汽车空调温度湿度控制一体化设计火锅昌邑防盗报警过滤装置减震器Rra
同发机械网 2024-03-20 17:53:25
汽车空调温度湿度控制一体化设计
现行汽车发展方向与状况迫使汽车空调向标准化方向发展,并向全季节型的车厢气候控制方向发展。在现代汽车自动空调系统中,最主要是温度梯度控制和相对湿度控制两个方面。而空调ECU是根据外界气候条件及温度和湿度传感器检测车厢内信号,自动打开加热、制冷或去湿装置,使汽车车厢内的温湿度能维持在人体较舒适的范围散热风机内,而且能够根据车内外的温差进行自动除霜,避免挡风玻璃起雾致使能见度降低。
在开发汽车空调自动系统方面我国起步较晚,而空调传感器的网印机研发更是落后于发达国家,现在国内品牌轿车所采用的全自动空调传感器都是依赖进口,这在一定程度上制约了我国汽车工业发展水平。鉴于现状,笔者提出一种一体化设计思想,并采用集成传感器结合强制风流方案。这一设计理念有助于提升我国在这一领域里创新水平。
1 设计思想
环境的相对湿度是受环境的温度变化而变化的,所以测量某点相对湿度时必须同时进行该点温度的测量。全面考虑汽车环境和传感器的灵敏度、频响特性、线性范围、稳1⑷月中国出口塑料制品298万吨定性和准确度等要求,温度传感器采用电流型集成温度传相架感器,湿度传感器采用IH3605集成湿度传感器配线槽。为了保证测量数据的真实可靠,并防止传感器表面结露及集灰,传感器表面空气应有一定的流动性,须配有风扇强制流动。风扇的电动机应是无刷直流电动机,这样才会避免电磁的干扰,并把这3个单元进行一体化设计。从而达到结构紧凑、体积小、测量准确、可靠性高等特点。传感器结构如图1所示。
汽车空调湿度、温度控制原理如图2所示。由于人体散发的水汽造成车厢内湿度增加,湿度测量单元便会检测到相对湿度的变化,当超过一定值时,空调控制器启动制冷压缩机,进而循环风机强制车厢内空气流过冷却器表面。经过冷却降温除湿后,再被加热到一定的温度,从而达到除雾的作用,并保持车厢内较舒适的环境;温度测量单元用于空调控制器测量车厢内温度变化,控制加热电磁阀打开循环水加热时机和加热时间。
2 集成湿度传感器
IH3605湿度传感器是一种电容式集成湿度传感器,它把电容式湿度传感器与调理电路一起制作在陶瓷基片上,空气中的水蒸气通过保护性聚醋层经过多孔铂层进入介质层,改变介质介电常数,从而使电容量发生变化。通过电容/频率和频率/电压的转换电路,将电容量变化转换为直流电压输出。在25℃时,输出直流电压Uo与相对湿度Ho成线性关系
式中:E—— IH3605的电源供电电压;H0——25℃时的相对湿度。
例如,当E=5 V,Ho=0~100%RH时,对应的U0=0..9 V。
在25℃时,可依照上式从输出电压Uo计算出被测的相对湿度值。但是当环境温度t变化,t≠25℃时,按上式从输出电压Uo计算出的相对湿度值Ho,并不等于实际的相对湿度H,应按下式进行湿度补偿,计算出实际的相对湿度值H。
式中:t——当前的摄氏温度值;H——当前的摄氏温度t≠25℃时的相对湿度值。
当t塑料压延机生产线上位机采取工控机=25℃时,由上式可计算得H=Ho。
由于IH3605的输出电压较高且线性较好,因此,无需放大和非线性校正,可直接接到A/D转换器上,完成模拟量到数字量的转换。它可以直接用作电子触发开关的信号源,来启动压缩机工作。
3 集成温度传感器
该类传感器分为:电流型集成温度传感器、电压型集成温度传感器、频率型集成温度传感器、数字型集成温度传感器。该设计方案采用”了电压型集成温度传感器,这一传感器的主要特点是电流电压比较低,一般在50μA以下。所以器件的自热很小,一体化设计时,该单元不会影响湿度测量单元,而且可以直接成为空调控制系统的输人信号,如图3所示。
图3中,T5 的基射结电压和基射结面积都与T3、T4相同,所以流过T5和R2的电流与流过T3, T2, R1及流过T4, T1 的电流都相同。因此,由△Ube=(KT/q )xln(A2/A1)得出输出电压为
式中:S——灵敏度系数。
由上式可以看出,只要R2/R1为一常数,就可以得出正比于绝对温度的输出电压。
4 风扇驱动电路设计
如图4所示,U2为US91型双绕阻无刷直流电动机专用驱动电路。它具有独特的恢复电路和抗干扰抑制能力,使其电磁辐射控制在可接受的范围内。12V电源直接由M+、M-端接入。
5 总结
该设计方案充分利用了集成优势。其分布电容小、抗电磁辐射能力强、成本低廉、体积小、结构紧凑,经试验测定其性能稳定、输出信号线性度好、精度级高、测量准确、调试及标定方便,可形成产品一致性,能够在-℃的环境中连续工作,在温度为20%-90%时RH范围可达±0.5%的准确度。它特别适合汽车全自动空调对环境测量的要求。可以实施开发生产,替代现行进口产品。(end)
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