[发明专利]具有布置在气路中的电加热的电阻器的测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有布置在气路中的电加热的电阻器的测量装置。

背景技术

从专利文献DE102009014618A1中公开了一种用于气体分析的热导率检测器，其中依次地在通道的中央气体可环流地布置了两个由金或铂制成的、能够电加热的加热丝，并且此外在其端部分别固定在横穿的导电支架上。实际上，两个这样的热导率检测器的四个加热丝接通成为一个惠斯特电桥（Wheatstone-Brücke），其中，测量气体流经其中一个热导率检测器，并且对比气体或零气体（Nullgas）流经另一个热导率检测器，并且由分别相同的气体环流的加热丝在惠斯特电桥中成对角线地彼此相对布置。

从WO2009/153099A1中公开了一种同样用于气体分析的微流量传感器，其中在气路中顺次连续布置了两个能电加热的栅格。该栅格可以由硅或金属制成，并且与补充电阻器共同接通成惠斯特电桥。补充电阻器可以由另一微流量传感器的栅格形成。

在从DE10230198A1中公开的测量装置中，两个能电加热的电阻器与两个补充电阻器共同在惠斯特电桥中接通，其中，能电加热的电阻器沿对角线彼此相对布置，并且补充电阻器中的一个补充电阻器能为了平衡电桥而改变。为了消除基于温度变化的偏移电压和缓慢的信号漂移，对在电桥上检测到的测量电压进行带通滤波。

EP 0 348 245 A2示出惠斯特电桥中的、具有从外部加热的温度测量电阻器和三个补充电阻器的一种测量装置，其中，补充电阻器中的一个补充电阻器能为了平衡电桥而改变。

从DE 14 73 303 A中公开了一种具有两个用于加热测量物质和参照物质的加热电阻器。借助于惠斯特电桥中的两个温度测量电阻器检测相应物质的热吸收。利用在电桥上检测到的测量电压调节用于加热电阻器的能量输送。

对于测量精确性而言重要的是，在两个半桥中的任一半桥中的电阻器的电阻值的比例是相等的。否则该电桥便是不平衡的。然而，微机械的测量装置、例如已公开的热导率检测器或微流量传感器在制造时是非常难以控制的。合适的电阻器的选择受到制造波动和、由制造-批次大小造成的相对较少的选择量的限制。

以已证明为特别成问题的是，电桥的四个电阻器可能随着时间的推移发生或强或弱的变化。此外，这些变化、至少在初期时会向任意的方向发展。这意味着，某些电阻器的值在首先的运行日或周中降低，而另一些电阻器的值则升高。在启动了相对较长的运行时间后，所有电阻器的值则开始非常缓慢地、但却单调地升高，直至这些电阻器在其生命周期结束时完全坏掉。开始时的变化在它的方向上是不可预测的，并且因此在个别情况下可能导致电桥非常显著并且持续非常长的不平衡，即便该电桥是由以高昂的投入而选择出的部件构成的。

发明内容

本发明的目的因此在于，能够补偿电桥的缓慢的不平衡，并且此外在选择电阻器时具有明显更大的波动宽度或者甚至能够无须进行选择。

根据本发明，该目的通过在权利要求1中说明的测量装置实现。

由此，本发明的对象是具有四个电加热的电阻器的测量装置，这些电阻器布置在气路中，并且接通成为惠斯特电桥，其中，各两个在惠斯特电桥中沿对角线地彼此相对布置的电阻器包括在一个部件中，两个部件布置在共同加热的支架上，两个部件中的每个部件分别分配有加热电阻器，位于加热电阻器之间的这两个部件与它们分别分配的加热电阻器一起彼此镜像对称地布置在支架上，并且其中，通过对热电阻器进行不同通电来补偿惠斯特电桥的不平衡。

从桥接电路的通过加热的支架设定并且保持恒定的温度水平出发，在电桥不平衡时，根据不平衡的方向使两个加热电阻器中的一个或另一个加热电阻器通电，以便使在所分配的部件区域内的温度水平随着其中所包括的和在电桥中彼此沿对角线相对布置的电阻器而升高。已表明了的是，电桥在实践中常见的、低于百分之一的不平衡能够完全由部件之间的仅仅几开尔文的温度差异来平衡，从而使常见的SMD电阻器能够用作加热电阻器，并且所需的加热功率较低。

由于这两个部件与其所分配的加热电阻器一起彼此镜像对称地、优选地为点对称地布置在支架上，因此能够一致地确定两个方向上的不平衡的补偿电阻的大小。

具有其中包括电热电阻器的部件优选地是热导率检测器或微流量传感器。

附图说明

此外，通过在附图的图中示出的实施例说明根据本发明的测量装置；详细示出：

图1是热导率检测器（WLD)装置形式的、具有四个能电加热的电阻器的测量装置的俯视图，和

图2示出将电阻器连接成为惠斯特电桥的线路布置。

具体实施方式