Wialon Operator FAQ

1. Что такое «ДУТ»
2. Особенности работы
3. Погрешность ДУТ

Датчик уровня топлива (ДУТ) - устройство, которое позволяет контролировать уровень топлива в баке. Позволяет отслеживать фактический объем топлива в баке на данный момент, определять расход топлива за определенный промежуток времени и усредненный расход на 100 км (для подвижной техники), количество заправок и объем заправок, помогает установить факт слива и объем слитого топлива.

По конструктивным особенностям датчики делятся на следующие виды:

• поплавковые;
• емкостные;
• ультразвуковые.

Поплавковые

Предусматривается в базовой комплектации автомобиля чаще всего (мы его называем штатный ДУТ). Находится непосредственно в топливной емкости. Работает по принципу поплавка - при изменении уровня топлива опускается выше/ниже. С физической точки зрения работает как потенциометр - при изменении уровня топлива изменяется сопротивление резистора и, соответственно, меняется выходное напряжение.

Датчик подключается к бортовой сети автомобиля, соответственно, при выключении зажигания замеры уровня не производятся.

Выходной сигнал чаще всего аналоговый, который затем преобразуется в цифру (CAN). В некоторых случаях в CAN-шине может не быть данных об уровне топлива, в этом случае можно попытаться подключиться к аналоговому датчику напрямую (как мы делаем на Lada Largus), но чаще всего данные есть в процентном или цифровом значении.

При этом стоит понимать высокую погрешность показаний штатного датчика:

• Отсутствие данных при выключенном зажигании;
• Сложная диагностика неисправностей;
• Наличие «слепой зоны»;
• Очень высокая дискретность.

Например в протоколе J1939 уровень топлива приходит к нам в пределах от 1 до 250 единиц. При этом, основной бак может быть объёмом 1000 литров. Соответственно, шаг 1 условная единица датчика - это 4 литра топлива. Не говоря уже про измерение напрямую аналогового сигнала (напряжения).

Ультразвуковые

Ультразвуковой измеритель уровня топлива в баке являет собой излучатель, к которому присоединен кабель для подключения к GPS-трекеру.

Он устанавливается с внешней стороны топливного бака.

И хотя показания устройства более точны по сравнению с поплавковым, рассматривая возможность его установки, следует учесть несколько нюансов:

• контакт излучателя и поверхности бака должен быть идеальным, в противном случае распространение волны будет искажаться;
• наличие дополнительных перегородок в баке, а также материал, из которого они изготовлены, могут влиять на распространение импульса, а соответственно — на корректность показаний;
• если изнутри на поверхности емкости имеются неровности (вздутия, бугорки), это может также исказить распространение импульса;
• помехи распространению сигнала создает даже мусор, который со временем скапливается на дне топливного бака (он может быть разным по составу, его количество может меняться).

Емкостные

Самые популярные в использовании датчики уровня топлива в нашей сфере. Монтируются дополнительно.

Измерительный блок данного устройства представляет собой конденсатор - две вставленные одна в другую, но не соприкасающиеся между собой трубки. В верхней части они присоединены к плате прибора. Полость между ними заполняется топливом.

Данный прибор подключается к GPS-трекеру и передает в систему мониторинга информацию о выполненных вычислениях. Подобный принцип работы позволяет провести точную калибровку датчика и настроить очень точное соответствие показаний датчика с фактическим уровнем топлива в баке (да-да, это тарировка).

Также это позволяет учитывать некоторые конструктивные особенности топливного бака, такие как сужения или расширения в определенных точках (поэтому линейная тарировка не всегда может подойти).

По характеристикам выходного сигнала емкостные датчики бывают:

• аналоговые
• частотные
• цифровые

Аналоговые

Их принцип работы основан на том, что при уменьшении или увеличении количества топлива внутри емкости изменяется напряжение выходного сигнала. Зависимость может быть прямо или обратно пропорциональной.

Этот класс датчиков имеет ряд существенных недостатков:

• значительная погрешность измерений (вольтметр трекера)
• некоторые модели подвержены влиянию бортовой сети автотранспорта; (чаще всего плавает минус, а значит и измеряемое напряжение)
• точность подобных датчиков может существенно снижаться из-за электромагнитного поля, прилипшей к внешней части корпуса бака грязи, находящихся вблизи металлических предметов и т.д.

Наиболее существенный недостаток – значительные колебания сигнала, трудно поддающиеся фильтрации. Стабилизировать и очистить информацию от шумов можно только с помощью удачно подобранного программного комплекса. Также могли бы решить проблему преобразователи и дополнительные стабилизаторы, но их применение приведет к неизбежному удорожанию устройства.

Частотные

Как можно догадаться, в качестве выходного сигнала выступает частота. Частотный сигнал на выходе представляет собой нечто промежуточное между цифровым и аналоговым. Это частотная модуляция с кодируемым выходным значением.

Их минусом является то, что они передают информацию с опозданием в связи с медленной ее обработкой. Для ускорения обмена информацией используют увеличение частоты, однако это влечет за собой необходимость улучшения параметров источника.

Погрешность измеряемых значений с помощью такого датчика уже меньше, чем у аналогового, т.к. дискретизация выше, но помехоустойчивость при передаче сигнала все равно еще присутствует.

Цифровые

Датчики цифрового типа способны дополнительно анализировать показания и передавать информацию по цифровому протоколу (RS-232, RS-485). По уровню точности информационных данных цифровые ДУТ значительно превосходят аналоговые и частотные измерители топлива.

За чистоту данных отвечает встроенный микропроцессор, способный не только считывать, но и выравнивать, фильтровать и математически обрабатывать начальные значения измерений. Таким образом, степень суммарной погрешности либо сведена к нулевым показателям, либо максимально мала.

Все данные, поступающие через цифровые датчики, отличаются высокой степенью точности и помехозащищенности. В отличие от других ДУТ, на цифровые датчики не оказывают влияние использование мобильных устройств и радиоаппаратуры, внешние факторы, такие как погодные условия, магнитные поля, скачки напряжения бортовой сети и пр.

Производители ДУТов афишируют погрешность в 1% на стенде от объёма бака при измерении текущего уровня топлива. Таким образом, при баке объёмом 500 литров погрешность составит до 5 литров (плюс-минус), при баке в 900 литров - до 9 литров. На погрешность также влияют внешние факторы, форма бака, температура и качество топлива, а также качество калибровки («тарировки») датчика после его установки. Таким образом, итоговая реальная погрешность может доходить до 2-3% от объема бака в зависимости от датчика.