Měření bohatosti palivové směsi

V dnešní moderní době je ve většině dopravních prostředků příprava paliva řešena elektronicky se zpětnou vazbou z analýzy výfukových plynů. Pokud je ale oldschool vozidlo s přípravou směsi pomocí karburátoru a je potřeba tento systém seřídit, přijde velmi vhod přenosný analyzátor výfukových plynů. A proč? No protože seřizování karburátorových systémů pomocí jiných metod je většinou dobově někde u opolidí.
Jak to tedy vlastně funguje? Spalovací proces uvnitř válce motoru s vnitřním spalováním krásně popisuje následující stechiometrická rovnice:
$$25\, O_2 + 2\, C_8H_{18}\rightarrow 16 \, CO_2+18\, H_2O + energie$$
Prakticky to popisuje "dokonalé" spalování, kde se 1 gram paliva s 15 gramy vzduchu přemění s nejlepší účinností na oxid uhličitý, vodu a energii (převážně teplo). Zavedlo se používání tzv. bohatosti palivové směsi, což není nic jiného nežli hmotnostní poměr vzduch/palivo, anglicky zkratkou AFR (air-fuel ratio). Směs tedy může být stechiometrická, bohatá (rich) a nebo chudá (lean).

Regulátor dobíjení pro motocykly s permanentními magnety, part 1/3 - analýza problému

Velmi často se u motorek stává, že shoří regulátor dobíjení nebo vinutí alternátoru. Pro objasnění příčiny je třeba se nejdříve seznámit s principem elektrické sítě motocyklu.
U moderních motorek je nejčastější zdroj energie 3 fázový alternátor s permanentními magnety. Konstrukčně se jedná o stacionární vinutí (stator) kolem kterého obíhá kolo s nalepenými magnety (rotor). Jelikož při běhu motoru je magnetické pole nestacionární (magnety rotují), dochází k elektromagnetické indukci, tzn. že se na vinutí indukuje napětí, resp. proud. A čím větší je změna magnetického pole (motor se točí rychleji), tím je i větší naindukované napětí.

Shořená část vinutí alternátoru u DL650

Úprava M1T380, part V - USB karta

Multimetr disponuje FRB konektorem pro komunikační kartu, tzv. stykový modul, který bývá dvojího druhu - RS232 a GPIB. Jelikož pro amatérské podmínky se více hodí varianta RS232, byla postavena a otestována varianta převodníku na USB, resp. virtuální sériový port.
Na následujícím obrázku je schéma zapojení interface karty.

Schéma zapojení interface karty

Upgrade M1T380, part IV - teplotní analýza

Trochu mne iritovalo, že celý multimetr uvnitř neuvěřitelně topí (MHB8080 a další). Teplota PCB kolem vstupního zesilovače 43 °C, teplota vnitřního vzduchu 38 °C a příkon přístroje pouze 30 VA.
Mrknul jsem tedy na jednotlivé desky termokamerou a byl poměrně překvapen povrchovou teplotou.

Deska s MHB8080 a paměťmi

Emisivita jednotlivých bodů je samozřejmě nastavena dle patřičného materiálu (0,95 pro černý epoxid; 0,84 pro bílý plast).

Upgrade M1T380, part III - analogová část před integrátorem

V minulém díle jsem vzpomenul upgrade reference, z původní TKZD13 na vyhřívanou MAB399, resp. LM399. Sehnal jsem přibližně 30 ks MAB399 referencí, dle kódu na pouzdru rok výroby 1990.

30 ks MAB399

Jelikož reference nebyly nikdy tříděny, natožpak řádně proměřeny, postavil jsem pro ně jednoduchou třídičku.

Upgrade M1T380, part II - reference

Upgrade metry pokračuje... Po vylepšení vstupního dílu kvalitním auto-zero chopper zesilovačem LTC2057 údaj na multimetru neustále driftoval, dokud se teplota uvnitř přístroje po asi třech hodinách neustálila. Poté začal držet i vstupní offset. Měřením za zesilovačem jsem vyloučil vliv Te napětí (resp. zesílené napětí neodpovídalo tak velké změně co multimetr ukazoval na displeji). K odhalení příčiny driftu je potřeba se nejdříve seznámit s principem A/D převodu u přesnějších multimetrů, resp. s principem vícenásobné integrace. Multimetry běžně používají integrační A/D převodník, který je závislý na přesnosti a stabilitě několika komponent. Standardně se používají převodníky s dvojitou integrací, 380ka používá s trojí integrací pro větší stabilitu a přesnost. Hi-tech multimetry, např. HP 3458 (8,5 místný multimetr používaný v metrologii), používají vícenásobnou integraci s dodatečným SAR převodníkem pro měření integračního rezidua (ale tohle zde nebudu popisovat, možná až při stavbě vlastního multimetru). Pro nastínění problému, resp. stability převodníku, zde popíšu princip dvojité integrace.

Blokové schéma A/D převodníku s dvojitou integrací

Upgrade M1T380, part I - vstupní díl

S kolegou jsme se dostali ke dvěma M1T380 v ne moc dobrém stavu. Rozhodli jsme se proto pro jejich opravu, případné vylepšení. Ostatně, koncepce vícenásobného integračního převodníku je poměrně kvalitně realizována včetně referenčního zdroje, jenom to smetí kolem trochu zaostává.

Výměna hrníčkového jádra za toroid

První problém byl nefunkční zdroj pro +20 V a -20 V, kde závada spočívala ve spáleném stabilizátoru, pár zenerek a několika oranžových tantalových kondenzátorů (TEchnika SLAbá).