JP2000171278A - 感温素子ブリッジ型検出器及び揺らぎ測定装置 - Google Patents
感温素子ブリッジ型検出器及び揺らぎ測定装置Info
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- JP2000171278A JP2000171278A JP10347643A JP34764398A JP2000171278A JP 2000171278 A JP2000171278 A JP 2000171278A JP 10347643 A JP10347643 A JP 10347643A JP 34764398 A JP34764398 A JP 34764398A JP 2000171278 A JP2000171278 A JP 2000171278A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、大気中の光波の揺らぎの大きさ、
風速との関係、時間的な動き、揺らぎの周波数的な変動
などを高精度で測定する感温素子ブリッジ型検出器及び
揺らぎ測定装置を提供することを課題とする。 【解決手段】 大気の揺らぎ現象を測定するための感温
素子ブリッジ型検出器であって、所定線径及び所定電気
抵抗を有する金属線を用いた一対の感温素子を備え、当
該一対の感温素子を所定距離だけ離間して設置した状態
でブリッジの２辺が構成されるとともに、所定の電気抵
抗を有する２個のレファレンス用の固定抵抗器を用いて
当該ブリッジの残りの２辺が構成されたブリッジ回路を
備えている。
風速との関係、時間的な動き、揺らぎの周波数的な変動
などを高精度で測定する感温素子ブリッジ型検出器及び
揺らぎ測定装置を提供することを課題とする。 【解決手段】 大気の揺らぎ現象を測定するための感温
素子ブリッジ型検出器であって、所定線径及び所定電気
抵抗を有する金属線を用いた一対の感温素子を備え、当
該一対の感温素子を所定距離だけ離間して設置した状態
でブリッジの２辺が構成されるとともに、所定の電気抵
抗を有する２個のレファレンス用の固定抵抗器を用いて
当該ブリッジの残りの２辺が構成されたブリッジ回路を
備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、大気中の光波の揺
らぎの大きさ、風速との関係、時間的な動き、揺らぎの
周波数的な変動などを高精度で測定する感温素子ブリッ
ジ型検出器及び揺らぎ測定装置に関する。
らぎの大きさ、風速との関係、時間的な動き、揺らぎの
周波数的な変動などを高精度で測定する感温素子ブリッ
ジ型検出器及び揺らぎ測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、大気の揺らぎ現象についてはよく
知られており、大気中の光波の揺らぎの大きさ、風速と
の関係、時間的な動き、揺らぎの周波数的な変動などを
高精度で測定するための技術開発が進められている。
知られており、大気中の光波の揺らぎの大きさ、風速と
の関係、時間的な動き、揺らぎの周波数的な変動などを
高精度で測定するための技術開発が進められている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、大気中
の光波の揺らぎの大きさ、風速との関係、時間的な動
き、揺らぎの周波数的な変動などを通常の風量センサや
風速センサを流用して測定しようとした場合、センサの
応答速度や感度が満足できるものではなく、そのため、
大気中の光波の揺らぎの大きさ、風速との関係、時間的
な動き、揺らぎの周波数的な変動などを高精度で測定す
ることが難しいという問題点があった。
の光波の揺らぎの大きさ、風速との関係、時間的な動
き、揺らぎの周波数的な変動などを通常の風量センサや
風速センサを流用して測定しようとした場合、センサの
応答速度や感度が満足できるものではなく、そのため、
大気中の光波の揺らぎの大きさ、風速との関係、時間的
な動き、揺らぎの周波数的な変動などを高精度で測定す
ることが難しいという問題点があった。
【０００４】本発明は斯かる問題点を鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、大気中の光波の揺
らぎの大きさ、風速との関係、時間的な動き、揺らぎの
周波数的な変動などを高精度で測定する感温素子ブリッ
ジ型検出器及び揺らぎ測定装置を提供する点にある。
のであり、その目的とするところは、大気中の光波の揺
らぎの大きさ、風速との関係、時間的な動き、揺らぎの
周波数的な変動などを高精度で測定する感温素子ブリッ
ジ型検出器及び揺らぎ測定装置を提供する点にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の要旨は、大気の揺らぎ現象を測定するための感温素子
ブリッジ型検出器であって、所定線径及び所定電気抵抗
を有する金属線を用いた一対の感温素子を備え、当該一
対の感温素子を所定距離だけ離間して設置した状態でブ
リッジの２辺が構成されるとともに、所定の電気抵抗を
有する２個のレファレンス用の固定抵抗器を用いて当該
ブリッジの残りの２辺が構成されたブリッジ回路を備え
ていることを特徴とする感温素子ブリッジ型検出器に存
する。また本発明の請求項２に記載の要旨は、前記感温
素子の各々に用いる金属線は、大気の乱れの温度変動に
対して所望の応答速度及び／または応答感度を示す白金
材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の感温素子
ブリッジ型検出器に存する。また本発明の請求項３に記
載の要旨は、前記感温素子の各々の所定電気抵抗は、大
気の乱れの温度変動に対して所望の応答速度及び／また
は応答感度を示すように略１０００Ωに設定されている
ことを特徴とする請求項１に記載の感温素子ブリッジ型
検出器に存する。また本発明の請求項４に記載の要旨
は、前記感温素子の各々の金属線の線径は、大気の乱れ
の温度変動に対して所望の応答速度及び／または応答感
度を示すように略５μｍに設定されていることを特徴と
する請求項１に記載の感温素子ブリッジ型検出器に存す
る。また本発明の請求項５に記載の要旨は、前記一対の
感温素子の所定離間距離は、大気の乱れの温度変動に対
して所望の応答速度及び／または応答感度を示すように
略３００ｍｍに設定されていることを特徴とする請求項
１に記載の感温素子ブリッジ型検出器に存する。また本
発明の請求項６に記載の要旨は、前記レファレンス用の
固定抵抗器の各々の所定電気抵抗は、大気の乱れの温度
変動に対して所望の応答速度及び／または応答感度を示
すように略１０００Ωに設定されていることを特徴とす
る請求項１に記載の感温素子ブリッジ型検出器に存す
る。また本発明の請求項７に記載の要旨は、大気の揺ら
ぎ現象を測定するための揺らぎ測定装置であって、所定
線径及び所定電気抵抗を有する金属線を用いた一対の感
温素子を備え、当該一対の感温素子を所定距離だけ離間
して設置した状態でブリッジの２辺が構成されるととも
に、所定の電気抵抗を有する２個のレファレンス用の固
定抵抗器を用いて当該ブリッジの残りの２辺が構成され
たブリッジ回路を備えた感温素子ブリッジ型検出器と、
前記感温素子ブリッジ型検出器の出力に基づいて大気に
ついての屈折率構造定数を算出する演算手段とを有する
ことを特徴とする揺らぎ測定装置に存する。
の要旨は、大気の揺らぎ現象を測定するための感温素子
ブリッジ型検出器であって、所定線径及び所定電気抵抗
を有する金属線を用いた一対の感温素子を備え、当該一
対の感温素子を所定距離だけ離間して設置した状態でブ
リッジの２辺が構成されるとともに、所定の電気抵抗を
有する２個のレファレンス用の固定抵抗器を用いて当該
ブリッジの残りの２辺が構成されたブリッジ回路を備え
ていることを特徴とする感温素子ブリッジ型検出器に存
する。また本発明の請求項２に記載の要旨は、前記感温
素子の各々に用いる金属線は、大気の乱れの温度変動に
対して所望の応答速度及び／または応答感度を示す白金
材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の感温素子
ブリッジ型検出器に存する。また本発明の請求項３に記
載の要旨は、前記感温素子の各々の所定電気抵抗は、大
気の乱れの温度変動に対して所望の応答速度及び／また
は応答感度を示すように略１０００Ωに設定されている
ことを特徴とする請求項１に記載の感温素子ブリッジ型
検出器に存する。また本発明の請求項４に記載の要旨
は、前記感温素子の各々の金属線の線径は、大気の乱れ
の温度変動に対して所望の応答速度及び／または応答感
度を示すように略５μｍに設定されていることを特徴と
する請求項１に記載の感温素子ブリッジ型検出器に存す
る。また本発明の請求項５に記載の要旨は、前記一対の
感温素子の所定離間距離は、大気の乱れの温度変動に対
して所望の応答速度及び／または応答感度を示すように
略３００ｍｍに設定されていることを特徴とする請求項
１に記載の感温素子ブリッジ型検出器に存する。また本
発明の請求項６に記載の要旨は、前記レファレンス用の
固定抵抗器の各々の所定電気抵抗は、大気の乱れの温度
変動に対して所望の応答速度及び／または応答感度を示
すように略１０００Ωに設定されていることを特徴とす
る請求項１に記載の感温素子ブリッジ型検出器に存す
る。また本発明の請求項７に記載の要旨は、大気の揺ら
ぎ現象を測定するための揺らぎ測定装置であって、所定
線径及び所定電気抵抗を有する金属線を用いた一対の感
温素子を備え、当該一対の感温素子を所定距離だけ離間
して設置した状態でブリッジの２辺が構成されるととも
に、所定の電気抵抗を有する２個のレファレンス用の固
定抵抗器を用いて当該ブリッジの残りの２辺が構成され
たブリッジ回路を備えた感温素子ブリッジ型検出器と、
前記感温素子ブリッジ型検出器の出力に基づいて大気に
ついての屈折率構造定数を算出する演算手段とを有する
ことを特徴とする揺らぎ測定装置に存する。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の揺らぎ測
定装置の一実施形態を説明するための機能ブロック図で
ある。揺らぎ測定装置は、感温素子ブリッジ型検出器の
出力に基づいて大気についての屈折率構造定数（後述す
るＣｎ）を算出することにより、大気中の光波の揺らぎ
の大きさ、風速との関係、時間的な動き、揺らぎの周波
数的な変動などを測定する機能を有し、感温素子ブリッ
ジ型検出器、微少信号直流増幅器（図中で６０ｄｂ増幅
器と表記）、差動型増幅器（図中でＲＭＳＯＰと表
記）、出力指示計器（図中で記録計と表記）を備えてい
る。
に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の揺らぎ測
定装置の一実施形態を説明するための機能ブロック図で
ある。揺らぎ測定装置は、感温素子ブリッジ型検出器の
出力に基づいて大気についての屈折率構造定数（後述す
るＣｎ）を算出することにより、大気中の光波の揺らぎ
の大きさ、風速との関係、時間的な動き、揺らぎの周波
数的な変動などを測定する機能を有し、感温素子ブリッ
ジ型検出器、微少信号直流増幅器（図中で６０ｄｂ増幅
器と表記）、差動型増幅器（図中でＲＭＳＯＰと表
記）、出力指示計器（図中で記録計と表記）を備えてい
る。
【０００７】感温素子ブリッジ型検出器はブリッジ回路
（図中で白金線ブリッジと表記）を備えている。ブリッ
ジ回路は、直径５μφで電気抵抗が約１０００［Ω］の
白金線を用いた一対の感温素子を備え、この一対の感温
素子を３００［ｍｍ］程度離間して設置した状態で、一
対の感温素子の間に電気抵抗１０００［Ω］の２個のレ
ファレンス用の固定抵抗器及び直流電源（直流電圧＝
１．５［Ｖ］）が接続されてブリッジを構成している。
感温素子ブリッジ型検出器の出力は、微少信号直流増幅
器（図中で６０ｄｂ増幅器と表記）及び差動型増幅器
（図中でＲＭＳＯＰと表記）を経て直流電圧計を使用し
た出力指示計器（図中で記録計と表記）に出力されるよ
うな構成となっている。感温素子は、直径５μφの白金
線を使用し、白金線の温度−電気抵抗特性を利用して白
金線の温度変化を抵抗値の変化に変換して出力する機能
を有している。
（図中で白金線ブリッジと表記）を備えている。ブリッ
ジ回路は、直径５μφで電気抵抗が約１０００［Ω］の
白金線を用いた一対の感温素子を備え、この一対の感温
素子を３００［ｍｍ］程度離間して設置した状態で、一
対の感温素子の間に電気抵抗１０００［Ω］の２個のレ
ファレンス用の固定抵抗器及び直流電源（直流電圧＝
１．５［Ｖ］）が接続されてブリッジを構成している。
感温素子ブリッジ型検出器の出力は、微少信号直流増幅
器（図中で６０ｄｂ増幅器と表記）及び差動型増幅器
（図中でＲＭＳＯＰと表記）を経て直流電圧計を使用し
た出力指示計器（図中で記録計と表記）に出力されるよ
うな構成となっている。感温素子は、直径５μφの白金
線を使用し、白金線の温度−電気抵抗特性を利用して白
金線の温度変化を抵抗値の変化に変換して出力する機能
を有している。
【０００８】図２は、図１の感温素子ブリッジ型検出器
で用いられる感温素子の一実施形態を説明するための素
子構造図である。図２を参照すると、図１の感温素子ブ
リッジ型検出器で用いられる感温素子は、半径３０［ｍ
ｍ］、厚さ５［ｍｍ］の円板形状の一対のアクリルセパ
レータ間に４４［ｍｍ］離間された状態で挟持された一
対のアルミナ磁器がい管（長さ４０［ｍｍ］、管径４４
［ｍｍ］）の中心部分（上下２０（各１０）［ｍｍ］を
除く２０［ｍｍ］幅の胴体部分）に、線径５μｍの白金
線が所定巻数だけ巻回されるとともに、白金線の両端が
各々リード線を介してコレクタに接続された構造を備え
ている。
で用いられる感温素子の一実施形態を説明するための素
子構造図である。図２を参照すると、図１の感温素子ブ
リッジ型検出器で用いられる感温素子は、半径３０［ｍ
ｍ］、厚さ５［ｍｍ］の円板形状の一対のアクリルセパ
レータ間に４４［ｍｍ］離間された状態で挟持された一
対のアルミナ磁器がい管（長さ４０［ｍｍ］、管径４４
［ｍｍ］）の中心部分（上下２０（各１０）［ｍｍ］を
除く２０［ｍｍ］幅の胴体部分）に、線径５μｍの白金
線が所定巻数だけ巻回されるとともに、白金線の両端が
各々リード線を介してコレクタに接続された構造を備え
ている。
【０００９】次に、図１の揺らぎ測定装置の動作を以下
の通り説明する。始めに大気中に於ける屈折率の変動に
ついて説明する。一般にランダムな物理量の二点間の差
の２乗平均は、構造関数といわれ、例えば、乱流を取り
扱う場合には速度構造関数の次式で表される。
の通り説明する。始めに大気中に於ける屈折率の変動に
ついて説明する。一般にランダムな物理量の二点間の差
の２乗平均は、構造関数といわれ、例えば、乱流を取り
扱う場合には速度構造関数の次式で表される。
【００１０】Ｄｖ（ｒ）＝ ＜（Ｖ１−Ｖ２）２＞ （但し、＜ ＞はアンサンブル平均を示す。またＶ１，
Ｖ２は矢印付きを表す。） 乱数の統計的性質として、この構造関数は、 Ｄｖ（ｒ）＝Ｃｖ ２・ｒ２／３ （但し、Ｃｖは構造定数である。）のように、距離ｒの
２／３乗に比例することが証明されている。この性質は
乱流のエネルギー消散の考えから導かれたもので、これ
は大気の温度、湿度、屈折率などに関しても近似的に成
り立つと言われている。従って、大気の屈折率は屈折構
造関数Ｄｎとして次のように表されている。
Ｖ２は矢印付きを表す。） 乱数の統計的性質として、この構造関数は、 Ｄｖ（ｒ）＝Ｃｖ ２・ｒ２／３ （但し、Ｃｖは構造定数である。）のように、距離ｒの
２／３乗に比例することが証明されている。この性質は
乱流のエネルギー消散の考えから導かれたもので、これ
は大気の温度、湿度、屈折率などに関しても近似的に成
り立つと言われている。従って、大気の屈折率は屈折構
造関数Ｄｎとして次のように表されている。
【００１１】 Ｄｎ（ｒ１，ｒ２）＝＜｛ｎ（ｒ１）−（ｒ２）｝２＞ ＝ Ｃｎ ２・ｒ２／３ ――――（１ 式） （但し、Ｃｎは構造関数定数である。またｒ１，ｒ２は
矢印付きを表す。）
矢印付きを表す。）
【００１２】ところで、大気の屈折率は、温度、大気
圧、湿度の関数であり、次式で示される。 ｎ１＝１＋１０−６×（Ｐ＋４８００・ｅ／Ｔ）・７９／Ｔ ――――（２式 ） （但し、Ｔは絶対温度（単位はＫ）、Ｐは大気圧（単位
はｈＰａ）、ｅは水蒸気圧（単位はｈＰａ）である。）
圧、湿度の関数であり、次式で示される。 ｎ１＝１＋１０−６×（Ｐ＋４８００・ｅ／Ｔ）・７９／Ｔ ――――（２式 ） （但し、Ｔは絶対温度（単位はＫ）、Ｐは大気圧（単位
はｈＰａ）、ｅは水蒸気圧（単位はｈＰａ）である。）
【００１３】温度、湿度、大気圧の変動による屈折率変
動を以下の条件で計算してみる。 温度 ： Ｔ＝２８３ ［Ｋ］ 飽和水蒸気圧 ： ｅ＝１２．７ ［ｈＰａ］ 大気圧 ： Ｐ＝１０１３ ［ｈＰａ］ ∂ｎ／∂Ｔ ＝ −１．３９×１０−６ ∂ｎ／∂Ｐ ＝ ２．５×１０−７ ∂ｎ／∂ｅ ＝ ４．７５×１０−６ 実際の均一な大気においては圧力の変動はすぐそれを埋
める大気の動きがあるので無視できると考えられるが、
温度、水蒸気圧の変動は、大気の乱れに付随するもの
で、容易には消滅しない。ところで均一な大気の乱れの
温度変動は、ΔＴ＝１［Ｋ］程度といわれており、水蒸
気圧の変動は明確ではないが、その相対湿度で１％程度
と考えれば、 ΔｎΔＴ＝１Ｋ＝−１．３９×１０−６ ΔｎΔｅ＝０．１２７［ｈＰａ］＝５．７５×１０−７ となる。通常の大気の屈折率変動は主に温度変動による
ものであるといわれている。ゆえに、（２式）は、 ｄｎ／ｄｒ＝−７９×１０−６／Ｔ２・Ｐ・ｄｔ／ΔＴ ――――（３式） となり、これらの２乗平均を取ると、 ＜（Δｎ１−Δｎ２）２＞＝｛−７９×１０−６／Ｔ２・Ｐ｝２ＣＴ ２ｒ２／ ３ ――――（４式） ゆえに、屈折率構造定数ＣｎとＣＴの関係は、 Ｃｎ＝−７９×１０−６／Ｔ２・Ｐ・ＣＴ ――――（５式） となる。ＣＴは２点間の温度差を早い応答速度で測定す
る必要があり、白金線を用いた感温素子が本実施形態で
ある。ａ、ｂ間の電位差をＶとし、２つの白金線間の温
度差をΔｔ［Ｋ］とすれば、次の式が成立する。（図３
参照） Ｖ＝Ｒ０・Ｅ［１／｛Ｒ０＋Ｒ（１＋α・Δｔ）｝−１／（Ｒ０＋Ｒ）］ ＝−Ｅ・α・Δｔ・Ｒ０・Ｒ／（Ｒ０＋Ｒ）２ ――――（６式） 上記（６式）に実際の値を代入すると、 Ｅ ＝１．５［Ｖ］ ――― 感温素子ブリッジ型検出器（白金線ブリッ ジ）の電源電圧 Ｒ０＝１０００［［Ω］］ ――― レファレンス用の固定抵抗器 Ｒ ＝９６０［［Ω］］ ――― 白金線抵抗値 α ＝３．５ × １０−３ これらから、感温素子ブリッジ型検出器（白金線ブリッジ）の出力Ｖは、 Ｖ ＝ Ｅ・α・Δｔ・Ｒ０・Ｒ／（Ｒ０＋Ｒ）２ ――――（７式） （但し、Ｖは絶対値を表す。） Ｖ２＝ （１．３１×１０−３）２×＜（Δｔ）２＞ ＝ （１．３１ ×１０−３）２×ＣＴ２・ｒ２／３ ――――（８式） （但し、Ｖ２は絶対値を表す。） Ｖ＝ １．３１×１０−３ ×ＣＴ・ｒ１／３ ――――（９式） （但し、Ｖは絶対値を表す。） となる。さらにｒ＝０．３［ｍ］であることから、 Ｖ＝ ０．８８ × １０−３・ＣＴ ――――（１０式） （但し、Ｖは絶対値を表す。） 屈折率構造定数ＣｎとＣＴとの関係は、（５式）により、 Ｃｎ＝−７９×１０−６×Ｐ×ＣＴ／Ｔ２ ――――（１１式） であることから、（５式）及び（１０式）より、 Ｖ ＝０．８８×１０−３・Ｔ２・Ｃｎ／７９×１０−６・Ｐ ――――（１ ２式） （但し、Ｖは絶対値を表す。） 通常の大気は１気圧であるから、Ｐ＝１０１３［ｈＰａ］を代入し、 Ｖ ≒１．１×１０−２・Ｔ２・Ｃｎ ――――（１３ 式） （但し、Ｖは絶対値を表す。） これよりＣｎは、 Ｃｎ ＝０．９１×１０２・Ｖ／Ｔ２ ――――（１４式） （但し、Ｖは絶対値を表す。） この（１４式）により、通常の大気におけるＣｎを測定
することができる。実際には感温素子ブリッジ型検出器
（白金線ブリッジ）からの出力は、６０［ｄｂ］の微少
信号直流増幅器（図中で６０ｄｂ増幅器と表記）で増幅
しており、高感度な状態で出力指示計器（図中で記録計
と表記）で読みとり可能である。
動を以下の条件で計算してみる。 温度 ： Ｔ＝２８３ ［Ｋ］ 飽和水蒸気圧 ： ｅ＝１２．７ ［ｈＰａ］ 大気圧 ： Ｐ＝１０１３ ［ｈＰａ］ ∂ｎ／∂Ｔ ＝ −１．３９×１０−６ ∂ｎ／∂Ｐ ＝ ２．５×１０−７ ∂ｎ／∂ｅ ＝ ４．７５×１０−６ 実際の均一な大気においては圧力の変動はすぐそれを埋
める大気の動きがあるので無視できると考えられるが、
温度、水蒸気圧の変動は、大気の乱れに付随するもの
で、容易には消滅しない。ところで均一な大気の乱れの
温度変動は、ΔＴ＝１［Ｋ］程度といわれており、水蒸
気圧の変動は明確ではないが、その相対湿度で１％程度
と考えれば、 ΔｎΔＴ＝１Ｋ＝−１．３９×１０−６ ΔｎΔｅ＝０．１２７［ｈＰａ］＝５．７５×１０−７ となる。通常の大気の屈折率変動は主に温度変動による
ものであるといわれている。ゆえに、（２式）は、 ｄｎ／ｄｒ＝−７９×１０−６／Ｔ２・Ｐ・ｄｔ／ΔＴ ――――（３式） となり、これらの２乗平均を取ると、 ＜（Δｎ１−Δｎ２）２＞＝｛−７９×１０−６／Ｔ２・Ｐ｝２ＣＴ ２ｒ２／ ３ ――――（４式） ゆえに、屈折率構造定数ＣｎとＣＴの関係は、 Ｃｎ＝−７９×１０−６／Ｔ２・Ｐ・ＣＴ ――――（５式） となる。ＣＴは２点間の温度差を早い応答速度で測定す
る必要があり、白金線を用いた感温素子が本実施形態で
ある。ａ、ｂ間の電位差をＶとし、２つの白金線間の温
度差をΔｔ［Ｋ］とすれば、次の式が成立する。（図３
参照） Ｖ＝Ｒ０・Ｅ［１／｛Ｒ０＋Ｒ（１＋α・Δｔ）｝−１／（Ｒ０＋Ｒ）］ ＝−Ｅ・α・Δｔ・Ｒ０・Ｒ／（Ｒ０＋Ｒ）２ ――――（６式） 上記（６式）に実際の値を代入すると、 Ｅ ＝１．５［Ｖ］ ――― 感温素子ブリッジ型検出器（白金線ブリッ ジ）の電源電圧 Ｒ０＝１０００［［Ω］］ ――― レファレンス用の固定抵抗器 Ｒ ＝９６０［［Ω］］ ――― 白金線抵抗値 α ＝３．５ × １０−３ これらから、感温素子ブリッジ型検出器（白金線ブリッジ）の出力Ｖは、 Ｖ ＝ Ｅ・α・Δｔ・Ｒ０・Ｒ／（Ｒ０＋Ｒ）２ ――――（７式） （但し、Ｖは絶対値を表す。） Ｖ２＝ （１．３１×１０−３）２×＜（Δｔ）２＞ ＝ （１．３１ ×１０−３）２×ＣＴ２・ｒ２／３ ――――（８式） （但し、Ｖ２は絶対値を表す。） Ｖ＝ １．３１×１０−３ ×ＣＴ・ｒ１／３ ――――（９式） （但し、Ｖは絶対値を表す。） となる。さらにｒ＝０．３［ｍ］であることから、 Ｖ＝ ０．８８ × １０−３・ＣＴ ――――（１０式） （但し、Ｖは絶対値を表す。） 屈折率構造定数ＣｎとＣＴとの関係は、（５式）により、 Ｃｎ＝−７９×１０−６×Ｐ×ＣＴ／Ｔ２ ――――（１１式） であることから、（５式）及び（１０式）より、 Ｖ ＝０．８８×１０−３・Ｔ２・Ｃｎ／７９×１０−６・Ｐ ――――（１ ２式） （但し、Ｖは絶対値を表す。） 通常の大気は１気圧であるから、Ｐ＝１０１３［ｈＰａ］を代入し、 Ｖ ≒１．１×１０−２・Ｔ２・Ｃｎ ――――（１３ 式） （但し、Ｖは絶対値を表す。） これよりＣｎは、 Ｃｎ ＝０．９１×１０２・Ｖ／Ｔ２ ――――（１４式） （但し、Ｖは絶対値を表す。） この（１４式）により、通常の大気におけるＣｎを測定
することができる。実際には感温素子ブリッジ型検出器
（白金線ブリッジ）からの出力は、６０［ｄｂ］の微少
信号直流増幅器（図中で６０ｄｂ増幅器と表記）で増幅
しており、高感度な状態で出力指示計器（図中で記録計
と表記）で読みとり可能である。
【００１４】なお、本実施の形態においては、本発明は
上記実施形態に限定されず、本発明を適用する上で好適
な、流体中の揺らぎの現象を観測する技術に適用するこ
とができる。また、上記構成部材の数、位置、形状等は
上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好
適な数、位置、形状等にすることができる。
上記実施形態に限定されず、本発明を適用する上で好適
な、流体中の揺らぎの現象を観測する技術に適用するこ
とができる。また、上記構成部材の数、位置、形状等は
上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好
適な数、位置、形状等にすることができる。
【００１５】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、連続的に大気中の揺らぎの現象を観測することがで
きるようになるといった効果を奏する。
で、連続的に大気中の揺らぎの現象を観測することがで
きるようになるといった効果を奏する。
【図１】本発明の揺らぎ測定装置の一実施形態を説明す
るための機能ブロック図である。
るための機能ブロック図である。
【図２】図１の感温素子ブリッジ型検出器（白金線ブリ
ッジ）で用いられる感温素子の一実施形態を説明するた
めの素子構造図である。
ッジ）で用いられる感温素子の一実施形態を説明するた
めの素子構造図である。
Claims (7)
- 【請求項１】 大気の揺らぎ現象を測定するための感温
素子ブリッジ型検出器であって、 所定線径及び所定電気抵抗を有する金属線を用いた一対
の感温素子を備え、当該一対の感温素子を所定距離だけ
離間して設置した状態でブリッジの２辺が構成されると
ともに、所定の電気抵抗を有する２個のレファレンス用
の固定抵抗器を用いて当該ブリッジの残りの２辺が構成
されたブリッジ回路を備えていることを特徴とする感温
素子ブリッジ型検出器。 - 【請求項２】 前記感温素子の各々に用いる金属線は、
大気の乱れの温度変動に対して所望の応答速度及び／ま
たは応答感度を示す白金材料を含むことを特徴とする請
求項１に記載の感温素子ブリッジ型検出器。 - 【請求項３】 前記感温素子の各々の所定電気抵抗は、
大気の乱れの温度変動に対して所望の応答速度及び／ま
たは応答感度を示すように略１０００Ωに設定されてい
ることを特徴とする請求項１に記載の感温素子ブリッジ
型検出器。 - 【請求項４】 前記感温素子の各々の金属線の線径は、
大気の乱れの温度変動に対して所望の応答速度及び／ま
たは応答感度を示すように略５μｍに設定されているこ
とを特徴とする請求項１に記載の感温素子ブリッジ型検
出器。 - 【請求項５】 前記一対の感温素子の所定離間距離は、
大気の乱れの温度変動に対して所望の応答速度及び／ま
たは応答感度を示すように略３００ｍｍに設定されてい
ることを特徴とする請求項１に記載の感温素子ブリッジ
型検出器。 - 【請求項６】 前記レファレンス用の固定抵抗器の各々
の所定電気抵抗は、大気の乱れの温度変動に対して所望
の応答速度及び／または応答感度を示すように略１００
０Ωに設定されていることを特徴とする請求項１に記載
の感温素子ブリッジ型検出器。 - 【請求項７】 大気の揺らぎ現象を測定するための揺ら
ぎ測定装置であって、 所定線径及び所定電気抵抗を有する金属線を用いた一対
の感温素子を備え、当該一対の感温素子を所定距離だけ
離間して設置した状態でブリッジの２辺が構成されると
ともに、所定の電気抵抗を有する２個のレファレンス用
の固定抵抗器を用いて当該ブリッジの残りの２辺が構成
されたブリッジ回路を備えた感温素子ブリッジ型検出器
と、 前記感温素子ブリッジ型検出器の出力に基づいて大気に
ついての屈折率構造定数を算出する演算手段とを有する
ことを特徴とする揺らぎ測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10347643A JP2000171278A (ja) | 1998-12-07 | 1998-12-07 | 感温素子ブリッジ型検出器及び揺らぎ測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10347643A JP2000171278A (ja) | 1998-12-07 | 1998-12-07 | 感温素子ブリッジ型検出器及び揺らぎ測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000171278A true JP2000171278A (ja) | 2000-06-23 |
Family
ID=18391618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10347643A Pending JP2000171278A (ja) | 1998-12-07 | 1998-12-07 | 感温素子ブリッジ型検出器及び揺らぎ測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000171278A (ja) |
-
1998
- 1998-12-07 JP JP10347643A patent/JP2000171278A/ja active Pending
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