DE3604202A1

DE3604202A1 - Direkt beheizte stroemungsmessvorrichtung

Info

Publication number: DE3604202A1
Application number: DE19863604202
Authority: DE
Inventors: Tadashi Okazaki Aichi Hattori; Seizi Anjo Aichi Huzino; Kenji Aichi Kanehara; Kazuhiko Aichi Miura; Minoru Okazaki Aichi Ohta
Original assignee: Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1985-02-14
Filing date: 1986-02-11
Publication date: 1986-08-14
Anticipated expiration: 2006-02-12
Also published as: US4912975A; GB2171799A; DE3604202C2; GB8603702D0; GB2171799B; US4870860A

Description

Direkt beheizte Strömungsmeßvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine direkt beheizte Strömungsmeßvorrichtung mit einem Schichtwiderstand, der als Temperaturdetektoreinrichtung sowie als elektrische Heizung arbeitet. Eine derartige direkt beheizte Strömungsmeßvorrichtung kann beispielsweise zum Messen des Durchsatzes der in eine Brennkraftmaschine eingesaugten Luft verwandt werden.

Bei einer Brennkraftmaschine ist im allgemeinen die angesaugte Luftmenge einen der wichtigsten Parameter zum Steuern der eingespritzten Kraftstoffmenge, des Zündzeitpunktes und ähnlichem. Eine Gasströmungsmeßvorrichtung, d.h. ein Luftströmungsmesser, ist zum Messen der angesaugten Luftmenge vorgesehen. Ein üblicher Luftströmungsmesser ist ein sogenannter Flügelluftströmungsmesser, der jedoch bezüglich des Maßstabes, der charakteristischen Ansprechgeschwindigkeit und ähnlichem, nachteilig ist. In der letzten Zeit sind Luftströmungsmesser mit temperaturabhängigen Widerständen entwickelt worden, die hinsichtlich des Maßstabes, der charakteristischen Ansprechgeschwindigkeit und ähnlichem, vorteilhaft sind. Es gibt zwei Arten von Luftströmungsmessern mit temperaturabhängigen Widerständen, nämlich den Luftströmungsmessern mit Heizung und den direkt beheizten Luftströmungsmesser. Der Luftströmungsmesser mit Heizung kann aus einem elektrischen Heizwiderstand, der im Luftansaugkanal der Maschine vorgesehen ist, und zwei temperaturabhängigen Widerständen bestehen, die auf der stromaufwärts und der stromabwärts liegenden Seite des elektrischen Heizwiderstandes angeordnet sind. In diesem Fall dient der temperaturabhängige

Widerstand auf der stromabwärts liegenden Seite dazu, die Temperatur der Luft aufzunehmen, die durch den Heizwiderstand erwärmt wurde, während der temperaturabhängige Widerstand, d.h. der Temperaturkompensationswiderstand auf der stromaufwärts liegenden Seite, dazu dient, die Temperatur der nicht erwärmten Luft aufzunehmen. Der durch den Heizwiderstand fließende Strom wird so geregelt, daß sich ein konstanter Temperaturunterschied zwischen den beiden temperaturabhängigen Widerständen einstellt* um dadurch die am Heizwiderstand liegende Spannung als Luftmengendurchsatz zu erfassen.

Wenn bei einem derartigen Luftströmungsmesser mit Heizung kein Temperaturkompensationswiderstand auf der stromaufwärts liegenden Seite vorgesehen ist, und der Strom des Heizwiderstandes so geregelt wird, daß der temperaturabhängige Widerstand auf der stromabwärts liegenden Seite eine konstante Temperatur hat, wird die am Heizwiderstand liegende Spannung als Luftvolumendurchsatz erfaßt.

Ein direkt beheizter Luftströmungsmesser kann andererseits aus einem Schichtwiderstand bestehen, der nicht nur als elektrische Heizung, sondern auch als Temperaturdetektoreinrichtung zum Aufnehmen der Temperatur der erwärmten Luft dient. Ein direkt beheizter Luftströmungsmesser kann gleichfalls aus einem temperaturabhängigen Widerstand, d.h. einem Temperaturkompensationswiderstand bestehen, um die Temperatur der nicht erwärmten Luft aufzunehmen. Der durch den Schichtwiderstand fließende Strom wird so geregelt, daß sich ein konstanter Temperaturunterschied zwischen dem Schichtwiderstand und dem Temperaturkompensationswiderstand einstellt, um dadurch die am Schichtwiderstand liegende Spannung als Luftmengendurchsatz zu erfassen. Wenn bei einem derartigen direkt beheizten Luftströmungsmesser kein Temperaturkompensationswiderstand vorgesehen ist, und der Strom des Heizwiderstandes so geregelt wird, daß der Schichtwiderstand eine

konstante Temperatur hat, wird gleichfalls die am Schichtwiderstand liegende Spannung als Luftvolumendurchsatz erfaßt.

Da der Schichtwiderstand des direkt beheizten Luftströmungsmessers als Temperaturdetektoreinrichtung für die erwärmte Luft dient, d.h. keine zusätzliche Temperaturdetektoreinrichtung für die erwärmte Luft benötigt wird, hat der direkt beheizte Luftströmungsmesser eine geringere Größe als der Luftströmungsmesser mit Heizung.

Bei dem direkt beheizten Luftströmungsmesser kann der Schichtwiderstand aus einem isolierenden Substrat, beispielsweise einem Keramiksubstrat, oder einem einkristallinen Siliziumsubstrat, einem in Form einer dünnen Schicht ausgebildeten Widerstandsmuster aus Platin (Pt), Gold (Au) usw." auf dem isolierenden Substrat und einem wärmebeständigen Harz auf dem Widerstandsmuster bestehen.

Gewöhnlich hängen das charakteristische Ansprechvermögen und der dynamische Bereich des direkt beheizten Luftströmungsmessers von der Heizmasse und dem adiabatischen Wirkungsgrad des Schichtwiderstandsmusters ab, das nicht nur als Heizeinrichtung, sondern auch als Temperaturdetektoreinrichtung dient. Um das beste charakteristische Ansprechvermögen und den größten dynamischen Bereich zu erzielen, sollte das Schichtwiderstandsmuster im idealen Fall sich in einem vollständig schwebenden Zustand im Luftstrom befinden. Bei bekannten Luftströmungsmessern hat der Schichtwiderstand mit dem Schichtwiderstandsmuster eine annähernd begrenzte Breite über seine Längsrichtung. Daher ist der adiabatische Wirkungsgrad relativ niedrig, was das charakteristische Ansprechvermögen und den dynamischen Bereich des direkt beheizten Luftströmungsmessers verringert.

Um diese Schwierigkeit zu beseitigen, ist bereits ein direkt

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beheizter Luftströmungsmesser vorgeschlagen worden, bei dem eine Öffnung zwischen dem Heiz- und Temperaturdetektorteil des Substrates, einschließlich des Schichtwiderstandes ,und seinem Halteelement des Substrates vorgesehen ist, um dadurch einen Drosseleffekt der Wärmeübertragung zu bewirken, und somit den adiabatischen Wirkungsgrad des Heiz- und Temperaturdetektorteils zu erhöhen und die Ansprechgeschwindigkeit und den dynamischen Bereich des Luftströmungsmessers zu verbessern.

Gewöhnlich hat der die Wärmeübertragung drosselnde Teil einen kleinen Querschnitt, um eine weitere adiabatische Wirkung zu erzielen.

Selbst wenn jedoch ein derartiger, die Wärmeübertragung drosselnder Teil vorgesehen ist, wird immer noch etwas Wärme dem Halteelement übertragen, was zur Folge hat, daß es viel Zeit in Anspruch nimmt, bis die zum Halteelement, beispielsweise zu einem keramischen Element mit schlechter Wärmeleitung, übertragene Wärme stabil wird, was bedeutet, daß der Luftströmungsmesser ein schlechtes charakteristisches Ansprechvermögen hat. Da weiterhin die Anschlüsse vom Substrat zu einem Steg in einer Leitung oder einem Kanal gewöhnlich durch Anschlüsse, wie Stifte, herausgeführt werden,wird die Wärme des Heiz- und Temperaturdetektorteils des Substrates über die Anschlüsse zum Kanal übertragen. Das heißt mit anderen Worten, daß der adiabatische Wirkungsgrad des Substrates gering ist, und somit der Wärmeverlust groß ist, wodurch gleichfalls das charakteristische Ansprechvermögen des Luftströmungsmessers beeinträchtigt wird.

Bei einem herkömmlichen, direkt beheizten Luftströmungsmesser zum Aufnehmen des Luftmengendurchsatzes sind weiterhin das Schichtwiderstandsmuster als Heiz- und Temperaturdetektorteil und der Temperaturkompensationswiderstand an völlig

verschiedenen Stellen angeordnet. Beispielsweise ist das Schichtwiderstandmuster in dem Kanal vorgesehen und befindet sich der Temperaturkompensationswiderstand außerhalb des Kanals. Aufgrund des Unterschiedes in der Wärmekapazität zwischen dem Schichtwiderstandsmuster einschließlich seiner Halterung und dem Temperaturkompensationswiderstand einschließlich seiner Halterung ist die Übergangstemperaturcharakteristik des Schichtwiderstandsmusters von der des Temperaturkompensationswiderstandes verschieden. Das hat zur Folge, daß der Unterschied in der Temperatur zwischen dem Schichtwiderstandsmuster und dem Temperaturkompensationswiderstand während eines Übergangszustandes schwankt, wodurch Fehler im gemessenen Luftdurchsatz auftreten.

Durch die Erfindung soll eine direkt beheizte Strömungsmeßvorrichtung mit verbessertem charakteristischem Ansprechvermögen geschaffen werden.

Die erfindungsgemäße direkt beheizte Strömungsmeßvorrichtung soll weiterhin den Durchsatz mit nur kleinem Fehler messen können.

Dazu umfaßt die erfindungsgemäße direkt beheizte Luftströmungsmeßvorrichtung ein Substrat mit einem Schichtwiderstands· muster und ein Halteelement zum Halten des Substrates, wobei das Halteelement eine gute Wärmeabstrahlung hat. Zwischen dem Substrat und dem Halteelement ist ein die Wärmeübertragung drosselnder Teil vorgesehen. Zwischen dem Schichtwiderstandsmuster und dem Halteelement ist gleichfalls ein adiabatisches Element vorgesehen, und eine Drahtverbindung ist aufgebracht, um die elektrischen Verbindungen zwischen dem Schichtwiderstandsmuster und dem Halteelement herzustellen. Da die dem Halteelement übertragene Wärme sicher zu dem Fluid, beispielsweise dem Luftstrom über das Halteelement, z.B. aus Aluminium oder Kupfer, mit guter Wärmeabstrahlung abgestrahlt

wird, wird somit die zum Halteelement übertragene Wärme sofort stabil, was das charakteristische Ansprechvermögen derartiger Durchsatzsensoren verbessert. Da das Substrat von einem adiabatischen Element gehalten wird, und die Verbindungsdrähte, verglichen mit den Anschlüssen, d.h. den Stiften, dünn ausgebildet sind, ist darüber hinaus der Wärmeverlust des Substrates gering, was die Genauigkeit der Messung des Durchsatzes erhöht und somit das charakteristische Ansprechvermögen weiter verbessert.

Wenn weiterhin ein Temperaturkompensationswiderstand in der direkt beheizten Strömungsmeßvorrichtung vorgesehen ist, haben das Schichtwiderstandsmuster und der Temperaturkompensationswiderstand die gleiche Form, das gleiche Substrat und das gleiche Halteelement. Das hat zur Folge, daß die übergangstemperaturcharakteristik des Schichtwiderstandsmustersystems die gleiche wie die des Temperaturkompensationswiderstandssystems ist. Die Schwankung des Unterschiedes in der Temperatur zwischen dem Schichtwiderstandsmuster und dem Temperaturkompensationswiderstand während eines übergangszustandes ist somit gering, so daß der Fehler im gemessenen Durchsatz klein ist.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig.1 schematisch den Gesamtaufbau einer

Brennkraftmaschine mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen direkt beheizten Strömungsmeßvorrichtung,

Fig.2 das Schaltbild der Sensorschaltung von

Fig.1,

/is ·:

Fig.3,4 und 5 in teilweise geschnittenen perspektivischen Ansichten ein erstes, ein zweites und ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Strömungsmeßvorrichtung,

Fig.6 in einer auseinandergezogenen perspekti

vischen Ansicht den Schichtwiderstand und sein Halteelement von Fig.3,

Fig.7 eine Querschnittsansicht des Verbindungs

teils des Schichtwiderstandes mit seinem Halteelement von Fig.3,

Fig.8 in einem Diagramm die Kennlinien des

adiabatischen Elementes von Fig.3,4 und 5,

Fig.9A eine Draufsicht auf ein Beispiel des

Schichtwiderstandes von Fig.3,4 und 5,

Fig.9C und 9C Querschnittsansichten längs der Linien

B-ß und C-C in Fig.9A jeweils,

Fig.10A eine Draufsicht auf ein weiteres Bei

spiel des Schichtwiderstandes von Fig.3, 4 und 5,

Fig.10B und 10C Querschnittsansichten längs der Linien

B-B und C-C von Fig.10A jeweils,

Fig.11A eine Draufsicht auf ein weiteres Bei

spiel des Schichtwiderstandes von Fig.3, 4 und 5,

Fig.11B und 11 C Querschnittsansichten längs der Linien

B-B und C-C von Fig.11A jeweils,

Fig.12A eine Draufsicht auf ein viertes Aus

führungsbeispiel der erfindungsgemäßen direkt beheizten Strömungsmeßvorrichtung ,

Fig.12B und 12C Querschnittsansichten längs der Linien

B-B und C-C in Fig.12A jeweils,

Fig.13A und 13B perspektivische Ansichten von Abwandlungsformen des Verbindungsteils des Schichtwiderstandes mit seinem Halteelement von Fig.6,

Fig . 13C eine Querschnittsansicht längs der Linie

C-C in Fig.13B,

Fig.13D und 13E Abwandlungsformen von Fig.13C,

Fig.14 in seiner Seitenansicht ein fünftes Aus

führungsbeispiel der erfindungsgemäßen direkt beheizten Strömungsmeßvorrichtung,

Fig.15 in einer Querschnittsansicht ein sechstes

Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen direkt beheizten Strömungsmeßvorrichtung, und

Fig.16A,16B

17A und 17B Zeitdiagramme zur Erläuterung der Wirkung

der erfindungsgemäßen Ausbildung.

In Fig.1, die den Gesamtaufbau einer Brennkraftmaschine mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Luftströ-

Ag

36Ό/.202

mungsmeßvorrichtung zeigt, ist eine Maschine 1 mit Funkenzündung zum Antreiben eines Kraftfahrzeuges dargestellt, in die Luft zur Verbrennung über ein Luftfilter 2, ein Richtgitter 3, das den Luftstrom gleichmäßig macht, und einen Luftansaugkanal 4 eingesaugt wird, im Luftansaugkanäl 4 ist ein Drosselventil 5 vorgesehen, das willkürlich vom Fahrer betätigt werden kann. Die Strömungsmeßvorrichtung ist im Luftansaugkanal 4 zwischen dem Richtgitter 3 und dem Drosselventil 5 vorgesehen.

Die Strömungsmeßvorrichtung weist einen Sensorteil im Inneren des Luftansaugkanals 4 und eine Sensorschaltung 10 außerhalb des Luftansaugkanals 4 auf. Der Sensorteil umfaßt ein Meßrohr oder eine Meßleitung 6, die über einen Steg 7 am Luftansaugkanal 4 fest angebracht ist. Ein Schichtwiderstand, d.h. ein Schichtwiderstandsmuster 8, und ein Temperaturkompensationswiderstand 9 zum Aufnehmen der Temperatur der nicht erwärmten Luft sind beide im Inneren der Leitung 6 vorgesehen. Der Temperaturkompensationswiderstand 9 wird jedoch im wesentlichen nicht durch die Wärme beeinflußt, die vom Schichtwiderstand 8 erzeugt wird. Der Schichtwiderstand

8 und der Temperaturkompensationswiderstand 9 sind mit der Sensorschaltung 10 verbunden, die auf einer Hybridplatte angebracht ist.

Die Sensorschaltung 10 regelt den Strom, der im Schichtwiderstand 8 fließt derart, daß soviel Wärme erzeugt wird, daß sich ein konstanter Temperaturunterschied zwischen dem Schichtwiderstand 8 und dem Temperaturkompensationswiderstand

9 einstellt. Die Sensorschaltung 10 erzeugt auch eine Ausgangsspannung Vq, die sie auf eine Steuerschaltung 11 überträgt, die beispielsweise einen Mikrocomputer enthält. Die Steuerschaltung 11 empfängt gleichfalls verschiedene Arten von Detektorsignalen, beispielsweise ein nicht dargestelltes Signal Ne für die Drehzahl der Maschine, und ein Maschinen-

kühlmitteltemperatursignal THW und steuert das Ventilöffnungszeitintervall eines KraftstoffeinspritzventiIs 12 und ähnlichem.

Die Sensorschaltung 10 von Fig.1 wird im folgenden anhand von Fig.2 beschrieben. Wie es in Fig.2 dargestellt ist, umfaßt die Sensorschaltung 10 Widerstände 101 und 102, die zusammen mit dem Schichtwiderstand 8 und dem Temperaturkompensationswiderstand 9 eine Brückenschaltung bilden, einen Komparator 103, einen Transistor 104, der durch den Komparator 103 angesteuert wird, und einen Spannungspuffer 105. Die Sensorschaltung 10 arbeitet in der folgenden Weise. Wenn die durch den Luftansaugkanal 4 strömende Luftmenge zunimmt, so daß die Temperatur des Schichtwiderstandes 8 abnimmt, der in diesem Fall ein Widerstandselement, beispielsweise ein Platinwiderstand mit positivem Temperaturkoeffizienten ist,nimmt dessen Widerstandswert ab, so daß die folgende Bedingung erfüllt ist:

^V1<V

wobei V₁ das Potential am Knotenpunkt zwischen dem Widerstand 101 und dem Schichtwiderstand 8 bezeichnet, während V_R das Potential am Knotenpunkt zwischen dem Widerstand 102 und dem Temperaturkompensationswiderstand 9 ist. Das hat zur Folge, daß das Ausgangspotential des Komparators 103 abnimmt, wodurch die Leitfähigkeit des Transistors 104 zunimmt. Die durch den Schichtwiderstand 8 erzeugte Wärme nimmt daher zu, und gleichzeitig nimmt das Kollektorpotential des Transistors 104 zu, so daß auch die Ausgangsspannung V₀ des Spannungspuffers 105 ansteigt.

Wenn im Gegensatz dazu die durch den Luftansaugkanal 4 strömende Luftmenge abnimmt, so daß die Temperatur des Schichtwiderstandes 8 zunimmt, nimmt sein Widerstandswert gleichfalls zu, so daß die folgende Bedingung erfüllt ist:

JtO

V₁ > v_R.

Das hat zur Folge, daß das Ausgangspotential des Komparators 103 ansteigt, wodurch die Leitfähigkeit des Transistors 104 abnimmt. Daher nimmt die vom Schichtwiderstand 8 erzeugte Wärme ab und fällt gleichzeitig das Kollektorpotential des Transistors 104 ab, so daß die Ausgangsspannung Vq des Spannungspuffers 105 gleichfalls abnimmt.

In dieser Weise erfolgt eine Regelung mit Rückführung der Temperatur des Schichtwiderstandes 8 auf einen konstanten Temperaturunterschied zwischen dem Schichtwiderstand 8 und dem Temperaturkompensationswiderstand 9, der in diesem Fall die Temperatur der Umgebungsluft aufnimmt. Die Ausgangsspannung Vq des Ausgangspuffers 105 gibt daher die Luftmenge an, die durch den Luftansaugkanal 4 strömt.

Wie es in Fig.3 dargestellt ist, die ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, sind der Schichtwiderstand 8 und der Temperaturkompensationswiderstand 9 an Halteelementen 21 und 22 jeweils befestigt, die parallel bezüglich des Luftstromes angeordnet sind. Der Schichtwiderstand 8 ist über adiabatische Elemente 23a und 23b am Halteelement 21 befestigt, wobei in diesem Fall die adiabatischen Elemente als die Wärmeübertragung drosselnde Teile für den Schichtwiderstand 8 dienen, der als elektrische Heizung sowie als Temperaturdetektoreinrichtung wirkt. Die adiabatischen Elemente 23a und 23b der die Wärmeübertragung drosselnden Teile bestehen aus einem Material mit einer kleinen spezifischen Wärme und einer geringen Wärmeleitfähigkeit, wie beispielsweise aus einem keramischen Material, aus Polyimidharz, Quarz oder Glas, so daß sie dementsprechend auch als elektrisch isolierende Elemente dienen. Der Schichtwiderstand 8 und die Elektroden 21a und 21b, die am Halteelement 21 ausgebildet sind, sind daher elektrisch mit den elektrischen Leitungsdrähten 24a und 24b über eine Drahtverbindung

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verbunden. Die Elektroden, wie beispielsweise die Elektrode 21a, sind an die Hälteelemente, beispielsweise das Halteelement 21, über ein wärmebeständiges Klebemittel geklebt.

Gemäß der Erfindung besteht das Halteelement 21 weiterhin aus einem Metall, wie Aluminium oder Kupfer mit großer Wärmeleitfähigkeit und kleiner spezifischer Wärme. Die vom Schichtwiderstand 8 über die adiabatischen Elemente 23a und 23b als die Wärmeübertragung drosselnde Teile auf das Halteelement 21 übertragene Wärme wird daher sofort zum Luftstrom abgestrahlt, Das heißt, daß der größte Teil der Wärme, die vom Schichtwiderstand 8 erzeugt wird, vom Schichtwiderstand 8 selbst aufgrund des Vorhandenseins der adiabatischen Elemente 23a und 23b abgestrahlt wird, und daß nur ein Teil der Wärme über die adiabatischen Elemente 23a und 23b zum Halteelement übertragen wird. Dieser Teil wird jedoch gleichfalls zum Luftstrom abgestrahlt. Die über die Leitung 6 und den Steg 7 zu anderen Teilen als dem Luftstrom übertragene Wärme ist daher merklich verringert.

Um die Übergangstemperaturcharakteristik des Systems des Schichtwiderstandes 8 mit dem des Systems des Temperaturkompensationswiderstandes 9 konform zu machen, haben der Schichtwiderstand 8 und der Temperaturkompensationswiderstand 9 das gleiche Substratmaterial, die gleiche Wärmekapazität und die gleichen Abmessungen, und sind diese Widerstände nach demselben Verfahren mit nicht dargestelltem adiabatischem Material an den Halteelementen 21 und 22 befestigt, die einander gleich sind. Wenn die Übergangstemperatur charakteristik des Systems des Schichtwiderstandes 8 von der des Systems des Temperaturkompensationswiderstandes 9 verschieden wäre, würde der Abgleich der Brückenschaltung von Fig.2 zerstört, wodurch ein Fehler in der Aufnahme des gemessenen Durchsatzes hervorgerufen würde.

Da in der in Fig.3 dargestellten Weise der Schichtwiderstand

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8 und der Temperaturkompensationswiderstand 9 auf getrennten Substraten und im Abstand voneinander vorgesehen sind, hat darüber hinaus die vom Schichtwiderstand 8 erzeugte Wärme einen geringen Einfluß auf den Temperaturkompensationswiderstand 9.

In Fig.4, in der ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sind zusätzlich zu den Bauelementen von Fig.3 öffnungen zum Abstrahlen der Wärme vorgesehen. Die Wärmeabgabecharakteristik der Halteelemente 21 ist daher weiter verbessert, was zur Folge- hat, daß die vom Schichtwiderstand 8 über die adiabatischen Elemente 23a und 23b als die Wärmeübertragung drosselnde Teile zum Halteelement 21 übertragene Wärme sofort in den Luftstrom abgestrahlt wird. Die über die Leitung 6 und den Steg 7 zu anderen Teilen als dem Luftstrom übertragene Wärme ist weiterhin merklich verringert.

Um die Übergangstemperaturcharakteristik des Systems des Schichtwiderstandes 8 mit der des Systems des temperaturabhängigen Widerstandes 9 konform zu machen, ist die gleiche Anzahl von Wärmeabgabeöffnungen 25 auch an denselben Teilen des Halteelementes 22 vorgesehen, das den Temperaturkompensationswiderstand 9 trägt.

Fig.5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung,bei dem Wärmeabstrahlrippen 26 zusätzlich zu den Bauelementen von Fig.3 vorgesehen sind. Die Wärmeabgabecharakteristik des Halteelementes 21 ist weiter verbessert, was zur Folge hat, daß die vom Schichtwiderstand 8 über die adiabatischen Elemente 23a und 23b als die Wärmeübertragung drosselnde Teile auf das Halteelement 21 übertragene Wärme sofort in den Luftstrom abgestrahlt wird. Die über die Leitung 6 und den Steg zu anderen Teilen als dem Luftstrom übertragene Wärme ist somit weiter merklich verringert.

_ Um die Übergangstemperaturcharakteristik des Systems des

Schichtwiderstandes 8 mit dem des Systems des Temperaturkompensationswiderstandes 9 konform zu machen, ist die gleiche Anzahl von Wärmeabstrahlrippen, die nicht dargestellt sind, auch an symmetrischen Teilen des Halteelementes 22 vorgesehen, das den Temperaturkompensationswiderstand 9 trägt.

Das in Fig.4 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel und das in Fig.5 dargestellte dritte Ausführungsbeispiel können kombiniert bei einer Strömungsmeßvorrichtung vorgesehen sein. Das heißt mit anderen Worten, daß zur Verbesserung der Wärmeabgabecharakteristik der Haltelemente sowohl die Wärmeabgabeöffnungen als auch die Wärmeabstrahlrippen in den Halteelementen vorgesehen sein können.

Fig.6 zeigt eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Schichtwiderstandes 8 und des Halteelementes 21 von Fig.3, und Fig.7 zeigt eine Teilquerschnittsansicht zur Erläuterung der Art der Verbindung des Schichtwiderstandes 8 mit dem Haltelement 21 von Fig.3. Wie es in Fig.6 dargestellt ist, sind Positionierungslöcher 23a¹ und 23b¹ für die adiabatischen Elemente 23a und 23b vorher im Halteelement 21 aus Aluminium oder Kupfer ausgebildet und wird in der in Fig.7 dargestellten Weise ein Klebstoff 27 auf beide Außenflächen der adiabatischen Elemente 23a,23b aufgebracht, so daß der Schichtwiderstand 8 am Halteelement 21 befestigt wird. Wie es gleichfalls in Fig.6 dargestellt ist, sind auf der Unterfläche der Elektroden 21a und 21b Isolierschichten 21a' und 21b¹, beispielsweise aus einem Polyimidharz, vorgesehen, so daß die Elektroden elektrisch gegenüber dem Halteelement 21 isoliert sind, und sind in der in Fig.7 dargestellten Weise die Elektroden 21a,21b durch Klebstoff 27' am Halteelement 21 befestigt.

Die Klebstoffe 27 und 27' bestehen aus einem wärmebeständigen Harz.

Fig.8 zeigt in einem Diagramm das charakteristische Ansprechvermögen der adiabatischen Elemente von Fig.3 bis 5. Der adiabatische Wirkungsgrad der adiabatischen Elemente 23a und 23b sollte erhöht werden, und ihre Wärmemasse sollte herabgesetzt werden. Im Hinblick darauf sind in der oben beschriebenen Weise die adiabatischen Elemente unter Verwendung eines Materials, wie beispielsweise eines Polyimidharzes, oder eines ähnlichen Materials ausgebildet, das eine geringe Wärmeleitfähigkeit und eine kleine spezifische Wärme hat. Die Stärke der adiabatischen Elemente ist gleichfalls ein wichtiger Parameter. Das heißt, daß in der in Fig.8 dargestellten Weise mit zunehmender Stärke der adiabatischen Elemente 23a und 23b die Heiz- oder Wärmemasse zunimmt, wodurch das charakteristische Ansprechvermögen beeinträchtigt wird, obwohl der adiabatische Wirkungsgrad zunimmt. Wenn im Gegensatz dazu die Stärke der adiabatischen Elemente 23a und 23b abnimmt, nimmt der adiabatische Wirkungsgrad ab, wodurch das charakteristische Ansprechvermögen beeinträchtigt, wird, obwohl die Heiz- oder Wärmemasse abnimmt. Wie es in Fig.8 dargestellt ist, liegt bei adiabatischen Elementen 23a und 23b aus einem Polyamidharz die bevorzugte Stärke im Bereich von 50 bis 60 pm.

Im folgenden wird anhand der Fig.9A bis 9C der in Fig.3 bis 5 dargestellte Schichtwiderstand beschrieben. Die Fig.9B und 9C zeigen Querschnittsansichten längs der Linien B-B und C-C von Fig.9A jeweils. Wie es in Fig.9A dargestellt ist, ist eine Isolierschicht, beispielsweise aus Siliziumdioxid SiOp, was nicht dargestellt ist, auf ein einkristallines Siliziumsubstrat 81- aufgedampft und geäzt, das eine Stärke von 200 bis 400 um hat, um dadurch ein Schichtwiderstandsmuster 82 zu erhalten, das einen Teil 82a aufweist, der von einer gestrichelten Linie umgeben ist und als Heiz- und Temperaturdetektorteil dient. Die Stärke des Siliziumsubstrates 81 am Heiz- und Temperaturdetektorteil 82a ist sehr gering, wie es in Fig.9B und 9C dargestellt ist, um dadurch die Heizmasse zu verringern .

Obwohl bei den Ausfiihrungsbeispielen von Fig.3 bis 5 die Drosselung der Wärmeübertragung durch die adiabatischen Elemente 23a und 23b erfolgte, kann das auch dadurch erreicht werden, daß die Breite des Wärmedurchgangs oder-kanals des Substrates des Schichtwiderstandes 8 verringert wird. Beispiele dafür sind in den Fig.10A bis 10C und 11A bis 11C dargestellt. Da in diesem Fall die adiabatischen Elemente fehlen können, kann die elektrische Verbindung zwischen dem Schichtwiderstand 8 und den Elektroden 21a und 21b direkt und nicht über Verbindungsdrähte erfolgen.

Fig.10A zeigt ein weiteres Beispiel des Schichtwiderstandes 8, und die Fig.10B und 10C zeigen Querschnittsansichten Längs der Linie B-B und C-C in Fig.10A jeweils. Wie es in Fig.1OA dargestellt ist, ist eine Isolierschicht, beispielsweise aus SiOp, was nicht dargestellt ist, auf ein einkristallines Siliziumsubstrat 81' aufgedampft und geätzt, um dadurch ein Schichtwiderstandsmuster 82" zu erhalten, das einen Teil 82^a aufweist, der von einer gestrichelten Linie umgeben ist und als Heiz- und Temperaturdetektorteil dient.

Auf den Seiten des Heiz- und Temperaturdetektorteils 82'a befinden sich Öffnungen 83'a und 83'b„ um dadurch die Wärmeübertragung auf den Heiz- und Temperaturdetektorteil 82'a zu drosseln und dessen adiabatischen Wirkungsgrad damit zu erhöhen. Die Stärke des Siliziumsubstrates 81" am Heiz- und Temperaturdetektorteil 82'a ist sehr gering, wie es in den Fig.10B und 10C dargestellt ist, um dadurch die Heizmasse herabzusetzen. Eine Falle 81'a dient dazu, schwebende Teilchen oder ähnliches einzufangen.

Fig.11A zeigt noch ein Beispiel des Schichtwiderstandes 8, und die Fig . 11B und 11C zeigen Querschnittsansichten längs der Linie B-B und C-C in Fig.11A jeweils. Auch bei dem in Fig.11A bis 11C dargestellten Ausführungsbeispiel ist auf

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einem einkristallinen Siliziumsubstrat 81" ein Schichtwiderstand 82" durch Aufdampfen und Ätzen einer Isolierschicht, beispielsweise aus SiC^, was nicht dargestellt ist, ausgebildet, und dient der Teil 82"a, der von einer gestrichelten Linie umgeben ist, als Heiz- und Temperaturdetektorteil.

Die Substratteile 81"a und 81"b auf den Seiten des Heiz- und Temperaturdetektorteils 82"a sind, verglichen mit dem Teil 82 "a schmaler, so daß die Wärmeübertragung gedrosselt ist,um dadurch den adiabatischen Wirkungsgrad des Heiz- und Temperaturdetektorteils 82"a zu erhöhen. In derselben Weise, wie es in den Fig.10A bis 10C dargestellt ist, ist die Stärke des Siliziumsubstrats 81" am Heiz- und Temperaturdetektorteil 82"a sehr gering, wie es in Fig.11B und 11C dargestellt ist, um dadurch dessen Heizmasse herabzusetzen.

Wie es in den Fig.12A, 12B und 12C dargestellt ist, die ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigen, ist der Schichtwiderstand 8 an einem Halteelement 21' mit guter Wärmeabstrahl- oder abgabecharakteristik befestigt, das öffnungen 21'c und 21·d zum Drosseln der Wärmeübertragung aufweist. Auch in diesem Fall erfolgt die Drosselung der Wärmeübertragung durch adiabatische Elemente oder dadurch, daß die Breite des Wärmekanals des Substrates herabgesetzt ist. In derselben Weise, wie bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wird daher der größte Teil der vom Schichtwiderstand 8 erzeugten Wärme vom Schichtwiderstand 8 selbst in den Luftstrom abgestrahlt, und wird ein Teil davon über den die Wärmeübertragung drosselnden Teil auf das Halteelement 21' übertragen. Dieser Teil wird jedoch gleichfalls in den Luftstrom abgestrahlt. Da in diesem Fall die Drosselung der Wärmeübertragung auch am Halteelement 21' erfolgt, ist die Wärme, die vom Schichtwiderstand 8 erzeugt und über die Leitung 6 und den Steg 7 auf andere Teile als den Luftstrom übertragen wird, weiter verringert. Es ist weiterhin ein Schutz 28 gegenüber

einer Rückzündung vorgesehen.

Fig.13A zeigt eine Abwandlungsform des Schichtwiderstandes 8 und seines Halteelementes, die in Fig.6 dargestelIt sind. Das heißt, daß die Elektrode 21 a in einer Aussparung vorgesehen ist, die im Halteelement 21 ausgebildet ist. Wenn in diesem Fall die Größe des adiabatischen Elementes 23a verringert wird, während in ausreichendem Maße die Haltekraft für den Schichtwiderstand 8 beibehalten wird, wird die Heizmasse des adiabatischen Elementes 23a verringert.

Wie es in Fig.13B, die gleichfalls eine Abwandlungsform von Fig.6 zeigt, und in Fig.13C dargestellt ist, die eine Querschnittsansicht längs der Linie C-C von Fig.13B zeigt,sind zum Schutz des elektrischen Leitungsdrahtes 24a gegenüber einer Rückzündung oder ähnlichem und zur Vermeidung einer Verschmutzung eine Abdeckung 31 und ein Formharz 32 zusätzlich zu den Bauelementen von Fig.13A vorgesehen.

Der Zusammenbau der Teile, die in Fig.13B und 13C dargestellt sind, erfolgt in der folgenden Weise. Der Schichtwiderstand 8 wird durch das adiabatische Element 23a, das mit Klebstoff beschichtet ist, am Halteelement 21 befestigt, und der Draht 24a wird durch eine Drahtverbindung oder ein Kleben eines Drahtes ausgebildet. Nach dem Aufbringen des Formharzes 32 auf das Halteelement 21 wird die Schutzabdeckung 31 aufgesetzt, wodurch der Zusammenbau der Teile abgeschlossen wird, die in den Fig . 13B und 13C dargestellt sind.

Wie es in Fig.13D dargestellt ist, die eine Abwandlungsform von Fig.13C zeigt, weisen das Halteelement 21 und die Abdeckung 31 umgebogene Ränder 21e und 31a an ihren Enden auf,um dadurch einen Schutz des elektrisehen Leitungsdrahtes 24a gegenüber einer Rückzündung zu bewirken und eine Verschmutzung des Drahtes 24a durch Ablagerungen zu verhindern.

Wie es in Fig.13E dargestellt ist, die eine Abwandlungsform von Fig.13D zeigt, ist der Schichtwiderstand 8 über zwei adiabatische Elemente 33a und 33b an der Abdeckung 31 sowie am Halteelement 21 befestigt, um dadurch einen weiteren Schutz des elektrischen Leitungsdrahtes 24a gegenüber einer Rückzündung zu bewirken, und zu verhindern, daß der Leitungsdraht 24a durch Ablagerungen verschmutzt wird.

Wie es in Fig.14 dargestellt ist, die ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, ist der Schichtwiderstand 8 in der Nähe des Temperaturkompensationswiderstandes 9 vorgesehen, und ist der Temperaturkompensationswiderstand 9 stromaufwärts vom Schichtwiderstand 8 angeordnet. Das heißt, das der Schichtwiderstand 8 und der Temperaturkompensationswiderstand 9 auf dasselbe Halteelement 21" aufgebracht sind, so daß das System des Schichtwiderstandes 8 und das System des Temperaturkompensationswiderstandes 9 die gleiche Wärmekapazität haben und dementsprechend die Übergangstemperaturcharakteristik des Systems des Schichtwiderstandes 8 gleich der des Systems des Temperaturkompensationswiderstandes 9 ist. Das hat zur Folge, daß Schwankungen im Temperaturunterschied zwischen dem Schichtwiderstand 8 und dem Temperaturkompensationswiderstand 9 während eines Übergangszustandes sehr gering sind, und dementsprechend der Fehler in dem gemessenen Durchsatz klein ist.

Da gemäß Fig.14 der Temperaturkompensationswiderstand 9 stromaufwärts vom Schichtwiderstand 8 vorgesehen ist, hat die vom Schichtwiderstand 8 erzeugte Wärme einen geringen Einfluß auf den Temperaturkompensationswiderstand 9.

Wie es in Fig.15 dargestellt ist, die ein sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, ist nur ein Halteelement 21" vorgesehen und sind der Schichtwiderstand 8 und der Temperaturkompensationswiderstand 9 jeweils auf der Vorder- und

der Rückseite des Halteleraentes 21" vorgesehen. Das hat zur Folge, daß das System des Schichtwiderstandes 8 und das System des Temperaturkompensationswiderstandes 9 die gleiche Wärmekapazität haben, und dementsprechend die Übergangstemperaturcharakteristik des Systems des Schichtwiderstandes 8 gleich der des Systems des Temperaturkompensationswiderstandes 9 ist. Das hat zur folge, daß die Schwankungen im Temperaturunterschied zwischen dem Schichtwiderstand 8 und dem Temperaturkompensationswiderstand 9 während eines Übergangszustandes gleichfalls gering sind, und dementsprechend der Fehler im gemessenen Durchsatz klein ist.

Da in der in Fig.15 dargestellten Weise der Schichtwiderstand 8 und der Temperaturkompensationswiderstand 9 auf einander gegenüberliegenden Seiten vorgesehen sind, hat weiterhin die durch den Schichtwiderstand 8 erzeugte Wärme einen geringen Einfluß auf den Temperaturkompensationswiderstand.

Wenn in bekannter Weise der Schichtwiderstand 8 und der Temperaturkompensationswiderstand 9 an völlig verschiedenen Stellen angeordnet sind, ist die Änderung der Temperatur T. des Schichtwiderstandes 8 von der Änderung der Temperatur des Temperaturkompensationswiderstandes 9 verschieden, wenn sich die Umgebungstemperatur Ta ändert, wie es in den Fig.16A und 16B dargestellt ist. Fig.16A zeigt den Fall, bei dem kein Strom dem Schichtwiderstand 8 geliefert wird. Das heißt, daß beim Anstieg der Umgebungstemperatur Ta die Temperatur T. des Schichtwiderstandes 8, verglichen mit der Temperatur T₂ des Temperaturkompensationswiderstandes 9 schnell ansteigt, so daß die durch den Schichtwiderstand 8 erzeugte Wärme abnimmt. Um daher einen definierten Unterschied in der Temperatur zu erhalten, wird die Ausgangsspannung V_Q UmAV₁ verringert, wie es in Fig.16B dargestellt ist. Andererseits fällt beim Abfall der Umgebungstemperatur Ta die Temperatur T₁ des Schichtwiderstandes 8, verglichen mit der Temperatur T₂ des

Temperaturkompensationswiderstandes 9 schnell ab, so daß die durch den Schichtwiderstand 8 erzeugte Wärme zunimmt. Um daher einen definierten Temperaturunterschied zu erhalten, wird die Ausgangsspannung Vq um Δ \^ erhöht, wie es in Fig.16B dargestellt ist. Gemäß der Erfindung ist im Gegensatz dazu die Temperaturänderung beim Schichtwiderstand 8 und beim Temperaturkompensationswiderstand 9 gleich, wie es in Fig.17A dargestellt ist, so daß kein Fehler in der Ausgangsspannung Vq erzeugt wird, wie es in Fig.17B dargestellt ist.

Obwohl bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen das Substrat des Schichtwiderstandes 8 einkristallines Silizium war, kann auch ein keramisches Material oder Glas verwandt werden. Obwohl weiterhin ein Widerstandsmuster als Heiz- und Temperaturdetektorteil auf einem einkristallinen Siliziumsubstrat ausgebildet war, kann auch ein Diffusionswiderstand im einkristallinen Siliziumsubstrat ausgebildet werden. Es kann auch ein korrosionsfestes Metall als oben erwähnte Elektroden (Platten) 21a,21b und als elektrischer Leitungsdraht 24a,24b verwandt werden. Beispielsweise können für die Elektroden Au, Pt oder ein ähnliches Material verwandt werden, und kann für den elektrischen Leitungsdraht Au verwandt werden. Obwohl weiterhin beide Enden des Schichtwiderstandes oder des Temperaturkompensationswiderstandes vom gleichen Halteelement gehalten sind, kann auch nur ein Ende davon gehalten sein, und kann jedes andere Ende von separaten Halteelementen gehalten sein. Die erfindungsgemäße Ausbildung kann bei anderen Durchsatzsensoren als Luftströmungssensoren, beispielsweise bei Flüssigkeitsdurchsatzsensoren, angewandt werden.

Die erfindungsgemäße Ausbildung kann auch bei digitalen Durchsatzsensoren oder Impulsdurchsatzsensoren angewandt werden, die von einem Auslöseimpuls gesteuert werden. Bei einem derartigen Sensor wird ein Auslöseimpuls dazu gegeben, mit dem Heizen eines Heizwiderstandes zu beginnen. Dann wird das Hei-

zen des Heizwiderstandes fortgesetzt, bis ein konstanter Temperaturunterschied zwischen zwei temperaturabhängigen Widerständen erzielt ist, oder bis der stromabwärts liegende temperaturabhängige Widerstand einen konstanten Temperaturwert erreicht. In diesem Fall wird das Heizzeitintervall als Luftmengendurchsatz oder als Luftvolumendurchsatz aufgenommen. Eine derartige Auslöseimpulssteuerung hat den Vorteil eines geringen Leistungsverlustes.

Eine derartige Auslöseimpulssteuerung ist auch bei einem direkt beheizten Durchsatzsensor möglich.

Wie es oben beschrieben wurde, kann gemäß der Erfindung die Wärmme, die auf das Halteelement übertragen wird, sicher über das Halteelement mit guter Wärmeabstrahlcharakteristik auf das Fluid, wie beispielsweise die Luft, abgestrahlt werden, was zur Folge hat, daß die auf das Halteelement übertragene Wärme sofort stabil wird, um dadurch das charakteristische Ansprechvermögen der Strömungsmeßvorrichtung zu verbessern. Der Wärmeverlust des Substrates, auf dem der Schichtwiderstand ausgebildet wird, ist gleichfalls verringert, was die Genauigkeit der Durchsatzmessung verbessert. Schwankungen im Temperaturunterschied zwischen dem Schichtwiderstand und dem Temperaturkompensationswiderstand während eines übergangszustandes können klein gehalten werden, so daß der Fehler im gemessenen Durchsatz gering sein kann.

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Claims

3/Li NJ(ND)-5309-DE

NIPPON SOKEN₅ INC., Nishio-shi, Aichi,Japan

Direkt Beheizte Strömungsmeßvorrichtung

PATENTANSPRÜCHE

Direkt beheizte Strömungsmeßvorrichtung zum Messen des Durchsatzes in einem Kanal,
gekennzeichnet durch
ein Substrat,

ein Schichtwiderstandsmuster, das am Substrat ausgebildet ist,

ein Halteelement, das an dem Kanal befestigt ist und wenigstens ein Ende des Substrates hält, wobei das Haltelement eine gute Wärmeabstrahlcharakteristik hat, eine Einrichtung zum Drosseln der Wärmeübertragung zwischen dem Substrat und dem Halteelement, und eine Regeleinrichtung für die elektrische Leistung, die mit dem Schichtwiderstandsmuster verbunden ist, um die durch das Schichtwiderstandsmuster erzeugte Wärme zu regeln.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Öffnungen zum Abstrahlen von Wärme .im Halteelement ausgebildet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Rippen zum Abstrahlen von Wärme im Halteelement vorgesehen sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement aus einem Material mit einer großen Wärmeleitfähigkeit und einer kleinen spezifischen Wärme besteht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Material ein Metall ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall Aluminium oder Kupfer ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Wärmeüb ertragung drosselnde Einrichtung ein adiabatisches Element umfaßt, das zwischen dem Substrat und dem Halteelement vorgesehen ist, und daß das Substrat und das Halteelement über einen elektrischen Leitungsdraht durch Drahtverbindung verbunden sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Abdecken der elektrischen Leitungsdräh-

te.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckeinrichtungen wenigstens einen umgebogenen Rand umfassen, um den elektrischen Leitungsdraht zu schützen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch ein adiabatisches Element, das zwischen der Abdeckeinrichtung und dem Substrat angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das adiabatische Element zwischen dem Rand des Halteelementes und dem Substrat angeordnet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das adiabatische Element aus einem Material mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit und einer kleinen spezifischen Wärme besteht.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Material Polyimidharz, ein keramisches Material, Glas oder Quarz ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet daß das Material ein Polyimidharz ist, und daß das PoIyimidharz eine Stärke von 50 bis 60 um hat.
15. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die die Wärmeübertragung drosselnde Einrichtung eine verringerte Breite des Wärmedurchlasses des Teils des Substrates zwischen dem Heizteil des Schichtwiderstandsmusters und dem Halteelement umfaßt.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,

daß die die Wärmeübertragung drosselnde Einrichtung./wenigstens eine Öffnung in dem Teil des Substrates auf den Seiten des Schichtwiderstandsmusters umfaßt.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,

daß die die Wärmeübertragung drosselnde Einrichtung einen schmaleren Bereich des Substrates wenigstens auf einer Seite des Schichtwiderstandsmusters umfaßt.
18. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die die Wärmeübertragung drosselnde Einrichtung im Halteelement vorgesehen ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,

daß die die Wärmeübertragung drosselnde Einrichtung einen Wärmekanal mit geringerer Breite im Halteelement umfaßt.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,

daß die die Wärmeübertragung drosselnde Einrichtung wenigstens eine Öffnung im Halteelement umfaßt.
21. Vorrichtung nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,

daß die weitere, die Wärmeübertragung drosselnde Einrichtung einen Teil mit geringerer Breite des Halteelementes

umfaßt.
22. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat aus einem keramischen Material besteht.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Schichtwiderstandsmuster auf dem keramischen Material ausgebildet ist.
24. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat aus einkristallinem Silizium besteht.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandsmuster auf dem einkristallinen Silizium ausgebildet ist.
26. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß ein Diffusionswiderstand als Schichtwiderstandsmuster im einkristallinen Silizium ausgebildet ist.
27. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Temperaturkompensationswiderstand zum Aufnehmen der Temperatur des nicht erwärmten Fluides im Fluidstrom,wobei der Temperaturkompensationswiderstand im wesentlichen durch die Wärme unbeeinflußt ist, die vom Schichtwiderstandsmuster erzeugt wird und die Regeleinrichtung für die elektrische Leistung,die vom Schichtwiderstandsmuster und vom Temperaturkompensationswiderstand erzeugte Wärme regelt.

/ί
28. Vorrichtung nach Anspruch 27,
dadurch gekennzeichnet,

daß das System des Temperaturkompensationswiderstandes die gleiche Form wie das System des Schichtwiderstandsmusters hat, und daß das System des Temperaturkompensationswiderstandes zum System des Schichtwiderstandsmusters bezüglich des Fluidstromes symmetrisch ist.
29. Vorrichtung nach Anspruch 28,
dadurch gekennzeichnet,

daß das System des Temperaturkompensationswiderstandes eine Halteeinrichtung umfaßt, die vom System des Schichtwiderstandsmusters verschieden ist.
30. Vorrichtung nach Anspruch 28,
dadurch gekennzeichnet,

daß das System des Temperaturkompensationswiderstandes die gleiche Halteeinrichtung wie das System des Schichtwiderstandsmusters umfaßt.
31. Vorrichtung nach Anspruch 27,
dadurch gekennzeichnet,

daß das System des Temperaturkompensationswiderstandes dieselbe Form wie das System des Schichtwiderstandsmusters hat, und das System des Temperaturkompensationswiderstandes stromaufwärts vom System des Schichtwiderstandsmusters angeordnet ist.
32. Vorrichtung nach Anspruch 31,
dadurch gekennzeichnet,

daß das System des Temperaturkompensationswiderstandes die gleiche Halteeinrichtung wie das System des Schichtwiderstandsmusters umfaßt.

fit
33. Direkt beheizte Strömungsmeßvorrichtung zum Messen des Durchsatzes in einem Kanal,

gekennzeichnet durch
ein Substrat,

ein Schichtwiderstandsmuster, das am Substrat ausgebildet ist,

ein Halteelement, das an dem Kanal befestigt ist und das Substrat hält,

ein adiabatisches Element, das zwischen dem Substrat und dem Halteelement angeordnet ist,

wenigstens einen elektrischen Leitungsdraht, der über eine Drahtverbindung mit dem Schichtwiderstandsmuster und dem Halteelement verbunden ist, und eine Regeleinrichtung für die elektrische Leistung, die mit dem Schichtwiderstandsmuster verbunden ist, um die durch das Schichtwiderstandsmuster erzeugte Wärme zu regeln.
34. Vorrichtung nach Anspruch 33,
gekennzeichnet durch

eine Einrichtung zum Abdecken des elektrischen Leitungsdrahtes .
35. Vorrichtung nach Anspruch 34,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Abdeckeinrichtung wenigstens einen umgebogenen Rand aufweist, um den elektrischen Leitungsdraht zu schützen.
36. Vorrichtung nach Anspruch 34,

gekennzeichnet durch ein adiabatisches Element, das zwischen der Abdeckeinrichtung und dem Substrat angeordnet ist.
37. Vorrichtung nach Anspruch 33,
dadurch gekennzeichnet,

daß das adiabatische Element zwischen einem Rand des Halteelementes und dem Substrat angeordnet ist.
38. Vorrichtung nach Anspruch 33,
gekennzeichnet durch

einen Temperaturkompensationswiderstand zum Aufnehmen der Temperatur des nicht erwärmten Fluides im Fluidstrom, wobei der Temperaturkompensationswiderstand im wesentlichen durch die Wärme unbeeinflußt bleibt, die vom Schichtwiderstandsmuster erzeugt wird,und die Regeleinrichtung für die elektrische Leistung die Wärme regelt, die vom Schichtwiderstandsmuster und dem Temperaturkompensationswiderstand erzeugt wird.
39. Direkt beheizte Strömungsmeßvorrichtung zum Messen des Durchsatzes in einem Kanal,

gekennzeichnet durch

ein erstes und ein zweites Substrat mit der gleichen Form,

ein Schichtwiderstandsmuster, das am ersten Substrat ausgebildet ist,

einen Temperaturkompensationswiderstand, der am zweiten Substrat ausgebildet ist, wobei der Temperaturkompensationswiderstand dieselbe Form wie das Schichtwiderstandsmuster hat,

eine erste und eine zweite Halteeinrichtung, die am Kanal befestigt sind und das erste und das zweite Substrat jeweils halten, wobei die erste und die zweite Halteeinrichtung die gleiche Form haben,und eine Regeleinrichtung für die elektrische Leistung, die mit dem Schichtwiderstandsmuster und dem Temperaturkompensationswiderstand verbunden ist und die Wärme regelt, die vom Schichtwiderstandsmuster und vom Temperaturkompensationswiderstand erzeugt wird.
40. Vorrichtung nach Anspruch 39,
dadurch gekennzeichnet,

daß das System aus dem ersten Substrat, dem Schichtwiderstandsmuster und der ersten Halteeinrichtung symmetrisch mit dem System aus dem zweiten Substrat, dem Temperaturkompensationswiderstand und der zweiten Halteeinrichtung bezüglich des Fluidstromes ist.
41. Vorrichtung nach Anspruch 40,
dadurch gekennzeichnet,

daß die erste und die zweite Halteeinrichtung voneinander verschieden sind, und das erste und das zweite Substrat außen angeordnet sind.
42. Vorrichtung nach Anspruch 40,
dadurch gekennzeichnet,

daß die erste und die zweite Halteeinrichtung nur ein gemeinsames Halteelement umfassen, wobei das erste und das zweite Substrat an der Vorderseite und der Rückseite des gemeinsamen Halteelementes angeordnet sind.
43. Vorrichtung nach Anspruch 39,
dadurch gekennzeichnet,

daß das System aus dem ersten Substrat, dem Schichtwiderstandsmuster und der ersten Halteeinrichtung stromabwärts von dem System aus dem zweiten Substrat, dem Temperaturkompensationswiderstand und der zweiten Halteeinrichtung und nahe daran angeordnet ist.