空气流量检测电路

在许多应用或系统中通常需要空气流量检测,其中需要检测空气的存在以具有系统的适当功能的描述性图像。例如,我们需要在发动机中的空气流量检测来获得要加入到发动机的燃料量的估计,我们需要空气流量检测来检查污染量,以使用像空气中的化学介质检查污染亚博彩票下载的量。对于高功率密度电子设备,我们需要空气流量检测,以确保设备过度加热。

气流检测器电路后面的原理:

本文研制了一种以电阻温度检测器为基本元件的简易气流检测器电路。该电路基于两个原理:a)电阻随温度变化,b)空气作为绝缘体。当电流流过电阻器时,它就被加热。现在,当空气流过RTD,它是一个绝缘体,允许电阻冷却。因此电阻开始下降,RTD上的电压降低。这种电压下降的变化是通过一个定时器电路来检测的,以给出气流的指示。

空气流量检测电路示意图:

空气流量检测器电路图
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电路组件:

  • v1 = 12 v
  • R1 = 38欧姆
  • D1= 4.7 V齐纳二极管,1N4732
  • R2 = 100欧姆
  • Rx = HEL-700铂RTD
  • r3 = 10k.
  • C2 = 1超滤
  • C1 = 0.01佛罗里达大学
  • LED = 5V,绿色LED
  • IC = 555计时器

气流检测电路设计:

该电路设计成为RTD提供恒定电流输入,使得它在开始时略微加热。这里选择的RTD是HEL-700铂RTD,其在最大工作电流为2 mA。在这里,我们正在使用齐纳二极管作为电压调节器,为RTD提供恒定电流。

要设计齐纳电压调节器,我们需要首先选择齐纳二极管。这里选择具有Vz = 4.7V的齐纳二极管。由于输入电压为12V并且所需的输出电流为2mA,我们选择100欧姆的负载电阻,使得最大电流流过负载,并且仅少量电流流过RTD。选择的输入电阻由(VIN-VZ)/(IZ + Il),等于38欧姆。这里使用一个38欧姆的电阻作为输入电阻。

下一步需要设计定时器单稳态多振动器。这里,定时器用于向LED提供偏置电压,该电压约为5V。亚博彩票下载随着RTD两端的电压降低,所需的LED需要光焕发。在这里,我们选择10K的电阻和1UF的电解质电容器。0.01uF的陶瓷电容器用于将控制销连接到地。

空气流量检测电路操作:

该电路使用12V电池操作。使用齐纳二极管调节电池电压,产生恒定电压。最初,当电流流经RTD时,它被加热,温度升高,从而增加了电阻。现在,当电流恒定时,电阻上的电压也趋于增加。当此电压加到定时器触发引脚上时,定时器无法触发,LED处于关闭状态。现在当空气流过RTD时,它开始冷却。这会降低设备的温度。当温度降低时,电阻也会降低,贯穿器件的电压也会降低。当电压降低到某一点以下时,计时器被触发,LED开始闪烁。随着电压进一步下降,表明温度下降,LED开始充分发光。 This indicates the flow the air.

气流检测器电路后面的理论:

这个电路背后的基本理论涉及到三个基本部分的知识-稳压器使用齐纳二极管,电阻温度检测器和一个定时器电路。亚博彩票下载

使用齐纳二极管的电压调节器:

齐纳二极管是一种在反向偏置条件下工作的简单PN结二极管。它基本上工作原理击穿-雪崩和齐纳。齐纳击穿发生在反向偏压2V到8V之间,当高强度电场强度使电子从原子中挣脱出来,形成自由电子空穴对。当高速载流子碰撞导致共价键断裂,形成自由电子时,在8V以上发生雪崩击穿。

从特性可以看出,对于通过二极管的电流的大变化,二极管上的电压保持很小或恒定。这种独特的特性被应用于许多应用中,采用齐纳二极管作为稳压器。

电阻温度探测器:

电阻温度检测器或RTD是金属电阻器,其电阻随温度变化。它基于以下事实:在金属中,随着温度的增加,晶格振动增加。这些振动导致电子之间的碰撞。随着碰撞增加,电子的能量减小,导致游离电子流量降低,导致导电性低。因此,随着温度的增加,电阻增加。RTD基本上使用铂构建。在0度摄氏度时,RTD的电阻约为100欧姆。亚博彩票下载

555定时器多谐振荡器:

采用多谐振荡器电路产生脉冲输出信号。当一个低电平信号被应用到IC的触发引脚时,它被触发。555定时器IC是一个8引脚IC,输出信号的时间由T=1.1 RC给出。要获得关于555定时器IC的详细信息,请阅读这篇文章亚博彩票下载了解555定时器

气流检测器电路的应用:

该电路可用于检测汽车发动机等区域中的空气流,在那里需要估计发动机所需的燃料量。除了用作空气流量检测器外,该电路还可以将其应用作为温度探测器电路。通过略微修改,该电路可用于基于温度感测控制像风扇一样的负载。

空气流量检测电路的局限性:

  1. 由于使用齐纳二极管,影响了电路的效率。这是因为串联电阻的损耗会导致在负荷较大的情况下效率下降。
  2. 采用的电阻温度检测仪价格昂贵,易受冲击和振动的影响。

注意:请阅读文章蚊子避雷器电路

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