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        流量傳感器LMM-01在汽車電子中的應用

        作者: 時間:2013-02-17 來源:網絡 收藏


        由于僅僅是敏感部件,所以我們首先需要設計外圍電路(如圖3所示),再將與外圍電路加工到流量計的機械部件中,從而生產出流量計。

        圖3中,21和22為跟隨器,它可以提供給6穩定的電壓,起解耦的作用,而23和24為工作放大器,其作用是分別放大前后橋輸出電壓 和 ,從而放大它們的差值信號。

        6和7分別為前后橋的溫度傳感器,起溫度補償作用,4和5則分別為前后橋的熱傳感器,它們和微處理器16均為流量計的核心部件。工作時,由于流體對4和5的冷卻不一致,導致了它們的阻值變化不同,從而可以得到不同的輸出信號。根據這些信號,我們可以確定流量的方向和大小。

        此外,前橋電路中,電阻R6和R7起分壓作用,可以使跟隨器21的輸入電壓鉗制在一個穩定值,同理R16和R17也是起到在后橋電路的分壓作用,而R4和R14分別協同4和5工作。

        微處理器16的作用主要是修正測量值,并進一步提供溫度補償。通過標定,我們可以確定算法程序中的參數值,并能確定特征曲線方程和特征曲面的表。

        由于微處理器16是直接給的ECU輸出信號的部件,而前后橋輸出的信號是模擬量,所以微處理器16硬件設計中包含了ADC。軟件設計中,程序包括了以下幾個子程序:

        a. 溫度測量子程序ST1;
        b. 正向流量修正子程序ST2;
        c. 反向流量修正子程序ST3;
        d. 溫度補償子程序ST4。

        其中a、b、c均為單個自變量確定的特征曲線,而d卻為兩個自變量確定的特征曲面。因為兩個自變量確定的特征曲面的測量和函數表示都非常困難,且計算量很大,所以該子程用增多測量點和線性插值的方法,來減小計算量,從而減少了響應時間。

        在微處理器16,軟件結構主控程序的流程圖如圖4所示。其中 為常數輸出, 為輸入電壓, 和 分別為 的上下限。

        安裝于發動機進氣口處,用于測量的進氣量,通過數據記錄,我們得到了如圖5所示的波形圖。其中,f和b分別表示氣流狀態是前向進氣和氣流回流,縱向坐標為輸出電壓(V),橫向坐標為時間(t)。從圖中,我們不難能夠發現LMM-01能有效的識別出氣流方向,并能如實的反映出氣流量的大小變化情況。

        4. 結束語

        隨著設計技術、材料技術以及新型的加工技術的產生和發展,未來的趨勢主要是朝著微型化、多功能化、集成化以及智能化的方向發展。特別是MEMS的出現,使得加工精度和生產效率得到了提高,從而大大降低了成本,對傳感器市場的擴大起到了積極的作用。

        由于在汽車電子市場中占有重要比重,因此隨著成本的降低和性能的提高,發展和應用流量傳感器是汽車電子發展的必然,也是其他工業控制中無可置疑的發展趨勢。

        參考文獻:
        [1] 陳道炯,孫躍東;汽車電子系統集成化和傳感器智能化[J];儀器儀表與傳感器,2003:44;
        [2] 范茂軍,汽車傳感器的現狀、發展趨勢和產業對策[J];儀器儀表與傳感器,2003:22~26;
        [3] 劉迎春,傳感器原理、設計與應用[M];國防科技大學出版社,1998,5;
        [4] 郗沭平,汽車電控技術簡明教程[M];北京理工大學出版社,1997,1;
        [5] 黃河,汽車[M];上海交通大學出版社,2003,1。(end)

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