在不同环境温度下热线探头热耗散特性试验,确定使输出电压保持基本恒定的串联电阻器R2和并联电阻器Rb。
将经过温度补偿的热线空气流量传感器与未经过温度补偿的热线空气流量传感器作对比试验,温度补偿试验结果表明:热线式空气流量传感器经温度补偿后,大大减少了环境温度对其输出产生的影响。
热线式空气流量传感器的输出信号线性化
热线式空气流量传感器由两部分组成:一部分是传感探头恒温控制电路
另一部分是信号调节电路恒温控制电路主要是保持传感探头(热线)温度与环境温度的温差恒定;信号调节电路主要是对流量传感器的检测信号进行放大和线性化处理。热线式空气流量传感器的输出与空气质量流量之间是非线性关系。从测量的角度来看问题,任何非线性关系都是不利的,因为这给使用和标定带来困难,因而有必要对热线式空气流量传感器的输出信号进行线性化处理。
常用的线性化方法有:折线近似法、多项式近似法、微处理机修正等。针对热线式空气流量传感器,采用了多项式近似线性法
通过对热线式空气流量传感器的输出信号进行多项式线性化处理,利用matlab对试验数据进行线性拟合,得到热线式空气流量传感器输出线性拟合方程为Vout=1.1+0.11qm,式中Vout为热线式空气流量传感器输出电压,V.4 测试结果将研制的热线式空气流量传感器放在汽车上试验,使用故障阅读器V.A.G1551和汽车系统测试仪V.A.G1552对热线式空气流量传感器进行测试,将测试的结果与标准的BOSCH热膜式空气流量传感器的输出数据进行对比, 结论
(1)热线式空气流量传感器可直接测量电喷发动机进气空气质量流量,但需要对空气温度的变化进行修正;
(2)传感器响应时间对汽车运行性能有较大影响,其阶跃响应时间应不大于100ms;
(3)所研制的传感器动态响应快、测量准确度高、测量重复性好,应用于汽车电喷系统中,其性能指标完全满足要求.
热线式空气流量计
构成:它的基本构成包括感知空气流量的白金热线、根据进气温度进行修正的温度补偿电阻(冷线)、控制热线电流的控制电路以及壳体等。根据白金热线在壳体内安装部位的不同,可分为安装在空气主通道内的主流测量方式和安装在空气旁通道内的旁通道测量方式。
热线式空气流量计是利用空气流过热金属线时的冷却效应工作的。将一根铂丝热线置于进气空气流中,当恒定电流通过铂丝使其加热后,如果流过铂丝周围的空气增加,金属丝温度就会降低。如果要使铂丝的温度保持恒定,就应根据空气量调节热线的电流,空气流量越大,需要的电流越大。其中RH为是直径为0.03-0.05的细铂丝(热线),RK是作为温度补偿的冷线电阻。RA和RA是精密线桥电阻。四个电阻共同组成一个惠斯登电桥。在实际工作中,代表空气流量的加热电流是通过电桥中的RA转换成电压输出的。当空气以恒定流量流过时,电源电压使热线保持在一定温度,此时电桥保持平衡。当有空气流动时,由于RH的热量被空气吸收而变冷,其电阻值发生变化,电桥失去平衡。此时,放大器即增加通过铂丝的电流,直到恢复原来的温度和电阻值,使电桥重新平衡。由于电量的增加,RA的电压增加,这样就在RA上得到了代表空气流量的新的电压输出。
进气温度的任何变化都会使电桥失去平衡。为此,在靠近热线的空气流中,设有一个补偿电阻丝(冷线)。冷线补偿电阻的温度起一个参照值的作用。在工作中,放大器会使热线温度高出进气温度100度。热线式空气流量计长期使用,会使热线上积累杂质。为此,在热线式流量计上采用了烧尽措施解决这个难题。每当发动机熄火时,ECU自动接通空气流量计壳体内的电子电路,热线被自动加热,使其温度在1S内升高了1000度。由于烧尽温度必须是非常精确的,因此,在发动机熄火后4S后,该电路才被接通。 R1 R3为测温电阻.