JP2677923B2 - Heating resistor type air flow meter - Google Patents

Heating resistor type air flow meter

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JP2677923B2 JP34856091A JP34856091A JP2677923B2 JP 2677923 B2 JP2677923 B2 JP 2677923B2 JP 34856091 A JP34856091 A JP 34856091A JP 34856091 A JP34856091 A JP 34856091A JP 2677923 B2 JP2677923 B2 JP 2677923B2
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培雄 赤松
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株式会社日立製作所
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Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明は、エンジン(内燃機関)の吸入空気流量計測用の発熱抵抗体式空気流量計にかかり、特にディジタル処理方式のエンジン制御装置に好適なパルス周波数出力型の発熱抵抗体式空気流量計に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention is an engine relates to the heating resistor type air flow meter for the intake air flow measurement (internal combustion engine), especially a digital processing scheme heating resistor suitable pulse frequency output type to the engine control device on body type air flow meter.

【0002】 [0002]

【従来の技術】従来の技術は、特開平 2 −77618 The prior art is, JP-A-2 -77,618
号公報に記載のように、出力調整回路とVF変換回路 No. As described in Japanese, the output adjusting circuit and VF converter
(電圧−周波数変換回路)に別々の基準電源を設け、基板温度変化出力信号の直流オフセット成分と増幅度成分を各々の電源電圧に温度依存性をもたせることによって調整するようになっていた。 (Voltage - frequency converter) to provide a separate reference power was so adjusted by to have a temperature dependency on the power supply voltage of each of the DC offset component and amplification of components of the substrate temperature changes the output signal. また、他の従来の装置では、 Further, in other prior art devices,
特開昭55−43447号公報に記載のように、空気温度補正回路に必要な電流は、定温度制御回路内の演算増幅器の出力から全て供給するようになっていた。 As described in JP 55-43447, JP-current necessary for the air temperature correction circuit, it was supposed to supply all the output of the operational amplifier in the constant-temperature control circuit.

【0003】一方、上記した従来技術とは別に、空気流量出力信号がパルス状をなし、その周波数が流量を表わすようになっているパルス周波数出力型の発熱抵抗体式空気流量計があり、その従来例を図6により説明する。 On the other hand, apart from the prior art described above, no air flow output signal is pulsed, there is a heating resistor type air flow meter pulse frequency output type whose frequency is adapted to represent the flow rate, the conventional an example will be described with reference to FIG.

【0004】図6において、1は定温度制御回路で、エンジンの吸入空気管内などの空気流中に設置された発熱抵抗体2に流れている加熱電流を演算増幅器53とトランジスタ64により制御し、その温度が気温よりも高い、所定の温度に一定に保たれるように制御する。 [0004] In FIG. 6, 1 is a constant temperature control circuit to control the heating current flowing through the heating resistor 2 installed in the airflow and intake air pipe of the engine by the operational amplifier 53 and transistor 64, its temperature is higher than the air temperature is controlled to be kept constant at a predetermined temperature. そして、このとき発熱抵抗体2の加熱に要した電流を、発熱抵抗体2に直列に接続した抵抗56の電圧降下として取り出し、エンジンの吸入空気管内などの空気流中での空気流量(流速)を表わす電圧信号V 2を検出する。 Then, the current required for heating of the heating resistor 2 at this time, the heating resistor 2 is taken out as a voltage drop across the resistor 56 connected in series, air flow rate in an air stream, such as the intake air pipe of the engine (flow velocity) detecting the voltage signal V 2 representing the.

【0005】すなわち、この状態においては、電流検出用の抵抗56で検出される発熱抵抗体2の温度制御に要した加熱電流は、空気通路を通過する測定空気の流量に対し所定の関数関係を示し、従って、これが流量信号となる。 [0005] That is, in this state, heating current required for temperature control of the heating resistor 2 which is detected by the resistor 56 for current detection, a predetermined functional relationship to the flow rate of the measurement air passing through the air passage shows, therefore, this is the flow rate signal. しかして、前記の加熱電流は、測定すべき空気の温度により変化するので、これを空気温度補正回路50 Thus, the heating current is so changed by the temperature of the air to be measured, which air temperature correction circuit 50
を用いて補正する。 It corrected using the. この空気温度補正回路50は定温度制御回路1の一部を構成し、空気温度検出抵抗体57と抵抗58、61及び演算増幅器54からなり、空気温度検出抵抗体57の空気温度変化による抵抗値変化に基づき流量計の出力信号が空気温度変化に対して補正されるように、発熱抵抗体2の制御目標温度を変化させるのである。 The air temperature correction circuit 50 constitutes a part of the constant temperature control circuit 1 consists of an air temperature detecting resistor 57 and the resistor 58, 61 and operational amplifier 54, the resistance value due to air temperature changes in the air temperature detecting resistors 57 based on the change so that the output signal of the flow meter is corrected for air temperature changes, it is to change the control target temperature of the heating resistor 2.

【0006】こうして定温度制御回路1から出力された電圧信号V 2は、演算増幅器11と抵抗12、13で構成された出力調整回路40に入力され、直流オフセットと振幅(スパン)が所定の状態になるように処理された後、積分器14、比較器15、それに抵抗16、17、 [0006] Thus the voltage signal V 2 output from the constant-temperature control circuit 1 is input to the output adjusting circuit 40 which is constituted by operational amplifier 11 and resistors 12 and 13, a DC offset and amplitude (span) is a predetermined state after being treated to be, an integrator 14, a comparator 15, resist it 16,17,
18とで構成されたVF変換回路(電圧−周波数変換回路)20に入力され、ここで電圧信号V 2の大きさに応じた周波数をもつパルス信号に変換され、バッファとして働くインバータ回路19を介してパルス周波数信号f 18 and configured VF converter circuit - is input (voltage frequency conversion circuit) 20, is converted here into a pulse signal having a frequency corresponding to the magnitude of the voltage signal V 2, via an inverter circuit 19 which acts as a buffer Te pulse frequency signal f
outとして出力されることになる。 It will be output as out. 従って、この従来技術によれば、流量出力がパルスとして得られるため、エンジン制御装置など、ディジタル処理に好適な発熱抵抗体式空気流量計を提供することができる。 Therefore, according to this prior art, the flow rate output can be obtained as a pulse, such as an engine control device, it is possible to provide a suitable heating resistor type air flow meter digital processing.

【0007】ところで、この図6の従来技術では、電源V Bからサージなどを除くための抵抗51とツェナーダイオード52の外に、出力調整回路用の基準電源70 By the way, in the prior art of FIG. 6, in addition to the resistor 51 and zener diode 52 for removing surge from the power supply V B, the reference power source 70 for output adjustment circuit
と、VF変換回路用の基準電源71とを備えていた。 When had a reference power supply 71 for VF converter. 空気温度検出抵抗体57は抵抗58、61と共に演算増幅器54の電圧帰還回路を構成しているので、空気温度検出抵抗体57の抵抗値が低くなる程、演算増幅器54はより多くの出力電流を必要とする。 The air temperature detecting resistor 57 constitute a voltage feedback circuit of the operational amplifier 54 with resistors 58 and 61, as the resistance value of the air temperature detecting resistor 57 is low, operational amplifier 54 is more output current I need. そこで、サージなどにより、電源電圧V Bに現われる過電圧から演算増幅器等の能動素子を保護する為に、このように抵抗51とツェナーダイオード52を用いた場合、定温度制御回路1 Therefore, the surge, when in order to protect the active elements such as operational amplifiers from overvoltage appearing on the power supply voltage V B, using thus the resistor 51 and zener diode 52, a constant temperature control circuit 1
と出力調整回路40、それにVF変換回路20への電源電流が全て抵抗51を介して供給されるので、演算増幅器54の消費電流が増加すると抵抗51による電圧降下が大きくなり、パワートランジスタ64を除く各能動素子に供給される電源電圧V CCが低下する。 Output adjustment circuit 40, it since the supply current to the VF converter 20 is supplied through all resistors 51 and the voltage drop becomes large due to the resistor 51 increases the current consumption of the operational amplifier 54, except the power transistor 64 supply voltage V CC supplied to each active element is lowered.

【0008】 [0008]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、基準電源の共通化についての配慮がされておらず、流量計測回路に必要な出力調整回路とVF変換回路に、それぞれ別個の基準電源を用いているため、構成が複雑であった。 THE INVENTION Problems to be Solved The prior art has not been consideration for common reference power source, the output adjustment circuit and the VF converter required flow measurement circuit, respectively using a separate reference source and for that, the configuration is complicated. また、従来技術は、電源電圧が低下したときでの動作についての充分な配慮がされておらず、電源電源低下に対する動作余裕度の点に問題があった。 Further, the prior art has not been that sufficient consideration for operation when the supply voltage drops, a problem in view of operating margin for the power supply decreases.

【0009】本発明の目的は、より小規模な基板回路構成で、DCオフセット値と増幅特性の双方の温度特性が広い範囲で調整可能な発熱抵抗体式空気流量計を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a more in small-scale substrate circuitry, adjustable heat resistor type air flow meter in a wide range of both temperature characteristic of the DC offset value and the amplification characteristic.

【0010】本発明の他の目的は、演算増幅器の電源電流を低減させることであり、更に電源電圧の異常上昇時にも充分対応でき、且つ電源電圧の低下時にもかなりの範囲で正常な動作が可能な発熱抵抗体式空気流量計を提供することにある。 Another object of the present invention is to reduce the supply current of the operational amplifier, further also be sufficiently correspond to the abnormal rise in the power supply voltage, and normal operation in a large extent even when the power supply voltage drops is and to provide a possible heating resistor type air flow meter.

【0011】 [0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為に、バンドギャップ電圧源回路を設け、出力調整回路のオフセット電圧とVF変換回路の変換特性に別々の温度特性を持たせ得るようにしたものであり、このとき、出力調整回路のオフセット電圧に温度調整を持たせる為には、出力調整回路を構成する抵抗に、バンドギャップ電圧源回路から温度に比例した電流を流すようにし、VF To achieve the above object, according to the solution to ## provided a bandgap voltage source circuit, and so can not have a separate temperature characteristic conversion characteristic of the offset voltage and VF converter output adjustment circuit is intended, this time, in order to have a temperature adjustment in the offset voltage of the output adjusting circuit, the resistor constituting the output adjustment circuit, so as to flow a current proportional to the temperature from the band-gap voltage source circuit, VF
変換回路の変換特性に温度依存性を持たせる為には、V In order to have a temperature dependency characteristics of the conversion circuit, V
F変換回路を構成する比較器のスレッショールド電圧をバンドギャップ電圧源回路から供給することにより、その特性に温度依存性を持たせるようにしたものである。 By supplying the threshold voltage of the comparator constituting the F conversion circuit from the band gap voltage source circuit, in which so as to have a temperature dependence on their characteristics.
更に、空気温度補正回路で消費する電流の一部又は全部を発熱抵抗体に電流を供給するトランジスタより供給するようにしたものである。 Moreover, in which then supplied from the transistor for supplying a current to some or all of the current consumed by the air temperature correction circuit to the heating resistor.

【0012】 [0012]

【作用】バンドギャップ基準電源回路は、2個のトランジスタに電流密度が所定の比にあるコレクタ電流を流したときに、各々のトランジスタのベース・エミッタ間電圧の差が一方のトランジスタのエミッタに直列に接続された抵抗による電圧降下の差と等しくなる様に構成され、抵抗による電圧降下とベース・エミッタ間電圧の和を基準電圧源として用いるようになっている。 [Action] Bandgap voltage reference circuit, when the current density in the two transistors is shed collector current at a predetermined ratio, the difference in base-emitter voltage of each transistor is in series with the emitter of one transistor and is configured so as be equal to the difference between the voltage drop, is the sum of the voltage drop and the base-emitter voltage by the resistor used as the reference voltage source by a resistor connected. このとき、各トランジスタのコレクタ電流は、サーマルボルテージV T =kT/qに比例した値となり、絶対温度に比例すると共に、トランジスタのベース・エミッタ間電圧は温度の上昇に対し減少する特性を示す。 In this case, the collector currents of the transistors has a value proportional to the thermal voltage V T = kT / q, as well as proportional to absolute temperature, the base-emitter voltage of the transistor has the characteristics of reduced to increase in temperature. そして、これにより得られる基準電圧は、抵抗値を調整することにより任意の温度特性を持たせることができ、さらに、コレクタ電流をカレントミラー等の手段を用いて取り出すことによって温度特性を持つ定電流源を得ることができる。 And thereby the reference voltage obtained can be made to have an optional temperature characteristic by adjusting the resistance, further, a constant current having a temperature characteristic by taking out the collector current by using a means such as a current mirror source can be obtained.

【0013】そこで、VF変換回路のスレッショールド電圧など、電圧変化により変換特性が変化するような回路に、このバンドギャップ基準電源回路を用いた場合、 [0013] Therefore, such threshold voltage VF converter circuit, if the conversion characteristic by the voltage change in the circuit that varies, with the band gap reference power supply circuit,
或いはコレクタ電流に比例する電流をオペアンプの入力バイアス等に加えた場合、基準電圧を調整することによって増幅特性の温度特性が調整でき、同様に、電流バイアスされたオペアンプの入力インピーダンスを変えることによりオフセット電圧の温度特性を調整することができる。 Or when a current proportional to the collector current was applied to the input bias, etc. of the operational amplifier, the reference voltage can be adjusted the temperature characteristic of the amplification characteristic by adjusting, similarly, offset by changing the input impedance of the operational amplifier which is current bias it is possible to adjust the temperature characteristic of the voltage.

【0014】空気温度補正回路は空気通路中に設置された空気温度検出抵抗体を演算増幅器の帰還抵抗として用いた直流増幅回路であり、定温度制御回路の一部を構成し、空気温度の変化に伴い空気温度検出抵抗体の抵抗値が変化することにより、発熱抵抗体の設定温度が変化する。 [0014] air temperature correction circuit is a DC amplifier circuit using an air temperature detecting resistor disposed in the air passage as a feedback resistor of the operational amplifier, constitutes a part of the constant temperature control circuit, a change in air temperature by the resistance value of the air temperature detecting resistor varies with the set temperature of the heating resistor is changed. このとき、空気温度検出抵抗体の抵抗値が低い場合には、空気温度補正回路の補正効果を得る為に空気温度検出抵抗体を含む帰還回路に空気温度検出抵抗体の抵抗値に反比例して大きな電流を流す必要が有る。 At this time, when the resistance value of the air temperature detecting resistors is low, and inversely proportional to the feedback circuit including an air temperature detecting resistors in order to obtain the effect of correcting the air temperature correction circuit to the resistance value of the air temperature detecting resistors necessary to pass a large current is present.

【0015】この電流を演算増幅器より供給した場合、 [0015] When supplied from the current operational amplifier,
演算増幅器の電源電流が増大し、演算増幅器の電源回路に設ける保護抵抗を小さくする必要が生じる。 Supply current of the operational amplifier is increased, it is necessary to reduce the protection resistor is provided in the power supply circuit of the operational amplifier.

【0016】そこで、空気温度補正回路が消費する電流の一部又は全部を、発熱抵抗体に電流を供給するパワートランジスタから供給すると、演算増幅器の電源電流が増大することがなくなり、この結果、動作可能な最低電源電圧が上昇するのが抑えられ、低電圧でも動作するようにできる。 [0016] Accordingly, some or all of the current air temperature correction circuit is consumed is supplied from the power transistor for supplying current to the heating resistor, it is not possible to supply current of the operational amplifier is increased, as a result, operation is suppressed to a minimum power supply voltage can rises, can be made to operate at a low voltage.

【0017】 [0017]

【実施例】以下、本発明による発熱抵抗体式空気流量計について、図示の実施例により詳細に説明する。 EXAMPLES Hereinafter, the heating resistor type air flow meter according to the present invention will be described in more detail by the examples illustrated. 図1は本発明の一実施例で、図において、1は定温度制御回路で、エンジンの吸入空気管内などの空気流中に設置された発熱抵抗体2に流れている加熱電流を制御し、その温度が気温よりも高い、所定の温度に一定に保たれるように制御する。 Figure 1 is one embodiment of the present invention, reference numeral 1 is a constant temperature control circuit to control the heating current flowing through the heating resistor 2 installed in the airflow and intake air pipe of the engine, its temperature is higher than the air temperature is controlled to be kept constant at a predetermined temperature. そして、このとき発熱抵抗体2の加熱に要した電流を、発熱抵抗体2に直列に接続した抵抗56の電圧降下として取り出し、エンジンの吸入空気管内などの空気流中での空気流量(流速)を表わす電圧信号V 2を検出する。 Then, the current required for heating of the heating resistor 2 at this time, the heating resistor 2 is taken out as a voltage drop across the resistor 56 connected in series, air flow rate in an air stream, such as the intake air pipe of the engine (flow velocity) detecting the voltage signal V 2 representing the.

【0018】40は出力調整回路で、演算増幅器11と抵抗12、13で構成され、定温度制御回路1から供給される電圧信号V 2の直流オフセットと振幅(スパン)を調整する働きをする。 [0018] 40 in the output adjusting circuit is constituted by the operational amplifier 11 and resistors 12 and 13, it serves to adjust the DC offset and the amplitude of the voltage signal V 2 supplied from the constant temperature control circuit 1 (span). 20はVF変換回路(電圧−周波数変換回路)で、積分器14、比較器15、それに抵抗16、17、18とで構成され、電圧信号V 2の大きさに応じた周波数をもったパルス信号に変換し、インバータ回路19を介してパルス周波数信号f outを出力する働きをする。 20 VF converter - in (voltage frequency conversion circuit), an integrator 14, a comparator 15, is composed of a resistor 16, 17 and 18 thereto, a pulse signal having a frequency corresponding to the magnitude of the voltage signal V 2 converted to, and serves to output a pulse frequency signal f out via the inverter circuit 19. なお、以上は、図6で説明した従来技術と同じである。 Incidentally, the above are the same as in the prior art described in FIG.

【0019】この図1の実施例に於いて、30はバンドギャップ基準電源回路(バンドギャップ電圧源回路)で、 [0019] In the embodiment of FIG. 1, 30 in the band gap reference power supply circuit (bandgap voltage source circuit),
2個のダイオード接続されたトランジスタ3、4と、演算増幅器6、それに抵抗7、8、9により構成され、演算増幅器6の出力電圧として温度依存性をもった基準電圧を得ることができる。 And two diode-connected transistors 3 and 4, the operational amplifier 6 is composed of a resistor 7, 8, 9 it is possible to obtain a reference voltage having a temperature dependency as the output voltage of the operational amplifier 6. 発熱抵抗体2と定温度制御回路1により得られた検出信号V 2は抵抗10を介して演算増幅器11に入力され、この演算増幅器11の入力端子と抵抗10との間にコレクタを接続したトランジスタ5 The heating resistor 2 detection signal V 2 obtained by the constant-temperature control circuit 1 is input to the operational amplifier 11 via a resistor 10, a transistor including a collector connected between the input terminal and the resistor 10 of the operational amplifier 11 5
のコレクタ電流に温度依存性を持たせることにより、流量計の出力信号のオフセット成分の温度特性を調整することができる。 By having temperature dependency to the collector current of, it is possible to adjust the temperature characteristic of the offset component of the output signal of the flow meter.

【0020】また、VF変換回路20の変換特性は、積分器14の積分時定数と抵抗16、17、18によって基準電圧を分圧して得られるシステリシス電圧に反比例するので、バンドギャップ基準電源回路30により基準電圧に温度特性を持たせることにより、VF変換回路2 Further, the conversion characteristics of the VF converter circuit 20 is inversely proportional to Shisuterishisu voltage obtained by dividing the reference voltage divided by the integration time constant and the resistance 16, 17, 18 of the integrator 14, the band gap reference power supply circuit 30 by having the temperature characteristic to the reference voltage by, VF converter 2
0の変換特性に温度依存性を持たせることができる。 It can have the temperature dependency characteristics of the 0.

【0021】この実施例に記載のバンドギャップ基準電源回路30に於いては、トランジスタ3、4に流れる電流は、演算増幅器6を用いることにより、抵抗8、9の抵抗値により定められる一定比率となる、このときトランジスタ3のベース・エミッタ間電圧と抵抗7の電圧降下の和と、トランジスタ4のベース・エミッタ間電圧が等しくなるように演算増幅器6の出力電圧が安定する。 [0021] The In the band gap reference power supply circuit 30 according to this embodiment, the current flowing through the transistors 3 and 4, by using an operational amplifier 6, a constant ratio determined by the resistance value of the resistor 8 and 9 made, this time the sum of the voltage drop across the base-emitter voltage of the transistor 3 resistors 7, the output voltage of the operational amplifier 6 so that the base-emitter voltage of the transistor 4 are equal to stabilize.

【0022】抵抗7の電圧降下は、トランジスタ3、4 The voltage drop across the resistor 7, transistors 3 and 4
のベース・エミッタ間電圧の差に等しく、これはサーマルボールテージV T =kT/qに比例した値となるので、抵抗8、9とトランジスタ3、4に流れる電流、及びトランジスタ4とカレントミラー回路を構成するトランジスタ5の電流は正の温度特性を有する。 Equal to the difference between the base-emitter voltages of, because this is a value proportional to the thermal balls Stage V T = kT / q, the current flowing through the resistor 8 and 9 and transistors 3 and 4, and the transistor 4 a current mirror circuit current of the transistor 5 forming the can has a positive temperature characteristic.

【0023】良く知られているように、一般にトランジスタのベース・エミッタ間電圧は負の温度係数を有するから、トランジスタ3、4のベース・エミッタ間電圧と、サーマルボルテージV Tに比例する抵抗7の電圧降下との和であるバンドギャップ基準電源回路30の出力である基準電圧は、抵抗7、8、9の抵抗値を変えることにより任意の温度係数を設定でき、従って、この実施例によれば、これらの抵抗値の調整により、VF変換回路20の変換特性に任意の温度係数を持たせることができる。 [0023] As is well known, generally from the base-emitter voltage of the transistor has a negative temperature coefficient, and the base-emitter voltage of the transistors 3 and 4, the resistor 7 which is proportional to the thermal voltage V T reference voltage which is the output of the bandgap reference power supply circuit 30 is the sum of the voltage drop can be set to any temperature coefficient by changing the resistance value of the resistor 7, 8, 9, therefore, according to this embodiment , by adjusting the value of these resistors, you can have any temperature coefficient characteristics of the VF converter 20.

【0024】また、トランジスタ5の電流は正の温度係数を持つので、抵抗10の抵抗値を選定するにより、出力信号のオフセット成分の温度特性を任意に調整することができ、従って、この実施例によれば、電子回路を構成する各素子の温度変化による流量計の出力誤差を充分に補正することができる。 Further, since the current of the transistor 5 having a positive temperature coefficient, and more selecting the resistance value of the resistor 10, it can be arbitrarily adjust the temperature characteristic of the offset component of the output signal, therefore, this embodiment according to, it is possible to sufficiently correct the output error of the flowmeter due to temperature changes of the respective elements constituting the electronic circuit.

【0025】次に、図2は本発明の別の一実施例で、この実施例は、トランジスタ23、24、25のベース電流を、演算増幅器6の出力を分圧する抵抗26、27より供給するようにしたものであり、その他の構成は図1 Next, FIG. 2 in another embodiment of the present invention, this embodiment, the base current of the transistor 23, 24, 25, and supplies than the resistance 26 and 27 for dividing the output of the operational amplifier 6 It is obtained by way other configurations 1
の実施例と同じである。 Is the same as that of Example. この実施例によれば、トランジスタ23と24のベース電流によるコレクタ電流の誤差が解消でき、且つ、抵抗26、27の抵抗値を選定することにより、基準電圧の電圧値を、その温度係数とは独立に任意に選定することができる。 According to this embodiment, the error of the collector current by the base current of the transistor 23 and 24 can be eliminated, and, by selecting the resistance values ​​of the resistors 26 and 27, the voltage value of the reference voltage, and its temperature coefficient it can be optionally selected independently.

【0026】また、図3は、本発明の別の一実施例で、 Further, FIG. 3, in another embodiment of the present invention,
この実施例は、図1及び図2の実施例における演算増幅器6及び抵抗8、9の代りに、トランジスタ37、3 This embodiment, instead of the operational amplifier 6 and resistor 8 and 9 in the embodiment of FIGS. 1 and 2, the transistor 37,3
8、43、44を用い、これにより正の温度係数を有する電流を取り出すようにしたものである。 With 8,43,44, thereby in which it was taken out a current having a positive temperature coefficient. この図3の実施例によれば、定温度制御回路1により得られる検出信号V 2がトランジスタの飽和電圧より小さい場合にも使用でき、又、出力調整回路40てら構成する演算増幅器11の反転、非反転の両入力端子に、温度係数を有するバイアス電流を与えるようにしているので、出力信号のオフセット成分温度特性を正領域と負領域に互って任意に設定することができる。 According to the embodiment of FIG. 3, can also be used when the detection signal V 2 obtained by the constant temperature control circuit 1 is smaller than the saturation voltage of the transistor, also, the inversion of the operational amplifier 11 constituting the output adjustment circuit 40 Temple, to the input terminals of the non-inverting, since to give a bias current having a temperature coefficient can be set arbitrarily I each other an offset component temperature characteristic of the output signal in the positive area and negative area.

【0027】次に、本発明の更に別の実施例について説明する。 A description will now be given of still another embodiment of the present invention. 図4は本発明の一実施例で、発熱抵抗体2は空気通路中に設置され、定温度制御回路1によって、一定の抵抗値、即ち一定の温度になるように加熱制御される。 Figure 4 is one embodiment of the present invention, the heating resistor 2 is disposed in the air passage, the constant temperature control circuit 1, a constant resistance value, that is, heating control so that a constant temperature. この状態に於いて、電流検出抵抗56の電圧降下として得られる、発熱抵抗体2の制御に要した加熱電流は、空気通路を通過する被測定空気の流量に対し一定の関数となり、これが流量計の出力信号V 2となる。 In this state, obtained as a voltage drop across the current sensing resistor 56, the heating current required for the control of the heating resistor 2 becomes a constant function with respect to the flow rate of the measured air passing through the air passage, which flow meter the output signal V 2.

【0028】然るに、この加熱電流は、被測定空気の温度により変化するので、これを空気温度補正回路50を用いて補正する。 [0028] However, the heating current, since the change in the temperature of the measured air, which is corrected by using air temperature correction circuit 50. この空気温度補正回路50は定温度制御回路1の一部を構成し、空気温度検出抵抗体57、抵抗58、61及び演算増幅器54より成り、空気温度検出抵抗体57の空気温度変化による抵抗値変化に基づき、流量計の出力信号が空気温度変化に応じて補正されるように、発熱抵抗体2の制御目標温度を変化させる。 The air temperature correction circuit 50 constitutes a part of the constant temperature control circuit 1 consists of an air temperature detecting resistor 57, resistor 58, 61 and operational amplifier 54, the resistance value due to air temperature changes in the air temperature detecting resistors 57 based on the change, so that the output signal of the flow meter is corrected in accordance with the air temperature changes, it changes the control target temperature of the heating resistor 2.

【0029】このとき、演算増幅器54の出力でトランジスタ55を制御し、トランジスタ64から電流を空気温度検出抵抗体57に供給するようにしてある。 [0029] At this time, by controlling the transistor 55 at the output of the operational amplifier 54, are the current from the transistor 64 is supplied to the air temperature detecting resistors 57. 図6の従来技術で説明したように、空気温度検出抵抗体57は抵抗58、61と共に演算増幅器54の電圧帰還回路を構成しているので、空気温度検出抵抗体57の抵抗値が低い程、演算増幅器54はより多くの出力電流を必要とする。 As described in the prior art of FIG. 6, the air temperature detecting resistor 57 constitute a voltage feedback circuit of the operational amplifier 54 with resistors 58 and 61, as the resistance value of the air temperature detecting resistors 57 is low, the operational amplifier 54 requires more output current.

【0030】そこで、流量計の電源電圧V Bに現われるサージなどによる過電圧から演算増幅器等の能動素子を保護する為に、抵抗51とツェナーダイオード52からなる保護回路が用いられているが、この場合、演算増幅器11、53、54及びバンドギャップ基準電源回路3 [0030] Therefore, in order to protect the active elements such as operational amplifier from an overvoltage by surge that appears in the power supply voltage V B of the flow meter, a protective circuit including the resistor 51 and zener diode 52 is used, in this case , operational amplifiers 11,53,54 and the band gap reference power supply circuit 3
0の電源電流は抵抗51を介して供給されるので、演算増幅器54の消費電流が増加すると抵抗51による電圧降下が大きくなり、パワートランジスタ64を除く各能動素子に供給される電源電圧V CCが低下してしまうが、 Since 0 of the power supply current is supplied via the resistor 51, the current consumption of the operational amplifier 54 the voltage drop becomes large due to the resistor 51 is increased, the power supply voltage V CC supplied to each active element, except the power transistor 64 is It decreases but,
この図4の実施例によれば、演算増幅器54の出力トランジスタ55が出力する電流を、発熱抵抗体2を加熱する為のパワートランジスタ64の出力電流から供給するので、空気温度補正回路50で消費される電流が増大しても抵抗51による電圧降下が増大せず、回路動作用の電源電圧V CCが低下してしまうのを抑えることができるので、流量計の電源電圧V Bが低下した場合にも回路を動作させ、発熱抵抗体2に電流を供給することができ、 According to the embodiment of FIG. 4, the current output transistor 55 of operational amplifier 54 is outputted, since the supply from the output current of the power transistor 64 for heating the heating resistor 2, consumption at an air temperature compensation circuit 50 without voltage drop increases due to resistance 51 even when the current is increased to be, since the power supply voltage V CC for circuit operation can be prevented from being lowered, when the power supply voltage V B of the flow meter drops also to operate the circuit, it is possible to supply current to the heating resistor 2,
更にバンドギャップ基準電源回路30の出力電圧V REF And the output voltage V REF of the band gap reference power supply circuit 30
の温度係数を大きくしても、より広い電源電圧V Bの範囲で動作させることができる。 Even by increasing the temperature coefficient of, it can be operated in a wider range of power supply voltage V B.

【0031】従って、この実施例によれば、空気温度検出抵抗体57の抵抗値が小さく空気温度補正回路50で消費する電流が増大した場合に於いても、定温度制御回路1の最大出力電圧及びバンドギャップ基準電源回路3 [0031] Therefore, according to this embodiment, even in a case where the current consumed by the air temperature correction circuit 50 resistance small air temperature detecting resistors 57 is increased, the maximum output voltage of the constant temperature control circuit 1 and the band gap reference power supply circuit 3
0の出力電圧が低下しない効果が有る。 The effect of 0 of the output voltage does not drop there.

【0032】次に、図5は本発明の更に別の一実施例で、この実施例では、パワートランジスタ64のエミッタと空気温度補正回路50の演算増幅器54の出力との間に抵抗65が設けてあり、空気温度検出抵抗体57を流れる電流は、演算増幅器54の出力から供給されるだけではなく、この抵抗65を介してパワートランジスタ64からも供給されることになり、この抵抗65より供給される電流の分だけ演算増幅器54の出力電流が低減される。 Next, FIG. 5 in yet another embodiment of the present invention, in this embodiment, the resistor 65 is provided between the output of the operational amplifier 54 of the emitter and the air temperature compensation circuit 50 of the power transistor 64 There Te, the current flowing through the air temperature detecting resistors 57 is not only supplied from the output of the operational amplifier 54, also would be supplied from the power transistor 64 via the resistor 65, supplied by the resistor 65 output current of an amount corresponding operational amplifier 54 of the current is reduced.

【0033】また、この実施例に於いては、バンドギャップ基準電源回路30にダイオード45が設けてあり、 Further, the In this embodiment, Yes and the diode 45 is provided to the bandgap reference power supply circuit 30,
これによりVF変換回路20の電源電圧は、基準電圧V Thus the power supply voltage of the VF converter circuit 20, a reference voltage V
REFよりダイオード45の順方向電圧降下分だけ差が出るようにしてある。 Difference by the forward voltage drop of the diode 45 from the REF are as exits. これにより、基準電圧V REFの温度特性とは別に、このダイオード45の順方向電圧降下の温度変化によってVF変換回路20の温度特性が与えられるようにしてある。 Thus, the temperature characteristic of the reference voltage V REF separately, are as given temperature characteristic of VF converter circuit 20 by a temperature change of the forward voltage drop of the diode 45.

【0034】従って、この実施例によれれば、演算増幅器54として、出力トランジスタのコレクタ端子が取り出せないようになっている汎用品を用いて定温度制御回路1を構成した場合に於いても、空気温度補正回路50 [0034] Therefore, Yorere to this embodiment, as an operational amplifier 54, even in a case where the collector terminal of the output transistor is the constant temperature control circuit 1 by using a general-purpose products that are adapted to not be taken out, air temperature correction circuit 50
の消費電流による抵抗51の電圧降下を低減でき、且つ、ダイオード45の温度特性により基準電圧V REFとは異なる温度特性VF変換回路20に与えることができるという効果がある。 It can reduce the voltage drop across the resistor 51 by the current consumption of, and, there is an effect that it is possible to provide a different temperature characteristic VF converter circuit 20 and the reference voltage V REF by the temperature characteristics of the diode 45.

【0035】 [0035]

【発明の効果】本発明によれば、流量検出用の電子回路の温度特性を、オフセット成分と増幅度成分に分けて各々独立に調整できるので、電子回路を構成する素子の温度変化等による出力信号の特性変化を任意に補償することができる。 According to the present invention, the temperature characteristics of the electronic circuit for flow rate detection, can be adjusted to independently divided into amplification degree component and an offset component, the output due to a temperature change or the like of elements constituting the electronic circuit it can optionally compensate changes in the characteristics of the signal. また、バンドギャップ基準電源回路を用いたので、補正に必要な温度計数を、トランジスタの常温における電圧から一意的に定めることができるので、調整が容易に行なえる。 Moreover, since a band gap reference power supply circuit, the temperature coefficient needed for correction, it is possible to determine uniquely the voltage at room temperature of the transistor, easily be adjusted.

【0036】更に、空気温度補正回路で消費する電流を発熱抵抗体に加熱電流を供給する回路から供給するようにしたので、電源回路に直列に接続した保護用の抵抗による電圧降下を低減でき、この結果、より広い電源電圧範囲に於いてバンドギャップ基準電源回路の電圧変化を持たせることができ、流量計の電源電圧動作範囲を広げることができる。 Furthermore, since to supply the heating current the current consumed by the air temperature correction circuit to the heating resistor from the circuit for supplying, can reduce voltage drop due to resistance of the protective connected in series to the power supply circuit, As a result, it is possible to provide a voltage change of the band gap reference power supply circuit at a wider supply voltage range, it is possible to widen the voltage operating range of the flow meter.

【0037】ところで、以上の実施例では、特に説明しなかったが、このような回路は集積回路化されて使用されるのが通例であるが、このとき、バンドギャップ基準電源回路30を他の回路、特にVF変換回路20と同一の基板に形成することが望ましく、このようにすることにより各回路素子の温度が均一になり、温度補正を更に有効に働かせることができる。 [0037] In the above embodiment, although not specifically described, but that this type of circuit is used in an integrated circuit of is customary, this time, a band gap reference power supply circuit 30 of the other circuit, it is particularly desirable to form the VF converter 20 the same substrate as the temperature of the circuit elements by such becomes uniform, it is possible to exert a temperature correction more effective.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明による発熱抵抗体式空気流量計の第1の実施例を示す回路図である。 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the thermal type air flow meter according to the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例を示す回路図である。 Is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention; FIG.

【図3】本発明の第3の実施例を示す回路図である。 3 is a circuit diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4の実施例を示す回路図である。 4 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第5の実施例を示す回路図である。 5 is a circuit diagram showing a fifth embodiment of the present invention.

【図6】発熱抵抗体式空気流量計の従来例を示す回路図である。 6 is a circuit diagram showing a conventional example of the thermal type air flow meter.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 定温度制御回路 2 発熱抵抗体 20 VF変換回路 30 バンドギャップ基準電源回路 40 出力特性調整回路 50 空気調整温度補正回路 51 保護抵抗 52 ツェナーダイオード 57 空気温度検出抵抗体 1 constant temperature control circuit 2 heating resistors 20 VF converter 30 Bandgap voltage reference circuit 40 output characteristic adjusting circuit 50 air regulating the temperature compensation circuit 51 protection resistor 52 zener diode 57 air temperature detecting resistors

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】 (57) [the claims]
  1. 【請求項1】 空気通路中に配設した発熱抵抗体の温度が一定値を保つように該発熱抵抗体に供給されている電流を制御する定温度制御回路と、上記発熱抵抗体に供給されている電流を電圧に変換するための電流検出用抵抗と、この電流検出用抵抗に現われる電圧を増幅する出力特性調整回路と、この出力特性調整回路の出力電圧を周波数に変換する電圧−周波数変換回路とを備えた発熱抵抗体式空気流量計において、バンドギャップ電圧源回路を設け、上記出力特性調整回路のバイアス電圧を、このバンドギャップ電圧源回路から得られるバンドギャップ電圧によって設定し、上記電圧−周波数変換回路の基準電圧を上記バンドギャップ電圧源回路の出力電圧により設定するように構成したことを特徴とする発熱抵抗体式空気流量計。 1. A a constant temperature control circuit for controlling a current temperature of the heating resistor which is arranged in the air passage is supplied to the heat generating resistor so as to maintain a constant value, is supplied to the heating resistor and the current detection resistor for converting the voltage current and an output characteristic adjusting circuit that amplifies the voltage appearing at the current detection resistor, the voltage for converting the output voltage of the output characteristic adjusting circuit to a frequency - frequency conversion in the heating resistor type air flow meter having a circuit, provided with a band-gap voltage source circuit, the bias voltage of the output characteristic adjusting circuit, set by a band-gap voltage obtained from the band-gap voltage source circuit, the voltage - heating resistor type air flow meter of the reference voltage of the frequency converter circuit, characterized by being configured to set the output voltage of the bandgap voltage source circuit.
  2. 【請求項2】 請求項1の発明において、上記電圧−周波数変換回路と上記バンドギャップ電圧源回路とが同一シリコン基板上に集積回路化して構成されていることを特徴とする発熱抵抗体式空気流量計。 2. A first aspect of the present invention, the voltage - frequency conversion circuit and the band heating resistor type air flow rate and the gap voltage source circuit characterized in that it is constituted by an integrated circuit on the same silicon substrate total.
  3. 【請求項3】 空気通路中に配設した発熱抵抗体と、該発熱抵抗体に供給すべき電流を制御する半導体素子と、 3. A heating resistor disposed in the air passage, a semiconductor element for controlling the current to be supplied to the heat generating resistor,
    上記発熱抵抗体の温度が一定値を保つように上記半導体素子に制御信号を供給する定温度制御回路と、該定温度制御回路の一部を構成し、上記空気通路中に配設された空気温度検出抵抗体と該空気温度検出抵抗体に電流を供給する演算増幅器とからなる空気温度補正回路を備えた発熱抵抗体式空気流量計に於いて、上記半導体素子の出力端子を上記空気温度補正回路の一部に接続する回路手段を設け、電源から上記空気温度補正回路に供給すべき電流の少なくとも一部が上記半導体素子を介して供給されるように構成したことを特徴とする発熱抵抗体式空気流量計。 Air temperature of the heating resistor and the constant temperature control circuit for supplying a control signal to said semiconductor device so as to maintain a constant value, constitutes a part of the constant temperature control circuit, disposed in said air passage in the heating resistor type air flow meter having an air temperature compensation circuit composed of an operational amplifier for supplying a current to the temperature detection resistor and the air-air temperature detecting resistor, the air temperature compensation circuit output terminal of the semiconductor element the circuit means is provided for connecting to a part, the heating resistor type air at least part of the current to be supplied to the air temperature correction circuit from the power source is characterized by being configured to be supplied through the semiconductor element Flowmeter.
  4. 【請求項4】 請求項3の発明において、上記回路手段が、上記空気温度補正回路に含まれている演算増幅器の出力にベース電極が接続されたトランジスタで構成されていることを特徴とする発熱抵抗体式空気流量計。 4. A third aspect of the present invention, said circuit means, characterized in that the base electrode to the output of the operational amplifier contained in the air temperature correction circuit is constituted by transistors connected heating resistor type air flow meter.
  5. 【請求項5】 請求項3の発明において、上記回路手段が、上記空気温度補正回路に含まれている演算増幅器の出力と上記半導体素子の出力端子との間に接続された抵抗で構成されていることを特徴とする発熱抵抗体式空気流量計。 5. The invention of claim 3, said circuit means, are constituted by a resistor connected between the output terminal of the output and the semiconductor element of the operational amplifier contained in the air temperature correction circuit heating resistor type air flow meter, characterized in that there.
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