热式空气质量流量计的组成

热式空气质量流量计的组成

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热式空气质量流量计的基本部件包括用于感测空气流量的铂热线、根据进气温度校正的温度补偿电阻(冷线)、用于控制热线电流的控制电路和外壳。根据铂热线在壳体中的安装位置不同,可分为安装在主风道中的主流测量模式和安装在侧风道中的侧风道测量模式。

热式空气质量流量计利用流经热线的空气的冷却效果工作。在进气气流中放置铂丝热线。当恒定电流通过铂丝加热铂丝时,如果铂丝周围的空气增加,金属丝的温度就会降低。如果铂丝的温度要保持恒定,则应根据空气流量调整热丝的电流。空气流量越大,所需电流越大。流量计采用等温热线法。RH、RK、RA和RB构成惠斯通电桥的四个臂。热线RH(通常由铂丝制成)和温度补偿电阻RK(冷线)一起放置在测量通道中,以将RH和气流之间的温差保持在一个水平(通常为100ºC或150ºC)。当气流增加时,由于加速散热,RH冷却阻力发生变化,桥梁失去平衡。此时,集成电路将提高桥电压,以恢复桥的平衡。通常,将RA上的电压降作为测量信号。

热线空气流量传感器由外壳、热线、温度传感器、控制电路板、金属防护网等组成,根据热线在外壳中的安装位置不同,可分为主流测量型和旁路测量型两种结构。热线测量传感器的外壳两端设有与进气口相连的圆形连接接头,进气口和出气口设有防护网,以防止传感器受到机械损坏。传感器入口在空气滤清器的一端与进气管连接,出口在节气门体的一端与排气管连接。传感器内部配有一个小直径(约70μm)的采样管。铂丝用作加热元件,制成II型并在采样管中张紧。当传感器工作时,铂丝会被控制电路提供的电流加热到比进气温度高120℃,因此被称为热线。由于入口温度的变化会改变热线的温度并影响进气量的测量精度,因此在热线附近的气流上游设置温度补偿电阻线。早期制造的流量传感器的温度补偿电阻线由铂金属线制成。电阻线靠近进气侧,因此称为冷线。因为电阻线在使用中很容易断裂,所以传感器被报废。因此,目前,它们大多用于在氧化铝陶瓷基板上印刷铂膜电阻丝。温度补偿电阻线相当于进气温度传感器,其电阻值随进气温度而变化。当传感器工作时,控制电路提供的电流将使温度补偿电阻器的温度始终低于加热元件的温度120℃。以这种方式,温度补偿电阻器的温度用作参考标准,使得进气温度的变化不会影响加热元件在测量进气体积时的精度。