[发明专利]热式气体流量传感器控制电路

说明书

一种热式气体流量传感器控制电路，包括：信号采集电路及对所述信号采集电路采集到的信号处理的处理电路；其中，所述信号采集电路用于对流过密封腔体的气体加热，并且检测气体流动时的感应电阻上的电压，包括：用于产生预定热量的加热电阻、用于感应的感应电阻；所述加热电阻的一端接地，另一端串接主分压电阻；所述感应电阻的一端接地，另一端串接分压电阻；所述处理电路具有模数转换器及与所述模数转换器的输出端连接的数据计算单元。

技术领域

本发明属于传感器测量技术领域，具体涉及一种热式流量传感器，更具体涉及一种控制电路，用于控制所述热式流量传感器。

背景技术

在工业领域中，热式流量传感器是常见的检测容器内气体流量的传感器，其基于流体的流动转移热量从而改变气体流向上的两个测温元件的温度分布的原理而工作。

热式流量传感器由一个加热元件和两个测温元件构成。加热元件布置在管道中间位置并以恒定功率加热，两个测温元件布置在加热元件的上下游，以便测量对应位置的温度。当气体流动时，气流将上游管壁的热量传输到下游管壁，从而改变了管壁温度的分布关系。

通过测量两个测温元件之间的温差可经过转换而获得对应的气体流量。具体来说，测温元件通常由热敏电阻实现，因此当气体流动时，热敏电阻自身的温度分布发生了改变，因此其电阻也相应发生了改变，对应地，施加在热敏电阻两端的电压也会发生变化，通过测量电压变化，并且经过转换计算可以获得气体的流量(流速)。

上述电压变化的检测和转换是实现高精度气体流量测量的关键步骤。现有技术中，热式流量传感器无法敏锐探测到微弱的测温元件和加热元件的电压变化，因此最后转换获得的气体流量的精度就很低。

因此，业界实用必要提供一种热式气体流量传感器控制电路，以克服上述现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种热式气体流量传感器控制电路，其能够检测到微弱的电压变化信号，并且将电压变化信号精确转换为数字信号，进而通过转换处理而实现高精度的气体流量测量。

为满足本发明的目的，本发明采用如下技术方案：

一种热式气体流量传感器控制电路，包括：信号采集电路及对所述信号采集电路采集到的信号处理的处理电路；其中，

所述信号采集电路用于对流过密封腔体的气体加热，并且检测气体流动时的感应电阻上的电压，包括：用于产生预定热量的加热电阻、用于感应的感应电阻；所述加热电阻的一端接地，另一端串接主分压电阻；所述感应电阻的一端接地，另一端串接分压电阻；所述处理电路具有模数转换器及与所述模数转换器的输出端连接的数据计算单元。

优选地，所述感应电阻包括第一感应电阻和第二感应电阻，其中第一感应电阻用于感应气流上游位置温度，一端串接第一分压电阻；第二感应电阻用于感应气流下游位置温度，一端串接第二分压电阻；所述第一分压电阻和第一感应电阻的两端及所述第二分压电阻和第二感应电阻的两端施加参考电压。。

进一步优选地，所述主分压电阻和加热电阻的两端施加工作电压，以便让电流流过所述加热电阻，导致加热电阻发热产生预定功率的热量。

优选地，所述第一感应电阻与所述第一分压电阻之间的节点及所述第二感应电阻与所述第二分压电阻之间的节点分别连接所述模数转换器的两个电压信号输入端；所述第一分压电阻和第一感应电阻的两端及所述第二分压电阻和第二感应电阻的两端施加的参考电压由所述处理单元的参考电压输出端提供。

再进一步优选地，所述信号采集电路进一步包括与副分压电阻串联连接的气体温度检测电阻。

优选地，所述气体温度检测电阻和副分压电阻的两端施加所述工作电压，并且所述气体温度检测电阻和副分压电阻之间的节点连接所述处理单元的温度信号输入端。