Daewoo Lanos Датчик абсолютного давления (ДАД) арт. 16137039 (GM 12569240)

Проверка на простейшем стенде датчика абсолютного давления автомобиля Daewoo Lanos.
Параметр, который производители почему-то не указывают: чувствительность ДАД (мВ/кПа).

1. А зачем всё это?
При выполнении диагностики авто параметр «Абсолютное давление в коллекторе» измеряется датчиком абсолютного давления (ДАД).
Как правило, сервисмены полагают, что ДАД исправен.
И если давление в коллекторе отличается от нормы (около 30..40 кПа абс.), начинается поиск утечек, замена прокладок и т.д.


Но если неисправен ДАД, искать утечку можно долго…
Другими словами, в одном уравнении ДВА неизвестных.

2. Ликбез: абсолютное, избыточное и дифференциальное давление.
Ссылка на источник
99% измерений давления — это измерения избыточного давления (относительно атмосферного).
Давление в колёсах транспортных средств, велосипедов, кровяное давление — это всё примеры избыточного давления.


Для некоторых задач (коммерческий учёт в промышленности, в автомобилестроении и др.) требуется измерение абсолютного давления.

Дифференциальное давление – различие в давлении между двумя пунктами. Если «минусовой» штуцер датчика дифференциального давления отставить открытым, то датчик будет банально измерять избыточное давление.

Атмосферное давление — принято измерять в мм. ртутного столба (абсолютное давление).
Нормальным атмосферным давлением принято считать давление в 760 мм рт.ст.
Эти мм.рт.ст. можно пересчитать в любые другие единицы давления:

Калькулятор «не разбирается в тонкостях», т.е. ему без разницы, какой тип давления пересчитывает пользователь.
760 мм рт.ст (абс.) = 101,33 кПа (абс.)
Никто никогда не пишет, что атмосферное давление — это абсолютное давление. Это как само собой разумеющееся.

Сказать честно, физики явно перемудрили с разнообразием единиц давления:
1 атм (техн.) = 98,07 кПа
1 атм (станд.) = 101,33 кПа

Для дальнейшего упрощения расчётов принимается упрощение:
атмосферное давление (абс.) = 100 кПа (абс.) = const

Тогда можно использовать табличку соответствия:
0 кПа (абс.) = -100 кПа (изб.)
50 кПа (абс.) = -50 кПа (изб.)
100 кПа (абс.) = 0 кПа (изб.) = 1 атм

Далее я буду использовать минусовое давление вместо абсолютного,
т.е. вакуум (разрежение).
Утрированно, вакуум — это избыточное давление, но со знаком минус. ))

3. Устройство датчиков абсолютного давления. Читаем древние даташиты.
Если «отъехать» назад во времени лет эдак на 30, когда датчики давления, использующие принцип тензометрического моста, только начали широко применяться, брендов, выпускающих тензомосты, было немного.
Фирма Motorola в 1990-х выпустила целую линейку недорогих датчиков давления для неагрессивных сред (воздух, инертные газы и подобн.).
Стандартом де-факто для датчиков с вольтовым выходом была (и есть) серия MPX5100хх.

Наиболее удобным для различных устройств оказался корпус «867C».
Кстати, в подобных корпусах выпускались линейки датчиков MPX2100xx и другие.

В те годы я работал на НПП «Микротерм» в отделе разработки преобразователей давления, поэтому «близко познакомился» с датчиками давления разных производителей.
С сопроводительной документацией у Motorol-ы было всё супер, что очень помогало в работе.

Конструкция базового сенсора 5100А:

Зелёным цветом показана вакуумная камера, заключённая между чувствительной мембраной (верхней на рисунке) и нижней мембраной.
Объём вакуумной камеры — всего несколько куб.мм.
Достаточно лишь малейшей утечки, и вакуум… улетучится, как белый дым из микросхемы.
Электрически датчик будет исправен на 100 %, но показывать он будет не абс. давление, а погоду на Марсе.

Выходное напряжение датчиков MPX5100xx — линейная зависимость от давления:


В случае датчика MPX5100A всё немного интересней: когда его штуцер воспринимает атмосферное давление, выходное напряжение составляет около 4,7В, что соответствует 100 % измеряемого диапазона (100 кПа абс.)
Чувствительность датчиков серии 5100 — нормированная и составляет 45 мВ/кПа.

Чтобы увидеть выходное напряжение, соответствующее нулю абс. давления, необходимо создать полный вакуум на штуцере датчика MPX5100. Технически это непросто, поэтому для настройки и\или калибровки преобразователей мы использовали точку 10 кПа (абс.) или минус 90 кПа (изб.) с поправкой на ртутный барометр (да-да, я застал это чудо).

4. Датчики абсолютного давления, применяемые в автомобилях, по конструкции аналогичны датчику MPX5100A.
Их отличает только форма и размеры корпуса.
Производители автомобильной электроники, как правило, редко придерживаются каких-либо стандартов.
В случае ДАД не было исключений: питание оставили +5 В (хоть за это спасибо), но изменили чувствительность.

С документацией, соответственно, полный привет.
Мол, обкладывайтесь вольтметрами, купленными по акции на али, и изучайте датчики хоть до посинения.

Короче, в автомобилях Daewoo Lanos используются ДАД GM 12569240 (ака Daewoo 16137039 ).
Аналог — ДАД фирмы MTE-THOMSON тип 7120.
Документация, естественно, где-то существует, но не в открытом доступе.

В поисках хоть каких-то характеристик я наткнулся на бразильский (?) сайт, где были указаны волшебные цифры:


Согласно этой информации, чувствительность датчика составляет
(4958-261)/(102-15) = 54 мВ/кПа

Заметили разницу?
У 5100-го датчика 45 мВ/кПа, а тут 54 мВ/кПа. Редиски, да и только.

5. Лабораторная работа на час или обкладываемся приборами...
Проверку подозрительного датчика в Ланосе я отложил на потом.
И первым делом двинул в автолабаз, где заполучил для экспериментов ноунейм ДАД:


После пятиминутного общения продавцы вникли в суть проблемы и предоставили ДАД на условиях «не царапать и молотком не стучать».

Схема подключения ДАД (фото из сети):

5В можно взять от лабораторного БП, повербанка или зарядного устройства (для смартфона).

Фото лабораторного «стенда»:


Если нет электронного вакуумметра, можно использовать обычный вакуумметр на диапазон 0 — минус 100 кПа (минус 1 кгс/кв.см или минус 1 атм) типа такого:


Вакуум (разрежение) задаётся при помощи пластикового разового шприца на 20 куб.см.
Мне удалось получить две калибровочные точки -30 и -60 кПа.
И так, результаты эксперимента:

Давление (изб.) Вых. напряжение ДАД
0 кПа ________ 4,82 В
-30 кПа ______ 3,198 В
-60 кПа ______ 1,595 В

Чувствительность 53,75 мВ/кПа, что очень близко к ожидаемому значению 54 мВ/кПа.
Ошибка 0,5 % при «наколенных измерениях» вполне допустима. ))

6. Проверка подозрительного ДАД.
Для начала необходимо демонтировать ДАД:
— обесточить авто (отсоединить аккумулятор)
— отсоединить разъём и трубочку, соединяющую коллектор и ДАД
— открутить пару гаек М6 крепления ДАД

Оригинальный ДАД (на фото слева) и ноунейм (справа):

Оригинал (фото покрупнее):


После установки ДАД на стенде, сперва подал питание 5В: на выходе тут же увидел 3,8 В.
Что-то не то.

Поскольку всё уже было подключено, чисто из любопытства подал испытательное -60 кПа.
На выходе получил какие -то странные 2,4 В.
На этом эксперименты закончились, а на датчике был поставлен крест.

7. Окончание истории.
Взамен старого ДАД был установлен новый. Мотор стал работать стабильней.
Диагностика показала около 45 кПа (абс.) в коллекторе.

На этом всё. Всем ровных дорог!