空氣流量計兩種信號的原理與檢測

空氣流量計按傳感器信號類型分類分為兩種，包括模擬信號型流量計和數字信號型流量計。模擬信號型流量計包括葉片式、熱絲式、熱膜式和熱阻式空氣流量計。數字信號型流量計包括卡門漩渦式、熱絲式和熱膜式空氣流量計。其中模擬信號型熱絲式、熱膜式和熱阻式空氣流量計與數字信號型熱絲式和熱膜式空氣流量計結構形式類似，但數字型加裝了數字轉換電路，把信號轉換成數字信號輸入給電控單元（ECU)，而模擬式空氣流量計是把電壓信號直接輸送給電控單元（ECU）。   

1、模擬信號型空氣流量計原理及檢測 

(1)、可動葉片式空氣流量計由2個大部分組成，一是擔任檢測任務的葉片部分，二是擔任轉換任務的電位計。在葉片軸上安裝有1個電位計，它與葉片同軸旋轉，電位計上滑片電阻的變化轉變成電壓信號輸入ECU。此電壓與進氣量成正比，且呈線性關系。此傳感器為三線傳感器，其中兩條是參考電壓的正負端，另一條是滑動電阻活動觸點臂。 葉片式空氣流量計特點是將燃油泵控制開關、空氣溫度傳感器、CO調節器及空氣流量計等功能融為一體，結構較復雜，但精度較高。不過由于葉片具有彈簧阻力增加了進氣阻力，使它對發動機在急加速時的響應不夠理想，故現在很少使用。   
(2)、熱絲式空氣流量計是將加熱絲均勻分布在計量通道內。傳感器用一根鉑絲作為熱絲電阻和檢測環境溫度的熱敏電阻，安裝在進氣道檢測區域中。熱絲通電后產生熱量，氣流通過熱絲時，熱絲的熱量被冷卻，控制熱絲上的電流，可以保持熱絲上的溫度恒定。這樣控制電流與進氣量有著相應的比例關系，即氣流可以改變空氣流量計的輸出電壓。各汽車廠生產的熱線式空氣流量計輸出信號略有差異。德國博世熱絲式空氣流量計輸出信號：怠速時約為2V, 3500r/min時約為3V。福特車用熱絲式空氣流量計輸出信號：未起動時為0-0.5V ,熱怠速時為0.5V-1V，熱車經濟車速時為1.5V-2.5V，節氣門全開時為3V-4.7V。 熱絲式空氣流量計利用熱耗散原理制成，其結構簡單，沒有機械轉動零件，使用耐久，精度高，可準確計量空氣量。但由于熱絲很細（0.010.05mm）且暴露在空氣中，在空氣高速流動時，空氣中的沙粒很容易擊斷熱絲。
(3)、熱膜式空氣流量計的工作原理與熱絲式空氣流量計類似，都是用惠斯登電橋工作的。所不同的是：熱膜式不使用鉑絲作為熱線，而是將熱線電阻、補償電阻及橋路電阻用厚膜工藝制作在同一陶瓷基片上構成的。 熱膜電阻通電后產生熱量，氣流通過熱膜電阻時，熱膜電阻的熱量被冷卻，控制熱膜電阻上的電流，可以保持熱膜電阻上的溫，度恒定。這樣控制電流與進氣量有著相應的比例關系，即氣流可以改變空氣流量計的輸出電壓，信號電壓輸入電控單元ECU后，ECU便可根據信號電壓的高低計算空氣流量的大小。熱膜式空氣流量計輸出信號在0-5V間變化。桑塔納3000型使用的空氣流量計即為熱膜式空氣流量計，桑塔納3000電路空氣流量計接線圖和插頭端子如圖4所示。   
(4)、熱阻式—將加熱絲繞成線圈形式固定在石英玻璃管內或暴露在空氣通道內。由于熱阻式空氣流量計熱絲被固定，故熱線壽命延長，但由于熱阻面積很小，只能部分采空氣流量，要求空氣通道內空氣流速均勻，所以常在進氣側安裝梳流格柵。 熱絲式、熱膜式與熱阻式空氣流量傳感器的響應速度很快，能在幾毫秒時間內反映出空氣流量的變化，因此其測量精度不會受到進氣氣流脈動的影響（氣流脈動在發動機大負荷、低轉速運轉時***為明顯），此外還具有進氣阻力小、無磨損部件等優點。熱膜式傳感器熱膜的面積遠比熱線大，并與熱電阻制作在一起，因此不會因沾染污物而影響測量精度。由于熱膜式和熱阻式空氣流量計均是部分采集空氣計量空氣量，故精度較熱絲式較差。另外，熱絲式、熱膜式和熱阻式空氣流量計還都易受空氣中水分及灰塵的污染，所以在控制電路上都做了專門的設計，每次打開點火開關或關閉點火開關后，流量計中的熱絲會由電路提供瞬時大電流加熱，使熱絲瞬間產生高溫(700-1000℃)，燒掉污染在熱絲、熱膜或熱阻表面的雜質，保持空氣流量計測量精度。