Senzorji za merilno napravo: 8 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

Merilna naprava v tej aplikaciji je naprava za merjenje pretoka zraka skozi vstopne in izpušne odprtine in ventile motorja IC. Te so lahko v različnih oblikah, od dragih komercialnih ponudb do primerov DIY dvomljive kakovosti. Vendar pa je s sodobnimi nizkocenovnimi senzorji različnih vrst povsem mogoče, da so primeri DIY enaki komercialnim strojem. Ničesar ni težko narediti in visoke sposobnosti niso potrebne. Zgornje fotografije prikazujejo klop, ki sem jo naredil in ki je središče tega Instructable.

Ta dokument ne govori o izdelavi pretočne mize, ampak gre za instrumente in senzorje, ki jih uporabljam na svoji klopi. Pretočna naprava uporablja nekakšen vir vakuuma, čeprav je vakuum pretiravanje, ker je sesalna depresija najpogosteje pod 28 -palčnim merilnikom vode, kar je 1 psi ali ~ 7000 Pa.

Za izračun prostorninskega pretoka zraka sta potrebna le dva bistvena parametra, oba merita diferenčni tlak. Eden je pritisk tlaka, ki povzroči pretok zraka skozi vrata motorja, z drugimi besedami, to je merilo količine "sesanja". Druga je diferenčni tlak v omejitvi pretoka za merjenje dejanskega pretoka. Najpogosteje se uporablja odprtina, vendar imam raje venturijevo cev, ker je učinkovitejša. Glavni zavezanec je enak, ne glede na naravo omejitve. Uporabljajo se tudi merilniki turbin in senzorji MAP (Manifold Absolute Pressure), rešeni iz sodobnih avtomobilov, vendar ti niso tako razširjeni in o njih ne bom razpravljal.

Obstaja več drugih parametrov in ujemajočih se senzorjev, ki lahko izboljšajo uporabnost merilnika pretoka, na primer temperature, in vsakega bom obravnaval v naslednjih korakih.

Zaloge

Materiali;

Različni senzorji, opisani v posameznih korakih.

Vero plošča ali bakrena plošča za tiskano vezje.

Različni upori, kondenzatorji in druge elektronske komponente, ki se uporabljajo v enostavnih vezjih.

Oblika zbiranja podatkov. Uporabljam LabJack, vendar bi bili primerni hobiji, kot sta Arduino ali Pi.

Računalnik uporabljam prenosni računalnik z operacijskim sistemom Windows.

Spajkanje.

Orodja;

Spajkalnik.

Običajna zbirka orodij za izdelavo vezij, kot so rezalniki/odstranjevalci žic itd.

Korak: Senzorji diferenčnega tlaka

Uporabljam tiste ilustrirane. Podatkovne liste in druge informacije najdete na www.analogmicro.de. Ti senzorji lahko oddajo svoje odčitke kot analogni napetostni signal ali preko vodila IC2. Uporabljam analogni izhod.

Merijo diferenčni tlak, ki zahteva dva tlačna vhoda, to je, da oddajajo vrednost, ki je razlika v tlaku med dvema vhodoma. Skica prikazuje, da je en senzor povezan z dvema nastavkoma na venturijevi cevi za merjenje dejanskega pretoka. Drugi senzor meri vdolbino v plenumu. To se nanaša na zunanji barometrični tlak, zato ostane en odtok odprt v ozračje.

Samo ta dva senzorja zadoščata za uporabne meritve pretoka, vendar na rezultate vplivajo okoljske razmere in za ponovljivost je treba odčitke prilagoditi z barometričnim tlakom, temperaturo in relativno vlažnostjo.

2. korak: temperaturni senzorji

Jaz uporabljam dva od teh. So polprevodniškega tipa LM34, ki ga zaradi robustnosti vložim v epoksi v aluminijasto ohišje. Enega pritrdim na venturijev merilnik pretoka, drugega pa na merjeno glavo valja. Slike to kažejo bolje kot besede. Prva slika prikazuje enega, pritrjenega na venturijev. Upoštevajte tudi tlačne nastavke, ki gredo na senzorje tlaka v prejšnjem koraku.

3. korak: Senzorji vlažnosti in barometričnega tlaka

Ti so nameščeni na ploščo skupaj z različnimi povezavami z drugim senzorjem in napajanjem, pa tudi z LabJackom, ki ga uporabljam za zbiranje izhodov senzorja in pošiljanje podatkov v računalnik za analizo.

4. korak: Merilnik vrtinčenja

Pretok skozi vrata ni edini zanimiv parameter, ki ga lahko merimo z merilnikom pretoka, če imamo prave senzorje. Vrtinčenje je merilo rotacijskega vidika pretoka zraka v motor. Zanimivo je, ker vrtinčenje pomaga pri mešanju goriva z zrakom in vpliva na zgorevanje motorja.

Naredil sem rotor, ki se po ustalitvi vrti blizu vrtljajev vrtinčenja plina. Na drugem koncu gredi je zarezano kolo. Premikanje zareze zaznavata dva senzorja tipa optične reže. Uporabljam dva, ker z ustreznim pozicioniranjem zagotavljata signale A in B kvadratnega dajalnika. To omogoča moji programski opremi, da izračuna RPM in smer. Slika osciloskopa prikazuje izhod dveh senzorjev.

5. korak: Orodje za senzor

Pri tem koraku ne gre za senzor kot tak, ampak za lokalno orodje za merjenje hitrosti pretoka, ki je priključeno na tretji senzor tlaka. To je pitotova cev, podobna napravam, ki se uporabljajo na letalih za merjenje hitrosti zraka. Upognjena je za 180 stopinj. tako, da ga je mogoče vstaviti navzdol v pristanišče in izmeriti lokalne hitrosti, da sestavi zemljevid porazdelitve hitrosti v različnih delih pristanišča.

Korak 6: Združite vse skupaj

Omenil sem, da za zbiranje podatkov uporabljam LabJack (labjack.com). To je sistem za zbiranje podatkov po razumnih cenah, ki podatke pošilja nazaj v osebni računalnik in od njega prejema navodila. Večino vhodov LabJack itd. Sem priključil na konektor D25, kar mi omogoča hitro menjavo iz dela v delo.

Vsi izhodi senzorjev so namenjeni zaščiti in namenjeni za eno mesto kabla za priključitev na LabJack. V tej škatli so tudi senzorji tlaka.

7. korak: Kako je vse povezano

Tukaj je nekaj skic grobega vezja, ki sem jih naredil za prijatelja. Morda ni čeden ali celovit, vendar kažejo splošno postavitev. Tu so jih predstavili na podlagi FWIW.

8. korak: Programska oprema

V Delphi (Pascal za Windows) sem napisal nekaj programske opreme za nadzor zbiranja podatkov s strani LabJacka in zagotavljanje funkcij obdelave podatkov. Fotografije so posnetki nekaj oken. Prva prikazuje, kako so podatki tabelirani in narisani. LabJack ima gonilnike za Windows, ki olajšajo vključitev kontrolnih funkcij v lastne programe. LabJack ima dva načina pošiljanja podatkov, prvi je tisto, čemur pravim "vprašaj in prejmi". Računalniška programska oprema zahteva podatke, LabJack pa jih pošlje. To je način, ki ga uporabljam s pretočno mizo. Drugi način je "pretakanje" in je hitrejši, podatki se pošiljajo neprekinjeno in jih je treba vprašati le na začetku. Ta način uporabljam na svojem šoku dyno, ki je na kratko opisan v drugem nedavnem Instructable, ki ga najdete na

www.instructables.com/id/A-Basic-Course-on-Data-Acquisition/