JPH0674803A - 感熱式流量センサ - Google Patents
感熱式流量センサInfo
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- JPH0674803A JPH0674803A JP4229894A JP22989492A JPH0674803A JP H0674803 A JPH0674803 A JP H0674803A JP 4229894 A JP4229894 A JP 4229894A JP 22989492 A JP22989492 A JP 22989492A JP H0674803 A JPH0674803 A JP H0674803A
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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
- G01F1/684—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
- G01F1/688—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow using a particular type of heating, cooling or sensing element
- G01F1/69—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow using a particular type of heating, cooling or sensing element of resistive type
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- Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 測定抵抗器３Ａに、電気絶縁性の支持基材５
と、この支持基材５の表面上に並列型のパターニング７
Ａを有し、正の抵抗温度係数を持つ素材を設けて構成し
た感熱抵抗体６Ａとを備えた。 【効果】 感熱抵抗体上の温度分布が均一になり、被測
定流体の温度変化による測定誤差が縮小され、高い測定
精度を有する感熱式流量センサを得る。
と、この支持基材５の表面上に並列型のパターニング７
Ａを有し、正の抵抗温度係数を持つ素材を設けて構成し
た感熱抵抗体６Ａとを備えた。 【効果】 感熱抵抗体上の温度分布が均一になり、被測
定流体の温度変化による測定誤差が縮小され、高い測定
精度を有する感熱式流量センサを得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は流体の流量、流速を計
測するための感熱式流量センサに係り、特に流体の通過
によって測定抵抗器から奪われる熱量に基づいて流体の
流速、流量を測定する感熱式流量センサに関するもので
ある。
測するための感熱式流量センサに係り、特に流体の通過
によって測定抵抗器から奪われる熱量に基づいて流体の
流速、流量を測定する感熱式流量センサに関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】図４は、例えば実開昭６１−１０８９３
０号公報に開示された従来の感熱式流量センサの動作説
明に供する構成図であり、流体の主流路となるハウジン
グ１内の所定位置には、検出管２が設けられ、検出管２
の所定位置に感熱抵抗体６（図５参照）を備えた測定抵
抗器３及び流体温センサ４が配設され、抵抗Ｒ１，Ｒ２
と共にブリッジが構成されている。ブリッジの接続点
（ｂ），（ｃ）は差動増幅器１０１に入力され、差動増
幅器１０１の出力はトランジスタ１０２のベースに接続
され、トランジスタ１０２のエミッタはブリッジの一端
（ａ）に接続され、トランジスタ１０２のコレクタは電
源１０３に接続されている。
０号公報に開示された従来の感熱式流量センサの動作説
明に供する構成図であり、流体の主流路となるハウジン
グ１内の所定位置には、検出管２が設けられ、検出管２
の所定位置に感熱抵抗体６（図５参照）を備えた測定抵
抗器３及び流体温センサ４が配設され、抵抗Ｒ１，Ｒ２
と共にブリッジが構成されている。ブリッジの接続点
（ｂ），（ｃ）は差動増幅器１０１に入力され、差動増
幅器１０１の出力はトランジスタ１０２のベースに接続
され、トランジスタ１０２のエミッタはブリッジの一端
（ａ）に接続され、トランジスタ１０２のコレクタは電
源１０３に接続されている。
【０００３】図５は、従来の感熱式流量センサの測定抵
抗器３を示す正面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。図
において、５はアルミナよりなる絶縁性の支持基材、６
は支持基材５上に着膜され、温度によって抵抗値の変化
する素材で構成された膜状の感熱抵抗体、７は電流路を
構成するために感熱抵抗体６に描かれたパターニング、
８は感熱式抵抗体６の両端に接続されたリード線、９は
感熱抵抗体を保護する保護コート、１０は測定抵抗器３
を支持するホルダである。
抗器３を示す正面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。図
において、５はアルミナよりなる絶縁性の支持基材、６
は支持基材５上に着膜され、温度によって抵抗値の変化
する素材で構成された膜状の感熱抵抗体、７は電流路を
構成するために感熱抵抗体６に描かれたパターニング、
８は感熱式抵抗体６の両端に接続されたリード線、９は
感熱抵抗体を保護する保護コート、１０は測定抵抗器３
を支持するホルダである。
【０００４】次に従来の感熱式流量センサの動作につい
て説明する。ハウジング１内に一定流量の流体が流れて
いる場合には、差動増幅器１０１と、トランジスタ１０
２により構成される制御回路により、測定抵抗器３に設
けられた感熱抵抗体６の平均温度が流体より一定温度だ
け高くなるようにブリッジ回路への供給電流が制御さ
れ、ブリッジ回路は平衡状態になっている。この状態に
おいて被測定流体の流量が変化すると、感熱抵抗体６及
び支持基材５の表面への熱伝導が変化し、測定抵抗器３
は温度に依存して、電気抵抗が変化する。これによりブ
リッジ回路は不平衡になり、上記制御回路により、ブリ
ッジへの供給電流が増加され、感熱抵抗体６が加熱され
て平均温度がもとの温度に戻ることにより、ブリッジ回
路の平衡状態が回復される。その際に測定抵抗器３へ供
給される電力が被測定流体の流量の尺度として用いられ
る。又、別の支持基材に設けられている温度に依存する
抵抗により構成された流体温センサ４が、流体の温度の
補償のために用いられる。
て説明する。ハウジング１内に一定流量の流体が流れて
いる場合には、差動増幅器１０１と、トランジスタ１０
２により構成される制御回路により、測定抵抗器３に設
けられた感熱抵抗体６の平均温度が流体より一定温度だ
け高くなるようにブリッジ回路への供給電流が制御さ
れ、ブリッジ回路は平衡状態になっている。この状態に
おいて被測定流体の流量が変化すると、感熱抵抗体６及
び支持基材５の表面への熱伝導が変化し、測定抵抗器３
は温度に依存して、電気抵抗が変化する。これによりブ
リッジ回路は不平衡になり、上記制御回路により、ブリ
ッジへの供給電流が増加され、感熱抵抗体６が加熱され
て平均温度がもとの温度に戻ることにより、ブリッジ回
路の平衡状態が回復される。その際に測定抵抗器３へ供
給される電力が被測定流体の流量の尺度として用いられ
る。又、別の支持基材に設けられている温度に依存する
抵抗により構成された流体温センサ４が、流体の温度の
補償のために用いられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の感熱式流量セン
サは以上のように構成されているので、感熱抵抗体６で
発生した熱流は被測定流体に伝達されるだけでなく、そ
の一部は支持基材５から測定抵抗器３の支持部１０へ伝
導する。また、他の一部は放射エネルギーになり、電磁
波として熱エネルギを移動させるため、測定抵抗器３の
温度分布は、図６に示す如く先端付近で高温、支持部側
で低温となっている。特に、感熱抵抗体６に白金のよう
な抵抗温度係数が正の素材を用い、図５に示すように直
列型のパターニングを施した場合には、感熱抵抗体６の
高温部での局所的な抵抗値が高くなる一方、低温部での
局所的な抵抗値が低くなるために低温部に比較して高温
部がさらに加熱され、測定抵抗器３における温度差がさ
らに拡大される。感熱抵抗体６の平均温度は制御回路に
よって一定温度に制御されているが、上記のように感熱
抵抗体６上で温度勾配が大きくなり、局所的に高温部が
発生すると、その絶対温度の４乗に比例して熱放射量が
増大する。一般に、被測定流体の流量が少ないほど、感
熱抵抗体６上の温度勾配が大きくなり、放射熱伝達率の
温度依存性が大きくなる。よって、熱放射量が増加する
と、感熱抵抗体６から発生する全熱量における熱放射量
の占める割合が増加し、平均熱伝達率の温度係数が大き
くなり、平均熱伝達率の温度係数の流量依存性が大きく
なる。これにより、被測定流体の温度及び流量変化に伴
う測定誤差が生じる。よって、被測定流体の温度及び流
量の変動が生じた場合には、従来の感熱式流量センサに
よって流体の流量を検出する際に不正確をきたすことが
あるという問題点がある。
サは以上のように構成されているので、感熱抵抗体６で
発生した熱流は被測定流体に伝達されるだけでなく、そ
の一部は支持基材５から測定抵抗器３の支持部１０へ伝
導する。また、他の一部は放射エネルギーになり、電磁
波として熱エネルギを移動させるため、測定抵抗器３の
温度分布は、図６に示す如く先端付近で高温、支持部側
で低温となっている。特に、感熱抵抗体６に白金のよう
な抵抗温度係数が正の素材を用い、図５に示すように直
列型のパターニングを施した場合には、感熱抵抗体６の
高温部での局所的な抵抗値が高くなる一方、低温部での
局所的な抵抗値が低くなるために低温部に比較して高温
部がさらに加熱され、測定抵抗器３における温度差がさ
らに拡大される。感熱抵抗体６の平均温度は制御回路に
よって一定温度に制御されているが、上記のように感熱
抵抗体６上で温度勾配が大きくなり、局所的に高温部が
発生すると、その絶対温度の４乗に比例して熱放射量が
増大する。一般に、被測定流体の流量が少ないほど、感
熱抵抗体６上の温度勾配が大きくなり、放射熱伝達率の
温度依存性が大きくなる。よって、熱放射量が増加する
と、感熱抵抗体６から発生する全熱量における熱放射量
の占める割合が増加し、平均熱伝達率の温度係数が大き
くなり、平均熱伝達率の温度係数の流量依存性が大きく
なる。これにより、被測定流体の温度及び流量変化に伴
う測定誤差が生じる。よって、被測定流体の温度及び流
量の変動が生じた場合には、従来の感熱式流量センサに
よって流体の流量を検出する際に不正確をきたすことが
あるという問題点がある。
【０００６】この発明は、上記の問題点を解消するため
になされたもので、感熱抵抗体６上の温度分布を均一に
し、被測定流体の温度及び流量変化による測定誤差を縮
小し、測定精度に優れた感熱式流量センサを得ることを
目的とする。
になされたもので、感熱抵抗体６上の温度分布を均一に
し、被測定流体の温度及び流量変化による測定誤差を縮
小し、測定精度に優れた感熱式流量センサを得ることを
目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明に係る感熱式流
量センサは、測定抵抗器に、電気絶縁性の支持基材と、
この支持基材の表面上に並列型のパターニングを有し、
正の抵抗温度係数を持つ素材を設けて構成した感熱抵抗
体とを備えたものである。
量センサは、測定抵抗器に、電気絶縁性の支持基材と、
この支持基材の表面上に並列型のパターニングを有し、
正の抵抗温度係数を持つ素材を設けて構成した感熱抵抗
体とを備えたものである。
【０００８】
【作用】この発明における感熱式流量センサは以上のよ
うに構成したので、測定抵抗器の感熱抵抗体上の温度分
布が均一になり、発生する全熱量に対する熱放射量の割
合が減少し、平均熱伝達率の温度係数が小さくなり、平
均熱伝達率の温度係数の流量依存性が縮小される。
うに構成したので、測定抵抗器の感熱抵抗体上の温度分
布が均一になり、発生する全熱量に対する熱放射量の割
合が減少し、平均熱伝達率の温度係数が小さくなり、平
均熱伝達率の温度係数の流量依存性が縮小される。
【０００９】
実施例１．以下、この発明の実施例１として感熱式流量
センサの測定抵抗器を図について説明する。図１におい
て、５，８〜１０は図５に示したものと同じである。６
Ａは支持基材５上に着膜され、金属等の導体より成る厚
膜または薄膜の感熱抵抗体、７Ａは電流路を構成するた
めに感熱抵抗体６Ａに描かれたパターニングであって、
並列型の厚膜または薄膜で構成されている。
センサの測定抵抗器を図について説明する。図１におい
て、５，８〜１０は図５に示したものと同じである。６
Ａは支持基材５上に着膜され、金属等の導体より成る厚
膜または薄膜の感熱抵抗体、７Ａは電流路を構成するた
めに感熱抵抗体６Ａに描かれたパターニングであって、
並列型の厚膜または薄膜で構成されている。
【００１０】以下に実施例１の動作について説明する。
基本的な動作は、従来技術と同様であるが、この発明に
よる感熱式流量センサの測定抵抗器３Ａは、感熱抵抗体
６Ａのパターニングが並列型の厚膜または薄膜で構成さ
れている。それ故に感熱抵抗体６Ａ上の従来高温部であ
ったところの抵抗値が低くなり、低温部であったところ
が高くなるため温度差が縮小される。感熱抵抗体６Ａの
平均温度は制御回路によって制御されているために、感
熱抵抗体６Ａの温度分布は均一化され局所最高温度は図
２に示す如く平均温度に比べてあまり高くならない。こ
れにより感熱抵抗体６Ａからの熱放射量が減少し、発生
する全熱量に対する熱放射量の割合が減少し、平均熱伝
達率の温度係数が小さくなり、平均熱伝達率の温度係数
の流量依存性が縮小する。よって、この発明の実施例１
により、被測定流体の温度及び流量変化による測定誤差
が縮小され、測定精度を向上させることができる。
基本的な動作は、従来技術と同様であるが、この発明に
よる感熱式流量センサの測定抵抗器３Ａは、感熱抵抗体
６Ａのパターニングが並列型の厚膜または薄膜で構成さ
れている。それ故に感熱抵抗体６Ａ上の従来高温部であ
ったところの抵抗値が低くなり、低温部であったところ
が高くなるため温度差が縮小される。感熱抵抗体６Ａの
平均温度は制御回路によって制御されているために、感
熱抵抗体６Ａの温度分布は均一化され局所最高温度は図
２に示す如く平均温度に比べてあまり高くならない。こ
れにより感熱抵抗体６Ａからの熱放射量が減少し、発生
する全熱量に対する熱放射量の割合が減少し、平均熱伝
達率の温度係数が小さくなり、平均熱伝達率の温度係数
の流量依存性が縮小する。よって、この発明の実施例１
により、被測定流体の温度及び流量変化による測定誤差
が縮小され、測定精度を向上させることができる。
【００１１】実施例２．また、上記実施例１では、支持
基材５に片持ち支持の平板状のものを用いたが、支持基
材５は図３に示す如く両持ちの支持の支持基材５Ａであ
って、感熱抵抗体６Ｂのパターニング７Ｂは並列型の測
定抵抗器３Ｂであっても良い。
基材５に片持ち支持の平板状のものを用いたが、支持基
材５は図３に示す如く両持ちの支持の支持基材５Ａであ
って、感熱抵抗体６Ｂのパターニング７Ｂは並列型の測
定抵抗器３Ｂであっても良い。
【００１２】実施例３．尚、感熱抵抗体として、ハウジ
ング１内の所定位置に配置された少なくとも２個以上の
抵抗体で、各々の抵抗体を並列接続し、かつ、その合成
抵抗が所望の抵抗値を満足せしめるように構成した測定
抵抗器であっても良い。
ング１内の所定位置に配置された少なくとも２個以上の
抵抗体で、各々の抵抗体を並列接続し、かつ、その合成
抵抗が所望の抵抗値を満足せしめるように構成した測定
抵抗器であっても良い。
【００１３】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、測定
抵抗器に、電気絶縁性の支持基材と、この支持基材の表
面上に並列型のパターニングを有し、正の抵抗温度係数
を持つ素材を設けて構成した感熱抵抗体とを備えたた
め、感熱抵抗体上の温度分布が均一になり、被測定流体
の温度変化による測定誤差が縮小され、高い測定精度を
有する優れた感熱式流量センサを得ることができるとい
う効果を奏する。
抵抗器に、電気絶縁性の支持基材と、この支持基材の表
面上に並列型のパターニングを有し、正の抵抗温度係数
を持つ素材を設けて構成した感熱抵抗体とを備えたた
め、感熱抵抗体上の温度分布が均一になり、被測定流体
の温度変化による測定誤差が縮小され、高い測定精度を
有する優れた感熱式流量センサを得ることができるとい
う効果を奏する。
【図１】この発明の実施例１による感熱式流量センサの
測定抵抗器を示す平面図（ａ）及び側面図（ｂ）であ
る。
測定抵抗器を示す平面図（ａ）及び側面図（ｂ）であ
る。
【図２】この発明の実施例１による感熱式流量センサの
測定抵抗器の温度分布を示す図である。
測定抵抗器の温度分布を示す図である。
【図３】この発明の実施例２による感熱式流量センサの
測定抵抗器を示す平面図（ａ）及び側面図（ｂ）であ
る。
測定抵抗器を示す平面図（ａ）及び側面図（ｂ）であ
る。
【図４】従来の感熱式流量センサの構成図である。
【図５】従来の感熱式流量センサの測定抵抗器を示す正
面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。
面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。
【図６】従来の感熱式流量センサの測定抵抗器の温度分
布を示す図である。
布を示す図である。
３Ａ，３Ｂ 測定抵抗器 ５，５Ａ 支持基材 ６Ａ，６Ｂ 感熱抵抗体 ７Ａ，７Ｂ パターニング
Claims (1)
- 【請求項１】 流体の通過によって測定抵抗器から奪わ
れる熱量に基づいて流体の流速、流量を測定する感熱式
流量センサにおいて、上記測定抵抗器に、電気絶縁性の
支持基材と、この支持基材の表面上に並列型のパターニ
ングを有し、正の抵抗温度係数を持つ素材を設けて構成
した感熱抵抗体とを備えたことを特徴とする感熱式流量
センサ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4229894A JP2908942B2 (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 感熱式流量センサ |
| US08/110,970 US5351537A (en) | 1992-08-28 | 1993-08-24 | Heat-sensitive flow rate sensor having a longitudinal wiring pattern for uniform temperature distribution |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4229894A JP2908942B2 (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 感熱式流量センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0674803A true JPH0674803A (ja) | 1994-03-18 |
| JP2908942B2 JP2908942B2 (ja) | 1999-06-23 |
Family
ID=16899393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4229894A Expired - Fee Related JP2908942B2 (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 感熱式流量センサ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5351537A (ja) |
| JP (1) | JP2908942B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11125550A (ja) * | 1997-10-22 | 1999-05-11 | Ricoh Co Ltd | センサ |
| JP2003035580A (ja) * | 2001-07-19 | 2003-02-07 | Denso Corp | フローセンサ |
| JP5094212B2 (ja) * | 2007-05-25 | 2012-12-12 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 熱式流量計と制御方法 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2919433A1 (de) * | 1979-05-15 | 1980-12-04 | Bosch Gmbh Robert | Messonde zur messung der masse und/oder temperatur eines stroemenden mediums und verfahren zu ihrer herstellung |
| DE3127081C2 (de) * | 1981-07-09 | 1985-01-24 | Degussa Ag, 6000 Frankfurt | Vorrichtung zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit von Gasen und Flüssigkeiten |
| US4478077A (en) * | 1982-09-30 | 1984-10-23 | Honeywell Inc. | Flow sensor |
| JPS61108930A (ja) * | 1984-11-01 | 1986-05-27 | Hamamatsu Photonics Kk | 粒子線等の入射位置を検出するための半導体入射位置検出装置 |
| DE3638137A1 (de) * | 1986-11-08 | 1988-05-11 | Bosch Gmbh Robert | Vorrichtung zur bestimmung der masse eines stroemenden mediums |
| FR2620820B1 (fr) * | 1987-09-22 | 1992-06-19 | Degussa | Resistance electrique chauffante pour rheometre |
| JPH0264822A (ja) * | 1988-08-31 | 1990-03-05 | Fujitsu Ltd | ファイル処理エラー検出方法 |
| DE3843746C1 (ja) * | 1988-12-24 | 1990-07-12 | Degussa Ag, 6000 Frankfurt, De | |
| DE9006967U1 (de) * | 1990-06-22 | 1991-10-24 | Sensycon Gesellschaft für industrielle Sensorsysteme und Prozessleittechnik mbH, 30179 Hannover | Widerstandselement |
| DE4019875A1 (de) * | 1990-06-22 | 1992-01-09 | Sensycon Ind Sensorsyst | Anemometer |
-
1992
- 1992-08-28 JP JP4229894A patent/JP2908942B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-08-24 US US08/110,970 patent/US5351537A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2908942B2 (ja) | 1999-06-23 |
| US5351537A (en) | 1994-10-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |