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Info
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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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- 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
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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-
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- G01F1/684—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
- G01F1/6845—Micromachined devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P1/00—Details of instruments
- G01P1/006—Details of instruments used for thermal compensation
Description
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。
の上面中央部にヒータ抵抗RHを挟んで第1,第2の感
温抵抗RX,RY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RX,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RX,RY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RX,RYと定電流源1,2の接続
点P1,P2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V2=I(RX−RY)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。
わりに抵抗R1,R2を用い、前記第5図と同一構成と
したもので、R1,R2≫RX,RY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。
続点P3から出力V2を取出するもので、この出力V2
は、 となる。
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RXだけの抵抗感度特性を示す。
とすると、温度T℃のときの抵抗RXは、RX=R
X0(1+αT)で表わされる。また、感温抵抗RYも同
様に、RY=RY0(1+αT)の特性を有する。
の熱が伝わり、下流の感温抵抗RXの温度がΔTD℃だ
け上昇したとすると、感温抵抗RX,RYの温度はそれ
ぞれTA+ΔTD(℃),TA(℃)となる。
プ3にブリッジ回路の出力V2が供給される。
αTA)〕 =I{RX0−RY0+α(RX0−RY0)TA+α×RX0
ΔTD}………(1) 上記出力V2の零点変動特性を見るため、ΔTD=0と
すると、(1)式は、 V2=I{RX0−RY0+α(RX0−RY0)TA}……
(2) となる。RX0=RY0とすれば(2)式は、 V2=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V2は(2)式のようになり、周囲温度TAによっ
て変動する。
ば、ほぼ第5図の回路構成による場合の関係が成立す
る。
になる。
も、両者は比率を取るため、周囲温度TAの影響を受け
にくいことがわかる。
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。
とにより、第1,第2の感温抵抗RX,RYの温度差Δ
TD=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V3′とすると、次のように表わすことができ
る。
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。
き、 のようになる。
により影響を受け、αが正のとき、周囲温度TAが高温
になるほどV2′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。
感温抵抗RY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TAによる影響を
小さくすることが考えられている。
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RX,RY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RX,RY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。
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。
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。
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。
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、RRは第1,第2の感
温抵抗RX,RY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RR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RRの両端電
圧、つまり、第3の感温抵抗RRと定電流源4の接続点
P4の電圧を入力とし、直列接続した第1,第2の感温
抵抗RX,RY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。
に定電流源4から定電流Iを流し、この第3の感温抵抗
RRの両端に生じた電圧VRをオペアンプ回路5で電流
増幅して電圧VR′とし、この電圧VR′を第1,第2
の感温抵抗RX,RYに加え、両抵抗RX,RYの接続
点PSより出力V2を取出している。
(7) これにより、VR′を(6)式のVに代入すると、 となり、周囲温度TAの影響をうけなくなる。
抗RX,RY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。
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VR′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RX,RYの値が代わりV
R′の値も変わってしまう。
定電流源4の代わりに抵抗R1を接続し、オペアンプ回
路5に帰還抵抗R2,R3を接続したものである。
VR′は、R1≫RRとしたとき となる。R1≫RRとすれば、第3の感温抵抗RR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
2を増幅してV2″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RA,RRを直列接続した
第1,第2の感温抵抗RX,RYに接続してブリッジ回
路を構成し、この固定抵抗RA,RRの接続点P7と第
1,第2の感温抵抗RX,RYの接続点P6に差動アン
プ7の入力端を接続したものである。
TD=0のとき、RY・RR=RX・RAが成立するよ
うに、固定抵抗RAまたは同RRを選択調整すればよ
い。
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。
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。 RXは第1の感温抵抗、RYは第2の感温抵抗、RRは
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)
- 【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。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP1059266A JPH0664080B2 (ja) | 1989-03-10 | 1989-03-10 | フローセンサ用の温度補償回路 |
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