热丝式流量传感器与热膜式空气流量传感器的异同

热丝式与热膜式空气流量传感器是一种借鉴日常生活中使用的电吹风机的工作原理而开发研制的检测吸入发动机空气的质量流量传感器。热丝式空气流量传感器的发热元件是铂金属丝，热膜式空气流量传感器的发热元件是铂金属膜，铂金属发热元件的响应速度很快，能在几毫秒内反映出空气流量的变化，因此测量精度不受进气气流脉动的影响(气流脉动在发动机大负荷、低转速运转时最为明显)。此外，它还具有进气阻力小、无磨损部件等优点，因此目前大多数中高档轿车都采用了这种传感器。如博世LH型燃油喷射系统、通用别克(Buick)、尼桑千里马(MAXIMA)、尼桑风度(CEFIRO)、瑞典沃尔沃(VOLVO)等轿车采用了热丝式空气流量传感器；马自达(MAZDA)626、捷达都市先锋(GETI`A AT)、新捷达王(GETIA GTX)、捷达前卫(GETIYAGIX)、红旗CA7220E和桑塔纳时代超人(SANTA-NA2000GSI)等型轿车采用了热膜式空气流量传感器。

热丝式与热膜式空气流量传感器的结构特点

热丝式空气流量传感器由壳体、热线、温度传感器、控制电路板、金属防护网等构成。根据热线在壳体内安装的部位不同，可分为主流测量式和旁通测量式两种结构形式。热丝测量式传感器壳体两端设置有与进气道相连接的圆形连接接头，空气入口和出口都设有防止传感器受到机械损伤的防护网。传感器入口与空气滤清器一端的进气管连接，出口与节流阀体一端的进气管连接。传感器内部套装有一个取样管，取样管中设有一根直径很小(约70μm)的铂金属丝作为发热元件，并制作成Ⅱ形张紧在取样管内。传感器工作时，铂金属丝将被控制电路提供的电流加热到高于进气温度120℃：，因此称之为热丝。由于进气温度变化会使热丝的温度发生变化而影响进气量的测量精度，因此在热丝附近的气流上游设有温度补偿电阻丝。早期制作的流量传感器采用铂金属丝制作温度补偿电阻丝，该电阻丝靠近进气口一侧，因此称之为冷丝，由于电阻丝在使用中容易折断而导致传感器报废，因此目前大多数都采用在氧化铝陶瓷基片上印制铂膜电阻丝。该温度补偿电阻丝相当于一个进气温度传感器，其电阻值随进气温度变化而变化。当传感器工作时，控制电路提供的电流将使温度补偿电阻的温度始终低于发热元件的温度120℃。这样温度补偿电阻的温度起到一个参照标准的作用，使进气温度的变化不致于影响发热元件测量进气量的精度。

热膜式空气流量传感器的结构特点

热膜式空气流量传感器是热丝式传感器的改进产品，其发热元件采用平面形铂金属膜电阻器，故称为热膜电阻。热膜电阻的制作方法是：首先在氧化铝陶瓷基片上采用蒸发工艺沉积铂金属薄膜，然后通过光刻工艺制作成梳状图形电阻，将电阻值调节到设计要求的阻值后，在其表面覆盖一层绝缘保护膜，再引出电极引线即制成。

在传感器内部的进气通道上设有一个矩形护套(相当于取样管)，热膜电阻设在护套中。为了防止污物沉积到热膜电阻上而影响测量精度，在护套的空气人口一侧设有空气过滤层，用以过滤空气中的污物。为了防止进气温度变化使测量精度受到影响，在热膜电阻附近的气流上游设有铂金属膜式温度补偿电阻。温度补偿电阻和热膜电阻与传感器内部控制电路连接，控制电路与线束连接器插座连接，线束插座设在传感器壳体中部。与热丝式流量传感器相比，热膜电阻的阻值较大，所以消耗电流较小，使用寿命较长。但是，由于其发热元件表面制作有一层绝缘保护薄膜，存在辐射热传导作用，因此响应特性稍差。

热丝式与热膜式空气流量传感器测量原理

热丝式空气流量传感器的工作原理：在空气通道中放置热丝电阻RB。，通电后使电热体保持一定的温度，空气流过时，电热体的热量被带走，其温度会下降。电热体周围通过的空气流量增大，被带走的热量也随之增加。热丝式空气流量传感器就是利用热丝与空气之间的这种热传递现象进行空气质量流量测量的。其工作原理是将热丝温度与吸入空气温度之差保持在100℃，热丝温度由混合集成电路A控制。当空气质量流量增加时，由于空气带走的热量增多，为保持热丝温度，混合集成电路使热丝通过的电流增大；反之，则减小。这一根据空气质量流量大小而变化的电流，在输出端变成了电压的变化。该电压信号和转速信号同时作为主要的控制参数输入ECU。

热丝式空气流量传感器在使用一段时间后，由于热丝表面受空气尘埃沾污，其热辐射能力降低将会影响传感器的测量精度，因此控制电路中设计有“自洁电路”来实现自洁功能。每当ECU接收到发动机熄火的信号时，ECU将控制自洁电路接通，将热丝加热到1000℃，并持续1s，使沾附在热丝上的尘埃烧掉。另一种防止热丝沾污的方法是，提高热丝的保持温度，一般将保持温度设定在200℃以上，以便烧掉沾附的污物。热膜式传感器铂金属膜的面积比热丝的表面积大得多，且覆盖有一层绝缘保护膜，因此不会因沾污污物而影响测量精度。

热膜式空气流量传感器的工作原理：热膜式空气流量传感器的工作原理与热线式空气流量传感器的工作原理基本相同，只是将发热体由热丝改为热膜。这种结构可使发热体不直接承受空气流所产生的压力，增加了发热体的强度，提高了空气流量传感器的可靠性。本文源自泽天传感，转载请保留出处。