Automašīnās tiek izmantoti dažāda veida sensori, lai kontrolētu visas transportlīdzekļa darbības, kā arī pasargātu no bojājumiem, piemēram; KARTE, dzinēja klauvēšana, droseles stāvoklis, sadales vārpstas stāvoklis , gaisa plūsma, dzinēja apgriezienu skaits, skābeklis, spriegums un daudz kas cits. Starp tiem gaisa plūsmas sensors ir viens no automobiļu sensoru veidiem. Pirmo pievienojamo gaisa masas plūsmas sensoru 1996. gadā izgudroja DENSO. Tāpēc viņu nepārtrauktā attīstība automobiļu tehnoloģiju jomā ir vadošā metode augsta diapazona auto detaļu ražošanā. Šis sensors nosaka transportlīdzekļa dzinējā ievilktā gaisa daudzumu un pārraida signālu uz ECU (dzinēja vadības bloku). Šajā rakstā ir apskatīts pārskats par gaisa plūsmas sensors vai MAF sensors, tā darbība un lietojumi.
Kas ir gaisa plūsmas sensors?
Gaisa plūsmas sensors ir automašīnu sensora veids, ko izmanto gaisa plūsmas ātruma mērīšanai visā sistēmā, piemēram, HVAC, iekšdedzes dzinējos un arī rūpnieciskajos procesos. Tātad ECU (dzinēja vadības bloks) vienkārši novērtē degvielas masas daudzumu, kas nepieciešams, lai uzturētu gaisa, kā arī degvielas līdzsvaru atkarībā no reāllaika ievades. Alternatīvs gaisa plūsmas sensora nosaukums ir MAF (masas gaisa plūsmas) sensors, MAF vai gaisa mērītājs, kas maina transportlīdzekļa dzinējā ieplūstošā gaisa daudzumu sprieguma signālā, lai mērītu tā slodzi. Turklāt gaisa blīvumu var mainīt dažādi faktori, piemēram, spiediens, temperatūra, mitrums un daudzi citi.
Gaisa plūsmas sensora darbības princips
Gaisa plūsmas sensors darbojas, vienkārši izmērot karstā vada pretestības izmaiņas un mainot to elektriskos signālos un nododot to ECU (dzinēja vadības blokam). Šo signālu izmanto, lai noteiktu degvielas daudzumu, kas jāievada dzinējā.
Gaisa plūsmas sensorā ir divi vadi, piemēram, elektriski apsildāmi, bet otrs vads nav. Ikreiz, kad šī sensora plāns vads tiek uzkarsēts stabilā temperatūrā un atrodas gaisa plūsmas ceļā, tas to atdzesē veidā, kas ir proporcionāls gaisa plūsmas ātrumam.
Ikreiz, kad temperatūras starpība starp sensoru vadiem mainās, sensors automātiski palielina vai samazina strāvas plūsmu visā vadā. Pēc tam strāva tiek pārsūtīta uz ECU un mainīta sprieguma (vai) frekvencē, lai to pārvērstu gaisa plūsmā.
Gaisa plūsmas sensora shēmas shēma
Parasti gaisa plūsmas noteikšana ir ļoti noderīga dažādās ķēdēs. Tātad zemāk ir parādīta vienkārša gaisa plūsmas sensora ķēde, ko izmanto, lai noteiktu pieejamo gaisa plūsmu. Šai gaisa plūsmas ķēdei nav nepieciešama RTD (vai) Zenera diode bet šajā ķēdē tiek izmantots vienkāršs maiņstrāvas spuldzes kvēldiegs, tostarp daži komponenti gaisa noteikšanai. Šīs gaisa sensora ķēdes izveidei nepieciešamie komponenti galvenokārt ietver: LM358 IC , LM7805, Rezistori patīk; 680 omi, 100 omi, 10 k un 330 omi, 100 uF kondensators, 50 k mainīgais rezistors , LED, 12V enerģijas padeve , kvēlspuldze, džempera vads, spiedpoga un līdzstrāvas ventilators. Pievienojiet šo ķēdi, kā parādīts zemāk redzamajā shēmā.
Darbojas
Šī gaisa plūsmas sensora ķēde ir parādīta zemāk, ko izmanto gaisa plūsmas noteikšanai. Šī shēma darbojas ar 12 V līdzstrāvas padevi. Nozīmīgākā sastāvdaļa, ko izmanto šajā shēmā, ir spuldzes kvēldiegs, jo tas ir atbildīgs par sprieguma izmaiņu ikreiz, kad ir gaisa klātbūtne. Spuldzes kvēldiegam šajā ķēdē ir NTC (negatīvs temperatūras koeficients), tātad tā kvēldiegam pretestība mainīsies apgriezti virzienā uz temperatūru. Kad temperatūra ir augstāka, kvēldiega pretestība ir zema.
Ikreiz, kad pēc noklusējuma nav gaisa, spuldzes kvēldiega pretestības vērtība būs zema tajā esošā siltuma dēļ. Kad no tā pieplūst gaisa plūsma, spuldzes kvēldiega temperatūra pazeminās un kvēldiega pretestība palielinās.
Līdz ar to šo pretestības izmaiņu dēļ spuldzes kvēldiegam rodas sprieguma izmaiņas, ko uztver LM358 IC un rada zemu signālu. Šis IC ir pievienots salīdzinājuma režīmā, tāpēc tas salīdzina ieejas spriegumu ar atsauces spriegumu un attiecīgi nodrošina izeju.
Potenciometrs šajā ķēdē tiek izmantots, lai kalibrētu ķēdi, an LED ir noderīgs, lai norādītu gaisa plūsmu, un gan spiedpoga, gan līdzstrāvas ventilators tiek izmantoti, lai plūstu gaisa padevi visā kvēldiega garumā.
Gaisa plūsmas sensoru veidi
Ir dažādi gaisa plūsmas sensoru veidi, kas ir apskatīti turpmāk.
Tilpuma gaisa plūsmas sensors
Tilpuma gaisa plūsmas sensors tiek izmantots, lai mērītu tilpuma plūsmu, filtru uzraudzību, diferenciālo spiedienu un šķidruma līmeņa noteikšanu. Šāda veida gaisa plūsmas sensori ir izmantojami medicīnas, tīru telpu un filtru tehnoloģijās gaisa kondicionēšanas kanālos, ventilācijā, smidzināšanas kabīnēs un rūpnieciskajās virtuvēs galvenokārt filtru uzraudzībai un līmeņa mērīšanai vai frekvences pārveidotāju kontrolei.
MAF sensors
MAF sensors ir pazīstams arī kā masas gaisa plūsmas sensors, ko izmanto automašīnās, lai noteiktu gaisa masas plūsmas ātrumu, kas iet caur transportlīdzekļa dzinēju, kā arī degvielas iesmidzināšanas daudzumu.
Transportlīdzekļa dzinēja vadības blokam gaisa masas dati ir nepieciešami balansēšanai un arī precīzas degvielas masas piegādei dzinējam. Gaiss mainīs savu blīvumu gan spiediena, gan temperatūras ietekmē. Automobiļu lietojumos gaisa blīvums mainīsies atkarībā no augstuma, apkārtējās vides temperatūras un piespiedu indukcijas izmantošanas, tāpēc šie sensori ir piemērotāki, salīdzinot ar tilpuma plūsmas sensoriem, lai noteiktu ieplūdes gaisa daudzumu katrā cilindrā.
Lāpstiņas tipa gaisa masas plūsmas sensors
Sensors, kuram ir mērītā lāpstiņa, kas atrodas plūstošā gaisa virzienā, ir pazīstams kā gaisa masas plūsmas sensora veids. Šāda veida gaisa plūsmas sensoru izmanto, lai izmērītu caur tiem plūstošā gaisa daudzumu.
Šī sensora lāpstiņa ir vienkārši savienota ar atsperi un novietota miera stāvoklī. Bet ikreiz, kad gaiss sāk plūst, lāpstiņa tiks pārvietota zem atsperes spiediena. Tādējādi šo novirzi var mainīt sprieguma signālā, izmantojot potenciometru. Pēc tam to izmanto, lai noteiktu gaisa plūsmas ātrumu.
Karstās stieples gaisa plūsmas sensors
Šāda veida gaisa plūsmas sensors tiek izmantots vairākos modernos transportlīdzekļos, lai mērītu gaisa masu, kas nonāk dzinējā. Šim sensoram ir galvenā loma dzinēja pārvaldībā un optimizācijā, vienkārši sniedzot informāciju ECU (dzinēja vadības blokam), lai pielāgotu gaisa un degvielas maisījumu ļoti efektīvai sadegšanai.
Šī sensora galvenā funkcija ir izmērīt ienākošā gaisa daudzumu, kā arī blīvumu. Tāpēc šie dati ir nozīmīgi galvenokārt dzinēja vadības blokam, lai izlemtu, cik daudz degvielas jāievada sadegšanas kamerās, lai uzturētu pareizo gaisa un degvielas attiecību.
Gaisa blīvums galvenokārt ir atkarīgs no augstuma, temperatūras un piespiedu indukcijas pielietojuma. Šie sensori ir noderīgāki un piemērotāki gaisa ieplūdes daudzuma noteikšanai katrā cilindrā, salīdzinot ar tilpuma plūsmas tipa sensoriem.
Gaisa plūsmas sensora elektroinstalācijas shēma
Zemāk ir parādīta gaisa plūsmas sensora (gaisa masas plūsmas sensora) elektroinstalācijas shēma, kas ir izstrādāta, pamatojoties uz konstrukciju, gadu, tipu, pieprasījumu un modeli. Šīs elektroinstalācijas shēmas ir pieejamas četros veidos: 3 vadu, 4 vadu un 5 vadu. Tātad, šeit mēs pievienojam 4 vadu gaisa plūsmas sensoru, kas ir izskaidrots zemāk esošajā sadaļā.
4 vadu gaisa plūsmas sensora elektroinstalācijas shēmai ir 12 V pozitīvs barošanas avots (karstais vads), IAT (ieplūdes gaisa temperatūras signāls) signāls, MAF signāls un MAF GND.
12 V pozitīvais barošanas avots (karstais vads) ir savienots ar drošinātāju un releju drošinātāju kārbā. Pēc tam masas gaisa plūsmas signāla vadu var savienot ar transportlīdzekļa ECU. Šis signāla vads vienkārši pārraida sensora signālu uz ECU. MAF sensora zemējuma vadu var izmantot kā kopēju GND savienojumu gan transportlīdzekļa ECU, gan sensoram.
Gaisa plūsmas sensora signāla ķēdi var konstruēt MAF sensorā, lai mērītu plūstošās strāvas daudzumu visā sensorā un mainītu šo strāvas padevi par spriegumu. Pēc tam tas caur MAF signāla kabeli pārraida to transportlīdzekļa ECU. Tātad šī signāla ķēde ir iezemēta atsevišķi. Turklāt sensors ietver integrētu IAT sensoru, kas nodrošina IAT signālu, lai pamanītu ieplūdes gaisa temperatūras signālu.
Gaisa plūsmas sensora saskarne ar Arduino
Gaisa plūsmas sensors (anemometra sensors) ir zemu izmaksu sensors ar Arduino draudzīgumu. Šo sensoru sauc arī par vēja sensoru Rev. p, kam ir aparatūras kompensācija galvenokārt apkārtējās vides temperatūrai un apzīmē PTC termistorus. Šo gaisa plūsmas sensoru izmanto, lai noteiktu viesuļvētras vētras, izņemot piesātinājumu, kas svārstās no 0 līdz 150 Mph. Tas nodrošina līdz 3,3 V izejas sensora spriegumu, kas ir vispiemērotākais visiem diapazoniem Arduino izstrādes dēļi & mikrokontrolleri.
Šis sensors darbojas vienkārši ar termisko anemometru vai karstā stieples metodi, kas nodrošina sajūtu, sildot elementu, kā arī jaudas izmaiņas, kas nepieciešamas, lai uzturētu siltumu uz siltuma elementa visā vēja plūsmā. Ikreiz, kad gaisa plūsma palielinās, pēkšņi sildelements zaudē siltumu un tam ir nepieciešams vairāk enerģijas, lai uzturētu siltumu. Kad nav vēja, sildelements paliek stabils. Tādējādi tas mēra un arī nosaka atšķirības starp strāvu un jaudu, kas plūst visā sildelementā.
Šī sensora tehniskajās specifikācijās galvenokārt ietilpst:
- Tās sprieguma padeve svārstās no 4 līdz 5 voltiem.
- Tā strāvas padeve svārstās no 20 līdz 40 mA.
- Tā vēja ātrums svārstās no 0 līdz 60 jūdzēm stundā.
Piespraudes apraksts:
The gaisa plūsmas sensora tapas konfigurācija (vai) vēja sensors Rev. P versijā ir pieejams 5 kontaktu konfigurācijā, kas parādīta zemāk.
- GND tapa tiek izmantota ķēdes kopējam GND savienojumam.
- V+ tapa ir sensora ieejas sprieguma tapa un ir savienota ar Arduino.
- OUT vai Ao pin ir gaisa sensora analogais o/p signāls, ko izmanto, lai noteiktu plūstošās strāvas padeves summu visā gaisa sensorā.
- TMP tapa nodrošina temperatūras izvadi, kas ir vienkāršs sprieguma dalītājs caur termistoru, kā arī rezistoru. Šīs tapas jauda ir augsta zemākā temperatūrā un samazinās augstā temperatūrā.
- RV tapa ir atsauces spriegums, ko izmanto kalibrētajai izvadei. Šī tapa nepazemina spriegumu zem 1,8 V pat istabas temperatūrā. Šo spriegumu nevar ietekmēt kalibrēšanas potenciometrs.
Šīs saskarnes savienojumi ir šādi;
- Savienojiet šī sensora GND tapu ar Arduino GND tapu.
- Sensora V+ tapa ir savienota ar Arduino Vin tapu.
- Sensora OUT tapas ir savienotas ar Arduino Ao tapu.
- Sensora TMP tapa ir savienota ar Arduino A2 tapu.
- Sensora RV tapa nav pievienota.
Kods
Šai saskarnei nepieciešamais Arduino kods ietver tālāk norādīto.
const int OutPin = A0; // vēja sensora analogā tapa savienota ar Wind P sensora “OUT” tapu
const int TempPin = A2; // temperatūras sensora analogā tapa savienota ar Wind P sensora “TMP” tapu
void setup() {
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
// lasīt vējš
int windADunits = analogRead(OutPin);
// Serial.print('RW'); // drukāt neapstrādātu A/D atkļūdošanai
// Serial.print(windADunits);
// Serial.print('\t');
// vēja formula, kas iegūta no vēja tuneļa datiem, anemometra un dažām izdomātām Excel regresijām
//Šajā mērogošanā vēl nav nekādas temperatūras korekcijas
pludiņa vējšMPH = pow(((((pludiņa)vējaADvienības – 264,0) / 85,6814), 3,36814);
Serial.print(windMPH);
Serial.print(' MPH\t');
// temp rutīnas un drukāt raw un temp C
int tempRawAD = analogRead(TempPin);
// Serial.print('RT'); // drukāt neapstrādātu A/D atkļūdošanai
// Serial.print(tempRawAD);
// Serial.print('\t');
// konvertējiet uz voltiem, pēc tam izmantojiet formulu no datu lapas
// Vout = ( TempC * .0195 ) + .400
// tempC = (Vout – V0c) / TC skatiet MCP9701 datu lapu V0c un TC
peldošā tempC = ((((pludināt)tempRawAD * 5.0) / 1024.0) – 0.400) / .0195;
Serial.print(tempC);
Serial.println('C');
kavēšanās (750);
}
Arduino plate tiek darbināta ar 9V ar ārēju barošanas plati, un sensors tiek darbināts no Arduino plates Vin tapas. Augšupielādējiet iepriekš minēto kodu Arduino un uzraugiet analogo o/p spriegumu un temperatūras izmaiņas gaisa plūsmas sensora OUT kontaktā un TMP tapā, lai noteiktu vēja ātrumu.
Analogā sensora izeja ir logaritmiska, tāpēc sensors uztver un uzrauga ārkārtīgi mazu gaisa plūsmu zemos diapazonos, lai gan tas nepiesātinās ar pilnu jaudu, kamēr gaisa plūsma nesasniegs aptuveni 60 jūdzes stundā.
Sprieguma signāls, kas tiek iegūts no sensora analogās tapas (Ao pin), ir tieši proporcionāls vēja ātrumam. Gaisa sensora pamatprincips ir līdzīgs parastajai karsto stiepļu tehnoloģijai. Tāpēc šī metode ir izcila zema vēja līdz mērenam vēja ātrumam, un šī metode ir piemērota iekštelpu gaisa plūsmas virziena mērīšanai.
Priekšrocības & Trūkumi
The gaisa plūsmas sensoru priekšrocības iekļaujiet tālāk norādīto.
- Gaisa plūsmas sensoru ir ļoti vienkārši uzstādīt.
- Šīs nav dārgas.
- Šis sensors mēra visu spiedienu un statisko gaisa plūsmas spiedienu un vidējo gaisa ātrumu.
- Ir pieejamas citas dizaina iespējas.
- Šos sensorus ir vieglāk uzturēt, jo trūkst kustīgu daļu.
- Šis ir visizplatītākais sensoru veids, ko izmanto gaisa plūsmas mērīšanai.
The gaisa plūsmas sensoru trūkumi iekļaujiet tālāk norādīto.
- Šo sensoru var ietekmēt gāzes ieslēgumi un vibrācijas jutība, ja tas ir uzstādīts nepareizi.
- Tie ir dārgi salīdzinājumā ar citiem sensoriem.
- Tam ir samazināta gaisa ieplūde un arī veiktspēja.
- Šiem sensoriem ir nepieciešama kalibrēšana.
- Gaisa plūsmas sensori ir viegli piesārņoti, izraisot kļūmes un darbības traucējumus.
- Šis sensors rada dažādas problēmas, piemēram, jaudas zudumu, vieglu vai smagu vilcināšanos, ne tikai aptuvenu tukšgaitu, sliktu degvielas ekonomiju utt.
- Slikta gaisa plūsmas sensora dēļ jūsu automašīna saskaras ar sliktas vadāmības problēmām, piemēram, dzinēja apstāšanos, vilcināšanos vai paātrinājuma raustīšanu.
Lietojumprogrammas/Lietojumi
Gaisa plūsmas sensoru pielietojums ir šāds.
- Gaisa plūsmas sensors tiek izmantots, lai mērītu un arī kontrolētu gaisa plūsmas ātrumu ventilācijā un gaisa kondicionieros.
- Šis sensors palīdz analizēt gaisa plūsmas ātrumu iekšdedzes dzinējos ar degvielas iesmidzināšanu.
- To izmanto automobiļos, rūpniecībā un komerciālos lietojumos.
- Šie sensori bieži ir atrodami analītiskās ķīmijas iekārtās.
- Gaisa plūsmas sensors tiek izmantots gāzu hromatogrāfijā, lai identificētu savienojumus, kas nav identificēti.
- Šos sensorus izmanto medicīnas ierīcēs, ķīmiskās rūpnīcās, testēšanā un analītiskos lietojumos.
- Šo sensoru izmanto, lai izsekotu plūsmas ātruma datiem gan parauga ievadīšanas procedūrā iekārtā, gan plūsmas ātrumiem visās separācijas kolonnās.
- Gaisa plūsmas sensora pielietojums ir masas plūsmas ātruma analīze gaisam iekšdedzes dzinējos ar degvielas iesmidzināšanu.
- Tas attiecas uz gāzes analīzes ierīcēm, ventilatoriem, skābekļa koncentratoriem, blīvuma pārbaudes ierīcēm un gaisa kvalitātes paraugu ņemšanas ierīcēm.
- MAF sensors tiek izmantots automašīnu dzinējos, lai palīdzētu kontrolēt sadegšanas efektivitāti.
- Sensors paziņo dzinēja datoram, vai automašīna atrodas atmosfēras apakšā vai augstu kalna virsotnē (vai starp tām), kur ir mazāk skābekļa.
- Šis sensors ļauj efektīvi un precīzi kontrolēt HVAC sistēmas.
- Šis sensors tiek izmantots ventilācijas sistēmās, lai uzraudzītu pacientu elpošanas ciklu.
Tādējādi tas ir gaisa plūsmas sensora pārskats , darbs, shēma, veidi, vadi, saskarne un to lietojumi. Gaisa plūsmas sensori ir piemēroti gaisa padeves mērīšanai un kontrolei ventilācijā un AC. Šos sensorus ir ļoti viegli uzstādīt un izmērīt visu spiedienu, stacionārās gaisa plūsmas spiedienu un vidējo gaisa ātrumu. Šeit ir jautājums jums, kas ir plūsmas sensors?
