Зонд из диоксида титана или резистивный зонд

Рис. Схема резистивного зонда (источник: NGK)

В отличие от зонда напряжения (циркониевого зонда) зонд из диоксида титана является резистивным. У этого зонда в зависимости от содержания кислорода в ОГ скачкообразно изменяется электрическое сопротивление. Это, в свою очередь, вызывает изменения напряжения на зонде. Для этого зонда не требуется опорная атмосфера. Она реагирует на абсолютное парциальное давление кислорода. Вокруг нескольких толстопленочных элементов зонда расположен герметичный корпус. Электрическое сопротивление диоксида титана изменяется пропорционально парциальному давлению кислорода в смеси. При слишком большой концентрации кислорода в ОГ (Л > 1) диоксид титана вступает в реакцию и становится менее проводимым. При низкой концентрации кислорода в ОГ (Л < 1) диоксид титана становится более проводимым. В обоих случаях изменяется сопротивление зонда. У диоксида титана (ТiO2) эти изменения особенно заметны при высоких температурах.

Зонду не требуется эталонный воздух, но блок управления через комбинацию из резисторов должен запитываться постоянным напряжением 5 В. При падении напряжения на резисторах возникает необходимый для ЭБУ сигнал. Использование нагревательного элемента в головке датчика обеспечивает быструю готовность к работе. Точка начала температурного скачка — около 200°С. Мощность нагревательного элемента составляет около 7 Вт и позволяет достичь этой температуры менее чем за 20 секунд. Это положительно сказывается на токсичности выхлопа в фазе прогрева двигателя. Электронное управление нагревательным элементом в обычном режиме работы обеспечивает оптимальную температуру в 650°С. Регулирующей величиной для температуры служит сигнал зонда в режиме бедной смеси.

Рис. Характеристика сопротивления и напряжения зонда из диоксида титана (источник: Opel)

На рисунке показана характеристика напряжения и сопротивления зонда. На сопротивление зонда, помимо содержания кислорода в ОГ, влияет и температура ОГ. Таким образом, напряжение зонда можно анализировать и для определения температуры ОГ. При очень высоких температурах ОГ падение напряжения в диапазоне бедных смесей является индикатором при распознавании критических температур ОГ. При слишком высокой температуре ОГ в двигателе запускаются функции защиты катализатора, предотвращающие его повреждение. Этот зонд используется в качестве управляющего зонда в системах OBD.