JPH0769340B2 - サーマル風速計 - Google Patents
サーマル風速計Info
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- JPH0769340B2 JPH0769340B2 JP62275584A JP27558487A JPH0769340B2 JP H0769340 B2 JPH0769340 B2 JP H0769340B2 JP 62275584 A JP62275584 A JP 62275584A JP 27558487 A JP27558487 A JP 27558487A JP H0769340 B2 JPH0769340 B2 JP H0769340B2
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- 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
- G01P5/12—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 using variation of resistance of a heated conductor
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- 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
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
-
- 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
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は定温の風速検出素子のまわりにある流体の動き
を検出するサーマル風速計の改良に関する。特に、この
種の変換器の信号のデジタル化手段、信号の直線化手
段、デジタルとアナログの両方の表現による電気出力手
段に関する。本発明はユニポーラ（単極性の）検出素子
またはバイポーラ（両極性の）デュアル検出素子をもつ
変換器出力信号を、最小の演算回数と回路部品で信号処
理する手段を提供する。
を検出するサーマル風速計の改良に関する。特に、この
種の変換器の信号のデジタル化手段、信号の直線化手
段、デジタルとアナログの両方の表現による電気出力手
段に関する。本発明はユニポーラ（単極性の）検出素子
またはバイポーラ（両極性の）デュアル検出素子をもつ
変換器出力信号を、最小の演算回数と回路部品で信号処
理する手段を提供する。
背景 電気加熱した導線とフイルムを定温風速計の変換器とし
て使用することは周知である。この種のデバイスでは、
加熱抵抗素子が検出素子として働き、その物理的な形状
によって、侵入する流体の流れに対する空間的な応答が
決まる。特に空気の流れの測定に応用されてきた。抵抗
の温度係数をもつ検出素子は一定の抵抗値すなわち定温
に保たれ、フィードバック制御されるブリッジ回路の一
部として動作する。この種の定温風速検出回路の従来例
を第１図に示す。この例では、検出素子は10で示すよう
に１個であり、ウィートストーンブリッジの４つのアー
ムの１辺を成しており、抵抗11,12,13で残りのアームが
形成される。ブリッジの点15と16には差動増幅器14が接
続され、これによりブリッジの平衡（誤差）信号が取り
出され、その出力17がフィードバックされてブリッジを
駆動する。説明の便宜上、電源の接続は図面には省略し
てある（第１図以外も同様）。出力信号17は単極性（ユ
ニポーラ）で、非線形であり、３つの成分から成る。３
成分は流れの平均値のほぼ４乗根とDCすなわち、流れゼ
ロの定常加熱信号の定数項と流れの変動に依る乱流成分
である。シングルエンド型，ユニポーラ型の定温風速計
変換器とそのブリッジ回路の例は米国特許第3,220,255
号,3,352,154号,3,363,462号,3,900,819号,3,991,624
号,4,373,387号,4,503,706号,4,523,462号に示されてい
る。
て使用することは周知である。この種のデバイスでは、
加熱抵抗素子が検出素子として働き、その物理的な形状
によって、侵入する流体の流れに対する空間的な応答が
決まる。特に空気の流れの測定に応用されてきた。抵抗
の温度係数をもつ検出素子は一定の抵抗値すなわち定温
に保たれ、フィードバック制御されるブリッジ回路の一
部として動作する。この種の定温風速検出回路の従来例
を第１図に示す。この例では、検出素子は10で示すよう
に１個であり、ウィートストーンブリッジの４つのアー
ムの１辺を成しており、抵抗11,12,13で残りのアームが
形成される。ブリッジの点15と16には差動増幅器14が接
続され、これによりブリッジの平衡（誤差）信号が取り
出され、その出力17がフィードバックされてブリッジを
駆動する。説明の便宜上、電源の接続は図面には省略し
てある（第１図以外も同様）。出力信号17は単極性（ユ
ニポーラ）で、非線形であり、３つの成分から成る。３
成分は流れの平均値のほぼ４乗根とDCすなわち、流れゼ
ロの定常加熱信号の定数項と流れの変動に依る乱流成分
である。シングルエンド型，ユニポーラ型の定温風速計
変換器とそのブリッジ回路の例は米国特許第3,220,255
号,3,352,154号,3,363,462号,3,900,819号,3,991,624
号,4,373,387号,4,503,706号,4,523,462号に示されてい
る。
米国特許第3,220,255号と3,363,462号では、シングルエ
ンド型定温風速計のブリッジ回路出力信号の非線形性に
ついて詳述しており、線形の出力信号を得るためのアナ
ログ信号処理手段を示している。
ンド型定温風速計のブリッジ回路出力信号の非線形性に
ついて詳述しており、線形の出力信号を得るためのアナ
ログ信号処理手段を示している。
バイポーラ（両極）型の定温風速計変換器の従来例を第
２図に示す。２個の直列接続した抵抗検出素子10aと10b
が両極性の非線形出力を発生する。この２つの検出素子
10a,10bと抵抗18,19とによりウィートストーンブリッジ
が形成される。ブリッジの点20と21に接続される差動増
幅器22が出力する合成ブリッジ出力信号23には、上述し
た非線形の平均流の項（両極性）と乱流の項を含むがDC
（定数）項は含まない。作動型，バイポーラ型の定温風
速計変換器とそのブリッジ回路の例は米国特許第4,279,
147号，米国特許出願第866,604号（1986年５月23日出
願）に示されている。単極性のブリッジ信号と独立に検
出信号の符号を出力する定温風速計の変換器とブリッジ
回路の例は米国特許第3,352,154号,3,900,819号,3,991,
624号,3,995,481号,4,024,761号,4,206,638号に示され
ている。
２図に示す。２個の直列接続した抵抗検出素子10aと10b
が両極性の非線形出力を発生する。この２つの検出素子
10a,10bと抵抗18,19とによりウィートストーンブリッジ
が形成される。ブリッジの点20と21に接続される差動増
幅器22が出力する合成ブリッジ出力信号23には、上述し
た非線形の平均流の項（両極性）と乱流の項を含むがDC
（定数）項は含まない。作動型，バイポーラ型の定温風
速計変換器とそのブリッジ回路の例は米国特許第4,279,
147号，米国特許出願第866,604号（1986年５月23日出
願）に示されている。単極性のブリッジ信号と独立に検
出信号の符号を出力する定温風速計の変換器とブリッジ
回路の例は米国特許第3,352,154号,3,900,819号,3,991,
624号,3,995,481号,4,024,761号,4,206,638号に示され
ている。
発明の概要 本発明は定温風速計において、出力信号のデジタル化、
線形化の点で大幅に改良したものであり、さらに、線形
化されたアナログ表現で風速計の出力を得る手段を提供
する。本発明による線形定温風速計ブリッジ回路は、風
速計ブリッジ回路が発生する非線形信号を用い、これを
並列接続された電圧コンパレータに入力する。各電圧コ
ンパレータの第２入力には風速計のフルスケールの出力
レベルをセットするのに用いられる基準電圧が印加され
る分圧抵抗回路が接続される。コンパレータ、基準電圧
の分圧回路、１個の検出素子を含む定温風速計ブリッジ
回路の組み合わせにより、ユニークな線形定温風速計が
構成される。また、２個の検出素子を含む定温風速計ブ
リッジ回路の検出する流れの方向の変化に従って、基準
電圧源の符号を切り換えるコンパレータを追加すること
により、風速計を両極性（バイポーラ型）として動作さ
せることもできる。
線形化の点で大幅に改良したものであり、さらに、線形
化されたアナログ表現で風速計の出力を得る手段を提供
する。本発明による線形定温風速計ブリッジ回路は、風
速計ブリッジ回路が発生する非線形信号を用い、これを
並列接続された電圧コンパレータに入力する。各電圧コ
ンパレータの第２入力には風速計のフルスケールの出力
レベルをセットするのに用いられる基準電圧が印加され
る分圧抵抗回路が接続される。コンパレータ、基準電圧
の分圧回路、１個の検出素子を含む定温風速計ブリッジ
回路の組み合わせにより、ユニークな線形定温風速計が
構成される。また、２個の検出素子を含む定温風速計ブ
リッジ回路の検出する流れの方向の変化に従って、基準
電圧源の符号を切り換えるコンパレータを追加すること
により、風速計を両極性（バイポーラ型）として動作さ
せることもできる。
コンパレータの出力はデジタル“1"または“0"の２状態
のいずれかをとる。コンレータの出力で動作するスイッ
チが出力増幅器の入力抵抗を選択して増幅器の利得をコ
ンパレータの出力の符号化した値に従って制御する。各
スイッチは符号を維持し、アナログ出力のスケールファ
クターを保つため、分圧抵抗回路と同じ基準電圧に接続
される。したがって、風が誘起した風速計信号により、
コンパレータが順次動作し、コンパレータの動作で基準
電圧動作の抵抗が切換選択されてデジタル手段を作用す
る出力増幅器に入力されるので、最小の回路部品と信号
処理回数で風速計信号は線形化され、デジタルの出力信
号が得られるとともに、線形のアナログ風速計出力が得
られる。
のいずれかをとる。コンレータの出力で動作するスイッ
チが出力増幅器の入力抵抗を選択して増幅器の利得をコ
ンパレータの出力の符号化した値に従って制御する。各
スイッチは符号を維持し、アナログ出力のスケールファ
クターを保つため、分圧抵抗回路と同じ基準電圧に接続
される。したがって、風が誘起した風速計信号により、
コンパレータが順次動作し、コンパレータの動作で基準
電圧動作の抵抗が切換選択されてデジタル手段を作用す
る出力増幅器に入力されるので、最小の回路部品と信号
処理回数で風速計信号は線形化され、デジタルの出力信
号が得られるとともに、線形のアナログ風速計出力が得
られる。
一般に、非線形の変換器原信号をデジタル化する場合、
技術者のとる方法は、アナログデジタル変換器を使用す
ることであり、線形化などの処理をさらに必要とする場
合には、マイクロプロセッサあるいはデジタルメモリと
プログラミング回路を含む専用演算回路にたよることに
なる。換言すると、汎用あるいは小型の準汎用の計算シ
ステムにたよることで、特定の狭い問題を解決しようと
する。このアルゴリズムによる問題解決においては、計
算アルゴリズムを作成し、汎用システムでこのアルゴリ
ズムを使用することで特定の問題を解決する。これに対
し、本発明は非線形で変換器原信号を直接的に線形化処
理する問題を端的に解決したものであり、同時に、デー
タの外部処理のためのデジタルインターフェースを提供
するものである。本発明は多くの異なる変換器が直面す
る特定の問題を独自の専用手段で解決したものである。
技術者のとる方法は、アナログデジタル変換器を使用す
ることであり、線形化などの処理をさらに必要とする場
合には、マイクロプロセッサあるいはデジタルメモリと
プログラミング回路を含む専用演算回路にたよることに
なる。換言すると、汎用あるいは小型の準汎用の計算シ
ステムにたよることで、特定の狭い問題を解決しようと
する。このアルゴリズムによる問題解決においては、計
算アルゴリズムを作成し、汎用システムでこのアルゴリ
ズムを使用することで特定の問題を解決する。これに対
し、本発明は非線形で変換器原信号を直接的に線形化処
理する問題を端的に解決したものであり、同時に、デー
タの外部処理のためのデジタルインターフェースを提供
するものである。本発明は多くの異なる変換器が直面す
る特定の問題を独自の専用手段で解決したものである。
実施例 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
第３図において、番号30は並列のコンパレータ1,2,nの
信号入力を表わす。システムの分解能に合わせて任意の
数のコンパレータが使用できるが、図面では３個だけ示
してある。単極性の入力信号30は第１図に示す風速計ブ
リッジ回路の出力から得ることができ、この例では
「正」を想定してある。各コンパレータ1,2,nの第２入
力には、グランドと正の基準電圧入力34との間に直列接
続された分圧抵抗31,32,33が接続される。基準電圧34は
風速計ブリッジ回路の入力信号30のフルスケール値より
高いレベルとし、風速計がフルスケールに達したときで
も検出できるようにする。コンパレータ1,2,nへの分圧
回路の接続ポイントは、それぞれ点35,36,37である。基
準電圧入力34が正の極性の場合、コンパレータの出力は
正の入力信号30のレベルが抵抗分圧回路31の各ポイント
35,36,37のレベル（各コンパレータ1,2,nの基準入力レ
ベル）に達しない間は論理“0"である。信号30が分圧さ
れた各基準レベルを超えると、コンパレータは論理“1"
の状態に切り換ってその信号を出力38,39,40に出力す
る。入力信号30が上昇するにつれ、コンパレータ1,2,n
は順次“0"から“1"に切り換り、入力信号が減少するに
つれ、コンパレータは順次“1"から“0"の状態に戻って
いく。この基本的な符号化技術は絶対値符号化と呼ばれ
る。上記の手段は線形から完全に非線形の特性まで任意
の特性の変換器に適用できる。コンパレータ1,2,nとし
ては、ナショナル・セミコンダクター社のタイプLM−13
9（４×コンパレータ）またはLM−124（４×オペアン
プ）が使用できる。第４図に代表的な単極性定温風速計
の変換特性17（30）を示す。この例では、横軸が０〜20
mpsで縦軸は０〜100％である。３つのポイント35,36,37
は第３図における３つの基準レベルに相当する。ポイン
ト35,36,37はそれぞれ（2mps,50％），（10mps,80
％），（20mps,100％）である。この座標の値から、抵
抗分圧回路は全抵抗値を10000オームとした場合、抵抗3
1が5000オーム、抵抗32が3000オーム、抵抗33が2000オ
ームとなる。縦軸のＡの部分は第１図で説明した流速ゼ
ロの定常加熱信号レベルに相当する。
信号入力を表わす。システムの分解能に合わせて任意の
数のコンパレータが使用できるが、図面では３個だけ示
してある。単極性の入力信号30は第１図に示す風速計ブ
リッジ回路の出力から得ることができ、この例では
「正」を想定してある。各コンパレータ1,2,nの第２入
力には、グランドと正の基準電圧入力34との間に直列接
続された分圧抵抗31,32,33が接続される。基準電圧34は
風速計ブリッジ回路の入力信号30のフルスケール値より
高いレベルとし、風速計がフルスケールに達したときで
も検出できるようにする。コンパレータ1,2,nへの分圧
回路の接続ポイントは、それぞれ点35,36,37である。基
準電圧入力34が正の極性の場合、コンパレータの出力は
正の入力信号30のレベルが抵抗分圧回路31の各ポイント
35,36,37のレベル（各コンパレータ1,2,nの基準入力レ
ベル）に達しない間は論理“0"である。信号30が分圧さ
れた各基準レベルを超えると、コンパレータは論理“1"
の状態に切り換ってその信号を出力38,39,40に出力す
る。入力信号30が上昇するにつれ、コンパレータ1,2,n
は順次“0"から“1"に切り換り、入力信号が減少するに
つれ、コンパレータは順次“1"から“0"の状態に戻って
いく。この基本的な符号化技術は絶対値符号化と呼ばれ
る。上記の手段は線形から完全に非線形の特性まで任意
の特性の変換器に適用できる。コンパレータ1,2,nとし
ては、ナショナル・セミコンダクター社のタイプLM−13
9（４×コンパレータ）またはLM−124（４×オペアン
プ）が使用できる。第４図に代表的な単極性定温風速計
の変換特性17（30）を示す。この例では、横軸が０〜20
mpsで縦軸は０〜100％である。３つのポイント35,36,37
は第３図における３つの基準レベルに相当する。ポイン
ト35,36,37はそれぞれ（2mps,50％），（10mps,80
％），（20mps,100％）である。この座標の値から、抵
抗分圧回路は全抵抗値を10000オームとした場合、抵抗3
1が5000オーム、抵抗32が3000オーム、抵抗33が2000オ
ームとなる。縦軸のＡの部分は第１図で説明した流速ゼ
ロの定常加熱信号レベルに相当する。
第３図に戻り、各コンパレータ38,39,40はそれぞれスイ
ッチドライバ41,42,43に接続される。スイッチドライバ
としては、論理“0"がドライバに加わるときオフ（ノー
マルオープン）となるシリコニックスのタイプDG202
（４×モノリシックSPST CNOSアナログスイッチ）が使
用できる。各スイッチ41,42,43の片側は基準電圧入力34
に接続される。基準電圧入力がコンパレータ1,2,または
ｎの出力が“1"のとき、出力増幅器48の入力抵抗に加え
られる。図示の増幅器48は反転増幅器で、フィードバッ
ク抵抗47と入力抵抗44,45,46が付いている。ポイント49
が風速計の出力である。増幅器48としてはオペアンプ、
例えばナショナルセミコンダクター社のタイプLM-107,L
M-158,LM-124などが使用できる。ドライバ／スイッチ4
1,42,43が開いているときは、出力49はゼロである。各
スイッチが閉じるにつれ、出力値は上昇し、最後のスイ
ッチ43が閉じたときフルスケールに達する。抵抗47と抵
抗46の値が等しければ、増幅器48の利得は‐１で出力49
は基準入力34を反転したものになる。出力レベルは、抵
抗46と47の抵抗比を変えることで調整でき、基準電圧34
の極性を逆にすることにより、あるいは反転増幅器をも
う１個追加することで出力の極性を逆にすることができ
る。
ッチドライバ41,42,43に接続される。スイッチドライバ
としては、論理“0"がドライバに加わるときオフ（ノー
マルオープン）となるシリコニックスのタイプDG202
（４×モノリシックSPST CNOSアナログスイッチ）が使
用できる。各スイッチ41,42,43の片側は基準電圧入力34
に接続される。基準電圧入力がコンパレータ1,2,または
ｎの出力が“1"のとき、出力増幅器48の入力抵抗に加え
られる。図示の増幅器48は反転増幅器で、フィードバッ
ク抵抗47と入力抵抗44,45,46が付いている。ポイント49
が風速計の出力である。増幅器48としてはオペアンプ、
例えばナショナルセミコンダクター社のタイプLM-107,L
M-158,LM-124などが使用できる。ドライバ／スイッチ4
1,42,43が開いているときは、出力49はゼロである。各
スイッチが閉じるにつれ、出力値は上昇し、最後のスイ
ッチ43が閉じたときフルスケールに達する。抵抗47と抵
抗46の値が等しければ、増幅器48の利得は‐１で出力49
は基準入力34を反転したものになる。出力レベルは、抵
抗46と47の抵抗比を変えることで調整でき、基準電圧34
の極性を逆にすることにより、あるいは反転増幅器をも
う１個追加することで出力の極性を逆にすることができ
る。
第４図の例に従うと、第３図の増幅器48から得られる所
望の線形出力49は各点35,36,37の出力がそれぞれ10％,5
0％,100％のレベルであることを示している。これか
ら、第３図の増幅器48の入力抵抗の値を決めることがで
きる。すなわち、フィードバック抵抗47を10000オーム
とすると、抵抗46は10000オーム、抵抗45は10000オー
ム、抵抗44は80000オームとなる。スイッチ41が開いて
いるときは、出力はゼロである。スイッチ41が閉じると
出力49はフルスケールの10％に達する。スイッチ42が閉
じると出力49はフルスケールの50％になり、スイッチ43
が閉じると出力49はフルスケールとなる。
望の線形出力49は各点35,36,37の出力がそれぞれ10％,5
0％,100％のレベルであることを示している。これか
ら、第３図の増幅器48の入力抵抗の値を決めることがで
きる。すなわち、フィードバック抵抗47を10000オーム
とすると、抵抗46は10000オーム、抵抗45は10000オー
ム、抵抗44は80000オームとなる。スイッチ41が開いて
いるときは、出力はゼロである。スイッチ41が閉じると
出力49はフルスケールの10％に達する。スイッチ42が閉
じると出力49はフルスケールの50％になり、スイッチ43
が閉じると出力49はフルスケールとなる。
第５図は第３図の実施例を両極で動作させるための付加
回路を示す。第５図の信号入力30と基準出力34はそれぞ
れ、第３図の点30と34に接続される。両極性の入力信号
は例えば第２図の定温風速計ブリッジ回路の差動増幅器
22の出力23から得ることができ、それを第３図と第５図
の回路のポイント30に入力すればよい。この入力信号30
をコンパレータ50に接続し、ここでグランド電位と比較
して極性の符号検出信号51を得る。この符号信号51でド
ライバ／スイッチ52を制御するとともに、デジタル出力
を得る場合にはこの信号51を符号ビットとする。論理
“1"は正の信号を表わし、論理“0"は負の信号を表わ
す。符号ビットは第３図のコンパレータ回路による絶対
値符号化と組み合わせることにより、デジタル符号化の
基本的なフォーマットである符号付き絶対値表現を得る
ことができる。ドライバ／スイッチ52としてシリコニッ
クスのタイプSi 3002（モノリシックSPDT MOSスイッチ
／ドライバ）が使用でき、入力51が論理“0"のときドラ
イバ／スイッチ52はSW1を閉じ、SW2を開く。論理“1"で
はSW1は開き、SW2は閉じる。正の信号入力30の場合、基
準ポイント34は＋Ｖの基準電圧源につながる。信号入力
30が負になるとスイッチが切り換り、ポイント34は−Ｖ
の基準電圧源につながる。基準電圧の極性と風速入力信
号の極性は同期しており、したがって第３図の回路は両
極性で動作する。
回路を示す。第５図の信号入力30と基準出力34はそれぞ
れ、第３図の点30と34に接続される。両極性の入力信号
は例えば第２図の定温風速計ブリッジ回路の差動増幅器
22の出力23から得ることができ、それを第３図と第５図
の回路のポイント30に入力すればよい。この入力信号30
をコンパレータ50に接続し、ここでグランド電位と比較
して極性の符号検出信号51を得る。この符号信号51でド
ライバ／スイッチ52を制御するとともに、デジタル出力
を得る場合にはこの信号51を符号ビットとする。論理
“1"は正の信号を表わし、論理“0"は負の信号を表わ
す。符号ビットは第３図のコンパレータ回路による絶対
値符号化と組み合わせることにより、デジタル符号化の
基本的なフォーマットである符号付き絶対値表現を得る
ことができる。ドライバ／スイッチ52としてシリコニッ
クスのタイプSi 3002（モノリシックSPDT MOSスイッチ
／ドライバ）が使用でき、入力51が論理“0"のときドラ
イバ／スイッチ52はSW1を閉じ、SW2を開く。論理“1"で
はSW1は開き、SW2は閉じる。正の信号入力30の場合、基
準ポイント34は＋Ｖの基準電圧源につながる。信号入力
30が負になるとスイッチが切り換り、ポイント34は−Ｖ
の基準電圧源につながる。基準電圧の極性と風速入力信
号の極性は同期しており、したがって第３図の回路は両
極性で動作する。
ある種のサーマル風速計では、定温風速計の回路自体は
両方向性（両極性）の風速信号は発生せず、独立の回路
で両極性の符号検出信号がつくられる。この場合、コン
パレータの基準分圧抵抗回路への信号極性は不変に保
ち、出力増幅器48に入力する基準電圧の極性のみを符号
検出信号によって切り換えるようにする。
両方向性（両極性）の風速信号は発生せず、独立の回路
で両極性の符号検出信号がつくられる。この場合、コン
パレータの基準分圧抵抗回路への信号極性は不変に保
ち、出力増幅器48に入力する基準電圧の極性のみを符号
検出信号によって切り換えるようにする。
第６図は上述した符号付き絶対値表現をまとめた心理値
表である。両極性システムとともに単極性システムの符
号化についても図示してある。
表である。両極性システムとともに単極性システムの符
号化についても図示してある。
以上の説明から、種々の変形，変更は容易である。例え
ば、両極性動作の場合、絶対値増幅器の出力をコンパレ
ータの信号入力として使用して両極性入力信号を単極性
信号に変換し、別の符号検出コンパレータを用いること
で基準電圧の極性の切換は不要にしてもよい。
ば、両極性動作の場合、絶対値増幅器の出力をコンパレ
ータの信号入力として使用して両極性入力信号を単極性
信号に変換し、別の符号検出コンパレータを用いること
で基準電圧の極性の切換は不要にしてもよい。
第１図は１個の検出素子から単極性の出力を得る定温風
速計ブリッジ回路の従来例を示す図、 第２図は２個の検出素子から両極性の出力を得る定温風
速計ブリッジ回路の従来例を示す図、 第３図は本発明の一実施例であり、単極性の動作に適し
た構成図、 第４図は１個の検出素子をもつ定温風速計ブリッジ回路
の出力と検出素子に入力される風速との非線形特性と所
望の線形出力信号を示すグラフ、 第５図は本発明の別の実施例であり、両極性の作動のた
めに追加される回路の構成図、 第６図は第３図と第５図に示す構成を組み合わせて用い
た場合のスイッチの組み合わせに対する真理値を示す図
である。 1,2,n:コンパレータ 31,32,33:分圧回路 30:変換器ブリッジ出力（信号入力） 34:基準電圧入力 41,42,43:ドライバ／スイッチ 44,45,46:入力抵抗 47:フィードバック抵抗 48:出力増幅器 49:信号出力 50:コンパレータ 51:符号ビット出力 52:ドライバ／スイッチ ＋V:正基準電源 −V:負基準電源
速計ブリッジ回路の従来例を示す図、 第２図は２個の検出素子から両極性の出力を得る定温風
速計ブリッジ回路の従来例を示す図、 第３図は本発明の一実施例であり、単極性の動作に適し
た構成図、 第４図は１個の検出素子をもつ定温風速計ブリッジ回路
の出力と検出素子に入力される風速との非線形特性と所
望の線形出力信号を示すグラフ、 第５図は本発明の別の実施例であり、両極性の作動のた
めに追加される回路の構成図、 第６図は第３図と第５図に示す構成を組み合わせて用い
た場合のスイッチの組み合わせに対する真理値を示す図
である。 1,2,n:コンパレータ 31,32,33:分圧回路 30:変換器ブリッジ出力（信号入力） 34:基準電圧入力 41,42,43:ドライバ／スイッチ 44,45,46:入力抵抗 47:フィードバック抵抗 48:出力増幅器 49:信号出力 50:コンパレータ 51:符号ビット出力 52:ドライバ／スイッチ ＋V:正基準電源 −V:負基準電源
Claims (6)
- 【請求項１】（ａ）電気的フィードバック制御される風
速計変換器ブリッジを有し、 （ｂ）前記変換器ブリッジの電気的信号出力を、並列構
成の複数の２入力の信号レベルコンパレータ手段に動作
的に接続し、 （ｃ）前記複数のコンパレータ手段の第２入力がタップ
された抵抗性の分圧基準レベルネットワークに連続的に
接続され、 （ｄ）前記分圧ネットワークが２つの異なる電位間に接
続され、 （ｅ）前記コンパレータ手段が、前記変換器に対する物
理的入力を検知した非線形の定温変換器のデジタル表現
の如き２状態出力を誘導した基準レベルに対して比較さ
れた入力アナログ信号レベルを発生し、 （ｆ）該変換器が更に、スイッチ手段を介して固定基準
電圧電位に接続される前記減衰器を伴う前記コンパレー
タ手段出力により制御された選択可能な非線形のタツプ
された入力信号減衰器手段を有する出力増幅器を含み、 （ｇ）前記コンパレータ手段の出力が前記スイッチ手段
を連続的に動作させ、これにより各々の前記連続するコ
ンパレータ手段がその動作状態を、前記非線形の変換器
ブリッジの電気出力信号に従っておよびこれに追従し
て、デジタル的に表わされた最少量からデジタル的に表
わされた最大量に、及びその逆に連続的に変化するよう
に、前記入力信号の減衰器のタツプを前記固定基準電圧
電位に接続し、 （ｈ）これにより、前記出力増幅器の出力において前記
変換器ブリッジ出力信号の線形化されたアナログ信号表
示を発生すること、 を特徴とする定温サーマル風速計。 - 【請求項２】デジタル表示の極性符号出力を得るため
に、入力がグランド電位と前記変換器ブリッジ電気出力
信号とに接続されるコンパレータ手段を備えることを特
徴とする特許請求の範囲第１項に記載の定温サーマル風
速計。 - 【請求項３】（ａ）デジタル表示の極性符号出力を得る
ために、入力がグランド電位と前記変換器ブリツジの出
力信号に動作的に接続されたコンパレータ手段をさらに
備え、 （ｂ）前記コンパレータ手段が、前記変換器ブリツジ出
力信号の極性符号に従って２つの異なる固定基準電圧電
位の１つの選択を行うために駆動選択スイッチ手段に動
作的に接続され、これにより前記出力増幅器の出力にお
いて線形化された変換器ブリツジ信号の２極アナログ信
号表示を与えること、 を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の定温サーマ
ル風速計。 - 【請求項４】（ａ）アナログ電気出力変換器を有し、 （ｂ）前記変換器の電気出力信号が動作的に並列構成の
複数の信号レベルコンパレータ手段に接続され、 （ｃ）前記複数のコンパレータ手段の第２の入力が、タ
ップされた抵抗性の分圧基準レベルネットワークに連続
して接続され、 （ｄ）前記電圧分圧ネットワークが固定基準電圧電位と
グランド電位間に動作的に接続され、 （ｅ）前記コンパレータ手段が、前記変換器に対する物
理的入力を検知した変換器のデジタル表示の如き２状態
出力を誘導した基準レベルに対して比較された信号レベ
ルに対する入力アナログ信号レベルを発生し、 （ｆ）該変換器が更に、スイッチ手段を介して前記固定
基準電圧電位に接続される前記減衰器を伴う前記コンパ
レータ手段出力により制御された選択可能な非線形のタ
ツプされた入力信号減衰器手段を有する出力増幅器を含
み、 （ｇ）前記コンパレータ手段の出力が前記スイッチ手段
を連続的に動作させ、これにより各々の前記連続するコ
ンパレータ手段の動作状態を、非線形の変換器ブリッジ
の電気出力信号に従っておよびこれに追従して、デジタ
ル的に表わされた最少量からデジタル的に表わされた最
大量に、及びその逆に変化するように、前記入力信号減
衰器のタツプを前記固定基準電圧電位に接続し、 （ｈ）これにより、前記出力増幅器の出力において前記
変換器ブリッジ出力信号の線形化されたアナログ信号表
示を発生すること、 を特徴とする変換装置。 - 【請求項５】デジタル的に表示された極性符号出力を発
生するために、入力が動作的にグランド電位基準と前記
変換器電気出力信号とに動作的に接続されたコンパレー
タ手段を含むことを特徴とする特許請求の範囲第４項に
記載の変換装置。 - 【請求項６】（ａ）デジタル表示の極性符号出力を得る
ために、入力がグランド電位と前記変換器の出力信号に
動作的に接続されたコンパレータ手段を備え、 （ｂ）前記コンパレータ手段が、前記変換器の出力信号
の極性符号に従って固定基準電圧電位の２つの異なる極
性の１つの選択を行うために駆動選択スイッチ手段に動
作的に接続され、これにより前記出力増幅器の出力にお
いて変換器信号の２極アナログ信号表示を与えること、 を特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の変換装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/924,893 US4794794A (en) | 1986-10-30 | 1986-10-30 | Thermal anemometer |
| US924893 | 1986-10-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63172968A JPS63172968A (ja) | 1988-07-16 |
| JPH0769340B2 true JPH0769340B2 (ja) | 1995-07-26 |
Family
ID=25450873
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62275584A Expired - Lifetime JPH0769340B2 (ja) | 1986-10-30 | 1987-10-30 | サーマル風速計 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4794794A (ja) |
| JP (1) | JPH0769340B2 (ja) |
| CA (1) | CA1319533C (ja) |
| CH (1) | CH675487A5 (ja) |
| DE (1) | DE3736709A1 (ja) |
| FI (1) | FI92631C (ja) |
| FR (1) | FR2606142A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4884215A (en) * | 1987-02-27 | 1989-11-28 | Jabil Circuit Company | Airflow sensor and control circuit |
| US5122756A (en) * | 1989-11-28 | 1992-06-16 | Honeywell Inc. | Linearization of a sensing bridge circuit output |
| US5069066A (en) * | 1990-05-10 | 1991-12-03 | Djorup Robert Sonny | Constant temperature anemometer |
| DE4404506A1 (de) * | 1994-02-12 | 1995-08-17 | Deutsche Automobilgesellsch | Temperaturkompensation bei Massenstromsensoren nach dem Prinzip des Hitzdraht-Anemometers |
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| JPS6149524A (ja) * | 1984-08-17 | 1986-03-11 | Nec Ic Microcomput Syst Ltd | アナログデイジタル変換器 |
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-
1986
- 1986-10-30 US US06/924,893 patent/US4794794A/en not_active Expired - Lifetime
-
1987
- 1987-10-27 CH CH4207/87A patent/CH675487A5/fr not_active IP Right Cessation
- 1987-10-29 DE DE19873736709 patent/DE3736709A1/de not_active Ceased
- 1987-10-29 CA CA000550542A patent/CA1319533C/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-10-29 FI FI874766A patent/FI92631C/fi not_active IP Right Cessation
- 1987-10-30 JP JP62275584A patent/JPH0769340B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1987-10-30 FR FR8715257A patent/FR2606142A1/fr active Granted
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| FI874766A (fi) | 1988-05-01 |
| FR2606142A1 (fr) | 1988-05-06 |
| US4794794A (en) | 1989-01-03 |
| JPS63172968A (ja) | 1988-07-16 |
| FR2606142B1 (ja) | 1995-02-17 |
| CA1319533C (en) | 1993-06-29 |
| FI92631B (fi) | 1994-08-31 |
| DE3736709A1 (de) | 1988-05-05 |
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