провод 5 В, заземление датчика (которое он разделяет с несколькими другими датчиками) и сигнальный провод, который обычно находится в диапазоне от 0.5 В и 4,5 В, но никогда не будут равны нулю или 5 В при нормальной работе.

И снова начнем с нашего диагностического прибора. При включенном ключе зажигания и выключенном двигателе (KOEO) мы хотим посмотреть на PID для TPS. При отключенном датчике напряжение TPS должно быть равным нулю. Перепрыгивание оранжевого (OR) 5 В питания контакта 1 (ссылка) на контакт 2 оранжевого цвета с темно-синей полосой (OR / DB) на разъеме жгута проводов TPS должно привести к появлению PID 5 В. Это показание может отличаться на 0,1 В. Установив эту перемычку, добавьте вторую перемычку от контакта 3, черного цвета, со светло-голубой полосой (BK / LB) к контакту 2.Это соединение должно понизить PID до нуля вольт. Эти результаты подтвердят, что проводка и модуль управления трансмиссией работают правильно в этой цепи. С этими результатами проблемы с кодами неисправности для этой цепи потребуют проверки самого датчика TPS на предмет правильной установки, регулировки или отказа.

С этими подсказками вы сэкономите время, повысите скорость и точность при диагностике цепей измерения температуры и положения. В нашей следующей статье мы рассмотрим тестирование датчиков кислорода в выхлопных газах, датчиков давления, датчиков воздушного потока и датчиков скорости.Тогда увидимся!

Если вы хотите увидеть демонстрацию ALLDATA Diagnostics, нашего сканирующего прибора профессионального уровня, который не только имеет встроенную мощь ALLDATA, но также предлагает полносистемные экспортируемые до и пост-сканирование, посетите alldata.com / диагностика

Вернуться к ALLDATA Технические советы и тенденции

Узнать | OpenEnergyMonitor

Измерение напряжения переменного тока с помощью адаптера переменного тока в переменный

Измерение напряжения переменного тока необходимо для расчета активной мощности, полной мощности и коэффициента мощности.Это измерение можно выполнить безопасно (не требуя работы с высоким напряжением), используя адаптер переменного тока в переменный. Трансформатор в адаптере обеспечивает изоляцию от сети высокого напряжения.

На этой странице кратко описывается электроника, необходимая для сопряжения адаптера питания переменного тока с Arduino.

Как и в случае измерения тока с помощью датчика CT, основная задача электроники формирования сигнала, описанной ниже, состоит в том, чтобы привести выход адаптера переменного тока в состояние, соответствующее требованиям аналоговых входов Arduino: положительное напряжение между 0В и опорное напряжение АЦП (Обычно 5V или 3.3V — emontx).

Адаптеры питания

переменного тока доступны во многих номиналах напряжения. Первое, что важно знать, — это номинальное напряжение вашего адаптера. Мы составили справочный список основных адаптеров переменного напряжения, которые мы использовали (мы стандартизировали адаптер 9 В RMS).

Выходной сигнал адаптера переменного напряжения имеет форму волны, близкую к синусоидальной. Если у вас адаптер питания 9 В (среднеквадратичное значение), положительное пиковое напряжение составляет 12,7 В, отрицательное — 12,7 В. Однако из-за плохой стабилизации напряжения с помощью этого типа адаптера, когда адаптер не загружен (как в этом случае), на выходе часто бывает 10-12 В (среднеквадратичное значение), что дает пиковое напряжение 14-17 В.Выходное напряжение трансформатора пропорционально входному напряжению переменного тока, см. Ниже примечания по напряжению сети в Великобритании.

Электроника преобразования сигнала должна преобразовывать выходной сигнал адаптера в форму волны, которая имеет положительный пик менее 5 В (3,3 В для emonTx) и отрицательный пик более 0 В.

Значит нам нужно:

  1. масштабировать вниз осциллограммы и
  2. добавьте смещение , чтобы не было отрицательного компонента.

Форма волны может быть уменьшена с помощью делителя напряжения, подключенного к клеммам адаптера, а смещение (смещение) может быть добавлено с использованием источника напряжения, созданного другим делителем напряжения, подключенным к источнику питания Arduino (таким же образом мы добавили смещение для цепи измерения тока).

Вот принципиальная схема и кривые напряжения:

Резисторы R1 и R2 образуют делитель напряжения, уменьшающий напряжение переменного тока адаптера питания.Резисторы R3 и R4 обеспечивают смещение напряжения. Конденсатор C1 обеспечивает низкоомный путь к земле для сигнала переменного тока. Значение не критично, от 1 мкФ до 10 мкФ будет удовлетворительным.

R1 и R2 необходимо выбрать так, чтобы получить пиковое выходное напряжение ~ 1 В. Для адаптера AC-AC с выходом 9 В RMS подойдет комбинация резисторов 10 кОм для R1 и 100 кОм для R2:

 выходное_пиковое_вольт = R1 / (R1 + R2) x входное_пиковое_вольт =
10к / (10к + 100к) x 12.7 В = 1,15 В

Напряжение смещения, обеспечиваемое R3 и R4, должно составлять половину напряжения питания Arduino. Таким образом, R3 и R4 должны иметь одинаковое сопротивление. Более высокое сопротивление снижает потребление энергии. Для emonTx с батарейным питанием, где важно низкое энергопотребление, мы используем резисторы 470 кОм для R3 и R4.

Если Arduino работает при 5 В, результирующая форма волны имеет положительный пик 2,5 В + 1,15 В = 3,65 В и отрицательный пик 1,35 В, удовлетворяющие требованиям аналогового входного напряжения Arduino.Это также оставляет некоторый запас для минимизации риска перенапряжения или пониженного напряжения.

Комбинация 10k и 100k R1 и R2 отлично работает для emonTx с питанием от 3,3 В, с положительным пиком 2,8 В и отрицательным пиком 0,5 В.

Если вам нужна подробная информация о том, как рассчитать оптимальные значения для компонентов с учетом допусков компонентов, см. Эту страницу.

Эскиз Arduino

Чтобы использовать указанную выше схему вместе с измерением тока для измерения активной мощности, полной мощности, коэффициента мощности, среднеквадратического и среднеквадратичного значений, загрузите эскиз Arduino, подробно описанный здесь: Схема Arduino — напряжение и ток

Повышение качества источника смещения

Этот относительно простой источник напряжения смещения имеет некоторые ограничения.См. Смещение буферизованного напряжения для схемы, которая обеспечивает улучшенные характеристики.

Примечания к ограничениям напряжения сети

Стандартное внутреннее электроснабжение для Европы составляет 230 В ± 10%, что дает нижний предел 207 В и верхний предел 253 В. В соответствии с BS 7671 допустимо иметь падение напряжения в пределах установки 5%, что может дают нижний предел 195,5 В. Стандарт Великобритании до согласования составлял 240 В ± 6%, что давало верхний предел 254,4 В.

Несмотря на то, что номинальный стандарт Великобритании в настоящее время составляет 230 В, система электропитания, как правило, не регулировалась, и напряжение составляет около 240 В.

Спасибо Роберту Уоллу за обобщение довольно запутанных стандартов, касающихся напряжений в электросетях Великобритании.

Вся Европа, Африка, Азия, Австралия, Новая Зеландия и большая часть Южной Америки используют источник питания в пределах 6% от 230 В

https://en.wikipedia.

No related posts.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *