labview的空气流量计的信号测量与检测(附件)
摘 要当今世界，科学技术飞速发展，汽车工业也随之以前所未有的规模在飞速发展。其中轿车工业的雄起，更是令所有人注目。如今的汽车行业中，由于发动机电控燃油喷射系统的普及，空气流量计的应用也更为广泛。空气流量计能够通过精确测量发动机进气量来控制发动机的喷油量和点火时间，这直接关系到发动机一些性能的展现：空气流量计是决定燃油喷射量的主要因素之一，不论是混合气过浓还是过稀都会对发动机的动力性产生很大的影响。本文首先向大家介绍了空气流量计的构造和工作原理，使大家对空气流量计有个初步的认识，再根据原理为大家介绍空气流量计的常见故障和检测方法，并对故障做出了一系列的分析，接着便开始编写程序了，我在导师的帮助下用Labview编写出用于采集空气流量计各种数据的系统，让人们能对空气流量计的故障情况有更直观的观察。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 背景意义 1
1.2 国内外动态 1
1.3 主要内容与关键点 3
第二章 空气流量计的结构和工作原理 4
2.1 空气流量计的作用 4
2.2 空气流量计的结构 4
2.3 空气流量计的工作原理 5
第三章 空气流量计的检测方法及标准 6
3.1空气流量计的故障和检修标准 6
3.2空气流量计的波形分析 7
3.3空气流量计的数据流分析 8
第四章 程序设计与实现 10
4.1 LabVIEW简介 10
4.2 方案设计 10
4.3 界面设计 11
4.4 程序设计 14
结束语 20
致 谢 21
参考文献 22
第一章 绪论
1.1 背景意义
这些年来，科学技术飞速发展，经济也得到巨大突破，世界上涌现出大量的新技术、新材料、新工艺等新东西，而这些有许多被用到了汽车上。在这些新东西中，电子器件和各种传感器更是对汽车进行了大换血，使汽车不论是性能还是稳定性都发生了突破性飞跃，现如今，这些电子器件和传感器各司其职，已经成了现代汽车上不可或缺的一部分。
其中空气流量计就在电喷轿车上起
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
着非常重要的作用，它是控制喷油量的基础处理器，也是最终处理器。这个数据的好坏对发动机的动力性、稳定性和经济性有着深远的影响。
当空气流量计出现问题时，ECU将故障代码存储的同时，便会用节气门位置传感器来替代其对进气量的测量，这是ECU的一个自我保护功能。由此可见，好的空气流量计信号与节气门位置信号有着很大的差距。前者的精度高，发动机各功况都不错，后者的精度差，互相比较之下，发动机各种功况的控制有一些差别。
一旦空气流量计发生失误，ECU就会依照错误的数据来控制喷油量，到时混合气浓度就会发生偏差，致使发动机出现问题，这些年来许多汽车都有这个问题，可以想象在行驶过程中出现这些问题时是多么可怕的一件事。
1.2 国内外动态
相较于发动机进气吸气要求，它成长经历较少，上个世纪七十年代，首次应用风门式空气流量计汽车中。其根本是非立刻获得发动机进气空气的体积，接着将获得的空气的体积转换为和它相照应的进气空气流量。因为风门式空气流量计要测量的是进气空气的体积，是以，得到的数据不能直接利用，要经过一番转换后才能使用，可就算如此，最后得到的数据也不是很精确，而且它本身的安装和修理也很麻烦，因此，不久便被人弃之不用，被之后出现的热式空气流量计取代了。
如今的汽车传感器发展的方向是体型越来越小、功能越来越强大、包含的东西越来越多、越来越系统和智能化。热线式空气流量计在世界范围内广泛的被应用在电子控制汽油喷射发动机上，因而它有着很好的前景和市场价值。
近几年随着科学技术的进步特别是微机电系统(MEMS)的发明和飞速发展，汽车传感器也向前迈出了一大步，汽车传感器和电子系统也在快速的向着采纳MEMS传感器的方向靠近。两大汽车传感器生产巨头，Philips Electronics公司和Continental Treves公司共同合作开发有源磁场传感器，这是十分超前的技术，并且对以后有着深远的影响，Continental Treves公司还用这种磁阻式转速传感器制作了轮速传感器，用于ABS系统，制动防滑系统等。MEMS传感器不但造价低、尺寸小、稳定性高、使用寿命长，而且还可以集成在新的系统中，因此十分适合用在汽车传感器上。MEMS传感器已经被应用在很多汽车电子系统上，例如发动机机油压力传感器、汽车发动机进气歧管压力传感器、汽车刹车系统空气压力传感器、柴油机共轨压力传感器、汽车空气质量流量传感器等。由于MEMS微型传感器能够大幅度降低汽车电子系统的造价，还能对电子系统的性能进行提升，它们已经开始威胁到传统的机电技术的传感器的地位了。我们可以相信MEMS传感器经过57年后MEMS器件将被大量的应用到汽车系统中，成为世界汽车电子装置中十分重要的一份子。其中热膜式空气流量传感器就是一个典型的例子。
相比于国外电喷技术的日益完善，越来越多的应用在汽车上，我国由于技术还不达标，对于汽车电子控制技术的研究起步比较晚，自然技术也就赶不上那些国家。直到上个世纪末，由于电子控制技术的优点不断被人认识，国内许多汽车厂家开始引进并研究汽车电子控制技术，他们生产的汽车也开始采用电子控制燃油喷射发动机，但是与国外的电控技术相比，研究还不彻底，技术也称不上先进。空气流量计和电喷技术情况类似，在国内由于技术不合格，经费不到位，我们对热式空气流量计的研究还很少，只是在一些高校做一些初步的研究，而且国家对很多传感器也没有制定一个具体的规章制度，导致大多数型号传感器还没有实现国产化。近些年来，空气流量计普遍的被应用在汽车上，国内也开始越来越重视对它的研究，而随着研究的深入我们已经取得了初步的成果，现今国产的流量传感器大体可以分为四个发展阶段：
第一阶段是采用钨丝做的，但是由于钨丝的寿命太短，并且容易断，所以第一阶段做的流量传感器很快就被淘汰了。
第二阶段是采用铂电阻pt20和ptl000做的流量传感器。因为铂电阻性能稳定的原故，这种电路被很多厂家所推崇，目前大多数厂家都采用的是第二阶段的流量传感器。但由于铂电阻厚度比较厚，而且还有一层陶瓷做基板，所以传感速度比较慢，当汽车刚启动时，车子会稍稍抖动一下，而且在一些高端汽车上这种空气流量计是不兼容的，再加上铂电阻的价格高，增加了流量传感器的成本，所以在如今竞争日益激烈的市场中，利润被不断拉低。
第三阶段的流量传感器是采用热膜做的流量传感器。这种探头的厚度仅有0．02mm，与Bosch原装流量传感器探头一样厚，反应时间更是小于10ms，而且只要加40mA的电流就能很快升温到200度，因此它的能耗很低，并且寿命很长。
第四阶段是采用bosch探头做的流量传感器，这种流量传感器的探采用复合铂电阻做成，上面有七个电阻，一个用来检测环境的温度，另外两个用来平衡温度，还有则四个形成惠斯通电桥。它不但能测回风，而且反应速度快，测量精度高。目前在国内流量计厂家中只有少数几家采用这种探头设计，专门用来做配套生产。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 背景意义 1
1.2 国内外动态 1
1.3 主要内容与关键点 3
第二章 空气流量计的结构和工作原理 4
2.1 空气流量计的作用 4
2.2 空气流量计的结构 4
2.3 空气流量计的工作原理 5
第三章 空气流量计的检测方法及标准 6
3.1空气流量计的故障和检修标准 6
3.2空气流量计的波形分析 7
3.3空气流量计的数据流分析 8
第四章 程序设计与实现 10
4.1 LabVIEW简介 10
4.2 方案设计 10
4.3 界面设计 11
4.4 程序设计 14
结束语 20
致 谢 21
参考文献 22
第一章 绪论
1.1 背景意义
这些年来，科学技术飞速发展，经济也得到巨大突破，世界上涌现出大量的新技术、新材料、新工艺等新东西，而这些有许多被用到了汽车上。在这些新东西中，电子器件和各种传感器更是对汽车进行了大换血，使汽车不论是性能还是稳定性都发生了突破性飞跃，现如今，这些电子器件和传感器各司其职，已经成了现代汽车上不可或缺的一部分。
其中空气流量计就在电喷轿车上起
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
着非常重要的作用，它是控制喷油量的基础处理器，也是最终处理器。这个数据的好坏对发动机的动力性、稳定性和经济性有着深远的影响。
当空气流量计出现问题时，ECU将故障代码存储的同时，便会用节气门位置传感器来替代其对进气量的测量，这是ECU的一个自我保护功能。由此可见，好的空气流量计信号与节气门位置信号有着很大的差距。前者的精度高，发动机各功况都不错，后者的精度差，互相比较之下，发动机各种功况的控制有一些差别。
一旦空气流量计发生失误，ECU就会依照错误的数据来控制喷油量，到时混合气浓度就会发生偏差，致使发动机出现问题，这些年来许多汽车都有这个问题，可以想象在行驶过程中出现这些问题时是多么可怕的一件事。
1.2 国内外动态
相较于发动机进气吸气要求，它成长经历较少，上个世纪七十年代，首次应用风门式空气流量计汽车中。其根本是非立刻获得发动机进气空气的体积，接着将获得的空气的体积转换为和它相照应的进气空气流量。因为风门式空气流量计要测量的是进气空气的体积，是以，得到的数据不能直接利用，要经过一番转换后才能使用，可就算如此，最后得到的数据也不是很精确，而且它本身的安装和修理也很麻烦，因此，不久便被人弃之不用，被之后出现的热式空气流量计取代了。
如今的汽车传感器发展的方向是体型越来越小、功能越来越强大、包含的东西越来越多、越来越系统和智能化。热线式空气流量计在世界范围内广泛的被应用在电子控制汽油喷射发动机上，因而它有着很好的前景和市场价值。
近几年随着科学技术的进步特别是微机电系统(MEMS)的发明和飞速发展，汽车传感器也向前迈出了一大步，汽车传感器和电子系统也在快速的向着采纳MEMS传感器的方向靠近。两大汽车传感器生产巨头，Philips Electronics公司和Continental Treves公司共同合作开发有源磁场传感器，这是十分超前的技术，并且对以后有着深远的影响，Continental Treves公司还用这种磁阻式转速传感器制作了轮速传感器，用于ABS系统，制动防滑系统等。MEMS传感器不但造价低、尺寸小、稳定性高、使用寿命长，而且还可以集成在新的系统中，因此十分适合用在汽车传感器上。MEMS传感器已经被应用在很多汽车电子系统上，例如发动机机油压力传感器、汽车发动机进气歧管压力传感器、汽车刹车系统空气压力传感器、柴油机共轨压力传感器、汽车空气质量流量传感器等。由于MEMS微型传感器能够大幅度降低汽车电子系统的造价，还能对电子系统的性能进行提升，它们已经开始威胁到传统的机电技术的传感器的地位了。我们可以相信MEMS传感器经过57年后MEMS器件将被大量的应用到汽车系统中，成为世界汽车电子装置中十分重要的一份子。其中热膜式空气流量传感器就是一个典型的例子。
相比于国外电喷技术的日益完善，越来越多的应用在汽车上，我国由于技术还不达标，对于汽车电子控制技术的研究起步比较晚，自然技术也就赶不上那些国家。直到上个世纪末，由于电子控制技术的优点不断被人认识，国内许多汽车厂家开始引进并研究汽车电子控制技术，他们生产的汽车也开始采用电子控制燃油喷射发动机，但是与国外的电控技术相比，研究还不彻底，技术也称不上先进。空气流量计和电喷技术情况类似，在国内由于技术不合格，经费不到位，我们对热式空气流量计的研究还很少，只是在一些高校做一些初步的研究，而且国家对很多传感器也没有制定一个具体的规章制度，导致大多数型号传感器还没有实现国产化。近些年来，空气流量计普遍的被应用在汽车上，国内也开始越来越重视对它的研究，而随着研究的深入我们已经取得了初步的成果，现今国产的流量传感器大体可以分为四个发展阶段：
第一阶段是采用钨丝做的，但是由于钨丝的寿命太短，并且容易断，所以第一阶段做的流量传感器很快就被淘汰了。
第二阶段是采用铂电阻pt20和ptl000做的流量传感器。因为铂电阻性能稳定的原故，这种电路被很多厂家所推崇，目前大多数厂家都采用的是第二阶段的流量传感器。但由于铂电阻厚度比较厚，而且还有一层陶瓷做基板，所以传感速度比较慢，当汽车刚启动时，车子会稍稍抖动一下，而且在一些高端汽车上这种空气流量计是不兼容的，再加上铂电阻的价格高，增加了流量传感器的成本，所以在如今竞争日益激烈的市场中，利润被不断拉低。
第三阶段的流量传感器是采用热膜做的流量传感器。这种探头的厚度仅有0．02mm，与Bosch原装流量传感器探头一样厚，反应时间更是小于10ms，而且只要加40mA的电流就能很快升温到200度，因此它的能耗很低，并且寿命很长。
第四阶段是采用bosch探头做的流量传感器，这种流量传感器的探采用复合铂电阻做成，上面有七个电阻，一个用来检测环境的温度，另外两个用来平衡温度，还有则四个形成惠斯通电桥。它不但能测回风，而且反应速度快，测量精度高。目前在国内流量计厂家中只有少数几家采用这种探头设计，专门用来做配套生产。
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