JPH0663801B2 - 流量測定回路 - Google Patents
流量測定回路Info
- Publication number
- JPH0663801B2 JPH0663801B2 JP63272936A JP27293688A JPH0663801B2 JP H0663801 B2 JPH0663801 B2 JP H0663801B2 JP 63272936 A JP63272936 A JP 63272936A JP 27293688 A JP27293688 A JP 27293688A JP H0663801 B2 JPH0663801 B2 JP H0663801B2
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- JP
- Japan
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- temperature
- flow rate
- circuit
- heater
- temperature sensor
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は流量測定回路に関し、特に、自動的に感度を補
正する自動感度補正回路に関するものである。
正する自動感度補正回路に関するものである。
マイクロブリッジを使用した流量測定回路は、上流側温
度センサと下流側温度センサとの間に配置されたヒータ
抵抗に電流を流して発熱させ、上流側温度センサと下流
側温度センサの出力信号の差により流量を測定する。こ
の回路を第４図に示す。第４図において、ＲＨはヒータ
抵抗、ＲＲは基準抵抗、ＲＵは上流側温度センサ、ＲＤ
は下流側温度センサ、１および２は演算増幅器である。
第４図(a)はヒータ制御回路で、ヒータ抵抗ＲＨの温度
上昇を一定に保つようにフィードバック制御を行なう。
このとき基準抵抗ＲＲは周囲温度の測定を行なう。第４
図(b)は温度センサ回路で、上流側，下流側の２つの温
度センサＲＵ，ＲＤによって発生する電圧ＶＤ，ＶＵの
差を演算増幅器２でＡ倍に増幅して流量信号Ｘとする。
Ｘは次のように表わせる。
度センサと下流側温度センサとの間に配置されたヒータ
抵抗に電流を流して発熱させ、上流側温度センサと下流
側温度センサの出力信号の差により流量を測定する。こ
の回路を第４図に示す。第４図において、ＲＨはヒータ
抵抗、ＲＲは基準抵抗、ＲＵは上流側温度センサ、ＲＤ
は下流側温度センサ、１および２は演算増幅器である。
第４図(a)はヒータ制御回路で、ヒータ抵抗ＲＨの温度
上昇を一定に保つようにフィードバック制御を行なう。
このとき基準抵抗ＲＲは周囲温度の測定を行なう。第４
図(b)は温度センサ回路で、上流側，下流側の２つの温
度センサＲＵ，ＲＤによって発生する電圧ＶＤ，ＶＵの
差を演算増幅器２でＡ倍に増幅して流量信号Ｘとする。
Ｘは次のように表わせる。
Ｘ＝Ａ（ＶＤ−ＶＵ）・・・・・(1) ここで、（ＶＤ−ＶＵ）はヒータ温度上昇ＴＲに比例す
るため、ＸもＴＲに比例する。すなわち、(1)式は、 Ｘ＝ｋ・ＴＲ・・・・・(2) と表わせる。
るため、ＸもＴＲに比例する。すなわち、(1)式は、 Ｘ＝ｋ・ＴＲ・・・・・(2) と表わせる。
ところが、ヒータ抵抗ＲＨは常に基準抵抗ＲＲより高温
になるため、抵抗値の経年変化がヒータ抵抗ＲＨと基準
抵抗ＲＲとで異なり、ヒータ抵抗ＲＨの方が劣化が早
い。第５図に示すヒータ抵抗ＲＨの温度特性のグラフに
おいて、初期特性を直線Ｌ１で示し、劣化の進んだ特性
を直線Ｌ２で示すと、第４図の回路ではヒータ抵抗の抵
抗値が一定となるように制御されるため、ヒータ抵抗Ｒ
Ｈの温度は初期に点Ａで示すＴＡであったものが、後に
点Ｂで示すＴＢになってしまう。このため、感度特性が
変化し、流量信号Ｘの値が変わってしまうという欠点が
あった。
になるため、抵抗値の経年変化がヒータ抵抗ＲＨと基準
抵抗ＲＲとで異なり、ヒータ抵抗ＲＨの方が劣化が早
い。第５図に示すヒータ抵抗ＲＨの温度特性のグラフに
おいて、初期特性を直線Ｌ１で示し、劣化の進んだ特性
を直線Ｌ２で示すと、第４図の回路ではヒータ抵抗の抵
抗値が一定となるように制御されるため、ヒータ抵抗Ｒ
Ｈの温度は初期に点Ａで示すＴＡであったものが、後に
点Ｂで示すＴＢになってしまう。このため、感度特性が
変化し、流量信号Ｘの値が変わってしまうという欠点が
あった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、出力流量の値がヒータ抵抗の特
性変化の影響を受けないような流量測定回路に得ること
にある。
の目的とするところは、出力流量の値がヒータ抵抗の特
性変化の影響を受けないような流量測定回路に得ること
にある。
このような目的を達成するために本発明は、上流側温度
センサと下流側温度センサの周力信号からヒータの上昇
温度を示す上昇温度信号を出力する上昇温度算出回路
と、上流側温度センサと下流側温度センサの出力信号か
ら温度差を示す温度差信号を出力する温度差回路と、上
昇温度により温度差を割って流量を得る割算回路と、ヒ
ータを断続する制御回路とを設けるようにしたものであ
る。
センサと下流側温度センサの周力信号からヒータの上昇
温度を示す上昇温度信号を出力する上昇温度算出回路
と、上流側温度センサと下流側温度センサの出力信号か
ら温度差を示す温度差信号を出力する温度差回路と、上
昇温度により温度差を割って流量を得る割算回路と、ヒ
ータを断続する制御回路とを設けるようにしたものであ
る。
本発明による流量測定回路においては、自動的に感度が
補正される。
補正される。
第１図は本発明による流用測定回路の一実施例を示す回
路図である。同図において、３は割算回路、Ｕ１〜Ｕ３
は演算増幅器、４は制御回路、Ｓ１，Ｓ２はスイッチ、
Ｒ１，Ｒ２は抵抗、Ｃ１はコンデンであり、演算増幅器
Ｕ１〜Ｕ３は上昇温度信号を出力する上昇温度算出回路
を構成し、演算増幅器２は温度差信号を出力する温度差
回路を構成する。なお、第１図において第４図と同一部
分又は相当部分には同一符号が付してある。
路図である。同図において、３は割算回路、Ｕ１〜Ｕ３
は演算増幅器、４は制御回路、Ｓ１，Ｓ２はスイッチ、
Ｒ１，Ｒ２は抵抗、Ｃ１はコンデンであり、演算増幅器
Ｕ１〜Ｕ３は上昇温度信号を出力する上昇温度算出回路
を構成し、演算増幅器２は温度差信号を出力する温度差
回路を構成する。なお、第１図において第４図と同一部
分又は相当部分には同一符号が付してある。
演算増幅器２は温度差Ｘを示す温度差信号を割算回路３
へ出力し、演算増幅器Ｕ１〜Ｕ３は上昇温度Ｙを示す上
昇温度信号を割算回路３へ出力する。
へ出力し、演算増幅器Ｕ１〜Ｕ３は上昇温度Ｙを示す上
昇温度信号を割算回路３へ出力する。
温度センサＲＵ，ＲＤからの出力電圧は流量に対して第
２図に示すように変化するが、基準電圧VONに対する温
度センＲＵとＲＤの出力電圧の偏差ΔＶＤ（曲線ＳＤ）
とΔＶＵ（曲線ＳＵ）の比は一定とみなせるので、第１
図の抵抗Ｒ１とＲ２の抵抗値ｒ１とｒ２の比を ｒ１／ｒ２＝ΔＶＤ／ΔＶＵ・・・・・(3) となるように選べば、温度センサＲＵ，ＲＤからの出力
電圧を加算することにより、流量にかかわらず、基準電
圧VONの値を求めることができる。
２図に示すように変化するが、基準電圧VONに対する温
度センＲＵとＲＤの出力電圧の偏差ΔＶＤ（曲線ＳＤ）
とΔＶＵ（曲線ＳＵ）の比は一定とみなせるので、第１
図の抵抗Ｒ１とＲ２の抵抗値ｒ１とｒ２の比を ｒ１／ｒ２＝ΔＶＤ／ΔＶＵ・・・・・(3) となるように選べば、温度センサＲＵ，ＲＤからの出力
電圧を加算することにより、流量にかかわらず、基準電
圧VONの値を求めることができる。
制御回路４により一定周期でスイッチＳ１をオフにし、
ヒータ抵抗ＲＨをオフにする。このとき演算増幅器Ｕ１
に現れる直線Ｌ３の電圧VOFFをスイッチＳ２をオンにし
てコンデンサＣ１に充電する。次に、測定状態に戻る
と、スイッチＳ１がオン、スイッチＳ２がオフになり、
演算増幅器Ｕ１に現れる電圧VONとコンデンサＣ１，演
算増幅器Ｕ２が保持している電圧VOFFとの差が演算増幅
器Ｕ３にて演算される。すなわち、演算増幅器Ｕ３の出
力信号値（上昇温度）Ｙは、 Ｙ＝VON−VOFF・・・・・・(4) となる。演算増幅器２の出力信号値（温度差）Ｘは、
(1)式で示したようにＸ＝Ａ（ＶＤ−ＶＵ）で表わせる
が、(2)式で示したように温度差は上昇温度ＴＲすなわ
ちＹに比例するので、割算回路３でＸ／Ｙを計算するこ
とにより、その出力信号値（流量値）Ｚにはヒータ温度
上昇による変動分が含まれなくなる。
ヒータ抵抗ＲＨをオフにする。このとき演算増幅器Ｕ１
に現れる直線Ｌ３の電圧VOFFをスイッチＳ２をオンにし
てコンデンサＣ１に充電する。次に、測定状態に戻る
と、スイッチＳ１がオン、スイッチＳ２がオフになり、
演算増幅器Ｕ１に現れる電圧VONとコンデンサＣ１，演
算増幅器Ｕ２が保持している電圧VOFFとの差が演算増幅
器Ｕ３にて演算される。すなわち、演算増幅器Ｕ３の出
力信号値（上昇温度）Ｙは、 Ｙ＝VON−VOFF・・・・・・(4) となる。演算増幅器２の出力信号値（温度差）Ｘは、
(1)式で示したようにＸ＝Ａ（ＶＤ−ＶＵ）で表わせる
が、(2)式で示したように温度差は上昇温度ＴＲすなわ
ちＹに比例するので、割算回路３でＸ／Ｙを計算するこ
とにより、その出力信号値（流量値）Ｚにはヒータ温度
上昇による変動分が含まれなくなる。
第３図は本発明の第２の実施例を示す回路図で、デジタ
ル回路による実施例である。第３図においては、ヒータ
抵抗ＲＨを断続して第１図と同様の機能を実現してい
る。すなわち、温度差Ａ（ＶＤ−ＶＵ）と２つの温度セ
ンサの出力値ＶＤ，ＶＵをマルチプレクサ（ＭＵＸ）５
でＡ／Ｄ変換器６に取り込み、演算装置７で上昇温度の
値Ｙ＝VON−VOFFを演算することにより、ヒータ温度上
昇を補正した流量値Ｚを得ることができる。
ル回路による実施例である。第３図においては、ヒータ
抵抗ＲＨを断続して第１図と同様の機能を実現してい
る。すなわち、温度差Ａ（ＶＤ−ＶＵ）と２つの温度セ
ンサの出力値ＶＤ，ＶＵをマルチプレクサ（ＭＵＸ）５
でＡ／Ｄ変換器６に取り込み、演算装置７で上昇温度の
値Ｙ＝VON−VOFFを演算することにより、ヒータ温度上
昇を補正した流量値Ｚを得ることができる。
以上説明したように本発明は、上流側温度センサと下流
側温度センサの出力信号からヒータの上流温度および温
度差を算出し、上昇温度により温度差に割って流量を得
ることにより、ヒータの上昇温度による流量誤差を除去
できるので、ヒータの特性変化の影響を受けない流量測
定回路を得ることができる。
側温度センサの出力信号からヒータの上流温度および温
度差を算出し、上昇温度により温度差に割って流量を得
ることにより、ヒータの上昇温度による流量誤差を除去
できるので、ヒータの特性変化の影響を受けない流量測
定回路を得ることができる。
また、例えばゴミの付着によりヒータ抵抗の放熱状態が
変わっても感度が変化しなくなる効果がある。
変わっても感度が変化しなくなる効果がある。
さらに、ヒータ抵抗を直接電源に接続すれば、電源電圧
が低くても十分な電力を供給でき温度上昇を高くとれる
ため、温度センサの出力値が増大し、流量信号のＳ／Ｎ
比が向上する効果がある。
が低くても十分な電力を供給でき温度上昇を高くとれる
ため、温度センサの出力値が増大し、流量信号のＳ／Ｎ
比が向上する効果がある。
第１図は本発明による流量測定回路の一実施例を示す回
路図、第２図はヒータオンオフにおける温度センサの特
性を示すグラフ、第３図は本発明の第２の実施例を示す
回路図、第４図は従来の流量測定回路を示す回路図、第
５図は一般的なヒータ電源の制御方法を説明するための
グラフである。 ２，Ｕ１〜Ｕ３……演算増幅器、３……割算回路、４…
…制御回路、ＲＨ……ヒータ抵抗、ＲＵ……上流側温度
センサ、ＲＤ……下流側温度センサ、Ｓ１，Ｓ２……ス
イッチ、Ｒ１，Ｒ２……抵抗、Ｃ１……コンデンサ。
路図、第２図はヒータオンオフにおける温度センサの特
性を示すグラフ、第３図は本発明の第２の実施例を示す
回路図、第４図は従来の流量測定回路を示す回路図、第
５図は一般的なヒータ電源の制御方法を説明するための
グラフである。 ２，Ｕ１〜Ｕ３……演算増幅器、３……割算回路、４…
…制御回路、ＲＨ……ヒータ抵抗、ＲＵ……上流側温度
センサ、ＲＤ……下流側温度センサ、Ｓ１，Ｓ２……ス
イッチ、Ｒ１，Ｒ２……抵抗、Ｃ１……コンデンサ。
Claims (1)
- 【請求項１】上流側温度センサと下流側温度センサの出
力信号からヒータの上昇温度を示す上昇温度信号を出力
する上昇温度算出回路と、前記上流側温度センサと下流
側温度センサの出力信号から温度差を示す温度差信号を
出力する温度差回路と、前記上昇温度により前記温度差
を割って流量を得る割算回路と、前記ヒータを断続する
制御回路とを備えた流量測定回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63272936A JPH0663801B2 (ja) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | 流量測定回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63272936A JPH0663801B2 (ja) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | 流量測定回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02120621A JPH02120621A (ja) | 1990-05-08 |
| JPH0663801B2 true JPH0663801B2 (ja) | 1994-08-22 |
Family
ID=17520829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63272936A Expired - Lifetime JPH0663801B2 (ja) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | 流量測定回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0663801B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1742025A2 (en) | 2005-07-08 | 2007-01-10 | Hitachi, Ltd. | Thermal type flow measuring apparatus |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3493116B2 (ja) * | 1996-05-24 | 2004-02-03 | 株式会社リコー | 流量測定装置及び流量測定方法 |
| EP1418408B1 (en) | 2001-08-14 | 2014-07-09 | Hitachi, Ltd. | Thermal flow sensor |
| JP4793621B2 (ja) * | 2005-02-17 | 2011-10-12 | 横河電機株式会社 | 熱式流量計 |
| JP4811636B2 (ja) * | 2005-02-18 | 2011-11-09 | 横河電機株式会社 | 熱式流量計 |
| JP5178261B2 (ja) * | 2008-03-19 | 2013-04-10 | アズビル株式会社 | 熱式流量計 |
-
1988
- 1988-10-31 JP JP63272936A patent/JPH0663801B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1742025A2 (en) | 2005-07-08 | 2007-01-10 | Hitachi, Ltd. | Thermal type flow measuring apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02120621A (ja) | 1990-05-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080822 Year of fee payment: 14 |
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| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080822 Year of fee payment: 14 |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
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