Датчики топлива

перейти в каталог датчиков топлива
Оперативный контроль использования топлива является одной из наиболее актуальных задач, стоящий перед предприятиями и организациями, эксплуатирующими транспортные средства с использованием двигателей внутреннего сгорания. Применение топливомеров позволяет более экономично подходить к расходу топливных материалов по отношению к результату эксплуатации двигателей, времени движения и расстояния до следующей дозаправки.

Наша компания предоставляет широкий спектр датчиков уровня и расхода топлива от ведущих мировых производителей.

Ввиду того, что топливные баки современных автомобилей отличаются достаточно сложной конфигурацией и различными линейными размерами, применение привычных приборов измеряющих уровень топлива не способно отражать настоящего количества используемого топлива.

На сегодняшний день функционирование системы онлайн-мониторинга транспортных средств Wialon Hosting, заключается в сборе информации с помощью трекеров и различных датчиков. Абонентский терминал (трекер) позволяет определить  свое местоположение, скорость и направление движения при помощи сигналов со спутников систем ГЛОНАСС/GPS. К терминалу обычно подключают различные датчики через аналоговые или цифровые входы.

Исходные данные, полученные с датчиков, обычно или хранятся в локальном устройстве и затем выгружаются в общую базу по приезду в парк, либо транслируются на  сервер в режиме онлайн, как правило через GPRS.

Принцип работы большинства топливомеров сводится к отслеживанию уровня топлива. Некоторые датчики отличаются большей простотой, как например поплавковые. А некоторые представляют собой сложные современные технологии, как например ультразвуковые.

Кроме того, датчики уровня топлива разнятся не только по конструкции, методу измерения топлива, но и по типу выходного сигнала. Он может быть цифровым, аналоговым или частотным. Об этой немаловажной характеристике и пойдет речь в этой статье.

Датчик уровня топлива с аналоговым выходным сигналом

Из-за наиболее приемлемой стоимости и минимального процента погрешности аналоговые датчики расхода топлива являются наиболее распространенным и в системе онлайн мониторинга транспортных средств. К тому же и само производство оборудования не требует значительных затрат и отличается последующей простотой в эксплуатации.

В основе принципа работы аналогового, как и типового, датчика лежит обработка первичных данных при помощи микропроцессора, который выдает данные в цифровом формате. Если речь идет об аналоговом ДУТ, то процессор вначале преобразовывает данные, полученные в цифровом виде, в аналоговые. Однако затем, для передачи на регистратор, ему опять нужно их оцифровать.

Для кодировки полученной информации аналоговые датчики используют значение физической величины, как например силы и напряжения тока. В реальности это может выглядеть следующим образом. Если для кодировки используются вольты, то показатели будут варьироваться от нуля до десяти вольт. Другими словами, если бак заполнен, то значение измерения будет равным 10 V, а полное отсутствие топлива будет выражаться в нулевом значении измерения. Промежуточные показатели от нуля до десяти вольт отображают степень наполненности бака, но не настолько точно, как в случае с цифровым ДУТ.

Так, например, если оборудование выдает значение «7 V», это означает, что уровень наполнения топливного бака равен 70 процентам. Как видно, для считывания показателей от диспетчера или водителя не требуется особых навыков. И все же, такая простота аналогового оборудования, по мнению специалистов, не перекрывает его недостатков из-за значительного процента итоговой или реальной погрешности. О чем идет речь?

Погрешность аналогового датчика уровня топлива

Итоговая, или как ее еще называют, относительная погрешность – это сумма погрешностей, которую выдает каждый из измерителей и преобразователей, входящих в комплектацию датчика уровня топлива. В обычных аналоговых датчиках устанавливают как минимум два измерителя. Один из них отвечает за измерение и передачу данных об уровне горючего в миллиметрах. Второй прибор преобразовывает эти данные в аналоговый сигнал для передачи на приемник.

Другими словами в величину реального отклонения всего измерительного маршрута будет входить значение погрешности измерения уровня, напряжения и преобразования, выраженного в процентах или литрах. В итоге общая погрешность может достигать более 3% от заявленной производителем. Ведь иногда изготовитель указывает исключительно разрядность аналогового преобразователя, не упоминая о параметрах точности. В глазах потребителя это означает, что общая погрешность измерений может выдаваться в пределах 0,1%, что будет свидетельствовать о высокой точности измерительного оборудования.

Однако корректность показателей зависит и от других характеристик — дополнительных или частных погрешностей (погрешность калибровки, погрешности измерения, промежуточных расчетов, погрешность дискретизации преобразования, погрешность из-за старения элементов, погрешность нелинейности, гистерезиса и пр.). В итоге реальное отклонение от заявленных величин может оказаться во много раз больше, чем заявленные 0,1%. Насколько это важно в измерениях уровня топлива? Разберем на примере.

Погрешности датчика уровня топлива «в действии»

Если представить, что в баке датчик зафиксировал значение в 60 литров, а реальный показатель уровня топлива равен 65 литрам, то разница значений – это показатель абсолютной погрешности. Некоторые могут утверждать, что такая неточность никак не скажется на работе транспортного средства. Может быть, если речь идет об автомобиле с объемом бака в 600 литров. Но для автомобиля с баком в 40 литров и меньше разница в пять литров может оказаться существенной.

Еще одна ситуация: когда изготовитель указывает разрядность аналогово-цифрового преобразователя, не упоминая о параметрах точности. Это, например, может выглядеть следующим образом: «АЦП – 10 бит с выходным значением 0 до 1023 градаций». Для потребителя это означает, что к сумме показателя основной погрешности будет добавлено около 0,1%. Но если к этим показателям приплюсовать погрешность нелинейности в 2%, погрешность измерителя из-за разброса параметров радиоэлементов, то конечная погрешность выйдет далеко за рамки 0,1%.

Следует также учесть, что в идеале основная погрешность рассчитывается для емкостей, имеющих идеальную форму параллелепипеда, а измерение производится по двум точкам. Однако, как известно идеальных форм не существует, поэтому погрешность будет увеличиваться прямо пропорционально несоответствию бака параметрам идеала.

К тому же на показатели топлива могут влиять различные внешние факторы: ветер, давление, температура. К примеру, в норме температура эксплуатации не должна превышать +25 градусов по Цельсию. Если же показатель внешней температуры будет подниматься либо опускаться хотя бы на 10 градусов, то и погрешность будет повышаться. Или допустим, что транспортное средство передвигается при температуре в минус 25. В таком случае разница между нормальной температурой работы датчика и реальной составит 50°С. Таким образом, только дополнительная погрешность составит 0,5%. Если же общая погрешность ДУТ была 0,5%, то она возрастет до 0,75%.

Поэтому при покупке оборудования необходимо обращать внимание на все погрешности, зашифрованные производителем в формулировке данных. Вместо параметров точности в 0,1% точнее выглядят датчики с погрешностью измерительной системы в ±1%. И тем более, не стоит укомплектовывать оборудование для измерения уровня топлива устройствами с разными показателями предела погрешности.

Несогласованность диапазонов индикатора и датчика уровня топлива

Следующей проблемой аналоговых ДУТ является различие между входным и выходным диапазонами в измерительной системе, что существенно искажает окончательные результаты измерений. Например, представим, что заявленная производителем погрешность оборудования не превышает 0,5 процента. Навигатор с аналоговым входом производит измерения напряжения от 0 до 30 V. В случае присоединения к нему датчика с входным сигналом от 0 до 5 V погрешность может достигать 3%. То есть точность всех измерений автоматически снизиться в 6 раз!

Но если выходной сигнал будет от 0 до 4 V, а общая погрешность оборудования составляет около 1%, то результаты измерений могут быть еще более искаженными. Конечно, для транспортных средств с большим объемом топливного бака это несущественно, но вот для «малолитражек» подобный датчик будет как минимум бесполезным.

Низкая помехоустойчивость датчика уровня топлива

На точность измерений аналогового датчика может влиять и плохая помехозащищенность. Не смотря на то, что эксперты в сфере электромагнитной совместимости разработали устройства, устойчивые перед электромагнитными помехами, возникающими из-за работающих в салоне автомобиля мобильных телефонов или радиоприемников, вероятность ошибки при работе аналоговых измерителей топлива остается весьма значительной.

Ситуацию усложняет и наполненность рынка аналоговых устройств для контроля работы механизмов автомобиля, не устойчивых к воздействию электромагнитных помех. Конечно, для потребителя аналоговое оборудование остается привлекательным исключительно из-за ценовой политики. Но при первой проверке пользователь столкнется с проблемой неточных измерений, которые влияют куда более заметнее, чем дополнительные погрешности и радость от низкой цены сменится на разочарование от низкого качества.

Резюме: как выбрать аналоговый датчик топлива

Датчики аналогового типа обычно выбирают из-за их низкой стоимости. Лучше всего их применять на объектах, в которых колебания уровня жидкости сведены к минимуму (например, стационарные объекты), или где есть доступ к стабильным источникам питания.

Кроме того, если бортовой блок не поддерживает протокол, который использует датчик, или же цифровой сигнал, то конечно, датчик с аналоговым выходным сигналом будет решением при мониторинге уровня топлива. Однако при этом необходимо учесть следующие факторы:

  • Указание производителем уровня основной погрешности (или суммы погрешностей), отображенной в соответствующей маркировке.
  • Погрешность преобразований.
  • Дополнительная погрешность.
  • Выходной и входной диапазоны.

Если же вы не ограничены выше приведенными причинами, и ваша цель – передовые и качественные технологии, тогда стоит обратить внимание на цифровой и частотный вид датчиков топлива. В чем их преимущества?

Датчик уровня топлива с частотным выходным сигналом

Принцип работы датчиков с частотной модуляцией сигнала основан на кодировке импульсов, на линии связи. Хотя погрешность такого оборудования стала заметно ниже, частотные ДУТ обладают более медленной передачей данных по сравнению с аналоговыми устройствами. Для ускорения обмена информацией используют увеличение частоты, однако это влечет за собой необходимость улучшения параметров источника.

Возникновение погрешностей в работе частотных датчиков уровня топлива связано с необходимостью конвертирования начального значения в частотное. Ко всему, частотный способ передачи сигнала не обладает цифровым кодированием сигнала, необходимый на выходе. Поэтому приборы с частотным выходным сигналом не получили широкого признания как среди автовладельцев, так и в сфере транспортной логистики.

Хотя данный тип датчиков являлся промежуточным вариантом в разработке стандартов для систем транспортного мониторинга, он по-прежнему остается универсальным из-за отсутствия серьезных погрешностей при передаче данных.

Датчик уровня топлива с цифровым выходным сигналом

Датчики цифрового типа способны анализировать показания и передавать информацию по цифровому протоколу на штатный приемник, осуществляющий мониторинг транспорта. По уровню точности информационных данных цифровые ДУТ значительно превосходят аналоговые и частотные измерители топлива.

За чистоту данных отвечает встроенный микропроцессор, способный не только считывать, но выравнивать и линеаризовать начальные значения измерений. Таким образом, степень суммарной погрешности либо сведена к нулевым показателям, либо максимально мала, что позволило вывести систему мониторинга за транспортом на принципиально новый уровень.

Последние разработки позволили создавать цифровые датчики, в которых вход индикатора и выход датчика скоординированы между собой: как на уровне интерфейса, так и на уровне протокола. Благодаря этому пользователь может моментально получать информацию в цифровом виде без кодировки и преобразования.

Все данные, поступающие через цифровые датчики, отличаются высокой степенью точности и помехозащищенности. В отличие от других ДУТ, на цифровые датчики не оказывают влияние не только использование мобильных устройств и радиоаппаратуры, но и внешние факторы, такие как погодные условия, магнитные поля, грязь, металлические предметы и пр.

Тем не менее, приобретая цифровой датчик уровня топлива, необходимо помнить, что погрешность все же возможна. Однако она связана с первичным измерителем, входящим в систему контроля над топливом, но на этапе обработки эта незначительная погрешность сглаживается.

Некоторые цифровые ДУТ обладают искусственной задержкой выдачи перемены сигнала уровня топлива. Этот параметр позволяет выравнивать кривизну параметров, возникающих из-за значительных колебаний топлива внутри бака. Кроме того, многие датчики с цифровым выходным сигналом имеют независимую развязку напряжения питания для бортовой сети. Таким образом, цифровые датчики работают автономно от генератора или аккумулятора.

Вопрос выбора датчика уровня топлива

Область применения датчиков уровня топлива распространяется не только на сферу автомобильного транспорта. Кроме использования ДУТ на подвижных объектах, широкое распространение они получили в сфере контроля над стационарными цистернами хранения горюче-смазочных материалов. Однако в любом случае при помощи датчиков топлива стало возможным измерение и отслеживание следующих параметров:

  • Расхода топлива
  • Времени заправки/слива
  • Количество слитого/залитого топлива
  • Место слива/заправки.

Кроме того, использование датчиков уровня топлива поможет выявлять транспорт, нуждающийся в ремонте или замене, дисциплинировать водителей, оптимизировать заправку техники. Анализ расхода топлива позволит определять, где лучше всего и дешевле всего заправляться на маршруте следования автомобиля. Независимо от того, владелец крупного транспортного предприятия или владелец небольшого авто, использование ДУТ работает на экономию ваших средств. Остается только сделать выбор, какой именно датчик нужен вам.

«Навилайн» — мониторинг транспорта