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熱式質(zhì)量流量計基本原理淺析
作者：
時(shí)間：2013-12-05
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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集成熱膜敏感元件具有靈敏度高，幾何尺寸小，動(dòng)態(tài)響應快等優(yōu)點(diǎn)。這種微型傳感器穩定性好，精度高，壓損小，一致性好，可進(jìn)行批量生產(chǎn)。
2.4 薄膜鉑電阻敏感元件
薄膜鉑電阻的制作與熱膜敏感元件基本類(lèi)似，即將金屬鉑在真空條件下，采用濺射的方法沉積于陶瓷或玻璃基片上，并經(jīng)刻劃、引線(xiàn)、涂釉、燒結退火等工藝制成。
薄膜鉑電阻作為一種新型的測溫元件，具有尺寸小、響應快、易于與集成電路相匹配的特點(diǎn)，且具有測溫范圍寬、精度高、線(xiàn)性好、性能穩定等優(yōu)點(diǎn)。目前廣泛應用于化工、能源、機電、航空航天、國防等各領(lǐng)域中溫度測量和控制及溫度補償。
根據實(shí)際情況及相關(guān)課題的研究，本論文中采用薄膜鉑電阻作為熱膜敏感元件，其溫度特性將在第四章進(jìn)行詳細的實(shí)驗研究。
3 熱式質(zhì)量流量計的工作模式
目前，在工業(yè)中使用的熱式質(zhì)量流量計的傳感電路工作模式基本有兩種類(lèi)型：恒流型和恒溫型。
3.1 恒流工作模式
典型的恒流風(fēng)速計是由惠斯登電橋和R－C補償電路構成。在恒流工作模式，敏感元件工作溫度（電阻）是變化的，但流過(guò)敏感元件的電流是不變的。這樣，就可以通過(guò)檢測敏感元件的溫度變化，確定被測量介質(zhì)的流速。
恒流工作模式的風(fēng)速計存在的熱滯后效應，所以必須對恒流風(fēng)速計動(dòng)態(tài)響應進(jìn)行補償。恒流流速計的熱滯后效應大，電子補償困難多，難以適應熱膜技術(shù)的使用需要，特別是補償本身還必須隨流動(dòng)速度而變，致使實(shí)際使用上存在著(zhù)諸多不便，因而恒流流速計的發(fā)展實(shí)際上困難重重，發(fā)展速度緩慢。同時(shí)，由于恒流風(fēng)速計存在使用不方便，隨著(zhù)速率的增加輸出信號減小以及敏感元件容易受到損害等問(wèn)題，所以恒流型工作模式現在一般很少采用。
3.2 恒溫工作模式
恒溫型風(fēng)速計主要也是由一個(gè)惠斯登電橋構成。在恒溫工作模式，敏感元件工作在恒溫條件下（電阻不變）。利用反饋控制電路使熱線(xiàn)溫度和電阻保持恒定。熱線(xiàn)是作為電橋的一臂而存在的。當加有電流的熱線(xiàn)置于流場(chǎng)當中時(shí)，由于流體流動(dòng)的關(guān)系，熱線(xiàn)溫度將發(fā)生改變。這種改變立即導致電橋偏離平衡，從而輸出不平衡信號。這個(gè)不平衡信號經(jīng)放大以后又反饋到電橋中，以抑制熱線(xiàn)的溫度改變，補償熱線(xiàn)電阻的變化，從而使電橋恢復平衡，使熱線(xiàn)溫度和電阻保持恒定。
由于恒溫型測量電路易于使用，頻率響應高，低噪聲等一系列優(yōu)點(diǎn)，所以本課題的測量電路采用恒溫型電路。
參考文獻
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