JPH0434315A - 流量計のヒータ制御装置 - 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〕 本発明は、シリコン等の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測温抵抗を有する
フローセンサを用いた流量計に関し、特にその流量計の
ヒータ制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

流量計としては、例えばシリコンの基台上にヒータ用抵
抗と該ヒータ用抵抗の両側（上流、下流）に独立して配
置された測温抵抗からなるフローセンサ、いわゆるマイ
クロフローセンサを用い、この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前記測温抵抗
によって検出することにより、流量を測定するものがあ
る。

ところで、かかる流量計において用いられている従来の
ヒータ制御装置は、ブリフジ回路の各辺にそれぞれヒー
タ用抵抗１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−定温度差になるようにコントロールされる
回路構成となっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、このような従来回路では、ヒータ用抵抗によ
り熱せられた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。

例えば、気体の熱拡散率によりその温度特性が約４００
０ｐＩ）ｍ／ｌの割合で周囲温度上昇に伴いセンサの感
度低下を生じるという問題があった。

本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、周囲温度測
定センサとしてのリファレンス抵抗のもつ温度係数（３
４００ｐ　ｐｍ／”Ｃ）を利用して、ヒータ用抵抗に印
加する電圧をその温度係数に正比例させるように可変制
御することにより、センサの温度特性を補正することが
できる流量計のヒータ制御装置を提供することを目的と
する。

〔課題を達成するための手段〕

上記の目的を達成するために、本発明に係るヒータ制御
装置は、周囲温度測定用のリファレンス抵抗と該リファ
レンス抵抗に一定電流を流すための固定抵抗とを直列に
接続し、そのリファレンス抵抗と固定抵抗で分圧された
電圧を差動増幅器で増幅して、この出力によりヒータ用
抵抗に供給する電力を制御することによりそのヒータ用
抵抗の温度を周囲温度に応じて可変するようにしたもの
である。

〔作用〕

本発明においては、ヒータ用抵抗っまりヒータに印加す
る電圧をその温度係数に正比例させて電力に温度係数を
もたせることにより、周囲温度の上昇に伴いヒータ温度
を上昇させ、センサの温度特性を補正することができる
。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。

図は本発明の一実施例による流量計のヒータ制御装置の
回路構成図である。図において、１はジュール熱により
発熱するヒータ用抵抗、２は周囲温度測定用のリファレ
ンス抵抗、３，４．５および６は固定抵抗、７はリファ
レンス抵抗２と抵抗３で分割された電圧を増幅する差動
増幅器、８はこの差動増幅器７の出力によりヒータ用抵
抗１に供給する電力を制御するトランジスタであり、こ
のトランジスタ８とヒータ用抵抗ｌによりヒータ回路９
を構成している。なお、ヒータ用抵抗１はシリコン等の
基台上の中央部分に配置され、その両側にそれぞれ独立
して測温抵抗（図示せず）が配置されるとともに、その
上流側に周囲温度測定用のリファレンス抵抗２が配置さ
れていて、これらヒータ用抵抗ｌ、リファレンス抵抗２
及び測温抵抗により従来例と同様のフローセンサを構成
している。

ここで、前記リファレンス抵抗２と抵抗３は直列に接続
され、その一端が電源＋Ｖに、他端が接地されている。

そしてこの直列回路の中点ａの電圧が差動増幅器７め一
方の入力側に加えられ、その他方の入力側が抵抗４を介
して接地されている。

この差動増幅器７の出力側は抵抗６を経てトランジスタ
８０ベースに接続されていて、そのコレクタ側がヒータ
用抵抗１を介して接地されるとともに、抵抗５を経て差
動増幅器７の他方の入力側に接続されている。

上記実施例の構成によると、ヒータ用抵抗１の抵抗値を
ＲＮ、リファレンス抵抗２の抵抗値をＲ８、抵抗３の抵
抗値をＲ１としたとき、これらをＲＮ　＞＞Ｒ，とする
と、リファレンス抵抗２にはほぼ一定の電流が流れる。

このため、周囲温度の上昇に伴い接続点ａの電位は上が
り、ヒータ用抵抗１の印加電圧点すの電圧をＶ、％その
点すにおける電力をＰとすると、周囲温度Ｔ０では次式
で表される。

ＶＩ＝ＣＲ１（１＋αＴ、）　　　　　−−−・（２）
ただし、αは温度係数、Ｃは定数であり、（１１式の分
母は温度ＴＮにおけるヒータ用抵抗１の抵抗値を示す。

また、（２）式の点すにおける電圧■璽はすファレンス
抵抗２の抵抗値と比例関係にある。よって、（２）式を
（１）式へ代入すると、Ｃ”　Ｒｍ”　（１＋αＴ０） １＋αＴ。

となる、これにより、１＋αＴ０の温度係数でヒータ用
抵抗１への印加電力が上昇し、これに伴いヒータ用抵抗
１の温度は１＋αＴ０の温度係数で上昇して、センサの
温度上昇による感度低下分を補正することができる。

このように本実施例では、周囲温度測定用のリファレン
ス抵抗２のもつ温度係数３４００ｐｐｍ／℃を利用し、
ヒータ用抵抗１つまりヒータ１に印加する電圧■８をそ
の温度係数に正比例させるようにして、この電力Ｐに温
度係数をもたせることにより、周囲温度の上昇に応じて
ヒータ１の温度を上昇させ、センサの温度特性を補正す
ることが可能になる。

なお、上記実施例ではヒータ用抵抗の両側に同一チップ
上に測温抵抗を配置し、その測温抵抗の周囲温度による
感度を補正する場合について示したが、該測温抵抗が１
つだけでも同様に適用することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係る流量計のヒータ制御
装置によれば、ヒータ用抵抗の温度を周囲温度に対して
正の温度係数で制御することにより、センサの感度の温
度特性がフラットな特性になり、精度の向上が図れる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

図は本発明に係るヒータ制御装置の一実施例を示す回路
構成図である。 １・・・ヒータ用抵抗（ヒータ）、２・・・リファレン
ス抵抗、３，４，５．６・・・固定抵抗７・・・差動増
幅器、８・・・トランジスタ、９・・・ヒータ回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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
   て配置された測温抵抗を有するフローセンサを備え、こ
   のフローセンサのヒータ用抵抗から測定流体を介した熱
   の拡散度合を前記測温抵抗によって検出することにより
   、流量を測定する流量計において、前記基台上に一体に
   形成された周囲温度測定用のリファレンス抵抗と該リフ
   ァレンス抵抗に一定電流を流すための固定抵抗とを直列
   に接続した直列回路と、前記リファレンス抵抗と固定抵
   抗で分圧された電圧を増幅する差動増幅器と、該差動増
   幅器の出力により前記ヒータ用抵抗に供給する電力を制
   御して、そのヒータ用抵抗の温度を周囲温度に応じて可
   変するように構成されたヒータ回路を具備したことを特
   徴とする流量計のヒータ制御装置。