Schaltung Heißfilmluftmassenmesser

Hi,

ja es geht um das Auto hier. Die angesagte Luft wird hier ermittelt und 
dann an das Motorsteuergerät geschickt. Damit kann man dann den 
Verbrennungsprozess steuern.

"Zur Messung wird der vom Motor angesaugte Luftmassenstrom m ̇ an einem 
dünnen, elektrisch beheizten Heißfilmsensor R222 entlang geleitet (vgl. 
Abb. 6.6). Im Sensor ist eine Regeleinheit integriert, die den Heizstrom 
durch den Heißfilm R222 so einregelt, dass der Heißfilm jederzeit etwa 
160◦C über der Temperatur der Ansaugluft liegt. Die Temperatur der 
Ansaugluft wird mit R202 gemessen, die Temperatur des Heißfilmsensors 
wird mit R212 erfasst.

R202 = Temperaturfühler Ansaugluft R222 = Heißfilmwiderstand
R212 = Temperaturfühler
Vergrößert sich die angesaugte Luftmasse, wird dadurch der Heißfilm 
entsprechend ab- gekühlt. Daraufhin erhöht die Regelung die Spannung am 
Heizwiderstand R222, bis die konstante Temperaturdifferenz wieder 
erreicht ist. Diese Regelspannung ist somit ein Maß für die angesaugte 
Luftmasse". Das steht als Beschreibung im Skript drin.

Ich verstehe aber nicht warum man hier einen Operationsverstärker 
einsetzt. Wird hier die Spannung verstärkt und wenn dann wozu?

Manuel M. schrieb:
> Ich verstehe aber nicht warum man hier einen Operationsverstärker
> einsetzt. Wird hier die Spannung verstärkt und wenn dann wozu?

Einerseits: Ja, wird verstärkt. Weil Sie sonst zu klein wäre.

Zweitens: Der OPV ist als Regler beschaltet. Der erhöht den Strom durch 
R222 so lange, bis am + und - Eingang die gleiche Spannung anliegt. Das 
tut er, indem er einfach die Spannung an seinem Ausgang so lange erhöht.

Diese Spannung ist einerseits die Stellgröße für den Regelkreis selbst, 
andererseits auch die Ausgangsspannung für das Steuergerät.

Aber ich sehe schon, nicht mit der Schaltung an sich, sondern der 
Regelungstechnik hast du Probleme.

Manuel M. schrieb:
> Zum Beispiel was macht der Operationsverstärker da usw.
Der bringt durch das Beheizen von R212 die Brücke ins Gleichgewicht.

Es  steht drin, dass der OP die Spannung am Widerstand R222 erhöht, bis 
die Temperaturdifferenz erreicht wird.

Ja mir es geht es darum zu verstehen wozu die Widerstände da sind.
Also z.B. R 211 und R201. Kann die Schaltung auch ohne sie auskommen?

Also angekommen die Luftmasse wird jetzt eingeleitet. Diese fließt am 
Widerstand R222 vorbei und kühlt ihn ab. Damit fällt die Spannung ab, 
weil die Temperatur niedrig ist. Nun erhöht der OP die Spannung am R222 
bis die Temperatur 160°C über der Ansaugluft liegt. Diese Temperatur 
wird mithilfe R202 gemessen, wieder mit einer Spannung. Also brauchen 
wir immer eine bestimmte Spannungsdifferenz zwischen den Widerständen 
R222 und R 202.

EDIT: mich würde es noch interessieren wie der OP jetzt die Spannung 
erhöht. Wie funktioniert das?

Manuel M. schrieb:
> Ja mir es geht es darum zu verstehen wozu die Widerstände da sind.
> Also z.B. R 211 und R201. Kann die Schaltung auch ohne sie auskommen?

Nein. Widerstände/PTCs sind keine Spannungsquellen.

Guck dir mal das Funktionsprinzip einer Wheatstoneschen Messbrücke an.

Hallo,

die Wheatstone-Brücke anzuschauen hat mir nichts gebracht.
Da wird nur ein unbekannter Widerstand durch Abgleich berechnet.
Ich glaube, dass hier der unbekannte Widerstand R212 ist. Es wird die 
Spannung am widerstand R202 gemessen, die sich aus dem Luftmassenstrom 
ergibt.
Daraufhin erhöht der OP dann die Spannung am R222 damit sich eine 
Temperaturdifferenz von 160°C ergibt zwischen dem Widerstand R222 und 
R212.

Trotzdem verstehe ich die Regelung nicht. Woher weiß der OP, wie er 
seine Spannung erhöhen muss über den Widerstand R222?

Patrick J. schrieb:
> Hi
>
> Der OpAmp sollte hier als Komparator fungieren - wenn zu kalt, Spannung
> raus, wenn zu warm, Spannung weg.
>
> Da die Rückkopplung nur indirekt durch das Beheizen des 2.ten
> Temp-Fühler vorliegt, dürfte sich eine gewisse Gemächlichkeit/Trägheit
> entwickeln - denke, die Schaltung 'taktet um die 160° Differenz herum'.
>
> MfG

Ja, hochwertig ist die Schaltung nicht. Euro 6 erreicht dein Auto damit 
nicht.

ein schöner Kommentar :)

Der mich aber nicht wirklich weitergebracht hat :/

Manuel M. schrieb:
> Also z.B. R 211 und R201. Kann die Schaltung auch ohne sie auskommen?

Das ist schon eine sehr seltsame Frage. Wenn du sie zu Null machst, sind 
die OPV-Eingänge immer 5V, wenn du sie weglässt, sind sie immer GND. 
Kann es sein, dass du noch nicht mal die Funktion eines Widerstands bzw. 
das Ohmsche Gesetz verstanden hast?

Georg

Natürlich verstehe ich das ohmsche Gesetz.
Und was passiert, wenn die Widerstände unendlich sind? Dann müsste doch 
die Spannung am OPV-Eingang null sein oder?

Aber danke für deine Hilfe!

Manuel M. schrieb:
> Und was passiert, wenn die Widerstände unendlich sind?

Georg schrieb:
> wenn du sie weglässt, sind sie immer GND.

kein Widerstand = unendlicher Widerstand. Ist das neu für dich oder 
willst du uns verarschen?

Georg

Manuel M. schrieb:
> Dann müsste doch
> die Spannung am OPV-Eingang null sein oder?

Das wäre inwiefern hilfreich?

Wenn du den + Eingang meinst: Dann versucht der OPV auf 0V zu regeln. 
Und zwar alles. Dann fließt nirgendwo Strom, die ganze Schaltung lässt 
sich einsparen.

Wenn du den - Eingang meinst: Dann gibt der OPV ständig voll Stoff und 
heizt den Widerstand bis er seine Maximaltemperatur erreicht hat. Das 
ist sinnlos, die ganze Schaltung lässt sich dann einsparen.

Erst die Regelung macht die Schaltung sinnvoll. Und dafür muss ein 
geeigneter Sollwert vorhanden sein (Spannung an +) und eine invertierte 
Rückführung (Messspannung am - Eingang).

Hallo Georg,

Oh, ich hoffe doch sehr, dass du dich verarscht gefühlt hast :)

@Thor: Ja danke. Jetzt habe ich es glaub ich im Großen und Ganzen 
verstanden.