傳感器在空調(diào)中的應(yīng)用：人體紅外感應(yīng)及光傳感器在空調(diào)控制器中的應(yīng)用
摘要：
家用空調(diào)在全球各地都已經(jīng)相當(dāng)普及,特別是在一些大中城市中.如果家庭用機(jī)和公司用機(jī)合起來的話,平均下來人手一機(jī)絕對不為過.其中涉及的最基本的控制技術(shù)和功能可以說比較成熟了.現(xiàn)在的用戶對空調(diào)的要求,早已經(jīng)不僅僅是要求簡單的制冷制熱了.功能要求早已從單一的冷熱交換,發(fā)展到各種附加功能的組合和集成,比如適當(dāng)?shù)男嘛L(fēng)交換以改善空氣質(zhì)量,控制風(fēng)機(jī)的送風(fēng)方式以形成更均勻的制冷制熱效果,特定的送風(fēng)方向跟蹤以達(dá)到更高效的體感效果等.大眾對環(huán)境的重視,對空調(diào)這一大眾化的高能耗產(chǎn)品也提出了新的要求.環(huán)保,節(jié)能,已經(jīng)是目前大多數(shù)空調(diào)廠商的研究重點(diǎn).國家也對空調(diào)器的能耗比做出了規(guī)定.達(dá)不到節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的,限制銷售或者禁止銷售. 不僅如此,各空調(diào)廠家還是發(fā)費(fèi)大力氣在市場調(diào)研上,和最終客戶溝通,不光聽取他們建議,也不遺余力的結(jié)合售后服務(wù)系統(tǒng),收集整理客戶的抱怨.不斷增加產(chǎn)品市場覆蓋面和完善自己的產(chǎn)品功能,以期待自己產(chǎn)品能夠得到不同階層的客戶的認(rèn)可,不斷提高自己產(chǎn)品的知名度和市場占有率. 新型傳感器的出現(xiàn),使各種附加功能的實(shí)現(xiàn)成為了可能.在立項(xiàng)開發(fā)本項(xiàng)目之前,我們調(diào)查分析了眾多可以應(yīng)用在空調(diào)系統(tǒng)中的傳感器.比方說已經(jīng)在冰箱中成功應(yīng)用的濕度傳感器;可以檢測空氣質(zhì)量的塵埃粒子傳感器;可以檢測空間聲音強(qiáng)度的分貝傳感器;可以實(shí)現(xiàn)語音識別的語音識別功能模塊,可以檢測空間內(nèi)人體移動(dòng)的紅外傳感器等 本課題獨(dú)具創(chuàng)新的將人體紅外感應(yīng)和光強(qiáng)度傳感器應(yīng)用于家用電氣中.從傳感器的原理入手,結(jié)合模塊在其他應(yīng)用領(lǐng)域的成功經(jīng)驗(yàn),特別是安防系統(tǒng)中的成熟應(yīng)用,將實(shí)際的空間要求和傳感器模塊的性能參數(shù)進(jìn)行了模型建立,討論了如何將這一新型傳感器拓展應(yīng)用到普通家電系統(tǒng)空調(diào)中,實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的創(chuàng)新功能.經(jīng)過實(shí)驗(yàn)表明,采用了這些新傳感器的控制器解決了實(shí)際使用中的功能需求,使家電控制更加人性化,間接提高了空調(diào)的效率,提升家電控制系統(tǒng)的整體性能,使用價(jià)值和環(huán)保節(jié)能指標(biāo). 當(dāng)然,本課題還只是停留在單機(jī)家電的功能和性能的提升.未來的趨勢,家電的信息化和網(wǎng)絡(luò)化也必然是發(fā)展方向.這些發(fā)展都是為了在高效節(jié)能的基礎(chǔ)上,營造更舒適,更人性化的用戶環(huán)境.本文在最后的展望章節(jié),將對其他傳感器的應(yīng)用可行性,以及未來家電系統(tǒng)的信息化和網(wǎng)絡(luò)話,進(jìn)行簡單的描述.
展開
傳感器在空調(diào)中的應(yīng)用：溫度傳感器在空調(diào)中的應(yīng)用
《室內(nèi)溫度計(jì)》實(shí) 習(xí) 報(bào) 告
專業(yè)班級： 11 電氣工程及其自動(dòng)化
組長： 陸坤達(dá) 組別： 2
組員： 伍人作 李興權(quán)
指導(dǎo)教師： 謝艷新 王海波
學(xué)期： 2013-2014 學(xué)年第 1學(xué)期
實(shí)習(xí)地點(diǎn)：組成原理及單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室
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《室內(nèi)溫度計(jì)》 實(shí)習(xí)報(bào)告
一、實(shí)習(xí)目的
本次實(shí)習(xí)的目的在于加深對 MCS-51 單片機(jī)的理解，初步掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的
設(shè)計(jì)方法；掌握常用接口芯片的正確使用方法； 強(qiáng)化單片機(jī)應(yīng)用電路的設(shè)計(jì)與分析能
力；提高學(xué)生在單片機(jī)應(yīng)用方面的實(shí)踐技能； 培育學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識解決問題的
能力，力求實(shí)現(xiàn)理論結(jié)合實(shí)際，學(xué)以至用的原則。
二、設(shè)計(jì)題目 :室內(nèi)溫度計(jì)
三、功能描述
1．實(shí)時(shí)采集 0-5V 的電壓信號；
2．將采集的 0-5V 的電壓信號實(shí)時(shí)顯示；
3. 讀出當(dāng)前室內(nèi)溫度；顯示在數(shù)碼管上；
四、方案設(shè)計(jì)
4.1系統(tǒng)分析
根據(jù)系統(tǒng)功能
傳感器在空調(diào)中的應(yīng)用：溫度傳感器在空調(diào)中的應(yīng)用_1
自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)中溫度傳感器包括發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器、車內(nèi)溫度傳感
器、
環(huán)境溫度傳感器、
蒸發(fā)器溫度傳感器、
日光輻射傳感器、
制冷劑溫控開關(guān)
等。
控制單元根據(jù)這些傳感器信號，
計(jì)算出吹入客艙內(nèi)空氣所需的溫度，
選擇所需的
空氣量，然后控制空氣混合入口，水閥、進(jìn)出氣口轉(zhuǎn)換板等，在駕駛員設(shè)定的溫
度范圍內(nèi)自動(dòng)調(diào)節(jié)客艙內(nèi)的溫度，
使其達(dá)到最佳，
并自動(dòng)控制空調(diào)的開啟和關(guān)閉。
?
?
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度超過
120
℃
時(shí)為了保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)，會(huì)讓空調(diào)停止工作。空
調(diào)壓縮機(jī)內(nèi)制冷劑溫度過高，
溫度開關(guān)會(huì)切斷壓縮機(jī)電磁離合器的電路。
裝在蒸
發(fā)器中央的蒸發(fā)器溫度傳感器或溫度開關(guān)通過控制空調(diào)壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)來控制蒸
發(fā)器的溫度。
?
?
蒸發(fā)器溫度控制的目的是防止蒸發(fā)器結(jié)霜。如果蒸發(fā)器的溫度低于
0
℃
，凝
結(jié)在蒸發(fā)器表面的水分就會(huì)結(jié)霜或結(jié)冰，
嚴(yán)重時(shí)會(huì)堵塞蒸發(fā)器的空氣通道，
導(dǎo)致
冷卻系統(tǒng)制冷效果明顯降低。
為了避免蒸發(fā)器結(jié)霜，
就必須將蒸發(fā)器的溫度控制
在
0
℃
以上。
?
?
蒸發(fā)器溫過低，低于設(shè)定值
0
℃
以下時(shí)，空調(diào)放大器會(huì)切斷壓縮機(jī)電磁離合
器的電路。
蒸發(fā)器出口溫度傳感器失效，
會(huì)導(dǎo)致空調(diào)壓縮機(jī)離合器頻繁吸合和分
離。膨脹閥到蒸發(fā)器之間管路結(jié)霜，會(huì)導(dǎo)致空調(diào)出風(fēng)量小。
?
?
空調(diào)系統(tǒng)制冷的條件之一是環(huán)境溫度高于室內(nèi)溫度，環(huán)境溫度傳感器斷路，
端子進(jìn)水、接觸不良或接地不良，數(shù)據(jù)流會(huì)顯示環(huán)境溫度
-30
℃
以下，將造成空
調(diào)不制冷。
?
?
同時(shí)，
發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器斷路或接地線接觸不良，
信號失準(zhǔn)時(shí)，
散熱
風(fēng)扇不轉(zhuǎn)，導(dǎo)致空調(diào)散熱不良，也會(huì)進(jìn)入失效保護(hù)，讓空調(diào)停止工作。
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以及依托線下貿(mào)易交易市場在工業(yè)用品行業(yè)上游
供應(yīng)鏈的整合能力，為廣大的用戶提供了傳感
器、圖爾克傳感器、變頻器、斷
路器、繼電器、
PLC
、工控機(jī)、儀器儀表、氣缸、五金工具、伺服電機(jī)、勞保用
品等一系列自動(dòng)化的工控產(chǎn)品。
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傳感器在空調(diào)中的應(yīng)用：空調(diào)傳感器的安裝位置和作用是什么？
1.傳感器特性
傳感器為負(fù)溫度系數(shù)(NTC)的熱敏電阻,阻值隨著溫度上升面下降。以型號25℃/5 ka的傳感器為例, 測量溫度變化時(shí)的阻值變化情況: 阻值應(yīng)符合負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻變化的特點(diǎn),如溫度變化時(shí)阻值不做相應(yīng)變化,則傳感器有故障。如圖所示為傳感器降溫時(shí)測量阻值的結(jié)果, 如圖所示為常溫狀態(tài)下測量傳感器阻值的結(jié)果,如圖所示為加熱傳感器測量阻值的結(jié)果。
2.安裝位置與作用
室內(nèi)機(jī)傳感器有兩個(gè), 即環(huán)溫傳感器和管溫傳感器。
1 ) 室內(nèi)環(huán)溫傳感器電路如圖所示6-19為管溫傳感器安裝位置和實(shí)物外形。
1) 室內(nèi)管溫傳感器在電路中的英文行號是“ COIL”,作用是檢測蒸發(fā)器溫度, 由室內(nèi)管溫傳感器(25℃/5ka)和分壓電阻R22 (4.7ka精密電阻、1%誤差)等元器件組成。
2)制冷模式下防凍結(jié)保護(hù),控制壓縮機(jī)運(yùn)行頻率。室內(nèi)管溫高于9℃,頻率不受約東; 低于7℃時(shí)禁升頻, 低于3℃時(shí)降頻, 低于一 1℃時(shí)壓縮機(jī)停機(jī)。
3) 制熱模式下防冷風(fēng)保護(hù),控制室內(nèi)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。室內(nèi)管溫低于23℃, 室內(nèi)風(fēng)機(jī)停機(jī); 高于28℃時(shí)低風(fēng), 高于32℃時(shí)中風(fēng), 高于38℃時(shí)按設(shè)定風(fēng)速運(yùn)行。
4)制熱模式下防過載保護(hù),控制壓縮機(jī)運(yùn)行頻率。室內(nèi)管溫低于48℃,頻率不受約東;高于63℃時(shí),壓縮機(jī)降頻;高于78℃時(shí),控制壓縮機(jī)停機(jī)。
3.工作原理
如圖所示,圖為管溫傳感器信號流程,該電路的作用是向室內(nèi)機(jī) CPU提供室內(nèi)房間溫度和室內(nèi)蒸發(fā)器溫度信號 。 室內(nèi)機(jī) CPU的?腳檢測室內(nèi)環(huán)溫傳感器溫度,⑩腳檢測室內(nèi)管溫傳感器溫度, 兩個(gè)傳感器工作原理相同, 均為傳感器與偏置電阻組成分月;電路, 傳感器為負(fù)溫度系數(shù)(NTC)的熱敏電阻。以室內(nèi)管溫傳感器電路為例,如蒸發(fā)器溫度由于某種原因升高,室內(nèi)管溫傳感器溫度也相應(yīng)升高,其阻值變小, 根據(jù)分壓電路原理,分壓電阻 R22分得的電壓也相應(yīng)升高, 輸送到 CPU(l19腳的電壓升高, CPU根據(jù)電壓值計(jì)算得出蒸發(fā)器的實(shí)際溫度,并與內(nèi)置的數(shù)據(jù)相比較,對電路進(jìn)行控制。假如在制熱模式下,計(jì)算得出的溫度大于78℃,則控制壓縮機(jī)停機(jī),并顯示故障代碼。環(huán)溫與管溫傳感器型號相同, 均為25℃/5ka, 分圧電阻的阻值也相同, 因此在剛上電未開機(jī)時(shí), 壞溫和管溫傳感器檢測的溫度基本相同, CPU的?腳和?腳電壓也基本相同, 傳感器插座分壓點(diǎn)引針電壓也基本相同, 房間溫度在25℃時(shí)電壓約為2. 4V。CPU判斷傳感器開路或短路的依據(jù): 檢測引腳的電壓高于4. 5V或低于0. 5V。在實(shí)際檢修中,管溫傳感器由于檢測溫度跨度特別大,損壞的可能性遠(yuǎn)大于環(huán)溫傳感器,許多保護(hù)動(dòng)作都是由它引起的, 所以在檢修電路故障時(shí), 應(yīng)首先測量管溫傳感器阻值是否正常。
4.傳感器溫度與 CPU電壓對應(yīng)關(guān)系
三菱空調(diào)器室內(nèi)壞溫傳感器和室內(nèi)管溫傳感器的型號通常為25℃/5ka, 分壓電阻阻值為4. 7ka或5. lka,制冷和制熱模式常見溫度與 CPU電壓的對應(yīng)關(guān)系。室內(nèi)環(huán)溫傳感器測量溫度范園,制冷模式在15-35℃之間,制熱模式在0~30℃之間(包括未開機(jī)時(shí)) 。室內(nèi)管溫傳感器測量溫度范圍, 制冷模式在一5 ~30℃之間, 制熱模式在 0~ 80℃之間 (包括除霜模式) 。
