JP2522337Y2 - 熱抵抗素子を備えた流量計 - Google Patents

熱抵抗素子を備えた流量計

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JP2522337Y2
JP2522337Y2 JP1994002433U JP243394U JP2522337Y2 JP 2522337 Y2 JP2522337 Y2 JP 2522337Y2 JP 1994002433 U JP1994002433 U JP 1994002433U JP 243394 U JP243394 U JP 243394U JP 2522337 Y2 JP2522337 Y2 JP 2522337Y2
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thermal resistance
amplifier
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JPH0744568U (ja
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ギユイ・ブールドン
ドミニイク・ランパン
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ル・エール・リクイツド・ソシエテ・アノニム・プール・ル・エチユド・エ・ル・エクスプルワテシヨン・デ・プロセデ・ジエオルジエ・クロード
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/68Measuring 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
    • G01F1/696Circuits therefor, e.g. constant-current flow meters
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    • GPHYSICS
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    • G01F25/00Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume
    • G01F25/10Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of flowmeters

Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【考案の属する技術分野】本考案は、熱抵抗素子を備え
た流量計に関するものである。
【0002】
【従来の技術】肺活量の測定においては、一般に一定温
度に維持された熱線から成る熱抵抗素子を備えた流量計
が使用されている。この型式の公知の流量計において
は、熱抵抗線はホイ―トストンブリッジの一分枝部を構
成し、そしてこの熱抵抗線の温度を一定に保つため、ブ
リッジは制御装置によって平衡状態に維持される。熱抵
抗線の特性が同じで同一径である場合には、流量計の応
答は単に熱抵抗線の温度に依存するだけであることが認
められ得る。さらに、流れがなく熱抵抗線を空間内の所
与方向に配置した場合には、熱抵抗線の温度は単にそれ
を流れる電流の大きさに依存する。従って、流量計の校
正すなわちある特定の入力値に対して出力が仕様で決め
られた範囲内になるように流量計を調整することは、一
般に次のようにして行なわれる。すなわち、空間に流量
計を正しい方向に配置した後、それの少なくとも一端を
閉じて流れのない状態を確保し、熱抵抗線の配置された
分枝部に対向したホイ―トストンブリッジの分枝部に接
続された抵抗の値を変えて熱抵抗線における電流の値を
基準値に等しくさせ、そして熱抵抗線の温度を所望の一
定値に調節することにより行なわれる。
【0003】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな流量計はその使用する回路や校正に関して欠点があ
る。実際、熱抵抗線の温度を一定に維持するためにホイ
―トストンブリッジと共に用いられる制御ル―プの良好
な安定性を得るためには非常に精密で従って高価な校正
要素を用いなければならない。さらに、ホイ―トストン
ブリッジはその二つの入力分枝部の一方に電位差計から
成り得る可変抵抗を備え、それの調整は手動で行なわ
れ、このような操作は本来避けたい動作である。そこで
このような手動調整を避けるために、可変抵抗として電
子回路で制御される電界効果形トランジスタを用いて自
動調整を行なうようにすることができるが、そのような
構成要素の熱ドリフトが大きいという問題に直面する。
公知の流量計では、決められた位置に流量計をあらかじ
め位置決めする必要がある。その結果、装置は特にその
操作に十分に精通した者(常にそうとは限らない)によ
って利用されることを意味している。そこで、本考案の
目的は、これらの欠点を解消するために、校正を自動的
に行なうことのできる特に簡単な設計の流量計を提供す
ることにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】従って、本考案によれ
ば、入出力端子をもち、一定温度で熱い熱抵抗素子と、
入力と出力との間に上記熱抵抗素子を接続した可変利得
増幅器と、可変利得増幅器の入力と接地との間に接続さ
れ、一定でしかも上記可変利得増幅器の入力インピ―ダ
ンスに対して低い値の抵抗値をもつ定抵抗と、上記可変
利得増幅器の利得の値を調整して、得ようとする一定温
度に相応した所望の値の電流を上記熱抵抗素子に発生さ
せる利得制御装置とを有し、上記利得制御装置が、上記
可変利得増幅器が周囲温度で電流を供給し始める可変利
得増幅器の利得Gaを決め、そして可変利得増幅器の利得
の値を各瞬時に測定して調整するマイクロプロセッサか
ら成っていることを特徴とする熱抵抗素子を備えた流量
計が提供される。本考案による流量計では、校正操作を
相当簡単化できまた高レベルの科学的な訓練を受けてな
い者でも容易に行なうことができるという効果がもたら
される。
【0005】
【考案の実施の形態】以下、図面を参照して本考案を限
定しない例として本考案の種々の実施例に基づき本考案
の実施の形態について説明する。図1に示す一定温度で
熱い熱抵抗素子を備えた流量計は、可変利得増幅器1を
有し、この可変利得増幅器1の利得は利得制御装置2に
よって電子的に制御され得る。熱抵抗素子3(この例で
は温度が一定に保たれなければならない抵抗値Rfをもつ
線)はその一端Aを増幅器1の出力にまた他端Bを増幅
器1の入力にそれぞれ接続されている。他端Bはさらに
可変利得増幅器1の入力インピ―ダンスに対して低い値
R1の定抵抗4を介して接地されている。電圧計5によっ
て他端Bと接地Cとの間で測定された電圧は被測定流量
を表示する。熱抵抗線3の抵抗値Rfすなわちその温度は
増幅器1の利得Gの値に依存する。実際、Vac =(Rf+R
1)I、(ここでIは熱抵抗線3を流れる電流の大きさ)
であるので、 (Rf+R1)I=GR1I すなわち、G=1+Rf/R1 が得られる。その結果、利得Gの値が一定に維持されれ
ば、熱抵抗線3の抵抗値Rfも一定に維持される。本考案
による流量計においては、密閉されしかも適当に方向決
めされた検出器を用いることにより、利得Gの値は、熱
抵抗線3において所望の電流値が得られるように調整さ
れ得るが、しかしその場合には、常に検出器を正しく方
向決めする必要がある。そこで本考案では、校正は次の
ようにして行なわれ得る。雰囲気温度Taにおいて、熱抵
抗線3は、Rfa =Ro(1+αTa)であるような抵抗値Rf
a をもち、ここで、Roは0℃における線の抵抗値であ
り、αは熱係数である。その結果、図1の回路がル―プ
できる最小利得Gaが存在し、すなわち、可変利得増幅器
1は電流を供給する。これにより、 Ga=1+Rfa /R1=1+Ro/R1・(1+αTa) が得られる。熱抵抗線3がそれの動作温度になり、その
抵抗値が G=1+Rf/Rl=1+Ro/Rl(1+αT)となると、 次の関係が得られる。 G=1+(Ga−1)[(1+αT)/(1+αTa)] (1)ここで、(1+αT)/(1+αTa)はTの変動
範囲内の定数項である。Gaの値を測定することにより、
加えられるこになる利得の値Gを決めることができるこ
とが認められ得る。言い換えれば、式(1)により、熱
抵抗線3の到達されなければならない動作温度 (T) お
よび最小利得 (Ga) から、熱抵抗線3においてこの熱抵
抗線の所望の温度Tをもたらす電流Iを得るように可変
利得増幅器1を調整しなければならない利得の値 (G)
を決めることができる。従って、本考案による流量計
は、回路がル―プされたかどうか、すなわち増幅器1が
電流を供給するかどうかを測定する装置を有する。これ
らの装置は、加えられた利得の値Gを各瞬時に測定する
マイクロプロセッサにより形成される利得制御回路2に
作用する。従って、校正指令が例えばボタンを押すこと
によりマイクロプロセッサ2に与えられると、マイクロ
プロセッサは利得G=0を可変利得増幅器1に加え、可
変利得増幅器1は、回路がル―プするまでこの利得Gを
徐々に増大していく。この時、マイクロプロセッサ2
は、回路がル―プされたことを検出し、そして利得の値
Gaにおいてル―ピングが得られたことを測定する。その
後、マイクロプロセッサ2はあらかじめ決められた値Ga
を用いて式 (1) により値Gを計算し、この利得を可変
利得増幅器1に加える。その結果、熱抵抗線3は電流I
を搬送し、温度Tを所望の値に維持する。流量計の校正
について以下説明する。熱抵抗線3は校正動作中には加
熱されず、その結果空間における熱抵抗線3の方向決め
はこの校正の精度に影響を及ぼさないことが認められ得
る。
【0006】図2に示す本考案の実施例(本考案の範囲
はこの実施例に限定されるものではない)において、可
変利得増幅器1は実際二つの増幅器7、8の組立体によ
って構成され、これらの増幅器の間にはマイクロプロセ
ッサ2により制御されるデジタル−アナログ変換器9が
接続される。増幅器7は正の入力と負の入力とを備え、
正の入力は8KΩの値の抵抗10を介して接地され、それ
の負の入力は10KΩの値の抵抗11を介して接続点Bに接
続される。接続点Bと接地Cとの間に接続された抵抗4
は20Ωの非常に低い値をもつ。40KΩの抵抗12及びコン
デンサ13は増幅器7の負の入力と電圧Vdの現れる出力と
の間に並列に接続される。この電圧Vdは電圧Vbに相応
し、電圧Vbは−4に等しい利得をもつ増幅器7により増
幅され反転される。コンデンサ13を通してフィルタされ
た電圧Vdはデジタル−アナログ変換器9の基準電圧入力
に印加され、従ってデジタル−アナログ変換器9はマル
チプライヤとして用いられる。デジタル−アナログ変換
器9の二つの出力は増幅器8の負の入力および正の入力
にそれぞれ接続される。増幅器8の出力電流は縦続接続
された二つのトランジスタ14、15によって増幅され、出
力電圧Vaは熱抵抗線3の接続されるトランジスタ15のエ
ミッタに現れる。マイクロプロセッサ2は、その結果増
幅器7の出力電圧Vdに0と−1との間の係数を掛けるこ
とができ、xVb(Vbは接続点Bにおける電圧であり、x は
0〜4の間の係数である) に等しい電圧Vaが接続点Aに
得られる。コンデンサ6は出力電圧Vaをフイルタするた
め増幅器8の負の入力とトランジスタ15のエミッタとの
間に接続されている。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本考案による一定温度で熱い熱抵抗素子を備
えた流量計の電気的配線図。
【図2】 は流量計の一実施例を示す配線図。
【符号の説明】
1:可変利得増幅器、2:利得制御装置、3:熱抵抗素
子、4:定抵抗、5:電圧計。

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入出力端子をもち、一定温度で熱い熱抵
    抗素子と、入力と出力との間に上記熱抵抗素子を接続し
    た可変利得増幅器と、可変利得増幅器の入力と接地との
    間に接続され、一定でしかも上記可変利得増幅器の入力
    インピ―ダンスに対して低い値の抵抗値をもつ定抵抗
    と、上記可変利得増幅器の利得の値を調整して、得よう
    とする一定温度に相応した所望の値の電流を上記熱抵抗
    素子に発生させる利得制御装置とを有し、上記利得制御
    装置は、上記可変利得増幅器が周囲温度で電流を供給し
    始める可変利得増幅器の利得Gaを決め、そして可変利得
    増幅器の利得の値を各瞬時に測定して調整するマイクロ
    プロセッサから成っていることを特徴とする熱抵抗素子
    を備えた流量計。
JP1994002433U 1984-12-07 1994-03-22 熱抵抗素子を備えた流量計 Expired - Lifetime JP2522337Y2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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FR8418702 1984-12-07
FR8418702A FR2574538B1 (fr) 1984-12-07 1984-12-07 Montage electronique et methode d'etalonnage pour debitmetre a fil chaud

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JPH0744568U JPH0744568U (ja) 1995-11-21
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JP60273559A Pending JPS61139724A (ja) 1984-12-07 1985-12-06 熱抵抗素子を備えた流量計およびその較正方法
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EP (1) EP0187562B1 (ja)
JP (2) JPS61139724A (ja)
AT (1) ATE42635T1 (ja)
CA (1) CA1247240A (ja)
DE (1) DE3569821D1 (ja)
ES (1) ES8701982A1 (ja)
FR (1) FR2574538B1 (ja)

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