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汽車(chē)空調溫度濕度控制一體化設計
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時(shí)間：2013-03-19
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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現行汽車(chē)發(fā)展方向與狀況迫使汽車(chē)空調向標準化方向發(fā)展，并向全季節型的車(chē)廂氣候控制方向發(fā)展。在現代汽車(chē)自動(dòng)空調系統中，最主要是溫度梯度控制和相對濕度控制兩個(gè)方面。而空調ECU是根據外界氣候條件及溫度和濕度傳感器檢測車(chē)廂內信號，自動(dòng)打開(kāi)加熱、制冷或去濕裝置，使汽車(chē)車(chē)廂內的溫濕度能維持在人體較舒適的范圍內，而且能夠根據車(chē)內外的溫差進(jìn)行自動(dòng)除霜，避免擋風(fēng)玻璃起霧致使能見(jiàn)度降低。
在開(kāi)發(fā)汽車(chē)空調自動(dòng)系統方面我國起步較晚，而空調傳感器的研發(fā)更是落后于發(fā)達國家，現在國內品牌轎車(chē)所采用的全自動(dòng)空調傳感器都是依賴(lài)進(jìn)口，這在一定程度上制約了我國汽車(chē)工業(yè)發(fā)展水平。鑒于現狀，筆者提出一種一體化設計思想，并采用集成傳感器結合強制風(fēng)流方案。這一設計理念有助于提升我國在這一領(lǐng)域里創(chuàng )新水平。
1 設計思想
環(huán)境的相對濕度是受環(huán)境的溫度變化而變化的，所以測量某點(diǎn)相對濕度時(shí)必須同時(shí)進(jìn)行該點(diǎn)溫度的測量。全面考慮汽車(chē)環(huán)境和傳感器的靈敏度、頻響特性、線(xiàn)性范圍、穩定性和準確度等要求，溫度傳感器采用電流型集成溫度傳感器，濕度傳感器采用IH3605集成濕度傳感器。為了保證測量數據的真實(shí)可靠，并防止傳感器表面結露及集灰，傳感器表面空氣應有一定的流動(dòng)性，須配有風(fēng)扇強制流動(dòng)。風(fēng)扇的電動(dòng)機應是無(wú)刷直流電動(dòng)機，這樣才會(huì )避免電磁的干擾，并把這3個(gè)單元進(jìn)行一體化設計。從而達到結構緊湊、體積小、測量準確、可靠性高等特點(diǎn)。傳感器結構如圖1所示。 
汽車(chē)空調濕度、溫度控制原理如圖2所示。由于人體散發(fā)的水汽造成車(chē)廂內濕度增加，濕度測量單元便會(huì )檢測到相對濕度的變化，當超過(guò)一定值時(shí)，空調控制器啟動(dòng)制冷壓縮機，進(jìn)而循環(huán)風(fēng)機強制車(chē)廂內空氣流過(guò)冷卻器表面。經(jīng)過(guò)冷卻降溫除濕后，再被加熱到一定的溫度，從而達到除霧的作用，并保持車(chē)廂內較舒適的環(huán)境；溫度測量單元用于空調控制器測量車(chē)廂內溫度變化，控制加熱電磁閥打開(kāi)循環(huán)水加熱時(shí)機和加熱時(shí)間。 
2 集成濕度傳感器
IH3605濕度傳感器是一種電容式集成濕度傳感器，它把電容式濕度傳感器與調理電路一起制作在陶瓷基片上，空氣中的水蒸氣通過(guò)保護性聚醋層經(jīng)過(guò)多孔鉑層進(jìn)入介質(zhì)層，改變介質(zhì)介電常數，從而使電容量發(fā)生變化。通過(guò)電容／頻率和頻率／電壓的轉換電路，將電容量變化轉換為直流電壓輸出。在25℃時(shí)，輸出直流電壓Uo與相對濕度Ho成線(xiàn)性關(guān)系 
式中：E—— IH3605的電源供電電壓；H0——25℃時(shí)的相對濕度。
例如，當E=5 V，Ho=0～100%RH時(shí)，對應的U0=0.8-3.9 V。
在25℃時(shí)，可依照上式從輸出電壓Uo計算出被測的相對濕度值。但是當環(huán)境溫度t變化，t≠25℃時(shí)，按上式從輸出電壓Uo計算出的相對濕度值Ho,并不等于實(shí)際的相對濕度H，應按下式進(jìn)行濕度補償，計算出實(shí)際的相對濕度值H。
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