CN2816758Y - 汽车空气流量传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种汽车空气流量传感器。包括外壳(1)、传感器(2)及传感电路，其特征在于：所述传感电路包括将气流量转换为电压信号的采样传感电路、压控脉宽调制电路、RC充放电路、峰值电荷保持电路、电子开关电路及其开关控制电路。本电路根据采样传感电路的电压信号通过压控脉宽调制电路输出PWM脉冲对RC充放电路进行充电，并控制电子开关平均峰值电荷保持电路和RC充放电路中储能电容里的电荷，使峰值电荷保持电路的储能电容在每个脉冲周期都能被刷新，这样，在峰值电荷保持电路的输出端将得到随采样传感电路输出的电压信号变化的模拟信号，该电路具有成本低，结构简单、精度高的优点。
Description
技术领域：本实用新型涉及一种汽车空气流量传感器。
背景技术：汽车空气流量传感器是用来对汽车发动机的空气流量进行电信号转换并将此信息提供给汽车中央处理器，以保证发动机在各种工况下获得最佳浓度的混和气，因此对它的精确度要求很高。汽车空气流量传感器通常包括一个塑料外壳，外壳上设置有空气空气采样支路和将电信号引出的接插装置，传感器设置在空气采样支路中，传感电路设置在外壳的内腔中。目前，公知的汽车空气流量传感器市场被国外技术和产品垄断，国内产品多以模拟电路生产，其精度，稳定性难以控制，而采用数字电路其数模转换又无法满足高精度，低成本，小空间等几方面要求。
发明内容：本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种传感电路结构简单、成本低，性能可靠且精度足够，可替代国外产品的汽车空气流量传感器。
为实现上述目的，本实用新型所采取的技术解决方案是：一种汽车空气流量传感器，包括设有空气采样支路的外壳、传感器及传感电路，所述传感器设置在空气采样支路中，其特征在于：所述传感电路包括将气流量转换为电压信号的采样传感电路、压控脉宽调制电路、RC充放电路、峰值电荷保持电路、电子开关电路及其开关控制电路，所述采样传感电路的输出与压控脉宽调制电路的电压输入端连接，压控脉宽调制电路的输出与RC充放电路连接，所述电子开关电路连接在峰值电荷保持电路和RC充放电路中的储能电容之间，所述开关控制电路控制电子开关的导通或断开，所述峰值电荷保持电路的输出为空气流量传感器输出。
作为本实用新型的进一步改进：所述采样传感电路为由热敏电阻及分压电阻串联组成的分压支路构成，所述压控脉宽调制电路及开关控制电路由具有模/数转换功能输入端口的单片微处理器为核心及其外围元件组成，所述采样传感电路的分压点与单片微处理器的模/数转换输入端口连接，电子开关由晶体三极管构成，单片微处理器的一个数据输出端与晶体三极管基极连接作为开关控制电路控制端，所述峰值电荷保持电路由运算放大器及保持储能电容组成，所述保持储能电容连接在运算放大器的同相输入端与地之间，运算放大器的反相输入端与输出端连接，所述RC充放电路由充电储能电容和电阻串联组成，充电储能电容负极接地，电阻的另一端接至单片微处理器的另一个数据输出端连接。
本实用新型与现有技术相比的有益效果：由于本实用新型的传感电路采取包括将气流量转换为电压信号的采样传感电路、压控脉宽调制电路、RC充放电路、峰值电荷保持电路、电子开关电路及其开关控制电路，所述采样传感电路的输出与压控脉宽调制电路的电压输入端连接，压控脉宽调制电路的输出与RC充放电路连接，所述电子开关电路连接在峰值电荷保持电路和RC充放电路中的储能电容之间，所述开关控制电路控制电子开关的导通或断开，所述峰值电荷保持电路的输出为传感器输出，通过采样传感电路输出的电压信号，控制压控脉宽调制电路输出脉冲的占空比并对RC充放电路充电，开关控制电路控制电子开关在RC充放电路充得最高电压时开通，连接峰值电荷保持电路和RC充放电路中的储能电容，峰值电荷保持电路和RC充放电路中储能电容里的电荷即为两储能电容里电荷的平均值，使峰值电荷保持电路的储能电容在每个脉冲周期都能被刷新，这样，在峰值电荷保持电路的输出端将得到随采样传感电路输出的电压信号变化的模拟信号，该电路通过选择合适的脉冲频率，就可以满足传感电路的精度，并且选用的都可以是通用的元件，电路成本低，结构也简单当压控脉宽调制电路及开关控制电路由具有模/数转换功能输入端口的单片微处理器为核心及其外围元件组成后，电路结构将进一步简化，且具有更大的灵活性。
下面将结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
附图说明
附图1为本实用新型实施例结构示意图；
附图2为本实用新型实施例电原理图；
附图3为电路波形图。
具体实施方式：
如图1所示，汽车空气流量传感器仍包括一个塑料外壳1，外壳1上设置有空气采样支路3和将电信号引出的接插装置4，传感器2设置在空气采样支路3中，传感电路线路板5设置在外壳1的内腔中，如图2所示，传感电路包括将气流量转换为电压信号的采样传感电路、压控脉宽调制电路、RC充放电路、峰值电荷保持电路、电子开关电路及其开关控制电路，采样传感电路为由热敏电阻TR1及分压电阻R5串联组成的分压支路构成，热敏电阻TR1最好选用铂电阻以保证有较高的精度，压控脉宽调制PWM电路及开关控制电路由具有模/数转换功能输入端口的单片微处理器U1为核心及其外围元件组成可以使电路结构简化，不过当然也不排除用分立元件，在本实施例中单片微处理器U1选用PIC12F675，当然也可以是功能相当的其他型号的单片微处理器，采样传感电路的分压点与单片微处理器U1的模/数转换输入端口连接，电子开关可以由晶体三极管Q1或模拟开关集成电路构成，在本实施例中选用NPN型晶体三极管Q1以降低电路成本，单片微处理器U1的一个数据输出端与晶体三极管Q1基极连接作为开关控制电路控制端，峰值电荷保持电路由运算放大器U2B及保持储能电容C2组成，所述保持储能电容C2连接在运算放大器U2B的同相输入端与地之间，运算放大器U2B选用LM358，运算放大器U2B的反相输入端与输出端连接构成跟随器，所述RC充放电路由充电储能电容C1和电阻R1串联组成，充电储能电容C1负极接地，电阻R1的另一端接至单片微处理器的另一个数据输出端连接，晶体三极管Q1集电极与保持储能电容C2正极连接，发射极与充电储能电容C1正极连接。
电路工作原理：
在图2所示实施例中：由连接器CN1连接汽车电路，其2脚有+12V电源为运算放大器U2，采样传感电路供电，3脚为整个电路公共地，4脚有+5V电源为单片微处理器U1供电，5脚为本传感器信号输出口，1脚空。采样传感电路得到12V电源后，铂电阻即热敏电阻TR1将产生温升，当有空气流过其表面时，将带走热能使其电阻值减小，分压电阻R5上压降加大，分压点上电位上升，单片微处理器U1(PIC12F675)7脚将得到随空气流量变化的采样信号并进行模/数转换，经单片微处理器U1(PIC12F675)内部按预设的PWM程序处理后从5脚输出，即在输出脉冲频率不变的情况下，分压点上电位越高，输出的充电脉冲的占空比越大，如图3中所示，每当在RC充放电路充得最高电压时即输出脉冲高电平结束时刻，单片机U1(PIC12F675)6脚即开关控制电路控制端就输出脉冲经电阻R2限流控制三极管Q1开通，同时，具备高阻输入的峰值电荷保持电路中运算放大器U2B(LM358-B单元)同相输入端保持储能电容C2上的电荷经三极管Q1与RC充放电路中充电储能电容C1上的电荷平均，由于峰值电荷保持电路输入端总阻抗足够大，因此，保持储能电容C2与充电储能电容C1平均电荷后在峰值电荷保持电路输入端形成的电压基本不变而被保持，直到下一充电脉冲到来时，保持储能电容C2上电压又被刷新，这样，在峰值电荷保持电路中运算放大器U2B(LM358-B单元)输出端将得到随采样传感电路输出电压变化的模拟信号。
Claims (3)
1、一种汽车空气流量传感器，包括设有空气采样支路(3)的外壳(1)、传感器(2)及传感电路，所述传感器(2)设置在空气采样支路(3)中，其特征在于：所述传感电路包括将气流量转换为电压信号的采样传感电路、压控脉宽调制电路、RC充放电路、峰值电荷保持电路、电子开关电路及其开关控制电路，所述采样传感电路的输出与压控脉宽调制电路的电压输入端连接，压控脉宽调制电路的输出与RC充放电路连接，所述电子开关电路连接在峰值电荷保持电路和RC充放电路中的储能电容之间，所述开关控制电路控制电子开关的导通或断开，所述峰值电荷保持电路的输出为空气流量传感器输出。
2、根据权利要求1所述的汽车空气流量传感器，其特征在于：所述采样传感电路为由热敏电阻(TR1)及分压电阻(R5)串联组成的分压支路构成，所述压控脉宽调制电路及开关控制电路由具有模/数转换功能输入端口的单片微处理器为核心及其外围元件组成，所述采样传感电路的分压点与单片微处理器的模/数转换输入端口连接，电子开关由晶体三极管构成，单片微处理器的一个数据输出端与晶体三极管基极连接作为开关控制电路控制端，所述峰值电荷保持电路由运算放大器(U2B)及保持储能电容(C2)组成，所述保持储能电容(C2)连接在运算放大器(U2B)的同相输入端与地之间，运算放大器(U2B)的反相输入端与输出端连接，所述RC充放电路由充电储能电容(C1)和电阻(R1)串联组成，充电储能电容(C1)负极接地，电阻(R1)的另一端接至单片微处理器的另一个数据输出端连接。
3、根据权利要求2所述的汽车空气流量传感器，其特征在于：所述单片微处理器选用PIC12F675，所述晶体三极管(Q1)选用NPN型，其集电极与保持储能电容(C2)正极连接，发射极与充电储能电容(C1)正极连接。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102255368A (zh) * | 2011-07-14 | 2011-11-23 | 无锡新畅电子有限公司 | 高功率因素磷酸铁锂电池快速充电器 |
| CN108871482A (zh) * | 2017-05-09 | 2018-11-23 | 苏州库睿斯自动化设备有限公司 | 气体流量检测装置 |
| CN110945791A (zh) * | 2017-08-01 | 2020-03-31 | 宋清淡 | 高灵敏度电容传感器电路 |
| CN112923996A (zh) * | 2021-01-22 | 2021-06-08 | 珠海拓芯科技有限公司 | 水泵流量监测电路 |
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2005
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