JPH0868684A - 流量センサの較正方法および装置 - Google Patents
流量センサの較正方法および装置Info
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- JPH0868684A JPH0868684A JP4355255A JP35525592A JPH0868684A JP H0868684 A JPH0868684 A JP H0868684A JP 4355255 A JP4355255 A JP 4355255A JP 35525592 A JP35525592 A JP 35525592A JP H0868684 A JPH0868684 A JP H0868684A
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- Japan
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- flow
- temperature sensors
- calibrating
- output
- sensor
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-
- 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
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F25/00—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume
- G01F25/10—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of flowmeters
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 細管に流れるガスによるその細管の長さ方向
の温度変位によりその内部の流量を測定する流量センサ
を、必要なときに、比較的短時間に、その流量センサを
流路から取り外す必要なしに較正できるようにする。 【構成】 細管内にあらかじめ定められた流速を発生さ
せ、二つの温度センサ（２、４）に流れる電流を変化さ
せて流量変化を偽装し、そのときの出力信号値を較正す
る。
の温度変位によりその内部の流量を測定する流量センサ
を、必要なときに、比較的短時間に、その流量センサを
流路から取り外す必要なしに較正できるようにする。 【構成】 細管内にあらかじめ定められた流速を発生さ
せ、二つの温度センサ（２、４）に流れる電流を変化さ
せて流量変化を偽装し、そのときの出力信号値を較正す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は気体流量の測定および制
御に利用する。特に、流量計や流量制御装置で利用され
る流量センサの出力値の較正に関する。
御に利用する。特に、流量計や流量制御装置で利用され
る流量センサの出力値の較正に関する。
【０００２】
【従来の技術】多くの工業的プロセス、特に顕著な例と
しては半導体製造プロセスにおいて、個々のプロセスを
うまく実行するために、多くの工程において、それぞれ
の流速または流量が正確に制御された一以上のガスを供
給することが必要である。
しては半導体製造プロセスにおいて、個々のプロセスを
うまく実行するために、多くの工程において、それぞれ
の流速または流量が正確に制御された一以上のガスを供
給することが必要である。
【０００３】ガスの量を正確に制御するときには、流速
が正確にわかっているなら、そのガスの流れる時間をそ
れに合わせて選択する。例えば半導体の製造では、化学
気相成長やエッチング工程において、自燃性または高腐
食性のガスが一般的に使用されている。
が正確にわかっているなら、そのガスの流れる時間をそ
れに合わせて選択する。例えば半導体の製造では、化学
気相成長やエッチング工程において、自燃性または高腐
食性のガスが一般的に使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような自燃性、高
腐食性のガスが流れる系では、流量センサの出力値を検
査する従来の較正方法、特に較正のために流量標準およ
び特定のガス源を用いるような方法は実用的ではない。
腐食性のガスが流れる系では、流量センサの出力値を検
査する従来の較正方法、特に較正のために流量標準およ
び特定のガス源を用いるような方法は実用的ではない。
【０００５】他の公知の較正方法も比較的時間がかかる
ものであり、現実には、較正することなく流量計を他の
既に較正されたものに取り替えることが行われている。
この解決方法では、流量センサを取り替える前にガス流
路をパージングする必要があるという欠点がある。
ものであり、現実には、較正することなく流量計を他の
既に較正されたものに取り替えることが行われている。
この解決方法では、流量センサを取り替える前にガス流
路をパージングする必要があるという欠点がある。
【０００６】本発明は、以上の課題を解決し、必要なと
きに、比較的短時間に、較正対象の流量センサを流路か
ら取り外す必要なしに行うことのできる流量センサの較
正方法を提供することを目的とする。
きに、比較的短時間に、較正対象の流量センサを流路か
ら取り外す必要なしに行うことのできる流量センサの較
正方法を提供することを目的とする。
【０００７】本発明はさらに、流量センサの出力値が正
しいか否かを自動化調整装置により検査することのでき
る流量センサの較正装置を提供することを目的とする。
しいか否かを自動化調整装置により検査することのでき
る流量センサの較正装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の流量センサの較
正方法および装置が較正の対象とする流量センサは、電
気的なインピーダンスが温度に対して既知の関数で変化
する二つの温度センサと、この二つの温度センサにあら
かじめ選択されたレベルの電力を供給する手段と、この
二つの温度センサに熱的に接触した状態で流体の流れを
発生させてその二つの温度センサの一方に出入りする熱
と他方に出入りする熱との関係を上記流体の流速によっ
て変化させる手段と、上記二つの温度センサに接続され
その間の熱の流れの関係を表す出力信号を生成する出力
手段とを含むセンサである。
正方法および装置が較正の対象とする流量センサは、電
気的なインピーダンスが温度に対して既知の関数で変化
する二つの温度センサと、この二つの温度センサにあら
かじめ選択されたレベルの電力を供給する手段と、この
二つの温度センサに熱的に接触した状態で流体の流れを
発生させてその二つの温度センサの一方に出入りする熱
と他方に出入りする熱との関係を上記流体の流速によっ
て変化させる手段と、上記二つの温度センサに接続され
その間の熱の流れの関係を表す出力信号を生成する出力
手段とを含むセンサである。
【０００９】このような流量センサの出力を較正するた
め、本発明の較正方法では、上記流体であらかじめ定め
られた流速を発生させ、上記二つの温度センサの一方を
その温度センサに流れる電流の大きさを切り替える回路
要素に電気的に接続し、この状態で上記出力手段からの
出力信号値を測定することを特徴とする。
め、本発明の較正方法では、上記流体であらかじめ定め
られた流速を発生させ、上記二つの温度センサの一方を
その温度センサに流れる電流の大きさを切り替える回路
要素に電気的に接続し、この状態で上記出力手段からの
出力信号値を測定することを特徴とする。
【００１０】上記流体の流速が既知であり、上記流量セ
ンサが較正されているとわかっている時点で、上記一方
の温度センサを上記回路要素に電気的に接続して上記出
力信号値をあらかじめ確定しておくことがよい。この場
合には、あらかじめ確定された出力信号値とその後に測
定された出力信号値とを比較する。さらに、比較の結果
により上記出力手段を調整する。出力信号値をあらかじ
め確定するときの流速はその後に出力信号を測定すると
きの流速と同じ値とする。この流速は零とすることがよ
い。
ンサが較正されているとわかっている時点で、上記一方
の温度センサを上記回路要素に電気的に接続して上記出
力信号値をあらかじめ確定しておくことがよい。この場
合には、あらかじめ確定された出力信号値とその後に測
定された出力信号値とを比較する。さらに、比較の結果
により上記出力手段を調整する。出力信号値をあらかじ
め確定するときの流速はその後に出力信号を測定すると
きの流速と同じ値とする。この流速は零とすることがよ
い。
【００１１】回路要素として抵抗器を用い、この抵抗器
を一方の温度センサに並列に接続することがよい。ま
た、回路要素として電流源を用い、この電流源を一方の
温度センサの両端に接続してもよい。
を一方の温度センサに並列に接続することがよい。ま
た、回路要素として電流源を用い、この電流源を一方の
温度センサの両端に接続してもよい。
【００１２】本発明の流量センサの較正装置は、温度セ
ンサに流れる電流の大きさを切り替えることのできる少
なくとも一つの回路要素と、この回路要素に二つの温度
センサの一方を電気的に接続する手段と、この一方の温
度センサが回路要素に電気的に接続され流体の流速が既
知であるときに出力手段からの出力信号値を測定する手
段とを備えたことを特徴とする。
ンサに流れる電流の大きさを切り替えることのできる少
なくとも一つの回路要素と、この回路要素に二つの温度
センサの一方を電気的に接続する手段と、この一方の温
度センサが回路要素に電気的に接続され流体の流速が既
知であるときに出力手段からの出力信号値を測定する手
段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
【作用】本発明の基本的な原理は、与えられた流速のと
き、少なくとも一方の温度センサで検出される温度を既
知の電気回路手段により偽装することにある。この偽装
を再現し、そのときの出力値を以前に同じ条件で測定し
たときの出力値と比較する。比較の結果は較正ドリフト
として示され、これに基づいてセンサの出力信号を直接
に制御して再較正することができる。
き、少なくとも一方の温度センサで検出される温度を既
知の電気回路手段により偽装することにある。この偽装
を再現し、そのときの出力値を以前に同じ条件で測定し
たときの出力値と比較する。比較の結果は較正ドリフト
として示され、これに基づいてセンサの出力信号を直接
に制御して再較正することができる。
【００１４】本発明により較正される流量計としては、
アメリカ合衆国特許第３９３８３８４号および第４５２
４６１６号にそれぞれ開示されたものや、タイラン・シ
ェネラル・タンパニ社のモデルＦＣ−２６０など、およ
びリンテック・カンパニク社のモデルＭＣ−１００、Ｍ
Ｃ−２００などがある。
アメリカ合衆国特許第３９３８３８４号および第４５２
４６１６号にそれぞれ開示されたものや、タイラン・シ
ェネラル・タンパニ社のモデルＦＣ−２６０など、およ
びリンテック・カンパニク社のモデルＭＣ−１００、Ｍ
Ｃ−２００などがある。
【００１５】
【実施例】図１は本発明の第一実施例を示す回路図であ
る。この実施例は、上述した米国特許に開示された流量
計での使用に適したものである。
る。この実施例は、上述した米国特許に開示された流量
計での使用に適したものである。
【００１６】この実施例について説明する前に、この実
施例で較正しようとする流量センサについて説明する。
施例で較正しようとする流量センサについて説明する。
【００１７】ガス流の制御は、流量センサにより生成さ
れる出力信号に基づいて行われる。この出力信号は流量
計の場合にはなんらかのインジケータに供給され、流量
制御装置の場合には流速制御素子に供給される。
れる出力信号に基づいて行われる。この出力信号は流量
計の場合にはなんらかのインジケータに供給され、流量
制御装置の場合には流速制御素子に供給される。
【００１８】最も精度の高い装置、例えば２００リット
ル毎秒以下のガス流で動作する質量流量制御装置では、
熱バイパスの原理が利用される。この原理では、ガス流
をその総量の非常に少ないが正確に設定された一定の比
率で細管に分岐し、この細管に熱的に接触して配置され
た温度センサの温度変化を測定する。
ル毎秒以下のガス流で動作する質量流量制御装置では、
熱バイパスの原理が利用される。この原理では、ガス流
をその総量の非常に少ないが正確に設定された一定の比
率で細管に分岐し、この細管に熱的に接触して配置され
た温度センサの温度変化を測定する。
【００１９】図１は較正すべき流量センサの電気回路部
分および較正用の回路を示す。流量センサは、電気的な
インピーダンスが温度に対して既知の関数で変化する二
つの温度センサとして抵抗温度計２、４を備え、この抵
抗温度計２、４にあらかじめ選択されたレベルの電力を
供給する手段（図示せず）が入力端子１０、１２に接続
され、この二つの抵抗温度計２、４に熱的に接触した状
態で流体の流れを発生させてその二つの抵抗温度計２、
４の一方に出入りする熱と他方に出入りする熱との関係
を流体の流速によって変化させる手段（図示せず）を備
え、抵抗温度計２、４に接続されその間の熱の流れの関
係を表す出力信号を生成する出力手段として、抵抗温度
計２、４との間でブリッジ回路を構成する固定抵抗器
６、８を備える。ブリッジ回路の出力信号は出力端子１
６、１８から出力される。
分および較正用の回路を示す。流量センサは、電気的な
インピーダンスが温度に対して既知の関数で変化する二
つの温度センサとして抵抗温度計２、４を備え、この抵
抗温度計２、４にあらかじめ選択されたレベルの電力を
供給する手段（図示せず）が入力端子１０、１２に接続
され、この二つの抵抗温度計２、４に熱的に接触した状
態で流体の流れを発生させてその二つの抵抗温度計２、
４の一方に出入りする熱と他方に出入りする熱との関係
を流体の流速によって変化させる手段（図示せず）を備
え、抵抗温度計２、４に接続されその間の熱の流れの関
係を表す出力信号を生成する出力手段として、抵抗温度
計２、４との間でブリッジ回路を構成する固定抵抗器
６、８を備える。ブリッジ回路の出力信号は出力端子１
６、１８から出力される。
【００２０】入力端子１０、１２間の電流で抵抗温度計
２、４を温め、少なくとも上流の抵抗温度計２より低温
のガスを細管に流すと、熱が抵抗温度計２からガスに伝
達し、ガスの温度が上昇する。この結果、抵抗温度計４
からガスに伝達する総熱量は抵抗温度計２からの熱量よ
り少なくなる。「伝達する総熱量が少ない」とは、抵抗
温度計４からガスに伝達する熱が小さい場合だけでな
く、ガスから抵抗温度計４に熱が伝達する場合を含む。
どちらの場合にも、ガス流によって、抵抗温度計２、４
間にその間の総熱流に対応する差が生じる。この差は、
抵抗温度計２、４への電力供給の制御方法により、二つ
の抵抗温度計２、４の温度の微分、または二つの抵抗温
度計２、４への電力供給速度の微分として得られる。
２、４を温め、少なくとも上流の抵抗温度計２より低温
のガスを細管に流すと、熱が抵抗温度計２からガスに伝
達し、ガスの温度が上昇する。この結果、抵抗温度計４
からガスに伝達する総熱量は抵抗温度計２からの熱量よ
り少なくなる。「伝達する総熱量が少ない」とは、抵抗
温度計４からガスに伝達する熱が小さい場合だけでな
く、ガスから抵抗温度計４に熱が伝達する場合を含む。
どちらの場合にも、ガス流によって、抵抗温度計２、４
間にその間の総熱流に対応する差が生じる。この差は、
抵抗温度計２、４への電力供給の制御方法により、二つ
の抵抗温度計２、４の温度の微分、または二つの抵抗温
度計２、４への電力供給速度の微分として得られる。
【００２１】図１に示した実施例では、抵抗温度計２、
４がブリッジ回路の二つの脚に接続され、他方の脚には
固定抵抗器６、８が接続される。ブリッジ回路の一方の
対角には入力端子１０、１２が設けられ、電力を供給す
る手段が接続される。この手段は実質的に一定の電力、
電圧または電流を出力する。他方の対角には出力端子１
６、１８が設けられ、信号処理回路２８が接続される。
この信号処理回路２８としては、流量計や流量制御装置
で一般に用いられるどのようなものを使用してもよい。
４がブリッジ回路の二つの脚に接続され、他方の脚には
固定抵抗器６、８が接続される。ブリッジ回路の一方の
対角には入力端子１０、１２が設けられ、電力を供給す
る手段が接続される。この手段は実質的に一定の電力、
電圧または電流を出力する。他方の対角には出力端子１
６、１８が設けられ、信号処理回路２８が接続される。
この信号処理回路２８としては、流量計や流量制御装置
で一般に用いられるどのようなものを使用してもよい。
【００２２】信号処理回路２８が正しく較正されている
ときには、細管、さらには流量計または流量制御装置を
通過する流体の流速を正確に表示または制御できる。
ときには、細管、さらには流量計または流量制御装置を
通過する流体の流速を正確に表示または制御できる。
【００２３】細管内にガスが流れていないなら、流速は
零に等しくなり、抵抗温度計２、４のいずれにも等しい
加熱電流が供給され、同一の総熱流を受ける。このと
き、ブリッジ回路の各抵抗値がその設定された値になっ
ていれば、信号処理回路２８は、あらかじめ定められた
応答、通常は零を出力する。典型的には、信号処理回路
２８はインジケータまたは流量制御素子に接続され、増
幅回路を含んでいる。この増幅回路はその一以上の特性
がドリフトする可能性があり、そのときには表示または
制御の設定に誤差が生じる。
零に等しくなり、抵抗温度計２、４のいずれにも等しい
加熱電流が供給され、同一の総熱流を受ける。このと
き、ブリッジ回路の各抵抗値がその設定された値になっ
ていれば、信号処理回路２８は、あらかじめ定められた
応答、通常は零を出力する。典型的には、信号処理回路
２８はインジケータまたは流量制御素子に接続され、増
幅回路を含んでいる。この増幅回路はその一以上の特性
がドリフトする可能性があり、そのときには表示または
制御の設定に誤差が生じる。
【００２４】較正ドリフトの原因には、ガスの流速が零
に等しいときに信号処理回路２８の応答として観測でき
るものと、できないものとがある。例えば、多くの既存
の装置において、流量零の場合には出力端子１６、１８
間の電圧が零となり、信号処理回路２８のドリフトも、
抵抗温度計２、４の応力電気抵抗や熱伝達の変化による
ドリフトも、零入力電圧に対する応答には影響しない。
しかし、流速零において較正のための測定をできること
が必要である。その理由は、この値が、ガス流路のバル
ブを完全に閉じることにより、非常に高い信頼性で容易
に得られる流速だからである。
に等しいときに信号処理回路２８の応答として観測でき
るものと、できないものとがある。例えば、多くの既存
の装置において、流量零の場合には出力端子１６、１８
間の電圧が零となり、信号処理回路２８のドリフトも、
抵抗温度計２、４の応力電気抵抗や熱伝達の変化による
ドリフトも、零入力電圧に対する応答には影響しない。
しかし、流速零において較正のための測定をできること
が必要である。その理由は、この値が、ガス流路のバル
ブを完全に閉じることにより、非常に高い信頼性で容易
に得られる流速だからである。
【００２５】図１に示した実施例では、流速零の場合で
も較正のための測定ができる。これについて以下に説明
する。
も較正のための測定ができる。これについて以下に説明
する。
【００２６】すなわちこの実施例回路は、抵抗温度計
２、４に流れる電流の大きさ切り替えることのできる少
なくとも一つの回路要素として較正用抵抗２０、２２を
備え、この較正用抵抗２０、２２に抵抗温度計２、４の
一方、この実施例では抵抗温度計２を電気的に接続する
手段としてスイッチ２４、２６を備え、抵抗温度計２が
較正用抵抗２０、２２に電気的に接続され流体の流速が
既知であるときにブリッジ回路からの出力信号値を測定
するプログラム手段が信号処理回路２８に設けられる。
２、４に流れる電流の大きさ切り替えることのできる少
なくとも一つの回路要素として較正用抵抗２０、２２を
備え、この較正用抵抗２０、２２に抵抗温度計２、４の
一方、この実施例では抵抗温度計２を電気的に接続する
手段としてスイッチ２４、２６を備え、抵抗温度計２が
較正用抵抗２０、２２に電気的に接続され流体の流速が
既知であるときにブリッジ回路からの出力信号値を測定
するプログラム手段が信号処理回路２８に設けられる。
【００２７】較正を行うには、最初に既知の流速で流量
センサおよび信号処理回路２８の応答を調整しておき、
その後に、ガス流を零にして、再現性可能な方法で一方
の抵抗温度計２に流れる電流を電気的に切り替え、信号
処理回路２８の出力を観測する。後日、ガスの流速を零
として検査するとき、同じ抵抗温度計２に流れる電流を
切り替えて、信号処理回路２８の出力を前の値と比較す
る。流量センサまたは信号処理回路２８にドリフトがあ
ると、何らかの変位が生じる。変位の大きさはドリフト
の大きさに相関がある。
センサおよび信号処理回路２８の応答を調整しておき、
その後に、ガス流を零にして、再現性可能な方法で一方
の抵抗温度計２に流れる電流を電気的に切り替え、信号
処理回路２８の出力を観測する。後日、ガスの流速を零
として検査するとき、同じ抵抗温度計２に流れる電流を
切り替えて、信号処理回路２８の出力を前の値と比較す
る。流量センサまたは信号処理回路２８にドリフトがあ
ると、何らかの変位が生じる。変位の大きさはドリフト
の大きさに相関がある。
【００２８】図１に示した実施例では、それぞれ対応す
るスイッチ２４、２６に直列に接続された一以上の較正
用抵抗２０、２２により、制御された差異を生じさせ
る。較正用抵抗２０、２２およびスイッチ２４、２６に
よる各直列回路は抵抗温度計２に並列に接続される。ス
イッチ２４、２６の一方または双方が閉じられると、抵
抗温度計２に流れる電流が減少し、そのため抵抗温度計
２の温度が低下して抵抗値も低下する。同時に、抵抗温
度計２を含む枝の抵抗値も低下し、ブリッジ回路の他の
枝を流れる電流が変化し、特に抵抗温度計４を流れる電
流が少なくともわずかに増加する。いずれにしろ、全体
としては、抵抗温度計２、４間に温度差が生じ、その一
方で固定抵抗器６、８はその元々の抵抗値を保つので、
出力端子１６、１８間の出力電圧に変化が生じ、この出
力端子１６、１８に接続された信号処理回路２８の出力
にも変化が生じる。
るスイッチ２４、２６に直列に接続された一以上の較正
用抵抗２０、２２により、制御された差異を生じさせ
る。較正用抵抗２０、２２およびスイッチ２４、２６に
よる各直列回路は抵抗温度計２に並列に接続される。ス
イッチ２４、２６の一方または双方が閉じられると、抵
抗温度計２に流れる電流が減少し、そのため抵抗温度計
２の温度が低下して抵抗値も低下する。同時に、抵抗温
度計２を含む枝の抵抗値も低下し、ブリッジ回路の他の
枝を流れる電流が変化し、特に抵抗温度計４を流れる電
流が少なくともわずかに増加する。いずれにしろ、全体
としては、抵抗温度計２、４間に温度差が生じ、その一
方で固定抵抗器６、８はその元々の抵抗値を保つので、
出力端子１６、１８間の出力電圧に変化が生じ、この出
力端子１６、１８に接続された信号処理回路２８の出力
にも変化が生じる。
【００２９】上述したように、すべての条件がその流量
センサを較正したときと同じであれば、出力端子１６、
１８に接続された電気回路からの出力とセンサが較正さ
れているとわかっているときの出力の値との間の差異が
較正値からのドリフトを表すことになり、それが相殺さ
れるようにその電気回路を調節することにより、そのド
リフトが補正される。
センサを較正したときと同じであれば、出力端子１６、
１８に接続された電気回路からの出力とセンサが較正さ
れているとわかっているときの出力の値との間の差異が
較正値からのドリフトを表すことになり、それが相殺さ
れるようにその電気回路を調節することにより、そのド
リフトが補正される。
【００３０】図２は本発明の第二実施例を示す図であ
り、流量センサの電気回路部分とそれに接続された較正
用の回路とを示す。
り、流量センサの電気回路部分とそれに接続された較正
用の回路とを示す。
【００３１】この実施例は、その動作原理は第一実施例
と同等であるが、並列抵抗を用いて電流を低下させるの
ではなく、逆に、電流源３０を用いて電流を増加させる
ことが第一実施例と異なる。
と同等であるが、並列抵抗を用いて電流を低下させるの
ではなく、逆に、電流源３０を用いて電流を増加させる
ことが第一実施例と異なる。
【００３２】電流源３０はスイッチ３２を介して抵抗温
度計４に並列に接続される。スイッチ３２を閉じると、
付加的電流成分が抵抗温度計２、４の双方に流れる。し
かし、電流源３０からの電流に適切な極性をもたせる
と、抵抗温度計２に流れる電流を全体として低下させ、
抵抗温度計４に流れる電流を全体として増加させること
ができる。これにより、第一実施例の場合と同様に、抵
抗温度計２、４間に温度差およびそれに対応する抵抗差
が生じる。この場合にも、電流源３０により供給される
電流が正確に再現される値であれば、そのセンサが較正
されているとわかっているときの出力状態と同じ出力状
態にすることができ、較正値からのドリフトを求めるこ
とができる。
度計４に並列に接続される。スイッチ３２を閉じると、
付加的電流成分が抵抗温度計２、４の双方に流れる。し
かし、電流源３０からの電流に適切な極性をもたせる
と、抵抗温度計２に流れる電流を全体として低下させ、
抵抗温度計４に流れる電流を全体として増加させること
ができる。これにより、第一実施例の場合と同様に、抵
抗温度計２、４間に温度差およびそれに対応する抵抗差
が生じる。この場合にも、電流源３０により供給される
電流が正確に再現される値であれば、そのセンサが較正
されているとわかっているときの出力状態と同じ出力状
態にすることができ、較正値からのドリフトを求めるこ
とができる。
【００３３】図１に示した実施例の場合には一以上のス
イッチ２４、２６を閉じることにより、図２に示した実
施例の場合には電流源３０により生成される電流値を変
化させることにより、それぞれがひとつの質量流量に対
応する一連の検査出力を得ることができる。
イッチ２４、２６を閉じることにより、図２に示した実
施例の場合には電流源３０により生成される電流値を変
化させることにより、それぞれがひとつの質量流量に対
応する一連の検査出力を得ることができる。
【００３４】センサが正しく較正されているとわかって
いるときに、スイッチ２４、２６を閉じる組み合わせ、
または電流源３０からの各電流レベルに対して信号処理
回路２８により生成される値をディジタル・メモリに蓄
えておくことがよい。そして、その後になって、中央処
理装置の制御により検査および較正を行う。すなわち、
流速を初期較正値が蓄えられたときの値、望ましくは零
に再設定し、スイッチ２４、２６の一以上の切替状態ま
たは電流源３０からの電流値を再設定し、そのときの信
号処理回路２８の出力信号を調べ、その信号をあらかじ
め蓄えれらた信号と比較し、比較結果を用いて調整を行
う。このような調整は、アナログ回路の場合には単純に
回路の利得を変化させればよい。ディジタル回路の場合
には、信号処理回路２８の出力が初期較正時の値に対応
するまで、乗算定数または他の適当な等式パラメータを
変化させればよい。
いるときに、スイッチ２４、２６を閉じる組み合わせ、
または電流源３０からの各電流レベルに対して信号処理
回路２８により生成される値をディジタル・メモリに蓄
えておくことがよい。そして、その後になって、中央処
理装置の制御により検査および較正を行う。すなわち、
流速を初期較正値が蓄えられたときの値、望ましくは零
に再設定し、スイッチ２４、２６の一以上の切替状態ま
たは電流源３０からの電流値を再設定し、そのときの信
号処理回路２８の出力信号を調べ、その信号をあらかじ
め蓄えれらた信号と比較し、比較結果を用いて調整を行
う。このような調整は、アナログ回路の場合には単純に
回路の利得を変化させればよい。ディジタル回路の場合
には、信号処理回路２８の出力が初期較正時の値に対応
するまで、乗算定数または他の適当な等式パラメータを
変化させればよい。
【００３５】実用的には、較正中に観測される誤差が信
号処理回路２８の利得の変化を示し、その利得を変化さ
せて補正するので、制御装置の零設定の調整は上述した
較正動作の前に行っておくことがよい。
号処理回路２８の利得の変化を示し、その利得を変化さ
せて補正するので、制御装置の零設定の調整は上述した
較正動作の前に行っておくことがよい。
【００３６】以上説明した実施例では、選択された抵抗
温度計に一以上のあらかじめ定められた較正用の値を与
えることができる。これは、第一実施例の場合には異な
るひとつ、または異なる組み合わせのスイッチを閉じる
ことにより実現され、第二実施例の場合には電流源の出
力電流を変化させることにより実現される。
温度計に一以上のあらかじめ定められた較正用の値を与
えることができる。これは、第一実施例の場合には異な
るひとつ、または異なる組み合わせのスイッチを閉じる
ことにより実現され、第二実施例の場合には電流源の出
力電流を変化させることにより実現される。
【００３７】較正用に二以上の値を用意しておくと、較
正曲線の参照点として与えられた等しい数の較正点の変
位を求めることができる。このようにして求めた曲線を
適当なデータ処理装置で比較すれば、利得の誤差や流量
検出および信号処理の零設定のずれを求めることができ
る。このような誤差は、信号処理回路の利得およびその
流量零における出力レベルを調整することにより、自動
的に補正される。
正曲線の参照点として与えられた等しい数の較正点の変
位を求めることができる。このようにして求めた曲線を
適当なデータ処理装置で比較すれば、利得の誤差や流量
検出および信号処理の零設定のずれを求めることができ
る。このような誤差は、信号処理回路の利得およびその
流量零における出力レベルを調整することにより、自動
的に補正される。
【００３８】本発明は、上述した実施例に示したものと
は異なる流量センサに対しても実施できる。例えば、二
つの抵抗温度計に加熱電流を流すのではなく、別個の加
熱コイルを用い、流体が流れていないときに二つの抵抗
温度計が同等に加熱されるようにその二つの抵抗温度計
に対して対象に配置した構成の流量センサが知られてい
る。この場合、抵抗温度計に流れる電流は非常に小さ
く、それ自身が大きな熱を発生するわけではない。この
ような素子の場合でも、抵抗温度計の一方または他方を
第一実施例および第二実施例に示したように接続し、上
述した方法で正確に較正を行うことができる。
は異なる流量センサに対しても実施できる。例えば、二
つの抵抗温度計に加熱電流を流すのではなく、別個の加
熱コイルを用い、流体が流れていないときに二つの抵抗
温度計が同等に加熱されるようにその二つの抵抗温度計
に対して対象に配置した構成の流量センサが知られてい
る。この場合、抵抗温度計に流れる電流は非常に小さ
く、それ自身が大きな熱を発生するわけではない。この
ような素子の場合でも、抵抗温度計の一方または他方を
第一実施例および第二実施例に示したように接続し、上
述した方法で正確に較正を行うことができる。
【００３９】本発明はまた、抵抗温度計ではなくサーミ
スタを用いた質量流量計にも実施できる。サーミスタは
その抵抗値が負の温度係数をもつことが抵抗温度計と異
なる。しかし、上述した動作原理はサーミスタ型の温度
センサにも利用でき、電気的パラメータが温度に対して
既知の関数で変化する温度センサであれば、どのような
タイプの温度センサを用いた場合でも本発明を同様に実
施できる。
スタを用いた質量流量計にも実施できる。サーミスタは
その抵抗値が負の温度係数をもつことが抵抗温度計と異
なる。しかし、上述した動作原理はサーミスタ型の温度
センサにも利用でき、電気的パラメータが温度に対して
既知の関数で変化する温度センサであれば、どのような
タイプの温度センサを用いた場合でも本発明を同様に実
施できる。
【００４０】抵抗が負の温度係数をもつ温度センサを用
いる場合には、較正用抵抗２０、２２およびそれに接続
されたスイッチ２４、２６の位置を下流の温度センサに
並列に配置するか、電流源３０とそれに接続されスイッ
チ３２とを下流の温度センサに接続することが望まし
い。
いる場合には、較正用抵抗２０、２２およびそれに接続
されたスイッチ２４、２６の位置を下流の温度センサに
並列に配置するか、電流源３０とそれに接続されスイッ
チ３２とを下流の温度センサに接続することが望まし
い。
【００４１】上述した実施例は、特に、負の出力に対す
る応答や出力が制限されている質量流量センサに使用す
るように構成されていた。しかし、信号処理回路２８が
実質的に負の出力を生成することができるなら、第一実
施例における回路要素２０〜２６を抵抗温度計４側に接
続し、第二実施例における電流源３０およびスイッチ３
２を抵抗温度計２側に接続することもできる。
る応答や出力が制限されている質量流量センサに使用す
るように構成されていた。しかし、信号処理回路２８が
実質的に負の出力を生成することができるなら、第一実
施例における回路要素２０〜２６を抵抗温度計４側に接
続し、第二実施例における電流源３０およびスイッチ３
２を抵抗温度計２側に接続することもできる。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の流量セン
サの較正方法および装置は、流量計や流量制御装置で利
用される流量センサの較正を、必要なときに、比較的短
時間で、較正対象の流量センサを流路から取り外す必要
なしに行うことができる。すなわち、流量計や流量制御
装置の較正を実際に稼働している場所で、ガス流を停止
させること以外には他の装置に影響することなしに較正
を行うことができる効果がある。
サの較正方法および装置は、流量計や流量制御装置で利
用される流量センサの較正を、必要なときに、比較的短
時間で、較正対象の流量センサを流路から取り外す必要
なしに行うことができる。すなわち、流量計や流量制御
装置の較正を実際に稼働している場所で、ガス流を停止
させること以外には他の装置に影響することなしに較正
を行うことができる効果がある。
【図１】本発明の第一実施例を示す回路図。
【図２】本発明の第二実施例を示す回路図。
２、４ 抵抗温度計 ６、８ 固定抵抗器 １６、１８ 出力端子 ２０、２２ 較正用抵抗 ２４、２６、３２ スイッチ ２８ 信号処理回路 ３０ 電流源
Claims (14)
- 【請求項１】 流量センサの出力値を較正する方法にお
いて、 この流量センサは、電気的なインピーダンスが温度に対
して既知の関数で変化する二つの温度センサと、この二
つの温度センサにあらかじめ選択されたレベルの電力を
供給する手段と、この二つの温度センサに熱的に接触し
た状態で流体の流れを発生させてその二つの温度センサ
の一方に出入りする熱と他方に出入りする熱との関係を
上記流体の流速によって変化させる手段と、上記二つの
温度センサに接続されその間の熱の流れの関係を表す出
力信号を生成する出力手段とを含むセンサであり、 上記流体であらかじめ定められた流速を発生させ、 上記二つの温度センサの一方をその温度センサに流れる
電流の大きさを切り替える回路要素に電気的に接続し、 この状態で上記出力手段からの出力信号値を測定するこ
とを特徴とする流量センサの較正方法。 - 【請求項２】 上記流体の流速が既知であり、上記流量
センサが較正されているとわかっている時点で、上記一
方の温度センサを上記回路要素に電気的に接続して上記
出力信号値をあらかじめ確定しておく請求項１記載の流
量センサの較正方法。 - 【請求項３】 あらかじめ確定された出力信号値とその
後に測定された出力信号値とを比較する請求項２記載の
流量センサの較正方法。 - 【請求項４】 比較の結果により上記出力手段を調整す
る請求項３記載の流量センサの較正方法。 - 【請求項５】 上記出力信号値をあらかじめ確定してお
くときの流速はその後に出力信号を測定するときの流速
と同じ値である請求項２記載の流量センサの較正方法。 - 【請求項６】 流速は零である請求項５記載の流量セン
サの較正方法。 - 【請求項７】 上記回路要素は抵抗器であり、この抵抗
器を上記一方の温度センサに並列に接続する請求項１記
載の流量センサの較正方法。 - 【請求項８】 上記回路要素は電流源であり、この電流
源を上記一方の温度センサの両端に接続する請求項１記
載の流量センサの較正方法。 - 【請求項９】 流量センサの出力値を較正する較正装置
において、 この流量センサは、電気的なインピーダンスが温度に対
して既知の関数で変化する二つの温度センサと、この二
つの温度センサにあらかじめ選択されたレベルの電力を
供給する手段と、この二つの温度センサに熱的に接触し
た状態で流体の流れを発生させてその二つの温度センサ
の一方に出入りする熱と他方に出入りする熱との関係を
上記流体の流速によって変化させる手段と、上記二つの
温度センサに接続されその間の熱の流れの関係を表す出
力信号を生成する出力手段とを含むセンサであり、 上記二つの温度センサの少なくとも一方に流れる電流の
大きさを切り替えることのできる少なくとも一つの回路
要素と、 この回路要素に上記二つの温度センサの一方を電気的に
接続する手段と、 この一方の温度センサが上記回路要素に電気的に接続さ
れ上記流体の流速が既知であるときに上記出力手段から
の出力信号値を測定する手段とを備えたことを特徴とす
る流量センサの較正装置。 - 【請求項１０】 上記少なくとも一つの回路要素は抵抗
器を含む請求項９記載の流量センサの較正装置。 - 【請求項１１】 上記電気的に接続する手段は上記抵抗
器に直列に接続されたスイッチを含む請求項１０記載の
流量センサの較正装置。 - 【請求項１２】 上記少なくとも一つの回路要素は二つ
の抵抗器を含み、上記電気的に接続する手段はこの二つ
の抵抗器に各々直列に接続された二つのスイッチを含む
請求項１１記載の流量センサの較正装置。 - 【請求項１３】 上記少なくとも一つの回路要素は二つ
の抵抗器を含む請求項１０記載の流量センサの較正装
置。 - 【請求項１４】 上記少なくとも一つの回路要素は電流
源を含む請求項９記載の流量センサの較正装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/809,275 US5311762A (en) | 1991-12-16 | 1991-12-16 | Flow sensor calibration |
| US07/809275 | 1991-12-16 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0868684A true JPH0868684A (ja) | 1996-03-12 |
Family
ID=25200937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4355255A Pending JPH0868684A (ja) | 1991-12-16 | 1992-12-16 | 流量センサの較正方法および装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5311762A (ja) |
| JP (1) | JPH0868684A (ja) |
| WO (1) | WO1993012409A1 (ja) |
Families Citing this family (38)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0590448B1 (de) * | 1992-10-02 | 1996-12-11 | Kobold, Klaus | Verfahren zum Kalibrieren eines kalorimetrischen Strömungswächters |
| GB2276725B (en) * | 1993-04-01 | 1996-10-02 | Ford Motor Co | Calibrating a mass air flow sensor |
| US5604684A (en) * | 1993-12-30 | 1997-02-18 | Juntunen; Robert D. | Embedded programmable sensor calibration method |
| US5911238A (en) * | 1996-10-04 | 1999-06-15 | Emerson Electric Co. | Thermal mass flowmeter and mass flow controller, flowmetering system and method |
| US5944048A (en) * | 1996-10-04 | 1999-08-31 | Emerson Electric Co. | Method and apparatus for detecting and controlling mass flow |
| IT1286007B1 (it) * | 1996-11-28 | 1998-06-26 | Sgs Thomson Microelectronics | Misuratore di flusso di un fluido |
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| WO2002008844A1 (en) | 2000-07-08 | 2002-01-31 | Fugasity Corporation | Fluid mass flow control valve and method of operation |
| WO2002008845A1 (en) | 2000-07-25 | 2002-01-31 | Fugasity Corporation | Small internal volume fluid mass flow control apparatus |
| US6539968B1 (en) | 2000-09-20 | 2003-04-01 | Fugasity Corporation | Fluid flow controller and method of operation |
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| WO2022186971A1 (en) | 2021-03-03 | 2022-09-09 | Ichor Systems, Inc. | Fluid flow control system comprising a manifold assembly |
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-
1991
- 1991-12-16 US US07/809,275 patent/US5311762A/en not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-12-11 WO PCT/US1992/010768 patent/WO1993012409A1/en active Application Filing
- 1992-12-16 JP JP4355255A patent/JPH0868684A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1993012409A1 (en) | 1993-06-24 |
| US5311762A (en) | 1994-05-17 |
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