气体流量传感器工作原理、类型和应用
随着新技术的不断发展，如今越来越多的现代汽车都在应用着传感器，从而提高汽车发动机的经济、动力和排放性能等等。大家都知道汽车中有着种类繁多的传感器，它们各司其职以加强汽车的电子化和智能化的进程。今天小编就给大家讲讲这些传感器中的一种气体流量传感器，让我们一起探究其工作原理、类型和应用。
一、气体流量传感器工作原理
气体流量传感器（热线式空气质量流量）是电喷发动机的重要传感器之一。它将吸入的空气流量转换成电信号送至电控单元(ECU），作为决定喷油的基本信号之一，是测定吸入发动机的空气流量的传感器。
热线式空气质量流量（MAF）传感器电路由传感器、控制模块及将上述二者连接起来的导线构成。传感器向动力控制模块（ECM）输出直流电压信号，其幅度正比于发动机的进气量。
热线式空气流量传感器的基本结构由感知空气流量的铂热线（电热丝）、根据进气温度进行修正的温度补偿电阻（冷线）、控制热线电流并产生输出信号的控制线路板以及空气流量传感器的壳体等元件组成。
打开点火开关后，铂热线通电并产生热量，当气流通过这根线时，热线的冷却与进气量相应。ECM通过控制流过热线的电流来保持热线温度恒定，这样电流与进气量成比例，而ECM通过检测通电电流就可以测得当前的进气量。
MAF传感器的工作原理示意效果
上图为MAF传感器的工作原理示意效果，在实际空气流量计，铂热线并入了惠斯顿桥式电路。如下图所示。惠斯顿桥式电路具有这样的特性：当沿着对角线的电阻值相等（[Ra+R3]·R1=Rh·R2）时，A点和B点的电位相等。
桥式电路的特性
当热线（Rh）被吸入的空气冷却时，电阻值降低导致A点、B点产生电位差。运算放大器检测到电位差并且施加电压给电路（增加热线（Rh）电流）。这样热线（Rh）温度上升使热线阻值增大，直到A点和B点的电位相等（A、B电压升高）。
通过利用这种桥式电路的特性，空气流量计就可以通过检测B点电压来测量进气量。
放大器的作用是，把大气温度和热线电阻的温度进行比较，然后通过三极管进行调节，使热线电阻的温度保持高于大气温度100℃（由车型而定）的目标。
在此系统中，由于使用了热敏电阻（Ra），热线（Rh）的温度可持续地保持在比进气温度更高的恒定温度上（一般为100℃，由车型而定）。而且，即使进气温度是变化的，也能将进气的质量精确地测量出，所以ECM就没有必要为了进气温度而来校正燃油喷射时间。
此外，因处于高海拔，空气密度较小，与处于海平面处、相同容积的空气做比较，则其冷却能力也较小。其结果是热线的冷却量降低。既然探测到的进气质量也将降低，所以不须要采用高海拔补偿校正。
二、气体流量传感器类型
电子控制汽油喷射系统的空气流量传感器有多种型式，常见的空气流量传感器按其结构型式可分为叶片（翼板）式、量芯式、热线式、热膜式、卡门涡旋式等几种。
翼板式(叶片)空气流量传感器：
翼板式空气流量传感器常用于德囯BSCH传统的L型燃油啧射系统，具体车型有丰田凯美瑞、大霸王、马自达MPV等。目前采用的翼板式空气流量传感器有两种型式，其最大的区别就在于大多数车型的翼板式空气流量传感器是按“进气量增加，信号电压也增大”的信号特点来工作的而安装 BOSCH翼板式空气流量传感器的车系，其空气流量传感器却按着相反的信号特点运行即进气量越大,信号电压越低
量芯式空气流量传感器：
热膜式空气流量传感器：
该流量计采用等温热线的方式，如图1所示。图中RH 、RK 、RA 、RB 组成惠斯顿电桥的四个臂，将热线RH （通常以铂丝制成）与温度补偿电阻RK （冷线）同置于所测量的通道中，使RH 与气流的温差维持在一个水平（通常是100ºC或150ºC）。
卡门涡旋式空气流量传感器：
卡门涡旋式空气流量传感器的结构和工作原理如图11 所示。在进气管道正中间设有一流线形或三角形的涡流发生器， 当空气流经该涡流发生器时， 在其后部的气流中会不断产生一列不对称却十分规则的被称为卡门涡流的空气涡流。 根据卡门涡流理论，这个旋涡行列是紊乱地依次沿气流流动方向移动， 其移动的速度与空气流速成正比， 即在单位时间内通过涡流发生器后方某点的旋涡数量与空气流速成正比。因此， 通过测量单位时间内涡流的数量就可计算出空气流速和流量
三、气体流量传感器应用
气体流量传感器应用广泛，极大的影响着社会各行各业的发展。如工业生产、科学实验、保证产品质量、提高生产效率、节约能源、促进科技的发展等方面起着重要作用。
如今，气体流量传感器种类比较多，有节流式、容积式、涡街式、电磁式、热式、超声波式等若干种。多数是采集流体的温度、压力等信号，再换算成流量。但由于气体流动状态不稳定，使气体流量传感器的流量测量准确性受到影响。而由美国的科学家发明的插入式气体流量传感器，为流量的测量带来了一场革命，实现了直接测量流体质量流量的目的。随着科学技术的不断发展， 气体流量传感器变得体积小，低成本，稳定性好，功耗低，可被批量制造。
以上就是小编给大家讲解关于气体流量传感器工作原理、类型和应用的全部内容，目前国内在这方面的技术还不太成熟，多数靠着国外进口，但是小编相信随着科技的进步，国内的气体流量传感器必能取代进口的气体流量传感器。
