Automobiliuose naudojami įvairių tipų jutikliai, skirti valdyti visas transporto priemonės operacijas, taip pat apsaugoti nuo pažeidimų, pvz. ŽEMĖLAPIS, variklio trenksmas, droselio padėtis, skirstomojo veleno padėtis , oro srautas, variklio greitis, deguonis, įtampa ir daug daugiau. Tarp jų oro srauto jutiklis yra vienas iš automobilių jutiklių tipų. Pirmąjį įjungiamą masės oro srauto jutiklį 1996 m. išrado DENSO. Taigi jų nuolatinis tobulėjimas automobilių technologijų srityje yra aukšto diapazono automobilių dalių metodo lyderis. Šis jutiklis nustato į transporto priemonės variklį įtraukto oro kiekį ir perduoda signalą į ECU (variklio valdymo bloką). Šiame straipsnyje aptariama an oro srauto jutiklis arba MAF jutiklis, jo veikimas ir pritaikymas.
Kas yra oro srauto jutiklis?
Oro srauto jutiklis yra automobilio jutiklio tipas, naudojamas oro srauto greičiui matuoti visoje sistemoje, pvz., ŠVOK, vidaus degimo varikliuose ir pramoniniuose procesuose. Taigi ECU (variklio valdymo blokas) tiesiog įvertina degalų masės kiekį, reikalingą oro ir degalų balansui palaikyti, priklausomai nuo realaus laiko įvesties. Alternatyvus oro srauto jutiklio pavadinimas yra MAF (masės oro srauto) jutiklis, MAF arba oro matuoklis, kuris pakeičia į transporto priemonės variklį patenkančio oro kiekį į įtampos signalą, skirtą jo apkrovai matuoti. Be to, oro tankį gali keisti įvairūs veiksniai, tokie kaip slėgis, temperatūra, drėgmė ir daugelis kitų.
Oro srauto jutiklio veikimo principas
Oro srauto jutiklis veikia tiesiog matuodamas įkaitusio laido varžos pokytį ir paversdamas jį elektriniais signalais ir perduodamas ECU (variklio valdymo blokui). Šis signalas naudojamas norint nustatyti degalų kiekį, kurį reikia įpilti į variklį.
Oro srauto jutiklyje yra du laidai, pavyzdžiui, šildomi elektra, o kitas laidas nėra. Kai plonas šio jutiklio laidas šildomas iki stabilios temperatūros ir yra oro srauto kelyje, jis atvėsinamas tokiu būdu, kuris yra proporcingas oro srauto greičiui.
Kai kinta temperatūrų skirtumas tarp jutiklių laidų, jutiklis automatiškai padidina arba sumažina srovės srautą visame laide. Po to srovė perduodama į ECU ir pakeičiama į įtampą (arba) dažnį, kad ji būtų paversta oro srautu.
Oro srauto jutiklio grandinės schema
Paprastai oro srauto aptikimas yra labai naudingas įvairiose grandinėse. Taigi žemiau parodyta paprasta oro srauto jutiklio grandinė, kuri naudojama turimam oro srautui aptikti. Šiai oro srauto grandinei nereikia RTD (arba) Zenerio diodas tačiau ši grandinė naudoja paprastą kintamosios srovės lemputės siūlą, įskaitant kai kuriuos komponentus, skirtus orui aptikti. Šiai oro jutiklio grandinei reikalingi komponentai daugiausia apima: LM358 IC , LM7805, Rezistoriai Kaip; 680 omų, 100 omų, 10 k ir 330 omų, 100 uF kondensatorius, 50 k kintamasis rezistorius , LED, 12V maitinimo šaltinis , kaitrinė lemputė, trumpiklis, mygtukas ir nuolatinės srovės ventiliatorius. Prijunkite šią grandinę, kaip parodyta žemiau.
Darbas
Ši oro srauto jutiklio grandinė parodyta žemiau, kuri naudojama oro srautui aptikti. Ši grandinė veikia su 12 V nuolatinės srovės maitinimu. Svarbus komponentas, naudojamas šioje grandinėje, yra lemputės kaitinimo siūlelis, nes jis yra atsakingas už įtampos skirtumą, kai yra oro. Šios grandinės lemputės kaitinimo siūlelis turi NTC (neigiamą temperatūros koeficientą), taigi jo kaitinamasis siūlas pasipriešinimas pasikeis atvirkščiai link temperatūros. Kai temperatūra yra aukštesnė, gijos atsparumas yra mažas.
Kai pagal numatytuosius nustatymus nėra oro, lemputės kaitinamojo siūlo varžos vertė bus maža dėl tam tikros šilumos viduje. Kai iš jo tiekiamas oro srautas, lemputės kaitinamojo siūlelio temperatūra mažėja, o siūlelio varža padidės.
Taigi dėl šio pasipriešinimo pokyčio lemputės kaitinimo siūlelyje atsiranda įtampos pokytis, kurį sugauna LM358 IC ir sukuria žemą signalą. Šis IC yra prijungtas lyginamuoju režimu, todėl jis lygina įvesties įtampą per atskaitos įtampą ir atitinkamai pateikia išvestį.
Šios grandinės potenciometras naudojamas grandinei kalibruoti, an LED yra naudingas norint parodyti oro srautą, o tiek mygtukas, tiek nuolatinės srovės ventiliatorius naudojami oro tiekimui per visą kaitinimo siūlą.
Oro srauto jutiklių tipai
Yra įvairių tipų oro srauto jutikliai, kurie aptariami toliau.
Tūrio oro srauto jutiklis
Tūrio oro srauto jutiklis naudojamas tūrio srautui matuoti, filtro stebėjimui, slėgio skirtumui ir skysčio lygiui aptikti. Šio tipo oro srauto jutikliai naudojami medicinos, švarių patalpų ir oro kondicionavimo kanalų, vėdinimo, purškimo kabinų ir pramoninių virtuvės filtrų technologijose, daugiausia filtrų stebėjimui ir lygio matavimui arba dažnio keitiklių valdymui.
MAF jutiklis
MAF jutiklis taip pat žinomas kaip masės oro srauto jutiklis, naudojamas automobiliuose oro masės srautui, praeinančio per transporto priemonės variklį, ir degalų įpurškimo kiekiui nustatyti.
Transporto priemonės variklio valdymo blokui oro masės duomenys reikalingi balansavimui ir tikslios degalų masės tiekimui link variklio. Oro tankis keisis dėl slėgio ir temperatūros. Oro tankis pasikeis naudojant automobilius, atsižvelgiant į aukštį virš jūros lygio, aplinkos temperatūrą ir priverstinę indukciją, todėl šie jutikliai yra tinkamesni, palyginti su tūriniais srauto jutikliais, siekiant nustatyti įsiurbiamo oro kiekį kiekviename cilindre.
Mentės tipo masės oro srauto jutiklis
Jutiklis, turintis išmatuotą mentę, esančią išilgai tekančio oro krypties, yra žinomas kaip masės oro srauto jutiklio tipas. Šio tipo oro srauto jutikliai naudojami pro juos pratekančio oro kiekiui matuoti.
Šio jutiklio mentelė yra tiesiog prijungta prie spyruoklės ir išdėstyta ramybės padėtyje. Bet kai tik pradės tekėti oras, spyruoklės slėgyje mentelė pasislinks į kitą vietą. Taigi šis įlinkis gali būti pakeistas į įtampos signalą naudojant potenciometrą. Po to jis naudojamas oro srauto greičiui spręsti.
Karšto laido oro srauto jutiklis
Šio tipo oro srauto jutikliai naudojami keliose moderniose transporto priemonėse, matuojant į variklį patenkančio oro masę. Šis jutiklis atlieka pagrindinį vaidmenį valdant ir optimizuojant variklį, nes tiesiog pateikia informaciją ECU (variklio valdymo blokui), kad būtų galima sureguliuoti oro ir degalų mišinį, kad degimas būtų labai efektyvus.
Pagrindinė šio jutiklio funkcija yra matuoti įeinančio oro kiekį ir tankį. Taigi šie duomenys yra svarbūs daugiausia tam, kad variklio valdymo blokas nuspręstų, kiek degalų įpilti į degimo kameras, kad būtų išlaikytas tinkamas oro ir degalų santykis.
Oro tankis daugiausia priklauso nuo aukščio, temperatūros ir priverstinės indukcijos taikymo. Šie jutikliai yra naudingesni ir tinkami sprendžiant oro įsiurbimo kiekį kiekviename cilindre, palyginti su tūrio srauto tipo jutikliais.
Oro srauto jutiklio laidų schema
Žemiau parodyta oro srauto jutiklio (oro masės srauto jutiklio) sujungimo schema, sukurta atsižvelgiant į konstrukciją, metus, tipą, poreikį ir modelį. Šios laidų schemos yra keturių formų: 3 laidų, 4 laidų ir 5 laidų. Taigi, čia mes prijungiame 4 laidų oro srauto jutiklį, kuris paaiškinamas toliau pateiktame skyriuje.
4 laidų oro srauto jutiklio laidų schema turi 12 V teigiamą maitinimo šaltinį (karšto laido), IAT (įsiurbiamo oro temperatūros signalo) signalą, MAF signalą ir MAF GND.
12 V teigiamas maitinimo šaltinis (karštas laidas) yra prijungtas prie saugiklio ir relės saugiklių dėžutėje. Tada masės oro srauto signalo laidas gali būti prijungtas prie transporto priemonės ECU. Šis signalo laidas tiesiog perduoda jutiklio signalą į ECU. MAF jutiklio įžeminimo laidas gali būti naudojamas kaip bendra GND jungtis tiek ECU, tiek transporto priemonės jutikliui.
Oro srauto jutiklio signalo grandinė gali būti suprojektuota į MAF jutiklį, kad būtų galima išmatuoti tekančios srovės kiekį visame jutiklyje ir pakeisti šią srovės tiekimą į įtampą. Po to jis perduoda jį į transporto priemonės ECU per MAF signalo kabelį. Taigi ši signalo grandinė įžeminama atskirai. Be to, jutiklis turi integruotą IAT jutiklį, kuris teikia IAT signalą, kad pastebėtų įsiurbiamo oro temperatūros signalą.
Oro srauto jutiklio sąsaja su Arduino
Oro srauto jutiklis (anemometro jutiklis) yra nebrangus jutiklis su „Arduino“. Šis jutiklis taip pat vadinamas vėjo jutikliu Rev. p, kuris turi techninės įrangos kompensaciją daugiausia aplinkos temperatūrai ir reiškia PTC termistorius. Šis oro srauto jutiklis naudojamas uraganinėms audroms aptikti, išskyrus prisotinimą, kurios svyruoja nuo 0 iki 150 Mph audrų. Jis suteikia iki 3,3 V išėjimo jutimo įtampą, kuri yra tinkamiausia visiems diapazonams Arduino kūrimo plokštės ir mikrovaldikliai.
Šis jutiklis veikia paprasčiausiai naudojant šiluminio anemometro metodą arba karštos vielos metodą, kuris suteikia prasmę kaitinant elementą, taip pat galios pokytį, reikalingą šilumos elemento šilumai palaikyti per visą vėjo srautą. Kai oro srautas didėja, staiga kaitinimo elementas praranda šilumą ir jam reikia daugiau energijos, kad palaikytų šilumą. Kai nėra vėjo, kaitinimo elementas išlieka stabilus. Taigi jis matuoja ir taip pat nubrėžia skirtumą tarp srovės ir galios, tekančios visame šildymo elemente.
Šio jutiklio techninės specifikacijos daugiausia apima:
- Jo maitinimo įtampa svyruoja nuo 4 iki 5 voltų.
- Jo srovė svyruoja nuo 20 iki 40 mA.
- Jo vėjo greitis svyruoja nuo 0 iki 60 mylių per valandą.
Smeigtuko aprašymas:
The oro srauto jutiklio kaiščio konfigūracija (arba) P versijos vėjo jutiklis yra 5 kontaktų konfigūracija, kuri parodyta žemiau.
- GND kaištis naudojamas bendram grandinės GND prijungimui.
- V+ kaištis yra jutiklio įvesties įtampos kaištis ir yra prijungtas prie Arduino.
- OUT arba Ao kaištis yra analoginis oro jutiklio o/p signalas, naudojamas oro jutiklyje tekančios srovės tiekimo sumai nustatyti.
- TMP kaištis suteikia temperatūros išvestį, kuri yra paprastas įtampos daliklis per termistorių ir rezistorių. Šio kaiščio išeiga yra aukšta esant žemesnei temperatūrai ir mažėja esant aukštai temperatūrai.
- RV kaištis yra atskaitos įtampa, naudojama kalibruotam išėjimui. Šis kaištis nenukrenta iki 1,8 V įtampos net kambario temperatūroje. Šios įtampos negali paveikti kalibravimo potenciometras.
Šios sąsajos jungtys yra tokios;
- Prijunkite šio jutiklio GND kaištį prie Arduino GND kaiščio.
- Jutiklio V+ kaištis yra prijungtas prie Arduino Vin kaiščio.
- Jutiklio OUT kontaktai yra prijungti prie Arduino Ao kaiščio.
- Jutiklio TMP kaištis yra prijungtas prie Arduino A2 kaiščio.
- Jutiklio RV kaištis neprijungtas.
Kodas
Šiai sąsajai reikalingas Arduino kodas apima šiuos dalykus.
const int OutPin = A0; // vėjo jutiklio analoginis kaištis prijungtas prie Vėjo P jutiklio „OUT“ kaiščio
const int TempPin = A2; // temperatūros jutiklio analoginis kaištis prijungtas prie Wind P jutiklio „TMP“ kaiščio
void setup() {
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
// skaityti vėją
int windADunits = analogRead(OutPin);
// Serial.print ('RW'); // spausdinti neapdorotą A/D derinimui
// Serial.print(windADunits);
// Serial.print('\t');
// vėjo formulė, gauta iš vėjo tunelio duomenų, anemometro ir kai kurių įmantrių Excel regresijų
//Šis mastelis dar neturi jokios temperatūros korekcijos
plūduriuojantis vėjasMPH = pow((((((plūd.)vėjoADvienetai – 264,0)) / 85,6814), 3,36814);
Serial.print(windMPH);
Serial.print(' MPH\t');
// temp rutina ir spausdinti žaliava bei temp C
int tempRawAD = analoginisRead(TempPin);
// Serial.print ('RT'); // spausdinti neapdorotą A/D derinimui
// Serial.print(tempRawAD);
// Serial.print('\t');
// konvertuoti į voltus, tada naudokite formulę iš duomenų lapo
// Vout = ( TempC * .0195 ) + .400
// tempC = (Vout – V0c) / TC žr. V0c ir TC MCP9701 duomenų lapą
float tempC = ((((float)tempRawAD * 5.0) / 1024.0) – 0.400) / .0195;
Serial.print(tempC);
Serial.println('C');
delsimas(750);
}
Arduino plokštė maitinama 9 V su išorine maitinimo plokšte, o jutiklis maitinamas iš Arduino plokštės Vin kaiščio. Įkelkite aukščiau pateiktą kodą į Arduino ir stebėkite analoginę o/p įtampą ir temperatūros pokyčius oro srauto jutiklio OUT kontakte ir TMP kaištyje, kad aptiktumėte vėjo greitį.
Analoginio jutiklio išvestis yra logaritminė, todėl jutiklis paima ir stebi itin mažą oro srautą esant žemiems diapazonams, nors jis neprisotins esant pilnai galiai, kol oro srautas nepasieks maždaug 60 mylių per valandą.
Įtampos signalas, gaunamas iš jutiklio analoginio kaiščio (Ao kontakto), yra tiesiogiai proporcingas vėjo greičiui. Pagrindinis oro jutiklio principas yra panašus į įprastą karšto laido technologiją. Taigi šis metodas puikiai tinka esant silpnam vėjo greičiui ir vidutiniam vėjo greičiui ir šis metodas tinka patalpų oro srauto krypčiai matuoti.
Privalumai ir trūkumai
The oro srauto jutiklių pranašumai įtraukti toliau nurodytus dalykus.
- Oro srauto jutiklį sumontuoti labai paprasta.
- Šie nėra brangūs.
- Šis jutiklis matuoja visą slėgį ir statinį oro srauto slėgį bei vidutinį oro greitį.
- Galima įsigyti daugiau dizaino variantų.
- Šiuos jutiklius lengviau prižiūrėti, nes trūksta judančių dalių.
- Tai yra labiausiai paplitęs jutiklio tipas, naudojamas oro srautui matuoti.
The oro srauto jutiklių trūkumai įtraukti toliau nurodytus dalykus.
- Netinkamai sumontavus šį jutiklį gali paveikti dujų intarpai ir jautrumas vibracijai.
- Šie jutikliai yra brangesni, palyginti su kitais jutikliais.
- Jis sumažino oro įsiurbimą ir našumą.
- Šiuos jutiklius reikia kalibruoti.
- Oro srauto jutikliai lengvai užteršiami, todėl gali sugesti ir sugenda.
- Šis jutiklis sukelia įvairių problemų, pvz., galios praradimą, nuo lengvų iki didelių dvejonių, neapsiribojant tuščiąja eiga, prastos degalų sąnaudos ir kt.
- Dėl blogo oro srauto jutiklio jūsų transporto priemonė gali susidurti su prastais vairavimo sutrikimais, pvz., užgęsta variklis, dvejoja ar trūkčioja greitėjimo metu.
Programos / naudojimo būdai
Oro srauto jutiklių taikymas yra toks.
- Oro srauto jutiklis naudojamas oro srauto greičiui vėdinimo ir oro kondicionieriuose matuoti ir valdyti.
- Šis jutiklis padeda analizuoti oro srauto greitį degalų įpurškimo vidaus degimo varikliuose.
- Jis naudojamas automobilių, pramonės ir komercinėse srityse.
- Šie jutikliai dažnai randami analitinės chemijos įrangoje.
- Oro srauto jutiklis naudojamas dujų chromatografijoje, siekiant nustatyti junginius, kurie nėra identifikuoti.
- Šie jutikliai naudojami medicinos prietaisuose, chemijos gamyklose, bandymuose ir analizėse.
- Šis jutiklis naudojamas srauto greičio duomenims, susijusiems su mėginio įpurškimu į aparatą, ir srauto greičiui visose atskyrimo kolonėlėse sekti.
- Oro srauto jutiklio taikymas yra oro masės srauto greičio analizė degalų įpurškimo vidaus degimo varikliuose.
- Tai taikoma dujų analizės prietaisams, ventiliatoriams, deguonies koncentratoriams, tankio matavimo prietaisams ir oro kokybės mėginių ėmimo matavimo prietaisams.
- Automobilių varikliuose naudojamas MAF jutiklis, padedantis kontroliuoti degimo efektyvumą.
- Jutiklis praneša variklio kompiuteriui, ar automobilis yra atmosferos apačioje ar aukštai kalno viršūnėje (ar tarp jų), kur mažiau deguonies.
- Šis jutiklis leidžia efektyviai ir tiksliai valdyti ŠVOK sistemas.
- Šis jutiklis naudojamas ventiliacijos sistemose pacientų kvėpavimo ciklui stebėti.
Taigi, tai yra oro srauto jutiklio apžvalga , veikimas, grandinė, tipai, laidai, sąsaja ir jų pritaikymas. Oro srauto jutikliai yra tinkami oro tiekimui vėdinimo ir kintamosios srovės įrenginiuose matuoti ir valdyti. Šiuos jutiklius labai lengva sumontuoti ir išmatuoti visą slėgį, stacionaraus oro srauto slėgį ir vidutinį oro greitį. Štai jums klausimas, kas yra srauto jutiklis?
