[发明专利]数字式空气流量计的空气流量检测电路

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种汽车用的空气流量计，具体地说是涉及一种汽车空气流量计的空气流量检测电路。

二、背景技术

空气流量计是安装在汽车汽油滤清器和节气门之间的进气通道上，用来测量吸入发动机中的空气流量，其输出信号作为汽车发动机燃油电喷系统中控制燃油喷射量的主要参数，决定着汽车的基本喷油量。电喷发动机为了在各种运行工况下都能获得最佳燃油浓度的混合气，必须正确地、精确地测定每一瞬间吸入电喷发动机的空气流量，作为电控单元计算并控制喷油量的主要依据。

目前，公知的空气流量计主要以热丝式和热膜式为主，这些热式(热丝式或热膜式)空气流量计是在测量管路中加入两个金属铂电阻，其中一个铂电阻通入较小的电流(电流在4mA以下，不会引起电阻发热)，用于测量被测流体温度，称为测温电阻；另一个铂电阻通入较大电流(电流一般在50mA以上)，用于测量被测流体的速度，称为测速电阻。根据热扩散原理，加热物体被流体带走的热量与加热物体与流体的温差、流体的流速以及流体的性质有关。若流体密度为ρ，流速为v，加热物体被流体带走的热量为Q，加热物体与流体的温差为ΔT，则其关系式为：

Q/ΔT=k1+k2(ρv)k3---(1)]]>

式(1)中，对于组份一定的流体，k₁，k₂，k₃为常数。在横截面为S的管路中，质量流量q_m＝ρvS。

在实际测量过程中，测速铂电阻Rh被输入电流I加热，在热平衡状态下，电流的加热功率与加热电阻被流体带走的热量处于平衡状态，即有：Q＝I²Rh。因此，质量流量q_m与Rh/ΔT成一一对应的关系，可表示为：

qm=f[I2RhΔT]---(2)]]>

由此可以看出，质量流量的测量方法有两种：一种方法为恒流式，即当加热电流I不变时，通过测出流体的温差ΔT(忽略了Rh随温度的变化)来计算流体的质量流量；另一种方法为恒温差式，表面上是保持加热铂电阻与测温铂电阻的温差ΔT不变，实际上是通过一个桥式电路保持加热铂电阻和测温铂电阻的温差ΔT与加热铂电阻Rh的比值ΔT/Rh不变，通过测量加热电流I来计算流体的质量流量。采用恒温差方式，利用桥式电路使ΔT/Rh为恒定，通过实验标定出质量流量q_m与加热电流I的关系曲线，这样通过测出的电流值I就可以来计算流体的质量流量q_m。

上述的热式空气流量计应用恒流式质量流量的测量方法，由简单的惠斯顿电桥电路、温度补偿电路和比例放大电路对空气流量进行检测，信号输出值精度不高，不能准确地反映发动机进气量瞬间的变化，对发动机的工作性能影响很大。

三、发明内容

本发明的目的在于克服上述的不足，而提供一种能正确地、精确地测定每一瞬间吸入电喷发动机的空气流量的数字式空气流量计的空气流量检测电路。