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气体质量流量控制器的工作原理是什么？

MFC 主要由质量流量传感器、流量调节阀、放大电路、PID 控制器四部分组成，核心采用热式质量流量测量原理（分热传导式和热时间扩散式，工业 / 实验室主流为热传导式），并通过闭环 PID 控制实现流量的精准调节，整体为测量 - 对比 - 调节的动态循环过程，无需额外温压补偿，直接测量并控制气体质量流量（如 sccm、slm），具体原理分两步：

第一步：热式质量流量测量（传感器核心）

热传导式传感器内置两根铂电阻丝（精密温度传感器），一根为加热丝（恒功率 / 恒温加热），一根为检测丝，均封装在与气体接触的微流道中，气体流经微流道时会带走加热丝的热量，热量损失的速率与气体的质量流量成严格正比关系：

无气体流动时，加热丝与检测丝的温度差保持恒定；
气体流动时，加热丝热量被气流带走，温度下降，与检测丝形成温度差；
气体质量流量越大，带走的热量越多，温度差越大，传感器将温度差转化为电信号（电压 / 电流），经放大电路处理后，得到与实际质量流量对应的电信号，传递至 PID 控制器。

核心特点：直接测量质量流量，不受气体温度、压力波动的影响，无需外接补偿模块，微流道设计保证测量的高灵敏度（可精准控制 sccm 级微小流量）。

第二步：PID 闭环流量控制（调节阀 + 控制器核心）

这是 MFC 与气体质量流量计（MFM）的核心区别（MFM 仅测量，无控制功能），PID 控制器接收传感器的实际流量信号和外部的设定流量信号，对比两者的偏差后，通过 PID 算法计算调节量，驱动流量调节阀改变开度，实现流量的精准跟踪和稳定控制：

信号对比：PID 控制器将设定流量（如用户设定 100sccm）转化为标准电信号，与传感器反馈的实际流量电信号实时对比，计算偏差值；
PID 调节：根据偏差值的大小、变化速率，通过比例（P）、积分（I）、微分（D）算法，输出精准的控制电信号至执行机构；
阀门动作：执行机构（主流为电磁调节阀或压电调节阀，压电阀更适用于微流量、高精度场景）接收控制信号，调节阀门开度：实际流量＜设定流量时，阀门开大，增加进气量；实际流量＞设定流量时，阀门关小，减少进气量；
动态平衡：上述过程在毫秒级完成，持续动态调节，使实际流量始终稳定在设定流量的允许误差范围内，实现恒流量控制。