JP3523105B2 - フローセンサのヒータ制御装置 - Google Patents
フローセンサのヒータ制御装置Info
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- JP3523105B2 JP3523105B2 JP04886199A JP4886199A JP3523105B2 JP 3523105 B2 JP3523105 B2 JP 3523105B2 JP 04886199 A JP04886199 A JP 04886199A JP 4886199 A JP4886199 A JP 4886199A JP 3523105 B2 JP3523105 B2 JP 3523105B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン等の基台
上にヒータ用抵抗とヒータ用抵抗の近傍に配置された測
温抵抗を有するフローセンサに関し、特に、そのフロー
センサの温度特性を補正することができるフローセンサ
のヒータ制御装置に関する。
上にヒータ用抵抗とヒータ用抵抗の近傍に配置された測
温抵抗を有するフローセンサに関し、特に、そのフロー
センサの温度特性を補正することができるフローセンサ
のヒータ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】流量計としては、例えばシリコンの基板
台上にヒータ用抵抗とこのヒータ用抵抗の両側に配置さ
れた測温抵抗を有するフローセンサのヒータ用抵抗から
測定流体を介した熱の拡散度合を測温抵抗によって検出
することにより、ガス等の流量を測定するものである。
台上にヒータ用抵抗とこのヒータ用抵抗の両側に配置さ
れた測温抵抗を有するフローセンサのヒータ用抵抗から
測定流体を介した熱の拡散度合を測温抵抗によって検出
することにより、ガス等の流量を測定するものである。
【０００３】ところで、流量計において用いられるヒー
タ制御装置は、ブリッジ回路の各辺にそれぞれヒータ用
抵抗、周囲温度測定用リファレンス抵抗を接続し、これ
らヒータ用抵抗、リファレンス抵抗の差電圧を増幅器で
検出して、ヒータ用抵抗の温度が周囲温度に関わりな
く、ある一定温度差となるようにコントロールされる回
路構成となっていた。
タ制御装置は、ブリッジ回路の各辺にそれぞれヒータ用
抵抗、周囲温度測定用リファレンス抵抗を接続し、これ
らヒータ用抵抗、リファレンス抵抗の差電圧を増幅器で
検出して、ヒータ用抵抗の温度が周囲温度に関わりな
く、ある一定温度差となるようにコントロールされる回
路構成となっていた。
【０００４】しかし、従来の回路では、ヒータ用抵抗に
より熱せられる同一チップ上のセンサ（測温抵抗）の感
度は、周囲温度が上昇すると、ヒータ用抵抗の温度が一
定であるにもかかわらず、気体の熱拡散率の温度特性に
より、すなわち、測定対象の気体の温度が上昇するに従
って感度が低下するという問題があった。
より熱せられる同一チップ上のセンサ（測温抵抗）の感
度は、周囲温度が上昇すると、ヒータ用抵抗の温度が一
定であるにもかかわらず、気体の熱拡散率の温度特性に
より、すなわち、測定対象の気体の温度が上昇するに従
って感度が低下するという問題があった。
【０００５】そこで、この問題を解決したものとして、
例えば特公平４−３４３１５号公報に記載された流量計
のヒータ制御装置が知られている。この流量計のヒータ
制御装置の回路構成を図４に示す。
例えば特公平４−３４３１５号公報に記載された流量計
のヒータ制御装置が知られている。この流量計のヒータ
制御装置の回路構成を図４に示す。
【０００６】図４において、オペアンプ１０１の反転入
力端子（−）と大地との間には周囲温度測定用のレファ
レンス抵抗１０３が接続され、オペアンプ１０１の反転
入力端子とトランジスタ１１１のエミッタとの間には固
定抵抗１０５が接続されている。
力端子（−）と大地との間には周囲温度測定用のレファ
レンス抵抗１０３が接続され、オペアンプ１０１の反転
入力端子とトランジスタ１１１のエミッタとの間には固
定抵抗１０５が接続されている。
【０００７】また、オペアンプ１０１の非反転入力端子
（＋）と大地との間には固定抵抗１０７が接続され、オ
ペアンプ１０１の出力は、固定抵抗１０９を介してトラ
ンジスタ１１１のベースに接続されている。トランジス
タ１１１のコレクタと大地との間にはジュール熱により
発熱するマイクロヒータ抵抗１１３が接続され、トラン
ジスタ１１１のコレクタとオペアンプ１０１の非反転入
力端子との間には固定抵抗１１５が接続されている。
（＋）と大地との間には固定抵抗１０７が接続され、オ
ペアンプ１０１の出力は、固定抵抗１０９を介してトラ
ンジスタ１１１のベースに接続されている。トランジス
タ１１１のコレクタと大地との間にはジュール熱により
発熱するマイクロヒータ抵抗１１３が接続され、トラン
ジスタ１１１のコレクタとオペアンプ１０１の非反転入
力端子との間には固定抵抗１１５が接続されている。
【０００８】なお、オペアンプ１０１，固定抵抗１０
７，固定抵抗１０９及び固定抵抗１１５により増幅回路
を構成しており、トランジスタ１１１は、マイクロヒー
タ抵抗１１３に流れる電流を増幅する。
７，固定抵抗１０９及び固定抵抗１１５により増幅回路
を構成しており、トランジスタ１１１は、マイクロヒー
タ抵抗１１３に流れる電流を増幅する。
【０００９】以上の構成において、固定抵抗１０５の抵
抗値をリファレンス抵抗１０３の抵抗値よりも十分に大
きくとると、リファレンス抵抗１０３に流れる電流は、
リファレンス抵抗１０３の抵抗値が変化しても一定とな
る。このとき、リファレンス抵抗１０３の温度係数とマ
イクロヒータ抵抗１１３の温度係数とは同一としてある
ため、周囲温度が変化してもマイクロヒータ抵抗１１３
の発熱量は、一定値となり、適切な温度補正が行われ
る。
抗値をリファレンス抵抗１０３の抵抗値よりも十分に大
きくとると、リファレンス抵抗１０３に流れる電流は、
リファレンス抵抗１０３の抵抗値が変化しても一定とな
る。このとき、リファレンス抵抗１０３の温度係数とマ
イクロヒータ抵抗１１３の温度係数とは同一としてある
ため、周囲温度が変化してもマイクロヒータ抵抗１１３
の発熱量は、一定値となり、適切な温度補正が行われ
る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
流量計のヒータ制御装置にあっては、リファレンス抵抗
１０３とマイクロヒータ抵抗１１３との抵抗値や温度係
数が異なる場合には、フローセンサの温度補正が適正に
行われなくなる。このため、製造ばらつきによりリファ
レンス抵抗１０３の温度特性とマイクロヒータ抵抗１１
３の温度特性とが同一であるものを選別する必要があ
り、製品の歩留まりが低下する。
流量計のヒータ制御装置にあっては、リファレンス抵抗
１０３とマイクロヒータ抵抗１１３との抵抗値や温度係
数が異なる場合には、フローセンサの温度補正が適正に
行われなくなる。このため、製造ばらつきによりリファ
レンス抵抗１０３の温度特性とマイクロヒータ抵抗１１
３の温度特性とが同一であるものを選別する必要があ
り、製品の歩留まりが低下する。
【００１１】また、フローセンサにより、温度補正の度
合が異なってしまう。さらには、製造のばらつきにより
マイクロヒータ抵抗の値がばらついた場合には、フロー
センサの出力を調整する箇所がないため、そのまま出力
のばらつきとして出力されてしまう。
合が異なってしまう。さらには、製造のばらつきにより
マイクロヒータ抵抗の値がばらついた場合には、フロー
センサの出力を調整する箇所がないため、そのまま出力
のばらつきとして出力されてしまう。
【００１２】本発明は、最適な電圧値をマイクロヒータ
に印加することにより、フローセンサの製造ばらつきに
関係なくフローセンサの温度補正を行い、また、フロー
センサ間の器差も補正することができるフローセンサの
ヒータ制御装置を提供することを課題とする。
に印加することにより、フローセンサの製造ばらつきに
関係なくフローセンサの温度補正を行い、また、フロー
センサ間の器差も補正することができるフローセンサの
ヒータ制御装置を提供することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために以下の構成とした。請求項１の発明は、基台
上にヒータ用抵抗と該ヒータ用抵抗の近傍に独立して配
置された周囲温度測定用のリファレンス抵抗とを有し、
前記ヒータ用抵抗から測定流体を介した熱の拡散度合を
前記リファレンス抵抗により検出することにより流量を
測定するフローセンサにおいて、前記リファレンス抵抗
に定電流を流すための定電流回路と、この定電流回路と
前記リファレンス抵抗との間に接続され、前記リファレ
ンス抵抗に発生する各温度における電圧を分圧して電圧
の傾きを調整するための調整抵抗と、前記リファレンス
抵抗と前記調整抵抗との合成抵抗に印加される電圧を増
幅する差動増幅器と、この差動増幅器の出力を前記ヒー
タ用抵抗に供給するとともに、前記調整抵抗の抵抗値の
調整により、前記各温度において前記フローセンサの出
力値を一定にするヒータ回路とを備えることを特徴とす
る。
するために以下の構成とした。請求項１の発明は、基台
上にヒータ用抵抗と該ヒータ用抵抗の近傍に独立して配
置された周囲温度測定用のリファレンス抵抗とを有し、
前記ヒータ用抵抗から測定流体を介した熱の拡散度合を
前記リファレンス抵抗により検出することにより流量を
測定するフローセンサにおいて、前記リファレンス抵抗
に定電流を流すための定電流回路と、この定電流回路と
前記リファレンス抵抗との間に接続され、前記リファレ
ンス抵抗に発生する各温度における電圧を分圧して電圧
の傾きを調整するための調整抵抗と、前記リファレンス
抵抗と前記調整抵抗との合成抵抗に印加される電圧を増
幅する差動増幅器と、この差動増幅器の出力を前記ヒー
タ用抵抗に供給するとともに、前記調整抵抗の抵抗値の
調整により、前記各温度において前記フローセンサの出
力値を一定にするヒータ回路とを備えることを特徴とす
る。
【００１４】請求項１の発明によれば、定電流回路がリ
ファレンス抵抗に定電流を流し、且つ周囲温度が変化す
ると、リファレンス抵抗が周囲温度に応じて変化するた
め、リファレンス抵抗に発生する電圧が変化する。そし
て、調整抵抗が、リファレンス抵抗に発生する各温度に
おける電圧を分圧して電圧の傾きを調整し、差動増幅器
がリファレンス抵抗と調整抵抗との合成抵抗に印加され
る電圧を増幅し、ヒータ回路が、差動増幅器の出力をヒ
ータ用抵抗に供給するとともに、調整抵抗の抵抗値の調
整により、各温度においてフローセンサの出力値を一定
にする。
ファレンス抵抗に定電流を流し、且つ周囲温度が変化す
ると、リファレンス抵抗が周囲温度に応じて変化するた
め、リファレンス抵抗に発生する電圧が変化する。そし
て、調整抵抗が、リファレンス抵抗に発生する各温度に
おける電圧を分圧して電圧の傾きを調整し、差動増幅器
がリファレンス抵抗と調整抵抗との合成抵抗に印加され
る電圧を増幅し、ヒータ回路が、差動増幅器の出力をヒ
ータ用抵抗に供給するとともに、調整抵抗の抵抗値の調
整により、各温度においてフローセンサの出力値を一定
にする。
【００１５】すなわち、リファレンス抵抗により周囲温
度を監視することにより、最適な電圧値をヒータ用抵抗
に印加することができ、フローセンサの製造ばらつきに
関係なくフローセンサの温度補正を行い、また、フロー
センサ間の器差も補正することができる。
度を監視することにより、最適な電圧値をヒータ用抵抗
に印加することができ、フローセンサの製造ばらつきに
関係なくフローセンサの温度補正を行い、また、フロー
センサ間の器差も補正することができる。
【００１６】請求項２の発明では、前記定電流回路は、
出力側が前記調整抵抗に接続される定電流側の差動増幅
器と、一端が前記定電流側の差動増幅器の非反転入力端
子に接続され他端が接地された定電圧ダイオードと、一
端が前記定電流側の差動増幅器の非反転入力端子に接続
され他端が電源に接続された固定抵抗と、前記電源と前
記定電流側の差動増幅器の出力との間に接続され前記リ
ファレンス抵抗に流れる定電流の電流値を調整する可変
抵抗とを有することを特徴とする。
出力側が前記調整抵抗に接続される定電流側の差動増幅
器と、一端が前記定電流側の差動増幅器の非反転入力端
子に接続され他端が接地された定電圧ダイオードと、一
端が前記定電流側の差動増幅器の非反転入力端子に接続
され他端が電源に接続された固定抵抗と、前記電源と前
記定電流側の差動増幅器の出力との間に接続され前記リ
ファレンス抵抗に流れる定電流の電流値を調整する可変
抵抗とを有することを特徴とする。
【００１７】請求項２の発明によれば、定電流回路に設
けられた可変抵抗を調整することによりリファレンス抵
抗に流れる定電流の電流値を調整し、ヒータ用抵抗の抵
抗値にばらつきがあっても、発熱量を調整することがで
き、各温度でフローセンサの出力値を一定にすることが
できる。
けられた可変抵抗を調整することによりリファレンス抵
抗に流れる定電流の電流値を調整し、ヒータ用抵抗の抵
抗値にばらつきがあっても、発熱量を調整することがで
き、各温度でフローセンサの出力値を一定にすることが
できる。
【００１８】請求項３の発明では、前記調整抵抗は、前
記リファレンス抵抗に定電流を流して得られる各温度に
おける電圧の傾きを、前記ヒータ用抵抗に印加する電圧
の傾きに調整することを特徴とする。
記リファレンス抵抗に定電流を流して得られる各温度に
おける電圧の傾きを、前記ヒータ用抵抗に印加する電圧
の傾きに調整することを特徴とする。
【００１９】請求項３の発明によれば、調整抵抗は、リ
ファレンス抵抗に定電流を流して得られる各温度におけ
る電圧の傾きを、ヒータ用抵抗に印加する電圧の傾きに
調整するので、ヒータ用抵抗の抵抗値やリファレンス抵
抗の抵抗値がばらついた場合であっても、温度補正を的
確に行うことができ、最適な電圧値をヒータ用抵抗に印
加することができる。
ファレンス抵抗に定電流を流して得られる各温度におけ
る電圧の傾きを、ヒータ用抵抗に印加する電圧の傾きに
調整するので、ヒータ用抵抗の抵抗値やリファレンス抵
抗の抵抗値がばらついた場合であっても、温度補正を的
確に行うことができ、最適な電圧値をヒータ用抵抗に印
加することができる。
【００２０】請求項４の発明では、前記ヒータ回路は、
前記各温度において前記フローセンサの出力値を一定に
するための前記ヒータ用抵抗に印加される既知ヒータ電
圧を予め測定しておき、前記調整抵抗は、前記各温度に
おいて前記ヒータ用抵抗に印加されるヒータ電圧が出力
されたとき、各温度においてこのヒータ電圧が前記既知
ヒータ電圧と一致するように前記電圧の傾きを調整する
ことを特徴とする。
前記各温度において前記フローセンサの出力値を一定に
するための前記ヒータ用抵抗に印加される既知ヒータ電
圧を予め測定しておき、前記調整抵抗は、前記各温度に
おいて前記ヒータ用抵抗に印加されるヒータ電圧が出力
されたとき、各温度においてこのヒータ電圧が前記既知
ヒータ電圧と一致するように前記電圧の傾きを調整する
ことを特徴とする。
【００２１】請求項４の発明によれば、ヒータ回路は、
各温度においてフローセンサの出力値を一定にするため
のヒータ用抵抗に印加される既知ヒータ電圧を予め測定
しておき、調整抵抗は、各温度においてヒータ用抵抗に
印加されるヒータ電圧が出力されたとき、各温度におい
てこのヒータ電圧が既知ヒータ電圧と一致するように電
圧の傾きを調整するため、ヒータ用抵抗の抵抗値やリフ
ァレンス抵抗の抵抗値がばらついた場合であっても、温
度補正を的確に行うことができ、最適な電圧値をヒータ
用抵抗に印加することができる。
各温度においてフローセンサの出力値を一定にするため
のヒータ用抵抗に印加される既知ヒータ電圧を予め測定
しておき、調整抵抗は、各温度においてヒータ用抵抗に
印加されるヒータ電圧が出力されたとき、各温度におい
てこのヒータ電圧が既知ヒータ電圧と一致するように電
圧の傾きを調整するため、ヒータ用抵抗の抵抗値やリフ
ァレンス抵抗の抵抗値がばらついた場合であっても、温
度補正を的確に行うことができ、最適な電圧値をヒータ
用抵抗に印加することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明のフローセンサのヒ
ータ制御装置の実施の形態を図面を参照して詳細に説明
する。図１は本発明のフローセンサのヒータ制御装置の
実施の形態を示す構成図である。
ータ制御装置の実施の形態を図面を参照して詳細に説明
する。図１は本発明のフローセンサのヒータ制御装置の
実施の形態を示す構成図である。
【００２３】図１に示すフローセンサのヒータ制御装置
は、フローセンサに設けられたマイクロヒータを制御す
るもので、定電流回路１０を有して構成される。この定
電流回路１０は、周囲温度を測定するための測温抵抗で
あるリファレンス抵抗２７に定電流を流すもので、第１
のオペアンプ１１、この第１のオペアンプ１１の非反転
入力端子と大地との間に接続される定電圧ダイオードで
あるツェナダイオード１３と、第１のオペアンプ１１の
非反転入力端子と電源Ｖｃｃとの間に接続されるプルア
ップ抵抗１５と、第１のオペアンプ１１の出力にゲート
Ｇが接続される電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）からな
る第１のトランジスタ１７と、この第１のトランジスタ
１７のソースと電源Ｖｃｃとの間に接続される可変抵抗
１９とを備えて構成される。
は、フローセンサに設けられたマイクロヒータを制御す
るもので、定電流回路１０を有して構成される。この定
電流回路１０は、周囲温度を測定するための測温抵抗で
あるリファレンス抵抗２７に定電流を流すもので、第１
のオペアンプ１１、この第１のオペアンプ１１の非反転
入力端子と大地との間に接続される定電圧ダイオードで
あるツェナダイオード１３と、第１のオペアンプ１１の
非反転入力端子と電源Ｖｃｃとの間に接続されるプルア
ップ抵抗１５と、第１のオペアンプ１１の出力にゲート
Ｇが接続される電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）からな
る第１のトランジスタ１７と、この第１のトランジスタ
１７のソースと電源Ｖｃｃとの間に接続される可変抵抗
１９とを備えて構成される。
【００２４】なお、第１のオペアンプ１１の反転入力端
子は、第１のトランジスタ１７のソースに直接接続され
ている。
子は、第１のトランジスタ１７のソースに直接接続され
ている。
【００２５】また、第１のトランジスタ１７のドレイン
は、第２のオペアンプ２１の反転入力端子及び調整抵抗
２３の一端に接続され、調整抵抗２３の他端は、調整抵
抗２５を介してリファレンス抵抗２７の一端に接続さ
れ、リファレンス抵抗２７の他端は接地される。
は、第２のオペアンプ２１の反転入力端子及び調整抵抗
２３の一端に接続され、調整抵抗２３の他端は、調整抵
抗２５を介してリファレンス抵抗２７の一端に接続さ
れ、リファレンス抵抗２７の他端は接地される。
【００２６】第２のオペアンプ２１の非反転入力端子と
大地との間には抵抗２９が接続され、第２のオペアンプ
２１の出力は抵抗３１を介して第２のトランジスタ３３
のベースに接続されている。第２のトランジスタ３３の
エミッタは、電源Ｖｃｃに接続され、第２のトランジス
タ３３のコレクタと大地との間にはジュール熱を発熱す
るマイクロヒータ抵抗３５が接続される。
大地との間には抵抗２９が接続され、第２のオペアンプ
２１の出力は抵抗３１を介して第２のトランジスタ３３
のベースに接続されている。第２のトランジスタ３３の
エミッタは、電源Ｖｃｃに接続され、第２のトランジス
タ３３のコレクタと大地との間にはジュール熱を発熱す
るマイクロヒータ抵抗３５が接続される。
【００２７】第２のオペアンプ２１の非反転入力端子と
第２のトランジスタ３３との間には抵抗３７が接続され
ている。第２のトランジスタ３３は、マイクロヒータ抵
抗３５に流れる電流を増幅する。
第２のトランジスタ３３との間には抵抗３７が接続され
ている。第２のトランジスタ３３は、マイクロヒータ抵
抗３５に流れる電流を増幅する。
【００２８】第２のオペアンプ２１、抵抗２９、抵抗３
１、第２のトランジスタ３３、及びプルアップ抵抗１５
は、各温度に対する電圧をマイクロヒータ抵抗３５に印
加するための駆動回路を構成する。
１、第２のトランジスタ３３、及びプルアップ抵抗１５
は、各温度に対する電圧をマイクロヒータ抵抗３５に印
加するための駆動回路を構成する。
【００２９】以上の構成において、リファレンス抵抗２
７とマイクロヒータ抵抗３５とは、図２に示すように温
度の上昇に対して直線的に上昇して変化する特性（正の
温度係数で変化）を有している。図２中では、リファレ
ンス抵抗２７をｒｅｆとし、マイクロヒータ抵抗３５を
ＭＨとして図示した。
７とマイクロヒータ抵抗３５とは、図２に示すように温
度の上昇に対して直線的に上昇して変化する特性（正の
温度係数で変化）を有している。図２中では、リファレ
ンス抵抗２７をｒｅｆとし、マイクロヒータ抵抗３５を
ＭＨとして図示した。
【００３０】また、図３に各温度における最大流量でフ
ローセンサの出力値が一定となるマイクロヒータ電圧を
示す。このマイクロヒータ電圧ＭＨも、図３に示すよう
に温度に対して直線的に変化することがわかる。
ローセンサの出力値が一定となるマイクロヒータ電圧を
示す。このマイクロヒータ電圧ＭＨも、図３に示すよう
に温度に対して直線的に変化することがわかる。
【００３１】以上のことから、定電流回路１０により、
リファレンス抵抗２７を定電流で駆動し、周囲温度に応
じて抵抗値が変化するリファレンス抵抗２７に発生する
電圧に予め定められた係数を乗算して得られた電圧を、
マイクロヒータ抵抗３５に印加することにより、各温度
においてフローセンサの出力を一定にすることができ
る。
リファレンス抵抗２７を定電流で駆動し、周囲温度に応
じて抵抗値が変化するリファレンス抵抗２７に発生する
電圧に予め定められた係数を乗算して得られた電圧を、
マイクロヒータ抵抗３５に印加することにより、各温度
においてフローセンサの出力を一定にすることができ
る。
【００３２】より詳細に説明すれば、以下のようにな
る。定電流回路１０がリファレンス抵抗２７に定電流を
流し、且つ周囲温度が変化すると、リファレンス抵抗２
７が周囲温度に応じて変化するため、リファレンス抵抗
２７に発生する電圧が変化する。そして、調整抵抗２
３，２５が、リファレンス抵抗２７に発生する各温度に
おける電圧を分圧して電圧の傾きを調整し、第２のオペ
アンプ２１がリファレンス抵抗２７と調整抵抗２３と調
整抵抗２５との合成抵抗に印加される電圧を増幅し、第
２のトランジスタ３３が第２のオペアンプ２１の出力を
マイクロヒータ抵抗３５に供給するとともに、調整抵抗
２３，２５の抵抗値の調整により、各温度においてフロ
ーセンサの出力値を一定にする。
る。定電流回路１０がリファレンス抵抗２７に定電流を
流し、且つ周囲温度が変化すると、リファレンス抵抗２
７が周囲温度に応じて変化するため、リファレンス抵抗
２７に発生する電圧が変化する。そして、調整抵抗２
３，２５が、リファレンス抵抗２７に発生する各温度に
おける電圧を分圧して電圧の傾きを調整し、第２のオペ
アンプ２１がリファレンス抵抗２７と調整抵抗２３と調
整抵抗２５との合成抵抗に印加される電圧を増幅し、第
２のトランジスタ３３が第２のオペアンプ２１の出力を
マイクロヒータ抵抗３５に供給するとともに、調整抵抗
２３，２５の抵抗値の調整により、各温度においてフロ
ーセンサの出力値を一定にする。
【００３３】すなわち、リファレンス抵抗２７により周
囲温度を監視することにより、最適な電圧値をマイクロ
ヒータ抵抗３５に印加することができ、フローセンサの
製造ばらつきに関係なくフローセンサの温度補正を行
い、また、フローセンサ間の器差も補正することができ
る。
囲温度を監視することにより、最適な電圧値をマイクロ
ヒータ抵抗３５に印加することができ、フローセンサの
製造ばらつきに関係なくフローセンサの温度補正を行
い、また、フローセンサ間の器差も補正することができ
る。
【００３４】このとき、可変抵抗１９を調整することに
より、リファレンス抵抗２７に流れる定電流値を任意の
電流値に調整することができる。これにより、マイクロ
ヒータ抵抗３５の抵抗値にばらつきがあっても、マイク
ロヒータの発熱量を調整することができ、フローセンサ
の出力を一定にすることができる。
より、リファレンス抵抗２７に流れる定電流値を任意の
電流値に調整することができる。これにより、マイクロ
ヒータ抵抗３５の抵抗値にばらつきがあっても、マイク
ロヒータの発熱量を調整することができ、フローセンサ
の出力を一定にすることができる。
【００３５】また、調整抵抗２３、及び調整抵抗２５の
値は、リファレンス抵抗２７に定電流を通電して得られ
る各温度での電圧の傾きを、マイクロヒータ抵抗３５に
印加する電圧の傾きに調整する。
値は、リファレンス抵抗２７に定電流を通電して得られ
る各温度での電圧の傾きを、マイクロヒータ抵抗３５に
印加する電圧の傾きに調整する。
【００３６】ここで、リファレンス抵抗２７は、フロー
センサ上に配置された白金抵抗体であり、白金の特質で
ある温度が変わると、抵抗値が変わることを利用して温
度を監視する。リファレンス抵抗２７で発生する電圧を
調整抵抗２３，２５で分圧することにより、電圧の傾き
をマイクロヒータ抵抗３５に印加する電圧の傾きに調整
する。
センサ上に配置された白金抵抗体であり、白金の特質で
ある温度が変わると、抵抗値が変わることを利用して温
度を監視する。リファレンス抵抗２７で発生する電圧を
調整抵抗２３，２５で分圧することにより、電圧の傾き
をマイクロヒータ抵抗３５に印加する電圧の傾きに調整
する。
【００３７】Ｖ＝Ｉｏ（ｒｅｆ＋Ｒ１＋Ｒ２）
ｒｅｆ＝ｒｅｆｏ＋△ｒｓｆ
ここで、Ｖは、発生電圧であり、Ｉｏは、定電流値であ
る。また、ｒｅｆｏは、定温でのリファレンス抵抗であ
り、△ｒｓｆは、リファレンス抵抗の温度による変化量
である。
る。また、ｒｅｆｏは、定温でのリファレンス抵抗であ
り、△ｒｓｆは、リファレンス抵抗の温度による変化量
である。
【００３８】すなわち、調整抵抗２３，２５は、リファ
レンス抵抗２７に定電流を流して得られる各温度におけ
る電圧の傾きを、マイクロヒータ抵抗３５に印加する電
圧の傾きに調整するので、マイクロヒータ抵抗３５の抵
抗値やリファレンス抵抗２７の抵抗値がばらついた場合
であっても、温度補正を的確に行うことができ、最適な
電圧値をマイクロヒータ抵抗３５に印加することができ
る。
レンス抵抗２７に定電流を流して得られる各温度におけ
る電圧の傾きを、マイクロヒータ抵抗３５に印加する電
圧の傾きに調整するので、マイクロヒータ抵抗３５の抵
抗値やリファレンス抵抗２７の抵抗値がばらついた場合
であっても、温度補正を的確に行うことができ、最適な
電圧値をマイクロヒータ抵抗３５に印加することができ
る。
【００３９】また、実施の形態のヒータ制御装置であれ
ば、まず、予め各温度におけるフローセンサの出力が一
定になるマイクロヒータ抵抗３５に印加されるマイクロ
ヒータ電圧を測定しておき、その温度におけるマイクロ
ヒータ電圧を出力させ、温度補正を行う。
ば、まず、予め各温度におけるフローセンサの出力が一
定になるマイクロヒータ抵抗３５に印加されるマイクロ
ヒータ電圧を測定しておき、その温度におけるマイクロ
ヒータ電圧を出力させ、温度補正を行う。
【００４０】すなわち、各温度においてフローセンサの
出力値を一定にするためのマイクロヒータ抵抗３５に印
加される既知ヒータ電圧を予め測定しておき、調整抵抗
２３，２５は、各温度においてマイクロヒータ抵抗３５
に印加されるヒータ電圧が出力されたとき、各温度にお
いてこのヒータ電圧が既知ヒータ電圧と一致するように
電圧の傾きを調整する。
出力値を一定にするためのマイクロヒータ抵抗３５に印
加される既知ヒータ電圧を予め測定しておき、調整抵抗
２３，２５は、各温度においてマイクロヒータ抵抗３５
に印加されるヒータ電圧が出力されたとき、各温度にお
いてこのヒータ電圧が既知ヒータ電圧と一致するように
電圧の傾きを調整する。
【００４１】すなわち、リファレンス抵抗２７は、周囲
温度を監視できれば良く、リファレンス抵抗２７の抵抗
値や温度係数を問わない。また、マイクロヒータ抵抗３
５の抵抗値やリファレンス抵抗２７の抵抗値に製造ばら
つきがあっても、マイクロヒータ抵抗３５に印加される
電圧の温度による傾きを決定する調整抵抗２３，２５を
調整することにより、温度補正を的確に行うことがで
き、最適な電圧値をマイクロヒータ抵抗３５に印加する
ことができる。
温度を監視できれば良く、リファレンス抵抗２７の抵抗
値や温度係数を問わない。また、マイクロヒータ抵抗３
５の抵抗値やリファレンス抵抗２７の抵抗値に製造ばら
つきがあっても、マイクロヒータ抵抗３５に印加される
電圧の温度による傾きを決定する調整抵抗２３，２５を
調整することにより、温度補正を的確に行うことがで
き、最適な電圧値をマイクロヒータ抵抗３５に印加する
ことができる。
【００４２】このように実施の形態のフローセンサのヒ
ータ制御装置によれば、リファレンス抵抗２７により周
囲温度を監視し、最適な電圧値をマイクロヒータ抵抗３
５に印加することができ、フローセンサの製造ばらつき
に関係なく、フローセンサの温度特性を補正することが
できる。また、フローセンサ間の器差も補正することが
できる。
ータ制御装置によれば、リファレンス抵抗２７により周
囲温度を監視し、最適な電圧値をマイクロヒータ抵抗３
５に印加することができ、フローセンサの製造ばらつき
に関係なく、フローセンサの温度特性を補正することが
できる。また、フローセンサ間の器差も補正することが
できる。
【００４３】なお、本発明は、前述した実施の形態のフ
ローセンサのヒータ制御装置に限定されるものではな
い。このほか、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で
種々変形して実施可能であるのは勿論である。
ローセンサのヒータ制御装置に限定されるものではな
い。このほか、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で
種々変形して実施可能であるのは勿論である。
【００４４】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、定電流回路が
リファレンス抵抗に定電流を流し、且つ周囲温度が変化
すると、リファレンス抵抗が周囲温度に応じて変化する
ため、リファレンス抵抗に発生する電圧が変化する。そ
して、調整抵抗が、リファレンス抵抗に発生する各温度
における電圧を分圧して電圧の傾きを調整し、差動増幅
器がリファレンス抵抗と調整抵抗との合成抵抗に印加さ
れる電圧を増幅し、ヒータ回路が、差動増幅器の出力を
ヒータ用抵抗に供給するとともに、調整抵抗の抵抗値の
調整により、各温度においてフローセンサの出力値を一
定にする。
リファレンス抵抗に定電流を流し、且つ周囲温度が変化
すると、リファレンス抵抗が周囲温度に応じて変化する
ため、リファレンス抵抗に発生する電圧が変化する。そ
して、調整抵抗が、リファレンス抵抗に発生する各温度
における電圧を分圧して電圧の傾きを調整し、差動増幅
器がリファレンス抵抗と調整抵抗との合成抵抗に印加さ
れる電圧を増幅し、ヒータ回路が、差動増幅器の出力を
ヒータ用抵抗に供給するとともに、調整抵抗の抵抗値の
調整により、各温度においてフローセンサの出力値を一
定にする。
【００４５】すなわち、リファレンス抵抗により周囲温
度を監視することにより、最適な電圧値をヒータ用抵抗
に印加することができ、フローセンサの製造ばらつきに
関係なくフローセンサの温度補正を行い、また、フロー
センサ間の器差も補正することができる。
度を監視することにより、最適な電圧値をヒータ用抵抗
に印加することができ、フローセンサの製造ばらつきに
関係なくフローセンサの温度補正を行い、また、フロー
センサ間の器差も補正することができる。
【００４６】請求項２の発明によれば、定電流回路に設
けられた可変抵抗を調整することによりリファレンス抵
抗に流れる定電流の電流値を調整し、ヒータ用抵抗の抵
抗値にばらつきがあっても、発熱量を調整することがで
き、各温度でフローセンサの出力値を一定にすることが
できる。
けられた可変抵抗を調整することによりリファレンス抵
抗に流れる定電流の電流値を調整し、ヒータ用抵抗の抵
抗値にばらつきがあっても、発熱量を調整することがで
き、各温度でフローセンサの出力値を一定にすることが
できる。
【００４７】請求項３の発明によれば、調整抵抗は、リ
ファレンス抵抗に定電流を流して得られる各温度におけ
る電圧の傾きを、ヒータ用抵抗に印加する電圧の傾きに
調整するので、ヒータ用抵抗の抵抗値やリファレンス抵
抗の抵抗値がばらついた場合であっても、温度補正を的
確に行うことができ、最適な電圧値をヒータ用抵抗に印
加することができる。
ファレンス抵抗に定電流を流して得られる各温度におけ
る電圧の傾きを、ヒータ用抵抗に印加する電圧の傾きに
調整するので、ヒータ用抵抗の抵抗値やリファレンス抵
抗の抵抗値がばらついた場合であっても、温度補正を的
確に行うことができ、最適な電圧値をヒータ用抵抗に印
加することができる。
【００４８】請求項４の発明によれば、ヒータ回路は、
各温度においてフローセンサの出力値を一定にするため
のヒータ用抵抗に印加される既知ヒータ電圧を予め測定
しておき、調整抵抗は、各温度においてヒータ用抵抗に
印加されるヒータ電圧が出力されたとき、各温度におい
てこのヒータ電圧が既知ヒータ電圧と一致するように電
圧の傾きを調整するため、ヒータ用抵抗の抵抗値やリフ
ァレンス抵抗の抵抗値がばらついた場合であっても、温
度補正を的確に行うことができ、最適な電圧値をヒータ
用抵抗に印加することができる。
各温度においてフローセンサの出力値を一定にするため
のヒータ用抵抗に印加される既知ヒータ電圧を予め測定
しておき、調整抵抗は、各温度においてヒータ用抵抗に
印加されるヒータ電圧が出力されたとき、各温度におい
てこのヒータ電圧が既知ヒータ電圧と一致するように電
圧の傾きを調整するため、ヒータ用抵抗の抵抗値やリフ
ァレンス抵抗の抵抗値がばらついた場合であっても、温
度補正を的確に行うことができ、最適な電圧値をヒータ
用抵抗に印加することができる。
【図１】本発明のフローセンサのヒータ制御装置の実施
の形態を示す構成ブロック図である。
の形態を示す構成ブロック図である。
【図２】温度に対して直線的に変化するリファレンス抵
抗とマイクロヒータ抵抗との特性を示す図である。
抗とマイクロヒータ抵抗との特性を示す図である。
【図３】各温度における最大流量で出力値が一定となる
マイクロヒータ電圧を示す図である。
マイクロヒータ電圧を示す図である。
【図４】従来の流量計のヒータ制御装置の一例を示す図
である。
である。
１０ 定電流回路
１１ 第１のオペアンプ
１３ ツェナダイオード
１５ プルアップ抵抗
１７ 第１のトランジスタ
１９ 可変抵抗
２１ 第２のオペアンプ
２３，２５ 調整抵抗
２７ リファレンス抵抗
２９，３１，３７ 抵抗
３３ 第２のトランジスタ
３５ マイクロヒータ抵抗
Claims (4)
- 【請求項１】 基台上にヒータ用抵抗と該ヒータ用抵抗
の近傍に独立して配置された周囲温度測定用のリファレ
ンス抵抗とを有し、前記ヒータ用抵抗から測定流体を介
した熱の拡散度合を前記リファレンス抵抗により検出す
ることにより流量を測定するフローセンサにおいて、 前記リファレンス抵抗に定電流を流すための定電流回路
と、 この定電流回路と前記リファレンス抵抗との間に接続さ
れ、前記リファレンス抵抗に発生する各温度における電
圧を分圧して電圧の傾きを調整するための調整抵抗と、 前記リファレンス抵抗と前記調整抵抗との合成抵抗に印
加される電圧を増幅する差動増幅器と、 この差動増幅器の出力を前記ヒータ用抵抗に供給すると
ともに、前記調整抵抗の抵抗値の調整により、前記各温
度において前記フローセンサの出力値を一定にするヒー
タ回路と、 を備えることを特徴とするフローセンサのヒータ制御装
置。 - 【請求項２】 前記定電流回路は、出力側が前記調整抵
抗に接続される定電流側の差動増幅器と、 一端が前記定電流側の差動増幅器の非反転入力端子に接
続され他端が接地された定電圧ダイオードと、 一端が前記定電流側の差動増幅器の非反転入力端子に接
続され他端が電源に接続された固定抵抗と、 前記電源と前記定電流側の差動増幅器の出力との間に接
続され前記リファレンス抵抗に流れる定電流の電流値を
調整する可変抵抗と、 を有することを特徴とする請求項１記載のフローセンサ
のヒータ制御装置。 - 【請求項３】 前記調整抵抗は、前記リファレンス抵抗
に定電流を流して得られる各温度における電圧の傾き
を、前記ヒータ用抵抗に印加する電圧の傾きに調整する
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載のフロー
センサのヒータ制御装置。 - 【請求項４】 前記ヒータ回路は、前記各温度において
前記フローセンサの出力値を一定にするための前記ヒー
タ用抵抗に印加される既知ヒータ電圧を予め測定してお
き、 前記調整抵抗は、前記各温度において前記ヒータ用抵抗
に印加されるヒータ電圧が出力されたとき、各温度にお
いてこのヒータ電圧が前記既知ヒータ電圧と一致するよ
うに前記電圧の傾きを調整することを特徴とする請求項
３記載のフローセンサのヒータ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04886199A JP3523105B2 (ja) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | フローセンサのヒータ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04886199A JP3523105B2 (ja) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | フローセンサのヒータ制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000241221A JP2000241221A (ja) | 2000-09-08 |
| JP3523105B2 true JP3523105B2 (ja) | 2004-04-26 |
Family
ID=12815069
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04886199A Expired - Fee Related JP3523105B2 (ja) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | フローセンサのヒータ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3523105B2 (ja) |
-
1999
- 1999-02-25 JP JP04886199A patent/JP3523105B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000241221A (ja) | 2000-09-08 |
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