JP2007315787A - 熱式流量計 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 増幅回路30に、基準電圧V1と定温度差回路23からの出力電圧V2との差分に応じた電圧を増幅する差動増幅回路35と、基準電圧V1を可変する基準電圧可変回路36とを含み、トリマT1によって仮想ゼロ点調整を行う仮想ゼロ点調整回路31と、差動増幅回路35からの出力電圧Vzを所定の増幅率で増幅する非反転増幅回路として構成され、増幅率を可変するトリマT2を含み、トリマT2を調整することによりスパン点調整を行うスパン点調整回路32と、オペアンプOP1およびオペアンプOP2のそれぞれのグラウンドレベルを仮想ゼロ点におけるセンサ出力電圧値に設定する電圧設定回路33とを設ける。
【選択図】図3
Description
ここで、従来の分離型熱式流量計において、抵抗体を選別したり、あるいは抵抗体を専用に製作することにより、抵抗体の個体差(バラツキ)を小さくすることはできるが、その結果、抵抗体が大変高価なものになってしまうという問題があった。
Vz=R2/R1(V2−V1)
であり、センサ出力電圧Voutは、
Vout=(R3+R4)/R3*Vz
である。
まず、仮想ゼロ点においては、Vout=VaとなるようにトリマT1が調整されるため、仮想ゼロ点調整においてはV2≠V1(V2>V1)となっている。なお、このときは、トリマT2は何ら調整しない。しかしながら、仮想ゼロ点におけるセンサ出力Voutは、上記した式から解るように、トリマT2の抵抗値R4に影響される。そして、V2≠V1である状態において、スパン点調整を行う際にトリマT2を調整して抵抗値R4が変更されると、オペアンプOP1からの出力電圧Vzに乗じられている「(R3+R4)/R3」の値(つまり増幅率)が変化する。このため、スパン点調整後における仮想ゼロ点のセンサ出力Voutが変化してしまうのである。
これにより、仮想ゼロ点およびスパン点においてセンサ出力の調整が行われるので、中間流量域におけるセンサ出力のバラツキを小さくすることができるからである。
また、本発明を分離型熱式流量計に適用することにより、ヒータ温度検出抵抗体と流体温度検出抵抗体として白金抵抗またはサーミスタ等の汎用品を使用しても、同一機種間での互換性を確保することができる。
スパン点調整回路32では、オペアンプOP2の(−)端子に、一端が電圧設定回路33に接続された抵抗体R3の他端と、オペアンプOP2の出力端部に一端が接続された可変抵抗体R4(トリマT2)の他端とが接続されている。一方、オペアンプOP2の(+)端子にはオペアンプOP1の出力端部が接続されている。このようなスパン点調整回路32では、オペアンプOP1からの出力電圧Vzを(R3+R4)/R3倍に増幅するようになっている。
このような構成によりスパン点調整回路32では、トリマT2を調整(抵抗値を可変)することにより、スパン点(フルスケール流量)におけるセンサ出力VoutをVout=Vbとすることができるようになっている。
Vz=V2−V1+V3…(1)
となり、オペアンプOP2からの出力Voutは非反転増幅回路の式により
Vout=(R3+R4)/R3*Vz−R4/R3*V3…(2)
となる。
CPU41は、センサ部20からの入力信号(Q信号)に基づき、流路12を流れる流体の流量を算出して、設定スイッチ44で設定された条件に従って表示器45に流量値を表示させるようになっている。
Vout=(R3+R4)/R3*(V2−V1)+V3
となるから、仮想ゼロ点調整により、
Vout=(R3+R4)/R3*(V2−V1)+V3=Va
となる。そして、V3=Vaとなっていることから、
Vout=(R3+R4)/R3*(V2−V1)+Va=Va
となる。このため、
(R3+R4)/R3*(V2−V1)=0
となるから、V1=V2となる。つまり、仮想ゼロ点調整を行ってセンサ出力がVout=Vaになると、仮想ゼロ点におけるセンサ出力は、「(R3+R4)/R3」の値、つまりトリマT2の抵抗値R4の変化(スパン点調整回路32の増幅率)に影響されることなく常にVout=V3=Vaとなる。
そして、上記した3種類の組み合わせた使用した3つのセンサ本体を表示部40に接続して流量測定を行ったところ、図8に示すように、所定の精度幅(±3%FS程度)での流量表示をすることができた。つまり、センサ本体を交換しても測定精度が低下しなかった。なお、図8は、流体の流量と表示部における流量表示(測定誤差)の関係を示す図である。
また、従来は必要であった流量センサおよび温度センサの選別や専用製作が不要となり、流量センサおよび温度センサにかかるコストを80%程度低減することができた。従って、熱式流量計10のコスト面においても有利になった。
11 流路
12 ボディ
15 センサ本体
16 ケーブル
20 センサ部
21 流量センサ
22 温度センサ
23 流量検出回路
30 増幅回路
31 仮想ゼロ点調整回路
32 スパン点調整回路
33 電圧設定回路
34 可変抵抗体
35 差動増幅回路
36 基準電圧可変回路
Claims (2)
- ヒータ温度検出抵抗体および流体温度検出抵抗体を含む定温度差回路によって流体の流量に応じた信号を出力する流量検出回路と、前記流量検出回路からの出力信号を増幅してセンサ出力とする増幅回路とを有する熱式流量計において、
前記増幅回路は、
基準電圧と前記定温度差回路からの出力電圧との差分に応じた電圧を増幅する第1増幅回路と、前記基準電圧を可変する基準電圧可変手段とを含み、前記基準電圧可変手段によって前記基準電圧を調整することにより第1流量点におけるセンサ出力を予め決められている第1所定電圧値に調整する第1流量点調整回路と、
前記第1増幅回路からの出力電圧を所定の増幅率で増幅する第2増幅回路で構成され、前記所定の増幅率を可変する増幅率可変手段を含み、前記増幅率可変手段を調整することにより第2流量点におけるセンサ出力を予め決められている第2所定電圧値にする第2流量点調整回路と、
前記第1増幅回路および前記第2増幅回路のグラウンドレベルを前記第1所定電圧値に設定する電圧設定手段と、
を有することを特徴とする熱式流量計。 - 請求項1に記載する熱式流量計において、
前記第1流量点は、流量がゼロ以上で、かつフルスケール流量の1/4以下である流量点であり、
前記第2流量点は、フルスケール流量点であることを特徴とする熱式流量計。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006142740A JP4801501B2 (ja) | 2006-05-23 | 2006-05-23 | 熱式流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006142740A JP4801501B2 (ja) | 2006-05-23 | 2006-05-23 | 熱式流量計 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007315787A true JP2007315787A (ja) | 2007-12-06 |
JP4801501B2 JP4801501B2 (ja) | 2011-10-26 |
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ID=38849790
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2006142740A Active JP4801501B2 (ja) | 2006-05-23 | 2006-05-23 | 熱式流量計 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4801501B2 (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59174719A (ja) * | 1983-03-16 | 1984-10-03 | ロ−ベルト・ボツシユ・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング | 流体の流量測定方法及び装置 |
JPH07295653A (ja) * | 1994-04-26 | 1995-11-10 | Yokogawa Electric Corp | マスフローコントローラ |
JP2005037404A (ja) * | 2004-10-12 | 2005-02-10 | Hitachi Ltd | 熱式空気流量計 |
-
2006
- 2006-05-23 JP JP2006142740A patent/JP4801501B2/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS59174719A (ja) * | 1983-03-16 | 1984-10-03 | ロ−ベルト・ボツシユ・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング | 流体の流量測定方法及び装置 |
JPH07295653A (ja) * | 1994-04-26 | 1995-11-10 | Yokogawa Electric Corp | マスフローコントローラ |
JP2005037404A (ja) * | 2004-10-12 | 2005-02-10 | Hitachi Ltd | 熱式空気流量計 |
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---|---|
JP4801501B2 (ja) | 2011-10-26 |
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