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2.2. DIMENSIONAMENTO DEI COMPONENTI DEL SENSORE
Capitolo
MAF
2.

v=



R0
1+
R(Ta )

◆q
R(Ta ) cp m
˙ a (T

Ta )

(2.12)

Da cui è possibile ricavare il valore della portata in massa m
˙ a.
Se la densità dell’aria varia in relazione ad una modifica dei valori di
temperatura o di pressione, ma tuttavia il volume di aria rimane costante,
l’aria a maggior densità asporterà una maggior quantità di calore dal filo
caldo, cosa che implica una maggior portata in massa. Sulla base di queste considerazioni si può affermare che il sensore MAF a filo caldo risponde
direttamente alla densità dell’aria. Normalmente la conversione del segnale in uscita dall’amplificatore operazionale nella portata in massa d’aria è
piuttosto complessa, per questo risulta conveniente convertire la tensione
analogica proveniente dal sensore MAF in formato digitale utilizzando un
dispositivo elettronico a stato solido. Questa conversione è conveniente in
quanto non richiede la conversione analogico-digitale, per la quale sarebbe richiesto uno specifico convertitore A/D, normalmente piuttosto costoso.
Una possibile soluzione per convertire questo segnale analogico di uscita in
un segnale digitale consiste nell’utilizzo di un dispositivo noto come convertitore da tensione a frequenza (solitamente indicato come v/f – voltage
to frequency). Questo circuito oscilla con una frequenza che è direttamente
proporzionale alla tensione al suo ingresso, che coincide con la tensione di
uscita dell’amplificatore operazionale del sensore MAF. La tensione di uscita
di questo convertitore, indicata come vf , è applicata, attraverso un interruttore controllato elettronicamente, ad un contatore binario. Quest’ultimo, ad
ogni chiusura dell’interruttore, conteggia la frequenza istantanea del segnale
applicato al suo ingresso che è proporzionale alla portata in massa d’aria.
Attraverso la seguente relazione si può determinare il valore conteggiato dal
contatore binario:
B=ft

(2.13)

Dove B è il valore contato dal contatore binario, f è la frequenza del segnale
in uscita dal convertitore v/f e t e la durata della chiusura dell’interruttore
controllato elettronicamente.
In base alla frequenza di campionamento richiesta il valore conteggiato dal
contatore binario viene periodicamente letto dall’unità di controllo elettronico che, dopo aver effettuato la lettura di tale valore, provvede all’azzeramento
del contatore stesso rendendolo disponibile per il successivo campionamento.

2.2

Dimensionamento dei componenti del sensore
MAF

Con riferimento al circuito di Figura 2.1 si procede pertanto alla scelta dei componenti (resistori e amplificatore operazionale) da utilizzare per
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