Тепловой датчик воздушного потока

Особое преимущество теплового датчика заключается в том, что он измеряет массовый расход воздуха. Принцип его действия таков: когда воздух проходит вблизи нагретой нити, он уменьшает ее температуру. Если измерительная схема будет увеличивать ток через нить таким образом, чтобы поддерживать температуру нити постоянной, тогда этот ток будет пропорционален скорости воздушного потока. В прибор также входит резистор, компенсирующий изменения температуры. «Горячая нить» изготавливается из платины и имеет длину порядка нескольких миллиметров и толщину около 70 микрон. Из-за малых размеров постоянная времени этого датчика крайне мала — порядка нескольких миллисекунд. Это очень большое преимущество, поскольку любые пульсации в воздушном потоке будут немедленно обнаружены и переданы в блок контроля. Выходной сигнал схемы, входящей в теплопроводный датчик, и есть напряжение на прецизионном резисторе. На рисунке показан тепловой датчик воздушного потоки фирмы Бош.

Рис. Датчик массового расхода воздуха (источник: Bosch Press)

Сопротивление нагретой нити и прецизионного резистора подобраны так, чтобы ток нагревая нити менялся между 0,5 А и 1,2 А. На другом плече моста используются резисторы большого сопротивлении, поэтому ток очень слабый. Резистор, компенсирующий температуру, имеет сопротивление около 500 Ом, которое должно оставаться постоянным независимо от изменения температуры. По этой причине используется тонкопленочный платиновый резистор. Компенсирующий резистор может увеличить время реагирования системы до 3 сек.

Выходной сигнал этого прибора может меняться при загрязнении нити. Однако нагревание нити до очень высокой температуры всего на 1 сек при каждом включении двигателя предотвращает любое загрязнение благодаря полному обжигу нити. В некоторых датчиках объема воздуха для установки режима холостого хода применяется переменный резистор.