汽车电工电子技术：惠斯通电桥的应用

惠斯通电桥在汽车中的典型应用便是进气压力传感器以及空气流量传感器。

1.进气压力传感器

进气压力传感器（manifold absolute pressure sensor），它以真空管连接进气歧管，随着引擎不同的转速负荷，感应进气歧管内的真空变化，再将感知器内部电阻值的改变转换成电压信号，供ECM（汽车发动机控制模块）计算机修正喷油量和点火正时角度，进气压力传感器种类较多，有压敏电阻式、电容式等。

图1-24（a）中的R 是图1-24（b）中的应变电阻R1、R2、R3、R4，它们构成惠斯通电桥并与硅膜片黏结在一起。硅膜片在歧管内的绝对压力作用下可以变形，从而引起应变电阻阻值的变化，歧管内的绝对压力越高，硅膜片的变形越大，从而电阻R 的阻值变化也越大，即把硅膜片机械式的变化转变成了电信号，再由集成电路放大后输出至ECU（电子控制单元）。

图1-24　压敏电阻式进气压力传感器的工作原理图

2.空气流量传感器(www.xing528.com)

现代汽车电子控制燃油喷射系统中，空气流量传感器用于测量发动机吸入的空气量，它是决定电控系统控制精度的主要部件之一。空气流量传感器又叫空气流量计，它获得的进气量信号是控制单元（ECU）计算喷油时间和点火时间的主要依据。

该流量计采用等温热线的方式，如图1-25 所示。图中RH、RK、RA、RB组成惠斯通电桥的4 个臂，该热线RH（通常以铂丝制成）与温度补偿电阻RK（冷线）同置于所测量的通道中，使RH与气流的温差维持在一个水平。当气流加大时，由于散热加快，RH降温阻值变化，电桥失去平衡，这时集成电路会提高桥压使电桥恢复平衡，通常取RA上的压降为测量信号。

图1-25　空气计流量工作原理图

A—混合集成电路；RH—热线电阻；RK—温度补偿电阻；RA—精密电阻；RB—电桥电阻。