JPH0663803B2 - 零点補償方法 - Google Patents
零点補償方法Info
- Publication number
- JPH0663803B2 JPH0663803B2 JP1202924A JP20292489A JPH0663803B2 JP H0663803 B2 JPH0663803 B2 JP H0663803B2 JP 1202924 A JP1202924 A JP 1202924A JP 20292489 A JP20292489 A JP 20292489A JP H0663803 B2 JPH0663803 B2 JP H0663803B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature sensor
- heater
- upstream
- downstream
- bridge output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
- G01F1/696—Circuits therefor, e.g. constant-current flow meters
- G01F1/6965—Circuits therefor, e.g. constant-current flow meters comprising means to store calibration data for flow signal calculation or correction
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
- G01F1/696—Circuits therefor, e.g. constant-current flow meters
- G01F1/698—Feedback or rebalancing circuits, e.g. self heated constant temperature flowmeters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F25/00—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume
- G01F25/10—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of flowmeters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P21/00—Testing or calibrating of apparatus or devices covered by the preceding groups
- G01P21/02—Testing or calibrating of apparatus or devices covered by the preceding groups of speedometers
- G01P21/025—Testing or calibrating of apparatus or devices covered by the preceding groups of speedometers for measuring speed of fluids; for measuring speed of bodies relative to fluids
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
- G01P5/10—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring thermal variables
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Error Detection And Correction (AREA)
- Channel Selection Circuits, Automatic Tuning Circuits (AREA)
- Eye Examination Apparatus (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、マイクロブリッジを用いた流量計に適用さ
れ、そのブリッジ出力に生ずるオフセットをキャンセル
する零点補償方法に関するものである。
れ、そのブリッジ出力に生ずるオフセットをキャンセル
する零点補償方法に関するものである。
マイクロブリッジを用いた流量計においては、チップ基
板上に作られた橋の中央にヒータを配置し、そのヒータ
の両脇に上流側温度センサと下流側温度センサを配置し
ている。この流量計においては、上流側温度センサと下
流側温度センサに対してヒータの与える温度が被測定流
体の流量により異なることを利用し、上流側温度センサ
と下流側温度センサとの温度差に応じて得られるブリッ
ジ出力に基づき流量を測定する。上流側温度センサは流
量が増加するとその温度が減少、したがってその抵抗値
が減少し、下流側温度センサは逆に流量が増加するとそ
の温度が増加、したがってその抵抗値が増加する。
板上に作られた橋の中央にヒータを配置し、そのヒータ
の両脇に上流側温度センサと下流側温度センサを配置し
ている。この流量計においては、上流側温度センサと下
流側温度センサに対してヒータの与える温度が被測定流
体の流量により異なることを利用し、上流側温度センサ
と下流側温度センサとの温度差に応じて得られるブリッ
ジ出力に基づき流量を測定する。上流側温度センサは流
量が増加するとその温度が減少、したがってその抵抗値
が減少し、下流側温度センサは逆に流量が増加するとそ
の温度が増加、したがってその抵抗値が増加する。
ここで、そのブリッジ出力に生ずるオフセットをキャン
セルする方法として、次の二つの方法が考えられる。
セルする方法として、次の二つの方法が考えられる。
第１の方法として、測定中に被測定流体の流れを止める
期間を設け、そのときのブリッジ出力すなわちオフセッ
ト値を記憶しておき、通常測定時のブリッジ出力より差
し引く。
期間を設け、そのときのブリッジ出力すなわちオフセッ
ト値を記憶しておき、通常測定時のブリッジ出力より差
し引く。
第２の方法として、被測定流体の流れは止めずに、擬似
的に流量零の状態を作り出し、そのときのオフセット値
を記憶しておき、通常測定時のブリッジ出力より差し引
く。
的に流量零の状態を作り出し、そのときのオフセット値
を記憶しておき、通常測定時のブリッジ出力より差し引
く。
上記第１の方法は、最も確実であるが、被測定流体の流
れを止めるという機械的操作が入り、システムによって
はこれが許されない場合がある。これに対して上記第２
の方法は、例えばヒータ電源をオフ（ヒータオフ）にし
擬似的に流量零の状態を作り出すものであり、被測定流
体の流れを止めるという機械的操作は行わずにすむ。
れを止めるという機械的操作が入り、システムによって
はこれが許されない場合がある。これに対して上記第２
の方法は、例えばヒータ電源をオフ（ヒータオフ）にし
擬似的に流量零の状態を作り出すものであり、被測定流
体の流れを止めるという機械的操作は行わずにすむ。
以下、上記第２の方法について、詳述する。今、上流側
温度センサをRU、下流側温度センサをRDとし、この上流
側温度センサRUおよび下流側温度センサRDの基準温度に
おける抵抗値をRUOおよびRDO、上流側温度センサRUおよ
び下流側温度センサRDのＴＣＲ（温度抵抗変化率）をα
ＵおよびαＤとする。また、ヒータオフ時（擬似零時）
の上流側温度センサRUおよび下流側温度センサRDにおけ
る流量零時の温度をそれぞれＴ１、ヒータオン時（通常
測定時）の上流側温度センサRUおよび下流側温度センサ
RDにおける流量零時の温度をそれぞれＴ２とすると、ヒ
ータオフ時の上流側温度センサRU，下流側温度センサRD
の抵抗値RU1，RD1，ヒータオン時の上流側温度センサ
RU，下流側温度センサRDの抵抗値RUZ，RD2は、次のよう
に表される。
温度センサをRU、下流側温度センサをRDとし、この上流
側温度センサRUおよび下流側温度センサRDの基準温度に
おける抵抗値をRUOおよびRDO、上流側温度センサRUおよ
び下流側温度センサRDのＴＣＲ（温度抵抗変化率）をα
ＵおよびαＤとする。また、ヒータオフ時（擬似零時）
の上流側温度センサRUおよび下流側温度センサRDにおけ
る流量零時の温度をそれぞれＴ１、ヒータオン時（通常
測定時）の上流側温度センサRUおよび下流側温度センサ
RDにおける流量零時の温度をそれぞれＴ２とすると、ヒ
ータオフ時の上流側温度センサRU，下流側温度センサRD
の抵抗値RU1，RD1，ヒータオン時の上流側温度センサ
RU，下流側温度センサRDの抵抗値RUZ，RD2は、次のよう
に表される。
RU1＝RUO・（１＋αＵ・Ｔ１）・・・(1) RD1＝RDO・（１＋αＤ・Ｔ１）・・・(2) RU2＝RUO・（１＋αＵ・Ｔ２）・・・(3) RD2＝RDO・（１＋αＤ・Ｔ２）・・・(4) また、ブリッジ出力VBは、第５図に示されるようなブリ
ッジ回路により取り出されるものとする。但し、Ｒ１＝
Ｒ２とする。ここで、ヒータオフ時，ヒータオン時のブ
リッジ出力をそれぞれVB1，VB2とすると、 となる。
ッジ回路により取り出されるものとする。但し、Ｒ１＝
Ｒ２とする。ここで、ヒータオフ時，ヒータオン時のブ
リッジ出力をそれぞれVB1，VB2とすると、 となる。
今、αＵ＝αＤとしたとき、RUO≠RDOであると、流量零
時のブリッジ出力VB2が零にならずにオフセットを生じ
る。しかし、このオフセットは、ブリッジ出力VB2より
ブリッジ出力VB1を差し引くことにより、キャンセルさ
れるものとなる。
時のブリッジ出力VB2が零にならずにオフセットを生じ
る。しかし、このオフセットは、ブリッジ出力VB2より
ブリッジ出力VB1を差し引くことにより、キャンセルさ
れるものとなる。
すなわち、これを流量零時点で実証すると、流量零時の
ブリッジ出力VB1は、上記(1)式および(2)式を(5)を代入
して、 として得られる。また、流量零時のブリッジ出力V
B2は、上記(3)式および(4)式を(6)に代入して、 として得られる。したがって、 となって、RUO≠RDOに起因してブリッジ出力VB2に生ず
るオフセットがキャンセルされるものとなる。
ブリッジ出力VB1は、上記(1)式および(2)式を(5)を代入
して、 として得られる。また、流量零時のブリッジ出力V
B2は、上記(3)式および(4)式を(6)に代入して、 として得られる。したがって、 となって、RUO≠RDOに起因してブリッジ出力VB2に生ず
るオフセットがキャンセルされるものとなる。
しかしながら、ブリッジ出力VB1を差し引くことにより
ブリッジ出力VB2に生ずるオフセットをキャンセルする
にあたって、RUO≠RDO，αＵ≠αＤである場合には、V
B2−VB1＝０とならず、新たなオフセットが生じるもの
となる。
ブリッジ出力VB2に生ずるオフセットをキャンセルする
にあたって、RUO≠RDO，αＵ≠αＤである場合には、V
B2−VB1＝０とならず、新たなオフセットが生じるもの
となる。
このオフセットは、RUO≠RDOに起因してブリッジ出力V
B2に生ずる本来のオフセットに比べれば小さいが、微小
流量測定時には無視できない。
B2に生ずる本来のオフセットに比べれば小さいが、微小
流量測定時には無視できない。
本発明はこのような課題を解決するためになされたもの
で、ブリッジ出力に生ずるオフセットをキャンセルすべ
くヒータオン時のブリッジ出力からヒータオフ時のブリ
ッジ出力を差し引く零点補償方法において、上流側温度
センサおよび下流側温度センサび流量零状態でのヒータ
オフ時における温度が、その自己発熱により、流量零状
態でのヒータオン時における温度と等しくなるように、
ヒータオフ時における上流側温度センサおよび下流側温
度センサへの供給電流を増大させるようにしたものであ
る。
で、ブリッジ出力に生ずるオフセットをキャンセルすべ
くヒータオン時のブリッジ出力からヒータオフ時のブリ
ッジ出力を差し引く零点補償方法において、上流側温度
センサおよび下流側温度センサび流量零状態でのヒータ
オフ時における温度が、その自己発熱により、流量零状
態でのヒータオン時における温度と等しくなるように、
ヒータオフ時における上流側温度センサおよび下流側温
度センサへの供給電流を増大させるようにしたものであ
る。
したがってこの発明によれば、ヒータオフ時にあっては
上流側温度センサおよび下流側温度センサへの供給電流
が増大し、その自己発熱により、上流側温度センサおよ
び下流側温度センサの温度が上昇する。そして、このヒ
ータオフ時のブリッジ出力が、ヒータオン時のブリッジ
出力より差し引かれる。
上流側温度センサおよび下流側温度センサへの供給電流
が増大し、その自己発熱により、上流側温度センサおよ
び下流側温度センサの温度が上昇する。そして、このヒ
ータオフ時のブリッジ出力が、ヒータオン時のブリッジ
出力より差し引かれる。
以下、本発明に係る零点補償方法を詳細に説明する。
第１図はこの零点補償方法を適用してなるマイクロブリ
ッジを用いた流量計の要部を示す回路造成図である。同
図において、RUは上流側温度センサ、RDは下流側温度セ
ンサ、RHはこの上流側温度センサRUと下流側温度センサ
RDに対して配置されたヒータ、VHはヒータ電源、Ｓ１は
このヒータ電源VHとヒータRHとの間へ接続されたスイッ
チ、Ｓ２およびＳ３はスイッチＳ１のオフに際してオン
とされるスイッチ、Ｓ４およびＳ５はスイッチＳ１のオ
フに際して図示Ｂ側へ切り替えられる切替スイッチ、Ａ
ＭＰはブリッジ出力として得られるブリッジ差動電圧
（以下、ブリッジ出力と呼ぶ）VBを増幅する差動増幅
器、ＣＮＶは差動増幅器ＡＭＰの増幅出力（アナログ
値）をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器、ＭＰＵはこ
の変換器ＣＮＶの出力（デジタル値）を処理するマイク
ロコンピュータ、R1〜R7は抵抗である。
ッジを用いた流量計の要部を示す回路造成図である。同
図において、RUは上流側温度センサ、RDは下流側温度セ
ンサ、RHはこの上流側温度センサRUと下流側温度センサ
RDに対して配置されたヒータ、VHはヒータ電源、Ｓ１は
このヒータ電源VHとヒータRHとの間へ接続されたスイッ
チ、Ｓ２およびＳ３はスイッチＳ１のオフに際してオン
とされるスイッチ、Ｓ４およびＳ５はスイッチＳ１のオ
フに際して図示Ｂ側へ切り替えられる切替スイッチ、Ａ
ＭＰはブリッジ出力として得られるブリッジ差動電圧
（以下、ブリッジ出力と呼ぶ）VBを増幅する差動増幅
器、ＣＮＶは差動増幅器ＡＭＰの増幅出力（アナログ
値）をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器、ＭＰＵはこ
の変換器ＣＮＶの出力（デジタル値）を処理するマイク
ロコンピュータ、R1〜R7は抵抗である。
抵抗R1〜R7は、上流側温度センサRUおよび下流側温度セ
ンサRDの抵抗値に対して十分高い値をもつものとして設
定されており、またR1＝R4，R2＝R3，R5＝R7として定め
られている。さらに、抵抗R1，R2およびR3，R4の値は、
ヒータRHのオフ時（ヒータオフ時）に、上流側温度セン
サRUおよび下流側温度センサRDへ、その上流側温度セン
サRUおよび下流側温度センサRDの温度がヒータRHのオン
時（ヒータオン時）の温度と等しい温度となるように、
電流IUおよびIDを供給するものとして定められている。
すなわち、上流側温度センサRUおよび下流側温度センサ
RDの流量零状態でのヒータオフ時における温度が、その
自己発熱により、流量零状態でのヒータオン時における
温度と等しくなるように、ヒータオフ時における上流側
温度センサRUおよび下流側温度センサRDへの供給電流IU
およびIDを増大させるものとして、抵抗R1，R2おおびR
3，R4の値が定められている。また、抵抗R5〜R7の抵抗
値は、次式に従って定められている。
ンサRDの抵抗値に対して十分高い値をもつものとして設
定されており、またR1＝R4，R2＝R3，R5＝R7として定め
られている。さらに、抵抗R1，R2およびR3，R4の値は、
ヒータRHのオフ時（ヒータオフ時）に、上流側温度セン
サRUおよび下流側温度センサRDへ、その上流側温度セン
サRUおよび下流側温度センサRDの温度がヒータRHのオン
時（ヒータオン時）の温度と等しい温度となるように、
電流IUおよびIDを供給するものとして定められている。
すなわち、上流側温度センサRUおよび下流側温度センサ
RDの流量零状態でのヒータオフ時における温度が、その
自己発熱により、流量零状態でのヒータオン時における
温度と等しくなるように、ヒータオフ時における上流側
温度センサRUおよび下流側温度センサRDへの供給電流IU
およびIDを増大させるものとして、抵抗R1，R2おおびR
3，R4の値が定められている。また、抵抗R5〜R7の抵抗
値は、次式に従って定められている。
但し、この式において、IU1およびID1はヒータオフ時に
上流側温度センサRUおよび下流側温度センサRDに流れる
電流を、IU2およびID2はヒータオン時に上流側温度セン
サRUおよび下流側温度センサRDに流れる電流を示し、I
U1＝ID1，IU2＝ID2となる。
上流側温度センサRUおよび下流側温度センサRDに流れる
電流を、IU2およびID2はヒータオン時に上流側温度セン
サRUおよび下流側温度センサRDに流れる電流を示し、I
U1＝ID1，IU2＝ID2となる。
ここで、R5〜R7はアッテネータを構成しており、ヒータ
オフ時には上流側温度センサRUおよび下流側温度センサ
RDへの供給電流が増大することから、上流側温度センサ
RUおよび下流側温度センサRDからヒータオン時より大き
なブリッジ出力が得られるため、これをヒータオン時と
同じレベルまで落とす役目を果たす。
オフ時には上流側温度センサRUおよび下流側温度センサ
RDへの供給電流が増大することから、上流側温度センサ
RUおよび下流側温度センサRDからヒータオン時より大き
なブリッジ出力が得られるため、これをヒータオン時と
同じレベルまで落とす役目を果たす。
このように構成された流量計において、ヒータオフ時の
ブリッジ出力VBは、VB1として次式で表される。
ブリッジ出力VBは、VB1として次式で表される。
また、ヒータオン時のブリッジ出力VBは、VB2として次
式で表される。
式で表される。
VB2＝ID2・RD2−IU2・RU2 今、αＵ≠αＤ，RUO≠RDOであるとすると、流量零時の
ブリッジ出力VB2は零にならず、オフセットが生じるも
のとなる。しかし、このオフセットは、ブリッジ出力V
B2よりブリッジ出力VB1をマイクロコンピュータＭＰＵ
において差し引くことにより、キャンセルされるものと
なる。すなわち、これを流量零時点で実証すると、流量
零時には、 RU1＝RUO・（１＋αＵ・Ｔ１） RD1＝RDO・（１＋αＤ・Ｔ１） RU2＝RUO・（１＋αＵ・Ｔ２） RD2＝RDO・（１＋αＤ・Ｔ２） となる。したがって、 となる。ここで、ヒータオフ時には、IU1，ID1がIU2，I
D2よりも増大するため、上流側温度センサRU，下流側温
度センサRDの温度がその自己発熱により上昇し、Ｔ１＝
Ｔ２となる。したがって、VB2−VB1＝０となり、ブリッ
ジ出力VB2に生ずるオフセットがキャンセルされるもの
となる。
ブリッジ出力VB2は零にならず、オフセットが生じるも
のとなる。しかし、このオフセットは、ブリッジ出力V
B2よりブリッジ出力VB1をマイクロコンピュータＭＰＵ
において差し引くことにより、キャンセルされるものと
なる。すなわち、これを流量零時点で実証すると、流量
零時には、 RU1＝RUO・（１＋αＵ・Ｔ１） RD1＝RDO・（１＋αＤ・Ｔ１） RU2＝RUO・（１＋αＵ・Ｔ２） RD2＝RDO・（１＋αＤ・Ｔ２） となる。したがって、 となる。ここで、ヒータオフ時には、IU1，ID1がIU2，I
D2よりも増大するため、上流側温度センサRU，下流側温
度センサRDの温度がその自己発熱により上昇し、Ｔ１＝
Ｔ２となる。したがって、VB2−VB1＝０となり、ブリッ
ジ出力VB2に生ずるオフセットがキャンセルされるもの
となる。
第２図はヒータオフ時とヒータオン時の流量変化に対す
る上流側温度センサRUおよび下流側温度センサRDの抵抗
変化率の実験データである。図において、t1はヒータオ
フ時の上流側温度センサRUの抵抗変化率特性を、t2はヒ
ータオフ時の下流側温度センサRDの抵抗変化率特性を、
t3はヒータオン時の上流側温度センサRUの抵抗変化率特
性を、t4はヒータオン時の下流側温度センサRDの抵抗変
化率特性を示している。
る上流側温度センサRUおよび下流側温度センサRDの抵抗
変化率の実験データである。図において、t1はヒータオ
フ時の上流側温度センサRUの抵抗変化率特性を、t2はヒ
ータオフ時の下流側温度センサRDの抵抗変化率特性を、
t3はヒータオン時の上流側温度センサRUの抵抗変化率特
性を、t4はヒータオン時の下流側温度センサRDの抵抗変
化率特性を示している。
第３図は第２図をもとに上流側温度センサRUと下流側温
度センサRDとの抵抗変化率の差をプロットしたもので、
そのヒータオフ時の特性P1はブリッジ出力VB1に、その
ヒータオフ時の特性P2はブリッジ出力VB2に相当する。
ヒータオフ時にも自己発熱により流量に対して抵抗値が
変化するが、その割合はヒータオン時に比べて小さい。
したがって、流量がある場合、VB2−VB1の演算を行う
と、VB2に比べて出力は約２０％低下するが、この低下
分は後段の信号処理で復元可能であり、問題とはならな
い。
度センサRDとの抵抗変化率の差をプロットしたもので、
そのヒータオフ時の特性P1はブリッジ出力VB1に、その
ヒータオフ時の特性P2はブリッジ出力VB2に相当する。
ヒータオフ時にも自己発熱により流量に対して抵抗値が
変化するが、その割合はヒータオン時に比べて小さい。
したがって、流量がある場合、VB2−VB1の演算を行う
と、VB2に比べて出力は約２０％低下するが、この低下
分は後段の信号処理で復元可能であり、問題とはならな
い。
第４図は本発明に係る零点補償方法の適用された流量計
の他の実施例を示す回路構成図であり、同図において第
１図と同一符号は同一構成要素を示しその説明は省略す
る。図において、Ｓ６およびＳ７はスイッチＳ１のオン
に際して図示Ａ側に切り替えられる切替スイッチ、ＢＡ
ＭＰはバッファアンプ、R8〜R13は抵抗である。本実施
例においては、上流側温度センサRUと下流側温度センサ
RDとを直列に接続しており、抵抗R10,R11は上流側温度
センサRU，下流側温度センサRD，抵抗R8，R9よりも十分
大きな値として定められ、R8＝R9としている。また、ス
イッチＳ６がＢ側へ接続されているとき（ヒータオフ
時）にバッファアンプＢＡＭＰへ与えられる基準電圧V
REFは、ヒータオフ時に上流側温度センサRUおよび下流
側温度センサRDへ、その上流側温度センサRUおよび下流
側温度センサRDの温度がヒータオン時の温度と等しい温
度となるように、電流を供給するものとしてその値が定
められている。また、抵抗R10,R11はアッテネータを構
成しており、 の関係となっている。
の他の実施例を示す回路構成図であり、同図において第
１図と同一符号は同一構成要素を示しその説明は省略す
る。図において、Ｓ６およびＳ７はスイッチＳ１のオン
に際して図示Ａ側に切り替えられる切替スイッチ、ＢＡ
ＭＰはバッファアンプ、R8〜R13は抵抗である。本実施
例においては、上流側温度センサRUと下流側温度センサ
RDとを直列に接続しており、抵抗R10,R11は上流側温度
センサRU，下流側温度センサRD，抵抗R8，R9よりも十分
大きな値として定められ、R8＝R9としている。また、ス
イッチＳ６がＢ側へ接続されているとき（ヒータオフ
時）にバッファアンプＢＡＭＰへ与えられる基準電圧V
REFは、ヒータオフ時に上流側温度センサRUおよび下流
側温度センサRDへ、その上流側温度センサRUおよび下流
側温度センサRDの温度がヒータオン時の温度と等しい温
度となるように、電流を供給するものとしてその値が定
められている。また、抵抗R10,R11はアッテネータを構
成しており、 の関係となっている。
このように構成された流量計において、ヒータオフ時の
ブリッジ出力VB1は、次式で表される（VS1＝VREF）。
ブリッジ出力VB1は、次式で表される（VS1＝VREF）。
また、ヒータオン時のブリッジ出力VB2は、次式で表さ
れる〔VS2＝R13・VREF／（R12＋R13）〕。
れる〔VS2＝R13・VREF／（R12＋R13）〕。
今、αＵ≠αＤ，RUO≠RDOであるとしたとき、VB2−VB1
を演算すると、演算零時では、 RU1＝RUO・（１＋αＵ・Ｔ１） RD1＝RDO・（１＋αＤ・Ｔ１） RU2＝RUO・（１＋αＵ・Ｔ２） RD2＝RDO・（１＋αＤ・Ｔ２） であるので、 但し、上式において、 Ｎ１＝RDO・（１＋αＤ・Ｔ２）・RUO・（１＋αＵ・Ｔ
１）−RDO・（１＋αＤ・Ｔ１）・RUO・（１＋αＵ・Ｔ
２） Ｎ２＝〔RUO・（１＋αＵ・Ｔ２）＋RDO・（１＋αＤ・
Ｔ２）〕・〔RUO・（１＋αＵ・Ｔ１）＋RDO・（１＋α
Ｄ・Ｔ１）〕 ここで、Ｔ１＝Ｔ２であば、Ｎ１＝０であるから、VB2
−VB1＝０となり、ブリッジ出力VB2に生ずるオフセット
がキャンセルされるものとなる。
を演算すると、演算零時では、 RU1＝RUO・（１＋αＵ・Ｔ１） RD1＝RDO・（１＋αＤ・Ｔ１） RU2＝RUO・（１＋αＵ・Ｔ２） RD2＝RDO・（１＋αＤ・Ｔ２） であるので、 但し、上式において、 Ｎ１＝RDO・（１＋αＤ・Ｔ２）・RUO・（１＋αＵ・Ｔ
１）−RDO・（１＋αＤ・Ｔ１）・RUO・（１＋αＵ・Ｔ
２） Ｎ２＝〔RUO・（１＋αＵ・Ｔ２）＋RDO・（１＋αＤ・
Ｔ２）〕・〔RUO・（１＋αＵ・Ｔ１）＋RDO・（１＋α
Ｄ・Ｔ１）〕 ここで、Ｔ１＝Ｔ２であば、Ｎ１＝０であるから、VB2
−VB1＝０となり、ブリッジ出力VB2に生ずるオフセット
がキャンセルされるものとなる。
以上説明したことから明らかなように本発明による零点
補償方法によると、ヒータオフ時にあっては上流側温度
センサおよび下流側温度センサへの供給電流が増大し、
その自己発熱により、上流側温度センサおよび下流側温
度センサの温度が上昇する。そして、このヒータオフ時
のブリッジ出力が、ヒータオン時のブリッジ出力より差
し引かれるものとなる。
補償方法によると、ヒータオフ時にあっては上流側温度
センサおよび下流側温度センサへの供給電流が増大し、
その自己発熱により、上流側温度センサおよび下流側温
度センサの温度が上昇する。そして、このヒータオフ時
のブリッジ出力が、ヒータオン時のブリッジ出力より差
し引かれるものとなる。
このとき、上流側温度センサおよび下流側温度センサの
流量零状態でのヒータオフ時における温度が流量零状態
でのヒータオン時における温度と等しくなるように、ヒ
ータオフ時における上流側温度センサおよび下流側温度
センサへの供給電流が増大するので、流量零時点で実証
すれば分かるように、ヒータオフ時とヒータオン時とで
上流側温度センサと下流側温度センサとの温度差がなく
なり、上流側温度センサと下流側温度センサとの基準温
度における抵抗値および抵抗ＴＣＲが等しくなくても、
正確にオフセットがキャンセルされるものとなり、微小
流量の測定が可能となるという優れた効果を奏する。
流量零状態でのヒータオフ時における温度が流量零状態
でのヒータオン時における温度と等しくなるように、ヒ
ータオフ時における上流側温度センサおよび下流側温度
センサへの供給電流が増大するので、流量零時点で実証
すれば分かるように、ヒータオフ時とヒータオン時とで
上流側温度センサと下流側温度センサとの温度差がなく
なり、上流側温度センサと下流側温度センサとの基準温
度における抵抗値および抵抗ＴＣＲが等しくなくても、
正確にオフセットがキャンセルされるものとなり、微小
流量の測定が可能となるという優れた効果を奏する。
第１図は本発明に係る零点補償方法を適用してなるマイ
クロブリッジを用いた流量計の要部を示す回路構成図、
第２図はヒータオフ時とヒータオン時の流量変化に対す
る上流側温度センサおよび下流側温度センサの抵抗変化
率の実験データを示す図、第３図は第２図をもとに上流
側温度センサと下流側温度センサとの抵抗変化率の差を
プロットした図、第４図は本発明に係る零点補償方法を
適用してなる流量計の他の実施例を示す回路構成図、第
５図は基本ブリッジ回路を示す図である。 RU……上流側温度センサ、RD……下流側温度センサ、RH
……ヒータ、Ｓ１〜Ｓ３……スイッチ、Ｓ４，Ｓ５……
切替スイッチ、ＡＭＰ……差動アンプ、ＭＰＵ……マイ
クロコンピュータ、R1〜R7……抵抗。
クロブリッジを用いた流量計の要部を示す回路構成図、
第２図はヒータオフ時とヒータオン時の流量変化に対す
る上流側温度センサおよび下流側温度センサの抵抗変化
率の実験データを示す図、第３図は第２図をもとに上流
側温度センサと下流側温度センサとの抵抗変化率の差を
プロットした図、第４図は本発明に係る零点補償方法を
適用してなる流量計の他の実施例を示す回路構成図、第
５図は基本ブリッジ回路を示す図である。 RU……上流側温度センサ、RD……下流側温度センサ、RH
……ヒータ、Ｓ１〜Ｓ３……スイッチ、Ｓ４，Ｓ５……
切替スイッチ、ＡＭＰ……差動アンプ、ＭＰＵ……マイ
クロコンピュータ、R1〜R7……抵抗。
Claims (1)
- 【請求項１】上流側温度センサと下流側温度センサに対
してヒータを配置し、前記上流側温度センサおよび下流
側温度センサの前記ヒータオン時における温度が被測定
流体の流量により異なることを利用し、前記上流側温度
センサと下流側温度センサとの温度差に応じて得られる
ブリッジ出力に基づき流量を測定する流量計に適用さ
れ、前記ブリッジ出力に生ずるオフセットをキャンセル
すべく前記ヒータオン時のブリッジ出力から前記ヒータ
オフ時のブリッジ出力を差し引く零点補償方法におい
て、前記上流側温度センサおよび下流側温度センサの流
量零状態でのヒータオフ時における温度が、その自己発
熱により、流量零状態でのヒータオン時における温度と
等しくなるように、ヒータオフ時における前記上流側温
度センサおよび下流側温度センサへの供給電流を増大さ
せるようにしたことを特徴とする零点補償方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1202924A JPH0663803B2 (ja) | 1989-08-07 | 1989-08-07 | 零点補償方法 |
| DE4024827A DE4024827A1 (de) | 1989-08-07 | 1990-08-04 | Nullpunkt-kompensationsschaltkreis fuer einen durchflussmesser |
| US07/564,535 US5076099A (en) | 1989-08-07 | 1990-08-07 | Zero point compensating circuit |
| EP90308696A EP0421585B1 (en) | 1989-08-07 | 1990-08-07 | Zero point offset compensating circuit |
| DE69026454T DE69026454T2 (de) | 1989-08-07 | 1990-08-07 | Kompensationsschaltung für Nullpunktabweichung |
| AT90308696T ATE136643T1 (de) | 1989-08-07 | 1990-08-07 | Kompensationsschaltung für nullpunktabweichung |
| GB9017322A GB2235298A (en) | 1989-08-07 | 1990-08-07 | Zero flow compensation for thermal bridge flowmeter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1202924A JPH0663803B2 (ja) | 1989-08-07 | 1989-08-07 | 零点補償方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0367129A JPH0367129A (ja) | 1991-03-22 |
| JPH0663803B2 true JPH0663803B2 (ja) | 1994-08-22 |
Family
ID=16465415
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1202924A Expired - Lifetime JPH0663803B2 (ja) | 1989-08-07 | 1989-08-07 | 零点補償方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5076099A (ja) |
| EP (1) | EP0421585B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0663803B2 (ja) |
| AT (1) | ATE136643T1 (ja) |
| DE (2) | DE4024827A1 (ja) |
| GB (1) | GB2235298A (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2641333B2 (ja) * | 1991-03-13 | 1997-08-13 | 日本碍子株式会社 | 熱式流量センサ |
| US5311762A (en) * | 1991-12-16 | 1994-05-17 | Dxl Usa | Flow sensor calibration |
| US5363689A (en) * | 1992-09-11 | 1994-11-15 | Intertech Development Company | Calibration device for leak detecting instruments |
| US5493906A (en) * | 1994-06-01 | 1996-02-27 | Peking University | Automatic offset control for constant temperature anemometer |
| DE19623174C1 (de) * | 1996-06-10 | 1997-11-27 | Trilog Thermotechnik Gmbh | Vorrichtung zum Erfassen eines flüssigen oder gasförmigen Mediums |
| GB2347747B (en) * | 1999-03-08 | 2001-01-31 | Advanced Energy Monitor Syst | Method and means for measuring fluid flow |
| JP2002054964A (ja) * | 2000-08-10 | 2002-02-20 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 流量測定方法及び流量計 |
| US7712347B2 (en) * | 2007-08-29 | 2010-05-11 | Honeywell International Inc. | Self diagnostic measurement method to detect microbridge null drift and performance |
| US7685875B2 (en) * | 2007-10-23 | 2010-03-30 | Therm-O-Disc, Incorporated | Fluid flow rate sensor and method of operation |
| EP2341214A1 (en) * | 2009-12-29 | 2011-07-06 | Welltec A/S | Thermography logging tool |
| US20130060492A1 (en) * | 2011-09-06 | 2013-03-07 | Techox Industries Ind. | Method of deducing time based metrics using flow rate |
| DE102012001060A1 (de) * | 2011-10-24 | 2013-04-25 | Hydrometer Gmbh | Verfahren zur Korrektur von Offset-Drift-Effekten einer thermischen Messeinrichtung, thermische Messeinrichtung und Gasdurchflussmessgerät |
| US9631965B2 (en) | 2012-02-15 | 2017-04-25 | Sensortechnics GmbH | Offset compensation for flow sensing devices |
| CN105264341B (zh) * | 2013-09-09 | 2019-12-31 | 株式会社堀场Stec | 热式流量计、温度测量装置和热式流量计算方法 |
| US10890472B2 (en) * | 2016-08-25 | 2021-01-12 | Honeywell International Inc. | Low power operational methodology for a flow sensor |
| AU2017326905B2 (en) * | 2016-09-16 | 2023-04-27 | Fisher & Paykel Healthcare Limited | Thermistor flow sensor having multiple temperature points |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB153904A (en) * | 1919-11-15 | 1922-01-26 | Schweizerische Lokomotiv | Improvements in or relating to reversing gears for internal combustion engines |
| US3891391A (en) * | 1973-05-14 | 1975-06-24 | George R Boone | Fluid flow measuring system using improved temperature compensation apparatus and method |
| DE2447617C3 (de) * | 1974-10-05 | 1980-09-04 | Ellenberger & Poensgen Gmbh, 8503 Altdorf | Kalorimetrischer Strömungswächter |
| JPS60151517A (ja) * | 1984-01-18 | 1985-08-09 | Nippon Soken Inc | 半導体式流量検出装置 |
| US4779458A (en) * | 1986-12-29 | 1988-10-25 | Mawardi Osman K | Flow sensor |
| US4739657A (en) * | 1987-06-22 | 1988-04-26 | Honeywell Inc. | Resistance with linear temperature coefficient |
| DE3803611A1 (de) * | 1988-02-06 | 1989-08-17 | Bosch Gmbh Robert | Schaltgeregelte stroemungssonde |
-
1989
- 1989-08-07 JP JP1202924A patent/JPH0663803B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-08-04 DE DE4024827A patent/DE4024827A1/de not_active Withdrawn
- 1990-08-07 EP EP90308696A patent/EP0421585B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-08-07 AT AT90308696T patent/ATE136643T1/de not_active IP Right Cessation
- 1990-08-07 GB GB9017322A patent/GB2235298A/en not_active Withdrawn
- 1990-08-07 DE DE69026454T patent/DE69026454T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-08-07 US US07/564,535 patent/US5076099A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4024827A1 (de) | 1991-02-14 |
| DE69026454D1 (de) | 1996-05-15 |
| JPH0367129A (ja) | 1991-03-22 |
| GB9017322D0 (en) | 1990-09-19 |
| ATE136643T1 (de) | 1996-04-15 |
| EP0421585A2 (en) | 1991-04-10 |
| GB2235298A (en) | 1991-02-27 |
| US5076099A (en) | 1991-12-31 |
| DE69026454T2 (de) | 1996-11-28 |
| EP0421585B1 (en) | 1996-04-10 |
| EP0421585A3 (en) | 1993-02-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5753815A (en) | Thermo-sensitive flow sensor for measuring flow velocity and flow rate of a gas | |
| JPH0663803B2 (ja) | 零点補償方法 | |
| JP2631481B2 (ja) | 質量流量計とその計測方法 | |
| EP2230491B1 (en) | Method of calibrating a thermal mass flowmeter | |
| US5461913A (en) | Differential current thermal mass flow transducer | |
| JP2789272B2 (ja) | 流量計の流量補正方法 | |
| US20060021444A1 (en) | Method of operating a resistive heat-loss pressure sensor | |
| JPH0449893B2 (ja) | ||
| JP2616150B2 (ja) | 熱式空気流量計 | |
| JP2949527B2 (ja) | 質量流量計 | |
| JPH109919A (ja) | 質量流量計 | |
| JP2004093321A (ja) | ブリッジ回路形検出器 | |
| JPH0861998A (ja) | 温度・風速測定装置 | |
| KR100262225B1 (ko) | 유속측정회로 | |
| JPH07295653A (ja) | マスフローコントローラ | |
| JPS62280617A (ja) | 熱式流量計 | |
| JP2574667Y2 (ja) | 質量流量計 | |
| JPH01245119A (ja) | 熱線式流量測定装置 | |
| JPH0629748B2 (ja) | 熱式流量計の流体温度測定方法 | |
| JP3019009U (ja) | 質量流量計 | |
| JPH04140613A (ja) | 熱式流量計 | |
| JPS59216026A (ja) | 多点温度測定方式 | |
| JPH04332867A (ja) | 熱線風速計 | |
| JPH05281007A (ja) | 質量流量計 | |
| JPS639170B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080822 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080822 Year of fee payment: 14 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090822 Year of fee payment: 15 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |