Patternator project

Ruolo chiave dell’iniettorenella formazione dello spray

Funzionamento in regimedi carica stratificata

Ruolo chiave dell’iniettorenella formazione dello spray

Funzionamento in regimedi carica stratificata

Minore consumo di benzina

Riduzione dell’emissionedi inquinanti

Iniettore sotto test

Modello CFD

Metodi di misura ottici

C0 = 8pF

CDC AD7746

n-Eptano:

l = 1,997pF/m

Sensibilità 10lMetodo di conversione:

- Modulatore , uscita 24bit

- Range di misura ±4pF

- Accuratezza ±4fF

- Alimentazione DC VDD=3,3V

- EXC: ±VDD/2, f=32KHz

Funzione di conversione inversa sperimentale

y = 10x + 10R2 = 1

0

200

400

600

800

10000,

090

0,64

0

1,02

0

1,23

0

1,67

0

2,25

0

2,86

0

3,56

0

4,16

0

4,64

0

5,17

0

5,65

0

6,09

0

6,54

0

7,04

0

7,46

0

7,91

0

C misurata (pF)

Volu

me

inie

ttato

di

n-Ep

tano

(

l)

Connessione matriciale:riduzione numero connessioniMappatura logica

Misura cella (3,3) single ended

Capacità parassite

Linearità della f.d.c.Ripetibilità (con scarica armature)Limitato crosstalkSensibilità fino al l

Necessità di schermatura a GNDProblemi di tenuta stagnaProblema della coassialitàDifficoltà di isolamento dellearmature esterne

CAPACITA’ BIFILARE

Linearità della f.d.c.Ripetibilità (con scarica armature)Limitato crosstalkSensibilità fino al l

Aumentato rapporto S/N tramite schermaturaRisolti i problemi di tenuta stagna

Problemi meccanici di:- Foratura alloggiamento sensori- Parallelismo armature

REALIZZAZIONE SENSORE 25x25CON TECNICA STEREOLITOGRAFICA

Aumentato S/N medianteutilizzo batteria conunione delle masse

Ampia variabilità offsets

Problema di ripetibilitàdella misura

PROGETTAZIONEOCULATA PCB

SCARICA LINEEDI CONVERSIONE

CDC

TOP VIEWLATERAL VIEW

DETTAGLIO

ARMATURA

Problema del parallelismo delle armaturerisolto tramite l’impiego di occhielli Linearità della f.d.c.

Armature inserite inun pattern 5x5

realizzato per eseguiretests

Totale sensori: 625 su area di 10x10cm2

Lunghezza lato base quadrata: 3,2mmVolume disponibile per n-Eptano:625 x 1176,59 lC01,83pF, C 1,5pF

Armature in tungstenocon base nichelata per brasatura,diametro 0,6mm, lunghezza 139,7mm,separazione dei centri 2h3,394mm

Necessità di siliconare la base perassicurare la tenuta stagna

C misurataLEGENDA

C parassita eliminata

Connessione alternata dei sensori

riduzione Cparassite

Utilizzo di4 livelli di

metallizzazione

Schema elettrico circuito di misuraMicrocontrollore PIC18F242 (Microchip)Sistema di commutazione a relays reed

Sistema di scarica linee del CDCtramite relay reed

Pilotaggio relays con driver 6259

(Allegro MicroSystems)

Porte seriali RS232C

optoisolate

Firmware scritto in C e ASM:-Protocollo di comunicazione seriale con gestione timeout e rilevazione errori-Identificazioni sottomatrici-Comunicazione I2C con CDC-Gestione commutazione relays-Scarica linee CDC

Tempo di scansione dell’interopattern 1’ 30’’ con Tconv=109,6ms

1574 1296

_ =278

Misura a vuoto: C0Misura a regime: C C = C - C0

Funzione di conversione sperimentale della cella in fase di misura

y = 0,7943x - 8,5604R2 = 0,9976

0

100

200

300

400

500

600

0 200 400 600 800

Volume di n-Eptano (l)

Unità

mis

urat

e(C

DC c

ode/

1000

)

Sperimentale

Interpolazione m.q.

Funzione di conversione inversaV [l] = 1,259C+10,77=109l

109

Stima volume di n-Eptano [l]

Raggio d’azione limitato alle sole celle perimetrali

Test effettuati nella peggiore condizione di funzionamento

Origine: dipendenza di un sensore dallo stato di quelli perimetrali

1785 175517481785 17551748

+810

174817481643

+746+75850mm

1.6%

+797

70mm6.8%

25mm

25mm

25mm

ERRORE < 1%

Ipotesi di funzionamento con distribuzione spaziale del carburante uniformeCrosstalk trascurabile

Incertezza del misurando: ± 0,05l(siringa micrometrica: ± 0,5l)

Valutazione dellaincertezza di tipo A (norma UNI CEI 9/97)

su un subpattern 5x5 con set di N=10 misure ognuno

M=7 step di riempimento

Valutazione incertezza di tipo A sullastima del volume

al variare del fattore di copertura k

Funzioni di conversione inverse sperimentali pattern 625x625.

1250

1450

1650

1850

2050

2250

2450

0 100 200 300 400 500 600 700 800


Capa

cità

(cod

e) (7,15)

(7,16)(7,17)

(7,18)(7,19)


1250

1450

1650

1850

2050

2250

2450

0 100 200 300 400 500 600 700 800


Capa

cità

(cod

e) (8,15)(8,16)

(8,17)(8,18)

(8,19)


1250

1450

1650

1850

2050

2250

2450

2650

0 100 200 300 400 500 600 700 800


Capa

cità

(cod

e) (9,15)

(9,16)

(9,17)

(9,18)

(9,19)


1250

1450

1650

1850

2050

2250

2450

2650

0 100 200 300 400 500 600 700 800


Capa

cità

(cod

e) (10,15)(10,16)

(10,17)(10,18)

(10,19)


1250

1450

1650

1850

2050

2250

2450

0 100 200 300 400 500 600 700 800


Capa

cità

(cod

e) (11,15)(11,16)

(11,17)

(11,18)(11,19)

-Sensibilità: 2,5l-Incertezza sulla stima del volume: ±7,3l-I.e. max relativa vs fondo scala: 1% (p=99% che misurando appartenga all’intervallo di confidenza)-Incertezza di tipo B: 16l, in forma relativa vs f.s. = 2,3%

Funzione di conversione inversa caso peggiore cella (9,18), (incertezza estesa=7,27l calcolata per k=2)

1855

1955

2055

2155

2255

0 100 200 300 400 500 600 700


Capa

cità

(cod

e)

Funzione di conversione inversa caso migliore cella (8,19), (incertezza estesa=0,68l calcolata per k=2)

1855

1955

2055

2155

2255

2355

0 100 200 300 400 500 600 700


Capa

cità

(cod

e)

Aumento del rapporto S/NSchermatura metallica del sensore(collegata a GND)Alimentazione tramite batteria

Relays reed schermati

Estensione del funzionamentoStudio e modellazione del crosstalk

Filtri software

Diminuzione interferenze e.m.

Geometria sensore

STUDIO E.M.UNIVERSITA’DI CASSINO

Valutazione della prontezza del sistemaModifiche al firmware: attesa KxTconv

Modifiche al software: invio di parametri al sistema

Patternator project

Automotive

Transcript of Patternator project