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流量傳感器LMM-01在汽車(chē)電子中的應用
作者：
時(shí)間：2013-02-17
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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1. 引言
隨著(zhù)我國經(jīng)濟建設步伐的加快，汽車(chē)開(kāi)始越來(lái)越多的進(jìn)入現代家庭，汽車(chē)電子也因此受到更多的重視。近些年來(lái)，國內外眾多企業(yè)和學(xué)術(shù)科研機構投入了大量的人力物力，研究和開(kāi)發(fā)新的汽車(chē)電子技術(shù)，并在某些領(lǐng)域取得了許多突破性的進(jìn)展。
傳感器技術(shù)作為現代工業(yè)控制四大支柱產(chǎn)業(yè)，在汽車(chē)電子的設計研究中占有突出的地位，傳感器已成為汽車(chē)控制系統中的一個(gè)重要組成部分。通常一輛現代化的汽車(chē)，裝備的傳感器數可多達50~60個(gè)，而國外有些高級轎車(chē)，其裝備的傳感器數已達到數百個(gè)，至于概念型汽車(chē)裝備的傳感器數就更多了。傳感器已成為世界裝備市場(chǎng)上增長(cháng)最快的領(lǐng)域之一。[1]
事實(shí)上，應用于汽車(chē)上的傳感器有很多種，目前主要有：溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、位移傳感器以及速度、加速度傳感器等等[2]。這些汽車(chē)傳感器的銷(xiāo)售量約占有傳感器總銷(xiāo)售量的三分之一，其中流量傳感器就是非常重要的一種傳感器。
2. LMM-01的工作原理
流量傳感器主要用于檢測發(fā)動(dòng)機的空氣進(jìn)氣量和燃油噴射量，從而將空燃比控制在最佳值附近，此外流量傳感器還廣泛利用于排氣再循環(huán)、防滑驅動(dòng)、剎車(chē)防抱死系統以及電控懸架等許多方面。目前市場(chǎng)上用于檢測燃料流量的傳感器主要有水輪式和循環(huán)球式，其動(dòng)態(tài)范圍為0～60kg/h，工作溫度在－40℃～120℃，精度為 1％，響應時(shí)間為 10ms。 
而由于氣體的可壓縮性，通常我們檢測氣體質(zhì)量流量，市場(chǎng)上主要使用的有熱線(xiàn)式流量傳感器。這種傳感器采用熱耗散原理，將一個(gè)熱線(xiàn)式敏感元件安放在空氣入口的旁路中，在輔助熱線(xiàn)元件的溫度補償作用下，檢測空氣質(zhì)量流量。但是這種傳感器的缺點(diǎn)是不能檢測空氣流量的回流波動(dòng)。此外檢測氣體流量的傳感器還有熱膜式流量傳感器、卡爾曼旋渦式傳感器和壓力式傳感器。[3]
LMM-01流量傳感器是一種基于傳統的熱膜片風(fēng)力計原理的新型傳感器。該傳感器是借助先進(jìn)的薄膜片技術(shù)，將性能穩定的薄膜片電阻加工到一片薄膜上。由于采用了MEMS加工，因此一方面縮短了傳感器響應時(shí)間，另一方面也能測量出了回流流量。LMM-01的原理電路圖可以參見(jiàn)圖1所示，由于采用了前后橋電路，所以我們可以很方便的判斷出流體流向，從而進(jìn)一步測量出回流流量。 
為了防止溫度變化對測量精度的影響，傳感器中采用了兩片熱敏電阻分別對前后橋進(jìn)行了溫度補償。為了提高精度，兩片用于測量溫度的熱敏電阻6、7與流體流向9平行布置，而用于測量流體流量的兩片熱電阻傳感器4、5互相平行并與流向9垂直布置（如圖2所示），其中3為傳感部件，17、18都是 數量級的SiO2薄膜，19為Si底層，20為帶狀電導。
3. LMM-01在電噴系統中的應用研究
汽車(chē)電子技術(shù)是從電子控制燃油噴射技術(shù)開(kāi)始的。隨著(zhù)電子技術(shù)的發(fā)展，電控燃油噴射經(jīng)歷了從電子管、晶體管、集成電路到微處理器控制，從模擬電子噴射到數字電子噴射的發(fā)展過(guò)程。[4]
電控燃油噴射的目的是將空燃比控制在最佳值。所謂空燃比是指吸入到氣缸里的工作混合氣體中，空氣質(zhì)量和燃油質(zhì)量的比值，通常最佳值在14.7左右。將空燃比控制在最佳值附近不僅能夠減少有害廢氣的排放，而且能夠提高燃油的經(jīng)濟性和車(chē)輛的動(dòng)力性[5]。顯而易見(jiàn)，控制空燃比最主要的是要檢測并控制到空氣質(zhì)量流量和燃油質(zhì)量流量，因此流量傳感器在電噴系統中是非常重要的傳感器，其產(chǎn)品性能的優(yōu)劣直接影響到控制效果的好壞。
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