汽車(chē)用傳感器第三章 空氣流量傳感器

1、2022-6-51第第3 3章章 空氣流量傳感器空氣流量傳感器 3.0 概述概述 電子控制燃油噴射裝置的控制系統(tǒng)就是要根電子控制燃油噴射裝置的控制系統(tǒng)就是要根據(jù)各種傳感器信息，控制噴油器的動(dòng)作，以實(shí)據(jù)各種傳感器信息，控制噴油器的動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)在各種進(jìn)氣狀態(tài)下，總能保證達(dá)到最佳空燃現(xiàn)在各種進(jìn)氣狀態(tài)下，總能保證達(dá)到最佳空燃比。比?？諝饬髁總鞲衅?，也稱(chēng)空氣流量計(jì)，是電噴發(fā)動(dòng)機(jī)空氣流量傳感器，也稱(chēng)空氣流量計(jì)，是電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的重要傳感器之一。它將吸入的空氣流量轉(zhuǎn)換成電的重要傳感器之一。它將吸入的空氣流量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)送至電控單元信號(hào)送至電控單元(ECU)，作為決定噴油的基本信號(hào)，作為決定噴油的基本信號(hào)之一。是

2、測(cè)定吸入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流量的傳感器。之一。是測(cè)定吸入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流量的傳感器。 2022-6-52種類(lèi)（按傳感器的特征）種類(lèi)（按傳感器的特征）（1）L型：直接監(jiān)測(cè)進(jìn)氣量的流量傳感器；型：直接監(jiān)測(cè)進(jìn)氣量的流量傳感器；直接測(cè)量空氣體積流量的傳感器直接測(cè)量空氣體積流量的傳感器 ，如葉片式空，如葉片式空氣流量傳感器、卡門(mén)渦流式空氣流量傳感器；氣流量傳感器、卡門(mén)渦流式空氣流量傳感器；直接測(cè)量空氣質(zhì)量流量的傳感器，如熱線式空直接測(cè)量空氣質(zhì)量流量的傳感器，如熱線式空氣流量傳感器、熱膜式空氣流量傳感器。氣流量傳感器、熱膜式空氣流量傳感器。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：L型控制方式采用的型控制方式采用的L型傳感器能夠適應(yīng)汽型傳感

3、器能夠適應(yīng)汽車(chē)使用的苛刻條件；但對(duì)踏油門(mén)時(shí)出現(xiàn)的流量急劇車(chē)使用的苛刻條件；但對(duì)踏油門(mén)時(shí)出現(xiàn)的流量急劇變化的響應(yīng)要求及在傳感器前后進(jìn)氣歧管形狀所引變化的響應(yīng)要求及在傳感器前后進(jìn)氣歧管形狀所引起的不均勻氣流中的高精度監(jiān)測(cè)要求較高。起的不均勻氣流中的高精度監(jiān)測(cè)要求較高。2022-6-53（2）D型：間接計(jì)量進(jìn)氣量的流量傳感器；型：間接計(jì)量進(jìn)氣量的流量傳感器；根據(jù)歧管負(fù)壓與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速間接計(jì)量進(jìn)氣根據(jù)歧管負(fù)壓與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速間接計(jì)量進(jìn)氣量。如：進(jìn)氣管半導(dǎo)體壓力傳感器。量。如：進(jìn)氣管半導(dǎo)體壓力傳感器。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：D型控制方式中的微機(jī)型控制方式中的微機(jī)ROM內(nèi)，預(yù)內(nèi)，預(yù)先儲(chǔ)存著以發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣管內(nèi)的壓力為先

4、儲(chǔ)存著以發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣管內(nèi)的壓力為參數(shù)的的各種狀態(tài)下的進(jìn)氣量，微機(jī)根據(jù)所參數(shù)的的各種狀態(tài)下的進(jìn)氣量，微機(jī)根據(jù)所測(cè)的各運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的進(jìn)氣壓力與轉(zhuǎn)速，參照測(cè)的各運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的進(jìn)氣壓力與轉(zhuǎn)速，參照ROM所記憶的進(jìn)氣量，可以算出燃油量所記憶的進(jìn)氣量，可以算出燃油量 。該傳感器的內(nèi)容在第該傳感器的內(nèi)容在第4章介紹。章介紹。2022-6-543.1 動(dòng)片式空氣流量傳感器動(dòng)片式空氣流量傳感器 3.1.1動(dòng)片式空氣流量傳感器結(jié)構(gòu)動(dòng)片式空氣流量傳感器結(jié)構(gòu) 該傳感器裝在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)上，安裝于空氣濾清器該傳感器裝在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)上，安裝于空氣濾清器與節(jié)氣門(mén)之間，其功能是檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量，并與節(jié)氣門(mén)之間，其功能是檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)

5、的進(jìn)氣量，并把檢測(cè)結(jié)果轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再輸入微機(jī)中。把檢測(cè)結(jié)果轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再輸入微機(jī)中。 結(jié)構(gòu)：由空氣流量計(jì)與電位計(jì)兩部分組成，見(jiàn)圖。結(jié)構(gòu)：由空氣流量計(jì)與電位計(jì)兩部分組成，見(jiàn)圖。 2022-6-55工作過(guò)程：工作過(guò)程： 由空氣濾清器吸入的空氣沖向動(dòng)片，動(dòng)片由空氣濾清器吸入的空氣沖向動(dòng)片，動(dòng)片轉(zhuǎn)到進(jìn)氣量與回位彈簧平衡的位置處停止轉(zhuǎn)到進(jìn)氣量與回位彈簧平衡的位置處停止（動(dòng)片的開(kāi)度與進(jìn)氣量成成正比）。在動(dòng)片（動(dòng)片的開(kāi)度與進(jìn)氣量成成正比）。在動(dòng)片的轉(zhuǎn)動(dòng)軸還裝有電位計(jì)，電位計(jì)的滑動(dòng)臂與的轉(zhuǎn)動(dòng)軸還裝有電位計(jì)，電位計(jì)的滑動(dòng)臂與動(dòng)片同步轉(zhuǎn)動(dòng)，利用滑動(dòng)電阻的電壓降把測(cè)動(dòng)片同步轉(zhuǎn)動(dòng)，利用滑動(dòng)電阻的電壓降把測(cè)量片的開(kāi)

6、度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后輸入到控制量片的開(kāi)度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后輸入到控制電路中。電路中。 電位計(jì)上設(shè)有燃油泵觸點(diǎn)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作電位計(jì)上設(shè)有燃油泵觸點(diǎn)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，動(dòng)片張開(kāi)一定角度，觸點(diǎn)閉合，燃油泵時(shí)，動(dòng)片張開(kāi)一定角度，觸點(diǎn)閉合，燃油泵工作。工作。2022-6-56電位計(jì)的內(nèi)部電路與輸出特性如下圖所示：電位計(jì)的內(nèi)部電路與輸出特性如下圖所示：2022-6-57進(jìn)氣量與電壓的關(guān)系有兩種：進(jìn)氣量與電壓的關(guān)系有兩種：電壓比檢測(cè)電壓比檢測(cè)和電壓值監(jiān)測(cè)和電壓值監(jiān)測(cè) 。電壓比檢測(cè)：電壓比檢測(cè)：）加在電位計(jì)上的電壓（）變化（電位計(jì)滑動(dòng)引起的電壓進(jìn)氣量2BSCEVVV可以減少因可以減少因電壓變化引起電壓變化引起的

7、誤差的誤差2022-6-58電壓值檢測(cè)：電壓值檢測(cè)：進(jìn)氣量進(jìn)氣量=電位計(jì)滑動(dòng)引起的電壓變化（電位計(jì)滑動(dòng)引起的電壓變化（VS-E2）2022-6-59兩種檢測(cè)方法特性對(duì)比：兩種檢測(cè)方法特性對(duì)比：電壓比檢測(cè)：輸出特性為折線電壓比檢測(cè)：輸出特性為折線電壓值監(jiān)測(cè)：輸出特性為直線電壓值監(jiān)測(cè)：輸出特性為直線 Q1/VS)/(1BSUUQ2022-6-5103.1.2 動(dòng)片式空氣流量傳感器的測(cè)試原理動(dòng)片式空氣流量傳感器的測(cè)試原理原理圖如右圖所示。原理圖如右圖所示。（P2-P1）可看成定值，）可看成定值，所以所以QA，為了消除，為了消除蓄電池電壓蓄電池電壓UB變化對(duì)變化對(duì)測(cè)試值影響，將測(cè)試值影響，將US/UB

8、作為傳感器的輸出。作為傳感器的輸出。由于輸出由于輸出US/UB的值與體積流量的值與體積流量Q成函數(shù)關(guān)系，所以成函數(shù)關(guān)系，所以采用采用進(jìn)氣溫度傳感器進(jìn)氣溫度傳感器修正空氣密度修正空氣密度隨溫度產(chǎn)生的變隨溫度產(chǎn)生的變化，采用化，采用大氣壓傳感器大氣壓傳感器對(duì)高原行車(chē)引起的變化加以修對(duì)高原行車(chē)引起的變化加以修正。正。)(221ppgAQ2022-6-511輸出特性：如右圖輸出特性：如右圖量化誤差：量化誤差：為了把信號(hào)輸入為了把信號(hào)輸入到微機(jī)中，還要利用到微機(jī)中，還要利用AD變換變換器把信號(hào)作數(shù)字化處理，將此器把信號(hào)作數(shù)字化處理，將此時(shí)最低位所示的空氣流量稱(chēng)為時(shí)最低位所示的空氣流量稱(chēng)為量化誤差量化誤差

9、。進(jìn)氣量越大，量化。進(jìn)氣量越大，量化誤差越大。誤差越大。特點(diǎn)：特點(diǎn)：測(cè)量范圍受到制約；測(cè)量范圍受到制約；電位計(jì)的觸頭要保證長(zhǎng)期使用的可靠性；電位計(jì)的觸頭要保證長(zhǎng)期使用的可靠性；為了使響應(yīng)特性穩(wěn)定，需增設(shè)阻尼結(jié)構(gòu)，從而造為了使響應(yīng)特性穩(wěn)定，需增設(shè)阻尼結(jié)構(gòu)，從而造成體積增大、重量增加，而且響應(yīng)性能偏低。成體積增大、重量增加，而且響應(yīng)性能偏低。2022-6-5123.2 卡曼渦旋式空氣流量傳感器卡曼渦旋式空氣流量傳感器相比較動(dòng)片式空氣流量傳感器，擴(kuò)展了測(cè)量范圍，相比較動(dòng)片式空氣流量傳感器，擴(kuò)展了測(cè)量范圍，取消了滑動(dòng)觸點(diǎn)，體積小巧，重量輕；取消了滑動(dòng)觸點(diǎn)，體積小巧，重量輕；渦旋的檢測(cè)方法、電子控制電路

10、與檢測(cè)精度根本無(wú)渦旋的檢測(cè)方法、電子控制電路與檢測(cè)精度根本無(wú)關(guān)，抗干擾性強(qiáng)；關(guān)，抗干擾性強(qiáng)；傳感器輸出的是數(shù)字信號(hào)（頻率），向控制系統(tǒng)傳感器輸出的是數(shù)字信號(hào)（頻率），向控制系統(tǒng)（ECU）輸入信號(hào)時(shí)，可以省去）輸入信號(hào)時(shí)，可以省去AD轉(zhuǎn)換器；轉(zhuǎn)換器；優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：測(cè)試精度高，可以輸出線性數(shù)字信號(hào)，信號(hào)處理簡(jiǎn)測(cè)試精度高，可以輸出線性數(shù)字信號(hào)，信號(hào)處理簡(jiǎn)單；單； 長(zhǎng)期使用時(shí)，性能不會(huì)發(fā)生變化長(zhǎng)期使用時(shí)，性能不會(huì)發(fā)生變化 ；檢測(cè)體積流量，不需要對(duì)溫度及大氣壓進(jìn)行修正。檢測(cè)體積流量，不需要對(duì)溫度及大氣壓進(jìn)行修正。2022-6-5133.2.1 檢測(cè)原理檢測(cè)原理卡曼渦街卡曼渦街 卡門(mén)渦街是流體力學(xué)中重要的現(xiàn)

11、象卡門(mén)渦街是流體力學(xué)中重要的現(xiàn)象,在自然界中常在自然界中?？捎龅?，在一定條件下流體繞過(guò)非流線形物體時(shí)，物可遇到，在一定條件下流體繞過(guò)非流線形物體時(shí)，物體尾流左右兩側(cè)會(huì)周期性產(chǎn)生成對(duì)的、交替排列的、體尾流左右兩側(cè)會(huì)周期性產(chǎn)生成對(duì)的、交替排列的、旋轉(zhuǎn)方向相反的反對(duì)稱(chēng)渦旋。旋轉(zhuǎn)方向相反的反對(duì)稱(chēng)渦旋。 如右圖所示，當(dāng)如右圖所示，當(dāng)h/l=0.281時(shí)，所形成時(shí)，所形成的渦旋是穩(wěn)定且周期的渦旋是穩(wěn)定且周期性的。產(chǎn)生頻率性的。產(chǎn)生頻率f與流與流體速度體速度v1有如下關(guān)系：有如下關(guān)系：dvStf1KfqV2022-6-5143.2.2 超聲波式卡曼渦旋空氣流量傳感器超聲波式卡曼渦旋空氣流量傳感器結(jié)構(gòu)如右圖所

12、示：結(jié)構(gòu)如右圖所示：安裝于空氣濾清器內(nèi)部。安裝于空氣濾清器內(nèi)部。兩個(gè)進(jìn)氣通道。兩個(gè)進(jìn)氣通道。主通道主通道：進(jìn)氣流量的檢測(cè)進(jìn)氣流量的檢測(cè)部分設(shè)在主通道；部分設(shè)在主通道；旁通道旁通道：為了能夠調(diào)整主為了能夠調(diào)整主通道的流量，以便使主通通道的流量，以便使主通道的監(jiān)測(cè)特性呈理想狀態(tài)。道的監(jiān)測(cè)特性呈理想狀態(tài)?？鼫u旋發(fā)生器：卡曼渦旋發(fā)生器：4和和5 。超聲波發(fā)送器和接收器：超聲波發(fā)送器和接收器：通道內(nèi)壁有吸通道內(nèi)壁有吸音音材料，防材料，防止超聲波的不規(guī)則反射。止超聲波的不規(guī)則反射。2022-6-515流量檢測(cè)原理電路：流量檢測(cè)原理電路：超聲波檢測(cè)原理：超聲波檢測(cè)原理：超聲波超聲波與進(jìn)氣氣流成垂直方向傳播

13、，與進(jìn)氣氣流成垂直方向傳播，受卡曼渦旋的作用，僅與垂直受卡曼渦旋的作用，僅與垂直的速度成分才被調(diào)制，調(diào)制造的速度成分才被調(diào)制，調(diào)制造成的相位的提前與滯后和交替成的相位的提前與滯后和交替產(chǎn)生的渦旋是同步的，因此通產(chǎn)生的渦旋是同步的，因此通過(guò)相位的變化就可以測(cè)量出渦過(guò)相位的變化就可以測(cè)量出渦旋的頻率。旋的頻率。 超聲波的頻率一般為超聲波的頻率一般為40KHz，其原因是在沒(méi)有渦旋的通道上其原因是在沒(méi)有渦旋的通道上發(fā)送的超聲波和接收到的超聲發(fā)送的超聲波和接收到的超聲波相位相同。波相位相同。2022-6-516輸出信號(hào)波形：輸出信號(hào)波形： 進(jìn)氣量越多，卡曼渦旋的頻率越高，空氣進(jìn)氣量越多，卡曼渦旋的頻率越

14、高，空氣流量傳感器輸出信號(hào)的頻率越高，控制組件根流量傳感器輸出信號(hào)的頻率越高，控制組件根據(jù)此信號(hào)計(jì)算進(jìn)氣量。據(jù)此信號(hào)計(jì)算進(jìn)氣量。2022-6-5173.2.3 壓力檢測(cè)型卡曼渦旋式空氣流量傳感器壓力檢測(cè)型卡曼渦旋式空氣流量傳感器1、原理：、原理：在通道內(nèi)渦在通道內(nèi)渦旋交替產(chǎn)生，渦旋發(fā)生旋交替產(chǎn)生，渦旋發(fā)生器兩端的壓力也交替變器兩端的壓力也交替變化，這種變化經(jīng)導(dǎo)壓孔化，這種變化經(jīng)導(dǎo)壓孔引導(dǎo)到反光鏡腔體中，引導(dǎo)到反光鏡腔體中，固定反光鏡的張緊帶會(huì)固定反光鏡的張緊帶會(huì)發(fā)生同頻率的扭曲和變發(fā)生同頻率的扭曲和變形，如右圖。形，如右圖。 在反光鏡的上部由發(fā)光二極管和光敏三極管構(gòu)成在反光鏡的上部由發(fā)光二極管

15、和光敏三極管構(gòu)成的光傳感器，會(huì)因?yàn)榉垂忡R的震動(dòng)，而使發(fā)光二極管的光傳感器，會(huì)因?yàn)榉垂忡R的震動(dòng)，而使發(fā)光二極管發(fā)出的光反射到光敏三極管，并形成電流，經(jīng)整形電發(fā)出的光反射到光敏三極管，并形成電流，經(jīng)整形電路后輸出。路后輸出。2022-6-5182、結(jié)構(gòu)：如右圖、結(jié)構(gòu)：如右圖設(shè)計(jì)時(shí)確定流速與渦旋設(shè)計(jì)時(shí)確定流速與渦旋頻率之間為正比例關(guān)系，頻率之間為正比例關(guān)系，以保證在很寬的流量范以保證在很寬的流量范圍上渦旋發(fā)生器都會(huì)產(chǎn)圍上渦旋發(fā)生器都會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的強(qiáng)烈的渦旋。生穩(wěn)定的強(qiáng)烈的渦旋。（1）空氣通道的構(gòu)成：）空氣通道的構(gòu)成：錐度通道：減少壓力損耗錐度通道：減少壓力損耗矩形通道：獲得穩(wěn)定渦旋矩形通道：獲得穩(wěn)定渦

16、旋（2）渦旋發(fā)生器：）渦旋發(fā)生器：前面剖面形狀為三角形，前面剖面形狀為三角形，后面剖面形狀為梯形。后面剖面形狀為梯形。目的：得到穩(wěn)定的卡曼渦旋。目的：得到穩(wěn)定的卡曼渦旋。2022-6-519（3）反光鏡振動(dòng)系統(tǒng)）反光鏡振動(dòng)系統(tǒng)三點(diǎn)要求：三點(diǎn)要求：耐疲勞的使用壽命要長(zhǎng)；耐疲勞的使用壽命要長(zhǎng)；低流速時(shí)應(yīng)具有足夠的工作角，高流速時(shí)應(yīng)出現(xiàn)低流速時(shí)應(yīng)具有足夠的工作角，高流速時(shí)應(yīng)出現(xiàn)穩(wěn)定的振動(dòng)；穩(wěn)定的振動(dòng)；過(guò)渡時(shí)期也應(yīng)有穩(wěn)定的振動(dòng)。過(guò)渡時(shí)期也應(yīng)有穩(wěn)定的振動(dòng)。反光鏡與張緊帶：耐腐蝕的整塊金屬箔制成；反光鏡與張緊帶：耐腐蝕的整塊金屬箔制成；反光室腔：設(shè)置有斜面；反光室腔：設(shè)置有斜面；為了防止反光鏡傾斜過(guò)度而損

17、壞；為了防止反光鏡傾斜過(guò)度而損壞；利用反光鏡和斜面形成阻尼效果；利用反光鏡和斜面形成阻尼效果； 最高流速時(shí)反光鏡的工作角取決于反光鏡扭轉(zhuǎn)方向最高流速時(shí)反光鏡的工作角取決于反光鏡扭轉(zhuǎn)方向的慣性矩、空氣的阻尼作用和渦旋壓力的大小，而傾的慣性矩、空氣的阻尼作用和渦旋壓力的大小，而傾斜面的角度取決于最大流速時(shí)的反光鏡的工作角斜面的角度取決于最大流速時(shí)的反光鏡的工作角。2022-6-520（4）光學(xué)系統(tǒng)）光學(xué)系統(tǒng)即便反光鏡的工作即便反光鏡的工作角度為最小值，系統(tǒng)角度為最小值，系統(tǒng)應(yīng)具有高靈敏度：應(yīng)具有高靈敏度： 如圖所示，反光鏡如圖所示，反光鏡工作角設(shè)定在曲線上工作角設(shè)定在曲線上大致直線位置，大致直線位

18、置，反光反光鏡的最小工作角鏡的最小工作角最小可達(dá)光敏器件所最小可達(dá)光敏器件所占角度的占角度的1/41/4，即可輸，即可輸出高靈敏信號(hào)。出高靈敏信號(hào)。2022-6-521即便反光鏡有污濁，即便反光鏡有污濁，也可得到穩(wěn)定的信號(hào)：也可得到穩(wěn)定的信號(hào)： 如圖虛線所示，當(dāng)如圖虛線所示，當(dāng)反光鏡污濁后，光敏反光鏡污濁后，光敏三極管發(fā)出的電流會(huì)三極管發(fā)出的電流會(huì)減小，這時(shí)利用電流減小，這時(shí)利用電流反饋電路控制放大電反饋電路控制放大電路輸出的電流，使得路輸出的電流，使得進(jìn)入整形電路之前的進(jìn)入整形電路之前的電流平均值為一定值，電流平均值為一定值，以保證的得到穩(wěn)定信以保證的得到穩(wěn)定信號(hào)。號(hào)。2022-6-522（

19、5）傳感器的特性）傳感器的特性30mS內(nèi)節(jié)氣門(mén)從關(guān)閉到全打開(kāi)響應(yīng)特性如圖所示：內(nèi)節(jié)氣門(mén)從關(guān)閉到全打開(kāi)響應(yīng)特性如圖所示：上曲線為節(jié)氣門(mén)開(kāi)度特性；上曲線為節(jié)氣門(mén)開(kāi)度特性；下曲線為經(jīng)下曲線為經(jīng) f /V（電壓）（電壓）變換后的傳感器輸出特性。變換后的傳感器輸出特性。從圖從圖3-26、3-27可以看出可以看出測(cè)量范圍寬、壓力損耗小，測(cè)量范圍寬、壓力損耗小，在非常寬的流速范圍內(nèi)，空在非常寬的流速范圍內(nèi)，空氣流速與渦旋頻率呈直線關(guān)氣流速與渦旋頻率呈直線關(guān)系。系。2022-6-5233.3 熱絲式空氣流量傳感器熱絲式空氣流量傳感器 3.3.1 熱絲式空氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)（簡(jiǎn)稱(chēng)熱絲式空氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)（簡(jiǎn)稱(chēng)

20、H/W） 如圖如圖3-31所示：所示：作為發(fā)熱體的熱絲是用直徑作為發(fā)熱體的熱絲是用直徑為為70um的鉑絲制成的，張緊的鉑絲制成的，張緊裝于管道內(nèi)部，設(shè)計(jì)時(shí)就使其裝于管道內(nèi)部，設(shè)計(jì)時(shí)就使其比進(jìn)氣溫度高比進(jìn)氣溫度高120度。度。 在溫度傳感器內(nèi)有空氣溫度在溫度傳感器內(nèi)有空氣溫度補(bǔ)償電阻。由氧化鋁陶瓷基片補(bǔ)償電阻。由氧化鋁陶瓷基片印刷的鉑膜而形成的，與精密印刷的鉑膜而形成的，與精密電阻一起設(shè)置在管道內(nèi)。電阻一起設(shè)置在管道內(nèi)。 2022-6-524為防止附著在熱絲上的灰塵等造成性能下降，設(shè)有為防止附著在熱絲上的灰塵等造成性能下降，設(shè)有灰塵燃燒電路，在點(diǎn)火開(kāi)關(guān)置于斷開(kāi)檔時(shí)，在一定的灰塵燃燒電路，在點(diǎn)火開(kāi)

21、關(guān)置于斷開(kāi)檔時(shí)，在一定的條件下，將熱絲加熱到條件下，將熱絲加熱到1000度、度、1秒，燒掉灰塵等附秒，燒掉灰塵等附著物。因?yàn)槭怯勉K絲做發(fā)熱元件，所以響應(yīng)性好。著物。因?yàn)槭怯勉K絲做發(fā)熱元件，所以響應(yīng)性好。p熱膜絲空氣流量傳感器（熱膜絲空氣流量傳感器（H/F） 與與H/W傳感器類(lèi)似，傳感器類(lèi)似，H/F也是采用平面形薄膜電阻也是采用平面形薄膜電阻器作為發(fā)熱元件。器作為發(fā)熱元件。制造方法是：在氧化鋁基片上蒸發(fā)出的鉑的薄膜，制造方法是：在氧化鋁基片上蒸發(fā)出的鉑的薄膜，通過(guò)圖形制作形成梳狀電阻，再調(diào)節(jié)到所要求的電阻通過(guò)圖形制作形成梳狀電阻，再調(diào)節(jié)到所要求的電阻值，此后，作成保護(hù)膜，再接好電極引線。值，此后

22、，作成保護(hù)膜，再接好電極引線。與熱絲式相比，熱膜式發(fā)熱元件的響應(yīng)性稍差，但與熱絲式相比，熱膜式發(fā)熱元件的響應(yīng)性稍差，但電阻值較高，消耗的電流小，可以做到小型、輕巧。電阻值較高，消耗的電流小，可以做到小型、輕巧。此外，因其發(fā)熱元件是平面型的，設(shè)置在計(jì)量通道內(nèi)此外，因其發(fā)熱元件是平面型的，設(shè)置在計(jì)量通道內(nèi)時(shí)就可以減少附著物，即提高抗污性。時(shí)就可以減少附著物，即提高抗污性。 2022-6-5253.3.2 工作原理工作原理 在進(jìn)氣通道上設(shè)有用電流加熱的鉑金屬絲（熱絲），在進(jìn)氣通道上設(shè)有用電流加熱的鉑金屬絲（熱絲），當(dāng)氣流通過(guò)已加熱的熱絲，熱絲溫度下降，氣流速度當(dāng)氣流通過(guò)已加熱的熱絲，熱絲溫度下降，氣

23、流速度越高，奪走熱量越多。為了保證熱絲的溫度為一定值，越高，奪走熱量越多。為了保證熱絲的溫度為一定值，就必須控制加熱電流，根據(jù)加熱電流的大小，即可檢就必須控制加熱電流，根據(jù)加熱電流的大小，即可檢測(cè)出空氣的流量。測(cè)出空氣的流量。 加熱電流加熱電流I與質(zhì)量流量與質(zhì)量流量Qm的關(guān)系：的關(guān)系：2/1)(HnmCHTRQTTKKImpnmmTCK1 通過(guò)保證發(fā)熱元件與空氣溫度差和通過(guò)保證發(fā)熱元件與空氣溫度差和RH的比為一定的比為一定值的辦法，就可以根據(jù)發(fā)熱元件的加熱電流求出質(zhì)量值的辦法，就可以根據(jù)發(fā)熱元件的加熱電流求出質(zhì)量流量流量Qm。然而系數(shù)。然而系數(shù)KT隨溫度值的變化而變化，可采隨溫度值的變化而變化

24、，可采用恒溫差控制電路進(jìn)行溫度漂移的補(bǔ)償。用恒溫差控制電路進(jìn)行溫度漂移的補(bǔ)償。2022-6-526恒溫差溫度補(bǔ)償電路恒溫差溫度補(bǔ)償電路（1）組成：由發(fā)熱元件、空）組成：由發(fā)熱元件、空氣溫度補(bǔ)償電阻（溫度傳感氣溫度補(bǔ)償電阻（溫度傳感器）分別作為要素的惠斯通器）分別作為要素的惠斯通電橋以及具有電流放大作用電橋以及具有電流放大作用的運(yùn)算放大器構(gòu)成。的運(yùn)算放大器構(gòu)成。（2）工作原理：）工作原理： 當(dāng)發(fā)熱元件的溫度高于空氣當(dāng)發(fā)熱元件的溫度高于空氣溫度時(shí)，電橋才能達(dá)到平衡，溫度時(shí)，電橋才能達(dá)到平衡，通過(guò)向橋式電路輸入加熱電流通過(guò)向橋式電路輸入加熱電流才能保持發(fā)熱元件的溫度為恒才能保持發(fā)熱元件的溫度為恒定值

25、。定值。此時(shí)，精密電阻此時(shí)，精密電阻R3輸出輸出與進(jìn)氣量相應(yīng)的電壓。與進(jìn)氣量相應(yīng)的電壓。2022-6-527（3）如何抵消系數(shù)）如何抵消系數(shù)KT的溫度漂移：的溫度漂移： 加熱電流加熱電流I與質(zhì)量流量與質(zhì)量流量Qm的關(guān)系：的關(guān)系：溫度系數(shù)溫度系數(shù)KT=0.150.18%/當(dāng)橋式電路處于平衡狀態(tài)時(shí)，發(fā)熱元件與空氣的當(dāng)橋式電路處于平衡狀態(tài)時(shí)，發(fā)熱元件與空氣的溫度差和發(fā)熱元件的電阻值溫度差和發(fā)熱元件的電阻值RH的比值為：的比值為：通過(guò)設(shè)置通過(guò)設(shè)置R1，則溫度差與，則溫度差與RH的比值就與溫度值有的比值就與溫度值有關(guān)系：關(guān)系：隨著溫度的升高，隨著溫度的升高，RH增大，比值則減小。增大，比值則減小。因此，

26、可以利用因此，可以利用R1調(diào)整發(fā)熱元件與空氣溫度之差調(diào)整發(fā)熱元件與空氣溫度之差的溫度系數(shù)的溫度系數(shù)KT，就可以用（，就可以用（TH-TC）/RH抵消系數(shù)抵消系數(shù)KT的溫度漂移。的溫度漂移。2/1)(HnmCHTRQTTKKI010)1 ()(KHHHCHRRRRkRTT式中，式中，k為常數(shù)。為常數(shù)。2022-6-5283.4 各種空氣流量傳感器的比較各種空氣流量傳感器的比較3.4.1 輸出特性（圖輸出特性（圖3-42）（1）動(dòng)片時(shí)和熱絲式是非線性輸出，需做線性處理。）動(dòng)片時(shí)和熱絲式是非線性輸出，需做線性處理。 （2）在制造過(guò)程中所以）在制造過(guò)程中所以類(lèi)型傳感器的測(cè)試精度類(lèi)型傳感器的測(cè)試精度都是

27、按都是按3%的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整的，這就是空氣行調(diào)整的，這就是空氣流量傳感器的雜散性流量傳感器的雜散性（不按指定部件產(chǎn)生誤（不按指定部件產(chǎn)生誤差）差）和重復(fù)精度和重復(fù)精度（在一（在一個(gè)確定的測(cè)量點(diǎn)位置上，個(gè)確定的測(cè)量點(diǎn)位置上，每次被測(cè)量的量變化到每次被測(cè)量的量變化到這個(gè)位置時(shí)傳感器表現(xiàn)這個(gè)位置時(shí)傳感器表現(xiàn)出來(lái)的測(cè)量差值）出來(lái)的測(cè)量差值）。2022-6-5293.4.2 怠速時(shí)流量的測(cè)定精度怠速時(shí)流量的測(cè)定精度評(píng)價(jià)空氣流量傳感器的工作穩(wěn)定性時(shí)的兩大評(píng)價(jià)空氣流量傳感器的工作穩(wěn)定性時(shí)的兩大要求：要求：（1）對(duì)怠速時(shí)的測(cè)量精度的要求；）對(duì)怠速時(shí)的測(cè)量精度的要求；（2）發(fā)動(dòng)機(jī)罩下的溫度達(dá)到最高時(shí)的工作

28、區(qū)）發(fā)動(dòng)機(jī)罩下的溫度達(dá)到最高時(shí)的工作區(qū)域的要求。域的要求。溫度特性難以補(bǔ)償?shù)目諝饬髁總鞲衅鞯牡∷贉囟忍匦噪y以補(bǔ)償?shù)目諝饬髁總鞲衅鞯牡∷贉y(cè)試精度較低：測(cè)試精度較低：（1）利用熱量的熱絲式空氣流量傳感器容易）利用熱量的熱絲式空氣流量傳感器容易受熱影響；受熱影響；（2）半導(dǎo)體壓力傳感器對(duì)溫度敏感容易受到）半導(dǎo)體壓力傳感器對(duì)溫度敏感容易受到影響。（半導(dǎo)體對(duì)溫度敏感）影響。（半導(dǎo)體對(duì)溫度敏感）2022-6-5303.4.3 加速時(shí)的響應(yīng)特性加速時(shí)的響應(yīng)特性產(chǎn)生響應(yīng)滯后原因：慣性（動(dòng)片式的可動(dòng)產(chǎn)生響應(yīng)滯后原因：慣性（動(dòng)片式的可動(dòng)部分的慣性、熱絲式的熱慣性）部分的慣性、熱絲式的熱慣性）卡曼渦旋式是靠自身形成渦旋，基本不存卡曼渦旋式是靠自身形成渦旋，基本不存在響應(yīng)滯后。在響應(yīng)滯后。各種空氣流量傳感器響應(yīng)性能比較：壓力各種空氣流量傳感器響應(yīng)性能比較：壓力式式卡曼渦旋式卡曼渦旋式熱絲式熱絲式動(dòng)片式。動(dòng)片式。2022-6-5313.4.4 減速時(shí)的流量測(cè)試能力減速時(shí)的流量測(cè)試能力配有渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)特別是裝有