热式质量流量计是采用热传递原理直接测量被测气体质量流量的流量计,具有量程比大、测量精度高、压损小以及可靠性高等优点,被广泛应用于石油、化工、冶金、核电等领域。为了实现核电站主控制室安全保障系统的空气流量测量,根据核电站电气设备1E级安全要求和测量系统需求,设计了1E级热式质量流量计的传感器结构和变送器电路。传感器包括:一个Pt1000铂电阻温度传感器（测速元件）和加热元件构成测速探头,用来测量测速元件的温度;另一个Pt1000铂电阻温度传感器（测温元件）和质量均衡器构成测温探头,用来测量流体的温度。该种传感器设计在不使用微处理器以及模数转换器的情况下,既能实现测速元件的恒功率加热,又能直接测量与两探头温差信号成正比关系的电压差信号。采用纯模拟器件研制了变送器电路,包括恒流源电路、信号调理电路、非线性校正电路、4-20m A电流输出电路以及电源电路。恒流源电路包括驱动电流源和加热电流源,分别用来驱动测速元件和测温元件产生电压信号以及对加热元件进行恒功率加热,使得测速元件和测温元件之间形成温差。在恒流源大小的选择上,选择1m A电流源作为驱动电流源,既能避免对铂电阻进行加热而导致其电阻值发生变化,又能保证铂电阻的输出电压具有较高的信噪比;选择75m A电流源作为加热电流源,既能避免测速探头的温度过高而加速探头的氧化,又能保证传感器特性曲线具有较高的分辨率。信号调理电路包括差分放大电路和低通滤波电路,分别负责将测速元件和测温元件两端的电压进行差分放大以及滤除放大后电压信号中的高频干扰。针对热式质量流量计传感器特性严重非线性的问题,根据传热学原理和金氏定理,同时结合自身的传感器结构和变送器电路,推导出流量与传感器输出信号之间的传递函数,并通过实时模拟计算芯片AD538设计了非线性校正电路来实现该传递函数。针对非线性校正效果易受传感器制作工艺、铂电阻散热能力以及环境温度等因素影响的问题,提出将流量区间分段,并在各区间设置不同的幂值,从而实现整个流量区间传感器信号的校正。非线性校正电路包括模拟倒数、减法运算电路、电压分段电路、模拟幂运算电路以及隔离输出电路,该部分电路负责将经过信号调理电路输出的电压信号进行一系列模拟运算,从而得到与流量成线性关系的电压信号。4-20m A电流输出电路将经过非线性校正电路校正后输出的电压信号转化为与流量成线性关系的电流信号,并进行输出;电源电路负责为各模块电路供电。为了验证仪表的性能,在重庆川仪自动化股份有限公司进行了气体实流标定实验,实验结果表明:所研制的1E级热式质量流量计在0-100m~3/h的流量范围内达到（1%示值误差+0.5%满量程）的精度,满足1E级技术指标的设计要求。