专利名称：一种用于空气流量计应变片的温度补偿电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及温度补偿领域，具体的说，是一种用于空气流量计应变片的温度补偿电路。
背景技术：
应变片是通过测量电阻的变化来进行测定的一种元件，可作为传感器作用于工作设备上，具有测试工作设备的压力、温度等功能。以汽车的空气流量计为例，在其运行过程中，应变片的电阻值受温度的影响很大，设于空气流道内的应变片，除感受空气流过产生的稳定变化外，流过应变片的电流也使其温度发生改变，引起电阻的相对变化，产生虚假应变。为消除应变片的温度误差，必须采取一定的补偿方法进行补偿。在已有技术中，通常采用相同阻值的应变片或钼电阻搭建普通桥式电路来做为补偿，但在上述方法中，由于补偿用应变片或钼电阻的阻值较小，补偿电阻很小的偏差也会在电路中被放大，对补偿的效果 影响较大，从而造成测试结果的误差偏大，同时，补偿片在断路情况下，大电流通过工作片还很容易导致烧毁。因此，本实用新型克服了上述问题，提出了一种新的技术方案，用于解决阻值带来的误差。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种用于空气流量计应变片的温度补偿电路，通过负温度系数热敏电阻R2对应变片实现温度补偿，负温度系数热敏电阻R2的阻值较大，能有效的减小测试误差，可广泛应用于通过气体流动测量数据的相关产品以及相关领域，例如在汽车空气流量计上的应用。本实用新型通过下述技术方案实现一种用于空气流量计应变片的温度补偿电路，包括由应变片以及补偿元件组成的桥式电路，所述的应变片为设于流道内的电阻工作片R1，在已有技术中，由于补偿元件的电阻很小，往往会在电路中出现较大的偏差，对补偿效果造成影响，因此，在本实用新型中，所述的补偿元件为阻值大于电阻工作片R1的负温度系数热敏电阻R2,负温度系数热敏电阻R2随温度上升，其电阻呈指数关系减小，同时，电阻工作片R1的阻值也随温度变化而产生差值，在其电路结构中，电阻工作片R1与负温度系数热敏电阻R2分别连接到电桥的一个臂上，其电阻的变化对电桥的影响相互抵消，起到温度补偿的作用。在现有技术中，补偿元件若出现断路，大电流通过电阻工作片R1还很容易导致电阻工作片R1的烧毁，因此，本实用新型在所述的负温度系数热敏电阻R2上并联有电阻R3。本实用新型在所述的桥式电路上还设有测量电阻工作片R1电压的采样电路，所述的采样电路包括相互串联的电阻R6、电阻R7以及数据采集点，所述的R6连接在电阻工作片R1上，所述的电阻R7与地线相接，数据采集点则位于电阻R6与电阻R7之间。为更好的实现本实用新型，所述的电阻R6与电阻R7的阻值比为10:1。本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果[0009]( I)本实用新型采用电阻值大的负温度系数热敏电阻R2,作为应变片的补偿元件，在其组成的桥式电路中，不仅能消除电阻工作片因电流造成造成的温度变化，起到温度补偿的作用，还能减小测量结果的误差，提高测量的准确度以及精确性。(2)本实用新型在补偿元件上还并联有电阻R3，其作用在于当补偿元件出现断路时，电阻R3能防止电阻工作片R1中出现大电流，有效的避免了电阻工作片R1被烧毁的情况出现。(3)本实用新型结构简单，电阻R6与电阻R7得阻值比为10:1，在其结构中，数据采集点通过电阻R6与电阻R7进行分压，进一步加强了电路结构的稳定性。(4)本实用新型应用广泛，可广泛应用于通过气体流动测量数据的相关产品以及相关领域，例如在汽车空气流量计上的应用，具有极好的经济效益。
图I为本实用新型的电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。实施例一种用于空气流量计应变片的温度补偿电路，包括由应变片以及补偿元件组成的桥式电路，如图I所示，应变片为设于流道内的电阻工作片R1，能感受流道内空气的温度，在现有技术中，补偿元件(如应变片、钼电阻)的阻值往往很小，因此，很小的偏差也会在电路中被放大，造成测试结果误差的偏大，而本实用新型为克服上述问题，采用负温度系数热敏电阻R2作为补偿元件，负温度系数热敏电阻R2由负温度系数很大的半导体材料或元器件制作而成，温度低时，其电阻值较高，随着温度的升高，电阻值呈指数关系减小，在其电路结构中，负温度系数热敏电阻R2存在较大的阻值，能有效的减小测量结果的误差，具有提高测量的准确度、灵敏度等优点。本实用新型采用桥路补偿法对应变片进行温度补偿，其原理在于在电阻工作片R1的工作过程中，流过它的电流会使其温度发生变化，其阻值也会随温度的变化而变化，另夕卜，由于流道内空气的温度变化和电阻工作片R1材料的线膨胀系数不同，因此，电阻工作片R1的阻值也会发生变化，其中，电流通过引起的电阻值变化是客观存在的，而桥式电路的作用则在于利用电桥的平衡特性来消除由电流通过引起的电阻变化，其电路结构如图I所示，在其工作过程中，电阻工作片R1的电阻变化包括两个部分，一部分是由于应变引起的电阻变化，另一部分是由于电流通过引起的电阻变化；在其电路结构中，电阻工作片R1和负温度系数热敏电阻R2分别连接到电桥的一个臂上，电桥电压平衡时，电阻工作片R1的电流使其温度保持恒定，供给负温度系数热敏电阻R2的电流使两者的温度之差保持恒定。电流增加值的大小，取决于应变片受到冷却的程度，即取决于流过流量计的空气量。在本实用新型中，还设有测量电阻工作片R1电压的采样电路，如图I所示，采样电路包括相互串联的电阻R6、电阻R7以及数据采集点，R6连接在电阻工作片R1上，电阻R7与地线相接，数据采集点则位于电阻R6与电阻R7之间，电阻R6与电阻R7的阻值比为10:1。以汽车空气流量计为例，当空气流经负温度系数热敏电阻R2和电阻工作片R1时，两者的电阻受到冷却，电阻工作片R1的温度降低，阻值减小，电桥电压就会失去平衡，为了保持电桥平衡，电桥电路将增大供给电阻工作片R1的电流，温度补偿电阻上的电流也相应增大，以保证电阻工作片R1的温度与负温度系数热敏电阻R2的温度之差保持恒定使其温度保持恒定。当电桥电流增大时，取样电阻R6与电阻R7上的电压就会升高，并通过数据采集点进行采样，从而将空气流量的变化转换为信号电压的变化。由于电阻为线性元件，因此电阻R6与电阻R7上信号电压也随空气流量的变化而呈线性变化，在实际应用过程中，可将信号电压输入电控单元ECU，通过ECU便可根据信号电压的高低，计算出空气流量的大小。如图I所示，在负温度系数热敏电阻R2上还并联有电阻&，其作用在于当补偿元件出现断路时，电阻R3能防止电阻工作片R1中出现大电流，有效的避免了电阻工作片R1被烧毁的情况出现。本实用新型结构简单，采用电阻值大的负温度系数热敏电阻R2作为应变片的补 偿元件，不仅能减小测量结果的误差，提高了测量的准确度以及精确性，还具有电路结构稳以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种用于空气流量计应变片的温度补偿电路，包括由应变片以及补偿元件组成的桥式电路，所述的应变片为设于流道内的电阻工作片R1，其特征在于所述的补偿元件为阻值大于电阻工作片R1的负温度系数热敏电阻R2。
2.根据权利要求I所述的一种用于空气流量计应变片的温度补偿电路，其特征在于在所述的负温度系数热敏电阻R2上并联有电阻R3。
3.根据权利要求2所述的一种用于空气流量计应变片的温度补偿电路，其特征在于在所述的桥式电路上还设有测量电阻工作片R1电压的采样电路，所述的采样电路包括相互串联的电阻R6、电阻R7以及数据采集点，所述的R6连接在电阻工作片R1上，所述的电阻R7与地线相接，数据采集点则位于电阻R6与电阻R7之间。
4.根据权利要求3所述的一种用于空气流量计应变片的温度补偿电路，其特征在于所述的电阻R6与电阻R7的阻值比为10:1。
专利摘要本实用新型公开了一种用于空气流量计应变片的温度补偿电路，包括由应变片以及补偿元件组成的桥式电路，所述的应变片为设于流道内的电阻工作片R1，所述的补偿元件为阻值大于电阻工作片R1的负温度系数热敏电阻R2。本实用新型结构简单，采用电阻值大的负温度系数热敏电阻R2作为应变片的补偿元件，不仅能减小测量结果的误差，提高了测量的准确度以及精确性，还具有电路结构稳定、安全性能强等优点。
文档编号G01F15/02GK202547711SQ20122041532
公开日2012年11月21日 申请日期2012年8月21日 优先权日2012年8月21日
发明者王运生 申请人:绵阳市万欣测控技术有限公司