Come funziona un modulatore di fase automobilistico
Il principio di funzionamento del modulatore di fase automobilistico si basa sul rilevamento della posizione e dell'angolo di rotazione dell'albero a camme. All'interno del sensore di fase è presente una bobina di rilevamento e, in assenza di oggetti metallici nelle vicinanze, il circuito LC è in stato di risonanza. In presenza di un oggetto metallico nelle vicinanze, la bobina di rilevamento induce correnti parassite sulla superficie dell'oggetto metallico, con conseguente sbilanciamento del circuito parallelo LC e rilevamento del cambio di fase.
In base alla sua struttura e alla forma d'onda, il sensore di fase può essere suddiviso in tipo fotoelettrico e tipo a induzione magnetica. Il sensore di fase fotoelettrico è composto da un generatore di segnale e da un disco di segnale con un foro ottico. Quando il disco di segnale ruota, il foro ottico blocca o consente il passaggio della luce per generare un segnale. Il sensore di fase a induzione magnetica sfrutta il principio dell'induzione magnetica: quando il rotore del segnale ruota, il traferro nel circuito magnetico cambia periodicamente, determinando variazioni di flusso magnetico attraverso la bobina del segnale, con conseguente forza elettromotrice indotta.
I modulatori di fase sfruttano l'effetto elettro-ottico lineare in ottica: applicando un campo elettrico al mezzo ottico, il materiale produce una birifrangenza lineare, con conseguente sfasamento. L'indicatore chiave dell'efficienza della modulazione di fase è la tensione a semionda: minore è la tensione a semionda, maggiore è l'efficienza.
La funzione del modulatore di fase per automobili è quella di modificare direttamente i parametri del circuito risonante utilizzando il segnale modulato, in modo che il segnale portante generi uno sfasamento quando attraversa il circuito risonante e formi un'onda modulata in fase. L'applicazione del modulatore di fase in automobili si riflette principalmente nella regolazione dinamica della fase di aspirazione e di scarico del motore per migliorarne le prestazioni e l'efficienza.
Il principio di funzionamento del modulatore di fase si basa sull'effetto elettro-ottico lineare, che regola la fase dell'onda luminosa variando l'intensità del campo elettrico. Nel settore automobilistico, i modulatori di fase vengono utilizzati per controllare il regolatore di fase di aspirazione e il regolatore di fase di scarico, ottimizzando così il processo di combustione e l'efficienza dei gas di scarico del motore.
Gli scenari applicativi specifici includono: a bassa velocità o basso carico, il regolatore di fase di aspirazione può anticipare opportunamente il tempo di chiusura della valvola di aspirazione, migliorare l'effetto swirl e rollio nel cilindro e migliorare la stabilità della combustione; ad alta velocità o carico elevato, ritarda il tempo di chiusura della valvola di aspirazione, aumenta la lunghezza della corsa di aspirazione e migliora la potenza erogata dal motore. Inoltre, i modulatori di fase vengono utilizzati anche in auto senza conducente, biosensori on-chip e altri campi per ottenere funzioni di controllo ottico ed elaborazione del segnale più complesse.
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