DE3706622A1 - Process and device for determining the rate of flow of air - Google Patents
Process and device for determining the rate of flow of airInfo
- Publication number
- DE3706622A1 DE3706622A1 DE19873706622 DE3706622A DE3706622A1 DE 3706622 A1 DE3706622 A1 DE 3706622A1 DE 19873706622 DE19873706622 DE 19873706622 DE 3706622 A DE3706622 A DE 3706622A DE 3706622 A1 DE3706622 A1 DE 3706622A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- air mass
- mass flow
- temperature
- flow meter
- current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
- G01F1/696—Circuits therefor, e.g. constant-current flow meters
- G01F1/698—Feedback or rebalancing circuits, e.g. self heated constant temperature flowmeters
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und eine zum Durchführen dieses Verfahrens dienende Einrichtung.The invention relates to a method according to the preamble of Claim 1 and one used to carry out this method Facility.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver fahren und eine Einrichtung der genannten Art so auszubilden, daß sich der Luftmassenstrom auf einfache Weise insbesondere bei klei neren Werten sehr genau bestimmen läßt.The present invention has for its object a Ver drive and train a device of the type mentioned so that the air mass flow in a simple way, especially with small nere values can be determined very precisely.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe zeichnet sich ein Verfahren der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen dieses Anspruchs aufgeführten Merkmale aus. Demnach wird der ein Widerstandselement bildende Luftmassenstrom messer mit konstanter elektrischer Heizleistung betrieben, um aus der sich dann einstellenden Betriebstemperatur auf die Größe des Luftmassenstroms zu schließen. Ohne kühlenden Luftdurchsatz stellt sich eine Maximaltemperatur ein, die im Falle beliebig großer Kühlung des Luftmassenstrommessers in die Temperatur der Umgebungsluft übergeht. Insbesondere bei kleinen Werten des Luft massenstroms besteht eine starke Abhängigkeit zwischen diesem und der Temperatur des Luftmassenstrommessers, was sich für Steuerungs- bzw. Regelungsvorgänge äußerst gut eignet. Somit kann der Luftmas senstrom aus einfachen elektrischen Messungen mit Hilfe zweier vor gegebener Kennlinien schnell bestimmt werden.To solve the problem, a method of in the preamble of claim 1 type according to the invention the characteristics listed in the characterizing part of this claim. Accordingly, the air mass flow forming a resistance element Knife operated with constant electrical heating output to the operating temperature then adjusts to the size of the Close air mass flow. Without cooling air flow a maximum temperature is set, which in the case of any great cooling of the air mass flow meter in the temperature of the Ambient air passes over. Especially with small values of air mass flow there is a strong dependency between this and the temperature of the air mass flow meter, which or control processes are extremely suitable. Thus the Luftmas current from simple electrical measurements with the help of two given characteristics can be determined quickly.
Die Weiterbildung von Anspruch 2 berücksichtigt die Umgebungstem peratur des Luftmassenstrommessers und führt somit zu einem wesent lich genaueren Ergebnis. The development of claim 2 takes into account the surrounding environment temperature of the air mass flow meter and thus leads to an essential more precise result.
Die Weiterbildung von Anspruch 3 erlaubt ein sehr einfaches Be stimmen des momentanen Luftmassenstrommesser-Widerstandswertes, der grundsätzlich auch aus der im Luftmassenstrommesser verbrauch ten Leistung einerseits und dem Spannungsabfall oder dem Strom an dererseits bestimmt werden könnte.The development of claim 3 allows a very simple loading agree the current air mass flow meter resistance value, which basically also comes from the consumption in the air mass flow meter power and voltage drop or current could be determined on the other hand.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe zeichnet sich eine zum Durchfüh ren des genannten Verfahrens dienende Einrichtung erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen von Anspruch 4 aufgeführten Merkmale aus. Demnach umfaßt die Einrichtung nur einfache, handelsübliche Bau teile, nämlich insbesondere einen Spannungsteiler, eine veränder bare Versorgungsspannungsquelle, einen Multiplizierer, einen Divi dierer und zwei Kennlinienglieder. Diese Bauteile sind zu einer übersichtlichen Schaltung zusammengeschlossen und ermöglichen ein schnelles Bestimmen des jeweiligen Luftmassenstroms.In order to solve the problem, there is one to be carried out Ren of said method serving device according to the invention by the features listed in the characterizing part of claim 4. Accordingly, the facility includes only simple, commercially available construction parts, namely in particular a voltage divider, a change bare supply voltage source, a multiplier, a divi dier and two characteristic curve members. These components are one clearly arranged circuit and allow one quick determination of the respective air mass flow.
Mit der Weiterbildung von Anspruch 5 kann zusätzlich die Umgebungs temperatur über einen Subtrahierer berücksichtigt werden, um die Bestimmung des Luftmassenstroms drastisch zu verbessern.With the development of claim 5, the environment can additionally temperature can be taken into account via a subtractor Determination of the air mass flow to improve drastically.
Mit den Weiterbildungen der Ansprüche 6 und 7 kann die Einrichtung durch Verwendung von Operationsverstärkern sehr preiswert und äus serst genau arbeitend ausgebildet werden.With the developments of claims 6 and 7, the device by using operational amplifiers very inexpensive and äus be trained precisely working.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf ein in einer Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention is described below with reference to an in a Drawing illustrated embodiment explained in more detail.
Gemäß der zeichnerischen Darstellung besteht ein Spannungsteiler 10 aus einem Festwiderstand R 1 und einem Luftmassenstrommesser R L . Dieser wird beheizt und von dem zu bestimmenden Luftstrom um strömt. Dadurch erfolgt eine Abkühlung mit dem Ergebnis einer ent sprechenden Widerstandsänderung.According to the drawing, a voltage divider 10 consists of a fixed resistor R 1 and an air mass flow meter R L. This is heated and flows around the air flow to be determined. This results in cooling with the result of a corresponding change in resistance.
Der Spannungsteiler liegt an einer Versorgungsspannung in Form einer Ausgangsspannung U A , und der dabei am Luftmassenstrommesser R L anstehende Spannungsabfall U wird zusammen mit einer Größe für den die Reihenschaltung durchfließenden Strom, der durch den Span nungsabfall an R 1 bestimmt wird, den beiden Eingängen eines Multi plizierers 12 zugeführt. Das Ausgangssignal des letzteren ent spricht der in dem Luftmassenstrommesser R L verbrauchten Leistung P=U×I. Dieser Wert wird zusammen mit einem Vergleichswert aus einem Spannungsteiler R 2, R3 den Eingängen einer Versorgungsspan nungsquelle 14 zugeführt, die im vorliegenden Fall als Operations verstärker mit Beschaltungswiderständen R 4 und R5 ausgebildet ist. In diesem Glied erfolgt eine Differenzbildung zwischen den beiden die verbrauchte Leistung und den Vergleichswert repräsentierenden Spannungen. Am Ausgang der Versorgungsspannungsquelle 14 entsteht die Ausgangsspannung U A , die über eine Leitung 16 dem Spannungs teiler 10 als Versorgungsspannung zugeführt wird und die sich so einregelt, daß im Luftmassenstrommesser eine konstante Leistung verbraucht wird, deren Größe von dem Vergleichswert abhängt. Die ser ergibt sich im vorliegenden Fall über den Spannungsteiler mit den Widerständen R 2 und R 3 aus einer Gleichspannung U 0. Der Ver gleichswert kann durch entsprechendes Verändern von R 2 und/oder R 3 entsprechend eingestellt werden.The voltage divider is connected to a supply voltage in the form of an output voltage U A , and the voltage drop U present at the air mass flow meter R L is, together with a variable for the current flowing through the series circuit, which is determined by the voltage drop at R 1 , the two inputs one Multi plizierers 12 fed. The output signal of the latter corresponds to the power P = U × I consumed in the air mass flow meter R L. This value is supplied together with a comparison value from a voltage divider R 2 , R 3 to the inputs of a supply voltage source 14 , which in the present case is designed as an operational amplifier with circuit resistors R 4 and R 5 . A difference is formed in this element between the two voltages representing the power consumed and the comparison value. At the output of the supply voltage source 14 there is the output voltage U A , which is supplied via a line 16 to the voltage divider 10 as the supply voltage and which regulates itself so that a constant power is consumed in the air mass flow meter, the size of which depends on the comparison value. In the present case, this results from the voltage divider with the resistors R 2 and R 3 from a direct voltage U 0 . The comparison value can be set accordingly by changing R 2 and / or R 3 accordingly.
Der Spannungsabfall U am Luftmassenstrommesser R L und die dem den Spannungsteiler 10 durchfließenden Strom I entsprechende Größe werden gleichzeitig den beiden Eingängen eines Dividierers 18 zu geführt, der aus diesen Größen den momentanen Widerstandswert von R L durch Quotientenbildung R L =U/I ermittelt. Dieser Widerstands wert gelangt zu einem ersten Kennlinienglied 20, das den Zusammen hang zwischen dem Widerstandswert von R L und dessen Temperatur T repräsentiert. Über diese Kennlinie kann am Ausgang des Kennli niengliedes 20 ein die Temperatur T des Luftmassenstrommessers wiedergebendes Signal erzielt werden.The voltage drop U at the air mass flow meter R L and the variable corresponding to the current I flowing through the voltage divider 10 are simultaneously fed to the two inputs of a divider 18 , which determines the instantaneous resistance value of R L from these variables by forming the quotient R L = U / I. This resistance value comes to a first characteristic element 20 , which represents the connection between the resistance value of R L and its temperature T. Via this characteristic curve, a signal representing the temperature T of the air mass flow meter can be achieved at the output of the characteristic element 20 .
Im vorliegenden Fall wird die Temperatur T des Luftmassenstrommes sers noch durch die Umgebungstemperatur korrigiert. Zu diesem Zweck ist ein zweiter Spannungsteiler 26 vorhanden, der ebenfalls an der Spannung U 0 anliegt und aus einem Festwiderstand R 8 sowie einem temperaturabhängigen Widerstand R T besteht. Der Spannungs abfall an R T entspricht der Umgebungstemperatur T U und wird zusam men mit der Temperatur T des Luftmassenstrommessers den beiden Eingängen eines Subtrahierers 22 zugeführt, der Beschaltungswider stände R 6 und R 7 aufweist. Am Ausgang des Subtrahierers 22 ent steht ein Signal, das der Differenz- bzw. Übertemperatur des Luft massenstrommessers entspricht. Dieses Signal gelangt zu einem zweiten Kennlinienglied 24, das den Zusammenhang zwischen dieser Übertemperatur und dem Luftmassenstrom repräsentiert. Somit kann am Ausgang des Kennliniengliedes 24 ein dem momentanen Luftmassen strom entsprechendes Signal L erzielt werden. Dieses läßt sich be liebig für Steuerungs-, Regelungs- und Anzeigezwecke verwenden.In the present case, the temperature T of the air mass flow is corrected by the ambient temperature. For this purpose, a second voltage divider 26 is present, which is also present at voltage U 0 and consists of a fixed resistor R 8 and a temperature-dependent resistor R T. The voltage drop at R T corresponds to the ambient temperature T U and is supplied to the two inputs of a subtractor 22 together with the temperature T of the air mass flow meter, which has circuit resistances R 6 and R 7 . At the output of the subtractor 22 there is a signal which corresponds to the differential or excess temperature of the air mass flow meter. This signal reaches a second characteristic element 24 , which represents the relationship between this excess temperature and the air mass flow. A signal L corresponding to the current air mass flow can thus be achieved at the output of the characteristic element 24 . This can be used arbitrarily for control, regulation and display purposes.
Im vorliegenden Fall ist zum Bestimmen des die Reihenschaltung 10 durchfließenden Stroms I ein mit Beschaltungswiderständen R 9, R 10 versehener Operationsverstärker 28 mit seinen beiden Eingängen an den Festwiderstand R 1 der Reihenschaltung 10 angeschlossen. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers stellt die den Strom I repräsentierende Größe dar. In the present case, in order to determine the current I flowing through the series circuit 10 , an operational amplifier 28 provided with circuit resistors R 9 , R 10 is connected with its two inputs to the fixed resistor R 1 of the series circuit 10 . The output signal of the operational amplifier represents the quantity representing the current I.
Die verschiedenen Bauelemente der vorstehend beschriebenen Schal tung können überwiegend integrierter Art sein, um die Schaltung möglichst einfach, preiswert und zuverlässig zu machen.The various components of the scarf described above device can predominantly be of an integrated type to the circuit to make it as simple, inexpensive and reliable as possible.
Claims (7)
- a) daß der Luftmassenstrommesser mit konstanter elektrischer Heizleistung beaufschlagt wird,
- b) daß der sich im Betrieb einstellende elektrische Wider standswert des Luftmassenstrommessers bestimmt wird,
- c) daß mit Hilfe einer vorgegebenen Temperatur/Widerstand-Kenn linie des Luftmassenstromsensors aus seinem momentanen Wi derstandswert seine momentane Temperatur bestimmt wird und
- d) daß mit Hilfe einer vorgegebenen Luftmassenstrom/Temperatur- Kennlinie des Luftmassenstromsensors aus seiner momentanen Temperatur der momentane Luftmassenstrom bestimmt wird.
- a) that the air mass flow meter is subjected to constant electrical heating power,
- b) that the electrical resistance value of the air mass flow meter occurring during operation is determined,
- c) that with the help of a predetermined temperature / resistance characteristic line of the air mass flow sensor from its current Wi derstandswert its current temperature is determined and
- d) that the current air mass flow is determined from its current temperature with the aid of a predetermined air mass flow / temperature characteristic curve of the air mass flow sensor.
- a) durch eine aus einem Festwiderstand (R 1) und dem Luftmassen strommesser (R L ) bestehende Reihenschaltung (10),
- b) durch eine mittels einer Eingangsgröße hinsichtlich ihrer Ausgangsspannung (U A ) veränderbare Versorgungsspannungs quelle (14) für die Reihenschaltung (10),
- c) durch Mittel zum Messen des Spannungsabfalls (U) am Luftmas senstrommesser (R L ) sowie durch Mittel (26) zum Messen des die Reihenschaltung (10) durchfließenden Stroms (I),
- d) durch einen Multiplizierer (12) zum Bilden des Produkts der gemessenen Spannungs- sowie Stromwerte und zum Weiterleiten der Multiplikationsgröße zur Versorgungsspannungsquelle (14) als deren Eingangsgröße,
- e) durch einen Dividierer (18) zum Bilden des Quotienten (U/I) aus dem Spannungswert (U) und dem zugehörigen Stromwert (I),
- f) durch ein an den Dividierer (18) angeschlossenes, den Zusam menhang zwischen dem Widerstandswert (R) sowie der Tempera tur (T) des Luftmassenstrommessers (R L ) repräsentierendes Kennlinienglied (20) zum Bestimmen der Temperatur des Luft massenstrommessers
- g) und durch ein an das erste Kennlinienglied (20) angeschlos senes, den Zusammenhang zwischen der Temperatur (T) des Luftmassenstrommessers (R L ) sowie dem Luftmassenstrom (L) repräsentierendes zweites Kennlinienglied (24) zum Bestim men des Luftmassenstroms.
- a) by a series circuit ( 10 ) consisting of a fixed resistor ( R 1 ) and the air mass flow meter ( R L ),
- b) by means of a supply voltage source ( 14 ) which can be changed with respect to its output voltage ( U A ) by means of an input variable for the series circuit ( 10 ),
- c) by means for measuring the voltage drop ( U ) on the air mass flow meter ( R L ) and by means ( 26 ) for measuring the current ( I ) flowing through the series circuit ( 10 ),
- d) by a multiplier ( 12 ) for forming the product of the measured voltage and current values and for forwarding the multiplication variable to the supply voltage source ( 14 ) as its input variable,
- e) by a divider ( 18 ) for forming the quotient ( U / I ) from the voltage value ( U ) and the associated current value ( I ),
- f) by a connected to the divider ( 18 ), the relationship between the resistance value ( R ) and the temperature ( T ) of the air mass flow meter ( R L ) representing characteristic curve member ( 20 ) for determining the temperature of the air mass flow meter
- g) and by a to the first characteristic element ( 20 ) connected, the relationship between the temperature (T) of the air mass flow meter ( R L ) and the air mass flow ( L ) representing the second characteristic element ( 24 ) for determining the air mass flow.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873706622 DE3706622A1 (en) | 1987-03-02 | 1987-03-02 | Process and device for determining the rate of flow of air |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873706622 DE3706622A1 (en) | 1987-03-02 | 1987-03-02 | Process and device for determining the rate of flow of air |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3706622A1 true DE3706622A1 (en) | 1988-09-15 |
Family
ID=6322072
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873706622 Withdrawn DE3706622A1 (en) | 1987-03-02 | 1987-03-02 | Process and device for determining the rate of flow of air |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3706622A1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3914216A1 (en) * | 1989-04-27 | 1990-10-31 | Schleicher Relais | Advancement rate monitor for discontinuously flowing medium - uses heater for local warming of medium and temp. sensor supplying signal to evaluating unit |
US5056047A (en) * | 1988-12-10 | 1991-10-08 | Gebr. Schmidt Fabrik Fur Feinmechanik | Method and device for measuring fluidic or calorimetric parameters |
US7653503B2 (en) * | 2006-04-20 | 2010-01-26 | Tao Of Systems Integration, Inc. | Temperature-compensating sensor system |
WO2021148648A1 (en) * | 2020-01-22 | 2021-07-29 | Philip Morris Products S.A. | Hot wire anemometer air flow measurement, puff detection and ambient temperature tracking |
US11918050B2 (en) | 2020-01-22 | 2024-03-05 | Altria Client Services Llc | Hot wire anemometer air flow measurement, puff detection and ambient temperature tracking |
-
1987
- 1987-03-02 DE DE19873706622 patent/DE3706622A1/en not_active Withdrawn
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5056047A (en) * | 1988-12-10 | 1991-10-08 | Gebr. Schmidt Fabrik Fur Feinmechanik | Method and device for measuring fluidic or calorimetric parameters |
DE3914216A1 (en) * | 1989-04-27 | 1990-10-31 | Schleicher Relais | Advancement rate monitor for discontinuously flowing medium - uses heater for local warming of medium and temp. sensor supplying signal to evaluating unit |
US7653503B2 (en) * | 2006-04-20 | 2010-01-26 | Tao Of Systems Integration, Inc. | Temperature-compensating sensor system |
WO2021148648A1 (en) * | 2020-01-22 | 2021-07-29 | Philip Morris Products S.A. | Hot wire anemometer air flow measurement, puff detection and ambient temperature tracking |
US11910838B2 (en) | 2020-01-22 | 2024-02-27 | Altria Client Services Llc | Hot wire anemometer air flow measurement, puff detection and ambient temperature tracking |
US11918050B2 (en) | 2020-01-22 | 2024-03-05 | Altria Client Services Llc | Hot wire anemometer air flow measurement, puff detection and ambient temperature tracking |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3007747C2 (en) | ||
DE2746360A1 (en) | Remote thermal monitoring of several locations - uses alternative thermal resistors which switch into branch of resistive bridge | |
EP0139874B1 (en) | Circuit for thermo-electrical level measurement | |
DE3309404C2 (en) | ||
DE3836045A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING THE LAMBDA PROBE INNER RESISTANCE AND FOR HEATING CONTROL WITH THE AID OF THE INNER RESISTANCE | |
DE3706622A1 (en) | Process and device for determining the rate of flow of air | |
DE3910676A1 (en) | Method and equipment for operating an air mass flowmeter | |
DE2711437A1 (en) | Measurement of heat exchanger energy flow - using multiplexing A=D converter arrangement consisting of loop closed through D=A converter, comparator and microprocessor | |
DD206176A3 (en) | METHOD AND CIRCUIT ARRANGEMENT FOR TEMPERATURE MEASUREMENT | |
DE2506595A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING THE MOISTURE OF MATERIALS OF DIFFERENT TYPES | |
DE4036110A1 (en) | FLOWMETER | |
DE2933728A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR TESTING VENTILATED CIGARETTES | |
DE3809540A1 (en) | METHOD FOR TEMPERATURE CONTROL OF RESISTANT HEAT LADDERS | |
DE102013102349B4 (en) | A method of operating a glow plug and glow plug control device | |
DE2849467C2 (en) | Control circuit for a constant temperature anemometer, especially for measuring the intake air of an internal combustion engine | |
DE3905665C2 (en) | Arrangement for measuring the mass flow | |
DE2711774A1 (en) | MEASURING DEVICE FOR AUTOMATIC MEASUREMENT OF RESISTANCE AND HEATING OF RESISTANT ELECTRICAL COMPONENTS | |
DE2659620A1 (en) | AUTOMATIC TEMPERATURE MEASURING DEVICE | |
DE1099752B (en) | Method and device for measuring the temperature and flow rate of a flow medium | |
DE19808250A1 (en) | Temperature controller | |
DE2455588A1 (en) | Linearizing circuit for NTC resistors esp in thermometers - uses temperature independent resistor for linearity over wide range | |
DE2353390A1 (en) | TEMPERATURE COMPENSATION CIRCUIT, IN PARTICULAR FOR TEMPERATURE AND PRESSURE SENSORS | |
DE2207790C2 (en) | Process for compensating for the temperature dependence of the measured variable when measuring the electrical conductivity of liquids and a device for carrying out the process | |
DE2250336C3 (en) | Method for determining the length of a wire of a cable directly in length measure by electrical bridge measurement, if the wire diameter and temperature are known | |
DE762398C (en) | Device for measuring or regulating mean specific weights or dwell times of flowing agents in closed rooms |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8141 | Disposal/no request for examination |