流量传感器LMM-01在汽车电子中的应用

　　一、引言

　　随着我国经济建设步伐的加快，汽车开始越来越多的进入现代家庭，汽车电子也因此受到更多的重视。近些年来，国内外众多企业和学术科研机构投入了大量的人力物力，研究和开发新的汽车电子技术，并在某些领域取得了许多突破性的进展。

　　传感器技术作为现代工业控制四大支柱产业，在汽车电子的设计研究中占有突出的地位，传感器已成为汽车控制系统中的一个重要组成部分。通常一辆现代化的汽车，装备的传感器数可多达50个～60个，而国外有些高级轿车，其装备的传感器数已达到数百个，至于概念型汽车装备的传感器数就更多了。传感器已成为世界装备市场上增长最快的领域之一。

　　事实上，应用于汽车上的传感器有很多种，目前主要有：温度传感器、压力传感器、流量传感器、位移传感器以及速度、加速度传感器等等。这些汽车传感器的销售量约占有传感器总销售量的三分之一，其中流量传感器就是非常重要的一种传感器。

　　二、LMM-01的工作原理

　　流量传感器主要用于检测发动机的空气进气量和燃油喷射量，从而将空燃比控制在最佳值附近，此外流量传感器还广泛利用于排气再循环、防滑驱动、刹车防抱死系统以及电控悬架等许多方面。目前市场上用于检测燃料流量的传感器主要有水轮式和循环球式，其动态范围为0kg/h～60kg/h，工作温度在-40℃～120℃，精度为1%，响应时间为 10ms。

　　而由于气体的可压缩性，通常我们检测气体质量流量，市场上主要使用的有热线式流量传感器。这种传感器采用热耗散原理，将一个热线式敏感元件安放在空气入口的旁路中，在辅助热线元件的温度补偿作用下，检测空气质量流量。但是这种传感器的缺点是不能检测空气流量的回流波动。此外检测气体流量的传感器还有热膜式流量传感器、卡尔曼旋涡式传感器和压力式传感器。

　　LMM-01流量传感器是一种基于传统的热膜片风力计原理的新型传感器。该传感器是借助先进的薄膜片技术，将性能稳定的薄膜片电阻加工到一片薄膜上。由于采用了MEMS加工，因此一方面缩短了传感器响应时间，另一方面也能测量出了回流流量。LMM-01的原理电路图可以参见图1所示，由于采用了前后桥电路，所以我们可以很方便的判断出流体流向，从而进一步测量出回流流量。

　　为了防止温度变化对测量精度的影响，传感器中采用了两片热敏电阻分别对前后桥进行了温度补偿。为了提高精度，两片用于测量温度的热敏电阻6、7与流体流向9平行布置，而用于测量流体流量的两片热电阻传感器4、5互相平行并与流向9垂直布置(如图2所示)，其中3为传感部件，17、18都是数量级的SiO2薄膜，19为Si底层，20为带状电导。