Der Massenfluss wird über ein thermisches Messprinzip ermittelt. Ein steuerbares Heizelement befindet sich in der Mitte einer druckstabilen Membran und symmetrisch davon ist jeweils aufwärts und abwärts in Strömungsrichtung je ein Temperatursensor aufgebracht. Jede Strömung über dieser Membran verursacht eine thermische Verfrachtung der Wärme zum stromabwärts gelegenen Temperatursensor und generiert somit durch die entstandene Temperaturdifferenz ein präzise messbares Signal. Der mikrothermische Strömungssensor wird eingebunden, indem diese druckstabilisierte und mit Glas passivierte Membran in den Siliziumchip geätzt wird. Die CMOSens^® Technologie integriert diesen miniaturisierten Sensor zusammen mit der gesamten hochpräzisen Auswertschaltung auf einem einzigen CMOS Mikrochip.

Auf demselben Chip - nicht mal einen Millimeter vom Sensorelement entfernt - befinden sich ein Analog/Digital-Wandler sowie ein Signal-Verstärker und tragen zur Messpräzision bei. Störquellen werden minimiert und störungsanfällige Lötpunkte eliminiert. Dies verbessert das Signal-Rausch-Verhältnis drastisch und reduziert Ausfallrisiken.

Ebenfalls auf dem Chip befindet sich ein Temperatursensor, durch dessen Signal eventuell auftretende Temperatureffekte kompensiert werden. Dies ermöglicht eine hochpräzise Messung über eine grosse Temperaturspanne, ohne dass eine zusätzliche Temperaturkompensation nötig ist. Dadurch erübrigt sich der Einbau von zusätzlichen Korrektursensoren und macht folglich die Technologie von Sensirion zu einer sehr kostengünstigen und platzsparenden Lösung.

Darüber hinaus sind auf dem Chip eine digitale Prozessschaltung und eine Speicherzelle integriert, um die Kalibrationsdaten zu speichern. Jeder von Sensirion produzierte Sensor wird während der Produktion individuell kalibriert. Aus diesem Grund ist das vom Sensorchip empfangene Signal jederzeit vollständig kalibriert, linearisiert und temperaturkompensiert.

Zur Auswertelektronik auf dem Chip gehört auch die digitale Kommunikationsschnittstelle. Es wird ein I²C Protokoll genutzt, das Standardprotokoll für die Kommunikation zwischen verschiedenen Elementen auf der Leiterplatte. Daher handelt es sich beim Ausgangssignal des Sensors in der Regel um ein digitales I²C-Signal, das mit einer maximalen Auslesefrequenz von 1–2 kHz aktualisiert wird. Es gibt einige wenige Durchflusssensoren, die mithilfe spezieller Sensorkabel auch analoge Ausgangssignale liefern können.

Eine Besonderheit der Durchflusssensoren von Sensirion: Der erwähnte integrierte digitale CMOSens^® Mikrochip ist durch einen geraden, äusserst dünnwandigen Strömungskanal vom flüssigen Medium isoliert. Der Mikrochip sitzt an der Aussenseite dieses Strömungskanals und misst dort präzis den Massendurchfluss. Je nach Zieldurchflussbereich variiert der Innendurchmesser des Strömungskanals zwischen wenigen Millimetern und einigen Mikrometern. Er hat weder Totvolumen noch Begrenzungen und besteht aus chemisch inerten Materialien wie Glas, Edelstahl oder Kunststoff, wodurch unsere Sensoren ideal für den Einsatz in Anwendungen der Medizintechnik und Biowissenschaften, Diagnostik sowie Industrie sind.