JPH07139983A - 発熱抵抗体式流量計 - Google Patents
発熱抵抗体式流量計Info
- Publication number
- JPH07139983A JPH07139983A JP5285200A JP28520093A JPH07139983A JP H07139983 A JPH07139983 A JP H07139983A JP 5285200 A JP5285200 A JP 5285200A JP 28520093 A JP28520093 A JP 28520093A JP H07139983 A JPH07139983 A JP H07139983A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resistor
- current
- heating resistor
- voltage
- air temperature
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 空気温度検出抵抗体を経由して電子回路に侵
入するノイズ信号を除去することができるようにした発
熱抵抗体式流量計の対ノイズ性を向上させる。 【構成】 空気温度検出抵抗体２に電流を供給する手段
を、発熱抵抗体１の加熱制御電流を検出する電流検出抵
抗３の電圧を入力とするボルテージホロワ回路により構
成する。ボルテージホロワ回路の出力トランジスタ６の
出力する電流を出力トランジスタ６の電流供給側端子か
ら空気温度検出抵抗体２及び空気温度特性調整抵抗４に
通電し、空気温度検出抵抗体２のもう一方の端子を発熱
抵抗体１に加熱制御電流を供給するパワートランジスタ
９に接続する。発熱抵抗体１の電圧を分圧して得る電圧
と空気温度検出抵抗体２及び空気温度特性調整抵抗４の
和の電圧とを等しくするようにもう一つの演算増幅器８
を用いてパワートランジスタ９を制御することにより発
熱抵抗体の定温度制御を行う。
入するノイズ信号を除去することができるようにした発
熱抵抗体式流量計の対ノイズ性を向上させる。 【構成】 空気温度検出抵抗体２に電流を供給する手段
を、発熱抵抗体１の加熱制御電流を検出する電流検出抵
抗３の電圧を入力とするボルテージホロワ回路により構
成する。ボルテージホロワ回路の出力トランジスタ６の
出力する電流を出力トランジスタ６の電流供給側端子か
ら空気温度検出抵抗体２及び空気温度特性調整抵抗４に
通電し、空気温度検出抵抗体２のもう一方の端子を発熱
抵抗体１に加熱制御電流を供給するパワートランジスタ
９に接続する。発熱抵抗体１の電圧を分圧して得る電圧
と空気温度検出抵抗体２及び空気温度特性調整抵抗４の
和の電圧とを等しくするようにもう一つの演算増幅器８
を用いてパワートランジスタ９を制御することにより発
熱抵抗体の定温度制御を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、流体の流量を計測する
ための発熱抵抗体式流量計に関する。
ための発熱抵抗体式流量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】流体、例えば空気の流量を計測するため
の発熱抵抗体式流量計として、自動車用内燃機関におけ
る発熱抵抗体式流量計がある。流路中たとえば、自動車
の吸気管中に発熱抵抗体を置き、この抵抗体の発生熱量
と流速の関係から流速を電気的に計測する技術は例えば
米国特許３７４７５７７号により既に公知であり、今日
広く一般に使用されている。図７にその一般的な原理構
成図を示す。図において７１は直流電源であり、トラン
ジスタ７２のコレクタおよびエミッタ、抵抗体（発熱抵
抗体）７３、抵抗（電流検出抵抗）７４を通り電流を供
給する。抵抗（空気温度特性調整抵抗）７５、空気温度
検出抵抗体７６および抵抗体７７の直列回路は、トラン
ジスタ７２のエミッタと直流電源７１の陰極の間に接続
される。抵抗体７３と７４、および抵抗体７６と７７の
接続点はそれぞれ増幅器７８の正相、逆相入力となり、
増幅器７８の出力はトランジスタ７２のベースと接続さ
れる。抵抗体７３，７６は空気中に置かれる。抵抗体７
３〜７７の抵抗値をそれぞれＲ73〜Ｒ77であらわす。図
７においては、抵抗７６の抵抗値は抵抗７３の抵抗値よ
り大きく設定されている。これは、抵抗76は空気温度を
測定することを目的とするため、電流値が大きいと自己
加熱により空気温度よりも高くなり、測定誤差が生じる
ためである。また、大きく設定しておくと、空気温度が
一定のときに、抵抗７３を一定温度に保持するために、
抵抗７３に流す電流を制御する際に、回路からわかるよ
うに抵抗７６を流れる電流の変化を小さくすることがで
きるからである。このブリッジ回路の平衡条件は、 Ｒ73・Ｒ77＝Ｒ74・（Ｒ75＋Ｒ76） である。ところで流体中の発熱体の発熱量と流速との関
係は、 Ｑ＝Ｉ2Ｒ73＝（Ｃ1＋Ｃ2√ｕ）・ΔＴ Ｃ1，Ｃ2：流体の温度Ｔ3で決まる定数 ｕ：流速 Ｉ：Ｒ73に流れる電流 ΔＴ：Ｔ3−Ｔ6 Ｔ3：抵抗体Ｒ73の温度 Ｔ6：抵抗体Ｒ76の温度(空気温度に相当する) であることが広く知られている。すなわち発生熱量は、
発熱体と周囲との温度差ΔＴが一定状態にあるとき、流
速の平方根の１次関数となる。従って、空気温度が一定
のときは、抵抗Ｒ76は一定であるため(自己加熱が無視
できるため)、上記のブリッジ回路の平衡条件が成立す
ることより、抵抗Ｒ73も一定に制御され、上記の温度差
ΔＴが一定状態になる。この時、上式より、電流Ｉと流
速ｕは、１対１に対応するため、電流Ｉを測定すれば、
流速、すなわち流量が求まる。このように発熱抵抗体は
一定温度すなわち、一定抵抗値に制御されることが必要
である。なお、実際の計測においては、空気温度Ｔ6が
変化するため、Ｔ6が変化しても、同じ流量のときは同
じ電流値が得られるように回路が構成されなければなら
ない。そのための技術として、抵抗７５の値を適当に選
んで、計測したい空気温度範囲において、同じ流量のと
きは同じ電流値が得られるようにする技術が特開昭５５
−５０１２１号公報に開示されている。図７の技術を改
良した従来の技術として、図８に示す特公昭６１−１６
０２６号公報に記載のものがある。これは、空気温度検
出抵抗体７６の抵抗値が発熱抵抗体７３の抵抗値に比べ
てあまり差のないものを使いたいという要請がある場合
に、演算増幅器８２を用いて空気温度検出抵抗体７６の
電圧を増幅するように定温度制御回路を構成することに
より上記要請を満たそうとしたものである。ここでは、
演算増幅器８２により増幅された出力電圧と発熱抵抗体
７３の電圧とを比較して定温度制御を行っている。
の発熱抵抗体式流量計として、自動車用内燃機関におけ
る発熱抵抗体式流量計がある。流路中たとえば、自動車
の吸気管中に発熱抵抗体を置き、この抵抗体の発生熱量
と流速の関係から流速を電気的に計測する技術は例えば
米国特許３７４７５７７号により既に公知であり、今日
広く一般に使用されている。図７にその一般的な原理構
成図を示す。図において７１は直流電源であり、トラン
ジスタ７２のコレクタおよびエミッタ、抵抗体（発熱抵
抗体）７３、抵抗（電流検出抵抗）７４を通り電流を供
給する。抵抗（空気温度特性調整抵抗）７５、空気温度
検出抵抗体７６および抵抗体７７の直列回路は、トラン
ジスタ７２のエミッタと直流電源７１の陰極の間に接続
される。抵抗体７３と７４、および抵抗体７６と７７の
接続点はそれぞれ増幅器７８の正相、逆相入力となり、
増幅器７８の出力はトランジスタ７２のベースと接続さ
れる。抵抗体７３，７６は空気中に置かれる。抵抗体７
３〜７７の抵抗値をそれぞれＲ73〜Ｒ77であらわす。図
７においては、抵抗７６の抵抗値は抵抗７３の抵抗値よ
り大きく設定されている。これは、抵抗76は空気温度を
測定することを目的とするため、電流値が大きいと自己
加熱により空気温度よりも高くなり、測定誤差が生じる
ためである。また、大きく設定しておくと、空気温度が
一定のときに、抵抗７３を一定温度に保持するために、
抵抗７３に流す電流を制御する際に、回路からわかるよ
うに抵抗７６を流れる電流の変化を小さくすることがで
きるからである。このブリッジ回路の平衡条件は、 Ｒ73・Ｒ77＝Ｒ74・（Ｒ75＋Ｒ76） である。ところで流体中の発熱体の発熱量と流速との関
係は、 Ｑ＝Ｉ2Ｒ73＝（Ｃ1＋Ｃ2√ｕ）・ΔＴ Ｃ1，Ｃ2：流体の温度Ｔ3で決まる定数 ｕ：流速 Ｉ：Ｒ73に流れる電流 ΔＴ：Ｔ3−Ｔ6 Ｔ3：抵抗体Ｒ73の温度 Ｔ6：抵抗体Ｒ76の温度(空気温度に相当する) であることが広く知られている。すなわち発生熱量は、
発熱体と周囲との温度差ΔＴが一定状態にあるとき、流
速の平方根の１次関数となる。従って、空気温度が一定
のときは、抵抗Ｒ76は一定であるため(自己加熱が無視
できるため)、上記のブリッジ回路の平衡条件が成立す
ることより、抵抗Ｒ73も一定に制御され、上記の温度差
ΔＴが一定状態になる。この時、上式より、電流Ｉと流
速ｕは、１対１に対応するため、電流Ｉを測定すれば、
流速、すなわち流量が求まる。このように発熱抵抗体は
一定温度すなわち、一定抵抗値に制御されることが必要
である。なお、実際の計測においては、空気温度Ｔ6が
変化するため、Ｔ6が変化しても、同じ流量のときは同
じ電流値が得られるように回路が構成されなければなら
ない。そのための技術として、抵抗７５の値を適当に選
んで、計測したい空気温度範囲において、同じ流量のと
きは同じ電流値が得られるようにする技術が特開昭５５
−５０１２１号公報に開示されている。図７の技術を改
良した従来の技術として、図８に示す特公昭６１−１６
０２６号公報に記載のものがある。これは、空気温度検
出抵抗体７６の抵抗値が発熱抵抗体７３の抵抗値に比べ
てあまり差のないものを使いたいという要請がある場合
に、演算増幅器８２を用いて空気温度検出抵抗体７６の
電圧を増幅するように定温度制御回路を構成することに
より上記要請を満たそうとしたものである。ここでは、
演算増幅器８２により増幅された出力電圧と発熱抵抗体
７３の電圧とを比較して定温度制御を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記図８の従来技術
は、空気温度検出抵抗体７６が演算増幅器８２の帰還回
路を構成する。そのため、空気通路に設置された空気温
度検出抵抗体７６を経由して電子回路に侵入するノイズ
信号を除去するためのフィルタ回路やコンデンサ等を空
気温度検出抵抗体７６に接続すると、例えば、８３，８
４のポイントにノイズをバイパスするためのコンデンサ
を接続すると、演算増幅器７６の位相余裕度を悪化さ
せ、発振しやすくなるという問題が有った。本発明の目
的は、空気温度検出抵抗体の抵抗値が発熱抵抗体の抵抗
値に比べて十分大きくない場合においても流量の測定が
適正にでき、且つ空気温度検出抵抗体を経由して電子回
路に侵入するノイズ信号に対し対策を施しやすい発熱抵
抗体式流量計を提供する事にある。
は、空気温度検出抵抗体７６が演算増幅器８２の帰還回
路を構成する。そのため、空気通路に設置された空気温
度検出抵抗体７６を経由して電子回路に侵入するノイズ
信号を除去するためのフィルタ回路やコンデンサ等を空
気温度検出抵抗体７６に接続すると、例えば、８３，８
４のポイントにノイズをバイパスするためのコンデンサ
を接続すると、演算増幅器７６の位相余裕度を悪化さ
せ、発振しやすくなるという問題が有った。本発明の目
的は、空気温度検出抵抗体の抵抗値が発熱抵抗体の抵抗
値に比べて十分大きくない場合においても流量の測定が
適正にでき、且つ空気温度検出抵抗体を経由して電子回
路に侵入するノイズ信号に対し対策を施しやすい発熱抵
抗体式流量計を提供する事にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を解決する為
に、流体の流路中に設置された発熱抵抗体と、上記発熱
抵抗体の温度を流体温度により決まる温度に制御する定
温度制御回路とを備え、上記定温度制御回路は、流体の
流路中に設置される流体温度検出抵抗体と、上記流体温
度検出抵抗体に直列に接続され、流体の温度が変化した
としても同一の流量に対して同一の流量信号を出力する
ための流体温度特性調整抵抗と、上記発熱抵抗体を上記
決められた温度に制御するように上記発熱抵抗体に電流
を供給する第１の電流供給手段とを有する発熱抵抗体式
流量計であって、上記発熱抵抗体に流れる第１の電流を
検出する第１の検出手段と、上記流体温度検出抵抗体に
流れる第２の電流を検出する第２の検出手段と、上記流
体温度特性調整抵抗体と上記第２の検出手段との間に設
けられ、上記第１の電流と第２の電流に基づいて、上記
流体温度検出抵抗体に、上記発熱抵抗体に流れる第１の
電流に比例する様に、上記第２の電流を供給する第２の
電流供給手段と、上記発熱抵抗体の両端の電圧に比例し
た検知電圧を出力する電圧出力手段と、上記検知電圧
と、上記流体温度検出抵抗体及び上記流体温度特性調整
抵抗を合わせたものの両端の電圧とを等しくする手段と
を有し、上記発熱抵抗体の定温度制御を行うこととした
ものである。
に、流体の流路中に設置された発熱抵抗体と、上記発熱
抵抗体の温度を流体温度により決まる温度に制御する定
温度制御回路とを備え、上記定温度制御回路は、流体の
流路中に設置される流体温度検出抵抗体と、上記流体温
度検出抵抗体に直列に接続され、流体の温度が変化した
としても同一の流量に対して同一の流量信号を出力する
ための流体温度特性調整抵抗と、上記発熱抵抗体を上記
決められた温度に制御するように上記発熱抵抗体に電流
を供給する第１の電流供給手段とを有する発熱抵抗体式
流量計であって、上記発熱抵抗体に流れる第１の電流を
検出する第１の検出手段と、上記流体温度検出抵抗体に
流れる第２の電流を検出する第２の検出手段と、上記流
体温度特性調整抵抗体と上記第２の検出手段との間に設
けられ、上記第１の電流と第２の電流に基づいて、上記
流体温度検出抵抗体に、上記発熱抵抗体に流れる第１の
電流に比例する様に、上記第２の電流を供給する第２の
電流供給手段と、上記発熱抵抗体の両端の電圧に比例し
た検知電圧を出力する電圧出力手段と、上記検知電圧
と、上記流体温度検出抵抗体及び上記流体温度特性調整
抵抗を合わせたものの両端の電圧とを等しくする手段と
を有し、上記発熱抵抗体の定温度制御を行うこととした
ものである。
【０００５】
【作用】空気温度検出抵抗体を発熱抵抗体の定温度制御
回路に用いる事により、温度依存抵抗素子である発熱抵
抗体の温度を測定空気温度に対して適切な値に制御す
る。そのために発熱抵抗体の抵抗値が空気温度検出抵抗
体と空気温度特性調整抵抗の抵抗値の和に比例するよう
に定温度制御回路を構成する。このために、発熱抵抗体
の加熱電流に比例する電流を空気温度検出抵抗体及び空
気温度特性調整抵抗に通電する。その手段として、発熱
抵抗体に流れる電流を検出する第１の検出手段の出力を
入力とする第２の電流供給手段の出力部の電流供給側の
電流を空気温度検出抵抗体及び空気温度特性調整抵抗に
通電する。さらに、発熱抵抗体の電圧に比例した電圧と
空気温度検出抵抗体及び空気温度特性調整抵抗の和の電
圧とを等しくする制御を行って、発熱抵抗体の定温度制
御を行う。この様に構成することにより、空気温度検出
抵抗体は、演算回路の帰還回路を構成しなくなるので、
空気温度検出抵抗体にフィルタ回路等を付加することが
できる。この結果、空気温度検出抵抗体から電子回路に
侵入するノイズ信号を除去することができるので発熱抵
抗体式流量計の対ノイズ性を向上させることができる。
回路に用いる事により、温度依存抵抗素子である発熱抵
抗体の温度を測定空気温度に対して適切な値に制御す
る。そのために発熱抵抗体の抵抗値が空気温度検出抵抗
体と空気温度特性調整抵抗の抵抗値の和に比例するよう
に定温度制御回路を構成する。このために、発熱抵抗体
の加熱電流に比例する電流を空気温度検出抵抗体及び空
気温度特性調整抵抗に通電する。その手段として、発熱
抵抗体に流れる電流を検出する第１の検出手段の出力を
入力とする第２の電流供給手段の出力部の電流供給側の
電流を空気温度検出抵抗体及び空気温度特性調整抵抗に
通電する。さらに、発熱抵抗体の電圧に比例した電圧と
空気温度検出抵抗体及び空気温度特性調整抵抗の和の電
圧とを等しくする制御を行って、発熱抵抗体の定温度制
御を行う。この様に構成することにより、空気温度検出
抵抗体は、演算回路の帰還回路を構成しなくなるので、
空気温度検出抵抗体にフィルタ回路等を付加することが
できる。この結果、空気温度検出抵抗体から電子回路に
侵入するノイズ信号を除去することができるので発熱抵
抗体式流量計の対ノイズ性を向上させることができる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１を用いて説明
する。定温度型発熱抵抗体式空気流量計は空気通路中に
設置された発熱抵抗体１と発熱抵抗体１に直列に接続し
た電流検出抵抗３と定温度制御回路10と出力特性調整回
路20より成り、温度依存抵抗である発熱抵抗体１を一定
の抵抗値即ち一定の温度となる様に定温度制御回路10に
より電流を供給し、その制御に要した電流を電流検出抵
抗３により検出し空気流量信号ＶQとする。空気温度検
出抵抗体２は空気通路中に設置され定温度制御回路10の
一部を構成して空気温度の変化に伴いその抵抗値が変化
し定温度制御回路10の制御目標温度を変化させ、空気温
度変化による空気流量信号ＶQの変化を補正する。ＶBは
バッテリー電圧、ＶREFは基準電圧である。抵抗４１，
４２，４３，４４，４５，４６は定温度制御回路１０の
入力オフセット電圧を調整し流量計の応答性を設定す
る。出力特性調整回路20は、空気流量信号ＶQをゼロ・
スパン調整して所望の流量計出力ＶOUTを得るためのも
のである。ゼロ・スパン調整とは、空気流量信号Ｖ
Qは、そのままでは、流量が０のときに、０でない出力
を出す、すなわち、バイアス分を有するために、バイア
ス分をカットして増幅し、信号を調整することをいう。
定温度制御回路10は、空気温度検出抵抗体２に演算増幅
器５、トランジスタ６及び抵抗７を用いて空気流量信号
ＶQに比例した電流を供給する。さらに、抵抗11、12に
よって発熱抵抗体１の電圧を分圧して得る電圧と、空気
温度検出抵抗体２及び空気温度特性調整抵抗４の電圧の
和とを等しくするように、もう一つの演算増幅器８を用
いて、発熱抵抗体１に加熱電流を供給するパワートラン
ジスタ９を制御する。こうして発熱抵抗体１の定温度制
御を行う。演算増幅器５はトランジスタ６と共にボルテ
ージホロワ回路を構成し抵抗７の電圧を電流検出抵抗の
電圧ＶQに等しくする様に働く。このとき抵抗７の電流
はトランジスタ６のエミッタ電流であり、発熱抵抗体１
の加熱電流ＩHに比例するこのため、トランジスタ６の
電流増幅率ｈFEが充分高いとするとトランジスタのエミ
ッタ電流とコレクタ電流は等しいと見なせる。従って、
トランジスタ６のコレクタとパワートランジスタ９のエ
ミッタの間に接続された空気温度検出抵抗体２及び空気
温度特性調整抵抗４に流れる電流ＩCWは発熱抵抗体１の
加熱電流ＩHに比例するので次式で表される。 ＩCW＝(Ｒ３／Ｒ７)×ＩH (1) 演算増幅器８は発熱抵抗体１の電圧を抵抗１１，１２に
よって分圧した電圧と空気温度検出抵抗体２及び空気温
度特性調整抵抗４の電圧を等しくするように働くので次
式が成立する。 ＲＨ×ＩH×Ｒ１１／（Ｒ１１＋Ｒ１２）＝ＩCW×（Ｒ４＋ＲＣ） (2) よって発熱抵抗体１の抵抗値ＲＨは空気温度検出抵抗体
２の抵抗値ＲＣと各抵抗ｎの抵抗値Ｒｎを用いて次式で
表される値に定温度制御される。 ＲＨ＝（Ｒ３／Ｒ７）×（１＋Ｒ１２／Ｒ１１）×（ＲＣ＋Ｒ４） (3) 上式が成立するように発熱抵抗体１を加熱制御するのに
要した電流ＩHを電流検出抵抗３により検出した電圧が
空気流量信号ＶQであるので、 ＶQ＝ＩH×Ｒ３ (4) となる。図１の回路構成において発熱抵抗体１と空気温
度検出抵抗体２は空気通路内に設置されているため電磁
ノイズ等の侵入経路となり易くバイパスコンデンサ等の
フィルタ回路を用いて演算増幅器へのノイズ信号の侵入
を防止する必要がある。発熱抵抗体１より演算増幅器５
に侵入するノイズ信号は抵抗４１，４２およびコンデン
サ16、17により除去し、発熱抵抗体１と空気温度検出抵
抗体２より演算増幅器８に侵入するノイズ信号は抵抗４
７，４８およびコンデンサ13、14、15により除去する。
本実施例では、空気温度検出抵抗体２が演算増幅器５の
帰還回路を構成しないので空気温度検出抵抗体２より侵
入するノイズ信号を除去する為にコンデンサ１３を接続
しても演算増幅器５の位相余裕度を悪化させることがな
い。本発明の別の一実施例を図２を用いて説明する。図
２は図1の実施例を基に、空気温度検出抵抗体２に電流
を供給するトランジスタに電界効果トランジスタ26を用
いたものである。図２の実施例では、電界効果トランジ
スタ26のゲート電流は無視できるのでドレイン電流とソ
ース電流は等しくなり空気温度検出抵抗体２及び空気温
度特性調整抵抗４に供給する電流をより高精度に保つ効
果がある。本発明の別の一実施例を図３を用いて説明す
る。図３は図1の実施例を基に、空気温度検出抵抗体２
に電流を供給するトランジスタ６のコレクタ・エミッタ
間に抵抗27を付加しトランジスタ６のコレクタ電流を軽
減させ更にトランジスタ６のコレクタに抵抗28を直列に
設けてイグニッションサージ等による過電流からトラン
ジスタ６を保護する効果を持たせたものである。本発明
の別の一実施例を図４を用いて説明する。図４は図３の
実施例を基に、空気温度検出抵抗体２に電流を供給する
トランジスタ３１をダーリントン構成にせずトランジス
タ３１のベース電流による電流変換誤差をトランジスタ
３３，３４，３５，３６を用いて補正する様にしたもの
である。これにより発熱抵抗体１の設定温度をより精度
よく保つと同時にトランジスタ３１のコレクタ・エミッ
タ間飽和電圧を図３の実施例より小さくできるのでより
広い動作電圧範囲を確保することができる様にしたもの
である。本発明の別の一実施例を図５を用いて説明す
る。図５は図４の実施例を基に、トランジスタ３１のベ
ース電流を補正するトランジスタ３６のコレクタをトラ
ンジスタ３１のコレクタに接続することによりトランジ
スタ３６のコレクタ−エミッタ間が飽和し難い様にした
ものである。この様に構成することにより定温度制御回
路１０の動作電圧が低い場合に於いてもトランジスタ３
１及び３６が飽和しにくいので、より広い動作電圧範囲
に於いて発熱抵抗体式空気流量計の測定精度を向上させ
ることができる。本発明の別の一実施例を図６を用いて
説明する。図６は図４の実施例を基に、トランジスタ３
１のベース電流を補正する回路をトランジスタ３５，３
６，３７，３８，３９，３６を用いて構成したもので、
トランジスタ３７，３８，３９からなるカレントミラー
回路により得た２つの等しい電流を用いてトランジスタ
３１のベース電流とその補正電流を供給する様にしたも
のである。この様な構成にすることにより図４の実施例
と同様な効果がある。
する。定温度型発熱抵抗体式空気流量計は空気通路中に
設置された発熱抵抗体１と発熱抵抗体１に直列に接続し
た電流検出抵抗３と定温度制御回路10と出力特性調整回
路20より成り、温度依存抵抗である発熱抵抗体１を一定
の抵抗値即ち一定の温度となる様に定温度制御回路10に
より電流を供給し、その制御に要した電流を電流検出抵
抗３により検出し空気流量信号ＶQとする。空気温度検
出抵抗体２は空気通路中に設置され定温度制御回路10の
一部を構成して空気温度の変化に伴いその抵抗値が変化
し定温度制御回路10の制御目標温度を変化させ、空気温
度変化による空気流量信号ＶQの変化を補正する。ＶBは
バッテリー電圧、ＶREFは基準電圧である。抵抗４１，
４２，４３，４４，４５，４６は定温度制御回路１０の
入力オフセット電圧を調整し流量計の応答性を設定す
る。出力特性調整回路20は、空気流量信号ＶQをゼロ・
スパン調整して所望の流量計出力ＶOUTを得るためのも
のである。ゼロ・スパン調整とは、空気流量信号Ｖ
Qは、そのままでは、流量が０のときに、０でない出力
を出す、すなわち、バイアス分を有するために、バイア
ス分をカットして増幅し、信号を調整することをいう。
定温度制御回路10は、空気温度検出抵抗体２に演算増幅
器５、トランジスタ６及び抵抗７を用いて空気流量信号
ＶQに比例した電流を供給する。さらに、抵抗11、12に
よって発熱抵抗体１の電圧を分圧して得る電圧と、空気
温度検出抵抗体２及び空気温度特性調整抵抗４の電圧の
和とを等しくするように、もう一つの演算増幅器８を用
いて、発熱抵抗体１に加熱電流を供給するパワートラン
ジスタ９を制御する。こうして発熱抵抗体１の定温度制
御を行う。演算増幅器５はトランジスタ６と共にボルテ
ージホロワ回路を構成し抵抗７の電圧を電流検出抵抗の
電圧ＶQに等しくする様に働く。このとき抵抗７の電流
はトランジスタ６のエミッタ電流であり、発熱抵抗体１
の加熱電流ＩHに比例するこのため、トランジスタ６の
電流増幅率ｈFEが充分高いとするとトランジスタのエミ
ッタ電流とコレクタ電流は等しいと見なせる。従って、
トランジスタ６のコレクタとパワートランジスタ９のエ
ミッタの間に接続された空気温度検出抵抗体２及び空気
温度特性調整抵抗４に流れる電流ＩCWは発熱抵抗体１の
加熱電流ＩHに比例するので次式で表される。 ＩCW＝(Ｒ３／Ｒ７)×ＩH (1) 演算増幅器８は発熱抵抗体１の電圧を抵抗１１，１２に
よって分圧した電圧と空気温度検出抵抗体２及び空気温
度特性調整抵抗４の電圧を等しくするように働くので次
式が成立する。 ＲＨ×ＩH×Ｒ１１／（Ｒ１１＋Ｒ１２）＝ＩCW×（Ｒ４＋ＲＣ） (2) よって発熱抵抗体１の抵抗値ＲＨは空気温度検出抵抗体
２の抵抗値ＲＣと各抵抗ｎの抵抗値Ｒｎを用いて次式で
表される値に定温度制御される。 ＲＨ＝（Ｒ３／Ｒ７）×（１＋Ｒ１２／Ｒ１１）×（ＲＣ＋Ｒ４） (3) 上式が成立するように発熱抵抗体１を加熱制御するのに
要した電流ＩHを電流検出抵抗３により検出した電圧が
空気流量信号ＶQであるので、 ＶQ＝ＩH×Ｒ３ (4) となる。図１の回路構成において発熱抵抗体１と空気温
度検出抵抗体２は空気通路内に設置されているため電磁
ノイズ等の侵入経路となり易くバイパスコンデンサ等の
フィルタ回路を用いて演算増幅器へのノイズ信号の侵入
を防止する必要がある。発熱抵抗体１より演算増幅器５
に侵入するノイズ信号は抵抗４１，４２およびコンデン
サ16、17により除去し、発熱抵抗体１と空気温度検出抵
抗体２より演算増幅器８に侵入するノイズ信号は抵抗４
７，４８およびコンデンサ13、14、15により除去する。
本実施例では、空気温度検出抵抗体２が演算増幅器５の
帰還回路を構成しないので空気温度検出抵抗体２より侵
入するノイズ信号を除去する為にコンデンサ１３を接続
しても演算増幅器５の位相余裕度を悪化させることがな
い。本発明の別の一実施例を図２を用いて説明する。図
２は図1の実施例を基に、空気温度検出抵抗体２に電流
を供給するトランジスタに電界効果トランジスタ26を用
いたものである。図２の実施例では、電界効果トランジ
スタ26のゲート電流は無視できるのでドレイン電流とソ
ース電流は等しくなり空気温度検出抵抗体２及び空気温
度特性調整抵抗４に供給する電流をより高精度に保つ効
果がある。本発明の別の一実施例を図３を用いて説明す
る。図３は図1の実施例を基に、空気温度検出抵抗体２
に電流を供給するトランジスタ６のコレクタ・エミッタ
間に抵抗27を付加しトランジスタ６のコレクタ電流を軽
減させ更にトランジスタ６のコレクタに抵抗28を直列に
設けてイグニッションサージ等による過電流からトラン
ジスタ６を保護する効果を持たせたものである。本発明
の別の一実施例を図４を用いて説明する。図４は図３の
実施例を基に、空気温度検出抵抗体２に電流を供給する
トランジスタ３１をダーリントン構成にせずトランジス
タ３１のベース電流による電流変換誤差をトランジスタ
３３，３４，３５，３６を用いて補正する様にしたもの
である。これにより発熱抵抗体１の設定温度をより精度
よく保つと同時にトランジスタ３１のコレクタ・エミッ
タ間飽和電圧を図３の実施例より小さくできるのでより
広い動作電圧範囲を確保することができる様にしたもの
である。本発明の別の一実施例を図５を用いて説明す
る。図５は図４の実施例を基に、トランジスタ３１のベ
ース電流を補正するトランジスタ３６のコレクタをトラ
ンジスタ３１のコレクタに接続することによりトランジ
スタ３６のコレクタ−エミッタ間が飽和し難い様にした
ものである。この様に構成することにより定温度制御回
路１０の動作電圧が低い場合に於いてもトランジスタ３
１及び３６が飽和しにくいので、より広い動作電圧範囲
に於いて発熱抵抗体式空気流量計の測定精度を向上させ
ることができる。本発明の別の一実施例を図６を用いて
説明する。図６は図４の実施例を基に、トランジスタ３
１のベース電流を補正する回路をトランジスタ３５，３
６，３７，３８，３９，３６を用いて構成したもので、
トランジスタ３７，３８，３９からなるカレントミラー
回路により得た２つの等しい電流を用いてトランジスタ
３１のベース電流とその補正電流を供給する様にしたも
のである。この様な構成にすることにより図４の実施例
と同様な効果がある。
【０００７】
【発明の効果】本発明を実施する事により、空気温度検
出抵抗体はボルテージホロワ回路の帰還回路を構成しな
いので、空気温度検出抵抗体にフィルタ回路を付加する
ことができ、空気温度検出抵抗体を経由して電子回路に
侵入するノイズ信号を除去することが可能になり、発熱
抵抗体式流量計の対ノイズ性を向上させることができ
る。
出抵抗体はボルテージホロワ回路の帰還回路を構成しな
いので、空気温度検出抵抗体にフィルタ回路を付加する
ことができ、空気温度検出抵抗体を経由して電子回路に
侵入するノイズ信号を除去することが可能になり、発熱
抵抗体式流量計の対ノイズ性を向上させることができ
る。
【図１】本発明に係る発熱抵抗体式流量計の一実施例の
ブロック図
ブロック図
【図２】本発明に係る発熱抵抗体式流量計の別の一実施
例のブロック図
例のブロック図
【図３】本発明に係る発熱抵抗体式流量計の別の一実施
例のブロック図
例のブロック図
【図４】本発明に係る発熱抵抗体式流量計の別の一実施
例のブロック図
例のブロック図
【図５】本発明に係る発熱抵抗体式流量計の別の一実施
例のブロック図
例のブロック図
【図６】本発明に係る発熱抵抗体式流量計の別の一実施
例のブロック図
例のブロック図
【図７】従来技術に係る発熱抵抗体式流量計のブロック
図。
図。
【図８】従来技術に係る発熱抵抗体式流量計のブロック
図。
図。
１…発熱抵抗体、２…空気温度検出抵抗体、３…電流検
出抵抗、４…空気温度特性調整抵抗、10…定温度制御回
路、20…出力特性調整回路、５、８…演算増幅器、６，
２６，３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３
８，３９…トランジスタ、13、14、15、16、17…ノイズ
対策コンデンサ、１３，１４，１５，１６，１７…ノイ
ズ対策コンデンサ、９…パワートランジスタ、ＶREF…
基準電圧、ＶQ…空気流量計検出信号、ＶOUT…出力信
号。
出抵抗、４…空気温度特性調整抵抗、10…定温度制御回
路、20…出力特性調整回路、５、８…演算増幅器、６，
２６，３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３
８，３９…トランジスタ、13、14、15、16、17…ノイズ
対策コンデンサ、１３，１４，１５，１６，１７…ノイ
ズ対策コンデンサ、９…パワートランジスタ、ＶREF…
基準電圧、ＶQ…空気流量計検出信号、ＶOUT…出力信
号。
Claims (7)
- 【請求項１】流体の流路中に設置された発熱抵抗体と、 上記発熱抵抗体の温度を流体温度により決まる温度に制
御する定温度制御回路とを備え、 上記定温度制御回路は、流体の流路中に設置される流体
温度検出抵抗体と、上記流体温度検出抵抗体に直列に接
続され、流体の温度が変化したとしても同一の流量に対
して同一の流量信号を出力するための流体温度特性調整
抵抗と、上記発熱抵抗体を上記決められた温度に制御す
るように、上記発熱抵抗体に電流を供給する第１の電流
供給手段とを有する発熱抵抗体式流量計であって、 上記発熱抵抗体に流れる第１の電流を検出する第１の検
出手段と、 上記流体温度検出抵抗体に流れる第２の電流を検出する
第２の検出手段と、 上記流体温度特性調整抵抗体と上記第２の検出手段との
間に設けられ、上記第１の電流と第２の電流に基づい
て、上記流体温度検出抵抗体に、上記発熱抵抗体に流れ
る第１の電流に比例する様に、上記第２の電流を供給す
る第２の電流供給手段と、 上記発熱抵抗体の両端の電圧に比例した検知電圧を出力
する電圧出力手段と、 上記検知電圧と、上記流体温度検出抵抗体及び上記流体
温度特性調整抵抗を合わせたものの両端の電圧とを等し
くする手段とを有し、 上記発熱抵抗体の定温度制御を行うことを特徴とする発
熱抵抗体式流量計。 - 【請求項２】請求項１記載の発熱抵抗体式流量計におい
て、 上記第１の検出手段は、上記発熱抵抗体に直列に接続さ
れた抵抗であり、第１の電流に比例する電圧を出力し、 上記第２の電流供給手段は、上記出力された電圧を入力
とするボルテ−ジホロワ回路であり、 上記ボルテージホロワ回路は、出力部として出力トラン
ジスタを有し、 上記出力トランジスタの電流供給側端子と、上記流体温
度検出抵抗体及び上記流体温度特性調整抵抗を合わせた
ものの片方の端子とを接続し、 上記流体温度検出抵抗体及び上記流体温度特性調整抵抗
を合わせたもののもう一方の端子を上記第１の電流供給
手段に接続したことを特徴とする発熱抵抗体式流量計。 - 【請求項３】請求項２記載の発熱抵抗体式流量計におい
て、 上記出力トランジスタは、ダ−リントントランジスタで
あることを特徴とする発熱抵抗体式流量計。 - 【請求項４】請求項２記載の発熱抵抗体式流量計におい
て、 上記出力トランジスタは、電界効果トランジスタである
ことを特徴とする発熱抵抗体式流量計。 - 【請求項５】請求項２、３または４記載の発熱抵抗体式
流量計において、 上記出力トランジスタの電流供給側端子と電流出力側端
子との間に抵抗を並列接続したことを特徴とする発熱抵
抗体式流量計。 - 【請求項６】請求項２または３記載の発熱抵抗体式流量
計において、 上記出力トランジスタは、バイポーラトランジスタであ
り、 上記出力トランジスタのベース電流によるコレクタ電流
とエミッタ電流の誤差を、ベース電流と等しい電流を上
記出力トランジスタのエミッタ電流から差し引くことに
より補正するためのカレントミラー回路を有することを
特徴とする発熱抵抗体式流量計。 - 【請求項７】請求項１、２、３、４、５または６記載の
発熱抵抗体式流量計において、 上記定温度制御回路は、同一シリコン基板上に形成され
ていることを特徴とする発熱抵抗体式流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5285200A JPH07139983A (ja) | 1993-11-15 | 1993-11-15 | 発熱抵抗体式流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5285200A JPH07139983A (ja) | 1993-11-15 | 1993-11-15 | 発熱抵抗体式流量計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07139983A true JPH07139983A (ja) | 1995-06-02 |
Family
ID=17688408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5285200A Pending JPH07139983A (ja) | 1993-11-15 | 1993-11-15 | 発熱抵抗体式流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07139983A (ja) |
-
1993
- 1993-11-15 JP JP5285200A patent/JPH07139983A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5753815A (en) | Thermo-sensitive flow sensor for measuring flow velocity and flow rate of a gas | |
| KR970059713A (ko) | 발열 저항체 타입 공기 유속 측정 장치 | |
| US4872339A (en) | Mass flow meter | |
| EP0050135A4 (en) | AMPLIFIER CIRCUIT FOR TEMPERATURE-COMPENSATED PRESSURE SENSOR. | |
| US7155970B2 (en) | Heat-radiation type flow sensor | |
| JP3609148B2 (ja) | 発熱抵抗式空気流量計 | |
| US4384484A (en) | Gas flow measuring device | |
| US20020170352A1 (en) | Flow rate detector | |
| KR940002188B1 (ko) | 감열식 유량센서 | |
| JP3061034B2 (ja) | 熱式流量計 | |
| JPH07139983A (ja) | 発熱抵抗体式流量計 | |
| US6032525A (en) | Thermosensitive flowmeter for detecting flow rate of fluid | |
| JP2000018989A (ja) | レシオメトリック出力型発熱抵抗体式空気流量計 | |
| JP3105609B2 (ja) | 発熱抵抗体式空気流量計 | |
| JP2677923B2 (ja) | 発熱抵抗体式空気流量計 | |
| JPH10148557A (ja) | 流量センサ回路およびそのセンサ出力の調整方法 | |
| JP3060607B2 (ja) | 熱線式流量計 | |
| JP2979742B2 (ja) | 熱線式流量計 | |
| JP3042040B2 (ja) | 熱線式流量計 | |
| JPH05312616A (ja) | 空気流量測定装置 | |
| JPH0886677A (ja) | 熱式空気流量検出装置 | |
| JP2728217B2 (ja) | 自動車用熱線式空気流量計 | |
| JPH0843162A (ja) | 熱式空気流量検出装置 | |
| JP3255269B2 (ja) | 発熱抵抗体式空気流量計 | |
| JPH06249692A (ja) | 吸入空気量検出装置 |