Связь между показаниями индикатора и объемом газа в баллоне

[hercules2000]

Всем доброго времени суток!

 

После установки датчика уровня газа на эффекте Холла я сразу заметил, что показания датчика как-то не очень линейно зависят от объема газа в баллоне. На первый взгляд, оно и понятно - у баллона сложная форма (приближенная к тороидальной), мало ли там как объем от высоты зависит. Кто-то знает формулу объема усеченного тора? Поди-ка посчитай!

 

Дело было вечером, делать было нечего. Вот вчера, значит, наконец сел да посчитал. Численно, естественно - используя электронные таблицы. За основу взял свой баллон. Результаты представлю ниже в виде графиков.

Чтоб было понятно, что от чего зависит, вот схема разреза баллона:

Угол α - угол между вертикалью и прямой, соединяющий центр "трубы" баллона с кромкой уровня газа. Нужен для расчета объема газа.

Угол β - угол между вертикалью и прямой, соединяющей ось поплавка с собственно самим поплавком.

h - высота уровня газа относительно дна баллона

Смотрим графики зависимости объема газа в баллоне от всех трех величин.

От уровня газа (в мм ) :

Смотри-ка, почти линейная зависимость! Все, что ниже 5л и больше 45, нас не интересует. 5л - соответствует уровню в 30мм - это нижний предел чувствительности поплавка. 45л - уровень отсечки.

Однако, уровень непосредственно нам измерить нельзя... Смотрим дальше. Зависимость от угла α. Есть, кстати, мультиклапаны, поплавок которых измеряет именно этот угол:

А вот и сама зависимость объема газа от угла α (в рад.)

Линейность уже хуже, но все равно еще очень даже ничего. Однако, владельцам наиболее распространенных мультиклапанов Томасетто более интересна зависимость от угла β. Смотрим ее:

Снова-таки, в рабочем диапазоне - очень даже ничего, близко к линейной зависимости.

Так почему же на практике датчик врут? У кого показывают полный баллон 250 км, а потом за 100-150 км резко "уходят" в 0. У кого (как у меня) - наоборот, за первые 100-150 км пробега быстро сбрасывают показания до половины, а потом остаток "растягивают" еще на 250 км. Странно, не так ли?

Ответ кроется в конструкции передачи от оси поплавка к магниту датчика. Вот как это выглядит:

Как видим, оси поплавка и магнита перпендикулярны. Но это полбеды. Что совсем худо - это тот способ, каким передается движение от одной оси на другую. Используется однозубая тангенциальная передача. Зависимость угла поворота магнита от угла поворота поплавка мало того, что ОЧЕНЬ нелинейна, так эта нелинейность еще и зависит от положения поплавка в момент наибольшего сближения рычагов (когда рычаги лежат в одной плоскости).

Рассмотрим случай при идеальной установке поплавка (α = 90 градусов и рычаги передачи находятся в одной плоскости, зависимость объема газа от угла поворота магнита относительно этой самой плоскости) :

Опа-опа, а это уже серьезнее. Однако, рабочий участок по-прежнему достаточно линеен.

Однако, у нас часто подгибают поплавок вверх на 10-15 градусов, нарушая, таким образом, "центровку". Вот что получится, если пплавок подогнут на 10 градусов:

А вот - если подогнуть вверх на 15 градусов:

Нелинейность очевидна. Более того, при увеличении величины подгибания поплавка эта нелинейность будет только увеличиваться. Это, собственно, и есть ответ: нелинейные показания датчика уровня вызваны особенностью конструкции мультиклапана и подогнутым поплавком.

Вот, собственно, все. Надеюсь, эта информация будет кому-то полезна.

Змінено 11 січня 2016 користувачем hercules2000

[Doc_UKR]

Вот, собственно, все. Надеюсь, эта информация будет кому-то полезна.

Это полезно читать тем, кто поставил только газ.

Я смотрю на датчик, когда загорелась красная.

Или заправила жена машину или нет.

Все остальное по одометру. 

[hercules2000]

Согласен. А еще тем, кто только собирается поставиь газ.

На всю эту тему я вышел только потому, что озадачился созданием датчика на микроконтроллере. Он должен показывать уровень газа в литрах с максимально возможной точностью.

[Doc_UKR]

Всеравно было интересно почитать.

Но идея С микроконтроллеров утоптческая исходя из вышеописанной НЕ линейности.

Хотя мне после жалоб настройщик по игрался настройками и у меня +/- равномерно уходит газ, исходя из лампочек.

Следовательно в теории может и получиться. Но всеравно игра не стоит свечь.

[hercules2000]

Эту идею можно считать личной заморочкой, не более.

На микроконтроллере как раз сделать получится.. Всего-то нужна примерная таблица зависимости. А ее получить можно - заправиться 7-9 раз по 5 литров в пустой баллон, и запоминать в EEPROM значение напряжения с датчика. Это будет "эталон" кривой зависимости. Потом, во время штатной работы датчика, можно делать интерполяцию и достаточно точно получать значение объема в литрах.

Минус - надо договориться с заправщиком на много заправок по 5 литра 

[hercules2000]

Обнаружил ашипку. На самом деле, последние графики справедливы для подгибания поплавка вниз, а не вверх.

 

С загнутым вверх на 15 градусов поплавком будет выглядеть так:

[mich_ya]

О каком ГБО идет речь?

я так понимаю тут описывается зависимость показаний от уровня поплавка... а зачем же тогда используют датчик давления?

 

Допустим на Ланосе со СТАГ4 - показания были очень даже линейными на светодиодном индикаторе давления...

а вот нынче, на Тартарини, такое впечатления, что индикация уровня зависит не от давления, а от поплавка и положения авто.

[hercules2000]

Да о любом ГБО речь.

Датчик давления в ГБО4 устанавливается на выход редуктора. Совмещен с МАП и, как правило, с дотчиком температуры газа. Сигнал с него используется газомозгом для расчета длительности импульса впрыска, который бы обеспечил впрыск заданного количества газа. Перепад давлений выше- импульс впрыска короче. И наоборот.

Светодиоды на кнопке никакого отношения к давлению не имеют. Для управления ими газомозг использует тот или иной датчик поворота магнитного поля, управляемый поплавком через магнитную передачу. Подешевле - двухпроводные на 10 фиксированных положений. Подороже - трехпроводные на датчике Холла.

Кроме того. Давление в баллоне не зависит от его наполнения, а зависит лишь от состава газа и его температуры.

[kolibryks]

В ПО новых стагов есть калибровка уровня топлива в вольтах(нижний порог каждого из четырех делений плюс текущий уровень)- выставляй себе как хочешь. Точнее уже только товарищ WerW0LF сделает, т.к.опыт имеется, хоть в литрах.

Змінено 11 січня 2016 користувачем kolibryks

[hercules2000]

Дык я как раз и делаю то, чем ранее занимался товарищ WerW0LF Причем алгоритм пересчета будет базироваться не на вышеописанной модели, а просто на данных калибровки.

 

Инфу я выложил в качестве справочных данных.

[jason_ua]

Я орієнтуюсь на червоний індикатор датчику в салоні. Як тільки він загорається, то знаю що після 80-100км газ закінчиться)

[toxa9]

Не в обиду автору,,,но напоминает тему про включение птф при повороте руля,,,,пользы ровно столько же!!!!

Реально ориентируюсь по одометру и красной лампочке остатка газа.

А вообще интересно было почитать, ведь так заморочится нужно было)))))

[hercules2000]

Не спорю

А вообще у точного индикатора уровня газа есть еще одна плюшка - сразу видно, не намахивают ли на заправке.

[jason_ua]

Це називається - Наші руки не для скуки)

Як би там не було, але автору теми-

Будь ласка Увійдіть або Зареєструйтесь щоб побачити посилання.

, респект 

Змінено 11 січня 2016 користувачем jason_ua

[toxa9]

Заслуживает уважения такая заморочка)))

Но если честно, то ли я на таких заправках задувал газ, то ли еще что то,,,но ни разу не сталкивался с откровенным недоливом. Всегда получалось± по пробегу от задутых литров))

[Doc_UKR]

А вообще у точного индикатора уровня газа есть еще одна плюшка - сразу видно, не намахивают ли на заправке.

Гы, а если намахает то что?

Вон целая тема как и где намахивают 

Не в обиду автору,,,но напоминает тему про включение птф при повороте руля,,,,пользы ровно столько же!!!!

Ты имеешь ввиду про саму тему безрезультативную или про функцию как таковую?

[hercules2000]

Гы, а если намахает то что?

Вон целая тема как и где намахивают 

 

А это уже каждый сам решает, что делать. Варианты как раз в той теме и даны. Выбор конкретного - уже не задача индикатора

 

[Doc_UKR]

Варианты как раз в той теме и даны.

Варианты???

Вариант это когда тебе в 42 баллон задули 44 литра и ты пошел набил морду заправщику, зто вариант, а то что ты предлагаешь это хрень, которая не сертифицирована, не калибрована (молчу что еще не сделана) и никто не даст гарантию на достоверную работу. 

[hercules2000]

Варианты???

Вариант это когда тебе в 42 баллон задули 44 литра и ты пошел набил морду заправщику, зто вариант

Самый простой и неконфликтный вариант поведения - не ездить больше на эту заправку. Искать ту, где не намахивают. Я вот, к примеру, нашел. Уже год там заправляюсь - ни разу не обманывали, даже на литр! Но ладно я - с моей привычкой задуваться в пустой баллон до отстрела можно было б и без индикатора. Однако, полно народу, кто по разным причинам дуется по 10-15 литров, или там на 50-100 грн. Им без такого индикатора не получится выяснить честность каждой конкретной заправки.

 

а то что ты предлагаешь это хрень, которая не сертифицирована, не калибрована (молчу что еще не сделана) и никто не даст гарантию на достоверную работу.

Во-первых, я ничего никому не предлагал. Информация была предоставлена исключительно для добровольного изучения. Не хочешь себе такое делать - никто ж не заставляет.

Во-вторых, с альфа-версией такого датчика (того самого, с нелинейной шкалой) я до продажи Ланоса откатал 10 месяцев, и еще 3 - новый счастливый хозяин .

В-третьих, насчет калибровки и сертификации. Тебе шашечки, или ехать? Колонки на заправках-то как раз на 146% сертифицированы   

 

[mich_ya]

Кроме того. Давление в баллоне не зависит от его наполнения, а зависит лишь от состава газа и его температуры.

... а зачем же тогда используют датчик давления?

по Твоей логике получается что датчик давления - бесполезная штука ибо в баллоне давление или есть или нет... и всегда одинаково и не зависит от уровня газа.

 

Почему тогда при проблемах с показаниями индикатора меняют именно датчик давления в баллоне? а не поплавок...

[Doc_UKR]

Самый простой и неконфликтный вариант поведения - не ездить больше на эту заправку. Искать ту, где не намахивают. Я вот, к примеру, нашел. Уже год там заправляюсь - ни разу не обманывали, даже на литр!

Не сомневался, но что если я вижу часто другие города и трассу? (в отличии от некоторых)

Ты сам опроверг "свой вариант" и бесполезность девайса в этом направлении.

Однако, полно народу, кто по разным причинам дуется по 10-15 литров, или там на 50-100 грн. Им без такого индикатора не получится выяснить честность каждой конкретной заправки.

Масло масляное, найди заправку где не обманывают 

Во-вторых, с альфа-версией такого датчика (того самого, с нелинейной шкалой) я до продажи Ланоса откатал 10 месяцев, и еще 3 - новый счастливый хозяин

И что он тебе дал? Да ничего..., плюс он, согласно этой же теме и твоим графикам был не достоверный. Ибо ты ошибаешься с каждым новым графиком.

В-третьих, насчет калибровки и сертификации. Тебе шашечки, или ехать? Колонки на заправках-то как раз на 146% сертифицированы 

Проблема в том что тебе доказывать что недолив, а не заправке 

[hercules2000]

по Твоей логике получается что датчик давления - бесполезная штука ибо в баллоне давление или есть или нет... и всегда одинаково и не зависит от уровня газа.

Повторяю еще раз.

Датчик давления в ГБО4 измеряет абсолютное давление газа после редуктора. Он вовсе не бесполезный, т.к. его показания критически важны для расчета длительности импульса газовпрыска.

И я не говорил, что давление в баллоне всегда одинаково. Оно меняется в зависимости от температуры окружающей среды и состава задутого сжиженого газа. Гугли тему "давление насыщенных паров".

 

Почему тогда при проблемах с показаниями индикатора меняют именно датчик давления в баллоне? а не поплавок...

Мы точно о пропановом ГБО говорим? Датчик давления в баллоне есть только у метанового. Но в украинских реалиях метан на Ланосах уже давно не актуален.

Змінено 12 січня 2016 користувачем hercules2000

[hercules2000]

Будь ласка Увійдіть або Зареєструйтесь щоб побачити посилання.

,  я что-то не понял - ты о чем вообще споришь? Считаешь девайс бесполезным - ну и считай себе. Ну не надо он тебе. Я с этим целиком и полностью согласен 

Змінено 12 січня 2016 користувачем james

[mich_ya]

Повторяю еще раз.

Датчик давления в ГБО4 измеряет абсолютное давление газа после редуктора.

Мы точно о пропановом ГБО говорим?

1. я говорю конкретно о пропановом ГБО4

2. Датчик давления в баллоне был на СТАГ4 - индикация ввиде 5-ти светодиодов выводилась на торпеду - тут вообще все стабильно и четко показывало по расходу и километражу и даже не дергалось.

3. Датчик давления в баллоне сейчас стоит у меня на Тартарини...  показания светодиодов прыгали и были не стабильными... то 4-ре горело, то 2, то вообще красный, то снова 3... поехал на сервис и в моем присутствии его меняли мне по гарантии... именно датчик давления, что стоит на баллоне, а не датчик что стоит на редукторе в моторном отсеке.

[hercules2000]

1. я говорю конкретно о пропановом ГБО4

2. Датчик давления в баллоне был на СТАГ4 - индикация ввиде 5-ти светодиодов выводилась на торпеду - тут вообще все стабильно и четко показывало по расходу и километражу и даже не дергалось.

3. Датчик давления в баллоне сейчас стоит у меня на Тартарини...  показания светодиодов прыгали и были не стабильными... то 4-ре горело, то 2, то вообще красный, то снова 3... поехал на сервис и в моем присутствии его меняли мне по гарантии... именно датчик давления, что стоит на баллоне, а не датчик что стоит на редукторе в моторном отсеке.

Миша, ты немного заблуждаешься.

Не датчик давления то был, а именно датчик уровня. Тот самый, поплавковый, о котором я написал в первом посте этой темы, с магнитом, который вращается вокруг своей оси вместе с перемещением поплавка.

А с внешней стороны мультиклапана находится отэто:

Если его расколупать, внутри найдешь плату с 10 резисторами и 10 контактными площадками, и ротор с ддвумя неодимовыми магнитами. Ротор связан со стрелкой (снаружи) с ползунком, который бегает по контактным площадкам, переключая резисторы.

Магнит внутри мультиклапана заставляет всю конструкцию радостно поворачиваться вслед за собой. То есть, по сути, этот датчик сам по себе является ничем иным, как датчиком угла поворота магнитного поля. И только в сочетании с начинкой мультиклапана он становится индикатором уровня газа.

То что горе-мастера с 8 классами образования его называют "датчиком давления", говорит только о их умственном развитии.