Датчик для измерения воздушного потока
По принципу работы датчик ветра (или анемометр) напоминает автоматический ДМРВ в машине. Автомобильный аналог преобразует количество воздуха, поступающего в двигатель, в сигнал напряжения. На основании этого импульса ЭБУ вычисляет нагрузку на двигатель и управляет его работой. ДМРВ крепят в потеке газов между дроссельной заслонкой и воздушным фильтром.
Датчик расхода воздуха состоит из термистора, платиновой нити и ЭБУ. Термистор измеряет температуру входящих газов, а постоянный накал платиновой нити регулирует ЭБУ. Если воздуха поступает много, то нить охлаждается, поэтому ЭБУ увеличивает силу тока и за счет этого нагревает ее поверхность. В датчике ветра также использована технология «горячей нити».
Электрическая величина измеряется пропорционально скорости ветра. Прибор оптимально подходит для измерения низких и средних скоростей воздушного потока. Устройство применимо как на улице, так и в помещении.
Датчик работает от напряжения в 5-10 В. При этом чувствительность анемометра высокая, он фиксирует движения воздуха на расстоянии 45-60 см. Прибор может фиксировать проникновение жилье посторонних или считывать показатели дыхания человека.
Схема анемометра включает в себя построечный резистор (R9), с помощью которого калибруют прибор при «нулевом ветре». При настройке рекомендуется прикрывать сенсор устройства и устанавливать значение напряжения на 0,5 В (если питание осуществляется от 6 В).
Более низкие значения увеличивают чувствительность датчика. Стоит отметить, что при смене питающего напряжения потребуется повторная калибровка устройства. Специалисты не рекомендуют пускать на анемометр питание выше 10 В.
Принципиальная схема датчика ветра представлена на рисунке:
Для получения хорошего результата и возможности регулировки напряжения рекомендуется устанавливать источник питания от 5 до 10 В (+V). Словом «ground» обозначают «землю» с нулевым значением напряжения.
Петля цикла напряжения (RV) обеспечивает постоянное напряжение 1,8 В и выше в условиях помещения. На это напряжение не оказывает влияние потенциал калибровки.
Выходное напряжение (out) умножают на три на RV и подстраивают с помощью потенциала. Это напряжение подвержено изменениям температуры воздуха. Чувствительность выхода изменяет резистор на 4,3 К (R11).
Температурный выход (ТМР) делит напряжение межу терморезистором и резистором. ТМР выдает в помещении порядка 2,8 В.
Основные характеристики устройства можно представить в виде небольшого списка:
- Параметры микросхемы: «68” х 1,590” х 25”»;
- Напряжение тока: от 4 до 10 В;
- Потребляемая мощность тока: от 20 до 40 мА;
- Параметры выходного сигнала: аналог, 0 VCC.
Источник
Измеритель воздушного потока
Представляем Вам низко бюджетный анемометр (датчик ветра) от ”Модерн Девайс” (http://moderndevice.com). Этот небольшой датчик, пригодный для разных электронных экспериментов. Такой девайс напомнил мне об автоматическом датчике массового расхода воздуха для автомобиля.
Датчик массового расхода воздуха в автомобиле преобразует количество воздуха, всасываемого в двигатель, в сигнал напряжения для вычисления нагрузки на двигатель. Это необходимо, чтобы определить количество подаваемого в двигатель топлива, управлять углом опережения зажигания, и следовательно, крутящим моментом двигателя. Датчик расхода воздуха расположен непосредственно в потоке всасываемого воздуха, между воздушным фильтром и дроссельной заслонкой, где он измеряет входящий воздух.
Основными компонентами датчика массового расхода воздуха являются термистор, нагреваемая платиновая нить и электронный блок управления. Термистор измеряет температуру поступающего воздуха.Температура платиновой нити поддерживается постоянной по отношению к термистору с помощью электронной схемы управления.
Увеличение потока воздуха приводит к быстрому уменьшению температуры нити и электронный блок компенсирует это снижение температуры увеличением тока через нить.
Схема электронного контроля одновременно измеряет ток и преобразует его в пропорциональный сигнал напряжения.
Представленный датчик ветра от ”Модерн Девайс” – термоанемометр, основанный на традиционной технике измерения скорости ветра. Это так называемая техника “горячей нити”, которая заключается в поддержке постоянной температуры нити путем ее прогрева проходящим током, а затем измеряется мощность, необходимая для поддержания этой температуры, при изменении потока воздуха.
Измеренная электрическая величина пропорциональна скорости ветра.Это основной принцип, делающий функционирование датчика таким же, как в традиционной технике.
Такой подход дает лучшие результаты при измерении низких и средних скоростей ветра.
Метод также предпочтителен при измерении потока воздуха в помещениях, где будут неэффективны традиционные вращающиеся лопасти, применяемые на метеостанциях.
Датчик от ”Модерн Девайс”, стоимостью17$, может работать в диапазоне от 5 до 10Вольт напряжения питания. Однако предпочтительнее использовать стабилизированное напряжение 5Вольт при работе в схемах с микроконтроллерами. Согласно спецификации датчик имеет высокую чувствительность, т.е. отреагирует на небольшое движение воздуха на расстоянии 18-24 дюйма (1дюйм=2,54 см). Возможные применения включают в себя измерение дыхания человека, определение проникновения в помещение, измерения на метеостанциях и т.д.
Датчик ветра включает в себя небольшой подстроечный резистор (R9), который используется для калибровки сенсора на значение “нулевого ветра”.При калибровке просто надо прикрыть сенсор (например-стаканом), чтобы избежать любого движения воздуха и установить желаемый нулевой уровень. ”Модерн Девайс” грубо калибрует датчик на выходное напряжение 0.5Вольт при нулевом ветре (при напряжении питания 6Вольт), но вы можете установить другое значение.
Более низкое калибровочное значение (например-0.2Вольт) немного увеличит чувствительность на высоких значениях измеряемого диапазона. Заметим, что при изменении величины питающего напряжения, требуется новая калибровка.
ВНИМАНИЕ. не использовать напряжение питания выше 10 Вольт!
Рекомендуется использовать только хорошие стабилизированные источники питания.
Схема датчика ветра, который применяется в новом девайсе.
Значение контактов
• + V источник питания (от 5 до 10Вольт)-если хотите получить наилучший результат, то желательно чтобы напряжение регулировалась.
• Ground: Земля (0Вольт).
• Out: Выходное напряжение. Это напряжение умножается на 3 на RV и подстраивается потенциометром. Это выходное напряжение подвергается влиянию изменения температуры окружающей среды, особенно, при больших отклонениях температуры от той, при которой происходила калибровка. Чувствительность этого выхода может быть изменена путем подбора резистора R11 (4.3K). Высокая чувствительность позволит уменьшить эффект насыщения датчика с изменением температуры окружающей среды.
• RV: Петля цикла напряжения. Напряжение не будет опускаться ниже примерно 1,8 вольт при комнатной температуре. Это напряжение не зависит от потенциометра калибровки. Выходной сигнал датчика имеет логарифмическую характеристику, что означает, что датчик может захватить очень небольшие движения воздуха в нижнем конце диапазона, но и не насыщается при полной мощности, пока поток воздуха не достигнет примерно 60 миль в час.
• TMP: Температурный выход. Это просто делитель напряжения между резистором и терморезистором. Делитель выдает около 2,8 Вольт при комнатной температуре, это значение опустится при повышении температуры и увеличится при более низких температурах.
Характеристики:
Размеры платы: ”68? ? ”1.590? ? ”25?.
Напряжение питания: от 4 до 10 Вольт.
Потребляемый ток: от 20 до 40 мА (в зависимости от скорости ветра).
Выходной сигнал: аналоговый, 0 VCC.
В статье использованы материалы из технической документации опубликованной
Модерн Девайс и Toyota Motor Sales Inc.
Источник
Arduino.ru
Есть ли датчик потока воздуха?
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии
Знаю промышленные точно есть, но цена не приемлема
может что у китайцев попадалось?
буду рулить оборотами вентилятора в приточной вентиляции, хотелось бы быстро ловить момент когда воздух по какой либо причине замер, чтобы отключать нагреватель и не допускать перегрева
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии
А для чего вам это?
Может проще использовать термостат на обогревателе?
Можно конечно и датчик тока воздуха сделать, приклеив магнит и датчик холла, на клапан.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии
Есть автомобильные, но тоже не дешевые они. Тут кто то куллер для этого приспосабливал, но на мой взгляд очень не надежная затея, так как куллер будет зарастать мгновенно. Искать датчик Mass Air Flow Sensors.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии
Я, честно говоря, не уверен насколько пригодно такое решение, но все-таки. Посмотрите в сторону ветрогенераторов из моторчиков. На любой маленький моторчик одевается крыльчатка. Или можно попробовать взять USB вентилятор, тогда вообще ничего делать не надо. С контактов снимать сигнал/напряжение.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии
Решение хорошее, только чуть-чуть подправлю.
Магнит клеим на заслонку клапана, Холл снаружи.
И лучше приклеить ДВА магнита на противоположных сторонах заслонки для ее равновесия. Или с нерабочей стороны заслонки аналогичный грузик.
Впрочем, если ось вращения заслонки расположена вертикально — достаточно одного магнита.
Можно «подглядывать» за положением заслонки парой светодиод-фотодатчик. Здесь засада может быть в том, что со временем поверхности запылятся и трудно будет получить хороший сигнал.
Еще можно измерять без всяких заслонок скорость воздуха трубе ультразвуком с использованием обыкновенного или поперечного допплер эффекта. Но это больше подходит для мазохистов :)))
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии
Два датчика давления до и после аэродинамического сопротивления (длинный участок трубы, поворот, заужение. ). Разность давлений пропорциональна скорости потока, при больших скоростях нелинейно.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии
Два датчика давления до и после аэродинамического сопротивления (длинный участок трубы, поворот, заужение. ). Разность давлений пропорциональна скорости потока, при больших скоростях нелинейно.
Что то мне подсказывет, что разность давлений пропорциональна квадрату скорости.
Или, скорость пропорциональна корню квадратному из разности давлений в сужающем устройстве (трубке Вентури или шайбе).
Измерять ДВУМЯ датчиками давления РАЗНОСТЬ давления технически не кошерно.
Для этих целей используются дифманометры-дифференциальные датчики давления, датчики РАЗНОСТИ давления. При скорости воздуха 10-20 м/сек разность слишком мала, чтобы ее вычислять ДВУМЯ датчиками как разность показаний ДВУХ датчиков.
Как то так.
Еще роль играет непосредственно КОНСТРУКЦИЯ кончика трубки приемника давления. Если она сделана ЗАПОДЛИЦО с внутренней поверхностью воздуховода-мы получим измерение СТАТИЧЕСКОГО давления.
Если трубка приемника давления будет заходить в воздуховод, изгибаться и открытый конец трубки будет стоять НАВСТРЕЧУ потоку-получим приемник ПОЛНОГО давления.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии
если поток воздуха приличный, можно поставить что нибудь на подобие кулера. а вывода двигателя уже будут подавать сигнал. мысль пришла от второго поста (автор gres) первый вид дмрв выпускались из кулера, а теперь из термопары— поюзай
PS и почему дмрв такой дорогой, что в нем напичкано такого
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии
если поток воздуха приличный, можно поставить что нибудь на подобие кулера. а вывода двигателя уже будут подавать сигнал. мысль пришла от второго поста (автор gres) первый вид дмрв выпускались из кулера, а теперь из термопары— поюзай
PS и почему дмрв такой дорогой, что в нем напичкано такого
Принцип работы и обслуживание ДМРВ
Датчик состоит из провода из платины диаметром 70 мкм, установленного в измерительной трубке, расположенной перед дроссельной заслонкой. Работа датчика массового расхода воздуха основана на принципе постоянства температуры.
Если я правильно понял, то, во первых, ДМРВ представляет собой термоанемометр!
Во вторых, все-таки его показания влияют на надежную работу двигателя и, следовательно, на вашу безопасность!
Отсюда и цена.
А принцип его работы очень простой.
Сердце датчика- платиновая проволочка, которая располагается поперек потока воздуха и нагревается небольшим током.
Чем сильнее движется воздух в датчике-тем сильнее он охлаждает проволочку, и тем сильнее ее нужно нагревать, увеличивая ток, чтобы поддерживать постоянство температуры. Эта проволочка одновременно является и нагревательным элементом, и датчиком температуры.
Первый термоанемометр, которым мы работали на лабах, имел проволочку толщиной 5 микрон, мерил частоту пульсаций воздуха до 20 кГц, ну и стоил примерно столько же баксов.
Как то так.
Источник