淺談氣體流量傳感器的工作原理

    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。

 

    在氣體流量傳感器此系統中，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。