氣體質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量電路的總體框圖,其中A/D轉(zhuǎn)換器、查表計(jì)算和顯示(或傳輸)由單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。橋式電路實(shí)現(xiàn)了保持ΔT/RH為定值的目的,當(dāng)流體的質(zhì)量流量發(fā)生變化時(shí),電橋失去平衡,控制電路測(cè)量出不平衡電壓,通過改變加熱電流,使電橋重新處于平衡狀態(tài),加熱電流通過電流測(cè)量電路轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào),送入A/D轉(zhuǎn)換器,轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)經(jīng)查表、計(jì)算,求出對(duì)應(yīng)的質(zhì)量流量,再顯示(或傳輸)給其他設(shè)備。
氣體質(zhì)量流量計(jì)橋式電路包括運(yùn)算放大器OP07-1、三極管9014、測(cè)溫鉑電阻RT、測(cè)速鉑電阻RH和精密電阻R1,R2,R3,R4,R5.測(cè)速鉑電阻RH位于橋式電路的一臂,其通以較大的電流,使之加熱。測(cè)溫鉑電阻RT位于橋式電路的另一側(cè),為了使它自身不產(chǎn)生熱量,以保證測(cè)量溫度與流體溫度相等,通過它的電流必須很小,因此RT的電阻值應(yīng)較大,但如果RT值過大,則測(cè)量的熱慣性也增大,儀表的響應(yīng)速度減慢。為了解決此問題,在電路中采用了副電橋(副電橋由OP07-1,9014,RT,R3,R4,R5組成),副電橋相當(dāng)于一個(gè)等效大電阻。
由儀表的工作原理可知,比值ΔT/RH應(yīng)保持恒定。這一點(diǎn)可以通過以下計(jì)算來證明:設(shè)在工作狀態(tài)1的情況下,流體溫度為t1,測(cè)速鉑電阻溫度為T1,熱式質(zhì)量流量計(jì)測(cè)速鉑電阻的阻值為RH1,測(cè)溫鉑電阻的阻值為RT1;在工作狀態(tài)2的情況下,流體溫度為t2,測(cè)速鉑電阻溫度為T2,測(cè)速鉑電阻的阻值為RH2,測(cè)溫鉑電阻的阻值為RT2。氣體質(zhì)量流量計(jì)選擇RT0=100Ω,RH0=20Ω,經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,測(cè)速鉑電阻的溫度與環(huán)境溫度相差70~80℃,測(cè)量效果較好,一般環(huán)境溫度在20℃左右,若測(cè)速鉑電阻工作選為100℃。