第二節 熱線式空氣流量傳感器

一、熱線式空氣流量傳感器的結構

熱線式空氣流量傳感器按其鉑金熱線安裝位置的不同可分為主流測量方式和旁通測量方式兩種.其結構分別如圖2一15和圖2—16所示。主流測量方式熱線式空氣流量傳感器由鉑金熱線、溫度補償電阻（冷線）、取樣管、控制線路板、防護網及插接器組成。熱線是一根直徑約為0.07mm的鉑金絲，裝在取樣管內的支承環上，其阻值隨溫度變化而變化，當傳感器工作時，能被控制電路提供的電流加熱到120℃左右，因此稱為熱線：取樣管由一個熱線支承環和兩個塑料護套組成，置于空氣流量傳感器主空氣道的中央，兩端有防護網，防護網通過卡箍固定在傳感器的殼體上；溫度補償電阻（冷線）安裝在熱線附近，且在靠近進氣口一側.當傳感器工作時，控制電路向其提供一個電流使其溫度始終低于熱線溫度100℃，這樣冷線溫度可以起到參考標準的作用，使進氣溫度的變化不會影響到熱線測量進氣量的精度：控制線路板上的插座與發動機ECU相連，用于輸入信號。

旁通測量方式熱線式空氣流量傳感器與主流測量方式熱線式空氣流量傳感器的主要區別在于：前者把鉑金熱線和溫度補償電阻（冷線）安裝在旁通空氣道上，同時將熱線和冷線用鉑金絲纏繞在陶瓷螺旋管上。

圖2-15 熱線式空氣流量傳感器的結構（主流測量方式）

圖2-16 熱線式空氣流量傳感器的結構（旁通測量方式）

二、熱線式空氣流量傳感器的工作原理

熱線式空氣流量傳感器的基本原理如圖2-17所示。安裝在控制電路板上的精密電阻尺.和電橋電阻RB、熱線電阻RH。及溫度補償電阻RK。組成了惠斯頓電橋。熱線電阻RH放在進氣道內.當進氣氣流流經熱線時，熱線的熱量被流過的空氣吸收而使其變冷，且當空氣流量增大時，被帶走的熱量也增加，熱線式空氣流量傳感器就是利用熱線與空氣之間的這種熱傳遞進行空氣流量測定的。

混合集成電路A控制熱線溫度，當空氣流過該熱線時，由于空氣帶走熱量使熱線的電阻值發生變化，從而使惠斯頓電橋失去平衡。為了保持該電橋的平衡，必須提高電壓，加大通過熱線的電流，進而使熱線的溫度升高，使原來的電阻值恢復。根據這一原理，通過控制電路，改變惠斯頓電橋的電壓和電流，使熱線損失的熱量與電流加熱熱線所產生的熱量相等.并使熱線的溫度及其電阻值保持一致。這樣，通過熱線電阻的電流便是空氣流量的單一函數，即熱線電流隨空氣流量的增大而增大，隨空氣流量的減小而減小。加熱電流通過精密電阻RA產生的電壓降作為電壓輸出信號輸送給ECU，于是計算機便可通過電壓降的大小測得空氣流量。

圖2-17 熱線式空氣流量傳感器的基本原理

A—混合集成電路 RH—熱線電阻 RK—溫度補償電阻 RA—精密電阻 RB—電橋電阻

精密電阻RA是一個溫度系數很低的金屬箔電阻；溫度補償電阻RK用來對熱線電阻的溫度進行參照，使兩者之間的溫度差控制在100℃左右，從而提高測量精度，該補償電阻與電橋電阻RB的阻值都較高，這樣能減少電能的損耗。

熱線式空氣流量傳感器由于其熱線表面與空氣直接接觸，在使用一段時間后，熱線表面易受空氣塵埃玷污，導致其熱輻射能力降低，將會影響傳感器的測量精度，因此熱線式空氣流量傳感器的控制電路設置有“自潔電路”以實現自潔功能。每當發動機熄火后，計算機將控制自潔電路接通，將熱線加熱到1000℃左右，并持續約1s的時間，從而將粘附在熱線上的塵埃燒掉。另一種防止熱線玷污的方法是將熱線的保持溫度提高，一般保持溫度設在200℃以上，以便燒掉粘附的污物。

三、熱線式空氣流量傳感器的檢測

新款上海別克轎車采用的MAF傳感器為熱線式空氣流量傳感器，該傳感器使用熱線電阻式元件，此元件與溫度補償電阻、精密電阻、電橋電阻及環境溫度傳感器共同組成惠斯頓電橋。熱線式空氣流量傳感器為三導線型傳感器，安裝在進氣歧管中，如圖2-18所示，其插接器端子如圖2-19所示，傳感器與ECU的連接電路圖如圖2—20所示。

圖2-18 熱線式空氣流量傳感器的安裝位置（上海別克轎車）

圖2-19 傳感器插接器端子

A—空氣流量傳感器信號端子 B—搭鐵端子 C—電源電壓輸入端子

圖2-20 新款上海別克轎車空氣流量傳感器與ECU的連接電路

對熱線式空氣流量傳感器進行檢測時，應主要檢測空氣流量傳感器的輸出信號電壓。首先關閉點火開關，拔下傳感器插接器；然后將點火開關轉至ON，但不起動發動機；用數字萬用表電壓檔測量空氣流量傳感器信號端子和搭鐵端子之間的電壓，即A端子與B端子間的電壓，該電壓應為5V；當傳感器輸出電壓正常時，可用吹風機向此傳感器進氣口處吹風，其信號電壓應隨吹風量大小的變化而變化，且應符合標準規定值范圍，否則說明空氣流量傳感器已損壞，應當予以更換。