Датчик для измерения воздушного потока
По принципу работы датчик ветра (или анемометр) напоминает автоматический ДМРВ в машине. Автомобильный аналог преобразует количество воздуха, поступающего в двигатель, в сигнал напряжения. На основании этого импульса ЭБУ вычисляет нагрузку на двигатель и управляет его работой. ДМРВ крепят в потеке газов между дроссельной заслонкой и воздушным фильтром.
Датчик расхода воздуха состоит из термистора, платиновой нити и ЭБУ. Термистор измеряет температуру входящих газов, а постоянный накал платиновой нити регулирует ЭБУ. Если воздуха поступает много, то нить охлаждается, поэтому ЭБУ увеличивает силу тока и за счет этого нагревает ее поверхность. В датчике ветра также использована технология «горячей нити».
Электрическая величина измеряется пропорционально скорости ветра. Прибор оптимально подходит для измерения низких и средних скоростей воздушного потока. Устройство применимо как на улице, так и в помещении.
Датчик работает от напряжения в 5-10 В. При этом чувствительность анемометра высокая, он фиксирует движения воздуха на расстоянии 45-60 см. Прибор может фиксировать проникновение жилье посторонних или считывать показатели дыхания человека.
Схема анемометра включает в себя построечный резистор (R9), с помощью которого калибруют прибор при «нулевом ветре». При настройке рекомендуется прикрывать сенсор устройства и устанавливать значение напряжения на 0,5 В (если питание осуществляется от 6 В).
Более низкие значения увеличивают чувствительность датчика. Стоит отметить, что при смене питающего напряжения потребуется повторная калибровка устройства. Специалисты не рекомендуют пускать на анемометр питание выше 10 В.
Принципиальная схема датчика ветра представлена на рисунке:
Для получения хорошего результата и возможности регулировки напряжения рекомендуется устанавливать источник питания от 5 до 10 В (+V). Словом «ground» обозначают «землю» с нулевым значением напряжения.
Петля цикла напряжения (RV) обеспечивает постоянное напряжение 1,8 В и выше в условиях помещения. На это напряжение не оказывает влияние потенциал калибровки.
Выходное напряжение (out) умножают на три на RV и подстраивают с помощью потенциала. Это напряжение подвержено изменениям температуры воздуха. Чувствительность выхода изменяет резистор на 4,3 К (R11).
Температурный выход (ТМР) делит напряжение межу терморезистором и резистором. ТМР выдает в помещении порядка 2,8 В.
Основные характеристики устройства можно представить в виде небольшого списка:
Измеритель воздушного потока
Представляем Вам низко бюджетный анемометр (датчик ветра) от ”Модерн Девайс” (http://moderndevice.com). Этот небольшой датчик, пригодный для разных электронных экспериментов. Такой девайс напомнил мне об автоматическом датчике массового расхода воздуха для автомобиля.
Датчик массового расхода воздуха в автомобиле преобразует количество воздуха, всасываемого в двигатель, в сигнал напряжения для вычисления нагрузки на двигатель. Это необходимо, чтобы определить количество подаваемого в двигатель топлива, управлять углом опережения зажигания, и следовательно, крутящим моментом двигателя. Датчик расхода воздуха расположен непосредственно в потоке всасываемого воздуха, между воздушным фильтром и дроссельной заслонкой, где он измеряет входящий воздух.
Основными компонентами датчика массового расхода воздуха являются термистор, нагреваемая платиновая нить и электронный блок управления. Термистор измеряет температуру поступающего воздуха.Температура платиновой нити поддерживается постоянной по отношению к термистору с помощью электронной схемы управления.
Увеличение потока воздуха приводит к быстрому уменьшению температуры нити и электронный блок компенсирует это снижение температуры увеличением тока через нить.
Схема электронного контроля одновременно измеряет ток и преобразует его в пропорциональный сигнал напряжения.
Представленный датчик ветра от ”Модерн Девайс” – термоанемометр, основанный на традиционной технике измерения скорости ветра. Это так называемая техника “горячей нити”, которая заключается в поддержке постоянной температуры нити путем ее прогрева проходящим током, а затем измеряется мощность, необходимая для поддержания этой температуры, при изменении потока воздуха.
Измеренная электрическая величина пропорциональна скорости ветра.Это основной принцип, делающий функционирование датчика таким же, как в традиционной технике.
Такой подход дает лучшие результаты при измерении низких и средних скоростей ветра.
Метод также предпочтителен при измерении потока воздуха в помещениях, где будут неэффективны традиционные вращающиеся лопасти, применяемые на метеостанциях.
Датчик от ”Модерн Девайс”, стоимостью17$, может работать в диапазоне от 5 до 10Вольт напряжения питания. Однако предпочтительнее использовать стабилизированное напряжение 5Вольт при работе в схемах с микроконтроллерами. Согласно спецификации датчик имеет высокую чувствительность, т.е. отреагирует на небольшое движение воздуха на расстоянии 18-24 дюйма (1дюйм=2,54 см). Возможные применения включают в себя измерение дыхания человека, определение проникновения в помещение, измерения на метеостанциях и т.д.
Датчик ветра включает в себя небольшой подстроечный резистор (R9), который используется для калибровки сенсора на значение “нулевого ветра”.При калибровке просто надо прикрыть сенсор (например-стаканом), чтобы избежать любого движения воздуха и установить желаемый нулевой уровень. ”Модерн Девайс” грубо калибрует датчик на выходное напряжение 0.5Вольт при нулевом ветре (при напряжении питания 6Вольт), но вы можете установить другое значение.
Более низкое калибровочное значение (например-0.2Вольт) немного увеличит чувствительность на высоких значениях измеряемого диапазона. Заметим, что при изменении величины питающего напряжения, требуется новая калибровка.
ВНИМАНИЕ. не использовать напряжение питания выше 10 Вольт!
Рекомендуется использовать только хорошие стабилизированные источники питания.
Схема датчика ветра, который применяется в новом девайсе.
Значение контактов
• + V источник питания (от 5 до 10Вольт)-если хотите получить наилучший результат, то желательно чтобы напряжение регулировалась.
• Ground: Земля (0Вольт).
• Out: Выходное напряжение. Это напряжение умножается на 3 на RV и подстраивается потенциометром. Это выходное напряжение подвергается влиянию изменения температуры окружающей среды, особенно, при больших отклонениях температуры от той, при которой происходила калибровка. Чувствительность этого выхода может быть изменена путем подбора резистора R11 (4.3K). Высокая чувствительность позволит уменьшить эффект насыщения датчика с изменением температуры окружающей среды.
• RV: Петля цикла напряжения. Напряжение не будет опускаться ниже примерно 1,8 вольт при комнатной температуре. Это напряжение не зависит от потенциометра калибровки. Выходной сигнал датчика имеет логарифмическую характеристику, что означает, что датчик может захватить очень небольшие движения воздуха в нижнем конце диапазона, но и не насыщается при полной мощности, пока поток воздуха не достигнет примерно 60 миль в час.
• TMP: Температурный выход. Это просто делитель напряжения между резистором и терморезистором. Делитель выдает около 2,8 Вольт при комнатной температуре, это значение опустится при повышении температуры и увеличится при более низких температурах.
Характеристики:
air79vs › Блог › Регулятор воздушного потока (завихритель воздуха)
Обрабатываем банку от грязевых отложений (растворитель 646-647)
Размечаем по корпусу банки линию на расстоянии от края 25 мм
Теперь нужно разметить под nn-ое количество лепестков… желательно 9-12 шириной около 20 мм каждый… Начинаем размечать от линии спайки банки…
У меня получилось 12 целых с хвостиком (все равно после разреза банки по линии спайки, нам придется вставлять это устройство внутрь воздушного патрубка, сжимая его по диаметру…
Теперь аккуратно разрезаем ножницами нашу конструкцию по линиям на расстояние 25 мм
Нарезанные лепестки нужно согнуть по диагонали (только с одного края надреза).
Теперь разрезаем наше изделие по линии шва…
Загнав зубец за зубец получаем диаметр порядка 65 мм (лишнее в процессе подгонки можно обрезать).
Т.н. «завихритель» изготовлен. Остается вставить его или в патрубок или перед дроссельной заслонкой…
Патрубок приходится снимать с двух сторон, благо снимается он легко… Освобождаем два хомута.
«Завихритель» в патрубок не вставляется — мешают его изгибы, поэтому вставляем его непосредственно перед дроссельной заслонкой. Он получился великоват и приходится отрезать от края полоску шириной около 25 мм, и два «зуба», после чего он был успешно установлен на «свое» место…
Крепим воздушный патрубок на свое место… Готово.
Я не особенно преследовал какие-то цели увеличения мощности двигателя или уменьшения расхода топлива. Просто решил проверить то, о чем говорят. Особенных замеров с показателями не делал, поезжу — посмотрю…
В любой момент «завихритель» можно убрать или доработать его.
Что понадобилось для работы:
— пустая консервная банка
— ножницы
— линейка
— фломастер
— плоскогубцы с длинными губками
— растворитель.
Потраченное время (с перекурами, кофе) порядка двух часов.
Затраты — 0 руб.
Всем добра и ровных дорог…
Комментарии 29
Я ставил в 90е года на классику под карбюратор. Тогда кооперативы делали. Машина стала огонь! Появилась тяга. Перестали звенеть пальцы на бензине А72
Добрый день, ну что изменения есть, время прошло. Тоже себе поставил, не могу понять, расход вроде не изменился
Выше писал, что уменьшение расхода заметно, если езда город-загород… По городскому вообще не понятно. Стиль езды не изменился — качество топлива что-ли хромает…
Это хуня работает, на Лексус новых в коробе воздушного перед патрубком уже стоит.
Значит, все таки есть толк от этой погремухи 🙂
Сколько экономия в топливе?
Прирост будет заметен только если цикл город-загород… Городской практически не изменился. А движение вне города 114 км + город — пробег на одной заправке составил 317 км (против 270-280 км городского цикла).
За желание творить и экспериментировать «+»
Но не понятна Цель и Задача.
На атмосфере ХЗ, а вот перед турбиной воздух закручивать, как бы помогая крыльчатка как вариант, авиа двигатели например имеют на компрессоре помимо вращающийся, ещё и неподвижные крыльчатки
Он привел пример, когда уменьшается объем топлива (засорение форсунок) и уменьшается количество подаваемого воздуха…
Не думаю, что у меня после 5 лет эксплуатации (новой машины) забиты форсунки…
Но никто же Вам не мешает попробовать этот завихритель в деле.
Да, завихрители интересная вещь. В газо-воздушных горелках наличие завихрителя делает пламя более однородным и ровным. Однако сам Денис, насколько помню объяснил пользу банальным обогащением пламени за счет сужения воздушного канала
Сегодня проехал Брест-Беловежская Пуща. Средняя скорость движения около 72 км/час (по всему маршруту), на дороге 90-100… Расход по БК — 6-7 л/100 км (4 человека), на 70 км/ч — около 5,5-6 л/100 км…
Могу сказать, что вам стоит попробовать регулятор на своей машинке, тем более, что затраты только физические — консервная банка и ваше время… Ну и возможно стоит его ставить после дроссельной заслонки (у меня стоит перед ней).
На холостых оборотах на прогретом движке БК выдает 7-8 л/час (до установки было стабильно только 8)…
Дерзайте. Не понравится — всегда можно убрать…
Всем добра и ровных дорог!
Да, рекомендуют ставить после дроссельной заслонки… Мне не хотелось разбирать, поэтому поставил перед ней… А тема — интересная…
Понятно. Я сразу поставил после дросселя, так как теоретически там от него максимальная отдача. Посмотрим. Чуть покатаюсь так, а при случае переделаю по человечески, без завальцовки и с большими лопастями.
На ходу толком не засекал. На прогретом моторе расход на холостых был 0,9 — 1,0, после установки стал 0,7 — 0,9. По трассе зимой, при 100 на круизе, местность с частыми перепадами высот, расход 6,3. Средний расход 7,6. Город/ трасса — 40/60.
Самодельный анемометр
Сделав своими руками очень простое приспособление и используя это приложение вы получите настоящий анемометр для измерения скорости ветра или потока воздуха в вентиляционной системе. Можно выбрать конструкцию анемометра которая будет лучше соответствовать вашим требованиям.
Определение скорости ветра основано на измерении скорости вращения магнита магнетометром телефона. Для каждой конструкции анемометра определена зависимость скорости вращения от скорости потока воздуха. Эти зависимости можно редактировать.
Вы можете усовершенствовать предложенные конструкции или сделать свою и откалибровать её.
Не пренебрегайте защитным чехлом для телефона.
«Уличный» анемометр
Если нужно измерять скорость ветра на открытом воздухе, то этот тип лучше всего подойдет для этого. На изменения не влияет направление ветра (крыльчатый анемометр) и крыльчатку не унесет сильный порыв ветра («Чувствительный» анемометр).
Технические характеристики:
• Диапазон измерения от 0.5 м/с до 15 м/с.
• Точность 0.5 м/с.
• Интервал обновления 2-5 сек.
Для изготовления анемометра нужно вырезать из алюминиевой банки квадрат размером 3х3 дюйма (7.6х7.6 см).
На получившимся листе нужно сделать разметку.
Сделать разрезы ножницами до меток.
Очень аккуратно придать нужную форму. Если крыльчатка сразу не принимает нужную форму, то она может выровняться после проделывания отверстия в центре.
Все острые углы нужно отрезать. Это нужно делать так чтобы отрезанный угол не попал кому-нибудь в глаз.
Крыльчатка прикручивается винтом к стержню шариковой ручки. Внутренний диаметр стержня может очень сильно различаться. Поэтому трудно написать какой размер винта подойдет. На фото используется винт с размером резьбы 2×6 мм. Головка винта должна быть плоской (потайной), потому что на ней должен хорошо лежать магнит. Предпочтителен шлиц винта Pozidriv (PZ), т.к. такой шлиц нужен в другой конструкции анемометра.
Вместо винта можно использовать очень маленькие шурупы, гвоздики, или даже приклеить крыльчатку и магнит жевательной резинкой (жвачке нужно дать время подсохнуть). Если гвоздик чуть меньше чем нужно, тогда сделайте на нем зазубрины.
Теперь нужно сделать маленький крестик из квадрата размером 1/2 дюйма (1.2 см) с маленькой вмятиной в центре. Можно использовать квадратик меньшего размера, например если внутренний диаметр ручки меньше.
Крестик аккуратно вставляется в ручку и проталкивается до упора.
Анемометр почти готов. Он должен легко крутиться если на него подуть. СТЕРЖЕНЬ ДОЛЖЕН КАСАТЬСЯ КРЕСТИКА ТОЛЬКО ШАРИКОМ (возможно для этого придется сделать крестик чуть меньше). ЧТОБЫ ЭТО ВИДЕТЬ, ШАРИКОВАЯ РУЧКА ДОЛЖНА БЫТЬ ПРОЗРАЧНОЙ.
Теперь нужно сделать так чтобы стержень не болтался в ручке. Для этого отрезается верхняя часть заглушки слой за слоем, до размера отверстия когда стержень будет свободно вращаться.
Осталось прикрепить магнит и анемометр готов. Используется неодимовый магнит размером 4x4x4 мм (неодимовый магнит большего размера плохо центрируется на головке винта и его придется приклеивать). Полюса магнита должны быть направлены радиально. Найти полюса у кубика поможет другой магнит. Если есть маркер, обязательно сделайте им метки на магните.
Чтобы крыльчатка не вылетела из ручки при сильном порыве ветра, можно примотать несколько слоев клейкой ленты до диаметра не проходящего в отверстие заглушки. Нельзя мотать слишком много слоев чтобы не было задевания ручки при вращении.
Для изготовления анемометра можно использовать ручки других типов (например «Bic Cristal»).
Чтобы снять заглушку, поместите лезвие ножа как показано на фото и надавите.
Для этой ручки нужно использовать крестик меньшего размера сделанный из квадратика размером 3/8 дюйма (9 мм).
Размер используемого винтика 2.5х6 мм (#3) (или гвоздь 1.8 мм с зазубриной).
Если нет возможности купить маленький неодимовый магнит, тогда можно использовать магниты для маркерной доски.
Гибкие магниты очень слабые и не могут быть использованы.
«Чувствительный» анемометр
Технические характеристики:
• Диапазон измерения от 0.5 м/с до 3.5 м/с.
• Точность 0.5 м/с.
• Интервал обновления 2-5 сек.
Вырезать прямоугольник размером 3×2 дюйма (7.6×5.1 см).
Сделать разметку на три прямоугольника шириной 1 дюйм (2.53 см).
Очень важно использовать винтик со шлицем Pozidriv (PZ). Потому что в таком шлице игла не задевает боковых стенок. Длинна винта должна быть наименьшей, чтобы магнит находился как можно ниже. На фото используется винт 2×6 мм.
После закручивания винта, «крылья» аккуратно разводятся и крыльчатки придается нужная форма.
Чтобы магнит хорошо держался на винте, нужно прикрутить еще одну гайку. Но не закручивать её.
Из-за прикрепления неодимового магнита (размером 4x4x4 мм), поднимается центр тяжести крыльчатки и она становится нестабильной на игле. Чтобы опустить цент тяжести, к ВНУТРЕННЕЙ части «крыльев» нужно приклеить грузики (используются шайбы для винта 4 мм).
Крыльчатка может крутится не только на шиле, но и на ОЧЕНЬ ХОРОШО заточенных карандашах или на швейной игле прикрепленной к карандашу. На швейной игле крыльчатка крутится лучше всего, однако такой вариант требует большой осторожности и КАТЕГОРИЧЕСКИ НЕ ПОДХОДИТ ДЛЯ ДЕТЕЙ.
Крыльчатый анемометр
Предназначен для измерения скорости потока воздуха в системах вентиляции.
Технические характеристики:
• Диапазон измерения от 1.75 м/с до 3.0 м/с.
• Точность 0.2 м/с.
• Интервал обновления 2-5 сек.
Этот анемометр делается из вентилятора с подшипниками качения. Можно выбрать вентилятор любого размера, но нужно учитывать что чем меньше размер вентилятора тем меньше будет чувствительность анемометра. Здесь используется вентилятор размером 80x80x25 мм.
Чтобы вентилятор легко вращался, из него нужно вытащить кольцевой магнит.
При съёме стопорного кольца, его нужно придерживать рукой чтобы оно не улетело и не потерялось.
Чтобы вытащить кольцевой магнит, под него нужно просунуть плоскую отвертку и чуть-чуть повернуть отвертку. От этого магнит должен чуть-чуть выдвинуться. Повторяя это действие нужно РАВНОМЕРНО приподнять весь магнит.
Когда магнит поднимется до положения когда отверткой его больше не приподнять, нужно использовать винт (4×30(>30) мм).
Когда винтом магнит дальше не поднять. Магнит вероятно можно вытащить руками. Если это не так, придется подобрать другой инструмент которым можно также приподнимать магнит.
Теперь вентилятор собирается. И если не одевать стопорное кольцо, тогда вентилятор будет легче крутиться, но при этом крыльчатка может выпадать.
Если что-то непонятно, обязательно пишите на email.
Шоппинг
eBay: «neodymium magnet 4x4x4»