DD231638A1

DD231638A1 - Anordnung zur messung des kraftstoff- oder luftmassendurchsatzes an brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DD231638A1
Application number: DD27137684A
Authority: DD
Inventors: Eberhard Freiberg; Harald Kroll; Matthias Reitz
Original assignee: Zwickau Ing Hochschule
Priority date: 1984-12-21
Filing date: 1984-12-21
Publication date: 1986-01-02

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Messung des Kraftstoff- oder Luftmassendurchsatzes an Brennkraftmaschinen mittels Hitzdraht unter Beruecksichtigung der Notwendigkeit der Temperaturkompensation. Ziel und Aufgabe ist es eine Anordnung zu schaffen, mit der es moeglich ist, den Temperatureinfluss zu kompensieren, das Ausgangssignal zu linearisieren sowie die Anordnung zu kalibrieren, ohne das sich der schaltungstechnische Aufwand erhoeht. Der Erfindungsgegenstand ist zur Kraftstoff- oder Luftmassendurchsatzmessung an Brennkraftmaschinen mittels Hitzdraht-Konstant-Strom-Verfahren verwendbar. Er kann aber auch in anderen Bereichen zur Mengendurchsatzmessung von gasfoermigen und fluessigen Medien eingesetzt werden.

Description

Titel der Erfindung

Anordnung zur Messung des Kraftstoff- oder Luftmassendurchsatzes an Brennkraftmaschinen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Messung des Kraftstoff- Oder Luftmassendurchsatzes an Brennkraftmaschinen mittels Hitzdraht unter Berücksichtigung der Hotwendigkeit der Temperaturkompensation«

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Bekannt ist aus der DE-OS 1573098 eine Lösung zur Ermittlung des Massendurchsatzes eines Mediums, bei der zwei ebene Gitter im Strömungskanal als Hitzdrahtwiderstände angebracht sind und die nach dem Konstant-Strom-Verfahren arbeitet· nachteilig daran ist, daß keine Möglichkeit der Kompensation des Temperatureinflusses und der notwendigen Linearisierung des Ausgangssignals vorgesehen ist· Weiterhin- ist aus der DE-OS 3037340 ein Treiber für Hitzdraht-Luftmengen-Messer bekannt, bei der der Sitzdraht und ein Widerstandsglied aus KonstantStromquellen mit konstanten Strömen gespeist werden· Das Luftmengensi.gnal wird in einem Mikrorechner aus dem, in verschiedenen Punktionsblöcken ermittelten Tastverhältnis gebildet· Nachteilig an dieser Lösung ist der komplizierte Aufbau des Treibers, der u.a« den Einsatz eines Mikrorechners erfordert . *

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Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine Anordnung zur Messung des Kraftstoff- oder Luftmassendurchsatzes an Brennkraftmaschinen zu schaffen, mit der der Massendurchsatz mit verbesserter Genauigkeit bei geringem schaltungstechnischen Aufwand gemessen werden kann.

Wesen der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zur Messung des Kraftstoff- oder luftmassendurchsatzes an Brennkraftmaschinen zu schaffen, wobei die Kompensation des Temperatureinflusses, die Linearisierung des Ausgangssignals sowie die Kalibrierung der Anordnung ohne größere schaltungstechnische Anforderungen möglich sein soll.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Anordnung aus einer Sonde zur Mengenmessung mit Hitzdrahtmengensensor zur Erzeugung eines dem Massenstrom äquivalenten elektrischen Signals und Temperatursensor zur Erzeugung eines der Temperatur des strömenden Mediums äqui- valenten Signals, einer einstellbaren Konstantstromquelle zur Bereitstellung des notwendigen durch den Hitzdraht fließenden konstanten Heizstroms in der, entsprechend dem zu messenden Mediums, benötigten Größe, einer einstellbaren Konstantspannungsquelle, in der ein Spannungssignal zur Hullpunktgrundkorrektur erzeugt wird, einer Temperaturmeßschaltung zur Wandlung des Signals des Temperatursensors in der Temperatur des strömenden Mediums äquivalente Signale zur temperaturabhängigen Nullpunkt- und Kalibrierungskorrektur, einer Kalibriereinrichtung zur Einstellung des Meßbereichsendwertes, einem ersten Verstärker, der mittels der Signale der einstellbaren Konstantspannungsquelle und der Temperaturmeßschaltung ein temperaturkompensiertes Hullpunktkorrektursignal erzeugt, einem zweiten Terstärker, der mittels der

Signale der Semperaturmeßschaltung und der Kalibriereinrichtung ein temperaturkompensiertes Korrektursignal zur Einstellung des Meßbereichsendwertes erzeugt, einem dritten Verstärker, der mittels der Signale des ersten Verstärkers und des Signals Spannungsabfall über den Hitzdraht ein temperaturkompensiertes, nullpunktkorrigiertes, nichtlineares Signal für den Massendurchsatz des Mediums erzeugt, einem vierten Verstärker, der mittels der Signale des zweiten und des dritten Verstärkers ein temperaturkompensiertes nullpunkt- und endwertkorrigiertes, nichtlineares Signal für den Massendurchsatz des Mediums erzeugt sowie einem Linearisator an dessen Ausgang ein temperaturkompensiertes_s nullpunkt- und endwertkorrigiertes, lineares Signal für den Massendurchsatz des Mediums zur Anzeige oder Weiterverarbeitung bereit gestellt wird, besteht, wobei der Eingang des Linearisators mit dem Ausgang eines Verstärkers, dessen erster Eingang mit dem Ausgang eines weiteren Verstärkers verbunden ist, dessen erster Eingang an den Ausgang einer Kalibriereinrichtung und dessen zweiter Eingang an den Ausgang der Temperaturmeßschaltung angelegt ist, dessen zweiter an den Ausgang eines weiteren Verstärkers angeschaltet ist, dessen erster Eingang mit dem Ausgang des ersten Verstärkers, wobei dessen Eingänge mit den Ausgängen der Konstantspannungsquelle verbunden sind und dessen zweiter Eingang mit der stromführenden Leitung, die zwischen Konstantstromquelle und dem Hitzdrahtmengensensor verläuft, verbunden ist.

Ausführungsbeispiel

Ein Ausführungsbeispiel wird anhand Pig. 1 "Blockschaltbild der Anordnung" erläutert. ·

In einer Sonde zur Mengenmessung 1 ist ein Hitzdrahtmengensensor 2 und ein Temperatursensor 3 eingebaut. Der Hitzdrahtmengensensor wird aus einer einstellbaren Konstantstromquelle 4 mit einem konstanten Heizstrom gespeist.

Wird der Hitzdraht von einem Medium umströmt, ändert sich seine Temperatur und damit sein Widerstand in Abhängigkeit vom Massendurchsatz des Mediums. Bei vorhandenem konstanten Heizstrom wird dadurch ein Spannungsabfall über den Hitzdraht erzeugt, der als.Signal für die Größe des Massendurchsatzes zur Weiterverarbeitung zur Verfügung steht. Dieses Signal hat bei einem Massendurchsatz = 0 seinen größten Wert. Steigt der Massendurchsatz an, verkleinert sich das Signal nichtlinear, es ist außerdem abhängig von der Temperatur des Mediums. Mittels der weiteren Elemente der Anordnung wird das Spannungssignal nun so weiter verarbeitet, daß am Ausgang der Anordnung ein, dem Massendurchsatz des Mediums proportionales, temperaturkompensiertes Signal anliegt.

Zu diesem Zwecke wird durch einen Temperatursensor 3 und eine Temperaturmeßschaltung 6 ein der Temperatur des strömenden Mediums entsprechendes Signal bereitgestellt. Zur Uullpunktgrundkorrektur dient eine einstellbare Eonstantspannungsquelle 5, deren Ausgangsspannung entsprechend dem-Spannungsabfall über dem Hitzdraht bei Massendurchsatz = 0 eingestellt wird.

Das Signal der Temperatunaeßschaltung und der Konstantspannungsquelle wird in einem ersten Rechenverstärker 8 zu einem temperaturkompensierten Hullpunktkorrektursignal aufgearbeitet. In einem dritten Rechenverstärker 10 wird mit diesem Signal und dem Spannungsabfall über den Hitzdraht ein temperaturkompensiertes, nullpunktkorrigiertes Signal als Maß für den Massendurchsatz des Mediums gebildet. Mit dem Signal einer Kalibriereinrichtung 7 und dem Signal der Temperaturmeßschaltung liegt am Ausgang eines zweiten Rechenverstärkers 9 ein temperaturkompensiertes Sndwertkorrektursignal an, welches mit dem Ausgangssignal desdritten Rechenverstärkers 10 in einem vierten Rechenverstärker 11 zu einem temperaturkompensierten, nullpunkt- und endwertkorrigierten,nichtlinearen Signal als Maß für den Massendurchsatz des Mediums verarbeitet wird.

2Jaeh der Linearisierung im- Linearisator 12 wird am Ausgang der Anordnung ein Signal für den Hassendurensatζ des Mediums "bereitgestellt, welches t einperaturkompens iert, null- und endwertkorrigiert sowie linear dem Massendurchsatz des Mediums entspricht·

Claims

Patentanspruch

1. Anordnung zur Messung des Kraftstoff- oder Luftmassendurchsatzes an Brennkraftmaschinen mittels Hitzdraht bestehend aus einer Meßsonde zur Erzeugung eines dem Massenstrom äquivalenten elektrischen Signals und zur Urzeugung eines der Temperatur des strömenden Mediums äquivalenten Signals, einer Konstantstromquelle, einer Kalibriereinrichtung, einem Linearisator und einer Temperaturmeßschaltung
dadurch gekennzeichnet, daß

der Eingang des Linearisators (12) mit dem Ausgang des Verstärkers (11), dessen erster Eingang mit dem Ausgang des Verstärkers (9) verbunden ist, dessen erster Eingang wiederum an den Ausgang einer Kalibriereinrichtung (7) und dessen zweiter Eingang an den Ausgang der Temperaturmeßschaltung angelegt ist, dessen zweiter Eingang an den Ausgang des dritten Verstärkers (10) angeschaltet ist, dessen erster Eingang mit- dem Ausgang des ersten Verstärkers (8), wobei dessen Eingänge mit den Ausgängen der KonstantSpannungsquelle (5) und der Temperaturmeßschaltung (6) verbunden sind und dessen zweiter Eingang mit der stromführenden Leitung die zwischen Konstantstromquelle (4) und dem Hitzdrahtmengensensor verläuft, verbunden ist.

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