热线(热膜)式空气流量计原理
空气湿度对热膜式空气流量计计量误差的影响
空气湿度对热膜式空气流量计计量误差的影响作者：吴军来源：《价值工程》2014年第06期摘要：现在应用比较广泛的空气流量计就是热膜式空气流量计，但是通过相关的测试可以发现，空气的湿度对于热膜式空气流量计的计量误差有很大的影响，本文就主要是从理论和实验上分析了湿度对于热膜式空气流量计计量的误差以及规律。
Abstract： Now the widely used air flow meter is a hot-film air flow meter. But relevant tests find that air humidity has effect on the measurement error of hot-film air flow meter. This paper mainly analyzes the effect of humidity on air flow meter measurement from theoreticaly and experimentally.关键词：热膜式空气流量计；空气湿度；计量误差Key words： hot-film air flow meter；air humidity；measurement error中图分类号：TH814 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）06-0057-030 引言在过去的时代，汽车是一个以机为主体、以电为辅的一个交通工具，但是现在汽车以及成为了一种高度自动化和电气化的一种新型的交通工具。
现在对于汽车的全面控制基本上可以用一些比较专业的计算机来完成，在这当中，电子控制汽油喷射系统是比较具有代表性的一种。
其主要工作原理就是，首先就是通过计量器来对发动机的进气量进行计算，然后在根据相应的进气量来决定相关汽油的喷射量，从而来使得发动机达到一个最佳的控制效果。
所以从另一方面就可以看出，其实发动机的工作效率的高低，主要就是取决于流量计对于进气量的精准程度。
汽车空气流量计工作原理_概述说明以及解释
汽车空气流量计工作原理概述说明以及解释1. 引言1.1 概述汽车空气流量计是汽车发动机控制系统中重要的传感器之一。
它用于测量引入发动机的空气流量，以便准确调节燃料喷射量，并确保发动机正常运行。
空气流量计通过检测进入发动机的空气质量和数量，为发动机控制单元提供必要的信息。
因此，了解汽车空气流量计的工作原理和其在整个系统中的作用非常关键。
1.2 文章结构本文将从以下几个方面对汽车空气流量计进行介绍和分析。
首先，在第二部分中，我们将详细介绍汽车空气流量计的工作原理，并解释其基本原理和组成部分。
然后，在第三部分中，我们将概述说明空气流量计在汽车系统中的重要性，并比较不同类型的空气流量计及其应用领域。
接着，在第四部分，我们将进一步解释空气流量计的测量原理以及与车辆控制系统之间的关系，并讨论可能出现的问题及其解决方法。
最后，在第五部分，我们会总结文章内容，并提出对未来研究和发展方向的展望和建议。
1.3 目的本文旨在提供对汽车空气流量计工作原理的全面说明和解释，并探讨其对汽车性能和燃油经济性的影响。
通过深入了解空气流量计的原理和功能，读者将能够更好地理解汽车发动机控制系统中该关键传感器的作用，以及如何诊断和解决潜在的问题。
此外，本文还将指出未来研究该领域所需的方向，并为相关技术的改进提供参考。
2. 汽车空气流量计工作原理:2.1 原理介绍:汽车空气流量计是一种用于测量发动机进气量的装置，其工作原理基于热敏电阻和高频振荡技术。
空气流量计通过测量进入发动机的空气质量来确定所需的燃油供应。
当空气通过流量计时，它会使得组成流量计的热敏电阻受到冷却或加热。
这个温度变化导致了电阻值的变化，从而产生电压信号。
2.2 流量计的构成和功能:汽车空气流量计通常由两个主要部分组成：传感器和控制单元。
传感器包含一个热丝或热膜，其在同一温度下比周围环境多余几度。
当空气经过传感器时，热丝或热膜会被冷却，并通过改变电子元件中的电导率来呈现出相应的电信号。
热膜式空气流量计的测量技术
热膜式空气流量计的测量技术摘要：空气流量计是汽车电控系统的一个重要元件，它担负着向电脑传递进气量大小信号的任务，它性能的好坏直接影响到发动机能否正常工作，因此掌握空气流量计的检测与故障诊断方法就特别重要测量技术。
热膜式空气流量计是基于热平衡原理，用于检测吸入发动机空气的质量流量计。
可测量吸入发动机气缸的空气量并将其转变成电信号传送给ECU，是确定基本喷油量的重要依据之一。
本文通过对热膜式空气流量计的测量原理、温度补偿的分析介绍了其测量技术。
关键词：热膜式空气流量计热平衡测量技术空气流量传感器AFS（Air Flow Sensor）又称为空气流量计AFM（Air Flow Meter），其功用是检测发动机进气量大小、并将进气量信息转换成电信号输入电控单元（ECU），以供ECU计算确定喷油时间（即喷油量）和点火时间。
进气量信号是控制单元计算喷油时间和点火时间的主要依据，同时对发动机的正常运转、提高燃油效率及减少汽车尾气排放起到至关重要的作用。
一、热膜式空气流量计的基本原理热膜式空气流量计是基于热平衡原理，用于检测吸入发动机空气的质量流量计。
可测量吸入发动机气缸的空气量并将其转变成电信号传送给ECU，是确定基本喷油量的重要依据之一。
1—接线插座2—护套1—过滤层2—温度补偿电阻3—铂金属膜4—防护网3—热膜电阻热膜式空气流量计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。
此外还具有进气阻力小，不磨损部件等优点，因此目前大多数中高档轿车都采用了这种热膜式空气流量计。
热膜式空气流量计的结构如图1所示，热膜电阻设在其内部的进气通道的一个矩形护套中。
为了防止污物沉积到热膜电阻上影响测量精度，在护套的空气入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没有铂金属膜式温度补偿电阻，如图2所示。
空气流量计_实训报告
一、实训背景随着汽车工业的不断发展，汽车电子控制系统在提高汽车性能、降低能耗、保障安全等方面发挥着越来越重要的作用。
空气流量计作为电子控制燃油喷射系统中的关键传感器，其性能直接影响着发动机的燃烧效率和排放质量。
为了深入了解空气流量计的工作原理和检测方法，我们进行了本次实训。
二、实训目的1. 理解空气流量计的工作原理和结构。
2. 掌握空气流量计的检测方法和故障诊断。
3. 提高动手实践能力，为今后从事汽车电子维修工作打下基础。
三、实训内容本次实训主要包括以下内容：1. 空气流量计的结构和工作原理。
2. 空气流量计的检测方法。
3. 空气流量计的故障诊断。
四、实训过程1. 空气流量计的结构和工作原理空气流量计主要分为热线式和热膜式两种。
本次实训以热线式空气流量计为例，介绍了其结构和工作原理。
热线式空气流量计主要由传感器、加热器和电路板组成。
传感器由一根细长的加热丝和金属外壳构成，加热丝位于传感器内部，电路板通过加热器控制加热丝的温度。
当空气流过加热丝时，加热丝的温度会降低，电路板根据加热丝温度的变化来计算空气流量。
2. 空气流量计的检测方法（1）外观检查：检查传感器是否有破损、松动等现象。
（2）供电电压检测：将点火开关扭置ON位置，测量空气流量计线束连接器的端子B的电压，应为9～14V。
（3）内部搭铁检测：拔下传感器插头，测量插头上3与搭铁间的电阻，应为无穷大。
（4）VG信号检测：取下传感器插头，提供电源并搭铁，用吹风机模拟进行检测，VG信号应为脉冲信号。
（5）空气流量传感器检测：启动发动机，测量插头上2与搭铁间的电压，应为13V左右。
3. 空气流量计的故障诊断根据检测方法，我们可以判断空气流量计是否存在以下故障：（1）供电电压异常：检查点火开关、线束连接器等部件。
（2）内部搭铁异常：检查传感器插头、搭铁线等部件。
（3）VG信号异常：检查加热器、电路板等部件。
（4）空气流量传感器异常：检查传感器、加热器等部件。
任务二空气流量传感器的检测与维修
（1）光电式空气流量计：
结构：涡流发生器、整流栅、发光二极管、光敏晶体管、反射镜。
反光镜
01
发光二极管
02
板弹簧
03
涡流发生器
04
导压孔
05
光敏晶体管
06
进气流
07
空气流过涡流发生器时，在其后面产生卡尔曼涡
流。这时，涡流发生器两侧的压力会发生变化，通过导
1.热线式空气流量计的常规检测方法（5线）
第一步：MAF供电电压检测
断开空气流量计连接器。
将点火开关扭置ON位置。
测量空气流量计线束连接器的端子+B的电压，应为9～14V。
03
第二步：内部搭铁检测
第三步：VG信号检测。取下，提供电源并搭铁，用吹风机模拟进行检测。
添加标题
带有加热清洁功能的热线式空气流量计的电路
发动机工作时，超声波发生器就不断地向超声波接收
器发出一定频率的超声波。与此同时，进气流通过涡流
发生器，并在其后产生涡流。
当由发射器发射的超声波通过进气流到达接收器
时，由于涡流的影响，使接收器接收到超声波信号的时
间和时间差（相邻波间的相位差）发生变化，且此变化
与涡流频率成正比。集成控制电路据此可计算出涡流的
在多点燃油喷射系统（MPI）中，检测进气量的方法，在“D”型和“L”型两种燃油喷射系统中各不相同。
“L”型燃油喷射控制系统中，进气量的测量是通过直接测量法，即利用空气流量传感器，直接测量进气管内被吸入发动机气缸内的空气量，因此，这种检测进气量方法的精度较高，控制效果优于“D”型燃油喷射系统，但成本较高。
3
在急加速时波形中的小尖峰是由于叶片过量摆动造成的
空气流量计传感器检测课件
②线束短路性测试：将数字万用表设置在电阻200KΩ档，测量空气流 量计针脚2与电控单元针脚11、12、13之间电阻，应为∞。测量空气流量 计针脚与电控单元针脚：3—11、13；4—12、13；5—11、12之间电阻均 应为∞。
热膜式空气流量计传感器工作原理与检测 注意： 在实际维修中，欲测试各条线束的导通性，应关闭 点火开关，拔下传感器插头与电控单元插接器，使用数 字万用表分别测量各线束间的电阻，相连导线电阻应当 小于5Ω，不相连导线电阻应∞为正常。而在汽车微机控 制故障检测诊断实验系统的发动机实验台上，进行本项 测试不用拔传感器与电控单元插头。在实际测量中，由 于测量手法、万用表本身的误差以及被测物体表面的氧 化与灰尘等因素，发生几个欧姆的误差属正常现象，不 必拘泥于具体数字。
热膜式空气流量计传感器工作原理与检测
（2）电压测试 本项目电压测试有电源电压测试和信号电压测试两部分，其中信号 电压测试是确定空气流量计是否失效的主要依据。 ①电源电压测试：在汽 车微机控制故障检测诊断 实验系统的发动机实验台 上进行。打开点火开关， 将数字万用表设置在直流 电压20V档，红色表针置于 空气流量计针脚2，黑色表 针置于电瓶负极或发动机 进气歧管壳体，打起动机 时应显示12V左右的电压；
热膜式空气流量计传感器工作原理与检测
2、空气流量计的电路连接图和插头端子如图所示
热膜式空气流量计传感器工作原理与检测
检测条件与标准参数如下表所示 端子名称 2号端子 4号端子 5号端子怠速 5号端子急加速 电压（v） 12 5 1.4 2.8
空气流量计各管脚定义 端子 1号端子 2号端子 3号端子 4号端子 5号端子 定义 空脚 12V电压 ECU内搭铁 5V参考电压 反馈信号
热膜式空气流量计传感器工作原理与检测
空气流量传感器原理
空气流量传感器原理车用空气流量传感器（或称空气流量计）是用来直接或间接检测进入发动机气缸空气量大小，并将检测结果转变成电信号输入电子控制单元ECU。
电子控制汽油喷射发动机为了在各种运转工况下都能获得最佳浓度的混合气，必须正确地测定每一瞬间吸入发动机的空气量，以此作为ECU计算(控制)喷油量的主要依据。
如果空气流量传感器或线路出现故障，ECU得不到正确的进气量信号，就不能正常地进行喷油量的控制，将造成混合气过浓或过稀，使发动机运转不正常。
电子控制汽油喷射系统的空气流量传感器有多种型式，目前常见的空气流量传感器按其结构型式可分为翼片(叶片)式、卡尔曼涡流式、热膜式等几种。
1、翼片式空气流量传感器图9-9是翼片式空气流量计工作原理图，该空气流量传感器在主进气道内安装有一个可绕轴旋转的翼片。
在发动机工作时，空气经空气滤清器过滤清器过滤后进入空气流量传感器并推动翼片旋转，使其开启。
翼片开启角度由进气量产生的推力大小和安装在翼片轴上复位弹簧弹力的平衡情况决定。
当驾驶员操纵加速踏板来改变节气门开度时，进气量增大，进气气流对翼片的推力也增大，这时翼片开启的角度也增大。
在翼片轴上安装有一个与翼片同轴旋转的电位计，这样在电位计上滑片的电阻的变化转变成电压信号。
当空气量增大时，其端子VC和VS之间的电阻值减小，两端子之间输出的信号电压降低；当进气量减小时，进气气流对翼片的推力减小，推力克服弹簧弹力使翼片偏转的角度也减小，端子VC与VS之间的电阻值增大，使两端子间输图9-9 翼片式空气流量计工作原理出的信号电压升高。
ECU通过变化的信号电压控制发动机的喷油和点火时间。
2、卡曼涡旋式空气流量传感器为了克服动片式空气流量传感器的缺点，即在保证测量精度的前提下，扩展测量范围、并且取消滑动触点，人们又开发出小型轻巧的空气流量传感器，即卡曼涡旋式空气流量传感器。
野外的架空电线被风吹时会嗡嗡发出声响，风速越高声音频率越高，这是因气流流过电线后形成涡旋所致，液体、气体等流体中均会发生这种现象，利用这一现象可以制成涡旋式流量传感器。
空气流量传感器
2）接通点火开关，起动发动机使其运转，用万用电表电 压档测量ECU配线连接器的KS－E2之间电压，应为2 －4V。进气量越大，电压越高。
3）若测量值与上述规律不符，应检查空气流量传感器与 ECU之间的配线和连接器；
①如果检查配线或连接器有问题，应修理或更换新件。
②若配线或连接器无问题，可拔开空气流量传感器配线 连接器，接通点火开关，测Vc－E2两端子间电压，应 为4.5－5.5V。
如图所示为主流测 量方式传感器的结构组 成。
取样管安装在主进 气道中央，取样管安装 有一根直径为70m的 铂金丝，两端有金属防 护网固定在壳体上。
控制线路板上有六 端子插座与ECU连接， 用于输入信号。
主流测量方式的 热线式空气流量传感器
防护网
取样管 白金热线
温度 补偿电阻
连接器
控制电路板
空气流
旁通测量方式的 热线式空气流量传感器
（二）涡流式空气流量传感器检测 1.开路检测 点火开关断开，拔下传感器的配线连接器。通过加 温检测热敏电阻温度传感器的阻值变化。
2.在路检测
点火开关接通，检测电源、有关端子的电压值、信 号波形和线路的导通。
涡流式空气流量传感器的优点
涡流式空气流量传感器具有体积小、重量轻、结构简 单、进气阻力小等优点。
当40kHz频率超声波穿过进气气流到达超声波接收器 时，由于受到气流移动速度及压力变化的影响，因此从超 声波接收器接收到的超声波信号的相位(时间间隔)及相位 差(时间间隔之差)就会发生变化，控制电路根据相位或相 位差的变化情况就可计量出涡流频率。涡流频率信号输入 ECU后，ECU就可计算出进气量。
由于两类涡流式空气流量传感器检测的均是进气的体积 流量，两类传感器均有进气温度传感器和大气压力传感器修 正流量检测带来误差。
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电路图中由以下电阻组成一个电桥。
电桥的一个臂是图中Rh，称为热线；另一个臂Rx，称为冷线。
再一个臂为精密电阻，最后一个臂Rb是一个可用修正的电阻。
发动机在工作时热线Rh有电流通过，因而温度较高，和冷线Rx之间的温差应保持不变（一般为120度）。
当空气流经热线Rh时，带走热量而使热线Rh温度下降，空气流量越大，带走热量越多，热线Rh温度下降越多。
热线Rh是电桥的一个臂，它是一个具有正温度系数的电阻，当温度下降时电阻值变小，此时电阻值的变小造成电桥不平衡，此不平衡对集成电路IC进行了控制，集成电路是给电桥提供电流的，它控制电流使热线Rh保持恒温以达到Rh电阻恒定而使电桥不断平衡，要想维持此平衡电路的变化应随空气流量的大小而改变，空气流量大时，电流增大；空气流量小时，则电流减小。
Ra与Rh串联，串联电路的电流相等，Rh的电流同样流经Ra的电源负极，这时在Ra上产生一个电压，这个电压大小的变化和电流大小变化成正比，和空气流量变化成正比。
该电阻上的电压作为空气流量计的输出信号。
在空气流量计不变的情况下，进气温度不一样时，从热线带走的热量也不一样，为了解决这一问题，在电桥中用了Rx这个电阻，它也是铂做成的，它的阻值变化是随着空气温度变化而变化的，起一个补偿作用，使空气温度不一样造成的测量误差得到补偿，以保证空气流量计的准确性。