JP2002022513A

JP2002022513A - 流量測定装置

Info

Publication number: JP2002022513A
Application number: JP2000202168A
Authority: JP
Inventors: Michiaki Yamaura; 路明山浦; Toshihiro Harada; 鋭博原田
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2000-07-04
Filing date: 2000-07-04
Publication date: 2002-01-23

Abstract

(57)【要約】【課題】広範囲の正逆流量の計測を可能とし、且つ、
圧力変動等の影響を受けにくいフローセンサを用いた流
量測定装置を提供することを目的とする。【解決手段】流体の流れる流路に配置され、流体の流
速に応じた電圧の起電力を生じる流速センサ１０と、流
速センサ１０より生じた起電力を所定電圧レベルに増幅
してセンサ信号として出力するセンサ信号出力手段２０
と、センサ信号と予め設定した基準電圧と比較しセンサ
信号に対するオフセット電圧設定の可否を判定する比較
手段５０と、この判定結果に基づいてセンサ信号出力手
段２０に対してオフセット電圧の設定切り替えを行うオ
フセット切替手段６０ａと、センサ信号出力手段２０よ
り入力したセンサ信号よりオフセット電圧の有無を考慮
して前記流体の流量を演算する流量演算手段４０とを備
えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は流速センサを用い
て流体の流量を低流量域から高流量域まで計測する流量
測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の装置として、図９にその回
路構成を示す流量測定装置がある。図において、１は上
流センサである上流サーモパイルＵＴＰ及び下流センサ
である下流サーモパイルＤＴＰそして図示しない熱源で
あるマイクロヒータから構成される流速センサであり、
例えばガス等の流速に応じて上流サーモパイルＵＴＰと
下流サーモパイルＤＴＰとの間に差電圧（センサ出力）
Ｖ１が発生する。２はセンサ出力Ｖ１を増幅する演算増
幅回路であり、ゲインおよびオフセット電圧を設定でき
る。３は演算増幅回路２の出力である出力電圧Ｖ_OUTを
デジタル変換するＡ／Ｄコンバータ、４はデジタル変換
された出力電圧Ｖ_OUTを基に、被測定物であるガス流路
における流量を演算するマイクロコンピュータ、５は演
算結果を表示する表示部である。

【０００３】次に従来装置の動作について説明する。演
算増幅回路２はオフセット電圧Ｖ_OFFとゲインをそれぞ
れ設定することができる。そこで、図１０（ａ）の演算
増幅回路２の出力特性図に示されるように、オフセット
電圧０Ｖにおいてゲインをそれぞれ切り替えると、正流
時におけるセンサ出力Ｖ１に対してゲイン倍された出力
電圧Ｖ_OUT1が０Ｖよりセンサ出力Ｖ１に比例して出力さ
れる。またゲインを大きく設定すると出力電圧Ｖ_OUT1よ
り大きな増加率で出力電圧Ｖ_OUT2が出力される。また、
演算増幅回路２を２電源で動作させた場合、逆流時にお
けるセンサ出力−Ｖ１に対してゲイン倍された出力電圧
−Ｖ_OUT1が０Ｖよりセンサ出力−Ｖ１に比例して出力さ
れる。またゲインを大きく設定すると出力電圧−Ｖ_OUT1
より大きな増加率で出力電圧−Ｖ_OUT2が出力される。

【０００４】しかし、演算増幅回路２を単電源で動作さ
せた場合に、逆流時におけるセンサ出力を検出するには
演算増幅回路２の出力電圧を入力電圧０（流量＝０）の
状態においてもプラス方向に所定レベルだけ出力させる
ようにオフセット電圧_VOFFを発生させる必要がある。

【０００５】そこで、図１０（ｂ）に示すように演算増
幅回路２のゲインを所定値に設定した上で、オフセット
電圧Ｖ_OFFを発生させると、オフセット電圧Ｖ_OFFレベル
を基点として正流時におけるセンサ出力Ｖ１に対する出
力電圧Ｖ_OUTが出力される。また、逆流時におけるセン
サ出力−Ｖ１に対しては、オフセット電圧Ｖ_OFFレベル
を基点として０Ｖ方向に出力電圧−Ｖ_OUT1が出力され
る。

【０００６】演算増幅回路２より出力されたプラス或い
はマイナスの出力電圧Ｖ_OUTはＡ／Ｄコンバータにてデ
ジタル変換された後にマイコン４に入力される。マイコ
ン４は出力電圧Ｖ_OUTよりオフセット電圧Ｖ_OFFを減算し
た後に処理をして流量を演算する。そして、演算結果は
表示部５に表示される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の流量測定装置に
おいては、演算増幅回路のオフセット電圧及びゲインを
固定しているため、その出力電圧はオフセット電圧にレ
ベル全体が嵩上げされたり、あるいは大きなセンサ出力
を入力するとゲイン倍その出力電圧は増加するが、それ
ら出力電圧のレベルは演算増幅回路の電源電圧を上限と
して制限されてしまう。流速センサを用いれば、高流量
域まで流量を検出できるのが、高流量域でセンサ出力を
増幅すると、演算増幅回路上の電源電圧、オフセット、
ゲインにより増幅された出力電圧は歪んでしまったり飽
和したりするため、流量検出範囲に制限が掛けられてし
まう。

【０００８】更に、流量計は回路設計の段階では、電源
電圧として±９Ｖの２電源を使用していたため、ガスメ
ータとしての流量検出範囲内で、オフセット電圧、ゲイ
ンに左右されずに増幅出力より高流量域の流量を計測で
きた。しかし、実際に設置されるガスメータにおける流
量計は±９Ｖの２電源を使用せずに３Ｖのリチウム電池
を使用するため、流量測定においては電源電圧上の制限
が発生してしまい、データ的には±１２００Ｌ／ｈまで
しか流量を計測できなかった。

【０００９】従って、低流量域から高流量域まで（例え
ば、−１２００〜１３０００Ｌ／ｈ）流量を計測するガ
スメータにおいては、３Ｖのリチウム電池を電源とする
流量計は使用できず、結果として低流量域〜高流量域ま
で流量を検出するために２個のセンサを使用し、各セン
サ出力をもとに低流量域と高流量域とで流量を検出する
とコストアップになってしまうという問題点があった。

【００１０】この発明は以上のような問題点を解消する
ためになされたものであり、流速センサの上流側、下流
側のセンサ出力を増幅回路にて検出し、その増幅結果よ
り自動的に増幅回路のオフセットまたはゲインを調整
し、低流量域から高流量域まで流量計測することができ
る流量測定装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明に係る流量想定
装置は、流体の流れる流路に配置され、流体の流速に応
じた電圧の起電力を生じる流速センサと、この流速セン
サより生じた起電力を所定電圧レベルに増幅してセンサ
信号として出力するセンサ信号出力手段と、前記センサ
信号と予め設定した基準電圧と比較し前記センサ信号に
対するオフセット電圧設定の可否を判定する比較手段
と、この判定結果に基づいて前記センサ信号出力手段に
対してオフセット電圧の設定切り替えを行うオフセット
切替手段と、前記センサ信号出力手段より入力したセン
サ信号よりオフセット電圧の有無を考慮して前記流体の
流量を演算する流量演算手段とを備え、オフセット電圧
を設定することでオフセット電圧を基準に逆方向の流量
と正方向の流量を測定する共に、高流量域においてはオ
フセット電圧を排除して流量に対応するセンサ信号の測
定開始レベルを広げる。

【００１２】また、この発明に係る流量測定装置は、流
体の流れる流路に配置され、流体の流速に応じた電圧の
起電力を生じる流速センサと、この流速センサより生じ
た起電力を所定電圧レベルに増幅してセンサ信号として
出力するセンサ信号出力手段と、前記センサ信号と予め
設定した基準電圧と比較し前記センサ信号に対する増幅
の可否を判定する比較手段と、この判定結果に基づいて
前記センサ信号出力手段に対してゲインの設定切り替え
を行うゲイン切替手段と、前記センサ信号出力手段より
入力したセンサ信号より前記流体の流量を演算する流量
演算手段とを備え、センサ信号レベルが低い低流量域に
おいてはセンサ信号出力手段のゲインを高くして測定精
度を高める、センサ信号レベルが大きい高流量域ではセ
ンサ信号出力手段のゲインを下げる。

【００１３】また、この発明に係る流量測定装置のセン
サ信号出力手段は、センサ信号に正方向のオフセット電
圧を掛けて流量演算手段に出力し、センサ信号よりオフ
セット電圧の有無を考慮して前記流体の流量演算を行わ
せることで、逆流時の流量及び正流時の流量測定を行
う。

【００１４】また、この発明に係る流量測定装置の比較
手段は、システリシス特性を備えたコンパレータで構成
したことで、センサ信号に混入した雑音による誤判定を
防止する。

【００１５】また、この発明に係る流量測定装置の流量
演算手段は、前記センサ信号を、前記センサ信号出力録
手段に対してオフセット電圧あるいはゲインの変更が開
始されてから１ｍｓｅｃ以内に入力することで、１００
Ｈｚ程度の圧力変動による流速の流体の流量を測定でき
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
実施の形態１に係る流量測定装置を各添付図面に従って
説明する。図２は本実施の形態に係る流量測定装置の回
路構成を示す図である。尚、図中、図９と同一符号は同
一または相当部分を示す。図において、２Ａは本実施の
形態に係る演算増幅回路であり、この演算増幅回路２Ａ
はマイコン制御によりオフセット電圧を０Ｖと１Ｖにと
切り替えると共に、ゲインも同じくマイコン制御により
切り替え制御される。演算増幅回路２Ａはアナログスイ
ッチＳＷ１の切り替えによりオフセット調整端子をプラ
ス１Ｖ側またはグランド側に切り替えることでオフセッ
ト電圧を１Ｖと０Ｖとに切り替える。また、アナログス
イッチＳＷ２の切り替えによりゲイン設定値用のフィー
ドバック抵抗Ｒ₁，Ｒ₂を切り替える。

【００１７】６はコンパレータであり、このコンパレー
タ６は演算増幅回路２Ａの出力電圧Ｖ_OUTと分圧抵抗Ｒ
−Ｒで電源電圧Ｖｃｃを分圧して生成した基準電圧Ｖ
_REFと比較し、出力電圧Ｖ_OUTの方が高いと出力端子をＨ
に、出力電圧Ｖ_OUTの方が低いと出力端子をＬにする。
７はフリップフロップ回路であり、このフリップフロッ
プ回路７はコンパレータ６の出力端子のレベルを記憶す
ると共に、マイコン４Ａからクロック信号ＣＬＫに同期
して読み出す、そしてマイコン４Ａからのクリア信号Ｃ
ＬＲによりリセット状態となる。

【００１８】本実施の形態に係るマイコン４Ａは流速セ
ンサ１に内蔵される図示しないマイクロヒータＭＨを駆
動制御すると共に、フリップフロップ回路７を通して入
力したコンパレータ６の出力端子の論理レベルよりオフ
セット電圧Ｖ_OFFの有無を判定し、このオフセット電圧
Ｖ_OFFを考慮してＡ／Ｄコンバータ３より入力した出力
電圧Ｖ_OUTより流量を演算する。

【００１９】次に、本実施の形態に係る流量測定装置の
動作を図３（ａ），（ｂ）に示す出力電圧特性図、図４
に示すタイミングチャートおよび図５のフローチャート
に従って説明する。先ず、本実施の形態では単一電源の
演算増幅回路２Ａを使用してセンサ出力Ｖ１より低流量
域から高流量域（−１２００〜１３０００Ｌ／ｈ）の測
定を可能にするため、当初マイコン４Ａの指令によりア
ナログスイッチＳＷ１のスイッチ２側をＯＮして演算増
幅回路２Ａにオフセット電圧１Ｖをかける。ゲインは固
定とする。この結果、図３（ａ）に示ように演算増幅回
路２Ａはオフセット電圧１Ｖを基点として正流及び逆流
の流量に対応した出力電圧Ｖ_OUTを出力する。

【００２０】以上のように演算増幅回路２を設定した後
にマイコン４Ａにマイクロヒータを一定時間繰り返し駆
動（通電）する。通電によりマイクロヒータで発した熱
がガスを媒体として上流側サーモパイルＵＴＰと下流側
サーモパイルＤＴＰに伝わると熱起電力が発生しその差
電圧は所定の熱時定数で徐々に増加しセンサ出力Ｖ₁と
して演算増幅回路２Ａに入力される。

【００２１】演算増幅回路２Ａは、センサ出力Ｖ₁を一
定のゲインにより増幅して出力電圧Ｖ_OUTとして、オフ
セット電圧Ｖ_OFF点より正流であれば電源電圧Ｖｃｃレ
ベル方向に、また逆流であれば０Ｖ方向に出力し、Ａ／
Ｄコンバータ３およびコンパレータ６の−端子（反転端
子）に入力する。

【００２２】コンパレータ６は出力電圧Ｖ_OUTと基準電
圧Ｖ_REF2と比較し、基準電圧Ｖ_REF2に至ったならば出力
端子はＨとなってフリップフロップ回路７に入力される
と、フリップフロップ回路７のＱ端子出力はＨ、バーＱ
端子出力はＬになる。Ｑ端子出力は、ヒータ駆動後、ｔ
１時間経過してマイコン４Ａから出力されたクロック信
号ＣＬＫに同期してマイコン４Ａに読み取られ、Ｈであ
ればクロック信号ＣＬＫの立ち上がり後ｔ２（≪ｔ１）
時間でＡ／Ｄコンバータ３の出力を入力して流量演算を
以下の式に従って行う。

【００２３】流速センサ出力＝ヒータ（マイクロヒータ）ＯＮ時の流速センサ出力− オフセット電圧・・・・・・（１）

【００２４】流量＝流速センサ出力×流量補正係数・・・・・・（２）

【００２５】マイコン４Ａはフリップフロップ回路７を
セットし、Ａ／Ｄコンバータ３の出力を読み込むタイミ
ングｔ２はできるだけ短くする必要がある。何故なら
ば、１００Ｈｚ程度の圧力変動による流速変化を検出す
る場合、演算増幅回路２Ａの出力電圧Ｖ_OUTの値は短い
周期で変化するからである。

【００２６】また、流速変動の周波数は単一周波数成分
のみではなく、高周波成分が複合されているため、時間
ｔ２はできるだけ短くする必要がある。例えば、時間ｔ
２を１ｍｓｅｃ以下にすることにより、１００Ｈｚ程度
の圧力変動による流速変化を検出することができる。

【００２７】マイコン４ＡはＡ／Ｄコンバータ３の出力
を読み取り流量演算を行ったならば、フリップフロップ
回路７にクリア信号ＣＬＲを出力してリセットをかけ、
フリップフロップ回路７のＱ端子出力をＬ、バーＱ端子
出力をＨに反転させる。この結果、演算増幅回路２Ａに
おける各アナログスイッチＳＷ１は切り替えられてオフ
セット電圧Ｖ_OFFは０に設定される。演算増幅回路２Ａ
からはオフセット電圧Ｖ_OFFを差し引いた低い電圧レベ
ルから電源電圧Ｖｃｃに向けた流量対応の出力電圧Ｖ
_OUTが出力されるため、高流量域まで計測できる。尚、
このコンパレータ６はヒステリシス特性を有しているた
め、演算増幅回路２Ａの出力電圧Ｖ_OUTにノイズが混入
しても誤動作することがない。

【００２８】オフセット電圧変更に伴う流量センサの出
力特性は図６に示すようにオフセット電圧Ｖ_OFFを設定
した場合は−１０００Ｌ／ｈから略５００Ｌ／ｈまでの
流量測定を可能とし、オフセット電圧を０にした場合は
略５００〜６０００Ｌ／ｈまで流量を測定できる。従っ
て、実験結果からでも−１０００Ｌ／ｈから６０００Ｌ
／ｈまでの流量を測定できることが分かる。

【００２９】また、オフセット電圧切り替えによる演算
増幅回路２Ａにおける出力電圧Ｖ_OU _Tの降下の様子を図
７，図８に示す実験データより説明する。図７は出力電
圧に１０Ｈｚの脈動が乗っている状態での出力電圧の波
形図であり、出力電圧Ｖ_OUTのピークがコンパレータ６
の基準電圧Ｖ_REFを超えてもマイコン４Ａによるオフセ
ット電圧切り替えはなされていない。

【００３０】図８は同じく出力電圧に１０Ｈｚの脈動が
乗っている状態での出力電圧の波形図であり、出力電圧
Ｖ_OUTのピークがコンパレータ６の基準電圧Ｖ_REFを超え
るとマイコン４Ａによるオフセット電圧切り替え指令
（フリップフロップへのクロック信号に基づく）が出さ
れ、この切り替え指令が出されている間、出力電圧Ｖ_OU
_Tはオフセット電圧Ｖ_OFF分降下する様子が分かる。

【００３１】上記動作をマイコン４Ａによる処理を中心
に図５のフローチャートと図４のタイムチャートに基づ
いて説明する。先ず、マイコン４ＡはマイクロヒータＭ
Ｈを駆動（通電）制御する（ステップＳ１）。ヒータ駆
動後ｔ１時間経過したか否か判定し（ステップＳ３）、
経過したならばフリップフロップ７へクロック信号ＣＬ
Ｋを出力し、フリップフロップ７のＱ端子出力を読み込
む（ステップＳ５，Ｓ７）。

【００３２】そして、クロック信号ＣＬＫ立ち上がりか
ら時間ｔ２経過後にＡ／Ｄコンバータ３より流量対応の
デジタル化出力電圧Ｖ_OUTを読み込む（ステップＳ
９）。出力電圧Ｖ_OUTの読み込み後、ステップＳ７で読
み込んだフリップフロップ７のＱ端子出力が１（Ｈ）否
かを判定する。１であれば、オフセット電圧が１Ｖであ
るとし、上記（１）式、（２）式に基づきオフセット電
圧＝１Ｖでの流量演算を行う（ステップＳ１１，Ｓ１
３，Ｓ１５）。あるいは、ステップＳ１１の結果、Ｑ端
子出力が０であれば、オフセット電圧が０Ｖであると
し、オフセット電圧＝０Ｖでの流量演算を行う（ステッ
プＳ１１，Ｓ１７，Ｓ１９）。

【００３３】オフセット電圧をＯＶとした状態で流量測
定を行っている際に、流量変化等で出力電圧Ｖ_OUTが低
下し、コンパレータ６の基準電圧Ｖ_REF1以下に低下する
と、コンパレータ６の出力端子はＨに反転し、フリップ
フロップ７のＱ端子はＨ、バーＱ端子はＬに反転する。
この結果、アナログスイッチＳＷ１は切り替えられオフ
セット電圧Ｖ_OFFがかけられ、低流量域あるいは逆流量
域での流量測定が可能となる。

【００３４】上記は、ゲインを固定しオフセット電圧Ｖ
_OFFを切り替えて低流量域から高流量域まで流量測定を
可能にした場合を説明したが、低流量域ではセンサ出力
が小さく、高流量域ではセンサ出力が大きいことに着目
し、オフセット電圧Ｖ_OFFを１Ｖ固定にした状態で、低
流量域では演算増幅回路２Ａのゲインを大きくし、高流
量域ではゲインを小さくするようにしてもよい。

【００３５】即ち、図２および図３（ｂ）に示すよう
に、マイコン４Ａの指令によりアナログスイッチＳＷ２
のスイッチ２側をＯＮして演算増幅回路２Ａに大きいゲ
インを設定する。この結果、図３（ｂ）に示ように演算
増幅回路２Ａは固定のオフセット電圧Ｖ_OFFを基点とし
て正流及び逆流の流量に対応した出力電圧Ｖ_OUTを出力
する。

【００３６】以上のように演算増幅回路２を設定した後
にマイコン４Ａにマイクロヒータを一定時間繰り返し駆
動（通電）する。通電によりマイクロヒータで発した熱
がガスを媒体として上流側サーモパイルＵＴＰと下流側
サーモパイルＤＴＰに伝わるＲと熱起電力が発生しその
差電圧は所定の熱時定数で徐々に増加しセンサ出力Ｖ ₁
として演算増幅回路２Ａに入力される。

【００３７】演算増幅回路２Ａは、センサ出力Ｖ₁を一
定のゲインにより増幅して出力電圧Ｖ_OUTとして、オフ
セット電圧Ｖ_OFF点より正流であれば電源電圧Ｖｃｃレ
ベル方向に、また逆流であれば０Ｖ方向に出力し、Ａ／
Ｄコンバータ３およびコンパレータ６の−端子（反転端
子）に入力する。コンパレータ６は出力電圧Ｖ_OUTと基
準電圧Ｖ_REF2と比較し、基準電圧Ｖ_REF2に至ったならば
出力端子Ｈにフリップフロップ回路７に入力すると、フ
リップフロップ回路７のＱ端子出力はＨ、バーＱ端子出
力はＬになる。Ｑ端子出力は、ヒータ駆動後、ｔ１時間
経過してマイコン４Ａから出力されたクロック信号ＣＬ
Ｋに同期してマイコン４Ａに読み取られ、Ｑ端子出力が
Ｈであればクロック信号ＣＬＫの立ち上がり後ｔ２（≪
ｔ１）時間でＡ／Ｄコンバータ３の出力を入力し流量演
算を行う。

【００３８】マイコン４ＡはＡ／Ｄコンバータ３の出力
を読み取り、流量演算を行ったならば、フリップフロッ
プ回路７にクリア信号ＣＬＲを出力してリセットをか
け、フリップフロップ回路７のＱ端子出力をＬ、バーＱ
端子出力をＨに反転させる。この結果、演算増幅回路２
Ａにおける各アナログスイッチＳＷ２は１側に切り替え
られてゲインを小に設定される。従って、演算増幅回路
２Ａからは高流量域の出力電圧Ｖ_OUTが、緩やかな増加
率でオフセット電圧Ｖ_OFFレベルから電源電圧Ｖｃｃに
向けて出力される。

【００３９】ゲインを小とした状態で流量測定を行って
いる際に、流量変化等で出力電圧Ｖ _OUTが低下し、コン
パレータ６の基準電圧Ｖ_REF1以下に低下すると、コンパ
レータ６の出力端子はＨに反転し、フリップフロップ７
のＱ端子はＨ、バーＱ端子はＬに反転する。この結果、
アナログスイッチＳＷ２は切り替えられ大きなゲインが
設定されるため、低流量域あるいは逆流量域での高精度
の流量測定が可能となる。

【００４０】

【発明の効果】この発明に係る流量想定装置は、流体の
流れる流路に配置され、流体の流速に応じた電圧の起電
力を生じる流速センサと、この流速センサより生じた起
電力を所定電圧レベルに増幅してセンサ信号として出力
するセンサ信号出力手段と、前記センサ信号と予め設定
した基準電圧と比較し前記センサ信号に対するオフセッ
ト電圧設定の可否を判定する比較手段と、この判定結果
に基づいて前記センサ信号出力手段に対してオフセット
電圧の設定切り替えを行うオフセット切替手段と、前記
センサ信号出力手段より入力したセンサ信号よりオフセ
ット電圧の有無を考慮して前記流体の流量を演算する流
量演算手段とを備え、オフセット電圧を設定することで
オフセット電圧を基準に逆方向の流量と正方向の流量を
測定する共に、高流量域においてはオフセット電圧を排
除して流量に対応するセンサ信号の測定開始レベルを広
げることで、逆流流量域及び、低流量域から高流量域ま
で広範囲に流量測定を簡易な構成で行うことができると
いう効果がある。

【００４１】また、この発明に係る流量測定装置は、流
体の流れる流路に配置され、流体の流速に応じた電圧の
起電力を生じる流速センサと、この流速センサより生じ
た起電力を所定電圧レベルに増幅してセンサ信号として
出力するセンサ信号出力手段と、前記センサ信号と予め
設定した基準電圧と比較し前記センサ信号に対する増幅
の可否を判定する比較手段と、この判定結果に基づいて
前記センサ信号出力手段に対してゲインの設定切り替え
を行うゲイン切替手段と、前記センサ信号出力手段より
入力したセンサ信号より前記流体の流量を演算する流量
演算手段とを備え、センサ信号レベルが低い低流量域に
おいてはセンサ信号出力手段のゲインを高くして測定精
度を高める、センサ信号レベルが大きい高流量域ではセ
ンサ信号出力手段のゲインを下げることで、逆流量域及
び、低流量域から高流量域まで広範囲に流量測定を簡易
な構成で行うことができるという効果がある。

【００４２】また、この発明に係る流量測定装置のセン
サ信号出力手段は、センサ信号に正方向のオフセット電
圧を掛けて流量演算手段に出力し、センサ信号よりオフ
セット電圧の有無を考慮して前記流体の流量演算を行わ
せることで、逆流流量域及び、低流量域から高流量域ま
で広範囲に流量測定を行うことができるという効果があ
る。

【００４３】また、この発明によれば、比較手段は、シ
ステリシス特性を備えたコンパレータで構成したこと
で、センサ信号に混入した雑音によるセンサ信号入力の
誤判定を防止することができるため、信頼性が向上する
という効果がある。

【００４４】また、この発明によれば、流量演算手段
は、前記センサ信号を、前記センサ信号出力録手段に対
してオフセット電圧あるいはゲインの変更が開始されて
から１ｍｓｅｃ以内に入力することで、１００Ｈｚ程度
の圧力変動による流速の流体の流量を測定できるため、
流速変動に対処できる流量測定装置を提供できるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明に係る流量測定装置の基本構成図
である。

【図２】図２は本実施の形態に係る流量測定装置の構成
図である。

【図３】図３は流量変化に対する演算増幅回路の出力電
圧との関係を説明する出力電圧特性図である。

【図４】図４は本実施の形態に係る流量測定装置の動作
を説明するタイミングチャートである。

【図５】図５は本実施の形態に係るマイコンの流量演算
処理を説明するフローチャートである。

【図６】図６は流量測定データを示す出力電圧特性図で
ある。

【図７】図７は本実施の形態に係るオフセット切り替え
が発生しない場合の流量センサ出力特性図である。

【図８】図８は本実施の形態に係るオフセット切り替え
が発生した場合の流量センサ出力特性図である。

【図９】図９は従来の流量測定装置の構成図である。

【図１０】図１０は従来の流量測定装置における演算増
幅回路の出力電圧特性図である。

【符号の説明】

１０流速センサ２０センサ信号出力手段４０流量演算手段５０比較手段６０ａオフセット切替手段６０Ｂゲイン切替手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流体の流れる流路に配置され、流体の流
速に応じた電圧の起電力を生じる流速センサと、この流
速センサより生じた起電力を所定電圧レベルに増幅して
センサ信号として出力するセンサ信号出力手段と、前記
センサ信号と予め設定した基準電圧と比較し前記センサ
信号に対するオフセット電圧設定の可否を判定する比較
手段と、この判定結果に基づいて前記センサ信号出力手
段に対してオフセット電圧の設定切り替えを行うオフセ
ット切替手段と、前記センサ信号出力手段より入力した
センサ信号よりオフセット電圧の有無を考慮して前記流
体の流量を演算する流量演算手段とを備えたことを特徴
とする流量測定装置。
【請求項２】流体の流れる流路に配置され、流体の流
速に応じた電圧の起電力を生じる流速センサと、この流
速センサより生じた起電力を所定電圧レベルに増幅して
センサ信号として出力するセンサ信号出力手段と、前記
センサ信号と予め設定した基準電圧と比較し前記センサ
信号に対する増幅の可否を判定する比較手段と、この判
定結果に基づいて前記センサ信号出力手段に対してゲイ
ンの設定切り替えを行うゲイン切替手段と、前記センサ
信号出力手段より入力したセンサ信号より前記流体の流
量を演算する流量演算手段とを備えたことを特徴とする
流量測定装置。
【請求項３】前記センサ信号出力手段はセンサ信号に
正方向のオフセット電圧を掛けて流量演算手段に出力
し、センサ信号よりオフセット電圧の有無を考慮して前
記流体の流量演算を行わせることを特徴とする請求項２
に記載の流量測定装置。
【請求項４】前記比較手段は、システリシス特性を備
えたコンパレータで構成したことを特徴とする請求項１
ないし３の何れかに記載の流量測定装置。
【請求項５】前記流量演算手段は、前記センサ信号
を、前記センサ信号出力手段に対してオフセット電圧あ
るいはゲインの変更が開始されてから１ｍｓｅｃ以内に
入力することを特徴とする請求項１ないし４の何れかに
記載の流量測定装置。