JPH0664080B2 - フローセンサ用の温度補償回路 - Google Patents

フローセンサ用の温度補償回路

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JPH0664080B2
JPH0664080B2 JP1059266A JP5926689A JPH0664080B2 JP H0664080 B2 JPH0664080 B2 JP H0664080B2 JP 1059266 A JP1059266 A JP 1059266A JP 5926689 A JP5926689 A JP 5926689A JP H0664080 B2 JPH0664080 B2 JP H0664080B2
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    • G01P1/00Details of instruments
    • G01P1/006Details of instruments used for thermal compensation

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は温度補償回路、例えばチップ上の2点間の温
度差を測定し、この測定結果から流量を検出するフロー
センサ用の温度補償回路に関するものである。
〔従来の技術〕 第4図はフローセンサを示す斜視図であり、チップ10
の上面中央部にヒータ抵抗Rを挟んで第1,第2の感
温抵抗R,Rが設けられている。なお、図中の矢印
は流体の流れ方向を示している。第5図乃至第7図は上
記第1,第2の感温抵抗R,RYを含む従来の感温抵
抗駆動回路を示す。第5図は感温抵抗R,Rにそれ
ぞれ直列に定電流源1,2を接続してブリッジ回路を構
成し、その感温抵抗R,Rと定電流源1,2の接続
点P,Pに差動アンプ3の入力端を接続したもの
で、差動アンプ3にはV=I(R−R)の信号が
入力される。ただし、Vは電源電圧、Iは電流である。
また、第6図は回路簡素化のために定電流源1,2の代
わりに抵抗R,Rを用い、前記第5図と同一構成と
したもので、R,R≫R,Rとすれば電流Iは
ほぼ一定となり、第5図に近い動作となる。
第7図は感温抵抗R,Rを直列に接続して、その接
続点Pから出力Vを取出するもので、この出力V
は、 となる。
ところで、上記感温抵抗R,Rは、第8図に示すよ
うな抵抗温度特性をもつものとする。ただし、第8図は
感温抵抗Rだけの抵抗感度特性を示す。
いま、第8図に示すように、0℃のときの抵抗値をRX0
とすると、温度T℃のときの抵抗Rは、R=R
X0(1+αT)で表わされる。また、感温抵抗Rも同
様に、R=RY0(1+αT)の特性を有する。
また、周囲温度T℃のとき、流体の流れによりヒータ
の熱が伝わり、下流の感温抵抗Rの温度がΔT℃だ
け上昇したとすると、感温抵抗R,Rの温度はそれ
ぞれT+ΔT(℃),T(℃)となる。
上記の条件において、前記第5図の構成では、差動アン
プ3にブリッジ回路の出力Vが供給される。
=I(R−R) =I〔RX0{1+α(T+ΔT)}−RY0(1+
αT)〕 =I{RX0−RY0+α(RX0−RY0)T+α×RX0
ΔT}………(1) 上記出力Vの零点変動特性を見るため、ΔT=0と
すると、(1)式は、 V=I{RX0−RY0+α(RX0−RY0)T}……
(2) となる。RX0=RY0とすれば(2)式は、 V=0 となるが、製造上のばらつきによりRX0≠RY0のときに
は出力Vは(2)式のようになり、周囲温度Tによっ
て変動する。
第6図の回路構成では、R,R≫R,Rとすれ
ば、ほぼ第5図の回路構成による場合の関係が成立す
る。
また、第7図の回路構成では、その出力Vは次のよう
になる。
ΔT=0とすると(3)式は、 となり、製造上のばらつきにより、RX0≠RY0であって
も、両者は比率を取るため、周囲温度Tの影響を受け
にくいことがわかる。
さらに第7図の回路構成においては、次に述べる方法に
よりRX0とRY0とが等しくなくても零点変動を除去する
ことができる。
第7図の回路構成において、ヒータの電流を遮断するこ
とにより、第1,第2の感温抵抗R,Rの温度差Δ
=0の状態を作り出し、このときの値を零点として
記憶しておき、ヒータ作動時の値から引いて零点補償を
行うものとする。すなわち、(3)式−(4)式を演算しその
結果をV′とすると、次のように表わすことができ
る。
流速ゼロでΔTがゼロの場合、(5)式の結果はゼロと
なりRX0≠RY0でも零点変動を生じないことがわかる。
しかし以下に述べるように、周囲温度の影響により測定
感度が変化してしまう特性はキャンセルされていない。
ΔTの変化がわずかで、1+αT≫αΔTのと
き、 のようになる。
上記(6)式から明らかなように、V′は周囲温度T
により影響を受け、αが正のとき、周囲温度Tが高温
になるほどV′が小さくすなわち流速に対する感度が
低くなることがわかる。
そこで、第9図に示すように、前記第7図に示す構成の
感温抵抗Rと直列に、順方向電圧が負の温度係数を有
するダイオードDを接続し、周囲温度Tによる影響を
小さくすることが考えられている。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の感温抵抗駆動回路は第9図のように構成するよう
により、周囲温度による影響を小さくすることが考えら
れているが、ダイオードDと感温抵抗R,Rの温度
係数を正確に合わせることが困難であったり、ダイオー
ドDの順方向電圧にばらつきがあったり、ダイオードD
と感温抵抗R,Rが位置的に離れて温度差がある
と、正しく温度補償が行われないという問題点があっ
た。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、同一チップ上に設けた2つの感温抵抗の温度
差を、周囲温度に影響されることなく電圧として出力す
ることができるフローセンサ用の温度補償回路を得るこ
とを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係るフローセンサ用の温度補償回路は、ヒー
タを挟んで同一チップ上に設け、直列に接続し接続点か
ら出力を取出す流速測定用の第1,第2の感温抵抗と、
周囲温度測定用の前記チップ上に設けた第3の感温抵抗
と、前記第3の感温抵抗に電流を流す給電手段と、前記
第3の感温抵抗両端の電圧を電流増幅して前記直列接続
した第1,第2の感温抵抗の一端に供給するアンプとを
具備したものである。
〔作用〕
この発明に係るフローセンサ用の温度補償回路は、第
1,第2の感温抵抗と同一チップ上に周囲温度検出用の
第3の感温抵抗を設け、給電によって前記第3の感温抵
抗の両端に発生する電圧を、直列に接続した前記第1,
第2の感温抵抗に印加することにより、周囲温度によっ
て第1,第2の感温抵抗に加わる電圧が自動的に変化
し、第1,第2の感温抵抗の温度差を常に一定電圧とし
て取出すことができる。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図面について説明する。前
記第5図乃至第7図と同一部分に同一符号を付して重複
説明を省略した第1図において、Rは第1,第2の感
温抵抗R,Rと同一チップ上に設けた第3の感温抵
抗、4は第3の感温抵抗Rと直列に接続した給電手段
としての定電流源、5は第3の感温抵抗Rの両端電
圧、つまり、第3の感温抵抗Rと定電流源4の接続点
の電圧を入力とし、直列接続した第1,第2の感温
抵抗R,Rの一端に出力端を接続したアンプとして
のオペアンプ回路である。
次に動作について説明する。まず、第3の感温抵抗R
に定電流源4から定電流Iを流し、この第3の感温抵抗
の両端に生じた電圧Vをオペアンプ回路5で電流
増幅して電圧V′とし、この電圧V′を第1,第2
の感温抵抗R,Rに加え、両抵抗R,Rの接続
点Pより出力Vを取出している。
上記電圧V′は次のように表わせる。
′=V=IR=IRR0(1+αT)………
(7) これにより、V′を(6)式のVに代入すると、 となり、周囲温度Tの影響をうけなくなる。
このように、第3の感温抵抗Rを第1,第2の感温抵
抗R,Rと同一チップ上に形成することにより、そ
の温度の違いを少なくして、温度補償の誤差を小さくで
きる。
この場合、直接R,Rを定電流源で駆動すればよい
ように思われるが、ヒータ作動時と非作動時において正
確にV′を一致させる必要であるため、第1図の構成
が必要とされる。すなわち直接定電流源で駆動すると、
ヒータの作動,非作動によりR,Rの値が代わりV
′の値も変わってしまう。
第2図は他の実施例を示すもので、前記第1図における
定電流源4の代わりに抵抗Rを接続し、オペアンプ回
路5に帰還抵抗R,Rを接続したものである。
上記の構成によって、オペアンプ回路5の出力電圧
′は、R≫Rとしたとき となる。R≫Rとすれば、第3の感温抵抗Rに流
れる電流Iはほぼ一定になり、前記第1図の実施例と同
様の機能を簡単に実現できる。第3図は第1図の出力V
を増幅してV″として取り出す回路構成を描いたも
ので、直列接続した固定抵抗R,Rを直列接続した
第1,第2の感温抵抗R,Rに接続してブリッジ回
路を構成し、この固定抵抗R,Rの接続点Pと第
1,第2の感温抵抗R,Rの接続点Pに差動アン
プ7の入力端を接続したものである。
この場合、第1,第2の感温抵抗R,Rの温度差Δ
=0のとき、R・R=R・Rが成立するよ
うに、固定抵抗Rまたは同Rを選択調整すればよ
い。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、第1,第2の感温抵
抗と周囲温度検出用の第3の感温抵抗とを同一チップ上
に設け、給電によって前記第3の感温抵抗の両端に生じ
た電圧を調整した、上記第1,第2の感温抵抗に印加す
るように構成したので、周囲温度が変わっても一定の測
定感度が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例によるフローセンサ用の温
度補償回路を示す回路図、第2図は他の実施例によるフ
ローセンサ用の温度補償回路を示す回路図、第3図は出
力部の回路図、第4図はフローセンサの斜視図、第5
図,第6図,第7図は従来の温度抵抗駆動回路の種々の
回路図、第8図は感温抵抗の抵抗温度特性図、第9図は
従来の他の感温抵抗駆動回路の回路図である。 Rは第1の感温抵抗、Rは第2の感温抵抗、R
第3の感温抵抗、4は定電流源、5はボルテージフォロ
ワ回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ヒータを挟んで同一チップ上に設け、直列
    に接続して接続点から出力を取出す流速測定用の第1,
    第2の感温抵抗と、周囲温度測定用の前記チップ上に設
    けた第3の感温抵抗と、前記第3の感温抵抗に電流を流
    する給電手段と、堰第3の感温抵抗両端の電圧を電流増
    幅して前記直列接続した第1,第2の感温抵抗の一端に
    供給するアンプとを備えたフローセンサ用の温度補償回
    路。
JP1059266A 1989-03-10 1989-03-10 フローセンサ用の温度補償回路 Expired - Lifetime JPH0664080B2 (ja)

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