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研究生:童偉誠
研究生(外文):Wei-Cheng Teng
論文名稱:車用瓦斯暖氣機之系統設計與研究
論文名稱(外文):The design and research of system for gas furnace of vehicle
指導教授:許顯榮許顯榮引用關係
指導教授(外文):Shane-Rong Sheu
學位類別:碩士
校院名稱:遠東技術學院
系所名稱:機械研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2005
畢業學年度:93
語文別:中文
論文頁數:81
中文關鍵詞:單晶片微電腦溫度開關遲滯性自動復歸溫度感測器
外文關鍵詞:Single Chip MicrocomputerTemperature SwitchSluggish performanceAutomatic regressionTemperature Sensor
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  本論文研究之主要目的係希望藉由單晶片微電腦在電路、線路所佔空間小、開發時間縮短、成本低的優勢,搭配週邊感測電路的設計方式,來改善原本系統在環境舒適性的不足。經研究結果顯示,原先系統使用的溫度開關,遲滯性非常大。使用自動復歸型的40℃(OFF)溫度開關,環境溫度需要到42℃開關才會關閉,而開關復歸到ON的狀態需要到34℃,其溫度誤差高達8℃。至於本研究設計的恆溫控制器,溫度量測元件是利用溫度感測器AD590,在環境條件相同下,溫度誤差可以達到 1℃,對於環境的舒適性較原本系統良好。
The present paper research the main goal is hoped the affiliation by the single chip microcomputer in the electric circuit, the line occupies the space to be small, the development time reduces, a cost also lower superiority, matches the peripheral feeling to measure the electric circuit the design way, improves originally systematically in the environment comfortable insufficiency. Demonstrated after the findings that, the temperature switch sluggish performance is extremely big. Uses the automatic regression 40℃ (OFF) the temperature switch, the ambient temperature needs only then to be able to close to 42℃ switches, but the switch regression to the ON condition needs to 34℃, its temperature error to reach as high as 8℃. As for this research design radiator valve, the temperature measurement part uses temperature sensory element AD590, in environmental condition same under, the temperature error may achieve 1℃, is comparatively originally good regarding the environment comfortable system.
中文摘要............................................................. Ι
目錄................................................................ Π
圖目錄.............................................................. Ⅵ
表目錄.............................................................. Ⅷ

第一章 緒論......................................................... 1
  1.1 前言........................................................ 1
  1.2 研究動機 .................................................... 2
  1.3 研究目的 ............................................................ 3

第二章 文獻回顧...................................................... 4
  2.1 微電腦系統組成... ........................................... 4
    2.1.1 中央處理機............................................. 5
    2.1.2 記憶體................................................ 6
    2.1.3 輸入輸出單元........................................... 6
  2.2 微處理器.................................................... 7
    2.2.1 算術邏輯單元........................................... 8
    2.2.2 暫存器................................................ 8
    2.2.3 控制單元.............................................. 9
    2.2.4 系統時脈.............................................. 9
  2.3 馬達的介紹..................................................10
    2.3.1 直流馬達轉速之控制......................................11
  2.4 燃燒控制....................................................13
    2.4.1 燃燒的基本原理.........................................13
    2.4.2 完全燃燒..............................................14
  2.5 燃料的定義..................................................18
    2.5.1 燃料之分類.............................................18
    2.5.2 燃料之用途.............................................19
  2.6 氣體燃料....................................................20
    2.6.1 氣體燃料之種類.........................................21
    2.6.2 氣體燃料之得失.........................................23
  2.7 液化石油氣..................................................24
    2.7.1 液化石油氣之製造.......................................25
    2.7.2 液化石油氣之性質.......................................25

第三章 實驗架構與系統設計............................................26
  3.1 系統硬體的架設..............................................26
  3.2 電路架構...................................................29
    3.2.1 單晶片微電腦..........................................30
    3.2.2 溫度感測..............................................31
    3.2.3 電源供應..............................................33
    3.2.4 點火電路及火焰感測.....................................34
    3.2.5 瓦斯流量控制..........................................35
3.2.6 瓦斯端的風量控制......................................38

第四章 瓦斯燃燒.....................................................40
  4.1 理論空氣量..................................................40
  4.2 排氣及換氣..................................................41
  4.3 瓦斯之發熱量................................................42
    4.3.1 著火溫度及火焰溫度.....................................42
  4.4 瓦斯熱風機的特性............................................44
  4.5 溫度控制...................................................45

第五章 問題描述....................................................52
  5.1 瓦斯暖氣機動作順序..........................................55
  5.2 恆溫控制之軟體設計..........................................56
5.2.1 空間特性數學分析............................56
5.2.2 控制規則...................................61

第六章 實驗結果與討論................................................62
  6.1 瓦斯實際量測................................................62
  6.2 溫度控制...................................................64

第七章 結論........................................................67

參考文獻............................................................68

附錄A 溫度控制程式..................................................70
附錄B PWM程式......................................................74
附錄C 露營車的介紹..................................................76

圖目錄
圖 1.微電腦系統組成架構圖............................................. 5
圖 2.典型的CPU內部架構............................................... 5
圖 3.PWM控制方法.................................................... 11
圖 4.PFM控制方法.....................................................12
圖 5.流量感測數位錶頭................................................ 27
圖 6.流量轉換器......................................................27
圖 7.溫控器之基本架構.................................................29
圖 8.單晶片微電腦介面電路.............................................30
圖 9.溫度感測........................................................31
圖10.溫度感測電路....................................................32
圖11.電源供應電路....................................................33
圖12.點火針實物......................................................34
圖13.火焰偵測響應圖..................................................34
圖14.瓦斯閥剖面圖....................................................35
圖15.激磁線圈和塞柱實物...............................................37
圖16.風扇組簡圖......................................................38
圖17.風扇組實物......................................................38
圖18.PWM信號的馬達趨動電路............................................39
圖19.速動型固體膨脹式恆溫器示意圖......................................46
圖20.徐動型固體膨脹式恆溫器示意圖......................................46
圖21.烤箱用恆溫器之構造示意圖..........................................48
圖22.伸縮囊式恆溫器示意圖.............................................50
圖23.溫度控制性能和主要原因........................................... 54
圖24.系統動作流程圖.................................................. 55
圖25.環境之系統方塊圖................................................ 59
圖26.溫控之系統方塊圖................................................ 60
圖27.溫控規則....................................................... 61
圖28.輸入風量0.10 .................................................. 64
圖29.輸入風量0.15 .................................................. 64
圖30.輸入風量0.20 .................................................. 65

表目錄
表 1.ALU的運算功能................................................... 8
表 2.直流馬達與步進馬達特性比較表......................................10
表 3.可燃性氣體的性質.................................................22
表 4.IC調整器(7800系列)..............................................33
表 5.IC調整器(7900系列)..............................................33
表 6.柱塞狀態與流量的關係.............................................37
表 7.可燃氣體的著火溫度...............................................43
表 8.各種材料之線膨脹係數與最高使用溫度.................................45
表 9.蒸氣壓式恆溫器用封入液............................................49
表10.瓦斯的供給量....................................................62
表11.理論空氣量(l/m )................................................62
表12.實際空氣量( l/m)................................................63
表13.輸入風量對系統的影響.............................................66
參 考 文 獻
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