熱式風速傳感器工作原理

熱式風速傳感器工作原理

熱式風速傳感器以熱絲（鎢絲或鉑絲） 或是以熱膜（鉑或鉻制成薄膜） 為探頭，裸露在被測空氣，并將它接入惠斯頓電橋，通過惠斯頓電橋的電阻或電流的平衡關系，檢測出被測截面空氣的流速。熱膜式風速傳感器的熱膜外涂有極薄的石英膜絕緣層，以便和流體絕緣，并可防止污染，可在帶有顆粒的氣流中工作，其強度比金屬熱線絲高。

當空氣溫度穩定不變時，熱絲上的耗電功率等于熱絲在空氣中瞬時耗去的熱量。熱絲電阻隨溫度而變化，熱線的電阻和熱線溫度在通常溫度范圍（0～300 ℃） 之內，表現為線性關系。放熱系數與氣流速度有關，流速越大，對應的放熱系數也越大，即散熱快；流速小，則散熱慢。

熱式風速傳感器所測氣流速度是電流與電阻的函數。將電流（或電阻） 保持不變，所測氣流速度僅與電阻（或電流） 一一對應。

熱線式風速傳感器有恒流與恒溫兩種設計電路。恒溫式熱線風速傳感器較為常用。恒溫法原理是測量過程中保持熱絲溫度恒定，使電橋平衡，此時熱絲電阻保持不變，氣流速度只是電流的單值函數，根據已知的氣流速度與電流的關系可求得通過末端裝置的氣流速度。恒流式熱線風速傳感器在測量過程中保持流經熱絲的電流值不變。當電流值不變時，氣流速度僅僅與熱絲電阻有關。根據已知的氣流速度與熱絲電阻的關系可求得通過風速傳感器的氣流速度。

熱線式風速傳感器可測量脈動風速。恒流式風速傳感器熱慣性較大，恒溫式風速傳感器的熱慣性相對較小，具有較高的速度響應。熱線式風速傳感器的測量精度均不很高， 使用時要注意溫度補償。