senzor masenog protoka vazduhaslubura/mehatronicki sistemi...senzor masenog protoka vazduha...

MEHATRONIČKI SISTEMI KOD MOTORA I VOZILA

SENZOR MASENOG PROTOKA

VAZDUHA

Spring 2018

by

Slobodan Lubura

SENZOR MASENOG PROTOKA VAZDUHA

SENZOR MASENOG PROTOKA VAZDUHA

Koncept mjerenja masenog protoka vazduha zasniva se na mjerenju

promjene otpornosti RSE(t) u grani mosta koja je u funkciji temperature

Struja protiče kroz otpornik RSE(t) i zagrijava ga.

Ako se ovaj otpornik postavi u kanal u kome struji vazduh koji motor

usisava, otpornik se hladi i njegova otpornost se smanjuje.

Što je veći maseni protok fuida u kanalu otpornost će biti manja

SENZOR MASENOG PROTOKA VAZDUHA

SENZOR MASENOG PROTOKA VAZDUHA

SENZOR MASENOG PROTOKA VAZDUHA - ŠEMA

SENZOR MASENOG PROTOKA VAZDUHA

Promjena otpornosti RSE(t) sa temperaturom data je izrazom:

R0 – otpornost na referentnoj temperaturi (T0 = 0oC)

KT – temperaturni koeficijent, KT > 0

ΔT – promjena temperature (masenog protoka vazduha)

Osjetilni element, otpornik RSE(t) izrađuje se od tankih listića Nikla

(Ni)

Izlazni napon senzora daj je izrazom:

Gdje je G – pojačanje pojačavača

SENZOR MASENOG PROTOKA VAZDUHA

Razlika napona ΔV data je izrazom:

Pošto je v0= G ΔV, iz gornje jednačine slijedi da je:

SENZOR MASENOG PROTOKA VAZDUHA

Pošto je obično G > >1 vrijednost otpornika RSE(t) data je izrazom:

Promjena otpornosti ΔRSE(t) sa promjenom temperature ΔT data je

izrazom:

Gdje je Tref – proizvoljna referentna temperatura

Ta pravilnim izborom otpornika R3 moguće je postići da ova

temperatuna razlika bude nezavisano od temperature okoline Tref

Otpornika R3 je otpornik za temperaturnu kompenzaciju

SENZOR MASENOG PROTOKA VAZDUHA

Otpornika R3 se izrađuje od istog materijala kao i otpornik RSE(t) i

njegova otpornost je data izrazom:

Gdje je R3o– otpornost pri temperaturi Ta= Tref ,a kT3(t) - temperaturni

koeficijent otpornika R3

Temperaturna razlika ΔT na osjetilnom elementu RSE(t) data je sa:

Ako je senzor projektovan tako da važi:

onda je temperaturna razlika ΔT nezavisna od Ta

SENZOR MASENOG PROTOKA VAZDUHA

2

2

3

oSE SE SE

SE

vP i R R

R R

SENZOR MASENOG PROTOKA VAZDUHA

i2 – struja kroz otpornik RSE , τSE – vremenska konstanta otpornika RSE

α1 i α1 konstante koje zavise od konfiguracije osjetilnog elementa

Za dovoljno malu vremensku konstantu τSE promjena ΔT je zanemariva

pa se promjena snage koja se troši na otporniku RSE može iskazati kao:

Iz prethodne jednačine dobija se da je promjena izlaznog napona MAF

senzora data sa:

Gdje je KMAF – konstanta MAF senzora

SENZOR MASENOG PROTOKA VAZDUHA

SENZOR MASENOG PROTOKA VAZDUHA