JP2011215062A - 熱式流量センサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板と、基板に形成されたダイアフラム13と、ダイアフラム上に形成された発熱抵抗体2および温度検出抵抗体7〜10とを有し、発熱抵抗体を加熱することによって被測定流体の流量を検出する熱式流量センサにおいて、ダイアフラム上の発熱抵抗体に対して被測定流体の流れの上流側および下流側に歪検出抵抗体11,12が形成されており、歪検出抵抗体によってダイアフラム上に発生する歪量を検出し、検出された歪量に基づいて前記発熱抵抗体と前記温度検出抵抗体が検出する流量信号の歪補償を行う。
【選択図】 図1
Description
R1・{Rc+(Rp1+Rp2)}=Rht・R7
Rp=Rp1+Rp2としてRhtについて展開すると、
Rht=R1/R7・(Rc+Rp)
ここで、実装応力等によりダイアフラム上の抵抗体が抵抗変化を起こしたとすると
Rht+ΔRht=R1/R7・(Rc+Rp+ΔRp)
=R1/R7・(Rc+Rp)+R1/R7・ΔRp
と導き出せる。ここで一般的に歪による抵抗変化は以下の式で表される。
ΔR/R=K・ε(K:ゲージ率,ε:ひずみ)
ΔR=K・ε・R
ΔRht=R1/R7・ΔRp
K・ε・Rht=R1/R7・K・ε・Rp
Rht=R1/R7・Rp
Rp=R7/R1・Rht
Rp1+Rp2=R7/R1・Rht
2 ヒーター抵抗体
3 ヒーター温度検出抵抗体
4 測温抵抗体
5,6,33,34 固定抵抗
7,8 上流側感温抵抗体
9,10 下流側感温抵抗体
11,12 歪検出抵抗
13 ダイアフラム
14〜32 ボンディング端子
35 ASIC回路
36 トランジスタ
37 オペアンプ
38 電源
39,40 AD変換器
41 ROM
42 DSP
43 DA変換器
44 周波数出力変換回路(FRC)
45 マルチプレクサ(MPX)
46 流量検出部
47 歪検出部
48〜50 演算器
51 流量センサ
52 ハウジング
53 空気取り入れ口
54 通路出口
55 バイパス通路
56 空気流
57 フランジ
58 ベース
59 吸気管
60 支持体
61 キャビティ
62 接着剤
Claims (9)
- 基板と、前記基板に形成されたダイアフラムと、前記ダイアフラム上に形成された発熱抵抗体および温度検出抵抗体とを有し、前記発熱抵抗体を加熱することによって被測定流体の流量を検出する熱式流量センサにおいて、
前記ダイアフラム上の前記発熱抵抗体に対して被測定流体の流れの上流側および下流側に歪検出抵抗体が形成されており、
前記歪検出抵抗体によって前記ダイアフラム上に発生する歪量を検出し、
前記検出された歪量に基づいて前記発熱抵抗体と前記温度検出抵抗体が検出する流量信号の歪補償を行うことを特徴とする熱式流量センサ。 - 請求項1記載の熱式流量センサにおいて、
前記歪検出抵抗体は、前記発熱抵抗体と前記温度検出抵抗体とに電気的に接続され、
前記発熱抵抗体を一定温度に制御するブリッジ回路に応力影響の補償を備えたことを特徴とする熱式流量センサ。 - 請求項1記載の熱式流量センサにおいて、
前記歪検出抵抗体は、外部端子と電気的に接続するためのボンディングパッドと前記温度検出抵抗体との間に配置されることを特徴とする熱式流量センサ。 - 請求項1記載の熱式流量センサにおいて、
前記歪検出抵抗体は、ポリシリコンあるいは拡散抵抗で形成されることを特徴とする熱式流量センサ。 - 請求項1記載の熱式流量センサにおいて、
前記歪検出抵抗体及び固定抵抗から構成されるブリッジ回路の出力を取り込む第一のAD変換器と、
前記温度検出抵抗体から構成されるブリッジ回路からの出力を取り込む第二のAD変換器と、
予め調整情報が格納されたメモリとを有し、
前記メモリの調整情報に基づき、前記温度検出抵抗体から構成されるブリッジ回路の出力から前記歪検出抵抗体が検出する前記ダイアフラム上に発生する歪分を補償することを特徴とする熱式流量センサ。 - 請求項1記載の熱式流量センサにおいて、
前記発熱抵抗体と前記温度検出抵抗体と前記歪検出抵抗体とからブリッジ回路を構成し、前記発熱抵抗体を一定温度に制御するように制御することを特徴とした熱式流量センサ。 - 請求項1記載の熱式流量センサにおいて、
前記歪検出抵抗体をダイアフラムの長手方向及び短手方向それぞれに配置したことを特徴とする熱式流量センサ。 - 請求項1記載の熱式流量センサにおいて、
前記温度検出抵抗体と外部端子とを接続するボンディングパッドの反対側に前記歪検出抵抗体を配置することを特徴とする熱式流量センサ。 - 請求項1記載の熱式流量センサにおいて、
前記発熱抵抗体と前記温度検出抵抗体と前記歪検出抵抗体とが同一材料で構成されることを特徴とする熱式流量センサ。
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