JP4515828B2 - 発熱抵抗体式空気流量計 - Google Patents
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Description
は、一部の抵抗を除いて半導体集積回路(IC)3で一体に形成される。
I7=VE/RM7=(Vei-VBE)/RM7 …(式1)
により示される。
I2=Vei/RM82 …(式3)
RM81=RM82に設定すると、
I1/I2=Vei/Vex …(式4)
トランジスタQ1とQ2のベース・エミッタ電圧VBEの差dVBEは、式5で表せる。
ここで、kはボルツマン定数、Tは温度、qは電荷、lnは対数である。
よって
I1/I2=I4/I3 …(式7)
式4,7より
I4/I3=Vei/Vex …(式8)
となる。すなわち、トランジスタのQ3とQ4の分流比は、外部接続端子T4からIC3のトランジスタQ11に印加する電圧Vexを調整することにより決定される。
ここで、VBE20は、常温20℃におけるトランジスタのベース・エミッタ間電圧である。
RMn=RMn_20(1+α(T-20)) …(式10)
と表せる。RM7の電流I7は(式11)で表せる。
ここで、VBE_20は、20℃におけるベース・エミッタ電圧である。
RM23=RM24,RM25=RM26 …(式13)
Vio=(RM23+RM25)×(I4-I3) …(式14)
=(RM23+RM25)×I7×(Vex-Vei)/(Vex+Vei) …(式15)
=(RM23+RM25)/RM7×(Vex-Vei)/(Vex+Vei){Vei-(VBE_20-0.002(T-20))} …(式16)
=(RM23_20+RM25_20)/RM7_20×(Vex-Vei)/(Vex+Vei){Vei-(VBE_20-0.002(T-20))}
…(式17)
となる。IC3の抵抗値は同一IC内では同じ比率でばらつくので、式17から明らかなように、抵抗値ばらつきが相殺され、ICのばらつきに依存しない温特調整回路が得られる。
I6=(VBL-VBE)/R48 …(式18)
となる。
=-RM23_20(1+α(T-20))×(VBL-VBE)/R48 …(式20)
=-RM23_20(1+α(T-20))×{VBL-(VBE_20-0.002(T-20))}/R48 …(式21)
式21は温度Tの2次関数となるので、端子L4に接続する抵抗R48の抵抗値を予め調整し、かつVioL成分をオペアンプ23の(−)端子に入力することにより、流量計出力の2点間温度特性に加えて温度特性直線性も補正することができる。但し、直線性の補正量はモノリシック抵抗の抵抗値ばらつきの影響を幾分受ける。
Claims (6)
- 空気通路に配置される発熱抵抗体と、
前記発熱抵抗体が所定温度を保つように前記発熱抵抗体に流れる加熱電流を制御する加熱電流制御回路と、
前記発熱抵抗体の加熱電流制御を利用して空気流量信号を生成する流量検出回路と、
内部基準電圧を発生する内部基準電源と、
前記空気流量信号を増幅すると共に、前記内部基準電源を分圧した電圧より供給される零点調整信号に基づいて零点を調整して出力する出力調整回路と、
空気流量計の回路温度により出力が変化する前記空気流量信号の温度特性を補正する温度特性補正回路と、を備え、
前記温度特性補正回路は、
周囲の温度に感応して変化する補正用の温度特性信号を発生する回路と、
前記内部基準電源の出力に接続された直列の2つの抵抗と、
比率調整信号に基づいて前記温度特性信号を所定の比率の信号に変える比率調整回路とを有し、
前記2つの抵抗は、前記内部基準電圧を分圧し、前記分圧された分圧電圧値が前記比率調整信号を生成するように設定されており、
前記比率調整回路で所定の比率に変えた温度特性信号を前記空気流量信号に加算して前記空気流量信号の温度変化を補正し、この温度変化を補正した空気流量信号を前記出力調整回路に入力して前記零点調整信号に基づいて零点を調整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。 - 請求項1において、
前記温度特性補正回路は、
周囲の温度によって電流値が変化する温度特性を有する電流を生成する第一のトランジスタ及び第一の抵抗と、
前記温度特性を有する電流を所定の比率に配分する第二のトランジスタ及び第三のトランジスタと、
前記第二のトランジスタの電流を反転させる第一のカレントミラー回路及び前記第三のトランジスタの電流を反転させる第二のカレントミラー回路と、
前記第一のカレントミラー回路及び前記第二のカレントミラー回路で反転された電流をそれぞれに電圧変換することにより所定の比率の電圧信号を形成して、前記演算増幅器の(+)(−)入力端子に入力する直列接続された第二、第三の抵抗及び直列接続された第四、第五の抵抗と、
前記所定の比率を決定する直列の分圧抵抗である第六の抵抗及び第七の抵抗とを備え、
前記演算増幅器で得られた出力により前記空気流量信号の温度特性を補正するようにしたことを特徴とする発熱抵抗体式空気流量計。 - 請求項2において、前記加熱電流制御回路、前記演算増幅器、および前記温度特性補正回路は、一部の抵抗を除いて半導体集積回路で一体に形成され、前記第六の抵抗及び第七の抵抗が前記半導体集積回路の外部に端子を介して取付けられ、前記分流される電流を電圧変換するための前記第二〜前記第五の抵抗が前記半導体集積回路内に形成されるモノリシック抵抗により構成されることを特徴とする発熱抵抗体式空気流量計。
- 請求項3において、前記第六の抵抗及び前記第七の抵抗は、前記モノリシック抵抗とは抵抗温度係数が異なる発熱抵抗体式空気流量計。
- 請求項2において、前記演算増幅器の(+)入力端子には、前記空気流量信号に前記温度特性補正回路で生成された所定比率の信号の一方が加算されて入力され、前記演算増幅器の(−)入力端子には、前記所定比率の信号の他方が空気流量信号の零点調整信号に加算されて入力される発熱抵抗体式空気流量計。
- 請求項2において、前記演算増幅器の(+)入力端子には、前記空気流量信号に前記温度特性補正回路で生成された所定比率の信号の一方が加算されて入力され、前記演算増幅器の(−)入力端子には、前記所定比率の信号の他方が空気流量信号の零点調整信号と空気流量信号の零点の温度特性直線性を補正する直線補正信号に加算されて入力される発熱抵抗体式空気流量計。
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