Tankgeber Diesel - elektrische Information
Der Tankgeber, siehe Ab.1, besteht aus einem Schwimmer, welcher an einem Hebel moniert ist der in Abhängigkeit der Füllhöhe über eine rotierende Achse einen „Schleifer“ über verschiedene Widerstände bewegt, siehe Ab.2.
Ab.1: Tankgeber Dieseltank
Ab.2: Tankgeber Schleifer
Das Widerstandsarray ist mit ca. 50 Elementen ausgestattet, siehe Ab.3.
Ab.3: Tankgeber Widerstandsarray
Man hat also zumindest 50 verschiedene Messwerte. Jedoch ist in jeder Tankanzeige auch ein lowpass filter eingebaut, da beinahe niemand daran interessiert ist Informationen über die einzelnen Wellen im Tank zu erhalten – obwohl dieses durchaus möglich ist, wenn man die Spannung über den Tankgeber direkt mit einem Osci oder Multimeter misst!
Der lowpass filter mittelt die Spannung mit einer Zeitkonstanten von mehreren Sekunden. Dieses ist auch zu sehen, wenn man den Startschlüssel umdreht: es dauert einige Sekunden, biss dass man die Tankanzeige seinen Wert erreicht hat.
Diese Mittelung hat nicht nur den Effekt, dass man die Wellenberge und Täler im Tank ausmittelt, sondern man erhält auch noch eine Erhöhung der Genauigkeit in der Ablesung. Nehmen wir mal 2 nebeneinander liegende Widerstände des Arrays an und bezeichnen diese mit R1 und R2. Wenn die Füllhöhe nun zwischen R1 und R2 ist, mit z.B. 80% mehr bei R2, dann findet durch die Flüssigkeitsbewegung im Tank eine statistische Mittelung statt. Die Füllhöhe wird 80% von der Zeit R2 angeben und ca. 20% R1 – und natürlich auch noch höhere und tiefere Werte, welche dann allerdings wieder symmetrisch um 0.8 x R2 liegen…
In dieser Art und Weise erhält man viel mehr als 50 Messwerte und eine Auslesung von 1 Liter (bei einem 70L Tank) sollte möglich sein.
Ich habe mir die Mühe gemacht die Transferfunktion des Tankgebers durchzumessen.
Hierzu habe ich den Tankgeber befestigt, wie gezeigt in Ab. 4. Der Schwimmer hängt frei!
Ab.4: Tankgeber befestigt
Es macht nichts aus, wenn der Tankgeber nicht komplett horizontal ist, da diese Ungenauigkeit durch mein Messprinzip nicht in den Messwerten auftauchen wird.
Als nächstes braucht man eine Schieblehre und ein Multimeter, welches man an den elektrischen Anschlüssen des Gebers anschließt und auf Ohm schaltet. Wenn der Schwimmer noch frei hängt, hat meinen seinen ersten Messpunkt = Offset. Da ich die Füllhöhe im Tank messen will und keine Winkel, benutze ich nun die Schieblehre um den Schwimmer am tiefsten Punkt (ich habe die Unterkante des Metallringes hierfür genommen) in mm höher zu bringen um dann den dazugehörigen Widerstand abzulesen, siehe Ab. 5.
Ab.5: Tankgeber - Messung der Höhe mit Schieblehre
Dieses nennt sich Transferfunktion (Füllhöhe zu Widerstand) und ist gezeigt in Ab. 6:
Ab.6: Transferfunktion Tankgeber mit analytischem Fit
Bei einem leeren Tank (0 mm) habe ich 271.1 Ohm und beim ganz vollen Tank (151 mm) habe ich 36.6 Ohm. Am Anfang habe ich die Genauigkeit geprüft und habe deshalb in mm Schritten gemessen. Später habe ich dann die Schritte auf 5 mm erhöht.
Da ich beschäftigt bin, mir eine Tankanzeige in L zu erstellen, habe ich die Transferfunktion auch noch gefittet: hier ist ein Polynom 4ter Ordnung vollkommen ausreichend, da R^2 dann schon 0.9964 ist!
Die Formel steht auch in Ab. 6!
Die Transferfunktion des Tankgebers, [Ohm/Schwimmerhöhe], wird schließlich mittels der Tankanzeige umgesetzt in eine visuelle Widergabe, die dem Fahrer eine „Idee“ geben soll über den noch im Tank existierenden Treibstoff. Es ist also wichtig die Tankanzeige wirklich gut zu begreifen, siehe
Tankanzeige
Marcel(NL)
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