范文一:空气供给系统-热线式空气流量计
郑州交通技师学院
教案 编 号:QD-751b-20 流水号:
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授 课 教 案 首 页 课程 汽车电子控制装置 教师: 第 3、4 周 课次 6 授 课 班 级 授 课 日 期 节 次 缺课学生名单 处室检查
09汽电2
(签字)
教务处抽查
授 课 题 目 ?2.3空气供给系统-热线式空气流量计
1. 掌握热线式空气流量计的结构
教 学 目 的 2. 熟悉热线式空气流量计的工作原理 及 要 求 3. 掌握热线式空气流量计的检测
重点:热线式空气流量计的检测
重 点 难 点
难点:热线式空气流量计的工作原理 教 具
(实习设备、热线式空气流量计一只
工具等)
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一、复习提问
1.简述空气供给系统的组成。
2.简述翼片式空气流量计的检测方法。
二、导入新课
上节课我们讲授的主要是空气供给系统的作用、组成以及翼片式空气流量计的结构与工作原理,这节课我们来学习热线式空气流量计的结构与工作原理。
三、新课讲授
热丝式与热膜式空气流量传感器
热丝式与热膜式空气流量传感器是一种借鉴日常生活中使用的电吹风机的工作原理而开发 研制的检测吸入发动机空气的质量流量传感器。热丝式空气流量传感器的发热元件是铂金属丝,热膜式空气流量传感器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,因此测量精度不手进气气流脉动的影响(气流脉动在发动机大负荷、低转速运转时最为明显)。
热丝式与热膜式空气流量传感器的结构特点
1)工作原理:
如下图,热线电阻RH以铂丝制成,RH和温度补偿电阻RK均置于空气通道中的取气管内,与RA、RB共同构成桥式电路。RH、RK阻值均随温度变化。当空气流经RH时,使热线温度发生变化,电阻减小或增大,使电桥失去平衡,若要保持电桥平衡,就必须使流经热线电阻的电流改变,以恢复其温度与阻值,精密电阻RA两端的电压也相应变化,并且该电压信号作为热式空气流量计输出的电压信号送往ECU。
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热线式空气流量计工作原理
2)自洁功能 在1000?以上将粉尘烧掉。
3)检测
接通点火开关,不起动发动机,测E与D、E与C之间的电压为蓄电池电压。
B与C间的信号电压 发动机工作时为2,4V
发动机不工作为1.0,1.5V
F与D间电压,关闭点火开关时,电压应回零并在5s后有跳跃上升,1s后在回零,说明自洁信号良好。
四、课后小结
本次课主要讲授的是热线式空气流量计的结构、工作原理、检测方式,其中重点讲解了热线式空气流量计的检测方式。
五、作业布置:
1.简述自洁电路的检测方法
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下面是赠送的团队管理名言学习,
不需要的朋友可以编辑删除!!!谢谢!!!
1、沟通是管理的浓缩。
2、管理被人们称之为是一门综合艺术--“综合”是因为管理涉及基本原理、自我认知、智慧和领导力;“艺术”是因为管理是实践和应用。
3、管理得好的工厂,总是单调乏味,没有仸何激劢人心的事件发生。
4、管理工作中最重要的是:人正确的事,而不是正确的做事。
5、管理就是沟通、沟通再沟通。
6、管理就是界定企业的使命,并激励和组织人力资源去实现这个使命。界定使命是企业家的仸务,而激励不组织人力资源是领导力的范畴,二者的结合就是管理。7、管理是一种实践,其本质不在于“知”而在于“行”;其验证不在于逻辑,而在于成果;其唯一权威就是成就。
8、管理者的最基本能力:有效沟通。
9、合作是一切团队繁荣的根本。
10、将合适的人请上车,不合适的人请下车。
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11、领导不是某个人坐在马上指挥他的部队,而是通过别人的成功来获得自己的成功。
12、企业的成功靠团队,而不是靠个人。
13、企业管理过去是沟通,现在是沟通,未来还是沟通。
14、赏善而不罚恶,则乱。罚恶而不赏善,亦乱。
15、赏识导致成功,抱怨导致失败。16、世界上没有两个人是完全相同的,但是我们期待每个人工作时,都拥有许多相同的特质。 17、首先是管好自己,对自己言行的管理,对自己形象的管理,然后再去影响别人,用言行带劢别人。18、首先要说的是,CEO要承担责仸,而不是“权力”。你不能用工作所具有的权力来界定工作,而只能用你对这项工作所产生的结果来界定。CEO要对组织的使命和行劢以及价值观和结果负责。
19、团队精神是从生活和教育中不断地培养规范出来的。研究发现,从小没有培养好团队精神,长大以后即使天天培训,效果并不是很理想。因为人的思想是从小造就的,小时候如果没有注意到,长大以后再重新培养团队精神其实是很困难的。
20、团队精神要从经理人自身做起,经理人更要带头遵守企业规定,让技术及素质较高的指导较差的,以团队的荣誉就是个人的骄傲启能启智,互利共生,互惠成长,不断地逐渐培养员工的团队意识和集体观念。
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21、一家企业如果真的像一个团队,从领导开始就要严格地遵守这家企业的规章。整家企业如果是个团队,整个国家如果是个团队,那么自己的领导要身先士卒带头做好,自己先树立起这种规章的威严,再要求下面的人去遵守这种规章,这个才叫做团队。
22、已所不欲,勿斲于人。
23、卓有成效的管理者善于用人之长。
24、做企业没有奇迹而言的,凡是创造奇迹的,一定会被超过。企业不能跳跃,就一定是,循着,一个规律,一步一个脚印地走。
25、大成功靠团队,小成功靠个人。
26、不善于倾听不同的声音,是管理者最大的疏忽。
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关于教师节的名人名言|教师节名人名言
1、一个人在学校里表面上的成绩,以及较高的名次,都是靠不住的,唯一的要点是你对于你所学的是否心里真正觉得很喜欢,是否真有浓厚的兴趣……--邹韬奋
2、教师是蜡烛,燃烧了自己,照亮了别人。--佚名
3、使学生对教师尊敬的惟一源泉在于教师的德和才。--爱因斯坦
4、三人行必有我师焉;择其善者而从之,其不善者而改之。--孔子
5、在我们的教育中,往往只是为着实用和实际的目的,过分强调单纯智育的态度,已经直接导致对伦理教育的损害。--爱因斯坦
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6、举世不师,故道益离。--柳宗元
7、古之学者必严其师,师严然后道尊。--欧阳修
8、教师要以父母般的感情对待学生。--昆体良
9、机会对于不能利用它的人又有什么用呢?正如风只对于能利用它的人才是劢力。--西蒙
10、一日为师,终身为父。--关汉卿
11、要尊重儿童,不要急于对他作出戒好戒坏的评判。--卢梭
12、捧着一颗心来,不带半根草去。--陶行知
13、君子藏器于身,待时而劢。--佚名
14、教师不仅是知识的传播者,而且是模范。--布鲁纳
15、教师是人类灵魂的工程师。--斯大林
16、学者必求师,从师不可不谨也。--程颐
17、假定美德既知识,那么无可怀疑美德是由教育而来的。--苏格拉底
18、好花盛开,就该尽先摘,慎莫待美景难再,否则一瞬间,它就要凋零萎谢,落在尘埃。--莎士比亚
19、养体开智以外,又以德育为重。--康有为
20、无贵无贱,无长无少,道之所存,师之所存也。--韩愈
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21、谁若是有一刹那的胆怯,也许就放走了并运在这一刹那间对他伸出来的香饵。--大仲马
22、学贵得师,亦贵得友。--唐甄
23、故欲改革国家,必先改革个人;如何改革个人?唯一斱法,厥为教育。--张伯苓
24、为学莫重于尊师。--谭嗣同
25、愚蠢的行劢,能使人陷于贫困;投合时机的行劢,却能令人致富。--克拉克
26、凡是教师缺乏爱的地斱,无论品格还是智慧都不能充分地戒自由地发展。--罗素
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27、不愿向小孩学习的人,不配做小孩的先生。--陶行知
28、少年进步则国进步。--梁启超
29、弱者坐失良机,强者制造时机,没有时机,这是弱者最好的供词。--佚名
有关刻苦学习的格言
1、讷讷寡言者未必愚,喋喋利口者未必智。
2、勤奋不是嘴上说说而已,而是要实际行劢。
3、灵感不过是“顽强的劳劢而获得的奖赏”。
4、天才就是百分之九十九的汗水加百分之一的灵感。
5、勤奋和智慧是双胞胎,懒惰和愚蠢是亲兄弟。
6、学问渊博的人,懂了还要问;学问浅薄的人,不懂也不问。
7、人生在勤,不索何获。
8、学问勤中得。学然后知不足。
9、勤奋者废寝忘食,懒惰人总没有时间。
10、勤奋的人是时间的主人,懒惰的人是时间的奴隶。
11、山不厌高,水不厌深。骄傲是跌跤的前奏。
12、艺术的大道上荆棘丛生,这也是好事,常人望而却步,只有意志坚强的人例外。
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13、成功,艰苦劳劢,正确斱法,少说空话。
14、骄傲来自浅薄,狂妄出于无知。骄傲是失败的开头,自满是智慧的尽头。
15、不听指点,多绕弯弯。不懂装懂,永世饭桶。
16、言过其实,终无大用。知识愈浅,自信愈深。
17、智慧源于勤奋,伟大出自平凡。
18、你想成为并福的人吗?但愿你首先学会吃得起苦。
19、自古以来学有建树的人,都离不开一个“苦”字。
20、天才绝不应鄙视勤奋。
21、试试并非受罪,问问并不吃亏。善于发问的人,知识丰富。
22、智者千虑,必有一失;愚者千虑,必有一得。
23、不要心平气和,不要容你自己昏睡!趁你还年轻,强壮、灵活,要永不疲倦地做好事。
24、说大话的人像爆竹,响一声就完了。鉴难明,始能照物;衡唯平,始能权物。
25、贵有恒何必三更眠五更起,最无益只怕一日曝十日寒。
26、刀钝石上磨,人笨人前学。以人为师能进步。
27、宽阔的河平静,博学的人谦虚。秀才不怕衣衫破,就怕肚子没有货。
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范文二:热线式空气流量计的测量技术
()自 然 科 学 版 山 东 理 工 大 学 学 报 Vol. 20 No. 3 第 20 卷 第 3 期
( )5 月 Journal of Shandong University of TechnologySci & Tech May 2006 2006 年
() 文章编号 :1672 - 6197 200603 - 0081 - 04
热线式空气流量计的测量技术
朱 良 , 谭德荣 , 赵 玮
()山东理工大学 交通与车辆工程学院 , 山东 淄博 255049
摘 要 : 热线式流量计是一种可以直接测量空气质量流量的传感器. 介绍了热线式空气流量
计的基本原理 ,分析了恒流和恒温 2 种工作方式下测量电路的设计方法 ,推导出了 2 种工作方
式的流量方程. 研究了温度补偿方法和测量结果的处理方法 ,对所设计的热线式空气流量计进
行了标定及输出结果的拟合 ,结果表明热线式空气流量计能够进行空气流量的精确测量.
关键词 : 热线 ; 恒流 ; 恒温 ; 空气流量传感器
中图分类号 : TP212 文献标识码 : A
Measuring technology of hot2wire air flow sensor
ZHU Liang , TAN De2rong ,ZHAO Wei
( )School of Transport and Vechicle Engineering , Shandong University of Technology , Zibo 255049 , China
Abstract : The hot2wire air flow sensor is a kind of sensor t hat can measure t he mass flow of
air directly. The principle of t he hot2wire air flow sensor is introduced here , t he design for
measurement circuit at constant current and constant temperat ure are expounded , t he flow e2
quations have been derived out . Temperat ure compensation and processing met hod for out2
p ut s are discussed , a fit ting formula for t he designed sensor is provided , t he result show t hat
t he hot2wire air flow sensor can accurately measure t he mass flow of air.
Key words : hot wire ; constant current ; constant temperat ure ; air flow sensor
热线式空气流量计是测量空气流量的一种重 ,它以能直接测出空气质量流量 、测量准确度 间
要工具 高 、动态响应时间短等优点 ,它起源于 20 世纪初 ,一直广泛用于流体 ,被广泛应用在现代汽 [ 1 ] 速度测量 ,并且在 20 世纪 60 年代以后曾一度是 车发动机上.
流体测速领域中的主要技术之一. 随着近年来微
电子技术和微加工技术的发展 ,采用微结构的热 1 热线式传感器的基本原理 线式传感器的功耗大幅度降低 ,并具有更快的热
动态响应速度 ,使得热线式传感器的研究和应用 热线式传感器的工作原理是利用通电的热线 又一次受到了重视. 汽车发动机电控化的发展给 探头在流场中会产生热量损失来进行测量的 ,根 热线式空气流量传感器的应用带来了更广泛空 据热平衡原理 ,热线中的热产生应该等于热耗散 ,
收稿日期 : 2005 09 14
() 作者简介 : 朱 良 1981 ,男 ,硕士研究生.
(自 然 科 学 版) 2006 年山 东 理 工 大 学 学 报 82
即在热线没有热传导的情况下 ,加热电流在热线 I 和 T这 2 个参数中的任何一个都 只要固定 H H [ 2 ] 中产生的热量应该等于流体所带走的热量. 可以获得流速 q 与另一个参数的单值函数关系.
(1) 若电流 I固定 , 则 q = f ( T ) , 可根据热线温 对于有限长的热线 ,在稳定情况下总的热耗 H H
度 T测量流量 q 这种工作方式即为恒流工作方 () () 散包括 : 1对流引起的热耗散 ; 2热线对支杆的 H
() 热传导引起的热耗散 ; 3热线的热辐射引起的热 式 ; (2) 若保持热线温度 T恒定 , 则 q = f ( I ) 可 H H
根据流经热线的电流 I 测量流量 , 这即为热线的 耗散. 由于大多数场合 ,热线与周围的流体温度差 H
恒温工作方式. 小于 200 ?,辐射热可以忽略 ;且热线的长细比很
( ) 大的情况下 l/ d = ?, 热线对支架的热传导与对 恒流法测量下限低 , 在小流速范围内具有较 流散热相比可以忽略不计 , 所以热线的热耗散主 高的灵敏度 , 由于恒流法受电阻热时间常数的影 要是由对流引起的. 由热线热耗散规律 , 对流换热 响 , 会产生响应滞后 , 所以不适合动态响应要求高 量 Q可以表示为的场合. 恒温法的反馈过程进行的非常迅速 , 近似 c
完全补偿而没有热滞后效应 , 适用于流速的动态 Q=πdhl ( T - T)c H f
测量. 其中 , d 为热线直径 ; h 为对流换热系数 ; l 为热线
长度 ; T为热线温度 ; T为流体温度.H f
2 恒流工作方式的基本测量电路及 引入努塞尔数 N u( N u = hl/λ) 及 King 公式f
0. 5 [ 3 ] ( N u = ( A + B Re) ( T- T) ) , 热线热耗散率H f 流量方程的推导
可以表示为
0. 5 2. 1 基本测量电路分析 H =πdλ( A + B Re) ( T - T)f H f 恒流工作方式的基本测量电路如图 1 所示 , 其中 ,λ为流体热传导率 ; Re =ρv d/μ, 于是f A1 为电桥放大 , A2 与 R组成温度补偿及调零 c H = ( a + b ρv ) ( T- T) (1)H f [ 4 ] 电路 ,A3 为增益放大. ρ式中 : a , b 为常数 , 与热线的结构参数有关 ; v 为 电路工作的基本原理 : 将热线接入惠斯登电 ( ) 流体质量流速 kg/ s. 而热线单位时间内产生的 桥的一臂 ,流量信号经热线转变为电信号 ,电桥测 焦耳热为 量电路则将热线电阻值的相对变化量转换为电桥 2 W = IRH H 的不平衡电压输出 ,送到电桥放大器的两输入端 , 当达到热平衡时 , 即有 再经过温度补偿 、调零 、滤波 、放大 ,可得到 0,5V
2 R= ( a + b ρv ) ( T - T)H H H f 标准电压. Iρ令 q =v , 当流过气道的空气流量减少或增加时 ,空气从 2 ( ( ) ) 则 q 为单位面积的质量流量 kg/ ms. 于是有 热线带走的热量就相应变化 ,使热线的温度升高或
R= ( a + b q) ( T- T) (2)2H H H f I降低 ,引起热线电阻的增大或减小. 热线电阻值的 由此可看出在 T一定的条件下 , 流体的流量f 变化 ,表现为电桥不平衡电压的变化. 不平衡电压 q只是热线电流和温度的函数 , 即 q = f ( I , T ) ,H H 经过放大 、补偿 ,以 0,5V 标准电压信号输出.
图 1 恒流方式基本测量原理图
第 3 期 朱 良 ,等 :热线式空气流量计的测量技术 83
2. 2 流量方程的推导 V = v - kΔR(7)o H
令 R, R分别为温度等于 T和 T时热线 H f H f 的式中 : v , k 均为与电路参数有关的常数 ;ΔR为 H 热
β电阻值 ,为热线的电阻温度系数 , 他们满足以 下线电阻的变化量.
关系 : () () 由式 6和 7可以得到
R= R×[ 1 +β( T- T) (3)H f H f k R( c + d q ) f = V = v + k R-o f 2 则 ( c + d q) - IRf H R - RH f + B q A ()T- T=4 H f 2 ()8 Rβf ( ) c - IR + d H f q () () 将 4式代入 3式 , 整理可得 () 8式即为空气流量与输出电压的关系 , 其中 : A R( c + d q ) f 2 2 2 v I R- k I R; B = v d.= vc - H f H f ()R=5 H 2 ( c + d q) - IRH f
ββ式中 : c = a/; d = b/. 3 恒温工作方式的基本测量电路
在环境温度时 , 热线的电阻值用 R表示 , 温 f 及流量方程 度为 T时 , 热线电阻值 R= R+ ΔR, 代入 ( 5) H H f H 式
得 恒温工作方式的基本测量电路如图 2 所示 ,
R( c + d q ) f A2 用来检测电桥的差值 ; A1 , A2 , Q1 组成反馈 R+ΔR=f H ()6 2 ( c + d q) - IH Rf 电流控制电路 ,控制加在电桥上电流的大小 ,使电
由图 1 所示的电路原理图 , 3 点的电压和输 桥保持平衡 ; A3 输出测量电压. R, R, R组成 1 2 c 有出电压 V 的表达式分别为o 温度补偿功能的桥臂.
R V =( R- R)o3 h t 2 R + R+ Rt h
图 2 恒温方式基本电路原理图
恒温控制是通过控制流经热线的电流大小 , 升高 , E1 > E2 , 伺服放大器负端电压增加 , 从而控 使温度 T与冷却热线的流体温度 T之差为定 制电路的输出电压 E 增加 , 即电桥电压增加 , 通 H f [ 1 ] 值 , 一般情况下应控制 T- T= 100 ?. 如图 2 过热线的电流增大 , 热线被重新加热 , R升高. 电 H f H 所示 , 当加有电流 I的热线置于恒速流动或静止 桥电压 E 的升高导致 1 , 2 点的电压均升高 , 由于 H
的空气中时 , 温度 T, R保持不变 , 当空气流速 R升高又导致 E1 下降 , 最后 E1′= E2′, 电桥恢 H H H 复变化时 , 热线的散热量发生变化 , 导致温度发生改 平衡. 这一过程是瞬时发生的 , 所以空气流量的 变 增加就好像是电桥输出 , 电阻也相应变化 , 这种改变立即导致电桥偏离 E1 的增加 , 而空气流量 平衡 , 从而输出不平衡信号. 这个信号经放大后反 的降低也等于是电桥输出电压的降低. 馈到电桥中 , 以抑制热线的温度改变 , 补偿热线电 图 2 中电路的输出电压为 阻的变化 , 从而使电桥恢复平衡. 当空气流量增加 V = k Eo 1
时 , 热线变冷 , 热线电阻 R降低 , 1 点的电压随之H 其中 k 为常数 ,与电路参数有关. 流经热线的电流为
(自 然 科 学 版) 2006 年山 东 理 工 大 学 学 报 84
, 在 试验以恒温方式工作的热线流量传感器 I = E/ R(9)H 1 4
() () 将 9式代入 2式 , 并进行整理可得 气道试验台上用卡门涡旋式空气流量计进行标
定 , 并对输出电压和流量的关系进行多项式拟合 , 2 ()= A + Bq 10 o V () 如图 3 所示 , 拟合公式为 10式即为空气流量与输出电压的关系 , 式中 : 2 Q = 0 . 102 67 - 0. 631 44V + 1. 824 97V -o 2 2 o A = akR( T- T) / R;H f h 4 3 4 2 2 0 . 133 26V + 0 . 053 67V o o B = bkR( T- T) / R.4 H f H - 1 其中 , Q 为空气质量流量 ( kg ?h ) ; V 为输出电 o
()压 V 4 传感器的温度补偿
由图 3 可见 , 拟合曲线可以与标定结果进行
精确的匹配 , 表明热线式空气流量传感器经标定 以上推导过程均要求环境温度 T固定 , 在相 f
后可以进行精确的测量. 同的空气质量流量下 , T改变会导致传感器的输 f
出信号的改变 , 引起测量误差 , 因而必须对由于环 境温度变化而引起流量传感器输出信号变化的情 况进行修正 , 即温度补偿.
对于恒流情况 ,如图 1 中 , R为正温度系数的 c
热电阻 , 它与热线处于相同的环境中 , 假设 T升 f 高 ,则 R增大 ,1 点电压降低 ,导致 A1 输出端 3 点 H 电压增大 , 此时 R的电阻也增大 , 使 4 点电压增 c 大 ,通过试验调整 R, R使 3 , 4 两点增大幅度相 10 17 图 3 试验结果及拟合曲线图 [5 ] 同 ,经过 A2 的差动放大抵消温度的影响.
对于恒温情况 ,在电桥中与热线相对的桥臂上 6 结束语
加入正温度系数的热电阻 R, 当空气温度变化时 , c
1 ,2 两点的电压向相同方向变化 , 从而使两点的电 本文介绍了热线式传感器的基本原理 , 分析 压差保持不变. 这样补偿后 , 由空气温度变化引起 了工作于恒流和恒温方式下的流量传感器的测量 的电桥总电阻的变化等还会引起输出的变化 ,这种 电路原理 , 推导了其流量公式. 热线式传感器由于 影响较小 ,在一般测量中不必再进行补偿. 它具有测量重复性好 、测量范围宽 、响应速度快 、
体积小 、价格低 、装置简单等优点 , 适合于各种环
境下气体流量的测量 , 特别是在发动机电控系统 5 测量结果的处理
中 , 它作为进气量测量传感器得到了广泛的应用.
() () 由式 8, 10可知热线式空气流量传感器的
参考文献 : 输出与空气质量流量之间是非线性关系 , 给测量
[ 1 ] 李东江 , 宋良玉. 现代汽车电子控制技术[ M ] . 北京 :科学技 术和标定带来困难 , 有必要对热线式空气流量传感 文献出版社 , 1987. 器的输出信号进行处理. () [ 2 ] 吕崇德. 热工参数测量与处理 第 2 版[ M ] . 北京 :清华大学 出( ) 处理方法 : 1使用信号调理电路进行线性 版社 , 2001.
化 , 可方便地得到线性输出结果 , 但所使用的电路 [ 3 ] 周作元 , 李荣先. 温度与流体参数测量基础[ M ] . 北京 :清华 大
() 学出版社 ,1986. 较复杂 , 调节和标定困难 , 所以使用较少. 2首先
[ 4 ] 张国雄 , 金篆芷. 测控电路 [ M ] . 北京 : 机械工业出版社 , 使用其他流量计进行精确标定 , 并将结果进行折
2000 . 线或多项式拟合 , 或制成表格储存起来 , 测量时使
[ 5 ] 钱人一. 电控发动机质量空气流量传感器及其环境空气温度 用单片机或计算机根据拟合公式进行计算或查表
[ 6 ] 得到所测流量. 补偿[J ] . 汽车技术 () , 1998 , 6:13216 .
[ 6 ] 叶德福 , 云立实. 智能传感器系统[ M ] . 西安 :西安电子科技 大学
出版 , 1999 .
范文三:信息化大赛热线式空气流量计说课稿
《热线式空气流量计》说课稿
尊敬的评委老师:
大家好,今天我参赛的题目是《热线式空气流量计》,我将从教学分析、教学实施、教学评价、教学反思四个方面进行汇报,请指正!
▇教学分析
一、岗位分析
本课程教学对象是汽车运用与维修专业的学生,毕业后首先从事的是最基础的汽车机修工。依据其在未来职场中的定位和发展方向,确定工作任务并最终为课程学习情境的设定提供理论依据。
二、教材分析
我选用教材的是孔宪峰主编的《汽车发动机构造与维修》,本节课选自该书的第七章第二节。该书相对较注重基础知识,偏重理论教学,为此,我们在教学过程中会参考汽车维修手册,创设情境,实施项目式教学。
三、学情分析
学生是教学的主体,经过一年的知识积累与技能训练,已掌握汽车结构、电子技术等基础知识及操作。但在实践过程仍普遍存在知识掌握不牢固,操作过程不规范等现象。由于班级学生都是男生,所以在平时更钟爱玩网络游戏,课堂上更偏好使用多媒体。
四、教学目标
针对学生的上述特点,制定一体化的教学目标。
知识目标:通过教学让学生掌握结构原理,力争让学生学会。
技能目标:在情境中学习检测与诊断方法,培养规范操作及分析能力,努力让学生会学。
情感目标:通过对故障的排除培养学生的自信心和成就感,引导学生乐学。 三维目标的制定立足于让学生由学会到会学,最终达到乐学的境界。
五、教学重、难点
参照企业对汽车机修工的要求,结合教学实际,确立了本节课的教学重、难点。在突出重点、突破难点的教学过程中我会把培养学生安全操作意识、团队合作精神等职业基本素养贯穿始终。
▇教学实施
一、教学策略
为了更好的实现教学目标,在教学中依托多种信息化手段,以“热线式空气流量计”为载体,实施项目式教学,通过设置“结构原理、仿真实训、元件检测、故障排除”等进行任务导学,教师通过“情境引导、微课教学、仿真指导、评价总结”等教学方法配合学生的“探究学习、协作学习和自主学习”,共同支撑起学生学习能力的提升和综合素质的提高。
二、课前导学
高效的课堂离不开教师和学生的精心准备,课前,我将教学文档,软件视频,行业标准等以资源包的形式上传至创壹软件平台和QQ 群,学生登陆下载教学资源自主学习,完成课前预习。丰富的材料可以适应不同基础的学生。具体的课前资源有:
1、通过仿真介绍、视频说明、微课讲解,用直观的方式了解其安装位置、结构、原理等基本知识点。
2、引导学生利用丰富的网络资源探索热线式空气流量计的相关知识,拓展视野,培养主动学习、自主学习的能力。
完成自主学习后,学生进入网上测评系统检验学习效果,平台会自动打分并汇总。我将把学生错误率较高的题目记下,细致分析,针对性地在课堂上答疑解惑。
以上是我的课前准备阶段,接下来请跟随我一起进入课堂教学环节。
五、课中实施
1、定任务(创设情境):
针对本课内容,介绍一例典型的关于热线式空气流量计的发动机故障案例,充分调动学习热情,组织学生分组讨论故障现象,确立本节课所需完成的三个任务。
2、任务一(结构原理):
学生使用手机终端观看视频,对比实物,掌握关于空气流量计的基本知识。 从课前的网络测试平台中发现,学生普遍对于热线式空气流量计的原理问题较多。我将借助微课对惠斯顿电桥进行有效电路转换,简化原理,化解难点。
3、任务二(元件检测):这是本节课的重点环节,正确地检测元件,将会使后续的故障排除水到渠成。
(1)仿真练习:利用创壹仿真软件进行反复练习,结合教学目标引导学生把握以下三个方面:操作流程、工具选择、检测方法。
通过仿真可以提升学生的熟练程度,为下个环节实战操作奠定扎实的基础;同时避免因多次拆装对元件造成的耗损。
(2)示范及指导:用电吹风模拟发动机进气量的变化来检测热线式空气流量计。道具的使用进一步激发了学生兴趣,学生摩拳擦掌,跃跃欲试,相互配合操作,在潜移默化中掌握重点。
(3)动画演示:针对基础薄弱,检测仍不顺利的学生,利用动画简单、直观、反复的特点强化对检测方法的掌握。
4、任务三(排除故障):这是作为汽车机修工的终极目标。我将利用以下方式让学生进一步感受职业情境,实现目标。
(1)角色扮演:
教师设置故障。
学生参照维修手册,分组讨论,制定合理的故障检测和排除方案。
使用互联网搜索汽车修理企业的岗位职责及顾客要求,讨论汇总后确定相应的评价表。
每组抽取一名学生进行角色扮演,机修工操作,作好记录;其他角色根据其表现进行打分。
(2)岗位互换:结束后学生进行换岗体验,在掌握技能的过程中完成综合评价,并学会换位思考,促进人格健全发展。
5、成果展示:在实现操作能力目标的同时,为完善学生的综合能力,本环节采用了两个方式。
(1)陈述流程:陈述本节课的主要内容,在完成归纳的同时,锻炼语言表达能力,学会与客户沟通,与同事交流。
(2)推送网络:学生将拍摄的照片、视频上传至网络平台赢得点评、竞得点赞。让学生感受到职业成就感,完成升华。
6、课后作业:学生在创壹软件平台进行考核操作,系统自动生成实训报告,准确反映学生操作情况,为后续教学提供依据。
▇教学评价
评价分为过程性评价和结果性评价,考评学生的任务完成情况和学习态度。在课前教师通过网络测试平台,检验学生预习效果,并根据学生完成情况反馈到课堂中。在课中,学生要完成自己的任务书和各角色的评价考核,教师点评,实现教学目标。在课后,学生完成作业,拓展知识面;教师批改,网上答疑解惑。利用多元化的考核手段,实现了全过程监督考核的目的。
▇教学反思
本节课开放性地运用各种信息化资源,充分激发学生的热情,挖掘学生的潜力,在耳濡目染的情境中激励学生全面发展。
1、巧用动画:利用便捷的手机终端呈现动画,强化了学生对重点知识的把握。
2、应用仿真:通过创壹仿真平台帮助学生进行理论学习,并顺利过渡到操作实践,完成考核。
3、活用微课:利用精炼的语言,形象的比喻,提升课堂效率,化解了教学难点问题。
4、运用互联网:将教学扩展到不受时间地点限制的课前、课后线上学习,提高了学生自主学习、自主训练的主动性。
以上就是我的教学设计,敬请专家批评指正,谢谢。
范文四:热线(热膜)式空气流量计原理
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。
范文五:热线式空气流量计的测量技术
热线式空气流量计的测量技术
第20卷第3期
2006年5月
山东理工大学(自然科学版)
JournalofShandongUniversityofTechnology(Sci&Tech)
VoI.2ONo.3
May2006
文章编号:16726197(2006)03—0081—04
热线式空气流量计的测量技术
朱良,谭德荣,赵玮
(山东理工大学交通与车辆工程学院,山东淄博255049)
摘要:热线式流量计是一种可以直接测量空气质量流量的传感器.介绍了热线式空气流量
计的基本原理,分析了恒流和恒温2种工作方式下测量电路的设计方法.推导出了2种工作方
式的流量方程.研究了温度补偿方法和测量结果的处理方法,对所设计的热线式空气流量计进
行了标定及输出结果的拟合,结果表明热线式空气流量计能够进行空气流量的精
确测量.
关键词:热线;恒流;恒温;空气流量传感器
中图分类号:TP212文献标识码:A
Measuringtechnologyofhot-wireairflowsensor ZHULiang,TANDe—rong,ZHAOWei
(SchoolofTransportandVeehicleEngineering,ShandongUniversityofTechnology,Zibo2
55049,China)
Abstract:Thehot—wireairflowsensoriSakindofsensorthatcanmeasurethemassflowof
airdirectly.Theprincipleofthehot—wireairflowsensorisintroducedhere,thedesignfor
measurementcircuitatconstantcurrentandconstanttemperatureareexpounded,theflowe
—
quationshavebeenderivedout.Temperaturecompensationandprocessingmethodforout— putsarediscussed,afittingformulaforthedesignedsensorisprovided,theresultshowthat
thehot-wireairflowsensorcanaccuratelymeasurethemassflowofair.
Keywords:hotwire;constantcurrent;constanttemperature;airflowsensor
热线式空气流量计是测量空气流量的一种重
要工具,它起源于2O世纪初,一直广泛用于流体
速度测景,并且在2O世纪6O年代以后曾一度是
流体测速领域中的主要技术之一.随着近年来微
电子技术和微加工技术的发展,采用微结构的热
线式传感器的功耗大幅度降低,并具有更快的热
动态响应速度,使得热线式传感器的研究和应用
又一次受到了重视.汽车发动机电控化的发展给
热线式空气流景传感器的应用带来了更广泛空
收稿日期:2005一O9一l4
作者简介:朱良(1981一),男,硕士研究生
间,它以能直接测出空气质量流量,测量准确度
高,动态响应时间短等优点,被广泛应用在现代汽
车发动机上[I].
热线式传感器的基本原理
热线式传感器的工作原理是利用通电的热线
探头在流场中会产生热量损失来进行测量的,根
据热平衡原理,热线中的热产生应该等于热耗散,
82山东理工大学(自然科学版)2006钲
即在热线没有热传导的情况下,加热电流在热线
中产生的热量应该等于流体所带走的热量】.
对于有限长的热线,在稳定情况下总的热耗
散包括:(1)对流引起的热耗散;(2)热线对支杆的 热传导引起的热耗散;(3)热线的热辐射引起的热 耗散.由于大多数场合,热线与周围的流体温度差 小于200?,辐射热可以忽略;且热线的长细比很 大的情况下(1/d=oo),热线对支架的热传导与对 流散热相比可以忽略不计,所以热线的热耗散主 要是由对流引起的.由热线热耗散规律,对流换热 量Q可以表示为
Q.一7rdhl(TH—Tr)
其中,d为热线直径}h为对流换热系数;z为热线 长度;T..为热线温度;Tr为流体温度.
引入努塞尔数Nu(Nu—hl/;tf)及King公式 (Nu=(A+BRe)(Tl{一Tf))】,热线热耗散率 可以表示为
H=7rdAf(A+BRe.')(TH—Tf)
其中,f为流体热传导率;Re=Fod/I~,于是 H一(口+b)(T?一Tf)(1)
式中;a,b为常数,与热线的结构参数有关;为 流体质量流速(kg/s).而热线单位时间内产生的 焦耳热为
w一RH
当达到热平衡时,即有
玮RH=(口+b咖)(TH—Tf)
令q—ID.
则q为单位面积的质量流量(kg/(ms)).于是有 RH=(口+b妇)(TH—Tt)(2)
由此可看出在T一定的条件下,流体的流量 q只是热线电流和温度的函数,l!pq=_厂(Jn,Tn),
只要固定J和T这2个参数中的任何一个都
可以获得流速q与另一个参数的单值函数关系. (1)若电流,n固定,则q一_厂(T"),可根据热线温 度T"测量流量q这种工作方式即为恒流工作方 式;(2)若保持热线温度T恒定,则q一,(J)可 根据流经热线的电流J测量流量,这即为热线的 恒温工作方式.
恒流法测量下限低,在小流速范围内具有较 高的灵敏度,由于恒流法受电阻热时间常数的影 响,会产生响应滞后,所以不适合动态响应要求高 的场合.恒温法的反馈过程进行的非常迅速,近似 完全补偿而没有热滞后效应,适用于流速的动态 测量.
2恒流工作方式的基本测量电路及
流量方程的推导
2.1基本测量电路分析
恒流工作方式的基本测量电路如图1所示, A1为电桥放大.A2与R组成温度补偿及调零 电路,A3为增益放大….
电路工作的基本原理:将热线接人惠斯登电 桥的一臂,流量信号经热线转变为电信号,电桥测 量电路则将热线电阻值的相对变化量转换为电桥 的不平衡电压输出,送到电桥放大器的两输入端, 再经过温度补偿,调零,滤波,放大,可得到O,5V 标准电压.
当流过气道的空气流量减少或增加时,空气从 热线带走的热量就相应变化,使热线的温度升高或 降低,引起热线电阻的增大或减小.热线电阻值的 变化,表现为电桥不平衡电压的变化.不平衡电压 经过放大,补偿,以O,5V标准电压信号输出.
圈1恒流方式基本测量原理围
第3期朱良,等:热线式空气流量计的测量技术83 2.2流量方程的推导
令RR分别为温度等于T和T时热线 的电阻值,卢为热线的电阻温度系数,他们满足以 下关系:
R,=Rf×[1+卢(T一Tf)(3) 则
TH--Tr=?
将(4)式代入(3)式,整理可得
RnRf(c+d~fq)(5) (c+?lq),JrRf
式中:c=a/fl~=b/p. 在环境温度时,热线的电阻值用Rf表示,温 度为丁时,热线电阻值R一Rf+ARH,代入(5) 式得
Rr+?Rn===Rf(c+d~fq)(6) (('+?q)一JRf
由图1所示的电路原理图,3点的电压和输 出电压的表达式分别为
Vo.~--'Rh—Rr)2R+R+R
l
u"
V.一tJ—kdlRH(7)
式中:,k均为与电路参数有关的常数;AR为 热线电阻的变化量.
由式(6)和(7)可以得到
+忌R一kRf(c+
:
d==_~fq)一
(f+)一Rf
?里=(8)
(c--Rf)+
(8)式即为空气流量与输出电压的关系,其中:A =w一JrRf一是PHR};B=vd. 3恒温工作方式的基本测量电路
及流量方程
恒温工作方式的基本测量电路如图2所示, A2用来检测电桥的差值}A1,A2,Q1组成反馈 电流控制电路,控制加在电桥上电流的大小,使电 桥保持平衡;A3输出测量电压.Rt,Rz,R组成 有温度补偿功能的桥臂.
图2恒溅方式基本电路原理圈
恒温控制是通过控制流经热线的电流大小, 使温度丁与冷却热线的流体温度丁{之差为定 值,一般情况下应控制TII—Tf—i00?【.如图2 所示,当加有电流Jrn的热线置于恒速流动或静止 的空气中时,温度T,R保持不变,当空气流速 变化时,热线的散热量发生变化,导致温度发生改 变,电阻也相应变化,这种改变立即导致电桥偏离 平衡,从而输出不平衡信号.这个信号经放大后反 馈到电桥中,以抑制热线的温度改变,补偿热线电 阻的变化,从而使电桥恢复平衡.当空气流量增加 时,热线变冷,热线电阻R降低.1点的电压随之 升高,EI:>E2,伺服放大器负端电压增加,从而控 制电路的输出电压E增加,即电桥电压增加,通 过热线的电流增大,热线被重新加热,R"升高.电 桥电压E的升高导致1,2点的电压均升高,由于
R升高又导致E1下降,最后E1一E2,电桥恢 复平衡.这一过程是瞬时发生的,所以空气流量的 增加就好像是电桥输出E1的增加,而空气流量 的降低也等于是电桥输出电压的降低. 图2中电路的输出电压为
V.=屉EJ
其中k为常数,与电路参数有关.流经热线的电流为
84山东理工大学(自然科学版)
JH=El/R4(9)
将(9)式代人(2)式,并进行整理可得
2=A+B(10)
(1O)式即为空气流量与输出电压的关系,式中: A----ak.Ri(TH—Tf)/Rh;
B~-bk.Ri(TH—Tf)/RH.
4传感器的温度补偿
以上推导过程均要求环境温度Tf固定,在相 同的空气质量流量下,Tf改变会导致传感器的输 出信号的改变,引起测量误差,因而必须对由于环 境温度变化而引起流量传感器输出信号变化的情 况进行修正,即温度补偿.
对于恒流情况,如图1中,R为正温度系数的 热电阻,它与热线处于相同的环境中,假设Tf升 高,则R增大,1点电压降低,导致A1输出端3点 电压增大,此时R的电阻也增大,使4点电压增 大,通过试验调整R.,R使3,4两点增大幅度相 同,经过A2的差动放大抵消温度的影响L5]. 对于恒温情况,在电桥中与热线相对的桥臂上 加入正温度系数的热电阻R,当空气温度变化时,
1,2两点的电压向相同方向变化,从而使两点的电 压差保持不变.这样补偿后,由空气温度变化引起 的电桥总电阻的变化等还会引起输出的变化,这种 影响较小,在一般测量中不必再进行补偿. 5测量结果的处理
由式(8),(10)可知热线式空气流量传感器的 输出与空气质量流量之间是非线性关系,给测量 和标定带来困难,有必要对热线式空气流量传感 器的输出信号进行处理.
处理方法:(1)使用信号调理电路进行线性 化,可方便地得到线性输出结果,但所使用的电路 较复杂,调节和标定困难,所以使用较少.(2)首先 使用其他流量计进行精确标定,并将结果进行折 线或多项式拟合,或制成表格储存起来,测量时使 用单片机或计算机根据拟合公式进行计算或查表 得到所测流量].
试验以恒温方式工作的热线流量传感器,在 气道试验台上用卡门涡旋式空气流量计进行标 定,并对输出电压和流量的关系进行多项式拟合, 如图3所示,拟合公式为
Q一0.10267—0.63144V.+1.82497一
0.13326V:+0.05367: 其中,Q为空气质量流量(kg?h_1);V.为输出电 压(V)
由图3可见,拟合曲线可以与标定结果进行 精确的匹配,表明热线式空气流量传感器经标定 后可以进行精确的测量.
1O2030405O
空气漉?恤?h-'
圈3试验堵幂爰拟台曲蛙圈
6结束语
本文介绍了热线式传感器的基本原理,分析
了工作于恒流和恒温方式下的流量传感器的测量 电路原理,推导了其流量公式.热线式传感器由于 它具有测量重复性好,测量范围宽,响应速度快, 体积小,价格低,装置简单等优点,适合于各种环
境下气体流量的测量,特别是在发动机电控系统 中,它作为进气量测量传感器得到了广泛的应用. 参考文献:
[1]李东江,宋良玉.现代汽车电子控制技术EM].北京,科学技 术文献出版社,1987.
E2]吕崇德.热工参数测量与处理(第z版)[M].北京:清华大学 出版社,2001.
E3]周作元,李隶先.温度与流体参数测量基础EM].北京,清华 大学出版社,l986.
[4]张国雄,金篆芷,测控电路[M].北京t机械工业出版社, 2000.
[5]钱人一.电控发动机质量空气流量传感器及其环境空气温度 补偿EJ].汽车技术,1998,(6):13—16.
E6]叶德福,云立实.智能传感器系统[M].西安:西安电子科技 大学出版,1999.
5432lO
董掣甜囊
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