热式风速传感器工作原理

热式风速传感器工作原理

热式风速传感器采用热丝（钨丝或铂丝）或热膜（铂丝或铬膜）作为探头，暴露在被测空气中，与惠斯通电桥连接，检测被测空气的流速。通过惠斯通电桥的电阻或电流平衡来测量截面中的空气。热膜风速传感器涂有一层非常薄的石英薄膜绝缘层，使其与流体隔离并防止污染，并且它可以在含有颗粒的气流中工作，并且比金属热线更坚固。

当空气温度恒定时，导线上耗散的功率等于导线在空气中瞬时散发的热量。电热丝的电阻随温度变化，在通常的温度范围（0～300℃）内电热丝的电阻与电热丝的温度呈线性关系。散热系数与气流速度有关。

热风速传感器测量的气流速度是电流和电阻的函数。通过保持电流（或电阻）恒定，测得的气流速度仅对应于电阻（或电流）。

热式风速传感器有恒流和恒温设计电路两种。恒温热线风速传感器更常用。恒温法的原理是在测量过程中保持热丝温度恒定，使电桥平衡，热丝电阻保持恒定，气流速度只是电流的单值函数，根据已知的气流速度与电流的关系，可以推导出通过终端设备的气流速度。

恒流热线风速传感器在测量过程中保持流过热线的电流值恒定。当电流值一定时，气流速度仅与热丝的电阻有关。通过传感器的空气速度可以从已知的空气速度与热线电阻的关系中找到。

热线风速传感器测量脉动风速。恒流风速传感器具有较高的热惯性，恒温风速传感器具有相对较低的热惯性并具有较高的速度响应。热式速度传感器的测量精度不是很高，因此在使用传感器时应注意温度补偿。