传感器技术驱动柴油机测试精度

关键字 过程控制和仪表 压力传感 数据采集

今天的柴油发动机必须满足日益严格的环境要求，同时满足原始设备制造商和最终用户的性能要求。为了保证发动机在各种工作条件下的最佳性能，并确保发动机的整体可靠性和一致性，柴油发动机制造商必须拥有完整的测试设施。

为了满足这些需求，Power Test Inc. (Menomonee Falls, WI)为商业制造商、政府和军事测试应用提供全套发动机测试解决方案。Power Test为柴油行业生产测力计，包括发动机和底盘测力计以及兼容的数据采集系统。

一台测功机对一台运行中的发动机施加负载，使工程师能够确定发动机在其工作范围内的运行特性，如扭矩和马力。这样的测试为性能分析和组件/生命周期测试提供了数据。这些测试还可以确定在实际操作条件下是否符合环境法规。

测功机内部

在Power Test的测功机中，水流与期望的负载成正比，对发动机输出产生阻力。控制水流通过进气歧管是直接在转子的中心，在每个吸收部分。然后，这些水被离心力排出到外部测功机体。当水被引导向外时，它被加速进入静止的定子板上的口袋，在那里它被减速。持续的加速和减速使测功机吸收发动机产生的功率。在能量传递的过程中，水被加热并排出。

该系统由两个单元组成，称为指挥官和工作站，通过以太网电缆连接。“指挥官”是一台由微软windows操作系统操作的台式电脑，它向“工作站”发出命令。“工作站”是一台安装在坚固的工业外壳中的触摸屏操作设备。工作站操作精确的负载和节流控制系统，收集数据，并将其发送给指挥官进行处理，存储和分析。

工作站依赖于数据采集系统的准确性，这取决于在测功机测试中正确测量数据的能力。

压力传感器测量气流在进气歧管，油压和燃油压力。Power Test的项目工程师Allen Bergst解释说，当发动机在试验台上运行时，测试人员希望准确地改变这些压力。Power Test使用来自Setra Systems Inc. (Boxborough, MA)的压力传感器。

Setra Systems设计、开发和制造高精度电子压力传感器和其他电子测量仪器，主要用于过程和制造业、联邦机构和研究实验室。Setra系统的压力传感器具有专利的电容式传感器设计和专有电路，可产生强信号和精确输出。

传感器的工作原理

在一个典型的结构中，一个紧凑的外壳包含两个紧密间隔的，平行的，电隔离的金属表面，其中一个是在施加压力下能够轻微弯曲的隔膜。这些表面的安装使得施加压力的微小变化可以改变它们之间的间隙，从而产生可变电容器。由此产生的电容变化被检测并转换为成比例的高级模拟信号。Setra的209型工业/OEM压力传感器可承受机械冲击和振动，热冲击，腐蚀以及在恶劣的测力计测试环境中发现的其他极端情况。

伯格斯特解释说，我们需要在我们所感知的压力范围内实现多功能性。Setra定制209型功率测试的规格，范围为15 psi, 0-2 psi, 0-20 psi和5-100 psi，而209型的标准范围为0-50 psi或0-100 psi用于低压测量。Setra Systems产品经理Jean Collins表示，“换能器”的电容式设计允许进行简单的修改，以满足客户的广泛需求，例如Power Test对不常见压力范围的要求。此外，Bergst先生解释说，在同一个封装中提供大范围的压力，避免了使用多个传感器制造商的需要，简化了设计、采购和技术援助。

伯格斯特解释说，因为压力传感器的输出是放大的，而不是毫伏的，所以我们不需要放大信号输出。这意味着收集的数据不会因放大而失真，从而实现更精确的测量和更高效的发动机。

除了209型外，Power Test还使用Setra的276型气压传感器。发动机的性能取决于各种条件，包括大气压力，因此工程师必须对不断变化的大气压力进行补偿。在海平面调整的发动机在高海拔地区的性能可能会下降。伯格斯特说，测量大气压力对于校正发动机产生的马力是必要的。

为了确保发动机的质量、性能、扭矩和环境正确的排放，发动机测试人员必须在道路条件下运行发动机。这些测试依赖于测功机压力传感器的准确性。

有关Setra Systems的更多信息，请访问www.setra.com或者上网访问www.globalelove.com/freeinfo。有关Power Test Inc.的信息，请访问www.pwrtst.com。

评论?电子邮件djohnson@reedbusiness.com

作者信息

Richard Pansire是Setra系统公司的应用工程师。

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