JPH03279866A - 風速センサ - 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） この発明は風速センサに関し、特に、空気の温度を検出
することによってその誤差を補正することができる熱式
の風速センサに関する。

（従来技術） 第２図はこの発明の背景となる従来例としての熱式風速
センサを示す回路図である。風速センサ１は、ヒータ用
温度センサ２．温度補償用温度センサ３および抵抗４ａ
、４ｂで形成されるブリッジ回路５を含む。

ブリッジ回路５の出力は、オペアンプ６の反転入力端子
および非反転入力端子に入力される。さらに、オペアン
プ６の出力は、フィードバック用トランジスタ７のベー
スに入力される。このフィードバック用トランジスタ７
の出力は、ブリッジ回路５にフィードハックされる。ま
た、オペアンプ６の出力は、増幅器８に入力される。

この風速センサ１では、ヒータ用温度センサ２が加熱さ
れ、気流によってその熱が奪われたときに生じる抵抗値
変化を検出することによって、風速が検出される。また
、温度補償用温度センサ３によって空気の温度が測定さ
れ、空気の温度の違いによる風速の誤差が補正される。

補正された風速に対応した信号は、増幅器８から出力さ
れる。

ヒータ用温度センサ２の抵抗値が変化すると、フィード
バック用トランジスタ７からのフィードバックによって
電流が流れ、ヒータ用温度センサ２の温度変化を打ち消
すように働く。

（発明が解決しようとする課題） このような従来の風速センサでは、ヒータ用温度センサ
および温度補償用温度センサとして、高精度、高速応答
性を有する白金測温体が用いられている。この白金測温
体としては、通常、温度補償用温度センサのほうがヒー
タ用温度センサより高抵抗のものが用いられる。

近年薄膜タイプの白金測温体が製品化されたものの、白
金測温体はやはり高価なものである。そのため、白金測
温体を２つも使用することは、風速センサのコストアッ
プの原因となっていた。

また、温度補償用温度センサの抵抗値のほうがヒータ用
温度センサの抵抗値より大きいため、温度補償用温度セ
ンサの熱容量が大きい。そのため、２つのセンサの熱応
答性を等しくすることが難しく、温度補償上の問題点と
なっている。

それゆえに、この発明の主たる目的は、温度補償効果を
有し、かつ従来のものに比べて製造コストを下げること
ができる風速センサを捷供することである。

（課題を解決するための手段） この発明は、センサ部を含むブリッジ回路と、ブリッジ
回路の出力端がその反転入力端および非反転入力端に接
続されるオペアンプと、オペアンプの出力端がそのベー
スに接続され、その出力がブリッジ回路にフィードバッ
クされるフィードバック用トランジスタと、サーミスタ
を含む温度検出回路と、オペアンプの出力と温度検出回
路の出力とがその入力端に入力される差動増幅回路とを
含む、風速センサである。

（作用） 空気の温度を測定するための温度検出回路に、サーミス
タが用いられる。このサーミスタを用いた温度検出回路
の出力と、オペアンプからの出力とが、差動増幅回路に
入力される。オペアンプからは、センサ部によって検出
される風速に対応した出力が得られる。したがって、差
動増幅回路からは、オペアンプの出力と温度検出回路の
出力とを差動増幅した出力が得られる。

（発明の効果） この発明によれば、温度検出回路に安価なサーミスタが
用いられる。そのため、従来の白金測温体を用いたもの
に比べて、製造コストを下げることができる。

また、オペアンプの出力と温度検出回路の出力とを、等
しい大きさで傾き符号が逆の温度特性となるようにすれ
ば、正確な温度補償効果をもたせることができる。した
がって、空気の温度にかかわらず、正確な風速を測定す
ることができる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から
一層明らかとなろう。

（実施例） 第１図はこの発明の一実施例を示す回路図である。この
風速センサ１０は、センサ部としてのヒータ用温度セン
サ１２を含む。このヒータ用温度センサ１２および３つ
の抵抗１４．１６．１８でブリッジ回路２０が形成され
る。ヒータ用温度センサ１２としては、たとえば白金測
温体などが用いられる。

このブリッジ回路２０の出力端が、オペアンプ２２の入
力端に接続される。この場合、オペアンプ２２の反転入
力端２２ａにはヒータ用温度センサ１２側が接続され、
非反転入力端２２ｂには抵抗１６．１８側が接続される
。

オペアンプ２２の出力端２２Ｃは、フィードバック用ト
ランジスタ２４のベースに接続される。

このフィードバック用トランジスタ２４のコレクタは電
源Ｖ　ｃｃに接続され、エミッタからの出力はブリッジ
回８２０にフィードバックされる。

さらに、風速センサ１０は差動増幅回路３０を含む。差
動増幅回路３０は、オペアンプ３２および抵抗３４，３
６，３８．４０を含む。オペアンプ３２の非反転入力端
３２ａには抵抗３４が接続され、反転入力端３２ｂには
抵抗３６が接続される。さらに、オペアンプ３２の非反
転入力端３２ａは、抵抗３８を介して接地される。また
、オペアンプ３２の反転入力端３２ｂと出力端３２ｃと
が、抵抗４０を介して接続される。

オペアンプ２２の出力は、抵抗４２および抵抗４４、可
変抵抗４６の直列回路で分圧されて、差動増幅回路３０
に入力される。この場合、抵抗４２と抵抗４４との中間
部分が、抵抗３４を介してオペアンプ３２の非反転入力
端３２ａに接続される。

また、風速センサ１０は温度検出回路５０を含む。温度
検出回路５０は定電圧源５２を含み、この定電圧源５２
の出力が、抵抗５４およびサーミスタ５６．抵抗５８の
並列回路で分圧される。分圧された定電圧源５２の出力
は、差動増幅回路３０に入力される。この場合、抵抗５
４とサーミスタ５６．抵抗５８との中間点が抵抗３６を
介してオペアンプ３２の反転入力端３２ｂに接続される
。

なお、抵抗５８は、サーミスタ５６の直線性を向上させ
るためのものである。

この風速センサ１０では、ある基準温度における差動増
幅回路３０の出力がＯとなるように、可変抵抗４６が設
定される。さらに、差動増幅回路３０に入力される２つ
の信号の温度特性は、その大きさが等しくなるように設
定される。

この風速センサ１０では、ヒータ用温度センサ１２に電
流が流され、ヒータ用温度センサ１２が加熱された状態
で使用される。風速センサ１０に気流が接触すると、ヒ
ータ用温度センサ１２の熱が奪われ、その抵抗値が変化
する。ヒータ用温度センサ１２の抵抗値変化により、ブ
リッジ回路２０の出力が変化し、それに応じてオペアン
プ２２の出力も変化する。したがって、風速に応じてヒ
ータ用温度センサ１２の抵抗値が変化し、オペアンプ２
２からは風速に応じた出力を得ることができる。

ヒータ用温度センサ１２の抵抗値が変化すると、オペア
ンプ２２からの出力によってフィードバック用トランジ
スタ２４の出力が変化し、ヒータ用温度センサ１２の温
度変化を打ち消すように働く。

また、オペアンプ２２の出力は、抵抗４２および抵抗４
４．可変抵抗４６で分圧されて、差動増幅回路３０に入
力される。

温度検出回路５０では、空気の温度が検出される。この
場合、空気の温度によってサーミスタ５６の抵抗値が変
化し、それによって温度検出回路５０の出力が変化する
。この温度検出回路５０の出力が、差動増幅回路３０に
入力される。

これらの差動増幅回路３０への２つの入力信号の温度特
性は、互いに同じ大きさとなるように設定されているた
め、差動増幅することによって、空気の温度の違いによ
る風速の誤差が正確に補正される。

具体例として、ヒータ用温度センサ１２の温度係数を３
８５０ｐｐｍ／”Ｃとした場合、サーミスタ５６として
５にΩのものを使用し、サーミスタ５６に並列に接続さ
れる抵抗５８として２にΩ程度の抵抗を使用すればよい
。

この風速センサ１０では、空気の温度を測定するために
、サーミスタが用いられている。そのため、ヒータ用温
度センサおよび温度補償用温度センサの両方に白金測温
体を用いた従来のものに比べて、風速センサの製造コス
トを下げることができる。しかも、従来のものに比べて
、簡単な温度検出回路を付は加えるだけで、正確な温度
補償効果を有する風速センサを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す回路図である。 第２図はこの発明の背景となる従来の風速センサの回路
図である。 図において、１０は風速センサ、１２はヒータ用温度セ
ンサ、２０はブリッジ回路、２２はオペアンプ、２４は
フィードバック用トランジスタ、３０は差動増幅回路、
５０は温度検出回路、５６はサーミスタを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 センサ部を含むブリッジ回路、 前記ブリッジ回路の出力端がその反転入力端および非反
   転入力端に接続されるオペアンプ、前記オペアンプの出
   力端がそのベースに接続され、その出力が前記ブリッジ
   回路にフィードバックされるフィードバック用トランジ
   スタ、 サーミスタを含む温度検出回路、および 前記オペアンプの出力と前記温度検出回路の出力とがそ
   の入力端に入力される差動増幅回路を含む、風速センサ
   。