JP6677311B2 - 風速測定装置および風量測定装置 - Google Patents
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Description
図1および図2に、第1実施形態にかかる風速測定装置100を示す。ただし、図1は、風速測定装置100の等価回路図である。図2は、風速測定装置100の風速センサ部20を示す平面図である。
図5に、第2実施形態にかかる風速測定装置200を示す。ただし、図5は、風速測定装置200の等価回路図である。
図6に、第3実施形態にかかる風速測定装置300を示す。ただし、図6は、風速測定装置300の等価回路図である。
図8に、第4実施形態にかかる風速測定装置400を示す。ただし、図8は、風速測定装置400の等価回路図である。
図9に、第5実施形態にかかる風速測定装置500を示す。ただし、図9は、風速測定装置500の等価回路図である。
図10に、第6実施形態にかかる風速測定装置600を示す。ただし、図10は、風速測定装置600の等価回路図である。
図11に、第7実施形態にかかる風速測定装置700を示す。ただし、図11は、風速測定装置700の等価回路図である。
図12に、第8実施形態にかかる風速測定装置800を示す。ただし、図12は、風速測定装置800の等価回路図である。
20・・・風速センサ部(定温発熱装置10の一部分)
21・・・発熱素子(風速センサ部20に設けられている)
30・・・温度制御部(定温発熱装置10の一部分)
40・・・パルス電圧モニター部
50・・・マイクロコンピュータ
60・・・第2マイクロコンピュータ
Vcc・・・電源
Q1・・・スイッチング素子(トランジスタ)
Q61・・・スイッチング素子(電界効果トランジスタ(FET))
Cmp1・・・コンパレータ素子
Opa1・・・オペアンプ素子
NTC1、NTC31、NTC41、NTC51・・・第1負特性サーミスタ素子
NTC32、NTC42、NTC52・・・第2負特性サーミスタ素子(温度補償用)
PTC1、PTC2、PTC3、PTC64・・・正特性サーミスタ素子(発熱素子)
R1、R2、R3、R4、R5、R11、R12、R13、R33、R36、R41、R42、R51、R52、R61、R62、R63、R65・・・抵抗素子
Claims (20)
- 予め定められた設定温度または前記設定温度近傍の温度で発熱する定温発熱装置を備えた風速測定装置であって、
前記定温発熱装置は、電力入力部と、発熱素子と、スイッチング素子と、電圧比較部と、第1負特性サーミスタ素子と、複数の抵抗素子と、を備え、
前記発熱素子と前記第1負特性サーミスタ素子とは、風速センサ部を構成し、
前記発熱素子は、前記電力入力部から供給された電力により発熱し、
前記スイッチング素子は、前記電力入力部と前記発熱素子との間に配置され、
前記電圧比較部は前記スイッチング素子のオンとオフとを制御し、
前記第1負特性サーミスタ素子は、前記発熱素子と同じ温度に近づくように前記発熱素子と熱的に結合され、前記設定温度における抵抗値を閾値抵抗値として備え、
前記第1負特性サーミスタ素子と、少なくとも1つの前記抵抗素子とが直列に接続されて、温度検出用分圧回路が形成され、
前記温度検出用分圧回路の前記第1負特性サーミスタ素子と前記抵抗素子との接続点から、温度検出用電圧が出力され、
少なくとも2つの前記抵抗素子が直列に接続されて、比較用分圧回路が形成され、
前記比較用分圧回路の1つの前記抵抗素子ともう1つの前記抵抗素子との接続点から、比較用電圧が出力され、
前記温度検出用分圧回路の前記抵抗素子および前記比較用分圧回路の前記抵抗素子のそれぞれの抵抗値、および、前記温度検出用分圧回路および前記比較用分圧回路にそれぞれ印加される電圧は、前記第1負特性サーミスタ素子の温度が前記設定温度で、前記第1負特性サーミスタ素子の抵抗値が前記閾値抵抗値のときに、前記温度検出用電圧=前記比較用電圧となるように設定され、
前記電圧比較部は、前記温度検出用電圧と前記比較用電圧とを比較し、前記第1負特性サーミスタ素子の温度が前記設定温度よりも低く、前記第1負特性サーミスタ素子の抵抗値が前記閾値抵抗値よりも大きいときに、前記スイッチング素子をオンにし、前記第1負特性サーミスタ素子の温度が前記設定温度よりも高く、前記第1負特性サーミスタ素子の抵抗値が前記閾値抵抗値よりも小さいときに、前記スイッチング素子をオフにし、
前記スイッチング素子が、オンとオフとを繰り返すことにより、前記電力入力部から前記発熱素子にパルス電圧が印加され、
印加された前記パルス電圧の波形に基づき、前記風速センサ部に当たった風の風速を算出する風速測定装置。 - 前記第1負特性サーミスタ素子の温度が前記設定温度よりも低く、前記第1負特性サーミスタ素子の抵抗値が前記閾値抵抗値よりも大きいときに、前記温度検出用電圧>前記比較用電圧であり、前記第1負特性サーミスタ素子の温度が前記設定温度よりも高く、前記第1負特性サーミスタ素子の抵抗値が前記閾値抵抗値よりも小さいときに、前記温度検出用電圧<前記比較用電圧であるか、または、
前記第1負特性サーミスタ素子の温度が前記設定温度よりも低く、前記第1負特性サーミスタ素子の抵抗値が前記閾値抵抗値よりも大きいときに、前記温度検出用電圧<前記比較用電圧であり、前記第1負特性サーミスタ素子の温度が前記設定温度よりも高く、前記第1負特性サーミスタ素子の抵抗値が前記閾値抵抗値よりも小さいときに、前記温度検出用電圧>前記比較用電圧である、請求項1に記載された風速測定装置。 - 前記パルス電圧の波形におけるデューティ比に基づき、前記風速センサ部に当たった風の風速を算出する、請求項1または2に記載された風速測定装置。
- 前記パルス電圧の波形における1回あたりのオン時間の長さに基づき、前記風速センサ部に当たった風の風速を算出する、請求項1または2に記載された風速測定装置。
- 前記電圧比較部が、コンパレータ素子を含む、請求項1ないし4のいずれか1項に記載された風速測定装置。
- 前記電圧比較部が、オペアンプ素子を含む、請求項1ないし4のいずれか1項に記載された風速測定装置。
- 前記電圧比較部が、マイクロコンピュータを含む、請求項1ないし4のいずれか1項に記載された風速測定装置。
- 前記スイッチング素子が、トランジスタである、請求項1ないし7のいずれか1項に記載された風速測定装置。
- 前記トランジスタが、電界効果トランジスタである、請求項8に記載された風速測定装置。
- 前記発熱素子が正特性サーミスタ素子である、請求項1ないし9のいずれか1項に記載された風速測定装置。
- 温度補償用の第2負特性サーミスタ素子をさらに備え、
前記第2負特性サーミスタ素子によって前記設定温度を補正する、請求項1ないし10のいずれか1項に記載された風速測定装置。 - 前記設定温度が、前記第2負特性サーミスタ素子の温度よりも高く、かつ、前記第2負特性サーミスタ素子の温度と所定の温度差を隔てて異なり、前記第2負特性サーミスタ素子の温度の変化に伴って、前記温度差を維持したまま変化する、請求項11に記載された風速測定装置。
- 前記第2負特性サーミスタ素子が、前記比較用分圧回路を構成する前記抵抗素子の1つと並列に接続された、請求項11または12に記載された風速測定装置。
- 前記第2負特性サーミスタ素子と並列にコンデンサがさらに接続された、請求項13に記載された風速測定装置。
- 前記温度検出用分圧回路において、前記第1負特性サーミスタ素子と直列に抵抗素子がさらに接続された、請求項13または14に記載された風速測定装置。
- 前記比較用分圧回路の1つの前記抵抗素子が、温度補償用の第2負特性サーミスタ素子に置換えられるとともに、
前記比較用分圧回路の残りの1つの前記抵抗素子の抵抗値と、前記温度検出用分圧回路の前記抵抗素子の抵抗値とが調整され、
前記第2負特性サーミスタ素子によって前記設定温度を補正する、請求項1ないし10のいずれか1項に記載された風速測定装置。 - 前記設定温度が、前記第2負特性サーミスタ素子の温度よりも高く、かつ、前記第2負特性サーミスタ素子の温度と所定の温度差を隔てて異なり、前記第2負特性サーミスタ素子の温度の変化に伴って、前記温度差を維持したまま変化する、請求項16に記載された風速測定装置。
- 前記比較用分圧回路の1つの前記抵抗素子と直列に、温度補償用の第2負特性サーミスタ素子が接続され、
前記第2負特性サーミスタ素子によって前記設定温度が補正され、
前記設定温度は、前記第2負特性サーミスタ素子の温度よりも高く、
前記設定温度は、前記第2負特性サーミスタ素子の温度の変化に伴って変化し、
前記第2負特性サーミスタ素子の温度が上昇するに伴って、前記設定温度と前記第2負特性サーミスタ素子の温度との差が小さくなり、
前記第2負特性サーミスタ素子の温度が降下するに伴って、前記設定温度と前記第2負特性サーミスタ素子の温度との差が大きくなる、請求項1ないし10のいずれか1項に記載された風速測定装置。 - 前記第1負特性サーミスタ素子の電気的特性と、前記第2負特性サーミスタ素子の電気的特性とが同じである、請求項請求項11ないし18のいずれか1項に記載された風速測定装置。
- 請求項1ないし19のいずれか1項に記載された風速測定装置を利用した風量測定装置。
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