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傳感器在空調中的應用：人體紅外感應及光傳感器在空調控制器中的應用

摘要：

家用空調在全球各地都已經相當普及,特別是在一些大中城市中.如果家庭用機和公司用機合起來的話,平均下來人手一機絕對不為過.其中涉及的最基本的控制技術和功能可以說比較成熟了.現在的用戶對空調的要求,早已經不僅僅是要求簡單的制冷制熱了.功能要求早已從單一的冷熱交換,發展到各種附加功能的組合和集成,比如適當的新風交換以改善空氣質量,控制風機的送風方式以形成更均勻的制冷制熱效果,特定的送風方向跟蹤以達到更高效的體感效果等.大眾對環境的重視,對空調這一大眾化的高能耗產品也提出了新的要求.環保,節能,已經是目前大多數空調廠商的研究重點.國家也對空調器的能耗比做出了規定.達不到節能標準的,限制銷售或者禁止銷售. 不僅如此,各空調廠家還是發費大力氣在市場調研上,和最終客戶溝通,不光聽取他們建議,也不遺余力的結合售后服務系統,收集整理客戶的抱怨.不斷增加產品市場覆蓋面和完善自己的產品功能,以期待自己產品能夠得到不同階層的客戶的認可,不斷提高自己產品的知名度和市場占有率. 新型傳感器的出現,使各種附加功能的實現成為了可能.在立項開發本項目之前,我們調查分析了眾多可以應用在空調系統中的傳感器.比方說已經在冰箱中成功應用的濕度傳感器;可以檢測空氣質量的塵埃粒子傳感器;可以檢測空間聲音強度的分貝傳感器;可以實現語音識別的語音識別功能模塊,可以檢測空間內人體移動的紅外傳感器等 本課題獨具創新的將人體紅外感應和光強度傳感器應用于家用電氣中.從傳感器的原理入手,結合模塊在其他應用領域的成功經驗,特別是安防系統中的成熟應用,將實際的空間要求和傳感器模塊的性能參數進行了模型建立,討論了如何將這一新型傳感器拓展應用到普通家電系統空調中,實現空調系統的創新功能.經過實驗表明,采用了這些新傳感器的控制器解決了實際使用中的功能需求,使家電控制更加人性化,間接提高了空調的效率,提升家電控制系統的整體性能,使用價值和環保節能指標. 當然,本課題還只是停留在單機家電的功能和性能的提升.未來的趨勢,家電的信息化和網絡化也必然是發展方向.這些發展都是為了在高效節能的基礎上,營造更舒適,更人性化的用戶環境.本文在最后的展望章節,將對其他傳感器的應用可行性,以及未來家電系統的信息化和網絡話,進行簡單的描述.

展開

傳感器在空調中的應用：溫度傳感器在空調中的應用

《室內溫度計》實 習 報 告
專業班級：  11 電氣工程及其自動化
組長： 陸坤達 組別：    2
組員： 伍人作 李興權
指導教師： 謝艷新 王海波
學期：     2013-2014 學年第 1學期
實習地點：組成原理及單片機實驗室
- 1 -
《室內溫度計》 實習報告
一、實習目的
本次實習的目的在于加深對 MCS-51 單片機的理解，初步掌握單片機應用系統的
設計方法；掌握常用接口芯片的正確使用方法； 強化單片機應用電路的設計與分析能
力；提高學生在單片機應用方面的實踐技能； 培育學生綜合運用理論知識解決問題的
能力，力求實現理論結合實際，學以至用的原則。
二、設計題目 :室內溫度計
三、功能描述
1．實時采集 0-5V 的電壓信號；
2．將采集的 0-5V 的電壓信號實時顯示；
3. 讀出當前室內溫度；顯示在數碼管上；
四、方案設計
4.1系統分析
根據系統功能

傳感器在空調中的應用：溫度傳感器在空調中的應用_1

自動空調系統中溫度傳感器包括發動機冷卻液溫度傳感器、車內溫度傳感
器、
環境溫度傳感器、
蒸發器溫度傳感器、
日光輻射傳感器、
制冷劑溫控開關

等。
控制單元根據這些傳感器信號，
計算出吹入客艙內空氣所需的溫度，
選擇所需的
空氣量，然后控制空氣混合入口，水閥、進出氣口轉換板等，在駕駛員設定的溫

度范圍內自動調節客艙內的溫度，
使其達到最佳，
并自動控制空調的開啟和關閉。

?
?
當發動機冷卻液溫度超過
120
℃
時為了保護發動機，會讓空調停止工作。空
調壓縮機內制冷劑溫度過高，
溫度開關會切斷壓縮機電磁離合器的電路。
裝在蒸
發器中央的蒸發器溫度傳感器或溫度開關通過控制空調壓縮機的運轉來控制蒸
發器的溫度。

?
?
蒸發器溫度控制的目的是防止蒸發器結霜。如果蒸發器的溫度低于
0
℃
，凝
結在蒸發器表面的水分就會結霜或結冰，
嚴重時會堵塞蒸發器的空氣通道，
導致
冷卻系統制冷效果明顯降低。
為了避免蒸發器結霜，
就必須將蒸發器的溫度控制
在
0
℃
以上。

?
?
蒸發器溫過低，低于設定值
0
℃
以下時，空調放大器會切斷壓縮機電磁離合
器的電路。
蒸發器出口溫度傳感器失效，
會導致空調壓縮機離合器頻繁吸合和分
離。膨脹閥到蒸發器之間管路結霜，會導致空調出風量小。

?
?
空調系統制冷的條件之一是環境溫度高于室內溫度，環境溫度傳感器斷路，
端子進水、接觸不良或接地不良，數據流會顯示環境溫度
-30
℃
以下，將造成空
調不制冷。

?
?
同時，
發動機冷卻液溫度傳感器斷路或接地線接觸不良，
信號失準時，
散熱
風扇不轉，導致空調散熱不良，也會進入失效保護，讓空調停止工作。

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路器、繼電器、
PLC
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傳感器在空調中的應用：空調傳感器的安裝位置和作用是什么？

1.傳感器特性
傳感器為負溫度系數(NTC)的熱敏電阻,阻值隨著溫度上升面下降。以型號25℃/5 ka的傳感器為例, 測量溫度變化時的阻值變化情況: 阻值應符合負溫度系數熱敏電阻變化的特點,如溫度變化時阻值不做相應變化,則傳感器有故障。如圖所示為傳感器降溫時測量阻值的結果, 如圖所示為常溫狀態下測量傳感器阻值的結果,如圖所示為加熱傳感器測量阻值的結果。
2.安裝位置與作用
室內機傳感器有兩個, 即環溫傳感器和管溫傳感器。
  1 ) 室內環溫傳感器電路如圖所示6-19為管溫傳感器安裝位置和實物外形。
  1) 室內管溫傳感器在電路中的英文行號是“ COIL”,作用是檢測蒸發器溫度, 由室內管溫傳感器(25℃/5ka)和分壓電阻R22 (4.7ka精密電阻、1%誤差)等元器件組成。
  2)制冷模式下防凍結保護,控制壓縮機運行頻率。室內管溫高于9℃,頻率不受約東; 低于7℃時禁升頻, 低于3℃時降頻, 低于一 1℃時壓縮機停機。
  3) 制熱模式下防冷風保護,控制室內風機轉速。室內管溫低于23℃, 室內風機停機; 高于28℃時低風, 高于32℃時中風, 高于38℃時按設定風速運行。
  4)制熱模式下防過載保護,控制壓縮機運行頻率。室內管溫低于48℃,頻率不受約東;高于63℃時,壓縮機降頻;高于78℃時,控制壓縮機停機。

3.工作原理
如圖所示,圖為管溫傳感器信號流程,該電路的作用是向室內機 CPU提供室內房間溫度和室內蒸發器溫度信號 。 室內機 CPU的?腳檢測室內環溫傳感器溫度,⑩腳檢測室內管溫傳感器溫度, 兩個傳感器工作原理相同, 均為傳感器與偏置電阻組成分月;電路, 傳感器為負溫度系數(NTC)的熱敏電阻。以室內管溫傳感器電路為例,如蒸發器溫度由于某種原因升高,室內管溫傳感器溫度也相應升高,其阻值變小, 根據分壓電路原理,分壓電阻 R22分得的電壓也相應升高, 輸送到 CPU(l19腳的電壓升高, CPU根據電壓值計算得出蒸發器的實際溫度,并與內置的數據相比較,對電路進行控制。假如在制熱模式下,計算得出的溫度大于78℃,則控制壓縮機停機,并顯示故障代碼。環溫與管溫傳感器型號相同, 均為25℃/5ka, 分圧電阻的阻值也相同, 因此在剛上電未開機時, 壞溫和管溫傳感器檢測的溫度基本相同, CPU的?腳和?腳電壓也基本相同, 傳感器插座分壓點引針電壓也基本相同, 房間溫度在25℃時電壓約為2. 4V。CPU判斷傳感器開路或短路的依據: 檢測引腳的電壓高于4. 5V或低于0. 5V。在實際檢修中,管溫傳感器由于檢測溫度跨度特別大,損壞的可能性遠大于環溫傳感器,許多保護動作都是由它引起的, 所以在檢修電路故障時, 應首先測量管溫傳感器阻值是否正常。
4.傳感器溫度與 CPU電壓對應關系
三菱空調器室內壞溫傳感器和室內管溫傳感器的型號通常為25℃/5ka, 分壓電阻阻值為4. 7ka或5. lka,制冷和制熱模式常見溫度與 CPU電壓的對應關系。室內環溫傳感器測量溫度范園,制冷模式在15-35℃之間,制熱模式在0~30℃之間(包括未開機時) 。室內管溫傳感器測量溫度范圍, 制冷模式在一5 ~30℃之間, 制熱模式在 0~ 80℃之間 (包括除霜模式) 。