測(cè)量氣流的一種靈敏可靠的方法是利用散熱和風(fēng)速之間的可預(yù)測(cè)關(guān)系。熱風(fēng)速計(jì)的原理依賴(lài)于金氏定律，該定律規(guī)定維持加熱傳感器表面與周?chē)諝鉁囟戎g固定差異所需的功率隨著空氣速度的平方根而增加。流行的熱線(xiàn)風(fēng)速計(jì)利用了這一原理，但它的缺點(diǎn)是使用了一種特殊且易碎的金屬絲，即熱線(xiàn)，作為氣流傳感器。圖 1中的電路通過(guò)使用一對(duì)堅(jiān)固且廉價(jià)的晶體管而不是用于空氣速度檢測(cè)的脆弱電線(xiàn)來(lái)避免這一缺點(diǎn)。Q 1 /Q 2電路的前端借鑒了早期的設(shè)計(jì)理念（參考文獻(xiàn) 1）。與 1996 年的電路一樣，圖 1 中的電路通過(guò)持續(xù)保持條件 V Q1 = V Q2來(lái)工作。要執(zhí)行此任務(wù)，電路必須使 Q 1的溫度比 Q 2 高大約 50°C 。

    晶體管線(xiàn)性數(shù)字化氣流圖 1使用一個(gè)簡(jiǎn)單的晶體管作為傳感器，該電路產(chǎn)生空氣速度的數(shù)字化線(xiàn)性測(cè)量。
    V BE平衡需要這個(gè)溫差，因?yàn)?Q 1的集電極電流 I Q1比 Q 2的集電極電流I Q2大 100 倍。如果 Q 1和 Q 2處于相同溫度，這個(gè)比率將導(dǎo)致 V Q1比 V Q2高大約 100 mV。適當(dāng)控制 I Q1可建立差熱，使 Q 1比 Q 2更熱。因此，該方法利用 V BE的近似 –2 mV/°C 溫度系數(shù)來(lái)強(qiáng)制 V Q平衡。由此產(chǎn)生的平均值，我Q1與 Q 1中耗散的平均功率成正比，是構(gòu)成熱風(fēng)速測(cè)量基礎(chǔ)的熱輸入測(cè)量值。傳感器的校準(zhǔn)從調(diào)整 R 1調(diào)零微調(diào)開(kāi)始。您調(diào)整 R 1使得在零氣流時(shí)，V Q1 = V Q2而無(wú)需 Q 3的幫助。然后，當(dāng)流動(dòng)的空氣撞擊晶體管并增加熱損失率時(shí)，V Q1增加并導(dǎo)致比較器 IC 1釋放 C 1上的復(fù)位。C 1然后充電，直到 IC 2導(dǎo)通，產(chǎn)生一個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖到 Q 1到 Q 3.
    由此產(chǎn)生的集電極電流噴射在 Q 1中產(chǎn)生一個(gè)加熱脈沖，驅(qū)動(dòng)晶體管的溫度和 V BE回到平衡狀態(tài)。適當(dāng)調(diào)整 R 2可校準(zhǔn) I Q1的大小-感應(yīng)加熱脈沖以建立脈沖率和空氣速度之間的準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)關(guān)系?，F(xiàn)在，考慮測(cè)量線(xiàn)性化。金氏定律的平方根關(guān)系使得熱損失和風(fēng)速之間的關(guān)系是非線(xiàn)性的。您必須消除空氣速度校準(zhǔn)曲線(xiàn)的扭結(jié)。當(dāng)然，您可以在軟件中實(shí)現(xiàn)線(xiàn)性化。然而，根據(jù)風(fēng)速計(jì)所使用的數(shù)據(jù)系統(tǒng)的靈活性，軟件校正有時(shí)并不方便。另一個(gè)較早的設(shè)計(jì)理念（參考文獻(xiàn) 2）提出了線(xiàn)性化的模擬解決方案。但是，如果您想要數(shù)字脈沖模式輸出的優(yōu)勢(shì)——即在長(zhǎng)距離電纜上進(jìn)行無(wú)噪聲傳輸——?jiǎng)t需要不同的解決方法。
    圖 1 中的電路提供線(xiàn)性度和數(shù)字輸出。Q 1中脈沖沉積的平均熱量為H=5V×I×F×W，其中I為Q 1電流脈沖的幅值（用R 2調(diào)整），F(xiàn)為輸出頻率，W為脈沖寬度. W 與 I D 成反比，I D是使 V C1下降并控制 IC 2導(dǎo)通時(shí)間的放電電流。Q 4和 Q 7平均輸出占空比以生成用于 Q 5的控制電壓從而使 W 成為 F 的函數(shù)。實(shí)際上，這種布置建立的反饋回路隱含地使 W=K/(W×F)，其中 K 是由元件值確定的校準(zhǔn)常數(shù)。因此，W 2 =K/F，H=5×I×F/. 該表達(dá)式得出 F=(H/5I) 2 /K，使 F 成為 H 2的所需函數(shù)，從而使頻率和風(fēng)速之間的關(guān)系線(xiàn)性化。