测量气流的一种灵敏可靠的方法是利用散热和风速之间的可预测关系。热风速计的原理依赖于金氏定律，该定律规定维持加热传感器表面与周围空气温度之间固定差异所需的功率随着空气速度的平方根而增加。流行的热线风速计利用了这一原理，但它的缺点是使用了一种特殊且易碎的金属丝，即热线，作为气流传感器。图 1中的电路通过使用一对坚固且廉价的晶体管而不是用于空气速度检测的脆弱电线来避免这一缺点。Q 1 /Q 2电路的前端借鉴了早期的设计理念（参考文献 1）。与 1996 年的电路一样，图 1 中的电路通过持续保持条件 V Q1 = V Q2来工作。要执行此任务，电路必须使 Q 1的温度比 Q 2 高大约 50°C 。
晶体管线性数字化气流图 1使用一个简单的晶体管作为传感器，该电路产生空气速度的数字化线性测量。
V BE平衡需要这个温差，因为 Q 1的集电极电流 I Q1比 Q 2的集电极电流I Q2大 100 倍。如果 Q 1和 Q 2处于相同温度，这个比率将导致 V Q1比 V Q2高大约 100 mV。适当控制 I Q1可建立差热，使 Q 1比 Q 2更热。因此，该方法利用 V BE的近似 –2 mV/°C 温度系数来强制 V Q平衡。由此产生的平均值，我Q1与 Q 1中耗散的平均功率成正比，是构成热风速测量基础的热输入测量值。传感器的校准从调整 R 1调零微调开始。您调整 R 1使得在零气流时，V Q1 = V Q2而无需 Q 3的帮助。然后，当流动的空气撞击晶体管并增加热损失率时，V Q1增加并导致
比较器 IC 1释放 C 1上的复位。C 1然后充电，直到 IC 2导通，产生一个驱动脉冲到 Q 1到 Q 3.
由此产生的集电极电流喷射在 Q 1中产生一个加热脉冲，驱动晶体管的温度和 V BE回到平衡状态。适当调整 R 2可校准 I Q1的大小-感应加热脉冲以建立脉冲率和空气速度之间的准确对应关系。现在，考虑测量线性化。金氏定律的平方根关系使得热损失和风速之间的关系是非线性的。您必须消除空气速度校准曲线的扭结。当然，您可以在软件中实现线性化。然而，根据风速计所使用的数据系统的灵活性，软件校正有时并不方便。另一个较早的设计理念（参考文献 2）提出了线性化的模拟解决方案。但是，如果您想要数字脉冲模式输出的优势——即在长距离
电缆上进行无噪声传输——则需要不同的解决方法。
图 1 中的电路提供线性度和数字输出。Q 1中脉冲沉积的平均热量为H=5V×I×F×W，其中I为Q 1电流脉冲的幅值（用R 2调整），F为输出频率，W为脉冲宽度. W 与 I D 成反比，I D是使 V C1下降并控制 IC 2导通时间的放电电流。Q 4和 Q 7平均输出占空比以生成用于 Q 5的控制电压从而使 W 成为 F 的函数。实际上，这种布置建立的反馈回路隐含地使 W=K/(W×F)，其中 K 是由元件值确定的校准常数。因此，W 2 =K/F，H=5×I×F/. 该表达式得出 F=(H/5I) 2 /K，使 F 成为 H 2的所需函数，从而使频率和风速之间的关系线性化。
