DE19803197A1 - Thermosensitiver Strömungsmesser - Google Patents
Thermosensitiver StrömungsmesserInfo
- Publication number
- DE19803197A1 DE19803197A1 DE19803197A DE19803197A DE19803197A1 DE 19803197 A1 DE19803197 A1 DE 19803197A1 DE 19803197 A DE19803197 A DE 19803197A DE 19803197 A DE19803197 A DE 19803197A DE 19803197 A1 DE19803197 A1 DE 19803197A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- thermosensitive
- resistor
- operational amplifier
- transistor
- resistors
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
- G01P5/10—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring thermal variables
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
- G01F1/696—Circuits therefor, e.g. constant-current flow meters
- G01F1/698—Feedback or rebalancing circuits, e.g. self heated constant temperature flowmeters
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen
thermosensitiven Strömungsmesser bzw. Flußmesser (flowmeter)
zur Erfassung der Strömungsgeschwindigkeit bzw. des
Durchsatzes (flow rate) unter Verwendung eines ersten
thermosensitiven Widerstands zur Erfassung der
Strömungsgeschwindigkeit bzw. des Durchsatzes und eines
zweiten thermosensitiven Widerstands zur Kompensation einer
atmosphärischen Temperatur, und genauer gesagt auf einen
thermosensitiven Strömungsmesser bzw. Flußmesser, welcher
kostengünstiger ist, indem eine Anschlußstruktur vereinfacht
ist, und zuverlässiger ist, indem der Effekt aufgrund der
Erwärmung des zweiten thermosensitiven Widerstandes
unterdrückt wird.
Konventionell gibt es bekannte thermosensitive
Strömungsmesser bzw. Flußmesser, welche thermosensitive
Widerstände verwenden, und beispielsweise als
Luftströmungssensoren bzw. Luftsensoren in
Verbrennungsmotoren von Fahrzeugen angewendet werden.
Im allgemeinen sind die thermosensitiven Strömungsmesser
dieses Typs so angeordnet, daß ein erster thermosensitiver
Widerstand zur Erfassung einer Strömungsgeschwindigkeit und
ein zweiter thermosensitiver Widerstand zur Erfassung einer
atmosphärischen Temperatur, um die Temperatur zu
kompensieren, in einem Fluiddurchgang angeordnet sind, und
eine Brückenschaltung durch eine Vielzahl von Elementen,
einschließlich der ersten und zweiten thermosensitiven
Widerstände, angeordnet ist.
Die Steuerschaltung des thermosensitiven Strömungsmessers ist
sog daß die Temperatur des ersten thermosensitiven
Widerstandes um eine vorbestimmte Temperatur höher
eingestellt ist als die atmosphärische Temperatur, indem ein
Erwärmungsstrom dem ersten thermosensitiven Widerstand
zugeführt wird und die Strömungsgeschwindigkeit bzw. der
Durchsatz eines Fluids erfaßt wird, indem die
verlorengegangene Wärmemenge in Übereinstimmung mit der
Strömungsgeschwindigkeit bzw. dem Durchsatz des Fluids erfaßt
wird, auf der Grundlage der Erhöhung oder Absenkung des
zugeführten Erwärmungsstromes.
Fig. 4 ist eine Schnittansicht, welche schematisch die
Struktur eines konventionellen thermosensitiven
Strömungsmessers zeigt.
In Fig. 4 enthält die Sensoreinheit 100 des konventionellen
thermosensitiven Strömungsmessers einen thermosensitiven
Widerstand Rh, welcher auf eine vorbestimmte Temperatur
erwärmt wird, und einen zweiten thermosensitiven Widerstand
Rk zur Kompensierung der atmosphärischen Temperatur, und ist
beispielsweise in einem Fluiddurchgang 19 angeordnet, welcher
aus dem Ansaugrohr usw. eines Verbrennungsmotors besteht.
Der thermosensitive Widerstand Rh und der zweite
thermosensitive Widerstand Rk, welche die Sensoreinheit 100
bilden, sind an einer bedruckten Verdrahtungstafel 20
angeordnet und werden von dieser gehalten, wobei die Platte
an einer Seitenwand des Fluiddurchgangs 19 festgemacht ist,
und die Anschlüsse 21 der jeweiligen thermosensitiven
Widerstände Rh und Rk mit der bedruckten Verdrahtungsplatte
20 verbunden sind.
Eine Bienenwabe 23 ist auf dem sich der Ansaugseite öffnenden
Ende des Fluiddurchgangs 19 angeordnet, um die
Strömungsgeschwindigkeit bzw. den Durchsatz des Fluids
gleichmäßig zu machen.
Die Anschlüsse 21 der jeweiligen thermosensitiven Widerstände
Rh und Rk, welche in dem Fluiddurchgang 19 angeordnet sind,
werden in eine gemeinsame Richtung herausgeleitet und zu der
bedruckten Verdrahtungsplatte 20 auf dem Fluiddurchgang 19
als Drei- oder Vierverbindungsanschlüsse geführt (hier wird
ein Fall von vier Anschlüssen gezeigt).
Eine Steuerschaltung usw. (welche später beschrieben werden)
sind auf der bedruckten Schaltplatte 20 angeordnet, um den
ersten und zweiten thermosensitiven Widerständen Rh und Rk
Energie zuzuführen.
Fig. 5 ist ein Schaltbild, welches ein Beispiel einer
spezifischen Anordnung des konventionellen thermosensitiven
Strömungsmessers zeigt.
In Fig. 5 besteht die Sensoreinheit 100 aus dem ersten
thermosensitiven Widerstand Rh und dem zweiten
thermosensitiven Widerstand Rk, welche zueinander parallel
geschaltet sind und denen eine Spannung VB aus einer am
Fahrzeug montierten Energiequelle bzw. einer Batterie 1
zugeführt wird.
In diesem Fall, da die einen Enden der jeweiligen
thermosensitiven Widerstände Rh und Rk gemeinsam miteinander
verbunden sind, ist die Zahl der herauszuleitenden
Anschlüsse 3.
Ein fester Widerstand Rm zur Erfassung der
Strömungsgeschwindigkeit bzw. des Durchsatzes ist zwischen
dem ersten thermosensitiven Widerstand Rh und der Erde
angeschlossen, wohingegen eine Reihenschaltung, welche aus
einem Temperaturkompensations-Festwiderstand R1 und einem
Stromregelungs-Festwiderstand Rt besteht, zwischen dem
zweiten thermosensitiven Widerstand Rk und der Erde
eingefügt. Diese festen Widerstände Rm, Rl und Rt bilden
zusammen mit den jeweiligen thermosensitiven Widerständen Rh
und Rk die Brückenschaltung.
Eine Steuerschaltung ist zwischen der Batterie 1 und der
Sensoreinheit 100 eingefügt, um einen Strom i zu steuern,
welcher der Sensoreinheit 100 zugeführt wird, und sie steuert
die Ströme ih und ik, welche dem ersten thermosensitiven
Widerstand Rh und dem zweiten thermosensitiven Widerstand Rk
zugeführt werden (zugeführte Ströme, d. h. verbrauchte
Ströme).
Die Steuerschaltung besteht aus einem Emitter-geerdeten NPN-
Transistor 9, festen Widerständen R2 und R3, welche mit dem
Emitter und dem Kollektor des Transistors 9 jeweils verbunden
sind, einem PNP-Transistor 10, welcher zwischen der Batterie
1 und den einen Enden der jeweiligen thermosensitiven
Widerstände Rh und Rk eingefügt ist, und einem
Operationsverstärker 11, welcher mit der Basis des
Transistors 9 verbunden ist, um den Transistor 9 zu steuern.
Die Basis des Transistors 10 ist mit dem Kollektor des
Transistors 9 durch den festen Widerstand R3 verbunden.
Der nicht-invertierende Eingangsanschluß (+) des
Operationsverstärkers 11 ist mit dem Knoten verbunden, an
welchem der erste thermosensitive Widerstand Rh mit dem
festen Widerstand Rm über die Spannungsversorgung 12 einer
Ausgangsspannung Ei verbunden ist, wohingegen der
invertierende Eingangsanschluß (-) des Operationsverstärkers
11 mit dem Knoten verbunden ist, an welchem der zweite
thermosensitive Widerstand Rk mit dem festen Widerstand Rt
verbunden ist.
Die Energieversorgung 12 wird dafür verwendet, die
Frequenzcharakteristiken der Brückenschaltung zu regeln, und
die Spannung Ei der Energieversorgung 12 wird auf einen sehr
kleinen Wert eingestellt.
Der Operationsverstärker 11 steuert linear den Transistor 9
ansprechend auf die Spannung, welche von der Brückenschaltung
ausgegeben wird, und steuert den der Sensoreinheit 100
zugeführten Strom i.
Mit dieser Anordnung wird die Erwärmungstemperatur bzw.
Heiztemperatur des ersten thermosensitiven Widerstandes Rh
auf einer Temperatur gehalten, welche um die vorbestimmte
Temperatur höher ist als die atmosphärische Temperatur.
Konventionell wird ein thermosensitiver Strömungsmesser bzw.
Flußmesser vorgeschlagen, welcher die Erwärmung des zweiten
thmerosensitiven Widerstands Rk unterdrückt, um die Wirkung
dessen Erwärmung zu unterdrücken, man siehe beispielsweise
"Technical Development of New Sensors and How They are Most
Properly Selected and Used", Seiten 424 und 426 (Publication
Division of Management Development Center, General Technical
Data, Upper Volume, 31. Juli 1978).
Fig. 6 ist ein Schaltbild, welches ein Beispiel der Anordnung
des konventionellen thermosensitiven Strömungsmessers zeigt,
welcher angeordnet ist, um die Erwärmung des zweiten
thermosensitiven Widerstandes Rk zu unterdrücken. In Fig. 6
werden die gleichen Komponenten wie die oben beschriebenen
durch die gleichen Ziffern bezeichnet, und ihre Beschreibung
wird weggelassen.
In diesem Fall ist der invertierende Eingangsanschluß (-) des
Operationsverstärkers 11 mit dem Knoten verbunden, an welchem
der erste thermosensitive Widerstand Rh mit dem festen
Widerstand Rm verbunden ist, wohingegen der
nicht-invertierende Eingangsanschluß (+) des
Operationsverstärkers 11 mit dem Knoten verbunden ist, an
welchem der zweite thermosensitive Widerstand Rk mit dem
festen Widerstand Rt verbunden ist, und der Ausgangsanschluß
des Operationsverstärkers 11 ist mit den jeweiligen einen
Enden der festen Widerstände Rm und Rt verbunden.
Ferner ist ein Operationsverstärker 16 angeordnet, um die
Erwärmung des zweiten thermosensitiven Widerstandes Rk im
Verhältnis zu einer Brückenschaltung zu unterdrücken.
Der Operationsverstärker 16 bildet eine zweite
Steuerschaltung zur Steuerung des Stroms ik, welcher von dem
zweiten thermosensitiven Widerstand Rk verbraucht wird.
Die Basis eines Emitter-geerdeten NPN-Transistors 15A ist mit
dem Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers 16 verbunden,
und der Knoten, an welchem der zweite thermosensitive
Widerstand Rk mit dem Kollektor des Transistors 15A verbunden
ist, ist mit dem invertierenden Eingangsanschluß (-) des
Operationsverstärkers 16 verbunden.
Ferner ist der Knoten, an welchem die
Spannungsteilerwiderstände miteinander verbunden sind, d. h.
ein fester Widerstand R4 ist mit einem festen Widerstand R5
verbunden, mit dem nicht-invertierenden Eingangsanschluß (+)
des Operationsverstärkers 16 verbunden.
Ein Ende des festen Widerstands R4 ist mit dem Knoten
verbunden, an welchem der zweite thermosensitive Widerstand
Rk mit dem festen Widerstand Rt verbunden ist, und ein Ende
des festen Widerstands R5 ist geerdet.
Die festen Widerstände R4 und R5 bilden zusammen mit dem
erste thermosensitiven Widerstand Rh und dem zweiten
thermosensitiven Widerstand Rk, und mit den festen
Widerständen Rm und Rt zusammen die Brücke.
Die Brückenschaltung, welche die festen Widerstände R4 und R5
enthält, hält die Erwärmungstemperatur des ersten
thermosensitiven Widerstandes Rh auf einer vorbestimmten
Temperatur und reduziert die von dem zweiten thermosensitiven
Widerstand Rk verbrauchte Leistung, um dadurch die
Selbsterwärmung des zweite thermosensitiven Widerstands Rk zu
unterdrücken.
Das bedeutet, daß der Operationsverstärker 16 linear den
Transistor 15A ansprechend auf die geteilte Spannung der
Spannung über beide Enden des zweiten thermosensitiven
Widerstandes Rk steuert.
Da jedoch gemäß der in Fig. 6 gezeigten Schaltungsanordnung
die Spannungsteilungs-Festwiderstände R4 und R5 über dem
zweiten thermosensitiven Widerstand Rk angeschlossen sind,
sind die Impedanzen (Widerstandswerte) der festen Widerstände
R4 und R5 auf große Werte eingestellt, um den Strom ik zu
unterdrücken, der von dem zweiten thermosensitiven Widerstand
Rk verbraucht wird.
Da sich der erste und zweite thermosensitive Widerstand Rh
und Rk sich auf die zwei Operationsverstärker 11 und 16
beziehen, werden beide Anschlüsse der jeweiligen
thermosensitiven Widerstände Rh und Rk individuell
herausgeleitet, und dementsprechend sind als Ganzes vier
Verbindungsanschlüsse 21 erforderlich, wie in Fig. 4 gezeigt.
Ferner wird konventionell ein thermosensitiver Flußmesser
vorgeschlagen, welcher die Spannungsteilungs-Festwiderstände
R4 und R4 über dem ersten thermosensitiven Widerstand Rh hat,
um die Impendanzen der festen Widerstände R4 und R5 zu
unterdrücken, siehe beispielsweise die geprüfte japanische
Patentveröffentlichung Nr. 61-16026.
Fig. 7 zeigt den konventionellen thermosensitiven
Strömungsmesser, welcher angeordnet ist, die Impedanzen der
festen Widerstände R4 und R5 zu unterdrücken, und die
gleichen Komponenten wie die oben beschriebenen werden durch
die gleichen Ziffern beschrieben und ihre Beschreibung in
Fig. 7 wird weggelassen.
In diesem Fall besteht die Brückenschaltung aus dem ersten
thermosensitiven Widerstand Rh, dem zweiten thermosensitiven
Widerstand Rk, und den festen Widerständen Rm, Rt, R4 und R5.
Der nicht-invertierende Eingangsanschluß (+) des
Operationsverstärkers 11 ist mit dem Ausgangsanschluß des
Operationsverstärkers 16 verbunden, der invertierende
Eingangsanschluß (-) des Operationsverstärkers 11 ist mit dem
Knoten verbunden, an welchem die festen Widerstände R4 und R5
miteinander verbunden sind, und der Ausgangsanschluß der
Operationsverstärkers 11 ist mit der Basis eines Transistors
10 verbunden.
Der nicht-invertierende Eingangsanschluß (+) des
Operationsverstärkers 16 ist mit dem Knoten verbunden, an
welchem der erste thermosensitive Widerstand Rh mit dem
festen Widerstand Rm verbunden ist, wohingegen der
invertierende Eingangsanschluß (-) des Operationsverstärkers
16 mit dem Knoten verbunden ist, an welchem der zweite
thermosensitive Widerstand Rk mit dem festen Widerstand Rt
verbunden ist.
Die Brückenschaltung hält die Erwärmungstemperatur des ersten
thermosensitiven Widerstandes Rh auf einer vorbestimmten
Temperatur, und unterdrückt die Selbsterwärmung des zweiten
thermosensitiven Widerstands Rk, ähnlich wie beim oben
beschriebenen. Ferner sind die festen Widerstände R4 und R5
zur Beschränkung des Strom ik, welcher von dem zweiten
thermosensitiven Widerstand Rk verbraucht wird, über dem
ersten thermosensitiven Widerstand Rh angeschlossen, um
dadurch den Fehlereffekt aufgrund der Impendanzen der festen
Widerstände R4 und R5 zu verringern.
Gemäß der Schaltungsanordnung der Fig. 7, da sowohl die
Anschlüsse der jeweiligen thermosensitiven Widerstände Rh und
Rk individuell herausgeleitet werden, da sie mit den zwei
Operationsverstärkern 11 und 16 in Beziehung stehen, ähnlich
wie im Fall der Fig. 6, sind jedoch insgesamt vier
Verbindungsanschlüsse erforderlich, wie in Fig. 4 gezeigt.
Wie oben beschrieben, haben die konventionellen
thermosensitiven Strömungsmesser bzw. Flußmesser darin ein
Problem, daß sie nicht eine ausreichende Zuverlässigkeit im
Beispiel der in Fig. 5 gezeigten Schaltungsanordnung erzielen
können, da sie Gefahr laufen, durch die Selbsterwärmung des
zweiten thermosensitiven Widerstandes Rk beeinflußt zu
werden.
Um die Selbsterwärmung des zweiten thermosensitiven
Widerstandes Rk in dem Beispiel der in Fig. 5 gezeigten
Schaltungsanordnung zu verringern, muß der Widerstandswert
des zweiten thermosensitiven Widerstands Rk wesentlich höher
eingestellt werden als jener des ersten thermosensitiven
Widerstands Rh, und dementsprechend besteht ein Problem
darin, daß die Kosten des zweiten thermosensitiven
Widerstands Rk hoch sind.
Wenn beabsichtigt ist, den Effekt der Selbsterwärmung des
zweiten thermosensitiven Widerstandes Rk zu verringern, indem
die Schaltungsanordnung wie in Fig. 6 oder 7 gezeigt,
aufgebaut wird, da die Zahl der Verbindungsanschlüsse
zwischen dem Fluiddurchgang 19 und der bedruckten
Verdrahtungsplatte 20 erhöht ist, und beispielsweise die
Gesamtzahl von vier Anschlüssen 21 erforderlich ist für beide
der Anschlüsse des ersten thermosensitiven Widerstandes Rh
und beide der Anschlüsse des zweiten thermosensitiven
Widerstandes Rk (siehe Fig. 4), besteht das Problem, daß die
Struktur komplex wird.
Ferner, da in der Schaltungsanordnung der Fig. 6 die
Eingangsimpedanz des Operationsverstärkers 16 auf einen
großen Wert eingestellt werden muß, da die Eingangsimpedanzen
der festen Widerstände R4 und R5 auf große Werte eingestellt
werden müssen, um den von dem zweiten thermosensitiven
Widerstand Rk verbrauchten Strom ik zu beschränken, besteht
das Problem, daß der Operationsverstärker 16 teuer ist.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, welche zur Lösung
der obigen Probleme gemacht wurde, ist die Schaffung eines
thermosensitiven Strömungsmessers bzw. Flußmessers, welcher
eine hohe Genauigkeit und Zuverlässigkeit aufweist, ohne
Erhöhung der Kosten, indem die Selbsterwärmung eines zweiten
thermosensitiven Widerstandes unterdrückt wird, durch
Verringerung des von ihm verbrauchten Stroms, und durch
Verringerung der Zahl der Verbindungsanschlüsse zu einer
bedruckten Verdrahtungsplatte auf einem Fluiddurchgang durch
eine einfache Anordnung.
Ein thermosensitiver Flußmesser gemäß der vorliegenden
Erfindung umfaßt einen ersten thermosensitiven Widerstand,
welcher in einem Fluiddurchgang angeordnet ist, zur Erfassung
der Strömungsgeschwindigkeit bzw. des Durchsatzes des Fluids
in dem Fluiddurchgang, einen zweiten thermosensitiven
Widerstand, welcher in dem Flußdurchgang angeordnet ist, um
die atmosphärische Temperatur in dem Flußdurchgang zu
erfassen, eine Energieversorgung zur Zuführung eines Stroms
an den ersten und zweiten thermosensitiven Widerstand, eine
erste Steuerschaltung zur Steuerung des ersten
Verbrauchsstroms, welcher an den ersten thermosensitiven
Widerstand fließt, so daß die Erwärmungstemperatur des ersten
thermosensitiven Widerstands auf eine vorbestimmte Temperatur
gebracht wird, und eine zweite Steuerschaltung zur Steuerung
des zweiten Verbrauchsstroms, welcher an den zweiten
thermosensitiven Widerstand fließt, so daß der zweite
Verbrauchsstrom um ein vorbestimmtes Verhältnis kleiner
gemacht wird als der erste Verbrauchsstrom, wobei die zweite
Steuerschaltung den zweiten Verbrauchsstrom ansprechend auf
die Spannung an dem ersten thermosensitiven Widerstand
steuert, und mindestens ein Anschluß der beiden Anschlüsse
der ersten und zweiten thermosensitiven Widerstände gemeinsam
angeschlossen sind und zur ersten Steuerschaltung
herausgeleitet sind.
Wie oben beschrieben, wird die Selbsterwärmung des zweiten
thermosensitiven Widerstandes unterdrückt, indem der von dem
zweiten thermosensitiven Widerstand verbrauchte Strom
reduziert wird, auf der Grundlage der Spannung, welche dem
ersten thermosensitiven Widerstand auferlegt wird.
Ferner wird die Zahl der Verbindungsanschlüsse zu einer
bedruckten Verdrahtungsplatte verringert, indem die
jeweiligen der ersten und zweiten thermosensitiven
Widerstände gemeinsam verbunden werden, um sie dadurch
außerhalb der bedruckten Verdrahtungsplatte in Reihe zu
schließen.
Die zweite Steuerschaltung des thermosensitiven
Strömungsmessers bzw. Flußmessers gemäß der vorliegenden
Erfindung umfaßt ein Schaltelement, welches in Reihe mit dem
zweiten thermosensitiven Widerstand verbunden ist,
Spannungsteilerwiderstände, welche über dem ersten
thermosensitiven Widerstand angeschlossen sind, und einen
Operationsverstärker, welcher ansprechend auf den geteilten
Spannungswert der Spannungsteilerwiderstände arbeitet, wobei
der Operationsverstärker das Schaltelement so steuert, daß
der zweite Verbrauchsstrom ein konstantes Verhältnis zum
ersten Verbrauchsstrom hat.
Wie oben beschrieben, wird die Selbsterwärmung des zweiten
thermosensitiven Widerstandes unterdrückt, indem die
Spannung, welche dem ersten thermosensitiven Widerstand
auferlegt wird, geteilt wird, um dadurch den von dem zweiten
thermosensitiven Widerstand verbrauchten Strom auf der
Grundlage eines Spannungsteilungsverhältnisses zu verringern.
Das Schaltelement des thermosensitiven Strömungsmessers bzw.
Flußmessers gemäß der vorliegenden Erfindung besteht aus
einem PNP-Transistor, wobei der nicht-invertierende
Eingangsanschluß des Operationsverstärkers mit den
Spannungsteilerwiderständen verbunden ist; der invertierende
Eingangsanschluß des Operationsverstärkers mit dem Knoten
verbunden ist, bei welchem der zweite thermosensitive
Widerstand mit dem Emitter des Transistors verbunden ist; und
der Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers mit der Basis
des Transistors verbunden ist.
Das Schaltelement des thermosensitiven Strömungsmessers bzw.
Flußmessers nach der vorliegenden Erfindung besteht aus einem
NPN-Transistor, wobei der invertierende Eingangsanschluß des
Operationsverstärkers mit den Spannungsteilerwiderständen
verbunden ist; der nicht-invertierende Eingangsanschluß des
Operationsverstärkers mit dem Knoten verbunden ist, bei
welchem der zweite thermosensitive Widerstand mit dem
Kollektor des Transistors verbunden ist; und der
Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers mit der Basis des
Transistors verbunden ist.
Wie oben beschrieben, wird der Effekt der
Anstiegsgeschwindigkeit des Operationsverstärkers, welcher
den zweiten thermosensitiven Widerstand steuert, unterdrückt,
indem ein Spannungsverhältnis durch den NPN-Transistor
bestimmt wird.
Ferner wird der Eingangsspannungsbereich des
Operationsverstärkers, welcher die dem zweiten
thermosensitiven Widerstand zugeführte Leistung steuert, auf
ein Erdpotential erweitert, so daß eine
Rauschwiderstandsfähigkeits-Eigenschaft erweitert wird, und
ein Ausgangs-Dynamikbereich mit geringeren Kosten wird.
Die jeweiligen einen Enden, welche als Pluspolseiten-
Energieversorgungsanschlüsse der ersten und zweiten
thermosensitiven Widerstände des thermosensitiven
Strömungsmessers bzw. Flußmessers nach der vorliegenden
Erfindung arbeiten, sind gemeinsam angeschlossen; die zweite
Steuerschaltung enthält eine Diode, welche eine Anode hat,
die mit dem nicht-invertierenden Eingangsanschluß des
Operationsverstärkers verbunden ist; und die Kathode der
Diode ist mit den Pluspolseiten-Energieversorgungsanschlüssen
verbunden.
Fig. 1 ist eine Schnittansicht, welche schematisch die
Struktur einer ersten Ausführung der vorliegenden
Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist ein Schaltbild, welches speziell eine
Brückenschaltung gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 3 ist ein Schaltbild, welches speziell eine
Brückenschaltung gemäß einer zweiten Ausführung der
vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 4 ist eine Schnittansicht, welche schematisch die
Struktur eines konventionellen thermosensitiven
Strömungsmessers zeigt;
Fig. 5 ist ein Schaltbild, welches speziell ein erstes
Beispiel einer Brückenschaltung gemäß des
konventionellen thermosensitiven Strömungsmessers
zeigt;
Fig. 6 ist ein Schaltbild, welches speziell ein zweites
Beispiel einer Brückenschaltung gemäß des
konventionellen thermosensitiven Strömungsmessers
zeigt; und
Fig. 7 ist ein Schaltbild, welches speziell ein drittes
Beispiel einer Brückenschaltung gemäß des
konventionellen thermosensitiven Strömungsmessers
zeigt.
Eine erste Ausführung der vorliegenden Erfindung wird unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 ist eine Schnittansicht, welche schematisch die
Anordnung der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung
zeigt, wobei die gleichen Komponenten wie jene der oben
erwähnten (siehe Fig. 4) durch die gleichen Ziffern
bezeichnet werden, und deren ausführliche Beschreibung wird
weggelassen.
In Fig. 1 ist die Zahl der Anschlüsse 21, welche von einer
Sensoreinheit 100A an einer bedruckten Verdrahtungsplatte 20
angeschlossen sind, im Vergleich mit der oben beschriebenen
verringert, und die Zahl der Anschlüsse 21 beträgt 3.
Fig. 2 ist ein Schaltbild, welches ein Beispiel einer
spezifischen Anordnung der ersten Ausführung der vorliegenden
Erfindung zeigt, und die gleichen Komponenten wie die oben
beschriebenen (siehe Fig. 5-7) werden durch die gleichen
Ziffern bezeichnet, und deren ausführliche Beschreibung wird
weggelassen.
Ein zweiter thermosensitiver Widerstand Rk und ein fester
Widerstand Rl kompensieren eine Temperatur, indem eine
atmosphärische Temperatur erfaßt wird. Ferner regelt ein
fester Widerstand Rt den Strom ih, welcher einem ersten
thermosensitiven Widerstand Rh zugeführt wird, in
Zusammenarbeit mit den Operationsverstärkern 11 und 16.
In Fig. 2 bildet der Operationsverstärker 11, welcher
ansprechend auf die Spannungen der jeweiligen einen Enden
eines festen Widerstandes Rm und des festen Widerstandes Rt
arbeitet7 eine erste Steuerschaltung zur Steuerung des
Stromes ih, welcher dem ersten thermosensitiven Widerstand Rh
zugeführt wird, zusammen mit den Transistoren 9 und 10 und
den festen Widerständen R2 und R3.
Der Operationsverstärker 16, welcher ansprechend auf die
Spannung arbeitet, welche von den festen Widerständen R4 und
R5 geteilt wird, und die Emitterspannung eines Transistors
15, bildet eine zweite Steuerschaltung zur Steuerung des
Stroms ik, welcher dem zweiten thermosensitiven Widerstand Rk
zugeführt wird, in Zusammenarbeit mit dem Transistor 15,
welcher linear gesteuert wird.
Eine Energieversorgung 12, welche eine Ausgangsspannung Ei
hat, ist mit dem nicht-invertierenden Eingangsanschluß (+)
des Operationsverstärkers 11 verbunden, und die Spannung Vm
des Knotens, bei welchem der erste thermosensitive Widerstand
Rh mit dem festen Widerstand Rm verbunden ist, wird dem
negativen Pol der Energieversorgung 12 auferlegt.
Die Kollektorspannung Vr des Transistors 10 wird auch dem
negativen Pol der Energieversorgung 12 auferlegt, durch die
Spannungsteilerwiderstände (feste Widerstände R4 und R5), zum
Betreiben des Operationsverstärkers 16 als der zweiten
Steuerschaltung.
Wie später beschrieben, wird der erste thermosensitive
Widerstand Rh durch den Operationsverstärker 11 ansprechend
auf den regelnden festen Widerstand Rt auf eine vorbestimmte
Temperatur erwärmt.
Der so erwärmte erste thermosensitive Rh ist in einem
Fluiddurchgang 19 angeordnet, und die Wärmemenge, welche in
Übereinstimmung mit der Fließgeschwindigkeit eines Fluids
abgezogen wird, wird elektrisch extrahiert, um dadurch die
Strömungsgeschwindigkeit bzw. den Durchsatz des Fluids,
ähnlich wie oben erwähnt, zu erfassen.
Als nächstes wird die Gleichgewichtsbedingung durch
Einstellung des ersten thermosensitiven Widerstands Rh auf
die vorbestimmte Temperatur in der ersten Ausführung der
Erfindung, welche in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigt ist,
beschrieben.
In Fig. 2 wird die Spannung V11a, welche dem nicht
invertierenden Eingangsanschluß (+) des Operationsverstärkers
11 auferlegt wird, durch die folgende Formel (1) ausgedrückt
V11a = rm.Vr/(rh + rm) + Ei ≒ Vm (1),
wobei rm der Widerstandswert des festen Widerstands rm ist,
Vr die Kollektorspannung des Transistors 10, rh der
Widerstandswert des ersten thermosensitiven Widerstands Rh,
Ei die Ausgangsspannung der Energieversorgung 12, und Vm die
Spannung über dem festen Widerstand Rm.
Die geteilte Spannung 16a, welche dem nicht-invertierenden
Eingangsanschluß (+) des Operationsverstärkers 16 auferlegt
wird, ist der von den festen Widerständen R4 und R5 geteilte
Spannungswert, und wird durch die folgende Formel (2)
ausgedrückt.
V16a = (r4.Vm + r5.Vr)/(r4 + r5)
= {r4.rm + r5(rh + rm)} × Vr/{(r4 + r5) ×
(rh + rm)} (2),
wobei r4 und r5 die Widerstandswerte der festen Widerstände
R4 und R5 sind.
Die Spannung 11b, welche dem invertierenden Eingangsanschluß
(-) des Operationsverstärkers 11 auferlegt wird, wird durch
die folgende Formel (3) aus der Formel (1) und der Formel (2)
ausgedrückt.
V11b = (Vr - V16a) × rt/(rk + r1)
= {(r4.rh)/(r4 + r5) × (rh + rm)} ×
{rt/(rk + r1)} × Vr (3).
Die Gleichgewichtsbedingung der Brückenschaltung wird durch
die folgende Formel (4) ausgedrückt.
V11a = V11b (4).
Daher wird die Formel (4), welche die Gleichgewichtsbedingung
der Brückenschaltung zeigt, durch die folgende Formel (5) aus
den Formeln (1) und (3) ausgedrückt.
rh = {rm(rk + r1)/r1} × {(r4 + r5)/r4} (5).
Es wird jedoch angenommen, daß das Verhältnis zwischen der
Spannung Ei der Energieversorgung 12 und der Spannung Vm über
dem festen Widerstand Rm die folgende Formel (6) erfüllt.
Ei « Vm (6).
Wenn angenommen wird, daß der Temperaturkoeffizient des
Widerstandswertes rh des ersten thermosensitiven Widerstandes
Rh den Wert α1 hat, der Temperaturkoeffizient des
zusammengesetzten Widerstandswertes (rk + r1) des zweiten
thermosensitiven Widerstandes rk und des festen Widerstandes
r1 den Wert α2 hat, die atmosphärische Temperatur den Wert Ta
hat und die Temperatur des ersten thermosensitiven
Widerstandes Rh, welcher von dem Widerstandswert rh erwärmt
wird, den Wert Ta + ΔT hat (ΔT ist eine Temperaturzunahme),
wird die Formel (5) so modifiziert, wie in der folgenden
Formel (7) gezeigt.
rho{1 + α1(Ta + ΔT)} = {rm(rko + r1)/rt} ×
{(r4 + r5)/r4} × (1 + α2.Ta) (7)
wobei rho der Widerstandswert des ersten thermosensitiven
Widerstands rh bei einer atmosphärischen Temperatur Ta von
0°C ist.
Wenn der Widerstandswert rt des regelnden festen Widerstandes
Rt auf der Grundlage der atmosphärischen Temperatur Ta
eingestellt wird, wird er durch die folgende Formel (8)
ausgedrückt.
rt = [rm{rk(Ta) + r1}/rh(Ta + ΔT)] ×
(r4 + r5)/r4 (8).
Zu der Zeit wird die Ausgangsleistung Prk, welche sich aus
dem Widerstandswert rk des zweiten thermosensitiven
Widerstands Rk ergibt, durch die folgende Formel (9)
ausgedrückt.
Prk = {(Vr - V16a)/rk}2 × rk
= {rh/(rh + rm)}2 × (1/rk) × {r4/(r4 + r5)}2 (9).
Wie aus der Formel (9) hervorgeht, da die Ausgangsleistung
Prk des zweiten thermosensitiven Widerstands Rk um {r4/(r4 +
r5)}2 im Vergleich mit jener der konventionellen Schaltung
verringert wird, kann der Effekt des zweiten thermosensitiven
Widerstandes Rk aufgrund seiner Selbsterwärmung verringert
werden.
Ferner, wie aus der Formel (8) hervorgeht, da der
Widerstandswert rt des festen Widerstands Rt um { (r4 +
r5)/r4} erhöht wird, wird die Regelungsgenauigkeit
verbessert.
Als nächstes wird die Temperaturstabilität der Spannung Vm in
der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Wie bekannt ist, wird das Verhältnis zwischen dem Strom ih
des ersten thermosensitiven Widerstands Rh und einer
Massenflußgeschwindigkeit (einem Massendurchsatz) Qm durch
die folgende Formel (10) ausgedrückt.
ih2 = (Ka + Kb√ Qm) × ΔT/rh (10),
wobei Ka und Kb Konstanten sind.
Wenn die Spannung Vm zur konstanten Massenflußgeschwindigkeit
Qm nicht von der atmosphärischen Temperatur Ta abhängt,
ergibt sich die folgende Formel (11).
δ(ΔT/rh)/δTa = 0 (11).
Der Widerstandwert rh des ersten thermosensitiven
Widerstandes rh wird durch die folgende Formel (12)
ausgedrückt, unter Verwendung der Erwärmungstemperatur (Ta +
ΔT).
rh = rho{1 + α1(Ta + ΔT)}
= rho{(1 + α1 Ta) + α1.ΔT}} (12).
Daher wird das Verhältnis der Temperaturerhöhungsstärke/T zm
Widerstandswert rh des ersten thermosensitiven Widerstandes
Rh durch die folgende Formel (13) ausgedrückt.
T/rh = 1/(α1.rho) - (1 + α1.Ta)/α1.rh (13).
Ferner kann die Formel (13) durch die folgende Formel (14)
unter Verwendung der Formel (7) ausgedrückt werden, welche
die Gleichgewichtsbedingung des ersten thermosensitiven
Widerstandes Rh zeigt.
ΔT/rh = 1/(α1.rho) - [rt.r4/{α1.rm(rko + r1) ×
(r4 + r5)}] × {(α1 - α2)/(1 + α2.Ta)} (14).
Daher kann die linke Seite der obigen Formel (11) durch die
folgende Formel (15) ausgedrückt werden.
δ(ΔT/rh)/δTa = -[rt.r4/{α1.rm(rko + r1) ×
(r4 + r5)}] × {(α1 - α2)/(1 + α2.Ta)2} (15).
Daher wird die Bedingung, welche die obige Formel (11)
erfüllt, durch die folgende Formel (16) ausgedrückt.
α1 = α2 (16).
Wie oben beschrieben, da die Temperaturcharakteristik der
Brückenschaltung durch die Schaltungsanordnung der Fig. 2
ausgelöscht wird, kann eine Temperaturstabilität erhalten
werden, und die Zuverlässigkeit des thermosensitiven
Strömungsmessers bzw. Flußmessers kann verbessert werden.
Der durch die Selbsterwärmung des zweiten thermosensitiven
Widerstandes Rk verursachte Fehler kann verringert werden
unter Verwendung des weniger teuren Operationsverstärkers 16
als zweiter Steuerschaltung, indem die Spannung über dem
ersten thermosensitiven Widerstand Rh, welche von dem von ihm
verbrauchten Strom abhängt, durch die festen Widerstände R4
und R5 geteilt wird, und der Strom ik, welcher von dem
zweiten thermosensitiven Widerstand Rk verbraucht wird, auf
der Grundlage des obigen Spannungsteilungsverhältnis
verringert wird.
Die Zahl der Anschlüsse 21A, welche die jeweiligen
thermosensitiven Widerstände Rh und Rk mit der bedruckten
Verdrahtungsplatte 20 verbinden, kann z. B. auf insgesamt drei
verringert werden, indem die jeweiligen einen Enden des
ersten thermosensitiven Widerstandes Rh und des zweiten
thermosensitiven Widerstandes Rk, welche in dem
Fluiddurchgang 19 angeordnet sind, gemeinsam angeschlossen
und herausgeleitet werden, und sie mit der bedruckten
Verdrahtungsplatte 20 verbunden werden (siehe Fig. 1), so daß
die Zuverlässigkeit und Verarbeitbarkeit verbessert werden
können, indem die Struktur eines
Anschlußverbindungsabschnittes vereinfacht wird.
Ferner können die Impedanzen der festen Widerstände R4 und R5
auf einen niedrigen Wert unterdrückt werden, indem die festen
Widerstände R4 und R5, welche sich auf die Steuerung des
zweiten thermosensitiven Widerstandes Rk beziehen, über dem
ersten thermosensitiven Widerstand Rh angeschlossen werden,
dem der relativ hohe Verbrauchsstrom ih zugeführt wird, so
daß eine Kostenverringerung des Operationsverstärkers 16
erzielt werden kann.
Obwohl in der ersten Ausführung ein PNP-Transistor als
Transistor 15 verwendet wird, welcher mit dem zweiten
thermosensitiven Widerstand Rk verbunden ist, kann ein NPN-
Transistor 15A verwendet werden, wie in Fig. 3 gezeigt.
In diesem Fall sind die Polaritäten der Eingangsanschlüsse
(+) und (-) des Operationsverstärkers 16 umgekehrt zu den in
Fig. 2 gezeigten angeschlossen.
Ferner ist eine Diode 18 zwischen dem Kollektor des
Transistors 15A und den jeweiligen einen Enden der
thermosensitiven Widerstände Rh und Rk eingefügt.
Der Betrieb der Diode 18 wird nun beschrieben.
In Fig. 3 sind zwei Dioden zwischen der Basis und dem Emitter
des Transistors 15A angeordnet, und zwischen seiner Basis und
seinem Kollektor, von dem Ausgangsanschluß des
Operationsverstärkers 16 aus betrachtet.
Daher, wenn die Ausgangsspannung VO16 des
Operationsverstärkers 16 durch den Einfluß von Rauschen auf
einen hohen Pegel (H) gestellt wird, wird die Basisspannung
(= VO16) des Transistors 15A erhöht und seine
Kollektorspannung VC und Emitterspannung VE werden durch die
folgenden Formeln (17) und (18) ausgedrückt.
VC = VO16 - VBC (17)
VE = VO16 - VBE (18),
wobei VBC und VBE in den Formeln (17) und (18) die Spannungen
zwischen der Basis und dem Kollektor des Transistors 15A und
zwischen seiner Basis und seinem Emitter sind, und einen Wert
von ungefähr 0,7 Volt haben.
Wenn die Diode 18 nicht eingefügt wird, da die Spannung V16A,
welche dem nicht-invertierenden Eingangsanschluß (+) des
Operationsverstärkers 16 auferlegt wird, höher als die
Kollektorspannung Vr des Transistors 10 ist, wie aus den
Formeln (17) und (18) hervorgeht, ist die Ausgangsspannung
VO16 des Operationsverstärkers 16 immer auf einem hohen Pegel
und der Transistor 15A kann nicht gesteuert werden.
Die Diode 18, welche zur Bewältigung der obigen Probleme
vorgesehen ist, macht jedoch das Verhältnis zwischen der
Spannung 16A, welche dem nicht-invertierenden
Eingangsanschluß (+) des Operationsverstärkers (16) auferlegt
wird und der Kollektorspannung Vr des Transistors 10 so, wie
es in der folgenden Formel (19) gezeigt ist. Als Ergebnis
kann der Transistor 15A sicher in einem intrinsischen Nicht
sättigungsbereich arbeiten.
V16A ≦ Vr (19).
Obwohl die Spannung 11b, welche dem invertierenden
Eingangsanschluß (-) des Operationsverstärkers 11 auferlegt
wird, dem Emitterpotential des Transistors 15A entspricht, da
der Transistor 15A ein NPN-Transistor ist, kann der
Minimalwert des Operationsverstärkers 11 durch die
Ausgangsspannung VO16 ( < 0 Volt) des Operationsverstärkers
16 bis zu einem Erdpotential (ungefähr 0-Pegel) gesteuert
werden, wodurch der Eingangsspannungsbereich (Steuerbereich)
des Operationsverstärkers 11 erweitert wird.
Man beachte, daß wenn der PNP-Transistor 15 wie oben
beschrieben verwendet wird (siehe Fig. 2), da die Spannung
11b, welche dem invertierenden Eingangsanschluß (-) des
Operationsverstärkers 11 auferlegt wird, zur
Kollektorausgangsspannung des Transistors 15 gemacht wird,
und die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 16 nicht
unter 0 Volt gemacht werden kann, beträgt der Minimalwert der
steuerbaren Spannung 11b ungefähr 0,6 Volt.
Da das Verhältnis der Spannung ik von der durch den NPN-
Transistor 15A erhaltenen Spannung bestimmt wird, wie in Fig.
3 gezeigt, wird es weniger durch die Anstiegsgeschwindigkeit
des Operationsverstärkers 16 beeinflußt, und der
Steuerbereich der Spannung 11b, welche dem
Operationsverstärker 11 auferlegt wird, wird bis zum
Erdpotential erweitert, eine Rauschwiderstandsfähigkeits-
Eigenschaft kann erhöht werden und ein Ausgangs-
Dynamikbereich kann mit niedrigen Kosten erweitert werden.
Claims (5)
1. Thermosensitiver Flußmesser, umfassend:
einen ersten thermosensitiven Widerstand (Rh), welcher in einem Fluiddurchgang (19) angeordnet ist, um die Flußgeschwindigkeit eines Fluids in dem Fluiddurchgang (19) zu messen;
ein zweiter thermosensitiver Widerstand (Rk), welcher in dem Flußdurchgang (19) angeordnet ist, um die atmosphärische Temperatur in dem Flußdurchgang (19) zu erfassen;
eine Energieversorgung (1), um den ersten und zweiten thermosensitiven Widerständen (Rh, Rk) Strom zuzuführen;
eine erste Steuerschaltung zur Steuerung des ersten Verbrauchsstroms (ih), welcher zum ersten thermosensitiven Widerstand (Rh) fließt, so daß die Erwärmungstemperatur des ersten thermosensitiven Widerstandes (Rh) zu einer vorbestimmten Temperatur gemacht wird, und
eine zweite Steuerschaltung zur Steuerung des zweiten Verbrauchsstroms (ik), welcher zum zweiten thermosensitiven Widerstand (Rk) fließt, so daß der zweite Verbrauchsstrom (ik) kleiner gemacht wird als der erste Verbrauchsstrom (ih), um ein vorbestimmtes Verhältnis
wobei die zweite Steuerschaltung den zweiten Verbrauchsstrom (ik) ansprechend auf die Spannung über dem ersten thermosensitiven Widerstand (Rh) steuert; und mindestens ein Anschlüsse (21A) beider der Anschlüsse der ersten und zweiten thermosensitiven Widerstände (Rh, Rk) gemeinsam angeschlossen und zur ersten Steuerschaltung herausgeleitet sind.
einen ersten thermosensitiven Widerstand (Rh), welcher in einem Fluiddurchgang (19) angeordnet ist, um die Flußgeschwindigkeit eines Fluids in dem Fluiddurchgang (19) zu messen;
ein zweiter thermosensitiver Widerstand (Rk), welcher in dem Flußdurchgang (19) angeordnet ist, um die atmosphärische Temperatur in dem Flußdurchgang (19) zu erfassen;
eine Energieversorgung (1), um den ersten und zweiten thermosensitiven Widerständen (Rh, Rk) Strom zuzuführen;
eine erste Steuerschaltung zur Steuerung des ersten Verbrauchsstroms (ih), welcher zum ersten thermosensitiven Widerstand (Rh) fließt, so daß die Erwärmungstemperatur des ersten thermosensitiven Widerstandes (Rh) zu einer vorbestimmten Temperatur gemacht wird, und
eine zweite Steuerschaltung zur Steuerung des zweiten Verbrauchsstroms (ik), welcher zum zweiten thermosensitiven Widerstand (Rk) fließt, so daß der zweite Verbrauchsstrom (ik) kleiner gemacht wird als der erste Verbrauchsstrom (ih), um ein vorbestimmtes Verhältnis
wobei die zweite Steuerschaltung den zweiten Verbrauchsstrom (ik) ansprechend auf die Spannung über dem ersten thermosensitiven Widerstand (Rh) steuert; und mindestens ein Anschlüsse (21A) beider der Anschlüsse der ersten und zweiten thermosensitiven Widerstände (Rh, Rk) gemeinsam angeschlossen und zur ersten Steuerschaltung herausgeleitet sind.
2. Thermosensitiver Flußmesser nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die zweite Steuerschaltung umfaßt:
ein Schaltelement (15, 15A), welches in Reihe mit dem zweiten thermosensitiven Widerstand (Rk) verbunden ist;
Spannungsteilerwiderstände (R4, R5), welche über dem ersten thermosensitiven Widerstand (Ra) angeschlossen sind; und
einen Operationsverstärker (16), welcher ansprechend auf den geteilten Spannungswert (V16a) der Spannungsteilerwiderstände (R4, R5) arbeitet,
wobei der Operationsverstärker (16) das Schaltelement (15, 15A) so steuert, daß der zweite Verbrauchsstrom (ik) ein konstantes Verhältnis zum ersten Verbrauchsstrom (ih) hat.
ein Schaltelement (15, 15A), welches in Reihe mit dem zweiten thermosensitiven Widerstand (Rk) verbunden ist;
Spannungsteilerwiderstände (R4, R5), welche über dem ersten thermosensitiven Widerstand (Ra) angeschlossen sind; und
einen Operationsverstärker (16), welcher ansprechend auf den geteilten Spannungswert (V16a) der Spannungsteilerwiderstände (R4, R5) arbeitet,
wobei der Operationsverstärker (16) das Schaltelement (15, 15A) so steuert, daß der zweite Verbrauchsstrom (ik) ein konstantes Verhältnis zum ersten Verbrauchsstrom (ih) hat.
3. Thermosensitiver Flußmesser nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß
das Schaltelement (15) aus einem PNP-Transistor besteht;
der nicht-invertierende Eingangsanschluß (+) des Operationsverstärkers (16) mit den Spannungsteilerwiderständen (R4, R5) verbunden ist;
der invertierende Eingangsanschluß (-) des Operationsverstärkers (16) mit dem Knoten verbunden ist, bei welchem der zweite thermosensitive Widerstand (Rk) mit dem Emitter des Transistors (15) verbunden ist; und
der Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers (16) mit der Basis des Transistors (15) verbunden ist.
das Schaltelement (15) aus einem PNP-Transistor besteht;
der nicht-invertierende Eingangsanschluß (+) des Operationsverstärkers (16) mit den Spannungsteilerwiderständen (R4, R5) verbunden ist;
der invertierende Eingangsanschluß (-) des Operationsverstärkers (16) mit dem Knoten verbunden ist, bei welchem der zweite thermosensitive Widerstand (Rk) mit dem Emitter des Transistors (15) verbunden ist; und
der Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers (16) mit der Basis des Transistors (15) verbunden ist.
4. Thermosensitiver Flußmesser nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß
das Schaltelement (15A) aus einem NPN-Transistor besteht;
der invertierende Eingangsanschluß (-) des Operationsverstärkers (16) mit den Spannungsteilerwiderständen (R4, R5) verbunden ist;
der nicht-invertierende Eingangsanschluß (+) des Operationsverstärkers (16) mit dem Knoten verbunden ist, bei welchem der zweite thermosensitive Widerstand (Rk) mit dem Kollektor des Transistors (15A) verbunden ist; und
der Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers (16) mit der Basis des Transistors (15A) verbunden ist.
das Schaltelement (15A) aus einem NPN-Transistor besteht;
der invertierende Eingangsanschluß (-) des Operationsverstärkers (16) mit den Spannungsteilerwiderständen (R4, R5) verbunden ist;
der nicht-invertierende Eingangsanschluß (+) des Operationsverstärkers (16) mit dem Knoten verbunden ist, bei welchem der zweite thermosensitive Widerstand (Rk) mit dem Kollektor des Transistors (15A) verbunden ist; und
der Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers (16) mit der Basis des Transistors (15A) verbunden ist.
5. Thermosensitiver Flußmesser nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß
die jeweiligen einen Enden, welche als Pluspolseiten- Energieversorgungsanschlüsse der ersten und zweiten thermosensitiven Widerstände (Rh, Rk) arbeiten, gemeinsam angeschlossen sind;
die zweite Steuerschaltung eine Diode (18) enthält, welche eine Anode hat, die mit dem nicht-invertierenden Eingangsanschluß (+) des Operationsverstärkers (16) verbunden ist; und
die Kathode der Diode (18) mit den Pluspolseiten- Energieversorgungsanschlüssen verbunden ist.
die jeweiligen einen Enden, welche als Pluspolseiten- Energieversorgungsanschlüsse der ersten und zweiten thermosensitiven Widerstände (Rh, Rk) arbeiten, gemeinsam angeschlossen sind;
die zweite Steuerschaltung eine Diode (18) enthält, welche eine Anode hat, die mit dem nicht-invertierenden Eingangsanschluß (+) des Operationsverstärkers (16) verbunden ist; und
die Kathode der Diode (18) mit den Pluspolseiten- Energieversorgungsanschlüssen verbunden ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24690797A JP3361968B2 (ja) | 1997-09-11 | 1997-09-11 | 感熱式流量計 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19803197A1 true DE19803197A1 (de) | 1999-04-01 |
DE19803197C2 DE19803197C2 (de) | 2001-01-11 |
Family
ID=17155531
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19803197A Expired - Fee Related DE19803197C2 (de) | 1997-09-11 | 1998-01-28 | Thermosensitiver Flußmesser |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6032525A (de) |
JP (1) | JP3361968B2 (de) |
DE (1) | DE19803197C2 (de) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6736005B2 (en) * | 2002-05-28 | 2004-05-18 | Mcmillan Company | High accuracy measuring and control of low fluid flow rates |
US7000464B2 (en) * | 2002-05-28 | 2006-02-21 | Mcmillan Company | Measuring and control of low fluid flow rates with heated conduit walls |
CA2470217A1 (en) * | 2003-06-06 | 2004-12-06 | Ameriflo, Inc. | Lighted fluid flow indication apparatus |
US6880798B2 (en) * | 2003-07-09 | 2005-04-19 | Emerson Electric Co. | Sensing and control of valve flow rate |
JP2005283381A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Hitachi Ltd | 発熱抵抗式流量測定装置 |
JP2006201077A (ja) * | 2005-01-21 | 2006-08-03 | Hitachi Ltd | 熱式空気流量計 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4080821A (en) * | 1977-03-28 | 1978-03-28 | Rosemount Engineering Company Limited | Electric circuits |
JPS5543447A (en) * | 1978-09-22 | 1980-03-27 | Hitachi Ltd | Hot-wire type flow rate measuring device |
DE3702623A1 (de) * | 1987-01-29 | 1988-08-11 | Degussa | Einrichtung zur temperaturkompensation in einem thermischen massenstrommesser |
JPH06105176B2 (ja) * | 1989-06-14 | 1994-12-21 | 株式会社日立製作所 | 熱式空気流量計 |
US5237867A (en) * | 1990-06-29 | 1993-08-24 | Siemens Automotive L.P. | Thin-film air flow sensor using temperature-biasing resistive element |
JPH07117436B2 (ja) * | 1990-12-28 | 1995-12-18 | 三菱電機株式会社 | 感熱式流量センサ |
-
1997
- 1997-09-11 JP JP24690797A patent/JP3361968B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-01-06 US US09/003,282 patent/US6032525A/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-01-28 DE DE19803197A patent/DE19803197C2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3361968B2 (ja) | 2003-01-07 |
DE19803197C2 (de) | 2001-01-11 |
US6032525A (en) | 2000-03-07 |
JPH1183586A (ja) | 1999-03-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3135793C2 (de) | ||
DE2921787C2 (de) | Thermischer Luft-Durchflußmesser für Brennkraftmaschinen | |
DE3128006C2 (de) | Einrichtung zum Messen des Luftdurchsatzes im Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine | |
DE3424642A1 (de) | Festkoerper-luftstroemungsfuehler | |
DE3100462C2 (de) | Vorrichtung zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft bei einer Brennkraftmaschine | |
DE3516757C2 (de) | Direkt beheizte Gasströmungsmeßvorrichtung | |
DE10330776A1 (de) | Flussratendetektor vom thermischen Typ | |
DE10161574B4 (de) | Thermosensitive Durchflusserfassungseinrichtung | |
DE102015121298A1 (de) | Luftmengenmesser | |
DE4011950C2 (de) | Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine | |
DE4331722C2 (de) | Luftstrommengenmesser, Verfahren zur Erfassung einer Luftstrommenge und Geräte zum Erfassen des Ausgangsstromes des Luftstrommengenmessers unter Verwendung des Luftstrommengenmessers | |
DE19803197C2 (de) | Thermosensitiver Flußmesser | |
DE19506605C2 (de) | Luftflußmengenerfassungsanordnung vom Heißfilmtyp verwendbar bei einem Fahrzeugmotor mit innerer Verbrennung | |
DE19832964B4 (de) | Thermischer Flußsensor | |
EP0276380B1 (de) | Einrichtung zur Temperaturkompensation in einem thermischen Massenstrommesser | |
DE3511144C2 (de) | ||
DE4241892C2 (de) | Thermosensitiver Flußmesser und Einstellverfahren dafür | |
DE69530715T2 (de) | Messvorrichtung für eine elektrische Grösse | |
DE3514836A1 (de) | Vorrichtung zum messen des durchsatzes von luft | |
DE10001347A1 (de) | Wärmeempfindlicher Durchsatzsensor | |
DE19929921B4 (de) | Luftdurchflußmengenmesser mit wärmeerzeugendem Widerstand | |
DE4308227A1 (de) | Meßelement | |
EP0720726B1 (de) | Verfahren und schaltungsanordnung zum schutz eines beheizten temperaturabhängigen sensorwiderstands vor überhitzung | |
DE102005040559A1 (de) | Durchflusssensor vom Wärmestrahlungstyp | |
DE2660031C2 (de) | Digitale Anzeigeschaltung für einen fotografischen Belichtungsmesser |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8125 | Change of the main classification |
Ipc: G01F 1/698 |
|
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R084 | Declaration of willingness to licence | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |