一種熱式空氣流量計(jì)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種熱式空氣流量計(jì)的設(shè)計(jì)電路，具體而言，就是利用發(fā)熱電阻周圍的4個(gè)鉑金電阻的溫度特性，將空氣流動(dòng)所產(chǎn)生的溫度信號轉(zhuǎn)化為電信號，并將電信號送入比例放大電路進(jìn)行放大，輸出的信號經(jīng)由A／D采樣器采樣送入單片機(jī)，單片機(jī)檢測外部溫度對采樣結(jié)果進(jìn)行數(shù)字?jǐn)M合，最后將擬合后的信號送入D／A轉(zhuǎn)換器，輸出模擬信號送入發(fā)動(dòng)機(jī)。
【專利說明】一種熱式空氣流量計(jì)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及檢測流量的裝置，具體說是涉及一種汽車空氣流量的檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，作為位于發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣道上的測量空氣流量的傳感器，由于熱膜式流量計(jì)能夠直接檢測出空氣質(zhì)量的流量，逐漸成為主流。特別是近年來通過半導(dǎo)體微機(jī)械的加工制造的空氣流量計(jì)，由于具有較快的響應(yīng)速度和極高的精確度，很受歡迎。
[0003]現(xiàn)有的熱膜式空氣流量傳感器的技術(shù)，采用電流流入橋式檢測電阻中，利用發(fā)熱電阻，加熱檢測電阻，在空氣流動(dòng)過程中，使加熱電阻的溫度產(chǎn)生變化，薄膜電阻的阻值會(huì)相應(yīng)產(chǎn)生變化，從而反映在流入電阻的電流上，由此將流量信號轉(zhuǎn)換成電信號。
[0004]為了更好的修正熱膜式空氣流量計(jì)的溫度曲線，采用了調(diào)整發(fā)熱電阻對待測空氣流的溫差，從而使兩者溫差隨待測空氣流的變化而變化的結(jié)構(gòu)。
[0005]然而由于受到材料、制作工藝以及原理上的限制，特別是熱敏電阻的溫度特性，所以熱膜式空氣流量計(jì)的特性曲線與溫度有關(guān)系。
[0006]圖1給出了現(xiàn)有技術(shù)熱膜式空氣流量計(jì)的傳感原理圖。
[0007]上述熱膜式空氣流量計(jì)，由簡單的惠通斯電橋，溫度補(bǔ)償電路和放大電路，對流量進(jìn)行檢測，信號輸出的精度不高，且受溫度的影響明顯對發(fā)動(dòng)機(jī)的性能影響很大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是克服已有的不足，提供一種精確的測出每個(gè)溫度下的空氣流量的電路。
[0009]本發(fā)明的目的通過如下的技術(shù)方式來實(shí)現(xiàn):一種熱式空氣流量計(jì)包含,橋式檢測電路，比例放大電路，其中4個(gè)檢測電阻為薄膜電阻，溫度補(bǔ)償電阻與發(fā)熱電阻相連，保證溫度的恒定，比例放大電路與采樣電路及數(shù)據(jù)處理電路相連，處理之后的信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬信號控制發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0010]采用本發(fā)明后，測溫電阻與線性化電橋式的溫度保持恒定，當(dāng)有空氣流入時(shí)電橋的平衡遭到破壞，檢測電阻檢測出溫度降低，放大器會(huì)控制發(fā)熱電阻加熱使電橋重新達(dá)到平衡，再將電橋的電信號送入比例放大電路，最后由擬合程序?qū)⒌玫降臄?shù)值與當(dāng)時(shí)的環(huán)境溫度進(jìn)行計(jì)算，最終快速準(zhǔn)確的輸出所要的模擬信號。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]在本專利申請的權(quán)利要求書中，具體地指出了本發(fā)明的主題，并清楚地對其提出了專利保護(hù)。參照下面的詳細(xì)說明和附圖，可以更好的理解本發(fā)明的有關(guān)結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)方法以及其目的、特征和優(yōu)勢。
[0012]圖1是熱膜式空氣流量計(jì)的傳感器原理圖。
[0013]圖2是空氣流量計(jì)的原理框圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0014]在以下的詳細(xì)說明中，描述了一種熱式空氣流量計(jì)的細(xì)節(jié)實(shí)施。
[0015]如圖1和圖2所示一種熱式空氣流量計(jì)包括5個(gè)模塊，其中圖1為橋式信號檢測的詳細(xì)原理圖，由4、5、8、9、10這五個(gè)電阻以及25放大器，22三極管構(gòu)成的發(fā)熱檢測以及控制電路，21和23連接模塊的電源，5為溫度檢測電阻，4為發(fā)熱電阻但溫度發(fā)生變化后電橋?qū)⑹テ胶?，放大器?qū)動(dòng)三極管，再由三極管驅(qū)動(dòng)發(fā)熱電阻發(fā)熱，恢復(fù)溫度保持電橋的平衡。6a、6b、6c、6d這四個(gè)檢測電阻形成電橋，檢測空氣的流動(dòng)，當(dāng)有空氣流動(dòng)時(shí)，差動(dòng)放大電路將信號從24輸出。
[0016]結(jié)合圖2所示的原理框圖，從電橋輸出的信號太小，直接處理會(huì)引入不必要的噪聲，所以在處理之前使用比例放大電路將信號放大，降低信號處理中引入的噪聲對信號的影響。
[0017]放大后的信號經(jīng)A / D采樣后輸入單片機(jī)，由于薄膜電阻的特性曲線受溫度影響比較明顯，單片機(jī)將根據(jù)實(shí)時(shí)的溫度，對應(yīng)采樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，理論的函數(shù)為yl=f(x)；實(shí)際的特性函數(shù)為y2=f (X)，所以根據(jù)兩個(gè)函數(shù)求得yl=f (y2)之間的關(guān)系，以及在不同環(huán)境溫度下的修正值，最終為yl=f(y2)f(t)，最終計(jì)算出合理的數(shù)據(jù)，在將數(shù)據(jù)通過D / A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化成模擬信號交給發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0018]雖然此處說明描述了本發(fā)明的某此特征及一種實(shí)現(xiàn)方法，但是對于本專業(yè)的技術(shù)人員來說，將會(huì)出現(xiàn)許多修改、替換、變化和等效代換。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種熱式空氣流量計(jì)，其特征在于:其所述的橋式測溫電阻均為鉬金熱敏電阻，四個(gè)熱敏電阻分別位于發(fā)熱電阻的上下游，將差分的信號輸入比例放大電路，放大后的信號經(jīng)過A / D采樣器采樣送入單片機(jī)，由程序控制對數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合，擬合后的信號送入D / A轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，輸出模擬信號。
2.如權(quán)利要求1所述的熱式空氣流量計(jì)，其特征在于:作為檢測電路，有熱敏電阻和發(fā)熱電阻組成，并有環(huán)境電阻實(shí)時(shí)檢測電路的環(huán)境溫度。
3.如權(quán)利要求1所述的熱式空氣流量計(jì)，其特征在于:作為比例放大電路由放大器及直流偏置電路組成。
4.如權(quán)利要求1所述的熱式空氣流量計(jì)，其特征在于:作為調(diào)整電路由A/ D采樣器，單片機(jī)，D / A轉(zhuǎn)換器組成。
5.如權(quán)利要求1所述的熱式空氣流量計(jì)，其特征在于:作為單片機(jī)的擬合程序，主要是將實(shí)際曲線通過程序擬合到理想曲線，輸出理想信號。
【文檔編號】G01F15/02GK103712659SQ201310756586
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月28日
【發(fā)明者】葉曉昶, 沈寒冰, 朱小茅, 吳俊輝, 閆鋒 申請人:蘇州谷之道軟件科技有限公司