[发明专利]热式流量传感器

权利要求书

1.一种热式流量传感器，设置于汽车发动机进气口，用于对汽车发动机进气口的空气质量流量进行测量，其特征在于，包括：

一电源电路；

一场效应管，其漏极与该电源电路相连；

一惠斯登电桥，其包括分别设置有一发热电阻及一感温电阻的两个桥臂，且两个桥臂的公共点与该场效应管的源极相连，并作为反映当前空气质量流量的检测电压输出点；

一运算放大器电路，其分别与该惠斯登电桥及该场效应管的栅极相连，用于对该场效应管源极上的检测电压进行处理，并输出一表示当前空气质量流量的频率信号；

一微控制器，其输入端与该场效应管的源极相连，用于对该场效应管源极上的检测电压进行处理，并输出一表示当前空气质量流量的频率信号；

一快速启动电路，用于通过该微控制器的控制使该发热电阻在该热式流量传感器刚运行时能够快速加热到工作温度，其中，该快速启动电路又包括一二极管及一保护电阻，该二极管与该保护电阻串联后设置在该微控制器及该运算放大器电路之间。

2.如权利要求1所述的热式流量传感器，其特征在于，该微控制器包括：

一模数转换模块，其与该微控制器的输入端相连，用于将反映当前空气质量流量的检测电压转换为数字量；

一寄存器，用于存放检测电压与其对应频率信号的数据表格；

一频率信号调取模块，其分别与该模数转换模块及该寄存器相连，用于根据转换后的数字量调取出该寄存器中对应的频率信号，并传输给该微控制器的输出端。

3.如权利要求1所述的热式流量传感器，其特征在于，该惠斯登电桥的一个桥臂包括该发热电阻、一第一分压电阻及一第二分压电阻，该第一分压电阻与该第二分压电阻串联后与该发热电阻并联，且该第一分压电阻与该第二分压电阻之间作为该桥臂的中间节点与该运算放大器电路相连；

该惠斯登电桥的另一桥臂包括该感温电阻、一工作点调节电阻及一下桥臂电阻，该感温电阻与该工作点调节电阻及该下桥臂电阻串联，且该工作点调节电阻与该下桥臂电阻之间作为该桥臂的中间节点与该运算放大器电路相连。

4.如权利要求1所述的热式流量传感器，其特征在于，该运算放大器电路包括一运算放大器、一电阻及一电容，该运算放大器的正向端和反向端分别连接至该惠斯登电桥两个桥臂的中间节点，该运算放大器的输出端连接至该场效应管的栅极，且该运算放大器的输出端与该电阻及该电容串接后连接至该运算放大器的反向端。

5.如权利要求4所述的热式流量传感器，其特征在于，该运算放大器电路还包括一滤波电容，其设置于该运算放大器的正向端和反向端之间，用于去除差模信号的高频噪声。

6.如权利要求1所述的热式流量传感器，其特征在于，其还包括一差动放大电路，其设置在该微控制器的输入端及该场效应管的源极之间，用于将检测电压调整至该微控制器的电压处理范围内，其中，该差动放大电路又包括一放大器及一反馈电阻，该放大器的正向端连接至该场效应管的源极，输出端串联该反馈电阻后连接至该反向端，且该放大器的输出端连接至该微控制器的输入端。

7.如权利要求1所述的热式流量传感器，其特征在于，该电源电路进一步包括一保护二极管、一第一电容及一第二电容，该保护二极管的正极与电源电压相连，负极连接至该场效应管的漏极，该第一电容设置在该保护二极管的正极与接地端之间，该第二电容设置在该保护二极管的负极与接地端之间。

8.如权利要求7所述的热式流量传感器，其特征在于，该电源电路还包括一电荷泵电路，其用于提高该运算放大器电路的输出动态范围，其中，该电荷泵电路又包括：

一三极管，其集电极连接至该微控制器的输出端，发射极接地，集电极串接一电阻后连接至电源电压；

一开关电容，其一端与该三极管的集电极相连；

一充电二极管，其正极连接至电源电压，其负极连接至该开关电容的另一端；

一开关二极管，其正极与该开关电容的另一端相连，其负极连接至该运算放大器电路。

9.如权利要求1所述的热式流量传感器，其特征在于，其还包括一参考电源电路，用于输出一参考电压，其中，该参考电源电路又包括一稳压管及一分压电阻，该稳压管与该分压电阻并联后设置在电源电压及接地端之间，并从该稳压管的负极向该微控制器输出一参考电压。