Міфи про «точність» показників датчиків рівня топлива для ємностей (ДРП)

Отже, мова піде про ТОЧНІСТЬ вимірювання рівня датчиками рівня палива (ДРП), що встановлюються на авто. Мова про датчики у ємностях: Омніком, Стріла, Техтонон, Epsilon та подібні до них. 
Усі виробники пишуть похибку 1%, (хтось трошки більше або менше - у кого залишки совісті є, у кого зовсім не лишилося - до 0.1% ). 
Стверджуємо, що похибка таких датчиків за будь-яких умов використання на авто становить понад 10%.
У інших випадках доходить і до 20%. Принцип роботи ДРП — вимірювання ємності коаксіального конденсатору при заповненні його рідким діелектриком.

Візьмімо будь-який датчик з діаметрами трубок D1 = 5 мм, D2 = 20мм та довжиною L = 1м

Формула ємності: С = 40.13 * ε * L (пФ)

Вимірюємо С з необхідною нам точністю та вираховуємо L рівень з цією точністю. Однак є ще ε - діелектрична проникність діелектрика. У даній задачі це паливо. ε залежить від:

  • типу палива
  • складу палива (присадки, концентрати і т.д.)
  • абсорбованої води 
  • температури палива 
  • та інших менш значущих показників, які впливають на продуктивність 

Для неполярних діелектриків ε невелика, та для керосинів, бензинів і дизельних видів палива ε вимірюється у межах: 2,1…3,2 (див.наприклад джерело Хіппель А. Р. Діелектрики та їхнє використання 1959, Еме Ф. Діелектричні вимірювання, 1967, Суслін М.А. Мікрохвильовий контроль авіаційних ПЗМ і т.д.)
Похибка вимірювань складе (грубо):

2.1-3.23.2+2.12=41% !!! Непогано?!

Оптимістичніше: (датчик відкалібрований на паливі з ε = 2.65 – дуже непрактично) Тоді:

2.1-2.652.65+2.12=23.15%  !!! Вже краще, але результат залишається поганим.

Датчики в нас різні (одні калібруємо під дизельне паливо, інші під керосин, треті під бензин низькооктановий, четверті під бензин високооктановий). Тоді ε вкладеться у інтервал 2.1 – 2.4 (це для бензинів A80 та вище) Тоді:

2.1-2.42.4+2.12=13.3% !!!

Тепер подивимося, як впливають сторонні добавки на ε: Вода – полярний діелектрик – у неї ε = 81. У 40 разів більше у порівнянні з паливом, та абсорбується паливом на ура. Подивимося, яку похибку дасть, якщо паливо всмоктало в себе 0.01% води (достатньо баку постояти відкритому на вологому повітрі). ε збільшиться приблизно на 0.08., що дасть похибку відповідно:

0.082.25 = 3.5% (Ось так!)

А якщо водички трошки налити у бак навмисне?
Тепер щодо присадок (для бензину): Присадки на базі метилових та бутилових ефірів. ε для них зашкалює за сотню. Залізовмісні присадки датчик обманюють через свою провідність. Добавка етанолу у бензин (можуть додавати до 10% від об’єму) – для нього ε біля 25. Плюс він гігроскопічний – всмоктує воду з повітря.

Резюме: Щоб отримати на ДРП маленьку похибку (хоча б менше 5%):

  1. ДРП повинен вміти вимірювати ε та відповідно вносити необхідну корекцію;
  2. ДРП повинен вміти вимірювати провідність палива та вносити відповідні поправки;

Информація: С.В. Балакін «ДОСЛІДЖЕННЯ ЗАЛЕЖНОСТІ ДІЕЛЕКТРИЧНОЇ ПРОНИКНОСТІ КЕРОСИНІВ ВІД ТЕМПЕРАТУРИ ТА ГУСТИНИ» Балакін С. В., Долгов Б. К., Філін В. М. «Досвід експлуатації систем контролю заправки рідинних ракет як основа створення системи нового покоління» Балакін С. В., Дивак А. Н., Філін В. М. «Фазовий спосіб вимірювання рівня палива рідинних ракет» МЕДВЕДЄВ, МІШИН, ШИВИНСЬКИЙ «Ємнісні витратоміри палива для автомобілів» ЕЛЕКТРОНІКА: Наука, Технологія, Бізнес 5/2003 Інформація з gpsinfo.ru.

 

Відео >>>>