JPH03172717A - 流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本願発明は、流体の流量を測定する装置、例えば熱線型
の流量計と、かかる流量計を温度補償するための技法に
関する。

従来の技術 典型的には、熱線型の流量計は、温度の関数となる抵抗
Ｒｈを有する自己発熱センサ抵抗器を有する。発熱抵抗
器の温度は、その抵抗器に印加された電圧の関数として
の、発熱抵抗器の内部で発生する熱と、その抵抗器を通
って流れる冷却流体の量の関数としての、発熱抵抗器か
ら逃げる熱との差によって、少なくとも部分的に決定さ
れる。更に、熱線型流量計がその流体の周囲温度によっ
て決定される抵抗Ｒａを有する周囲温度感応抵抗器を含
むのが普通である。

ブリッジ型の熱線型流量計では、自己発熱抵抗器と周囲
温度抵抗器は、電圧Ｖｂが印加されるブリッジ回路内に
接続される。基本的な構造では、ブリッジ回路は、信号
電圧Ｖｓを取り出すための信号辺を有する。この信号電
圧Ｖｓは、周囲温度感応抵抗器の抵抗Ｒｈの、電力消費
抵抗器の抵抗Ｒｐに対する比において少なくとも部分的
に決定される、ブリッジ電圧Ｖｂの分圧の関数である。

このブリッジ回路は更に基準電圧Ｖｒを規定する基準辺
を有する。この基準電圧は、周囲抵抗器の抵抗Ｒａとバ
ラスト抵抗器の抵抗Ｒｂの和（Ｒａ＋Ｒｂ）の、キャリ
ブレーション抵抗器の抵抗Ｒｃに対する比において少な
くとも部分的に決定される、ブリッジ電圧Ｖｂの分圧の
関数となる。

普通には、ブリッジ型の流量計では、信号電圧Ｖｓを基
準電圧Ｖｒと比較する演算増幅器を持ったブリッジ回路
を駆動する。更には、その演算増幅器は二つの電圧Ｖｓ
およびＶｒに応動してブリッジ電圧を変化させ、それに
応じて自己発熱抵抗器に印加された電圧を、その抵抗器
内に生じる熱が変化するように可変する。結果として、
発熱抵抗器の温度とその関係する抵抗Ｒｈは信号電圧Ｖ
ｓが基準電圧Ｖｒに等しくなるように修正される。かか
る事情で、ブリッジ電圧Ｖｂが流体の流量を表す。

上記の種類の流量計では、周囲の温度範囲に渡って温度
補償されることが望ましい。このことは次のことを意味
する。即ちどんな流量が与えられても、ブリッジ電圧Ｖ
ｂの変化は、周囲温度が変化する場合、前述したように
制御される。例えば、ブリッジ電圧Ｖｂの変化が周囲温
度の範囲に渡りゼロであることが望ましい場合がある。

あるいは、ブリッジ電圧Ｖｂが、ブリッジ電圧Ｖｂに誘
導されるある逆の温度応答性変化をキャンセルしまたは
補償するために、周囲温度の範囲に渡り一定に変化する
ことが望ましい場合がある。後者の状態は、ブリッジ電
圧Ｖｂが、そのブリッジ電圧Ｖｂの温度応答関数となる
出力を生ずる後続の電圧調整回路を介し供給される場合
がそうであろう。

どんな所与の周囲温度Ｔａにおいても理想の温度補償を
するには、自己発熱抵抗器が理想の温度Ｔｉになる必要
がある。しかし所与の周囲温度Ｔａでは、実際には、通
常、理想の温度Ｔ１とは異なる温度Ｔｒとなる６それ故
その周囲温度の範囲に渡り最適の温度補償をするには、
実際の温度Ｔｒと理想の温度Ｔｉとの隔たりが最小であ
ることが必要である。

発明の概要 本願発明の一態様は、ブリッジ型流量計を周囲温度範囲
に渡り温度補償する技法に向けられる。

本願発明の一態様によれば、使用時にブリッジ電圧Ｖｂ
が印加されるブリッジ回路を有する流体の流量測定装置
が提供される。このブリッジ回路は、使用時に、印加さ
れる電位差に従い発生する熱と流体によって逃げ去る熱
との差に関係する抵抗を有する第１の抵抗Ｒｈと、第１
の節点で該第１の抵抗Ｒｈと直列に接続する電力抵抗Ｒ
ｐとから成る信号辺を有し、更に、使用時に、流体の温
度に関係する抵抗を有する周囲抵抗Ｒａと、第２の節点
で該周囲抵抗Ｒａと直列に接続するキャリブレーション
抵抗Ｒｃとから成り、使用時に、前記第１の節点の電圧
に関係する信号電圧Ｖｓと前記第２の節点の電圧に関係
する基準電圧Ｖｒが得られる基市辺を有し、更に、この
信号電圧Ｖｓと基へ’！ｔｔｉＩＥＶｒとの差に応動す
る増幅器を有し、前記電力抵抗Ｒｐとキャリブレーショ
ン抵抗Ｒｃとは下記の式によって決定される値を有する
ことを特徴とする。

上式の項は後で定義されるが、使用時に前記第１の抵抗
Ｒｈが発熱して達する実際の温度Ｔ　ｒは、この第１の
抵抗Ｒｈが理想的に温度補償されたときに発熱して達す
るはずの理想温度Ｔｒに対して、最適化されている。

本願発明の別の態様によれば、流体の流量を測定する装
置をキャリブレートする方法が提供される。この装置は
使用時にブリッジ電圧Ｖｂが印加されるブリッジ回路を
有する。

このブリッジ回路は、使用時に、印加される電位差に従
い発生する熱と流体によって逃げ去る熱との差に関係す
る抵抗を有する第１の抵抗Ｒｈと、第１の節点で該第１
の抵抗Ｒｈと直列に接続する電力抵抗Ｒｐとから成る信
号辺を有し、更に、使用時に、流体の温度に関係する抵
抗を有する周囲抵抗Ｒａと、第２の節点で該周囲抵抗Ｒ
ａと直列に接続するキャリブレーション抵抗Ｒｃとから
成り、使用時に、前記第１の節点の電圧に関係する信号
電圧Ｖｓと前記第２の節点の電圧に関係する基準電圧Ｖ
ｒが得られる基準辺を有し、更に。

この信号電圧Ｖｓと基準電圧Ｖｒとの差に応動する増幅
器を有し、前記方法は前記電力抵抗Ｒｐとキャリブレー
ション抵抗Ｒｃを下記の式を参照して計算するステップ
を有することを特徴とする。

上式の項は後で定義されるが、使用時に前記第１の抵抗
Ｒｂが発熱して達する実際の温度Ｔｒは、この第１の抵
抗Ｒｈが理想的に温度補償されたときに発熱して達する
はずの理想温度Ｔｒに対して最適化されている。

有効的には、抵抗ｔ＜ｐ、ｒ＜ｂおよびＲｃは、前記の
５次多項式と３次多項式の反復性の数値解によって決定
される。その解においては。

理想の温度と現実の温度が、流量計を温度補償すること
が望まれる周囲温度範囲内にある周囲温度Ｔａの内の３
つの所定値において等しくなるように特定される。

好ましくは、この周囲温度Ｔａの３つの特定の値は、そ
れぞれ、周囲温度範囲の略中央と両端の近傍において求
められる。

本願発明は、どんな所与の温度範囲に対してもより精確
な温度補償と、周囲温度のより広い範囲に渡りより満足
のいく温度補償と、若干不精確な（よりコストのかから
ない）自己発熱感応抵抗を用いても実効的な温度補償を
することができる。

電力抵抗Ｒｐ、バラスト抵抗Ｒｂ及びキャリブレーショ
ン抵抗Ｒｃは、可変抵抗器であって、前記の５次および
３次の多項式を繰り返し数値的に解くことによって算出
される値に調整できることが望ましい。−例として、抵
抗Ｒｐ、Ｒｂ及びＲｃは所望の値にレーザトリミングさ
れた厚膜あるいは薄膜抵抗の形で提供することができる
。

一つもしくはそれ以上のバーニア抵抗を自己発熱抵抗と
平行に接続することができる。

これらのバーニア抵抗は自己発熱抵抗と電力抵抗に対し
補助的なものと考えることができ、微調整を行う、それ
故、これらは抵抗Ｒｐ、Ｒｂ及びＲｃに対し適切な値を
規定する場合により大きなフレクシビリティを提供する
ことができる、というのはブリッジ電圧のより多くは自
己発熱抵抗に印加さｔ′Ｌ電力抵抗には僅かのブリッジ
電圧しか印加しないようになって自己発熱抵抗が電力抵
抗に対し上昇し、そのためブリッジ回路の電力消費を改
善することができるからである。

一つの実施例ではバーニア抵抗のうちの一つもしくは複
数が調節可能で、電力抵抗は実質的に値が一定になる。

別の実施例では、一対のバーニア抵抗が自己発熱抵抗を
横切って直列に接続されており、信号電圧Ｖｓがこの二
つの抵抗器の間から分岐する。

好適な実施例の説明 以下、添付の図面を参照して本願発明の一実施例を説明
する。

以下の説明において、記号０はゼロを意味し、記号本は
乗算を意味する。

第１図には、導管１２を通る流体の流量を？ｉ＋１１定
するための流量計１０が断面で示されている。矢印１４
は図面上人から右に向けて流れる向きを示す。流体は、
例えば空気であり、導管１２は１例えば内燃機関（不図
示）の吸気路の一部とすることができる。後者の場合。

流量計１０は導管１２を通ってエンジンに流れるまとま
った空気流を測定する。

流量計１０は熱線型のもので、その温度の関数である抵
抗Ｒｈを有する自己発熱センサ抵抗器１６を有する。図
示の発熱抵抗器１６は流体の流れにさらされるために導
管１２内に置く。発熱抵抗器１６の温度（およびその関
係する抵抗Ｒｈ）は、その抵抗器に印加された電圧の関
数としての、発熱抵抗器１６の内部で発生する熱と、そ
の抵抗器を通って流れる冷却流体の量の関数としての、
発熱抵抗器１６から逃げる熱との差によって、少なくと
も部分的に決定される。

流量計１０はまた導管１２内に置かれた周囲温度感応抵
抗器１８を含む。この周囲抵抗器１８は導管１２を流れ
る流体の周囲温度Ｔａによって決定される抵抗Ｒａを有
する。

更に、流量計１０は、自己発熱抵抗器１６と周囲温度感
応抵抗器１８がその一部を形成するブリッジ回路２０を
有する。動作時、電圧Ｖｂがブリッジ回路２０に印加さ
れ、その電圧Ｖｂの大きさが導管１２を流れる流体の流
量を表わす。

更に特定するに、ブリッジ回路２０は信号電圧Ｖｓを取
り出すための信号辺（サイド）２２を有する。この信号
電圧Ｖｓは、周囲温度感応抵抗器の抵抗Ｒｈの、電力消
費抵抗器２４の抵抗Ｒｐに対する比において少なくとも
部分的に決定される、ブリッジ電圧Ｖｂの分圧の関数で
ある。

ブリッジ回路２０の信号辺２２はそれぞれ抵抗Ｒｖｌ、
Ｒｖ２を有する第１および第２のバーニア抵抗器２６．
２８を含む。

バーニア抵抗器２６．２８は発熱抵抗器１６を横切って
直列に接続する。信号電圧Ｖｓは抵抗器２６．２８の間
から分岐する。

ブリッジ回路２０はまた基準電圧Ｖｒを生ずるための基
準辺３０を含む。この基準電圧は、周囲抵抗器１８の抵
抗Ｒａとバラスト抵抗器３２の抵抗Ｒｂの和（Ｒａ＋Ｒ
ｈ）の、キャリブレーション抵抗器３４の抵抗Ｒｃに対
する比において少なくとも部分的に決定される、ブリッ
ジ電圧Ｖｂの分圧の関数となる。

基準電圧Ｖｒは抵抗器３２．３４の間から分岐する。

更に流量計１０はブリッジ回路２０を開動するための演
算増幅器３６を有する。増幅器３６は信号電圧Ｖｓと基
準電圧Ｖｒとの差に応動して動作ブリッジ電圧Ｖｂを変
化させ、それによって、発生する熱を変化させるために
自己発熱抵抗器１６に印加される電圧を応分に変化させ
る。結果として、発熱抵抗器１６の温度とその関係する
抵抗Ｒｈとが、信号電圧Ｖｓが基準電圧Ｖｒに等しくな
るように（即ち、両型圧ＶｓとＶｒとの間の差がゼロに
維持されるように）修正される。

流量計ｌＯでは、ブリッジ電圧Ｖｂが、流れる流体の周
囲温度範囲に渡り温度補償されることが望ましい２これ
は、所与のどんな流量に対しても、ブリッジ電圧Ｖｂの
変化は、流体の周囲温度Ｔａが変化するにつれ、前述の
ように制御される。例えば、ブリッジ電圧Ｖｂがそれ自
信流量計１０の出方である場合。

ブリッジ電圧の変化は所与の流速に対する周囲温度に渡
りゼロであることが望ましい場合が有る。他に、ブリッ
ジ電圧Ｖｂが後続の電圧調節回路３８（即ち電圧オフセ
ットおよびゲイン回路）を介して供給され、ブリッジ電
圧Ｖｂのある周囲温度依存の関数である出方電圧ｖＯを
生じさせる例が有りうる。その場合は、流量計１０を温
度補償するために、ブリッジ電圧Ｖｂが周囲温度Ｔａの
関数としである仕方で変化し、ブリッジ電圧Ｖｂが周囲
温度Ｔａの関数として電圧調節回路３８にょって別個に
変化する前記仕方とは逆の仕方をキャンセルすることが
望ましい。

自己発熱抵抗器１６に対する理想温度Ｔｉは次の５次多
項式により周囲温度Ｔｉに関係し、 ・５４ ０　＝　Ｃ５”Ｔｌ＋Ｃ４”Ｔｚ　＋Ｃ３”Ｔｉ３＋Ｃ
２”Ｔｉ２＋ＣＩ”Ｔｉ＋ＣＯ【１） 他方ｒ」己発熱抵抗器１６に対する実際の温度Ｔｒは次
の３次多項式により周囲温度Ｔｉに関係することが知ら
れている。

０　　＝　　Ｋ２会Ｔｒ　　＋Ｈ嚢Ｔｒ＋に０（２） ここで蹴ｃ５、Ｃ４，Ｃ３，Ｃ１およびＣＯとｆｉｔＫ
２、ＫｌおよびＫは次のように定義される。

Ｃ５＝　Ｋａ”Ｂ４ Ｃ４＝Ｋａ会（［３３−Ｔａ★Ｂ４） ＣＯ＝　Ｋａ”（０−Ｔａ”ＢＯｌ−Ｖｂ”Ｘ自己発熱
抵抗器１６からＫ　ａ　＝　Ｗａｔｔｓ／　’ＣＢ４＝
Ｇ２・Ｚ２ ［Ｒｐ＋（Ｒｖ＋＋Ｒｖ２）］／（Ｒｖ＋＋Ｒｖ２）Ｘ
−［）ＩＴ／（）（２−Ｈ３１］ ｆＲａ＋Ｒｂｌ★Ｒｐ”　［Ｒｖ　１＋Ｒｖ２　）Ｒｃ
会ｆＲｖ１＋Ｒｖ２）★Ｉ　１−Ｑ　）（Ｒａ＋Ｒｂ）
★ｌＲｐ＋Ｑ禽（Ｒｖｌ＋Ｒｖ２　）］Ｘ＝ＲｈＯ Ｙ　　　＝　ＲｈＯ”Ａｌｐｈａ Ｚ　　　　＝ＲｈＯ＊Ｂｅｔａ ＲａＯ＝　　Ｒａ　　ａｔ　ｚｅｒ。

ＲｈＯａ　　Ｒｈ　　ａｔ　　ｚｅｒ。

１゛ｂ Ｋａは摂氏度数当たりのワット数で表わした自己発熱抵
抗器１６の熱遷移速度で、典型的には、 Ｋａ　＝　３０ｍＷ／’Ｃ★（＋＋＋５００　ｐｐｍ／
’Ｃ禽Ｔａ−０゜８　ｐｐｍ１０Ｃ１０Ｃ會Ｔａ２１゜ しかしながら、ある種の流体の流れ（空気流を含む）の
複雑な性質により、Ｋａを精確に計算するのは不可能で
ある、そのためかかる場合は実験上のａｌ定によって経
験的にＫａを決定することがたぶん必要となる。

Ａ　Ｌｐｈａ及び３ｅｔａは、それぞれ、自己発熱抵抗
器１６、周囲温度感応抵抗器１８に用いられる金属によ
って規定される定数である。

例えば、プラチナでできている典型的な自己発熱抵抗器
１６は、下記の特性を有することとなろう。

他方プラチナでできている典型的な周囲温度感応抵抗器
１８は下記の特性を有することとなろう。

更に抵抗Ｒｐ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｖｌ、Ｒｖ２は各々周囲
温度の別個の関数となることが理解されよう。例えば、
電力抵抗２４の抵抗Ｒｐは次の式となる Ｒｐ　＝　Ｒｐ”ｆ（Ｔａｌｎｐ ここで［（’Ｉ’ａ）Ｒｐは周囲温度で抵抗Ｒｐがどの
ように変化するかを示す関数である０例えば、 ｆ（Ｔａ）　　　　　＝　　（ＤＪｉ会Ｔａ＋Ｊ２會Ｔ
ａ２＋、、、Ｊｎ会Ｔａ　　）Ｒｐ ここでＪｌ、Ｊ２．、、、Ｊｎは電力抵抗器２４の抵抗
Ｒｐに対する温度ドリフト類で有ろ９同様の周囲温度依
存式は抵抗Ｒｂ、Ｒｃ。

Ｒｖｌ、Ｒ’ｖ２に適用することができる。

自己発熱抵抗器１６が発熱して達するはずの理想の温度
Ｔ１とその自己発熱抵抗器１６が実際に発熱して達する
実際の温度との間の偏差を最小にするのは、電力抵抗器
２４の抵抗値Ｒｐ、バラスト抵抗器３２の抵抗値Ｒｂ　
。

及びキャリブレーション抵抗器３４の抵抗値Ｒｃを適正
に計算することによって達成できる。具体的には、抵抗
Ｒｐ、Ｒｂ及びＲｃの所望の値は、前記の５次および３
次の多項式を繰り返し数値的に解くことによって求める
ことができる。このためには、いくつかある公知の数値
的な解法のうちのいずれか、例えば漸近法あるいはニュ
ートンーラブラン法を用いることができる。

数値的な解を求めるために、理想の温度Ｔ　ｉと現実の
温度Ｔ　ｒは、流量計１０を温度補償することが望まれ
る周囲温度範囲内の周囲温度Ｔａの３つの所定の値にお
いて等しくなるように特定する。実際の温度Ｔｒに対す
る３次の関数が理想の温度Ｔｉに対する５次の関数と整
合するようにするポイントの数の最大は３つである。好
ましくは、この周囲温度Ｔａの３つの特定の値は、それ
ぞれ、周囲温度範囲の略中央と両端の近傍において求め
られる。

第２図を参照するに、実線４０は、実際の温度Ｔｒ理想
の温度Ｔｉとの間の予期される相対偏差（Ｔｒ−Ｔｉ）
の一般的な形状を示す。ここでは周囲温度Ｔａの３つの
特定値は、低温度゛Ｉ″］、ｏ、高温度Ｔｈｉ及び中間
温度１”　ｍ　ｉ　ｄとなる。流量計１０が内燃機関へ
のまとまった空気流を測定するために適用される場合は
、典型的な特定値はＴｌｏ＝−４０’Ｃ，Ｔｈ１＝＋１
２０℃及びＴｍ１ｄ＝＋２０℃となるであろう。選択さ
れた高い及び低い周囲温度の値Ｔｈｉ、Ｔ’ｌｏが選択
された中間温度の値Ｔ’　ｍ　ｉ　ｄから更に離れてい
る場合は、偏差曲線の正又は負のピークは増大し、他方
その曲線のスカート部分の傾斜は減少する。

図示において、破線４２はそれぞれＴｈｉより高くまた
Ｔｌｏより低い選択された温度に対応する、他方、破線
４４はそれぞれ′１川ｌｌより低くまたＴ　１．　ｏよ
り高い選択された温度に対応する。

理想の温度１゛ｉに対する５次多項式と実際の温度Ｔｒ
に対する３次多項式との反復性数値解を得るための好適
な方法法のような１０のステップを含む。

ステップ（１） 実際の温度Ｔｒと理想の温度′１゛ｉとが等しくなるべ
き周囲温度゛ｒａの３つの値（即ち高温度Ｔｈｉ、低温
度Ｔ　ｌ　ｏ及び中間温度Ｔｒｎｉｄ）を選択する。

ステップ（２） 電力抵抗２４の抵抗Ｒｐに対する初期値（例えば、０℃
における自己発熱抵抗器１６の抵抗Ｒｈに等しい）を選
択する。

ステップ（３） バーニア抵抗器２６．２８によって自己発熱抵抗器に印
加される電圧タップ比のためのＱの値（典型的にはゼロ
と０．１との間）を選択する。

ステップ（４） 第１と第２のバーニア抵抗器２６．２８の抵抗Ｒｖｌ、
１２ｖ２の値を選択する。

ステップ（５） Ｔｍｉｄにおけるブリッジ電圧Ｖｂの値（例えば、空気
流１４０代／ｓｅｅで９ボルト）を選択するか、または
ｌ’　ｍ　ｉ　ｄにおいて測定された（’ｔｒｉ−Ｔａ
）を選択し、ついで、前記５次多項式から導かれた吹の
式からその他の鼠を算出する。

ステップ（６） ｉｌｉｊに選択され及び算出された値を用い、前記第５
次多項式を使用して中間温度’Ｉ’　ｍ　ｉ　ｄの選択
された値における自己発熱抵抗器１６の理想温度Ｔｉを
求める。

ステップ（７） 前に選択され及び算出された値を用い、前記第３次長項
式を使用して高温度Ｔｈの選択された値における自己発
熱抵抗器１６の理想温度’Ｉ’　ｉを求める。

ステップ（８） 前に計算されたＴ　ｍ　ｉ　ｄにおけるＴ　ｉとＩ゛ｈ
　ｉにおけるＴｉの値を用い、Ｔａ＝Ｔｍｉｄにおいて
Ｔ　ｒ　＝　’Ｉ’　ｉであること及びＴ　ａ　＝Ｔ　
ｈ　ｉにおいてＴｒ＝：Ｔｉであることの二つの条件の
基に前記３次多項式を使用して抵抗Ｒｂ、Ｒｃを求める
。

ステップ（９） ステップ（８）で求めた抵抗Ｒｂ、Ｒｃを用い、前記５
次多項式を使用して低温度Ｔｌ。

の選択された値における理想温度Ｔ　ｉを計算し、前記
３次多項式を使用して低温度Ｔ　ｌ　。

の選択された値における実際の温度′１゛ｒを計算する
。

ステップ（１０） ステップ（９）で計算されたり騒音塵Ｔｉと実際の温度
Ｔｒとが等しくない場合１例えば漸近法、ニュートンー
ラプソン等の数値的解法を使用して、抵抗Ｒｐの新しい
値を選択し、ステップ（９）で求めた二つの値が等しく
なるまでステップ（６）からステップ（９）までのプロ
セスを繰り返す。Ｒｃ、Ｒｂ、Ｒｃの最終的に算出した
値が流量計１０を温度補償するのに必要な値となる。

上記実施例によれば、どんな所与の温度範囲に対しても
より正確な温度補償と１周囲温度のより広い範囲（例え
ば−４０℃から＋１２０℃）に渡りより満足のいく温度
補償と、若干不正確な（よりコストのががらない）Ｕ変
時性を有する自己発熱抵抗を用いても実効的な温度補償
をすることができる。最後の点について、従来技術にお
ける発熱抵抗器１６に適用可能な典型的な許容範囲は、 Ｂｅセａ、　〈１　ｐｐｍ これに対し、本実施例における典型的な許容範囲は ［３ｅｔａ、（２０ｐｐｍ 従来技術ではより厳しい許容度を必要とされるから、高
価で精確な金属９例えばプラチナでできた発熱抵抗器１
６をバルクの形状で使用することが必要となる０本実施
例では許容度はよりルーズでよいから、例えばニッケル
、銅または種々の合金等のほとんどすべての低価格の金
属を、バルク形状であるよりスパッタされまたは薄膜の
形状で使用することができる。

別の実施例では、電力抵抗器２４の抵抗Ｒｐ、バラスト
抵抗器３２の抵抗Ｒｈ、及びキャリブレーション抵抗３
４の抵抗Ｒｃは前記実施例に従い算出された値に調節さ
れる可変抵抗である。例えば第３回に示すように、抵抗
器２４．３２．３４は、基板４６上に製造され導線４８
によって相互に接続される〕！メ膜又は薄膜の抵抗器の
形状で設けることができる。抵抗器２４．３２．３４の
抵抗Ｒｐ、Ｒｂ、Ｒｃは個別にレーザトリミング装置５
０によって所望の値にトリミングされる、レーザトリミ
ング装置５０は抵抗器２４．３２．３４をトリミングす
る（例えば抵抗器にスリットを気化形成する）ためのレ
ーザ５２、レーザトリミングの間に抵抗Ｒｐ、Ｒｂ、Ｒ
ｃをモニターするための一対のプローブ５４．５６、及
びレーザ５２を制御して抵抗器２４．３２．３４をトリ
ミングして抵抗Ｒｐ、Ｒｂ、Ｒｃの所望の値にする制御
ユニット５８を含む。

更に別の実施例では、バラスト抵抗器３２と電力抵抗器
２４は例えばポテンショメータのごとき可変抵抗器であ
る。

更に、バーニア抵抗器２６．２８が回路の簡素化対温度
補償のフレクシビリティに関して３つのオプションを提
供することに注意する必要がある。第１のオプションは
ブリッジ回路２０にバーニア抵抗器２６．２８の両方を
使用する。第２のオプションは、Ｒｖ２をゼロに等しく
セツティングして第２のバーニア抵抗器２８を排除する
ことを含む、そのため残りのバーニア抵抗器２６が自己
発熱抵抗器１６と並列に接続され、かつ信号電圧Ｖｓが
発熱抵抗器１６と電力抵抗２４との間から分岐する。第
３のオプションは、第２のオプションと共に実行するこ
ともできるが、Ｒｖｌを無限の抵抗に等しくセットして
第１のバニア抵抗器２６を排除する。こうした一連のオ
プションの各々は回路を簡素化する効果を奏するが、バ
ーニア抵抗器２６．２８によって別に提供される、抵抗
Ｒｐ、Ｒｂ、Ｒｃの適切な値を規定する場合のフレクシ
ビリティを減少させる。フレクシビリティの増大は、自
己発熱抵抗器１６と電力抵抗器２４の間の実効分圧比を
、発熱抵抗１６の温度関数として変化させる場合に、バ
ーニア抵抗器２６．２８を動作させることに由来する。

第２のオプションで抵抗器２８をまたは第３のオプショ
ンで第１の抵抗器２６を排除する１つの効果は自己発熱
抵抗器１６の抵抗Ｒｈを、電力抵抗器２４の抵抗Ｒｐに
対し、ブリッジ電圧Ｖｂのより多くが発熱抵抗１６に印
加されて電力抵抗器２４に印加される電圧がより少なく
なるように上昇させることができることである。その結
果、ブリッジ回路２０では消費電力が少なくなる、とい
うのは電力の多くの部分が有効にセンサ抵抗器１６によ
って消費されており、電力抵抗器２４で無駄に消費され
る電力は少なくなるからである。

別の効果は、電力抵抗器２４の抵抗Ｒｐを一定にして、
抵抗ＲｖｌとＲｖ２の一方または両方を、抵抗Ｒｐを調
節する代わりに調節することができることである。その
場合、抵抗Ｒｐの値を特定し、抵抗Ｒｖｌ、Ｒｖ２の値
を計算しそして抵抗器２６．２８をその計算された値に
調節またはトリミングする。これは、製造上その他の観
点から、電力消費抵抗２４を調節するよりも望ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図は流量計の実施例の構成図、第２図は第１図の流
量計の動作を説明するのに役立つグラフ、第３図は第１
図の流量計のある回路製造の概要を示す構成図である。 Ｆｔ’ｇ　７ ２θ 手続補正書 別紙の如く印書せる明細書１通を提出いたします。 平成２年１２月２６日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、使用時にブリッジ電圧Ｖｂが印加されるブリッジ回
   路２０を有する流体の流量測定装置であって、このブリ
   ッジ回路は、使用時に、印加される電位差に従い発生す
   る熱と流体によって逃げ去る熱との差に関係する抵抗を
   有する第１の抵抗Ｒｈと、第１の節点で該第１の抵抗Ｒ
   ｈと直列に接続する電力抵抗Ｒｐとから成る信号辺２２
   を有し、更に、使用時に、流体の温度に関係する抵抗を
   有する周囲抵抗Ｒａと、第２の節点で該周囲抵抗Ｒａと
   直列に接続するキャリブレーション抵抗Ｒｃとから成り
   、使用時に、前記第１の節点の電圧に関係する信号電圧
   Ｖｓと前記第２の節点の電圧に関係する基準電圧Ｖｒが
   得られる基準辺３０を有し、更に、この信号電圧Ｖｓと
   基準電圧Ｖｒとの差に応動する増幅器３６を有し、前記
   電力抵抗Ｒｐとキャリブレーション抵抗Ｒｃとは下記の
   式によって決定される値を有することを特徴とし、 ０＝Ｃ５＾＊Ｔｉ＾５＋Ｃ４＾＊Ｔｉ＾４＋Ｃ３＾＊Ｔ
   ｉ＾３＋Ｃ２＾＊Ｔｉ＾２＋Ｃ１＾＊Ｔｉ＋Ｃ０；ａｎ
   ｄ０＝Ｋ２＾＊Ｔｒ＾２＋Ｋ１＾＊Ｔｒ＋Ｋ０、上式の
   項は後で定義されるが、使用時に前記第１の抵抗Ｒｈが
   発熱して達する実際の温度Ｔｒは、この第１の抵抗Ｒｈ
   が理想的に温度補償されたときに発熱して達すべき理想
   温度Ｔｒに対して最適化されている、装置。 ２、請求項１に記載の装置であって、第１の抵抗Ｒｈと
   並列に接続されかつ増幅器３６の第１の入力に接続され
   る第１のバーニア抵抗Ｒｖ１と、その第１のバ−ニア抵
   抗の値に関係する値を有する電力抵抗Ｒｐとキャリブレ
   ーション抵抗Ｒｃとを有することを特徴とする装置。 ３、請求項２に記載の装置であって、第１の節点と増幅
   器の第１の入力とに接続される第２のバーニア抵抗Ｒｖ
   ２と、その第２のバーニア抵抗の値に関係する値を有す
   る電力抵抗Ｒｐとキャリブレーション抵抗Ｒｃとを有す
   ることを特徴とする装置。 ４、請求項１ないし３のいずれかに記載の装置であって
   、周囲温度抵抗Ｒａとキャリブレーション抵抗Ｒｃの間
   に直列に接続されるバラスト抵抗Ｒｂからなり、第２の
   節点がバラスト抵抗とキャリブレーション抵抗との間に
   位置し、該バラスト抵抗は前記式によって決定される値
   を有することを特徴とする装置。 ５、請求項１ないし４のいずれかに記載の装置であって
   、前記式によって決定される抵抗の内の１つまたはそれ
   以上が可変抵抗であることを特徴とする装置。 ６、流体の流量を測定する装置をキャリブレートする方
   法であって、この装置は使用時にブリッジ電圧Ｖｂが印
   加されるブリッジ回路を有し、このブリッジ回路は、使
   用時に、印加される電位差に従い発生する熱と流体によ
   って逃げ去る熱との差に関係する抵抗を有する第１の抵
   抗Ｒｈと、第１の節点で該第１の抵抗Ｒｈと直列に接続
   する電力抵抗Ｒｐとから成る信号辺２２を有し、更に、
   使用時に、流体の温度に関係する抵抗を有する周囲抵抗
   Ｒａと、第２の節点で該周囲抵抗Ｒａと直列に接続する
   キャリブレーション抵抗Ｒｃとから成り、使用時に、前
   記第１の節点の電圧に関係する信号電圧Ｖｓと前記第２
   の節点の電圧に関係する基準電圧Ｖｒが得られる基準辺
   ３０を有し、更に、この信号電圧Ｖｓと基準電圧Ｖｒと
   の差に応動する増幅器３６を有し、前記方法は、前記電
   力抵抗Ｒｐとキャリブレーション抵抗Ｒｃを下記の式を
   参照して計算するステップを有することを特徴とし、 ０＝Ｃ５＾＊Ｔｉ＾５＋Ｃ４＾＊Ｔｉ＾４＋Ｃ３＾＊Ｔ
   ｉ＾３＋Ｃ２＾＊Ｔｉ＾２＋Ｃ１＾＊Ｔｉ＋Ｃ０；ａｎ
   ｄ０＝Ｋ２＾＊Ｔｒ＾２＋Ｋ１＾＊Ｔｒ＋Ｋ０、上式の
   項は後で定義されるが、使用時に前記第１の抵抗Ｒｈが
   発熱して達する実際の温度Ｔｒは、この第１の抵抗Ｒｈ
   が理想的に温度補償されたときに発熱して達すべき理想
   温度Ｔｒに対して最適化されている、方法。 ７、請求項６に記載の方法において、前記装置は、第１
   の抵抗Ｒｈと並列に接続されかつ増幅器３６の第１の入
   力に接続される第１のバーニア抵抗Ｒｖ１を有し、前記
   方法は、前記式を参照して、第１のバーニア抵抗の値を
   得るステップを有することを特徴とする方法。 ８、請求項７に記載の方法において、前記装置は、第１
   の節点と増幅器の第１の入力とに接続される第２のバー
   ニア抵抗Ｒｖ２を有し、前記方法は、前記式を参照して
   、第２のバーニア抵抗の値を得るステップを有すること
   を特徴とする方法。 ９、請求項８に記載の方法において、前記装置は、周囲
   温度抵抗Ｒａとキャリブレーション抵抗Ｒｃの間に直列
   に接続されるバラスト抵抗Ｒｂからなり、第２の節点が
   バラスト抵抗とキャリブレーション抵抗との間に位置し
   、前記方法は、バラスト抵抗の値をセットし、前記第１
   と第２のバーニア抵抗の一方又は両方の値を前記式を参
   照して計算するステップを有することを特徴とする装置
   。 １０、請求項６ないし９のいずれかに記載の方法であっ
   て、前記式の各々の解を、所定の３つの周囲温度値にお
   いて実際の温度Ｔｒに等しくなるように特定された理想
   温度Ｔｉに基づき、求めるステップを有することを特徴
   とする方法。 １１、請求項１０に記載の方法において前記３つの周囲
   温度値は、前記装置がキャリブレートされる必要のある
   周囲温度範囲の、実質的に、それぞれ中間点、両端にあ
   ることを特徴とする方法。 １２、請求項６ないし１１のいずれかに記載の方法であ
   って、繰り返して前記式の各々の解を求めるステップを
   有することを特徴とする方法。