在器件结构上结合了温差式和风速计式两种检测原理,设计并制造了一种新型结构的MEMS热式流量计。在对温差式流量计的灵敏度、量程等特性进行了有限元仿真的基础上,优化设计了器件结构。同时,提出了一种利用Matlab/Simu-link时域仿真实现热源控制电路设计的方法。采用MEMS微加工技术研制了新型结构的热式流量计。测试结果表明该新设计比传统MEMS热式流量计灵敏度提高近4倍。

恒温型热式流量计加热探头与被测介质之间交换的热量不仅与质量流量有关还与被测介质的温度有关。通过对流量计热交换模型的分析，导出了热式气体流量计温度补偿的模型。同时对传感器的结构和常用的驱动电路进行了分析，指出了现有补偿电路的不足，提出了一种新的温度补偿电路。通过电路分析和试验证明，新补偿电路能改善温度补偿效果。

本文叙述热式气体质量流量计的发展棍况，工作原理、特.点和设计计算，列举主要性能刚试结果，指出该仪表可广泛用于科研和生产装置上。

简要介绍了2009年多国仪器仪表展览会（MICONEX2009）上流量仪表参展商概况、12大类参展流量仪表所占比例，并分析评述了展品及其亮点，如新流量测量原理的激光流量计，向小流量低流速方向延伸的超声流量计、超声热量表和超声水表，能测量液体的MEMS（微机电系统）制的热式流量计，可代替机械式的MEMS家用／商用燃气表，高阶椭圆齿轮流量计等。

随着微电子技术、微计算机技术应用到流量测试系统中，流量传感器趋向电子化和数字化，许多传统的测量技术得到了进一步的发展，引起流量测量仪表设计理念上的变化，使得传统的流量测量原理和方法被不断完善，为流量计量开拓了新的领域，超声波、激光、电磁、核技术及微计算机等一些新技术被引入流量计量领域，实现了流量测试的智能化。

本文介绍了热式质量流量计的测量原理及恒流式、恒温差式两种测量方法。根据热式流量计的测试原理。提出了用于小流量测量的恒电压式热式质量流量计的设计方案并进行了实验验证。实验表明在严格控制电压的条件下，流量计具有良好的性能。

一、热式气体质量流量计工作原理 ST98型气体质量热式流量计是一种用于空气和气体测量应用的热扩散式质量流量计，它由一个流量元件、一个流量变送器和一个封装组成。ST98的流量元件采用的是热扩散技术。热扩散技术是一种在苛刻条件下性能优良、可靠性高的技术，其典型传感元件包括两个电阻式温度探测器（RTD），一个是速度传感器，一个是自动补偿气体温度变化的温度传感器。当这两个RTD被置于介质中时，其中速度传感器被加热到环境温度以上的一个恒定温差的温度，另一个温度传感器用于感应介质温度。流体流动将被加热的RTD上的热量带走，造成两个RTD间的温度差成比例变化，流量计的流量变送器将RTD间的温差转换成一个刻度信号和一个可选择的显示值。