Постоје различите врсте сензора који се користе у аутомобилима за контролу свих операција возила, као и за заштиту од оштећења као што су; МАП, куцање мотора, положај гаса, положај брегасте осовине , проток ваздуха, брзина мотора, кисеоник, напон и још много тога. Међу њима, сензор протока ваздуха је један тип аутомобилског сензора. Први плуг-ин сензор масеног протока ваздуха изумео је ДЕНСО 1996. године. Дакле, њихов континуирани развој у аутомобилским технологијама предводи методу за ауто делове високог домета. Овај сензор детектује количину ваздуха увучену у мотор возила и преноси сигнал на ЕЦУ (контролну јединицу мотора). Овај чланак разматра преглед једног сензор протока ваздуха или МАФ сензор, његов рад и његове примене.
Шта је сензор протока ваздуха?
Сензор протока ваздуха је тип аутомобилског сензора који се користи за мерење брзине протока ваздуха кроз систем као што су ХВАЦ, мотори са унутрашњим сагоревањем и индустријски процеси. Дакле, ЕЦУ (контролна јединица мотора) једноставно процењује количину масе горива која је потребна за одржавање равнотеже ваздуха као и горива у зависности од уноса у реалном времену. Алтернативни назив за сензор протока ваздуха је МАФ (Масовни проток ваздуха) сензор, МАФ или мерач ваздуха који мења количину ваздуха који улази у мотор возила у сигнал напона за мерење његовог оптерећења. Поред тога, густина ваздуха се може променити различитим факторима као што су притисак, температура, влажност и још много тога.
Принцип рада сензора протока ваздуха
Сензор протока ваздуха ради једноставним мерењем варијације унутар отпора вруће жице и претварањем у електричне сигнале и прослеђивањем у ЕЦУ (контролну јединицу мотора). Овај сигнал се користи за одређивање количине горива које треба улити у мотор.
Сензор протока ваздуха укључује две жице попут електричног грејања, а друга жица није. Кад год се танка жица овог сензора загреје на стабилној температури и лоцира на путу протока ваздуха, онда је хлади на начин који је једноставно пропорционалан брзини протока ваздуха.
Кад год разлика у температури између жица сензора варира, сензор аутоматски повећава или смањује проток струје кроз жицу. Након тога, струја се преноси у ЕЦУ и мења у фреквенцију напона (или) да би се превела у проток ваздуха.
Шема кола сензора протока ваздуха
Генерално, детекција протока ваздуха је веома корисна у различитим круговима. Дакле, доле је приказан једноставан круг сензора протока ваздуха који се користи за откривање доступног протока ваздуха. Овом кругу протока ваздуха није потребан никакав РТД (или) Зенер диода али ово коло користи једноставну нит сијалице наизменичне струје укључујући неке компоненте за детекцију ваздуха. Потребне компоненте за израду овог кола сензора ваздуха углавном укључују; ЛМ358 ИЦ , ЛМ7805, Отпорници као; 680охм, 100охм, 10К & 330охм, 100уФ кондензатор, 50к променљива отпорник , ЛЕД, 12В напајање , сијалица са жарном нити, краткоспојник, дугме и ДЦ вентилатор. Повежите ово коло према доле приказаном колу.
Рад
Овај круг сензора протока ваздуха је приказан испод који се користи за откривање протока ваздуха. Ово коло ради са напајањем од 12В ДЦ. Значајна компонента која се користи у овом колу је нит сијалице јер је одговорна за стварање разлике у напону кад год постоји присуство ваздуха. Жарница сијалице у овом колу има НТЦ (негативни температурни коефицијент), дакле њена нит отпор промениће се обрнуто према температури. Када је температура виша, отпор филамента је низак.
Кад год подразумевано нема ваздуха, вредност отпора жарне нити ће бити ниска због неке топлоте у њој. Када проток ваздуха долази из њега, температура жарне нити сијалице се смањује, а отпор филамента ће се повећати.
Дакле, због ове промене унутар отпора, варијација напона се производи на нит сијалице коју хвата ЛМ358 ИЦ и производи низак сигнал. Овај ИЦ је повезан у компараторском режиму тако да упоређује улазни напон кроз референтни напон и даје одговарајући излаз.
Потенциометар у овом колу се користи за калибрацију кола, ан ЛЕД је користан за означавање протока ваздуха, а и дугме и ДЦ вентилатор се користе за проток ваздуха кроз филамент.
Типови сензора протока ваздуха
Постоје различите врсте сензора протока ваздуха о којима се говори у наставку.
Сензор протока ваздуха запремине
Сензор запреминског протока ваздуха се користи за мерење запреминског протока, праћење филтера, детекцију диференцијалног притиска и нивоа течности. Ови типови сензора протока ваздуха су применљиви у медицинским, чистим собама и технологији филтера у каналима за климатизацију, вентилацији, кабинама за прскање и индустријским кухињама углавном за праћење филтера и мерење нивоа или за контролу фреквентних претварача.
МАФ сензор
МАФ сензор је такође познат као сензор масеног протока ваздуха који се користи у аутомобилима за откривање масеног протока ваздуха који пролази кроз мотор возила, као и количине убризганог горива.
За контролну јединицу мотора возила, подаци о маси ваздуха су потребни за балансирање и испоруку тачне масе горива према мотору. Ваздух ће променити своју густину како притиском тако и температуром. Густина ваздуха ће се променити у аутомобилским апликацијама, са надморском висином, температуром околине и коришћењем принудне индукције, тако да су ови сензори погоднији у поређењу са сензорима запреминског протока за одређивање количине усисног ваздуха у сваком цилиндру.
Сензор масеног протока ваздуха типа лопатица
Сензор који има дозирану лопатицу која се налази дуж смера протока ваздуха познат је као тип сензора масеног протока ваздуха. Овај тип сензора протока ваздуха се користи за мерење количине ваздуха који пролази кроз њих.
Лопатица у овом сензору је једноставно повезана са опругом и постављена у свој мирни положај. Али кад год ваздух почне да тече, лопатица ће се померити под притиском опруге. Дакле, овај отклон се може променити у сигнал напона помоћу потенциометра. Након тога се користи за одређивање брзине протока ваздуха.
Сензор протока ваздуха са врућом жицом
Овај тип сензора протока ваздуха се користи у неколико савремених возила за мерење ваздушне масе која улази у мотор. Овај сензор игра кључну улогу у управљању и оптимизацији мотора једноставним пружањем информација ЕЦУ-у (контролној јединици мотора) за подешавање мешавине ваздуха и горива за веома ефикасно сагоревање.
Главна функција овог сензора је мерење количине улазног ваздуха као и густине. Дакле, ови подаци су значајни углавном за контролну јединицу мотора да одлучи колико горива ће улити у коморе за сагоревање да би се одржао прави однос ваздух-гориво
Густина ваздуха углавном зависи од надморске висине, температуре и примене принудне индукције. Ови сензори су кориснији и погоднији за одлучивање о количини усисног ваздуха у сваком од цилиндара у поређењу са сензорима запреминског типа протока.
Дијаграм ожичења сензора протока ваздуха
Доле је приказан дијаграм ожичења сензора протока ваздуха (сензор протока масе) који је дизајниран на основу конструкције, године, типа, потражње и модела. Ови дијаграми ожичења доступни су у четири облика 3-жичне, 4-жичне и 5-жичне. Дакле, овде повезујемо 4-жични сензор протока ваздуха који је објашњен у одељку испод.
4-жични дијаграм ожичења сензора протока ваздуха има 12В позитивно напајање (врућа жица), ИАТ (сигнал температуре усисног ваздуха), сигнал МАФ и МАФ ГНД.
12В позитивно напајање (врућа жица) је повезано на осигурач и релеј унутар кутије са осигурачима. Затим се сигнална жица протока ваздуха може повезати са ЕЦУ возила. Ова сигнална жица једноставно преноси сигнал сензора на ЕЦУ. Жица за уземљење МАФ сензора може се користити као заједничка ГНД веза за ЕЦУ и сензор возила.
Сигнални круг сензора протока ваздуха може бити дизајниран у МАФ сензору да мери количину струје која тече кроз сензор и промени ову струју у напон. Након тога га преноси у ЕЦУ возила преко МАФ сигналног кабла. Дакле, ово сигнално коло је одвојено уземљено. Додатно, сензор укључује интегрисани ИАТ сензор, који даје ИАТ сигнал да примети сигнал температуре усисног ваздуха.
Интерфејс сензора протока ваздуха са Ардуином
Сензор протока ваздуха (сензор анемометра) је јефтин сензор који је прилагођен Ардуину. Овај сензор се такође назива сензор ветра Рев. п који има хардверску компензацију углавном за температуру околине и означава ПТЦ термисторе. Овај сензор протока ваздуха се користи за откривање олуја ураганске силе без засићења које се креће од 0 до 150 миља на сат. Обезбеђује до 3.3В излазни напон сензора који је најприкладнији за све опсеге Ардуино развојне плоче & микроконтролери.
Овај сензор ради једноставно методом заснованом на термичком анемометру или методом вруће жице која обезбеђује осећај кроз загревање елемента, као и варијацију снаге неопходну за одржавање топлоте на топлотном елементу током струјања ветра. Кад год се проток ваздуха повећа, онда одједном грејни елемент губи топлоту и треба му више енергије да би одржао топлоту. Када нема ветра, грејни елемент остаје стабилан. Тако мери и такође црта варијацију између струје и снаге која тече кроз грејни елемент.
Техничке спецификације овог сензора углавном укључују;
- Његов напон се креће од 4 до 5 волти.
- Његов струјни напон се креће од 20 до 40 мА.
- Његова брзина ветра креће се од 0 до 60 мпх.
Опис пинова:
Тхе конфигурација пинова сензора протока ваздуха (или) сензор ветра у верзији Рев. П доступан је у конфигурацији са 5 пинова која је приказана испод.
- ГНД пин се користи за заједничку ГНД везу кола.
- В+ пин је пин улазног напона сензора и повезан је на Ардуино.
- ОУТ или Ао пин је аналогни о/п сигнал сензора ваздуха који се користи за одређивање збира струје која тече кроз сензор ваздуха.
- ТМП пин обезбеђује температурни излаз који је једноставан делилац напона кроз термистор као и отпорник. Излаз овог пина је висок на нижим температурама и опада на високим температурама.
- РВ пин је референтни напон који се користи за калибрисани излаз. Овај пин не пада напон испод 1.8В чак ни на собној температури. На овај напон не може утицати калибрациони потенциометар.
Везе овог повезивања следе као;
- Повежите ГНД пин овог сензора са ГНД пином Ардуино.
- В+ пин сензора је повезан са Вин пином Ардуина.
- ОУТ пинови сензора су повезани са Ао пином Ардуина.
- ТМП пин сензора је повезан са А2 пином Ардуина.
- РВ пин сензора није повезан.
Код
Потребан Ардуино код за ово повезивање укључује следеће.
цонст инт ОутПин = А0; // аналогни пин сензора ветра спојен на 'ОУТ' пин сензора ветра П
цонст инт ТемпПин = А2; // аналогни пин сензора температуре спојен на пин „ТМП“ сензора ветра П
воид сетуп() {
Сериал.бегин(9600);
}
воид лооп() {
// читати ветар
инт виндАДунитс = аналогРеад(ОутПин);
// Сериал.принт(“РВ “); // штампање сировог А/Д за отклањање грешака
// Сериал.принт(виндАДунитс);
// Сериал.принт(“\т”);
// формула за ветар изведена из података из аеротунела, анемометра и неких фенси Екцел регресија
//Ово скалирање још увек нема корекцију температуре
флоат виндМПХ = пов((((флоат)виндАДунитс – 264,0) / 85,6814), 3,36814);
Сериал.принт(виндМПХ);
Сериал.принт(” МПХ\т”);
// темп рутина и штампа сирово и темп Ц
инт темпРавАД = аналогРеад(ТемпПин);
// Сериал.принт(“РТ”); // штампање сировог А/Д за отклањање грешака
// Сериал.принт(темпРавАД);
// Сериал.принт(“\т”);
// претворити у волте, а затим користити формулу из табеле са подацима
// Воут = ( ТемпЦ * .0195 ) + .400
// темпЦ = (Воут – В0ц) / ТЦ погледајте таблицу података МЦП9701 за В0ц и ТЦ
флоат темпЦ = ((((флоат)темпРавАД * 5.0) / 1024.0) – 0.400) / .0195;
Сериал.принт(темпЦ);
Сериал.принтлн(” Ц”);
кашњење(750);
}
Ардуино плоча се напаја са 9В са спољном плочом за напајање, а сензор се напаја из Вин пина Ардуино плоче. Отпремите горњи код у Ардуино и пратите аналогни о/п напон и промене температуре на ОУТ пину и ТМП пину сензора протока ваздуха за детекцију брзине ветра.
Излаз аналогног сензора је логаритамски, тако да сензор преузима и надгледа изузетно мали проток ваздуха при ниским дометима, иако се неће заситити потпуном снагом све док проток ваздуха не достигне око 60 мпх.
Сигнал напона добијен са аналогног пина (Ао пин) сензора је директно пропорционалан брзини ветра. Основни принцип сензора ваздуха је сличан конвенционалној технологији вруће жице. Дакле, ова техника је изванредна за слабе до умерене брзине ветра и ова метода је прикладна за мерење смера унутрашњег протока ваздуха.
Предности Мане
Тхе предности сензора протока ваздуха укључи следеће.
- Сензор протока ваздуха је веома једноставан за уградњу.
- Ово није скупо.
- Овај сензор мери цео притисак и статички притисак протока ваздуха и просечну брзину ваздуха.
- Више опција дизајна је доступно.
- Ови сензори су једноставнији за одржавање због недостатка покретних делова.
- Ово је најчешћи тип сензора који се користи за мерење протока ваздуха.
Тхе недостаци сензора протока ваздуха укључи следеће.
- На овај сензор могу утицати укључци гаса и осетљивост на вибрације кад год се неправилно инсталирају.
- Они су скупи у поређењу са другим сензорима.
- Има смањен усис ваздуха и такође перформансе.
- Ови сензори захтевају калибрацију.
- Сензори протока ваздуха се лако контаминирају, што доводи до квара и квара.
- Овај сензор изазива различите проблеме као што су губитак снаге, благо до озбиљно оклевање, не ограничавајући се на груби празан ход, лошу потрошњу горива, итд.
- Лош сензор протока ваздуха доводи до тога да се ваше возило суочи са проблемима са лошом могућношћу вожње као што су застој мотора, оклевање или трзање при убрзању.
Апликације/употребе
Примене сензора протока ваздуха укључују следеће.
- Сензор протока ваздуха се користи за мерење и контролу брзине протока ваздуха унутар вентилације и клима уређаја.
- Овај сензор помаже у анализи брзине протока ваздуха у моторима са унутрашњим сагоревањем са убризгавањем горива.
- Користи се у аутомобилској, индустријској и комерцијалној примени.
- Ови сензори се често налазе у опреми за аналитичку хемију.
- Сензор протока ваздуха се користи у гасној хроматографији за идентификацију једињења која нису идентификована.
- Ови сензори се користе у медицинским уређајима, хемијским фабрикама, тестирању и аналитичким апликацијама.
- Овај сензор се користи за праћење података о брзини протока како за поступак убризгавања узорка у машину тако и за брзине протока кроз колоне за одвајање.
- Примена сензора протока ваздуха је анализа брзине масеног протока за ваздух у моторима са сагоревањем са убризгавањем горива.
- Примењује се на уређаје за анализу гаса, вентилаторе, концентраторе кисеоника, уређаје за испитивање густине и уређаје за мерење квалитета ваздуха.
- МАФ сензор се користи у аутомобилским моторима да помогне у контроли ефикасности сагоревања.
- Сензор говори рачунару мотора да ли је аутомобил на дну атмосфере или високо на врху планине (или између) где има мање кисеоника.
- Овај сензор омогућава ефикасну и прецизну контролу ХВАЦ система.
- Овај сензор се користи у вентилационим системима за праћење циклуса дисања пацијената.
Дакле, ово је преглед сензора протока ваздуха , рад, кола, типови, ожичење, повезивање и његове примене. Сензори протока ваздуха су одговарајући за мерење и контролу довода ваздуха унутар вентилације и клима уређаја. Ови сензори се веома лако инсталирају и мере цео притисак, притисак стационарног протока ваздуха и просечну брзину ваздуха. Ево питања за вас, шта је сензор протока?
