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1、1 工作原理 水流量传感器主要由铜阀体、水流转子组件、稳流组件和霍尔元件组成。它装在热水器的进水端用于测量进水流量。当水流过转子组件时,磁性转子转动,并且转速随着流量成线性变化。霍尔元件输出相应的脉冲信号反馈给控制器,由控制器判断水流量的大小,调节控制比例阀的电流,从而通过比例阀控制燃气气量,避免燃气热水器在使用过程中出现夏暖冬凉的现象。水流量传感器从根本上解决了压差式水气联动阀启动水压高以及翻板式水阀易误动作出现干烧等缺点。它具有反映灵敏、寿命长、动作迅速、安全可靠、连接方便利启动流量超低(15L/min)等优点,深受广大用户喜爱。 水流转子组件主要由涡轮开关壳、磁性转子、制动环组成。使用水
2、流开关方式时,其性能优于机械式压差盘结构,且尺寸明显缩校当水流通过涡轮开关壳,推动磁性转子旋转,不同磁极靠近霍尔元件时霍尔元件导通,离开时霍尔元件断开。由此,可测量出转子转速。根据实测的水流量、转子转速和输出信号(电压)的曲线,便可确定出热水器的启动水压,以及启动水压相对应的启动水流量与转子的启动转速。由控制电路,便可实现当转子转速大于启动转速时热水器启动工作；在转速小于启动转速时,热水器停止工作。这样热水器启动水压一般设定在 001MPa,启动水流量为 35L/min(需满足热水器标准对最高温升的限制)。另外,由于水在永磁材料磁场切割下,变成磁化水,水中的含氧量增加,使人洗浴后感觉清爽。制动
3、环的作用是停水时,制止高速旋转的磁性转子转动,终止脉冲信号输出。控制器接收不到脉冲信号,立即控制燃气比例阀关阀,切断气源,防止干烧。 2 基本原理 水流量传感器是利用霍尔元件的霍尔效应来测量磁性物理量。在霍尔元件的正极串入负载电阻,同时通上 5V 的直流电压并使电流方向与磁场方向正交。当水通过涡轮开关壳推动磁性转子转动时,产生不同磁极的旋转磁场,切割磁感应线,产生高低脉冲电平。由于霍尔元件的输出脉冲信号频率与磁性转子的转速成正比,转子的转速又与水流量成正比,根据水流量的大小启动燃气热水器。其脉冲信号频率的经验公式见式(1)。 f=81q-3(1) 式中：f脉冲信号频率,H2 q水流量,L/mi
4、n 由水流量传感器的反馈信号通过控制器判断水流量的值。根据燃气热水器机型的不同,选择最佳的启动流量,可实现超低压(002MPa 以下)启动。 3 水流量传感器与水气联动阀的比较 压差式水气联动阀的缺点是启动水压高,而要想降低启动水压就需要牺牲一定的稳流特性(水压波动时的流量稳定能力)。 为了能使两者兼顾,唯有加大水阀膜片,但这样随着阀体的增大成本会升高,且水流启动压力指标也不能做得太低。对水流量传感器,在出水端增加稳流组件,利用稳流。形圈的几何尺寸及物理性能,通过试验成功开发了适用于不同容量热水器的稳流组件,具有很好的稳流特性(进水压力在 0105MPa 变化时,出水量变化在 3L/min 以
5、内),保证进水压力变化时,保持流量在一定范围内,达到恒温效果。 比较压差式水气联动阀与水流量传感器,可以看出,前者是机械式,结构较复杂,体积大,但控制电路简单；后者是电气式,结构相对简单,体积小,但控制电路复杂。更为重要的是前者启动水压较高,水路系统阻力较大,不宜用在 10L/min 以上的大容量热水器 AZ；而后者启动水压低,水路系统阻力小,在 10L/min 以上的大容量热水器上已普遍采用。 4 结语 近年来,采用水流量传感器测量流量在强排式数码恒温燃气热水器中被大量应用的事实证明,采用水流量传感器具有结构简单、可靠性高、测量范围广等特点。如果能配合燃气比例阀的气量比例调节,就可以实现燃气
6、热水器在燃烧过程的全自动控制。传感器应用设计项目指南传感器应用设计项目指南2011 年 09 月 07 日 文章浏览次数：11 资源来源：江苏广播电视大学资源来源：江苏广播电视大学第 1 章 传感器及测量基础 1.1 传感器概述 1.2 传感器的静态特性 1.3 传感器的动态特性 1.4 现代传感器的技术特点及发展趋势 1.5 传感器测量基础 第 2 章 传感器基本原理简介 2.1 阻抗变换式传感器 2.2 电量式传感器 2.3 光电变换式传感器 2.4 其他类型传感技术简介第 3 章 传感器研究和设计的一般方法 3.1 传感器研发概述 3.2 传感器构成法 3.3 改善传感器性能途径与方法
7、3.4 传感器建模与优化设计 3.5 传感器设计基础 第 4 章 常用非电量传感器的设计基础 4.1 常用敏感元件的选用原则和方法 4.2 传感器中常见结构型敏感元件及原理结构 4.3 力学量传感器的常见结构和设计 第 5 章 常用信号调理电路设计 5.1 信号调理电路的设计原则 5.2 测量电桥电路 5.3 信号放大电路 5.4 信号滤波电路 5.5 信号变换电路 5.6 抗干扰设计 第 6 章 集成化信号调理电路设计 6.1 专用型集成信号调理器件 6.2 多功能型集成信号调理器件 6.3 集成信号处理系统 第 7 章 力、位移及相关量传感器 7.1 电容式膨胀尺寸传感器设计 7.2 应变
8、式机器人腕力传感器设计 7.3 采用 PSD 的光电式柔性腕力传感器设计 7.4 采用半导体磁阻元件的非接触旋转传感器设计 7.5 采用随动测量方法的霍耳式位移传感器设计 第 8 章 温度、压力、流量传感器 8.1 热电偶温度传感器电路设计 8.2 采用微悬臂梁的温度传感器设计 8.3 采用声表面波谐振器的无线温度传感器设计 8.4 光纤式压力温度复合传感器设计 8.5 流体压力、差压复合式传感器设计 8.6 耐氢脆、耐腐蚀、中温、高压传感器设计 8.7 双膜盒式光纤压力传感器设计 8.8 检测高温的电涡流传感器设计 8.9 工程机械液压系统监测传感器的设计 第 9 章 家电传感器 9.1 红
9、外线耳式体温传感器设计 9.2 洗衣机的位移传感器设计 9.3 恒定光源浑浊度传感器设计 9.4 变光源型浑浊度传感器设计 9.5 人体探测/防盗报警传感器设计 第 10 章 汽车传感器 10.1 汽车传感器概述 10.2 热线式空气流量传感器设计 10.3 汽车踏板力传感器设计 10.4 磁电式汽车轮速传感器设计 10.5 光学式燃油性质传感器设计 10.6 电容式燃油性质传感器设计第 11 章 电力传感器 11.1 电能计量中的大电流检测传感器原理和设计 11.2 霍耳效应式电流传感器设计 11.3 三相无功电流传感器设计 11.4 光学组合互感器设计 11.5 光电混合式电流传感器设计
10、11.6 高压电气设备泄露电流传感器设计 第 12 章 多功能、集成及智能化传感器 12.1 采用专用集成芯片的液位传感器设计 12.2 采用铂电阻和 AD 693 的温度传感器设计 12.3 微型风速风向传感器设计 12.4 智能单向加速度/速度/位移传感器设计 12.5 基于集成调理器的电容式含水率传感器设计 12.6 同时测量位移和角度的电容式传感器设计 12.7 基于单一元件的多功能触觉传感器设计 汽车传感器设计选项汽车传感器设计选项宋国庆 2011 年 10 月 26 日 文章浏览次数：3 资源来源：江苏广播电视大学资源来源：江苏广播电视大学1 汽车传感器概述 2 热线式空气流量传感
11、器设计 3 汽车踏板力传感器设计 4 磁电式汽车轮速传感器设计 5 光学式燃油性质传感器设计 6 电容式燃油性质传感器设计 家电传感器设计选题家电传感器设计选题宋国庆 2011 年 10 月 26 日 文章浏览次数：3 资源来源：江苏广播电视大学资源来源：江苏广播电视大学家电传感器设计的几个选项，供大家参考 1 红外线耳式体温传感器设计 2 洗衣机的位移传感器设计 3 恒定光源浑浊度传感器设计 4 变光源型浑浊度传感器设计 5 人体探测/防盗报警传感器设计 电力传感器设计选项电力传感器设计选项1 电能计量中的大电流检测传感器原理和设计 2 霍耳效应式电流传感器设计 3 三相无功电流传感器设计
12、4 光学组合互感器设计 5 光电混合式电流传感器设计 多功能传感器设计选题1 采用专用集成芯片的液位传感器设计 2 采用铂电阻和 AD 693 的温度传感器设计 3 微型风速风向传感器设计 4 智能单向加速度/速度/位移传感器设计 5 基于集成调理器的电容式含水率传感器设计 6 同时测量位移和角度的电容式传感器设计 7 基于单一元件的多功能触觉传感器设计 教学辅导教学辅导 12011 年 10 月 26 日 文章浏览次数：0 资源来源：江苏广播电视大学资源来源：江苏广播电视大学同学们，本学期我们将一起学习一门新的课程：传感器与测试技术课程设计。有的同学可能会问：学习这门课程有什么作用？对我们今
13、后的学习和工作有什么帮助？如何学习好这门课程？本文重点针对前二个问题谈谈我的认识和体会。其他问题今后陆续再讨论。 “911”恐怖袭击事件震撼了世界，结束了美国本土无战事的历史，世界上再无一个绝对安全之地，美国人自信的安全感被一举打破，美国进入了保护国家安全的新时期！美国掌握先进的信息获取技术，具有世界上最先进的传感器、仪器设备等信息获取装置，拥有世界上最大的信息网络和大量高素质的情报工作人员以及庞大的有关危险分子的信息数据库，然而恐怖分子可以在美国自由往来，接受飞行训练，甚至 2 名已被美国移民局列入监视名单的劫机者登记时还使用了真实姓名，恐怖分子携带作案工具，堂而皇之的通过了机场安全检测，顺
14、利地完成了劫机活动并丧心病狂的实施了恐怖袭击。美国情报部门和国家安全部门所倚重的传统的传感技术与仪器、业界专家所认为的完善的机场探测与安全技术在事实面前显得十分幼稚、低能而茫然。人们不禁要问：“技术有用吗？” 科学技术是人类社会存在和发展的基石，技术不但需要，而且还应该与时俱进，随着社会发展的需要得到加强和升华。传感器是信息链的重要一环，是信息科学与技术的重要组成部分，当今世界科学技术和社会经济发展的需求、国防建设和国家安全需求，尤其是“911”之后所面临的国际反恐需求，使传感器技术凸显其重要性，并从多方面提出了学科升华的要求。加强传感器技术研究是社会发展的需要和在世界信息科学与产业界取得竞争
15、优势的重要举措。敏感元件和传感器作为获取自然物质信息的第一环节，仍然是激励信息科学技术发展的关键和制约其发展的瓶颈。 传感器技术是材料学、力学、电学、磁学、微电子学、光学、声学、化学、生物学、精密机械、仿生学、测量技术、半导体技术、计算机技术、信息处理技术、乃至系统科学、人工智能、自动化技术等众多学科相互交叉的综合性高新技术密集型前沿技术，广泛应用于航空航天、兵器、信息产业、机械、电力、能源、交通、冶金、石油、建筑、邮电、生物、医学、环保、材料、灾害预测预防、农林渔业、食品、烟酒制造、建筑、汽车、舰船、机器人、家电、公共安全等领域，可以说是无所不在。敏感元件与传感器技术发展迅猛，是当代科学技术
16、发展的重要标志，与通信技术、计算机技术构成信息科学技术的三大支柱。21 世纪是人类全面进入信息电子化的时代，随着人类探知领域和空间的拓展，使得人们需要获得的自然信息的种类日益增加，需要信息传递的速度加快，信息处理能力增强，因此要求与此相对应的信息获取技术即传感技术必须跟上信息化发展的需要。传感器是人类探知自然界信息的触觉，为人们认识和控制相应的对象提供条件和依据。当计算机技术和通信技术飞速发展时，信息获取装置即传感器发展的相对滞后造成了“大脑发达、五官不灵”，这已经开始引起人们的警觉和各发达国家的重视，对传感器技术和产品的需求迅速提升。传感技术将成为二十一世纪世界各国在高新技术发展方面争夺的一个重要领域。美国国家长期安全和经济繁荣至关重要的 22 项技术中有 6 项与传感器技术直接相关。关于保护美国武器系统质量优势至关重要关键技术中 8 项为无源传感器。美国空军 2000 年举出 15 项有助于提高 21 世纪空军能力关键技术，传感器技术名列第二。美国还成立了国家技术小组（BTG），帮助政府组织和领导各大公司与国家企事业部门的传感器技术开发工作。日本
