JPH09329479A - Flow rate measurement of fluid medium - Google Patents
Flow rate measurement of fluid mediumInfo
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- JPH09329479A JPH09329479A JP9055720A JP5572097A JPH09329479A JP H09329479 A JPH09329479 A JP H09329479A JP 9055720 A JP9055720 A JP 9055720A JP 5572097 A JP5572097 A JP 5572097A JP H09329479 A JPH09329479 A JP H09329479A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、流動媒体、例え
ば、内燃機関の吸入空気の流量測定装置に関し、前記流
動媒体に曝すことができる基板を有しており、前記基板
上に、加熱調整回路の構成部である第１の抵抗装置が設
けられており、予め設定することができる過剰温度に加
熱することができる少なくとも１つの抵抗と第２の抵抗
装置を有しており、該第２の抵抗装置は、給電電圧とア
ースとの間に設けられた、各対角部を有するブリッジと
して接続されていて、少なくとも２つの温度依存抵抗を
有しており、該各温度依存抵抗は、検出すべき前記媒体
の流動方向に関して、前記加熱抵抗の上流及び下流に設
けられており、それにより、前記各温度依存抵抗は、前
記加熱抵抗によって均等に加熱され、他方、前記各温度
依存抵抗は、前記流動媒体によって種々異なる強度に冷
却され、温度差の結果調整される測定電圧は、他方のブ
リッジ対角部で、流量測定のために評価される装置に基
づいている。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flow medium, for example, a device for measuring a flow rate of intake air of an internal combustion engine, having a substrate that can be exposed to the fluid medium, and a heating adjustment circuit on the substrate. A first resistance device which is a component of the second resistance device and which has at least one resistance and a second resistance device capable of heating to a preset excess temperature. The resistance device is connected as a bridge with diagonals, which is provided between the supply voltage and ground, and has at least two temperature-dependent resistors, each temperature-dependent resistor being a sensor. With respect to the flow direction of the medium to be provided, it is provided upstream and downstream of the heating resistance, whereby each temperature-dependent resistance is heated evenly by the heating resistance, while each said temperature-dependent resistance is Flow Cooled to different intensities by the medium, the measurement voltage results adjusted for temperature difference, in the other bridge diagonal section is based on a device to be evaluated for the flow measurement.
【０００２】[0002]
【従来の技術】各センサ並びに所属の評価回路（それに
より、流動媒体の流量を検出することができる）は、ド
イツ連邦共和国特許公開第４３２４０４０号公報から公
知である。そのような公知の流量センサの場合、センサ
素子は、流動媒体、例えば、内燃機関の吸入管内の空気
に曝される。その際、センサ素子は、ヒータを有してお
り、このヒータは、調整された電流の給電によって、被
検出媒体に比べて過剰温度にされる。このヒータには、
ヒータ温度検知器並びに流動媒体の温度を検知する温度
検知器が配属されている。ヒータの空間的近傍には、少
なくとも２つの温度依存抵抗が設けられており、この温
度依存抵抗は、被検出媒体の電流方向に関して、ヒータ
のそれぞれ一方の側に位置していて、ヒータによって均
等に加熱される。しかし、流動媒体によって、温度依存
抵抗は、種々異なる強度で冷却される。と言うのは、最
初の流れの抵抗は、他の抵抗よりも強く冷却されるから
である。両抵抗は、測定ブリッジの構成要素であるの
で、生じた温度差によって、ブリッジの各対角部での測
定電圧が得られる。この測定電圧に依存して、流動媒体
の量を検出することができる。2. Description of the Related Art Each sensor and the associated evaluation circuit, by means of which the flow rate of a fluid medium can be detected, are known from DE-A 43 240 40. In such known flow sensors, the sensor element is exposed to a fluid medium, for example air in the intake pipe of an internal combustion engine. The sensor element then has a heater, which is brought to an excess temperature compared to the medium to be detected by supplying an adjusted current. This heater has
A heater temperature detector and a temperature detector for detecting the temperature of the fluidized medium are assigned. At least two temperature-dependent resistors are provided in the spatial vicinity of the heater, and the temperature-dependent resistors are located on one side of the heater with respect to the current direction of the medium to be detected and are evenly distributed by the heater. Be heated. However, due to the flowing medium, the temperature-dependent resistance is cooled with different strengths. This is because the resistance of the first flow is cooled more strongly than the other resistances. Since both resistances are components of the measuring bridge, the resulting temperature difference gives the measured voltage at each diagonal of the bridge. Depending on this measured voltage, the amount of flowing medium can be detected.
【０００３】以前に公開されているドイツ連邦共和国特
許出願第１９５４２１４３号には、ドイツ連邦共和国特
許公開第４３２４０４０号公報から公知の、改善された
温度特性を有している、流動媒体の流量測定装置に対す
る補足技術が記載されている。元の公知装置の補足技術
は、別の抵抗ブリッジ回路を有しており、この別の抵抗
ブリッジ回路によって、高温度平衡調整が可能である。In the previously published German patent application DE 195 42 143 A2, a flow medium flow measuring device with improved temperature characteristics is known, which is known from DE 43 42 4040 A1. Supplementary technology for is described. The supplementary technique of the original known device has a further resistance bridge circuit, which allows a high temperature balancing adjustment.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、公知
の装置に比べて、出力信号が、流動媒体に依存する周波
数を有している流動媒体の流量測定装置を提供すること
にある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a flow-measuring device for a flowing medium, the output signal of which has a frequency which is dependent on the flowing medium, as compared to known devices.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
ると、冒頭に記載した流動媒体の流量測定装置におい
て、測定電圧は、電圧−周波数−変換回路に供給され、
該電圧−周波数−変換回路は、周波数が、流動媒体の尺
度である出力信号を供給することにより解決される。According to the invention, the object of the invention is, in a flow medium flow measuring device as described at the outset, that the measuring voltage is supplied to a voltage-frequency-conversion circuit,
The voltage-frequency-conversion circuit is solved by providing an output signal whose frequency is a measure of the flowing medium.
【０００６】[0006]
【発明の実施の形態】本発明の効果は、公知の流動媒体
の流量測定装置が、測定信号が供給される電圧−周波数
−変換回路によって補完されるようにして、達成され
る。特に有利には、公知の流動媒体の流量測定装置を保
持することができ、所属の回路は、単に、別の回路部分
だけ補完しさえすればよい。The advantages of the invention are achieved in that the known flow-measuring device of the flowing medium is complemented by a voltage-frequency-conversion circuit to which the measuring signal is supplied. Particularly advantageously, the known flow-measuring device of the fluidized medium can be retained, the associated circuit having only to supplement the other circuit parts.
【０００７】別の効果は、高温度平衡調整を実行するこ
とができる点であり、その際、この高温度平衡調整は、
電圧−周波数−変換に依存しないで行うことができると
いう点である。Another advantage is that a high temperature equilibrium adjustment can be carried out, which high temperature equilibration adjustment
The point is that it can be performed without depending on the voltage-frequency-conversion.
【０００８】本発明の別の効果は、各従属請求項に記載
された各手段によって達成される。Further advantages of the invention are achieved by the measures recited in the respective dependent claims.
【０００９】[0009]
【実施例】以下、本発明の実施例について、図を用いて
詳細に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００１０】図には、本発明の流動媒体の流量測定装置
の回路装置が示されており、その際、全装置構成は、例
えば、基板１０上に設けられており、適切に、被検出媒
体、例えば、内燃機関の吸入管内の空気流に曝されてい
る。The figure shows a circuit arrangement of a flow measuring device for a fluidized medium according to the invention, in which the entire device configuration is provided, for example, on a substrate 10 and, where appropriate, the medium to be detected. , For example, it is exposed to the air flow in the intake pipe of an internal combustion engine.
【００１１】加熱調整回路ＨＫは、各抵抗Ｒ１，Ｒ２，
Ｒ３，ＲＨＦ，並びにＲＬＦを有するブリッジ回路を有
しており、その際、ＲＨＦは、加熱温度検知器であり、
ＲＬＦは、空気−乃至媒体温度検知器であり、この各抵
抗の値は、温度に依存する。加熱調整回路ＨＫの抵抗ブ
リッジは、電圧源ＳＱを用いて電圧ＵＫが印加されてお
り、この抵抗ブリッジは、電圧源ＳＱとアースとの間に
設けられている。電圧源ＳＱから給電される電流は、Ｉ
１で示されている。The heating adjustment circuit HK includes resistors R1, R2,
It has a bridge circuit with R3, RHF, and RLF, where RHF is a heating temperature detector,
The RLF is an air-to-medium temperature detector, the value of each of which is temperature dependent. The voltage UK is applied to the resistance bridge of the heating adjustment circuit HK by using the voltage source SQ, and the resistance bridge is provided between the voltage source SQ and the ground. The current supplied from the voltage source SQ is I
1 is shown.
【００１２】加熱は、トランジスタＴ１のコレクタ−エ
ミッタ−区間並びに抵抗Ｒ１０を介してバッテリ電圧Ｕ
Ｂに接続されている加熱抵抗ＲＨを用いて行われる。電
圧安定化のために、抵抗Ｒ１０の、バッテリとは反対側
の端子とアースとの間にツェナーダイオードＤ１が設け
られており、場合によっては、コンデンサＣ１及びＣ２
が、抵抗Ｒ１０とアースとの間に設けることができる。
加熱抵抗ＲＨの、バッテリとは反対側の端子は、抵抗Ｒ
５を介してアースに接続されている。The heating takes place via the collector-emitter section of the transistor T1 as well as the battery voltage U via the resistor R10.
This is done using the heating resistor RH connected to B. For stabilizing the voltage, a Zener diode D1 is provided between the terminal of the resistor R10 on the side opposite to the battery and the ground, and in some cases, the capacitors C1 and C2.
Can be provided between the resistor R10 and ground.
The terminal of the heating resistor RH on the side opposite to the battery has a resistance R
It is connected to ground via 5.
【００１３】加熱回路のブリッジ回路の第１の対角部
は、出力電圧ＵＫの電圧源ＳＱとアースとの間に位置し
ており、第２のブリッジ対角部は、演算増幅器ＯＰ１の
両入力側と接続されており、この演算増幅器の出力側
は、トランジスタＴ１のベースを制御する。演算増幅器
ＯＰ１の反転入力側と加熱抵抗ＲＨ乃至トランジスタＴ
１のエミッタとの間には、更に抵抗Ｒ４が設けられてい
る。演算増幅器ＯＰ１の両入力側とアースとの間には、
場合によっては、コンデンサＣ５及びＣ６が設けられて
いる。The first diagonal of the bridge circuit of the heating circuit is located between the voltage source SQ of the output voltage UK and the ground, and the second diagonal of the bridge is both inputs of the operational amplifier OP1. The output of this operational amplifier controls the base of the transistor T1. Inverting input side of operational amplifier OP1 and heating resistor RH or transistor T
A resistor R4 is further provided between the 1 and the emitter. Between both input sides of the operational amplifier OP1 and the ground,
In some cases, capacitors C5 and C6 are provided.
【００１４】本来の測定回路は、温度差ブリッジ（ΔＴ
−ブリッジ回路）ＤＴとして示される、各抵抗ＲＡＢ
１，ＲＡＢ２，ＲＡＵ１，ＲＡＵ２並びにＲＰを有する
抵抗ブリッジ回路である。この各抵抗は、温度依存抵抗
であり、この各温度依存抵抗は、加熱抵抗ＲＨ並びに加
熱温度検知器ＲＨＦと同様に、媒体温度に比べて過剰温
度にされている。過剰温度にされている各抵抗は、回路
内で、黒く塗り潰して示されている。常温にされている
各抵抗は、斜線で示されている。各抵抗ＲＡＢ１及びＲ
ＡＢ２は、被検出媒体の流動方向に関して、加熱抵抗Ｒ
Ｈの下流に設けられており、それに対して、抵抗ＲＡＵ
１並びにＲＡＵ２は、上流に設けられている。本発明の
実施例では、流動方向に関して、それぞれ一つの抵抗だ
けを加熱抵抗の上流及び下流に設けてもよい。The original measuring circuit is a temperature difference bridge (ΔT
-Bridge circuit) each resistor RAB, shown as DT
1, RAB2, RAU1, RAU2 and RP. Each of these resistances is a temperature-dependent resistance, and like the heating resistance RH and the heating-temperature detector RHF, each temperature-dependent resistance is set to an excessive temperature as compared with the medium temperature. Each resistor that has been overheated is shown filled in black in the circuit. Each resistance which is kept at room temperature is shown by a diagonal line. Each resistor RAB1 and R
AB2 is a heating resistance R with respect to the flow direction of the medium to be detected.
It is provided in the downstream of H, and the resistance RAU
1 and RAU2 are provided upstream. In the embodiment of the present invention, only one resistance may be provided upstream and downstream of the heating resistance in the flow direction.
【００１５】ΔＴ−回路ＤＴの各抵抗ブリッジは、高温
度平衡調整段ＨＴＡとアースとの間に接続されている。
抵抗ブリッジの給電のために、高温度平衡調整段ＨＴＡ
によって、電流Ｉ２が、抵抗ブリッジの各給電対角部に
給電される。抵抗ブリッジの他方の対角線は、増幅器Ｏ
Ｐ２と接続されており、その際、増幅器ＯＰ２の反転入
力側は、測定ブリッジの抵抗ＲＰに対して並列接続され
たポテンシオメータＰ１のループ端子に接続されてい
る。増幅器ＯＰ２の両入力側とアースとの間には、コン
デンサＣ７，Ｃ８を設けることができる。増幅器ＯＰ２
は、増幅度が調整可能な増幅器である。デジタル増幅度
平衡調整調整は、回路ブロックＶＡを用いて行われ、こ
の回路ブロックは、３つの端子ＰＲ，ＤＡ，ＴＡを有し
ており、この各端子を介して、外部評価装置によって、
必要な制御信号が供給される。この制御信号は、プログ
ラム、データ、又は、クロック信号を含むことができ
る。デジタル増幅度平衡調整は、例えば、増幅器ＯＰ２
の帰還抵抗ＲＶの制御によって行われる。増幅器ＯＰ２
の出力側には、測定電圧ＵＭが形成され、この測定電圧
は、電圧周波数変換器ＵＦＷに供給される。Each resistance bridge of the ΔT-circuit DT is connected between the high temperature balancing stage HTA and ground.
High temperature equilibrium adjustment stage HTA for feeding the resistance bridge
Causes a current I2 to be fed to each feed diagonal of the resistor bridge. The other diagonal of the resistor bridge is the amplifier O
It is connected to P2, the inverting input of the amplifier OP2 being connected to the loop terminal of a potentiometer P1 connected in parallel with the resistance RP of the measuring bridge. Capacitors C7 and C8 can be provided between both input sides of the amplifier OP2 and the ground. Amplifier OP2
Is an amplifier whose amplification degree is adjustable. The digital amplification degree balance adjustment is performed by using the circuit block VA, which has three terminals PR, DA, and TA, and via these terminals, by an external evaluation device,
The required control signals are supplied. The control signal can include a program, data, or clock signal. The digital amplification degree balance adjustment is performed by, for example, the amplifier OP2.
The feedback resistance RV is controlled. Amplifier OP2
A measuring voltage UM is formed on the output side of the, and this measuring voltage is supplied to the voltage-frequency converter UFW.
【００１６】電圧周波数変換器ＵＦＷは、図示の実施例
によると、高温度平衡調整段ＨＴＡ並びにＵＦＷ１で示
された回路領域を有しており、この回路領域について、
以下詳細に説明する。The voltage-frequency converter UFW has, according to the exemplary embodiment shown, a circuit region designated by the high temperature balancing stage HTA and UFW1.
This will be described in detail below.
【００１７】高温度平衡調整段ＨＴＡも電圧周波数変換
器の回路領域ＵＦＷ１も、ΔＴ−ブリッジＤＴの給電対
角部と接続されている。共通の接続部は、演算増幅器Ｏ
Ｐ３の帰還分路の構成部分であり、この演算増幅器の非
反転入力側には、抵抗Ｒ４を介して、電圧ＵＫが供給さ
れている。電圧ＵＫは、更に演算増幅器ＯＰ２に供給さ
れ、その際、この電圧は、電圧ＵＭ ０として示されて
いる。Both the high temperature balancing stage HTA and the circuit area UFW1 of the voltage-frequency converter are connected to the feed diagonal of the ΔT-bridge DT. The common connection is the operational amplifier O
A voltage UK is supplied to the non-inverting input side of this operational amplifier via a resistor R4, which is a component of the feedback branch of P3. The voltage UK is also supplied to the operational amplifier OP2, this voltage being indicated as voltage UM 0.
【００１８】高温度平衡調整段ＨＴＡは、各抵抗Ｒ１
１，Ｒ１２並びに各温度依存抵抗Ｒ１５，Ｒ１６（過剰
温度にされている）を有している。前述の各抵抗は、ブ
リッジとして接続されており、その際、ブリッジの一方
の側は、ΔＴ−ブリッジＤＴと接続されており、ブリッ
ジの他方の側は、アースに接続されている。高温度平衡
調整段ＨＴＡの測定対角部には、ポテンシオメータＰ２
が設けられており、このポテンシオメータの中間タップ
を介して、平衡調整電圧ＵＡを取り出すことができる。
この電圧ＵＡは、抵抗Ｒ１３を介して、分圧器Ｒ６，Ｒ
７に供給され、その際、測定電圧ＵＭに重畳される。The high temperature equilibrium adjustment stage HTA includes each resistor R1.
1 and R12 and temperature-dependent resistors R15 and R16 (excess temperature). Each of the resistors mentioned above is connected as a bridge, one side of the bridge being connected to the ΔT-bridge DT and the other side of the bridge being connected to ground. The potentiometer P2 is installed on the measurement diagonal of the high temperature equilibrium adjustment stage HTA.
Is provided and the balance adjustment voltage UA can be taken out via the center tap of this potentiometer.
This voltage UA is applied to the voltage divider R6, R via the resistor R13.
7 and is then superimposed on the measuring voltage UM.
【００１９】抵抗Ｒ１３を介して供給される、高温度平
衡調整段ＨＴＡの電圧ＵＡは、演算増幅器ＯＰ４の反転
入力側に供給され、この演算増幅器の出力側は、各抵抗
Ｒ８，Ｒ９を介して全回路の出力側に接続されている。
演算増幅器ＯＰ４の非反転入力側は、加熱調整回路ＨＫ
の演算増幅器ＯＰ１の非反転入力側と接続されており、
更に、比較器ＫＰ１の非反転入力側に接続されている。
比較器ＫＰ１の非反転入力側は、抵抗Ｒ８を介して、演
算増幅器ＯＰ４の出力側と接続されている。演算増幅器
ＯＰ４の出力側と抵抗Ｒ１３との間には、コンデンサＣ
４が接続されている。更に、演算増幅器ＯＰ４の出力側
とアースとの間には、更にもう一つのコンデンサＣ９
と、このコンデンサに並列に、抵抗Ｒ１１を接続するこ
とができる。電圧周波数変換器ＵＦＷ１は、回路の出力
側Ａと比較器ＫＰ１の出力側との間に接続されている両
抵抗Ｒ１７及びＲ１８によって補完される。出力側Ａに
は、電圧ＵＦＡ（その周波数ＦＡが流量に依存する）が
形成される。場合により、更に別のコンデンサＣ３を、
出力側Ａとアースとの間に接続することができる。全回
路のアース端子は、通常のように、ＧＮＤで示されてい
る。ＩＣ１で示されている回路部分は、その全体を、集
積回路として構成することができる。The voltage UA of the high temperature equilibrium adjustment stage HTA, which is supplied via the resistor R13, is supplied to the inverting input side of the operational amplifier OP4, and the output side of this operational amplifier is connected via the resistors R8 and R9. It is connected to the output side of all circuits.
The non-inverting input side of the operational amplifier OP4 has a heating adjustment circuit HK.
Connected to the non-inverting input side of the operational amplifier OP1 of
Further, it is connected to the non-inverting input side of the comparator KP1.
The non-inverting input side of the comparator KP1 is connected to the output side of the operational amplifier OP4 via the resistor R8. A capacitor C is provided between the output side of the operational amplifier OP4 and the resistor R13.
4 are connected. Further, another capacitor C9 is provided between the output side of the operational amplifier OP4 and the ground.
A resistor R11 can be connected in parallel with this capacitor. The voltage-frequency converter UFW1 is complemented by both resistors R17 and R18 connected between the output A of the circuit and the output of the comparator KP1. On the output side A, a voltage UFA (whose frequency FA depends on the flow rate) is formed. In some cases, another capacitor C3
It can be connected between the output A and ground. The ground terminals of all circuits are labeled GND, as usual. The entire circuit portion shown by IC1 can be configured as an integrated circuit.
【００２０】電圧−周波数−変換器の説明 ＵＦＷで示されている回路部分は、本来の電圧−周波数
−変換器を構成する。その際、高温度平衡調整段ＨＴＡ
は、抵抗Ｒ１３と共に、温度特性の補正のためにのみ使
用される。演算増幅器ＯＰ４は、積分器として接続され
ており、比較器ＫＰ１と共に振動系を構成する。直接相
互に接続された演算増幅器ＯＰ４の非反転入力側乃至比
較器ＫＰ１の反転入力側は、加熱調整回路ＨＫによって
設定された固定電位にされている。従って、この電位
は、演算増幅器ＯＰ１の非反転入力側にも各抵抗Ｒ２と
ＲＬＦとの間の接続点（加熱調整回路の測定対角部の点
を形成する）にも印加されている。この電位は、Ｕ＋で
示されている。Description of Voltage-Frequency-Converter The circuit part indicated by UFW constitutes the original voltage-frequency-converter. At that time, high temperature equilibrium adjustment stage HTA
Together with the resistor R13 are used only for the correction of the temperature characteristic. The operational amplifier OP4 is connected as an integrator, and constitutes an oscillating system together with the comparator KP1. The non-inverting input side of the operational amplifier OP4 and the inverting input side of the comparator KP1 which are directly connected to each other are set to a fixed potential set by the heating adjustment circuit HK. Therefore, this potential is also applied to the non-inverting input side of the operational amplifier OP1 and also to the connection point between the resistors R2 and RLF (which forms the measurement diagonal point of the heating adjustment circuit). This potential is indicated by U + .
【００２１】図示の分圧により、積分器の放電電流ＩＥ
が得られる： ＩＥ＝（Ｕ＋ −ＵＭ）／Ｒ６ この電流は、持続的に流れる。充電期間中だけ生じる充
電電流ＩＡは、抵抗Ｒ７を介して給電される。この充電
電流ＩＡは、比較器の出力側が「高い」場合に限って流
れる。この充電電流に対しては、以下の式が成立する： ＩＡ＝ＵＲＥＦ／（Ｒ７＋Ｒ１７／／Ｒ１８） 比較器ＫＰ１の出力信号が「低い」場合には、各抵抗Ｒ
１７及びＲ１８の定数選定によって、各抵抗Ｒ１７，Ｒ
１８とＲ７との接続点の電位がＵ＋に調整される。従っ
て、抵抗Ｒ７には電流が流れない。With the partial pressure shown, the discharge current IE of the integrator
Is obtained: IE = (U + −UM) / R6 This current flows continuously. The charging current IA, which occurs only during the charging period, is fed via the resistor R7. This charging current IA flows only when the output side of the comparator is “high”. For this charging current, the following equation holds: IA = UREF / (R7 + R17 // R18) If the output signal of the comparator KP1 is "low", each resistor R
By selecting the constants of 17 and R18, each resistor R17, R
The potential at the connection point between 18 and R7 is adjusted to U + . Therefore, no current flows through the resistor R7.
【００２２】比較器ＫＰ１の切換限界値は、電圧Ｕ＋並
びに各抵抗Ｒ８及びＲ９によって固定設定される。その
際、第１の限界値に対して、以下の式が成立する： Ｓ１＝（Ｒ８＋Ｒ９）／Ｒ９・Ｕ＋ 乃至、Ｒ８／（Ｒ８＋Ｒ９）・Ｓ２＝Ｕ＋ 従って、第２の限界値に対して、以下の式が成立する： Ｓ２＝Ｕ＋ −Ｒ８／Ｒ９・（ＵＲＥＦ −Ｕ＋） 比較器ＫＰ１には、従って、三角波振動が形成され、そ
の振幅は： ΔＵ＝Ｓ１ −Ｓ２ である。充電の際には、従って、以下の関係式： （ＩＡ−ＩＥ）・ＴＡ／Ｃ４＝ΔＵ が成立する。The switching limit value of the comparator KP1 is fixedly set by the voltage U + and the resistors R8 and R9. Then, for the first limit value, the following equation holds: S1 = (R8 + R9) / R9 · U + to R8 / (R8 + R9) · S2 = U + Therefore for the second limit value Then, the following equation holds: S2 = U + −R8 / R9 · (UREF − U + ) Therefore, a triangular wave vibration is formed in the comparator KP1 and its amplitude is ΔU = S1 − S2. During charging, therefore, the following relational expression: (IA-IE) .TA / C4 = [Delta] U holds.
【００２３】相応して、放電の際には： ＩＥ・ＴＥ／Ｃ４＝ΔＵ が成立し、その際、ＴＡは、充電時間を示し、ＴＥは、
放電時間を示す。最後の両式は等値であるので、出力周
波数ＦＡに対する以下の関係式が得られる： ＩＡ・ＴＡ＝ＩＥ・（ＴＡ＋ＴＥ）＝ＩＥ／ＦＡ 従って、出力周波数ＦＡに対しては、以下の式が成立す
る： ＦＡ＝１／ＴＡ・ＩＥ／ＩＡ 図示の回路の適切な定数選定によって、充電電流ＩＡ
は、放電電流ＩＥよりも著しく大きくすることができ
る。従って、充電電流ＴＡに対しては、以下の式が成立
する： ＴＡ＝ΔＵ・Ｃ４／（ＩＡ−ＩＥ）≒ΔＵ・Ｃ４／ＩＡ 上述の式のＴＡをＦＡにすると、以下の式が得られる： ＦＡ＝ＩＥ／Ｃ４・ΔＵ 上述の式で、電流ＩＥが設定されると、出力周波数に対
して、以下の式が得られる： ＦＡ＝１／Ｒ６Ｃ４・（Ｕ＋ −Ｕ）／ΔＵ 電圧差ΔＵは一定であり、抵抗Ｒ６とキャパシタンスＣ
４との積は、同様に一定であって、時間ＴＭに等しいの
で、出力周波数ＦＡに対して、以下の式が得られる： ＦＡ＝１／ＴＭ・（Ｕ＋ −Ｕｍ）／ΔＵ＝ｆ（ＵＭ） 電圧ＵＭの符号は、負である。空気量の増大に連れて出
力周波数が上昇するために、増幅器ＯＰ２では、演算増
幅器ＯＰ３を用いて反転される。高温度平衡調整部は、
積分器のところで、付加的な電流源として形成される。
室温では、抵抗Ｒ１３は、回路定数選定に基づいて電流
が流れず、他の温度では、ポテンシオメータＰ２のポテ
ンシオメータタップの摺動によって、補償することがで
き、その際、そのような平衡調整は、室温での特性に何
等反作用しない。Correspondingly, during discharge: IE.TE / C4 = ΔU holds, where TA is the charging time and TE is
Indicates the discharge time. Since the last two equations are equivalent, the following relational expression for the output frequency FA is obtained: IA TA = IE * (TA + TE) = IE / FA Therefore, for the output frequency FA, the following equation is obtained. Established: FA = 1 / TA.IE / IA The charging current IA is selected by selecting an appropriate constant in the illustrated circuit.
Can be significantly higher than the discharge current IE. Therefore, for charging current TA, the following equation holds: TA = ΔU · C4 / (IA−IE) ≈ΔU · C4 / IA When TA in the above equation is set to F A , the following equation is obtained. They are: in F a = I E / C4 · ΔU the above equations, the current I E is set, the output frequency, the following equation is obtained: F a = 1 / R6C4 · (U + - U ) / ΔU The voltage difference ΔU is constant, and the resistance R6 and the capacitance C
The product with 4 is likewise constant and equal to the time TM, so for the output frequency FA we have: FA = 1 / TM · (U + − Um) / ΔU = f ( UM) The sign of the voltage UM is negative. Since the output frequency rises as the amount of air increases, the amplifier OP2 is inverted by using the operational amplifier OP3. The high temperature equilibrium adjustment unit
At the integrator, it is formed as an additional current source.
At room temperature, the resistor R13 has no current flow based on the selection of the circuit constants, and at other temperatures it can be compensated by sliding the potentiometer tap of the potentiometer P2, in which case such balancing adjustment , Has no adverse effect on the properties at room temperature.
【００２４】図示の回路装置は、場合によっては、高温
度平衡調整段ＨＴＨなしで構成することもでき、その
際、相応の回路整合部が必要である。The circuit arrangement shown can optionally also be constructed without the high temperature balancing stage HTH, in which case a corresponding circuit matching section is required.
【００２５】[0025]
【発明の効果】本発明の流動媒体の流量測定装置による
と、公知の装置に比べて、出力信号が、流動媒体に依存
する周波数を有しているという効果を有している。The flow medium flow rate measuring device of the present invention has the effect that the output signal has a frequency dependent on the flowing medium, as compared with known devices.
【図１】本発明の流動媒体の流量測定装置の回路装置を
示す図FIG. 1 is a diagram showing a circuit device of a fluidized medium flow rate measuring device of the present invention.
ＯＰ１，ＯＰ２，ＯＰ３，ＯＰ４ 演算増幅器 Ｓ１，Ｓ２ 切換限界値 ＫＰ１ 比較器 ＦＡ 端子 ＨＴＡ 高温度平衡調整段 Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９，Ｒ１０，
Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１５，Ｒ１６，ＲＡＢ１，
ＲＡＢ２，ＲＡＵ１，ＲＡＵ２，ＲＰ 抵抗 １０ 基板 ＲＨＦ 加熱温度検知器 ＲＬＦ 空気乃至媒体温度検知器 ＳＱ 電圧源 ＵＫ 電圧 Ｔ１ トランジスタ Ｃ１，Ｃ２，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７，Ｃ８，Ｃ９ コンデン
サ ＤＴ 温度差ブリッジ ＲＨ 加熱抵抗 ＵＭ 測定電圧 ＵＦＷ 電圧周波数変換器 ＧＮＤ アースOP1, OP2, OP3, OP4 Operational amplifier S1, S2 Switching limit value KP1 Comparator FA terminal HTA High temperature balance adjustment stage R1, R2, R3, R6, R7, R8, R9, R10,
R11, R12, R13, R15, R16, RAB1,
RAB2, RAU1, RAU2, RP Resistance 10 Substrate RHF Heating temperature detector RLF Air or medium temperature detector SQ Voltage source UK Voltage T1 Transistor C1, C2, C5, C6, C7, C8, C9 Capacitor DT Temperature difference bridge RH Heating resistance UM measurement voltage UFW voltage frequency converter GND ground
Claims (9)
流動媒体に曝すことができる基板を有しており、前記基
板上に、加熱調整回路の構成部である第１の抵抗装置が
設けられており、予め設定することができる過剰温度に
加熱することができる少なくとも１つの抵抗と第２の抵
抗装置を有しており、該第２の抵抗装置は、給電電圧と
アースとの間に設けられた、各対角部を有するブリッジ
として接続されていて、少なくとも２つの温度依存抵抗
を有しており、該各温度依存抵抗は、検出すべき前記媒
体の流動方向に関して、前記加熱抵抗の上流及び下流に
設けられており、それにより、前記各温度依存抵抗は、
前記加熱抵抗によって均等に加熱され、他方、前記各温
度依存抵抗は、前記流動媒体によって種々異なる強度に
冷却され、温度差の結果調整される測定電圧は、他方の
ブリッジ対角部で、流量測定のために評価される装置に
おいて、測定電圧は、電圧−周波数−変換回路に供給さ
れ、該電圧−周波数−変換回路は、周波数が、流動媒体
の尺度である出力信号を供給することを特徴とする装
置。1. A flow medium flow rate measuring device comprising a substrate that can be exposed to the flow medium, and a first resistance device that is a component of a heating adjustment circuit is provided on the substrate. And having at least one resistance capable of heating to a preset excess temperature and a second resistance device, the second resistance device being between the supply voltage and ground. Provided as bridges with each diagonal and having at least two temperature-dependent resistances, each temperature-dependent resistance of the heating resistance with respect to the flow direction of the medium to be detected. It is provided upstream and downstream so that each of the temperature dependent resistances is
The temperature-dependent resistance is uniformly heated by the heating resistance, while the temperature-dependent resistances are cooled to different strengths by the flowing medium, and the measurement voltage adjusted as a result of the temperature difference is measured at the other bridge diagonal by the flow rate measurement. In the device evaluated for, the measured voltage is supplied to a voltage-frequency-conversion circuit, which voltage-frequency-conversion circuit supplies an output signal whose frequency is a measure of the flowing medium. Device to do.
該高温度平衡調整手段は、少なくとも１つのポテンシオ
メータを備えた第３の抵抗装置を有しており、前記ポテ
ンシオメータは、ブリッジの分路に設けられていて、可
変調整することができる請求項１記載の装置。2. A high temperature equilibrium adjusting means is provided,
The high temperature equilibrium adjustment means comprises a third resistance device with at least one potentiometer, said potentiometer being provided in the shunt of the bridge and variably adjustable. 1. The device according to 1.
圧は、温度補償された出力信号の発生のために、相互に
重畳される請求項２記載の装置。3. The device according to claim 2, wherein the diagonal voltage and the measured voltage of the third resistance device are superimposed on each other for the generation of a temperature-compensated output signal.
ＯＰ４として接続された少なくとも１つの積分器と、少
なくとも２つの切換限界値Ｓ１，Ｓ２を備えた比較器Ｋ
Ｐ１とを有しており、前記積分器及び比較器は、共に振
動性の系を構成する請求項１〜３までの何れか１記載の
装置。4. The voltage-frequency-conversion circuit comprises at least one integrator connected as an operational amplifier OP4 and a comparator K having at least two switching limits S1, S2.
P1 and the integrator and the comparator together form an oscillating system.
続されており、該端子から、周波数が流量に依存する出
力信号を取り出すことができる請求項４記載の装置。5. The device according to claim 4, wherein the output side of the comparator KP1 is connected to a terminal FA, from which an output signal whose frequency depends on the flow rate can be taken out.
反転入力側は、加熱回路によって予め設定された固定電
位にされる請求項１〜５までの何れか１記載の装置。6. The device according to claim 1, wherein the non-inverting input sides of the operational amplifier OP4 and the comparator KP1 are set to a fixed potential preset by a heating circuit.
て構成されており、該電流源は、積分器に付加的な電流
を給電する請求項１〜６までの何れか１記載の装置。7. The device according to claim 1, wherein the high temperature balancing stage HTA is configured as a current source, which current source supplies an additional current to the integrator.
放電電流よりも著しく大きいように行われる請求項１〜
７までの何れか１記載の装置。8. The constant selection of the circuit is performed such that the charging current of the integrator is significantly larger than the discharging current.
The device according to any one of 7 to 7.
１３を介して電流が積分器に給電される前記抵抗Ｒ１３
に、室温では電流が流れないようにして行われる請求項
１〜８までの何れか１記載の装置。9. The constant of the high temperature equilibrium adjustment stage is selected by selecting the resistance R
Said resistor R13 whose current is fed to the integrator via 13
The apparatus according to any one of claims 1 to 8, which is performed so that no current flows at room temperature.
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