【導讀】隨著新技術的不斷發展，如今越來越多的現代汽車都在應用著傳感器，從而提高汽車發動機的經濟、動力和排放性能等等。大家都知道汽車中有著種類繁多的傳感器，它們各司其職以加強汽車的電子化和智能化的進程。今天小編就給大家講講這些傳感器中的一種氣體流量傳感器，讓我們一起探究其工作原理、類型和應用。
一、氣體流量傳感器工作原理
氣體流量傳感器（熱線式空氣質量流量）是電噴發動機的重要傳感器之一。它將吸入的空氣流量轉換成電信號送至電控單元(ECU），作為決定噴油的基本信號之一，是測定吸入發動機的空氣流量的傳感器。
熱線式空氣質量流量（MAF）傳感器電路由傳感器、控制模塊及將上述二者連接起來的導線構成。傳感器向動力控制模塊（ECM）輸出直流電壓信號，其幅度正比于發動機的進氣量。
熱線式空氣流量傳感器的基本結構由感知空氣流量的鉑熱線（電熱絲）、根據進氣溫度進行修正的溫度補償電阻（冷線）、控制熱線電流并產生輸出信號的控制線路板以及空氣流量傳感器的殼體等元件組成。
打開點火開關后，鉑熱線通電并產生熱量，當氣流通過這根線時，熱線的冷卻與進氣量相應。ECM通過控制流過熱線的電流來保持熱線溫度恒定，這樣電流與進氣量成比例，而ECM通過檢測通電電流就可以測得當前的進氣量。
MAF傳感器的工作原理示意效果
上圖為MAF傳感器的工作原理示意效果，在實際空氣流量計，鉑熱線并入了惠斯頓橋式電路。如下圖所示。惠斯頓橋式電路具有這樣的特性：當沿著對角線的電阻值相等（[Ra+R3]·R1=Rh·R2）時，A點和B點的電位相等。
橋式電路的特性
當熱線（Rh）被吸入的空氣冷卻時，電阻值降低導致A點、B點產生電位差。運算放大器檢測到電位差并且施加電壓給電路（增加熱線（Rh）電流）。這樣熱線（Rh）溫度上升使熱線阻值增大，直到A點和B點的電位相等（A、B電壓升高）。
通過利用這種橋式電路的特性，空氣流量計就可以通過檢測B點電壓來測量進氣量。
放大器的作用是，把大氣溫度和熱線電阻的溫度進行比較，然后通過三極管進行調節，使熱線電阻的溫度保持高于大氣溫度100℃（由車型而定）的目標。
在此系統中，由于使用了熱敏電阻（Ra），熱線（Rh）的溫度可持續地保持在比進氣溫度更高的恒定溫度上（一般為100℃，由車型而定）。而且，即使進氣溫度是變化的，也能將進氣的質量精確地測量出，所以ECM就沒有必要為了進氣溫度而來校正燃油噴射時間。
此外，因處于高海拔，空氣密度較小，與處于海平面處、相同容積的空氣做比較，則其冷卻能力也較小。其結果是熱線的冷卻量降低。既然探測到的進氣質量也將降低，所以不須要采用高海拔補償校正。
二、氣體流量傳感器類型
電子控制汽油噴射系統的空氣流量傳感器有多種型式，常見的空氣流量傳感器按其結構型式可分為葉片（翼板）式、量芯式、熱線式、熱膜式、卡門渦旋式等幾種。
翼板式(葉片)空氣流量傳感器：
翼板式空氣流量傳感器常用于德囯BSCH傳統的L型燃油嘖射系統，具體車型有豐田凱美瑞、大霸王、馬自達MPV等。目前采用的翼板式空氣流量傳感器有兩種型式，其最大的區別就在于大多數車型的翼板式空氣流量傳感器是按“進氣量增加，信號電壓也增大”的信號特點來工作的而安裝 BOSCH翼板式空氣流量傳感器的車系，其空氣流量傳感器卻按著相反的信號特點運行即進氣量越大,信號電壓越低
量芯式空氣流量傳感器：
熱膜式空氣流量傳感器：
該流量計采用等溫熱線的方式，如圖1所示。圖中RH 、RK 、RA 、RB 組成惠斯頓電橋的四個臂，將熱線RH （通常以鉑絲制成）與溫度補償電阻RK （冷線）同置于所測量的通道中，使RH 與氣流的溫差維持在一個水平（通常是100ºC或150ºC）。
卡門渦旋式空氣流量傳感器：
卡門渦旋式空氣流量傳感器的結構和工作原理如圖11 所示。在進氣管道正中間設有一流線形或三角形的渦流發生器， 當空氣流經該渦流發生器時， 在其后部的氣流中會不斷產生一列不對稱卻十分規則的被稱為卡門渦流的空氣渦流。 根據卡門渦流理論，這個旋渦行列是紊亂地依次沿氣流流動方向移動， 其移動的速度與空氣流速成正比， 即在單位時間內通過渦流發生器后方某點的旋渦數量與空氣流速成正比。因此， 通過測量單位時間內渦流的數量就可計算出空氣流速和流量
三、氣體流量傳感器應用
氣體流量傳感器應用廣泛，極大的影響著社會各行各業的發展。如工業生產、科學實驗、保證產品質量、提高生產效率、節約能源、促進科技的發展等方面起著重要作用。
如今，氣體流量傳感器種類比較多，有節流式、容積式、渦街式、電磁式、熱式、超聲波式等若干種。多數是采集流體的溫度、壓力等信號，再換算成流量。但由于氣體流動狀態不穩定，使氣體流量傳感器的流量測量準確性受到影響。而由美國的科學家發明的插入式氣體流量傳感器，為流量的測量帶來了一場革命，實現了直接測量流體質量流量的目的。隨著科學技術的不斷發展， 氣體流量傳感器變得體積小，低成本，穩定性好，功耗低，可被批量制造。
以上就是小編給大家講解關于氣體流量傳感器工作原理、類型和應用的全部內容，目前國內在這方面的技術還不太成熟，多數靠著國外進口，但是小編相信隨著科技的進步，國內的氣體流量傳感器必能取代進口的氣體流量傳感器。
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