JPH1019622A - 感熱式流量センサ及びその駆動回路 - Google Patents
感熱式流量センサ及びその駆動回路Info
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- JPH1019622A JPH1019622A JP8171538A JP17153896A JPH1019622A JP H1019622 A JPH1019622 A JP H1019622A JP 8171538 A JP8171538 A JP 8171538A JP 17153896 A JP17153896 A JP 17153896A JP H1019622 A JPH1019622 A JP H1019622A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 流速検出に貢献せず電圧降下のみを生ずる抵
抗成分の影響を受けることなく、流速検出に貢献する橋
上の発熱体部分の両端電圧を正確に検出できるようにす
る。 【解決手段】 ４端子測定法を利用し、発熱体Ｒh の橋
４上での両端部分より、各々引出パターン５，２２を介
して、発熱体Ｒh 加熱のための一対の電流端子７ａ，７
ｂと、発熱体Ｒh 間の電圧を検出するための一対の電圧
端子２３ａ，２３ｂとを形成して両端子を区別すること
で、基板２上で橋４上に存在する発熱体Ｒh 本体部分以
外の流量の変化に伴う電流の変化による電圧降下の影響
をなくし、橋上の発熱体のみの電圧降下のみを取り出す
ことができるようにした。
抗成分の影響を受けることなく、流速検出に貢献する橋
上の発熱体部分の両端電圧を正確に検出できるようにす
る。 【解決手段】 ４端子測定法を利用し、発熱体Ｒh の橋
４上での両端部分より、各々引出パターン５，２２を介
して、発熱体Ｒh 加熱のための一対の電流端子７ａ，７
ｂと、発熱体Ｒh 間の電圧を検出するための一対の電圧
端子２３ａ，２３ｂとを形成して両端子を区別すること
で、基板２上で橋４上に存在する発熱体Ｒh 本体部分以
外の流量の変化に伴う電流の変化による電圧降下の影響
をなくし、橋上の発熱体のみの電圧降下のみを取り出す
ことができるようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、都市ガスやＬＰＧ
の流量測定などに用いられる発熱体を利用した感熱式流
量センサ及びその駆動回路に関する。
の流量測定などに用いられる発熱体を利用した感熱式流
量センサ及びその駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、この種の流量センサの一つとし
て、センサの小型化、高速応答化、低消費電力化等を達
成するために、半導体プロセスを利用したマイクロブリ
ッジ型フローセンサが提案されている。同センサは、機
能的には、Ｓｉ基板上に堀状のエッチングを施し、その
堀を跨ぐように形成されて誘電体膜で覆われた抵抗体薄
膜による発熱体を発熱させることにより、流体の流速又
は流量を検出する感熱式流量センサとして構成されてい
る。
て、センサの小型化、高速応答化、低消費電力化等を達
成するために、半導体プロセスを利用したマイクロブリ
ッジ型フローセンサが提案されている。同センサは、機
能的には、Ｓｉ基板上に堀状のエッチングを施し、その
堀を跨ぐように形成されて誘電体膜で覆われた抵抗体薄
膜による発熱体を発熱させることにより、流体の流速又
は流量を検出する感熱式流量センサとして構成されてい
る。
【０００３】より詳細には、発熱体と流体温度測温体と
を実装した感熱式流量センサを流路中に配設し、発熱体
と流体温度測温体とが常に一定の温度差を持つように発
熱体を発熱させながらこの発熱体の電圧を測定すること
により流量を測定するようにしたものがある。このた
め、発熱体と流体温度測温体とを用いてホイートストー
ンブリッジ回路を組み、発熱体の電圧によって流量を測
定する方式がある。この方式は、例えば、特公平５−３
１２６１６号公報中に記載されている。
を実装した感熱式流量センサを流路中に配設し、発熱体
と流体温度測温体とが常に一定の温度差を持つように発
熱体を発熱させながらこの発熱体の電圧を測定すること
により流量を測定するようにしたものがある。このた
め、発熱体と流体温度測温体とを用いてホイートストー
ンブリッジ回路を組み、発熱体の電圧によって流量を測
定する方式がある。この方式は、例えば、特公平５−３
１２６１６号公報中に記載されている。
【０００４】まず、感熱式流量センサ１の一例を図７を
参照して説明する。Ｓｉ等の基板２上には流体の流れ方
向となる対角線方向に沿って堀３が形成され、中央部に
はこの堀３を跨ぐように（流れ方向に直交するように）
橋４が熱的に絶縁されて形成され、この橋４上には発熱
体Ｒh がパターン形成されている。さらに、発熱体Ｒh
よりも上流側であって発熱体Ｒh の温度に影響されない
部位にて基板２上には流体温度測温体Ｒf がパターン形
成されている。これらの発熱体Ｒh や流体温度測温体Ｒ
f は何れも抵抗温係数の高い材料、例えば、白金（Ｐ
ｔ）等の導電膜によりパターン形成され、流体の流れ中
に十分に晒されるように形成されている。基板２の表面
は誘電体膜で覆われている。図中、５，６は引出パター
ン、７，８は外部回路と接続のための一対の電極（ボン
ディングパッド＝端子）である。
参照して説明する。Ｓｉ等の基板２上には流体の流れ方
向となる対角線方向に沿って堀３が形成され、中央部に
はこの堀３を跨ぐように（流れ方向に直交するように）
橋４が熱的に絶縁されて形成され、この橋４上には発熱
体Ｒh がパターン形成されている。さらに、発熱体Ｒh
よりも上流側であって発熱体Ｒh の温度に影響されない
部位にて基板２上には流体温度測温体Ｒf がパターン形
成されている。これらの発熱体Ｒh や流体温度測温体Ｒ
f は何れも抵抗温係数の高い材料、例えば、白金（Ｐ
ｔ）等の導電膜によりパターン形成され、流体の流れ中
に十分に晒されるように形成されている。基板２の表面
は誘電体膜で覆われている。図中、５，６は引出パター
ン、７，８は外部回路と接続のための一対の電極（ボン
ディングパッド＝端子）である。
【０００５】このような感熱式流量センサ用の駆動回路
の典型例を図８を参照して説明する。この図８に示す回
路は、特公平５−３１２６１６号公報中に示される回路
とは異なるが、基本原理は同様である。まず、発熱体Ｒ
h と流体温度測温体Ｒf とは、抵抗値が固定的な第１，
２の基準抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 とともにホイートストーンブリ
ッジ型のブリッジ回路１１を形成している。ここでは、
流体温度測温体Ｒf と第１の基準抵抗Ｒ1 とが直列とさ
れ、発熱体Ｒh と第２の基準抵抗Ｒ2 とが直列とされて
いる。また、第１の基準抵抗Ｒ1 と流体温度測温体Ｒf
との間には、発熱体Ｒh の加熱温度を決定するための定
温度加熱抵抗Ｒt が接続されている。この定温度加熱抵
抗Ｒt には短絡・開放制御されるスイッチ１２が並列に
接続されている。また、第１の基準抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 間に
はこれらの第１の基準抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 とともに抵抗体Ｒ
h ，Ｒf に流す電流のバランス微調整用の可変抵抗器Ｖ
Ｒが接続されている。
の典型例を図８を参照して説明する。この図８に示す回
路は、特公平５−３１２６１６号公報中に示される回路
とは異なるが、基本原理は同様である。まず、発熱体Ｒ
h と流体温度測温体Ｒf とは、抵抗値が固定的な第１，
２の基準抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 とともにホイートストーンブリ
ッジ型のブリッジ回路１１を形成している。ここでは、
流体温度測温体Ｒf と第１の基準抵抗Ｒ1 とが直列とさ
れ、発熱体Ｒh と第２の基準抵抗Ｒ2 とが直列とされて
いる。また、第１の基準抵抗Ｒ1 と流体温度測温体Ｒf
との間には、発熱体Ｒh の加熱温度を決定するための定
温度加熱抵抗Ｒt が接続されている。この定温度加熱抵
抗Ｒt には短絡・開放制御されるスイッチ１２が並列に
接続されている。また、第１の基準抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 間に
はこれらの第１の基準抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 とともに抵抗体Ｒ
h ，Ｒf に流す電流のバランス微調整用の可変抵抗器Ｖ
Ｒが接続されている。
【０００６】さらに、第１の基準抵抗Ｒ1 と定温度加熱
抵抗Ｒt との接続点ａの電圧と、第２の基準抵抗Ｒ2 と
発熱体Ｒh との接続点ｂの電圧とを比較する差動増幅器
１３が設けられている。この差動増幅器１３は出力端子
１４からゼロバランス出力を出すもので、この差動増幅
器１３の出力は電力制御素子、例えば、電力制御トラン
ジスタ１５のベース側に接続されている。Ｒ4 ，Ｒ5 は
バイアス抵抗である。ここに、前記電力制御トランジス
タ１５のコレクタ・エミッタ間は、電圧Ｖccなる直流電
源１６と前記可変抵抗器ＶＲの可変摺動子との間に接続
されている。前記電力制御トランジスタ１５のエミッタ
と前記可変抵抗器ＶＲの可変摺動子との間にはスイッチ
１７が介在されている。このスイッチ１７の他端側と直
流電源１６との間（即ち、前記電力制御トランジスタ１
５のコレクタ・エミッタ間に並列に）には高抵抗の抵抗
Ｒ6 が接続されている。
抵抗Ｒt との接続点ａの電圧と、第２の基準抵抗Ｒ2 と
発熱体Ｒh との接続点ｂの電圧とを比較する差動増幅器
１３が設けられている。この差動増幅器１３は出力端子
１４からゼロバランス出力を出すもので、この差動増幅
器１３の出力は電力制御素子、例えば、電力制御トラン
ジスタ１５のベース側に接続されている。Ｒ4 ，Ｒ5 は
バイアス抵抗である。ここに、前記電力制御トランジス
タ１５のコレクタ・エミッタ間は、電圧Ｖccなる直流電
源１６と前記可変抵抗器ＶＲの可変摺動子との間に接続
されている。前記電力制御トランジスタ１５のエミッタ
と前記可変抵抗器ＶＲの可変摺動子との間にはスイッチ
１７が介在されている。このスイッチ１７の他端側と直
流電源１６との間（即ち、前記電力制御トランジスタ１
５のコレクタ・エミッタ間に並列に）には高抵抗の抵抗
Ｒ6 が接続されている。
【０００７】このような構成において、回路調整モード
時にはスイッチ１７を図中左側に切り換えて抵抗Ｒ6 を
選択する状態とし、かつ、スイッチ１２を閉じて定温度
加熱抵抗Ｒt の両端間を短絡した状態とする。これによ
り、直流電源１６から抵抗値の高い抵抗Ｒ6 を介して発
熱体Ｒh 及び流体温度測温体Ｒf に微小電流を流し、差
動増幅器１３の出力端子１４に得られる出力がゼロバラ
ンスするように可変抵抗器ＶＲ等を調整する。
時にはスイッチ１７を図中左側に切り換えて抵抗Ｒ6 を
選択する状態とし、かつ、スイッチ１２を閉じて定温度
加熱抵抗Ｒt の両端間を短絡した状態とする。これによ
り、直流電源１６から抵抗値の高い抵抗Ｒ6 を介して発
熱体Ｒh 及び流体温度測温体Ｒf に微小電流を流し、差
動増幅器１３の出力端子１４に得られる出力がゼロバラ
ンスするように可変抵抗器ＶＲ等を調整する。
【０００８】ついで、実際の流量測定モード時には、ス
イッチ１２，１７を図示の状態に切り換える。即ち、定
温度加熱抵抗Ｒt の短絡を解除し、かつ、電力制御トラ
ンジスタ１５が機能するように切り換える。このとき、
接続点ａの電圧は流体温度測温体Ｒf に定温度加熱抵抗
Ｒt による電圧分が加算されて高くなり、ブリッジ回路
１１のゼロバランスが崩れるため、発熱体Ｒh への通電
量が増してその発熱により抵抗値が増加することで再び
接続点ａ，ｂの電圧がゼロバランスするように差動増幅
器１３を介して電力制御トランジスタ１５が制御され
る。即ち、定温度加熱抵抗Ｒt が接続されている分、発
熱体Ｒh の温度が流体温度測温体Ｒf の温度よりも一定
温度高くなるように負帰還制御される（定温度加熱駆
動）。
イッチ１２，１７を図示の状態に切り換える。即ち、定
温度加熱抵抗Ｒt の短絡を解除し、かつ、電力制御トラ
ンジスタ１５が機能するように切り換える。このとき、
接続点ａの電圧は流体温度測温体Ｒf に定温度加熱抵抗
Ｒt による電圧分が加算されて高くなり、ブリッジ回路
１１のゼロバランスが崩れるため、発熱体Ｒh への通電
量が増してその発熱により抵抗値が増加することで再び
接続点ａ，ｂの電圧がゼロバランスするように差動増幅
器１３を介して電力制御トランジスタ１５が制御され
る。即ち、定温度加熱抵抗Ｒt が接続されている分、発
熱体Ｒh の温度が流体温度測温体Ｒf の温度よりも一定
温度高くなるように負帰還制御される（定温度加熱駆
動）。
【０００９】流量の測定は、このような流量測定モード
における発熱体Ｒh の電圧降下を差動増幅器１３を通じ
て検出することにより行われる。即ち、流量が多いとき
（従って、流速が速いとき）ほど、発熱体Ｒh は流体に
よって冷されるため、定温度加熱抵抗Ｒt によって規定
される一定の加熱温度を維持するためには、発熱体Ｒh
による消費電力を増加させることで発熱体Ｒh による電
圧降下が比例するように負帰還制御するので、差動増幅
器１３の出力端子１４に得られる出力電圧も増加するこ
とになる。従って、この出力電圧の傾きを予め知得して
おけば、流量（流速）の測定が可能となる。
における発熱体Ｒh の電圧降下を差動増幅器１３を通じ
て検出することにより行われる。即ち、流量が多いとき
（従って、流速が速いとき）ほど、発熱体Ｒh は流体に
よって冷されるため、定温度加熱抵抗Ｒt によって規定
される一定の加熱温度を維持するためには、発熱体Ｒh
による消費電力を増加させることで発熱体Ｒh による電
圧降下が比例するように負帰還制御するので、差動増幅
器１３の出力端子１４に得られる出力電圧も増加するこ
とになる。従って、この出力電圧の傾きを予め知得して
おけば、流量（流速）の測定が可能となる。
【００１０】このような感熱式流量センサ１によれば、
Ｓｉ上に発熱体Ｒh を作製することにより消費電力を低
減させることができ、かつ、発熱体Ｒh が誘電体膜で覆
われていることによりガスなどの流体に対する熱伝導を
減らすことができる等の特徴を持つ。
Ｓｉ上に発熱体Ｒh を作製することにより消費電力を低
減させることができ、かつ、発熱体Ｒh が誘電体膜で覆
われていることによりガスなどの流体に対する熱伝導を
減らすことができる等の特徴を持つ。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところが、現実に図７
に示したような感熱式流量センサ１ないしはその駆動回
路を作製してみると、発熱体Ｒh と外部回路への接続の
ための電極（ボンディングパッド）７との配線（引出パ
ターン５）や、接地側との配線を施す必要があり、低電
流を流す流体温度測温体Ｒf 側と、流体温度測温体Ｒf
側に比べて加熱電流を多量に流す必要のある発熱体Ｒh
用の接地側とを感熱式流量センサ１の外部で接続してい
るため、流体温度測温体Ｒf 、発熱体Ｒh 間の基準電位
が変化してしまいやすい（たとえ、ブリッジバランスが
とれていても）。また、発熱体Ｒhのうち、流速を検出
する橋４上の部分（発熱体本体）とそれ以外の部分（発
熱体Ｒh の構造上の不完全さからその配線部や橋４の袂
部分に起因する微小な抵抗であり、図８中に示すδ
Ｒh1，δＲh2；つまり、発熱体を等価回路で表した場
合、δＲh1とＲh とδＲh2との直列回路で示され、δＲ
h1，δＲh2は発熱体本体以外の流速検出に貢献せずに電
圧降下のみを起こす抵抗成分を意味する）が存在するた
め、純粋に流速を検知した橋４上の発熱体Ｒh にかかる
電圧のみを検出することが不可能であり、測定精度が劣
化する一因となっている。
に示したような感熱式流量センサ１ないしはその駆動回
路を作製してみると、発熱体Ｒh と外部回路への接続の
ための電極（ボンディングパッド）７との配線（引出パ
ターン５）や、接地側との配線を施す必要があり、低電
流を流す流体温度測温体Ｒf 側と、流体温度測温体Ｒf
側に比べて加熱電流を多量に流す必要のある発熱体Ｒh
用の接地側とを感熱式流量センサ１の外部で接続してい
るため、流体温度測温体Ｒf 、発熱体Ｒh 間の基準電位
が変化してしまいやすい（たとえ、ブリッジバランスが
とれていても）。また、発熱体Ｒhのうち、流速を検出
する橋４上の部分（発熱体本体）とそれ以外の部分（発
熱体Ｒh の構造上の不完全さからその配線部や橋４の袂
部分に起因する微小な抵抗であり、図８中に示すδ
Ｒh1，δＲh2；つまり、発熱体を等価回路で表した場
合、δＲh1とＲh とδＲh2との直列回路で示され、δＲ
h1，δＲh2は発熱体本体以外の流速検出に貢献せずに電
圧降下のみを起こす抵抗成分を意味する）が存在するた
め、純粋に流速を検知した橋４上の発熱体Ｒh にかかる
電圧のみを検出することが不可能であり、測定精度が劣
化する一因となっている。
【００１２】即ち、接地を流体温度測温体Ｒf 側と発熱
体Ｒh とで別々にとると、発熱体Ｒh に流れる電流が変
化する時に、ブリッジ回路１１の左右の電圧降下に関し
て配線による誤差が大きく出てしまう。また、定温度加
熱駆動方式において、流体の流速の変化により電流量が
減ると、流速に感度を有する橋４上の発熱体Ｒh の部分
以外の部分（δＲh1，δＲh2）も変化し、このことが、
センサ検出信号のオフセット電圧に変化を与え、非線形
な影響をもたらし、流速検出の精度を劣化させてしま
う。
体Ｒh とで別々にとると、発熱体Ｒh に流れる電流が変
化する時に、ブリッジ回路１１の左右の電圧降下に関し
て配線による誤差が大きく出てしまう。また、定温度加
熱駆動方式において、流体の流速の変化により電流量が
減ると、流速に感度を有する橋４上の発熱体Ｒh の部分
以外の部分（δＲh1，δＲh2）も変化し、このことが、
センサ検出信号のオフセット電圧に変化を与え、非線形
な影響をもたらし、流速検出の精度を劣化させてしま
う。
【００１３】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
流路中に配設される基板と、この基板の一部に形成され
た堀と、この堀を跨いで形成された橋と、この橋上にパ
ターン形成された発熱体と、前記基板上で前記発熱体の
温度に影響されない部位にパターン形成された流体温度
測温体とを備えた感熱式流量センサにおいて、前記発熱
体の前記橋上での両端部分より、各々引出パターンを介
して、発熱体加熱のための一対の電流端子と、発熱体間
の電圧を検出するための一対の電圧端子とを形成した。
流路中に配設される基板と、この基板の一部に形成され
た堀と、この堀を跨いで形成された橋と、この橋上にパ
ターン形成された発熱体と、前記基板上で前記発熱体の
温度に影響されない部位にパターン形成された流体温度
測温体とを備えた感熱式流量センサにおいて、前記発熱
体の前記橋上での両端部分より、各々引出パターンを介
して、発熱体加熱のための一対の電流端子と、発熱体間
の電圧を検出するための一対の電圧端子とを形成した。
【００１４】従って、４端子測定法を利用することで、
発熱体を加熱駆動するための電流端子と発熱体間の電圧
を検出する電圧端子とが区別されて基板上に形成されて
いるので、基板上で橋上に存在する発熱体本体部分以外
の流量の変化に伴う電流の変化による電圧降下の影響を
なくし、橋上の発熱体のみの電圧降下のみを取り出すこ
とができる。よって、橋の温度分布の変化や橋方向の熱
の損失に伴う出力電圧の流量に対する精度の劣化を防止
することができる。
発熱体を加熱駆動するための電流端子と発熱体間の電圧
を検出する電圧端子とが区別されて基板上に形成されて
いるので、基板上で橋上に存在する発熱体本体部分以外
の流量の変化に伴う電流の変化による電圧降下の影響を
なくし、橋上の発熱体のみの電圧降下のみを取り出すこ
とができる。よって、橋の温度分布の変化や橋方向の熱
の損失に伴う出力電圧の流量に対する精度の劣化を防止
することができる。
【００１５】ちなみに、特開昭６０−１４２２５８号公
報によれば、全抵抗値を有する薄膜の抵抗素子と、半導
体基板からなる流速センサであって、抵抗素子は２つの
電圧取出口を有し、各電圧取出口は全抵抗値の各終端と
の間で区切られるセンサ抵抗区間の電圧の測定を可能に
することが開示されている。しかし、同公報に開示され
た内容は、いうなれば、橋上で発熱体と上下流の測温体
とを一体でパターン形成し、端部側に位置する各々の測
温体間の電圧を測定するために見掛け上は発熱体部分の
両端から電圧取出口を引出しているだけのものであり、
発熱体部分の電圧測定に用いられるものではなく、本発
明とは明らかに異なる。
報によれば、全抵抗値を有する薄膜の抵抗素子と、半導
体基板からなる流速センサであって、抵抗素子は２つの
電圧取出口を有し、各電圧取出口は全抵抗値の各終端と
の間で区切られるセンサ抵抗区間の電圧の測定を可能に
することが開示されている。しかし、同公報に開示され
た内容は、いうなれば、橋上で発熱体と上下流の測温体
とを一体でパターン形成し、端部側に位置する各々の測
温体間の電圧を測定するために見掛け上は発熱体部分の
両端から電圧取出口を引出しているだけのものであり、
発熱体部分の電圧測定に用いられるものではなく、本発
明とは明らかに異なる。
【００１６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、流体温度測温体の一方の端子を基板上で引
出パターンを介して一方の電圧端子にパターン接続して
共通端子とした。従って、駆動回路上でいずれ共通に接
続される端子同士を基板上で接続しておくことにより最
短化しているので、発熱体と流体温度測温体との基準電
位が流体の流速の変化によって異なった変化をしてしま
うのを防止でき、測定精度を向上させることができる。
明において、流体温度測温体の一方の端子を基板上で引
出パターンを介して一方の電圧端子にパターン接続して
共通端子とした。従って、駆動回路上でいずれ共通に接
続される端子同士を基板上で接続しておくことにより最
短化しているので、発熱体と流体温度測温体との基準電
位が流体の流速の変化によって異なった変化をしてしま
うのを防止でき、測定精度を向上させることができる。
【００１７】請求項３記載の発明は、請求項１記載の感
熱式流量センサと、この感熱式流量センサ中の発熱体及
び流体温度測温体とともに流路外に位置する第１，２の
基準抵抗を含んで形成され、一対の電流端子間を通して
前記発熱体に加熱電流を流すブリッジ回路と、前記感熱
式流量センサ中の一対の電圧端子間に接続されて前記発
熱体間の電圧を検出する差動増幅器と、を備えている。
従って、請求項１記載の発明の感熱式流量センサを用い
て駆動回路を構成し、電流端子とは区別された電圧端子
の電圧のみを差動増幅器によって検出することで、橋上
の発熱体のみの電圧降下によって動作するブリッジ回路
を提供できる。
熱式流量センサと、この感熱式流量センサ中の発熱体及
び流体温度測温体とともに流路外に位置する第１，２の
基準抵抗を含んで形成され、一対の電流端子間を通して
前記発熱体に加熱電流を流すブリッジ回路と、前記感熱
式流量センサ中の一対の電圧端子間に接続されて前記発
熱体間の電圧を検出する差動増幅器と、を備えている。
従って、請求項１記載の発明の感熱式流量センサを用い
て駆動回路を構成し、電流端子とは区別された電圧端子
の電圧のみを差動増幅器によって検出することで、橋上
の発熱体のみの電圧降下によって動作するブリッジ回路
を提供できる。
【００１８】特に、請求項４記載の発明は、請求項２記
載の感熱式流量センサと、この感熱式流量センサ中の発
熱体及び流体温度測温体とともに流路外に位置する第
１，２の基準抵抗を含んで形成され、一対の電流端子間
を通して前記発熱体に加熱電流を流すブリッジ回路と、
前記感熱式流量センサ中の一対の電圧端子間に接続され
て前記発熱体間の電圧を検出する差動増幅器と、を備え
ている。従って、発熱体の基準点と流体温度測温体の基
準点とを１つにしながら請求項３記載の発明の場合と同
じく、橋上の発熱体のみの電圧降下によって動作するブ
リッジ回路を提供できる。
載の感熱式流量センサと、この感熱式流量センサ中の発
熱体及び流体温度測温体とともに流路外に位置する第
１，２の基準抵抗を含んで形成され、一対の電流端子間
を通して前記発熱体に加熱電流を流すブリッジ回路と、
前記感熱式流量センサ中の一対の電圧端子間に接続され
て前記発熱体間の電圧を検出する差動増幅器と、を備え
ている。従って、発熱体の基準点と流体温度測温体の基
準点とを１つにしながら請求項３記載の発明の場合と同
じく、橋上の発熱体のみの電圧降下によって動作するブ
リッジ回路を提供できる。
【００１９】請求項５記載の発明は、各々電流端子と電
圧端子とが一対ずつ形成された２つの発熱体と１つの流
体温度測温体とを有する請求項１又は２記載の感熱式流
量センサと、一方の前記発熱体及び前記流体温度測温体
とともに流路外に位置する第１，２の基準抵抗を含んで
形成され、その発熱体用の一対の電流端子間を通してそ
の発熱体に加熱電流を流すブリッジ回路と、一方の前記
発熱体用の一対の電圧端子間に接続されてその発熱体間
の電圧を検出する第１の差動増幅器と、他方の発熱体用
の一対の電流端子間を通してその発熱体に加熱電流を流
す通電回路と、他方の前記発熱体用の一対の電圧端子間
に接続されてその発熱体間の電圧を検出する第２の差動
増幅器と、前記第１の差動増幅器の出力を基準に前記第
２の差動増幅器の出力を比較して前記通電回路による通
電量を制御する制御回路と、を備えている。
圧端子とが一対ずつ形成された２つの発熱体と１つの流
体温度測温体とを有する請求項１又は２記載の感熱式流
量センサと、一方の前記発熱体及び前記流体温度測温体
とともに流路外に位置する第１，２の基準抵抗を含んで
形成され、その発熱体用の一対の電流端子間を通してそ
の発熱体に加熱電流を流すブリッジ回路と、一方の前記
発熱体用の一対の電圧端子間に接続されてその発熱体間
の電圧を検出する第１の差動増幅器と、他方の発熱体用
の一対の電流端子間を通してその発熱体に加熱電流を流
す通電回路と、他方の前記発熱体用の一対の電圧端子間
に接続されてその発熱体間の電圧を検出する第２の差動
増幅器と、前記第１の差動増幅器の出力を基準に前記第
２の差動増幅器の出力を比較して前記通電回路による通
電量を制御する制御回路と、を備えている。
【００２０】従って、感度ないしは検出精度を向上させ
るために２つの発熱体を備えた感熱式流量センサを用い
た方式に関して、１つの流体温度測温体で２つの発熱体
を駆動させることができ、特に、一方の発熱体の電圧を
基準にして他方の発熱体の動作を制御するため、２つの
発熱体の動作が一体化し、安定した検出動作を行わせる
ことができる。
るために２つの発熱体を備えた感熱式流量センサを用い
た方式に関して、１つの流体温度測温体で２つの発熱体
を駆動させることができ、特に、一方の発熱体の電圧を
基準にして他方の発熱体の動作を制御するため、２つの
発熱体の動作が一体化し、安定した検出動作を行わせる
ことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の第一の形態を図１
及び図２に基づいて説明する。図７及び図８で示した部
分と同一部分は同一符号を用いて示し、その説明も省略
する（以下の実施の形態でも同様とする）。本実施の形
態では、まず、感熱式流量センサ２１は図７に示した構
造の感熱式流量センサ１をベースとして構成されている
が、一対の電極７ａ，７ｂを電流端子としたとき、この
電流端子７ａ，７ｂの他に、発熱体Ｒh の橋４上での両
端部から引出パターン２２を介して一対の電圧端子２３
ａ，２３ｂが基板２上にて引出形成されている。従っ
て、橋４上の発熱体Ｒh を見た場合、その両端部から４
端子測定法をなす４つの端子７ａ，７ｂ，２３ａ，２３
ｂが基板２上に引出形成されている。
及び図２に基づいて説明する。図７及び図８で示した部
分と同一部分は同一符号を用いて示し、その説明も省略
する（以下の実施の形態でも同様とする）。本実施の形
態では、まず、感熱式流量センサ２１は図７に示した構
造の感熱式流量センサ１をベースとして構成されている
が、一対の電極７ａ，７ｂを電流端子としたとき、この
電流端子７ａ，７ｂの他に、発熱体Ｒh の橋４上での両
端部から引出パターン２２を介して一対の電圧端子２３
ａ，２３ｂが基板２上にて引出形成されている。従っ
て、橋４上の発熱体Ｒh を見た場合、その両端部から４
端子測定法をなす４つの端子７ａ，７ｂ，２３ａ，２３
ｂが基板２上に引出形成されている。
【００２２】次に、その駆動回路構成について説明す
る。まず、電流端子７ａ，７ｂはブリッジ回路１１中に
接続されている。また、電圧端子２３ａ，２３ｂ間には
差動増幅器２４の＋，−入力端子が接続されている。こ
の差動増幅器２４のゲインは１又は１付近の値に設定さ
れている。この差動増幅器２４の出力は、差動増幅器１
３の−入力端子に入力されている。
る。まず、電流端子７ａ，７ｂはブリッジ回路１１中に
接続されている。また、電圧端子２３ａ，２３ｂ間には
差動増幅器２４の＋，−入力端子が接続されている。こ
の差動増幅器２４のゲインは１又は１付近の値に設定さ
れている。この差動増幅器２４の出力は、差動増幅器１
３の−入力端子に入力されている。
【００２３】このような構成において、流量の測定は、
流量測定モードにおける発熱体Ｒhの電圧降下を差動増
幅器２４を通じて検出することにより行われる。即ち、
流量が多いとき（従って、流速が速いとき）ほど、発熱
体Ｒh は流体によって冷されるため、定温度加熱抵抗Ｒ
t によって規定される一定の加熱温度を維持するために
は、発熱体Ｒh による消費電力を増加させることで発熱
体Ｒh による電圧降下が比例するように負帰還制御する
ので、差動増幅器２４の出力に得られる出力電圧も増加
することになる。従って、この出力電圧の傾きを予め知
得しておけば、流量（流速）の測定が可能となる。この
時、発熱体Ｒh 付近に関しては、ブリッジ回路１１を形
成する部分中に流量検出に関係ない抵抗部分δＲh1，δ
Ｒh2による電圧降下もあり、流速に応じて発熱体Ｒh 側
に対す供給電力が変化するのに伴って電流端子７ａ，７
ｂ間の供給電流が変化し、電圧降下量も変化してしまう
が、本実施の形態では、橋４上で発熱体Ｒh の両端部に
直接接続されている電圧端子２３ａ，２３ｂ間で発熱体
Ｒh の電圧降下を検出するので、本来の発熱体Ｒh部分
のみの電圧降下を検出できる。よって、発熱体Ｒh の配
線部などの流量検出に関係ない部分δＲh1，δＲh2での
電圧降下による影響をなくすことができる。また、Ｓｉ
による基板２の放熱効率は橋４上の発熱体Ｒh の材料や
ガスなどの流体への放熱効率よりはるかに高いため、発
熱体Ｒh だけでなく発熱体Ｒh の配線部を含めた電流を
流す電流端子７ａ，７ｂ間全体の電圧降下が安定するに
は時間がかかるが（Ｓｉも含めて加熱しなければならな
い）、本実施の形態のように、純粋に橋４の上のみで起
こる電圧降下（つまり、電圧を検出する電圧端子２３
ａ，２３ｂ間の電圧降下）の測定であれば、電流端子７
ａ，７ｂ間に電流を流してから安定するまでの応答性が
向上する。
流量測定モードにおける発熱体Ｒhの電圧降下を差動増
幅器２４を通じて検出することにより行われる。即ち、
流量が多いとき（従って、流速が速いとき）ほど、発熱
体Ｒh は流体によって冷されるため、定温度加熱抵抗Ｒ
t によって規定される一定の加熱温度を維持するために
は、発熱体Ｒh による消費電力を増加させることで発熱
体Ｒh による電圧降下が比例するように負帰還制御する
ので、差動増幅器２４の出力に得られる出力電圧も増加
することになる。従って、この出力電圧の傾きを予め知
得しておけば、流量（流速）の測定が可能となる。この
時、発熱体Ｒh 付近に関しては、ブリッジ回路１１を形
成する部分中に流量検出に関係ない抵抗部分δＲh1，δ
Ｒh2による電圧降下もあり、流速に応じて発熱体Ｒh 側
に対す供給電力が変化するのに伴って電流端子７ａ，７
ｂ間の供給電流が変化し、電圧降下量も変化してしまう
が、本実施の形態では、橋４上で発熱体Ｒh の両端部に
直接接続されている電圧端子２３ａ，２３ｂ間で発熱体
Ｒh の電圧降下を検出するので、本来の発熱体Ｒh部分
のみの電圧降下を検出できる。よって、発熱体Ｒh の配
線部などの流量検出に関係ない部分δＲh1，δＲh2での
電圧降下による影響をなくすことができる。また、Ｓｉ
による基板２の放熱効率は橋４上の発熱体Ｒh の材料や
ガスなどの流体への放熱効率よりはるかに高いため、発
熱体Ｒh だけでなく発熱体Ｒh の配線部を含めた電流を
流す電流端子７ａ，７ｂ間全体の電圧降下が安定するに
は時間がかかるが（Ｓｉも含めて加熱しなければならな
い）、本実施の形態のように、純粋に橋４の上のみで起
こる電圧降下（つまり、電圧を検出する電圧端子２３
ａ，２３ｂ間の電圧降下）の測定であれば、電流端子７
ａ，７ｂ間に電流を流してから安定するまでの応答性が
向上する。
【００２４】従って、本実施の形態によれば、電流端子
７ａ，７ｂとは区別して電圧端子２３ａ，２３ｂを発熱
体Ｒh の橋４上での両端部分から直接引き出して形成し
ているので、発熱体Ｒh 本体以外で流速検出には貢献せ
ず電圧降下のみを起こす部分δＲh1，δＲh2の影響をな
くし、橋４上に存在する発熱体Ｒh 部分の電圧降下のみ
を正確に取り出すことができる。よって、橋４の温度分
布の変化や橋４方向の熱の損失に伴う出力電圧の流量に
対する精度の劣化を防止し、かつ、回路の応答性を向上
させることができる。
７ａ，７ｂとは区別して電圧端子２３ａ，２３ｂを発熱
体Ｒh の橋４上での両端部分から直接引き出して形成し
ているので、発熱体Ｒh 本体以外で流速検出には貢献せ
ず電圧降下のみを起こす部分δＲh1，δＲh2の影響をな
くし、橋４上に存在する発熱体Ｒh 部分の電圧降下のみ
を正確に取り出すことができる。よって、橋４の温度分
布の変化や橋４方向の熱の損失に伴う出力電圧の流量に
対する精度の劣化を防止し、かつ、回路の応答性を向上
させることができる。
【００２５】つづいて、本発明の実施の第二の形態を図
３及び図４に基づいて説明する。本実施の形態では、流
体温度測温体Ｒf の一方の端子８ａが基板２上で一方の
電圧端子２３ａに対して引出パターン２５によって接続
されることにより、電圧端子２３ａが共通端子とされて
いる。
３及び図４に基づいて説明する。本実施の形態では、流
体温度測温体Ｒf の一方の端子８ａが基板２上で一方の
電圧端子２３ａに対して引出パターン２５によって接続
されることにより、電圧端子２３ａが共通端子とされて
いる。
【００２６】図４はその駆動回路の構成例を示す。図２
に示した実施の第一の形態との違いは、端子８ａが電圧
端子２３ａにて共通端子とされているので、流体温度測
温体Ｒf の一端は発熱体Ｒh と抵抗δＲh2との接続点に
接続された形となり、この接続点＝電圧端子２３ｂが差
動増幅器２４の−入力端子に接続されている。ここに、
流体温度測温体Ｒf の一端には引出パターン２５の抵抗
成分に相当する抵抗δＲf が存在するが、熱伝導率の高
いＳｉによる基板２上に極く薄い絶縁膜を介在させてい
るだけであり、共通端子を通して接続しているので問題
ない。つまり、引出パターン２５の抵抗成分に相当する
抵抗δＲf を流体温度測温体Ｒf と区別して図示してい
るが、本来的には、ガスなどの流体の温度を測定するた
めの流体温度測温体Ｒf に含まれ、かつ、動作も同じで
あるため、抵抗δＲf では抵抗δＲh2の場合のような影
響はない。
に示した実施の第一の形態との違いは、端子８ａが電圧
端子２３ａにて共通端子とされているので、流体温度測
温体Ｒf の一端は発熱体Ｒh と抵抗δＲh2との接続点に
接続された形となり、この接続点＝電圧端子２３ｂが差
動増幅器２４の−入力端子に接続されている。ここに、
流体温度測温体Ｒf の一端には引出パターン２５の抵抗
成分に相当する抵抗δＲf が存在するが、熱伝導率の高
いＳｉによる基板２上に極く薄い絶縁膜を介在させてい
るだけであり、共通端子を通して接続しているので問題
ない。つまり、引出パターン２５の抵抗成分に相当する
抵抗δＲf を流体温度測温体Ｒf と区別して図示してい
るが、本来的には、ガスなどの流体の温度を測定するた
めの流体温度測温体Ｒf に含まれ、かつ、動作も同じで
あるため、抵抗δＲf では抵抗δＲh2の場合のような影
響はない。
【００２７】従って、本実施の形態によれば、差動増幅
器２４の入力の一方を基板２上で共通化した電圧端子２
３ａに接続し、発熱体Ｒh の他方の電圧端子２３ｂを差
動増幅器２４の他方の入力に接続することにより、発熱
体Ｒh に付帯して発生する部分δＲh1，δＲh2の影響を
なくし、橋４上に存在する発熱体Ｒh 部分の電圧降下の
みを正確に取り出すことができる。特に、本実施の形態
によれば、流体温度測温体Ｒf の一方の端子８ａが一方
の電圧端子２３ａに接続されて共通端子とされているの
で、ブリッジ回路１１に関して流体温度測温体Ｒf 側と
発熱体Ｒh 側とで基準電位が流体の流速の変化によって
異なった変化を示すのを防止でき、測定精度を向上させ
ることができる。
器２４の入力の一方を基板２上で共通化した電圧端子２
３ａに接続し、発熱体Ｒh の他方の電圧端子２３ｂを差
動増幅器２４の他方の入力に接続することにより、発熱
体Ｒh に付帯して発生する部分δＲh1，δＲh2の影響を
なくし、橋４上に存在する発熱体Ｒh 部分の電圧降下の
みを正確に取り出すことができる。特に、本実施の形態
によれば、流体温度測温体Ｒf の一方の端子８ａが一方
の電圧端子２３ａに接続されて共通端子とされているの
で、ブリッジ回路１１に関して流体温度測温体Ｒf 側と
発熱体Ｒh 側とで基準電位が流体の流速の変化によって
異なった変化を示すのを防止でき、測定精度を向上させ
ることができる。
【００２８】本発明の実施の第三の形態を図５及び図６
に基づいて説明する。本実施の形態の感熱式流量センサ
２６では、基板２上に、発熱体Ｒh の他に発熱体Ｒh2が
形成されている。より詳細には、橋４の下流側であって
橋４に平行な橋２７が堀３を跨いで形成され、前記堀３
上であってこれらの橋，２７間に懸け渡した流れ方向に
平行な橋２８が形成され、この橋２８上に前記発熱体Ｒ
h2が形成されている。この発熱体Ｒh2は前記橋２７側に
その両端がくるように折り返しパターン形状に形成さ
れ、この発熱体Ｒh2の橋２８，２７上での両端部分よ
り、一対の電流端子２９ａ，２９ｂが引出パターン３０
を介して引出形成されているとともに、一対の電圧端子
３１ａ，３１ｂが引出パターン３２を介して引出形成さ
れている。発熱体Ｒh 側に関しては図３に示した構成と
同様とされている。
に基づいて説明する。本実施の形態の感熱式流量センサ
２６では、基板２上に、発熱体Ｒh の他に発熱体Ｒh2が
形成されている。より詳細には、橋４の下流側であって
橋４に平行な橋２７が堀３を跨いで形成され、前記堀３
上であってこれらの橋，２７間に懸け渡した流れ方向に
平行な橋２８が形成され、この橋２８上に前記発熱体Ｒ
h2が形成されている。この発熱体Ｒh2は前記橋２７側に
その両端がくるように折り返しパターン形状に形成さ
れ、この発熱体Ｒh2の橋２８，２７上での両端部分よ
り、一対の電流端子２９ａ，２９ｂが引出パターン３０
を介して引出形成されているとともに、一対の電圧端子
３１ａ，３１ｂが引出パターン３２を介して引出形成さ
れている。発熱体Ｒh 側に関しては図３に示した構成と
同様とされている。
【００２９】このような感熱式流量センサ２６に対する
駆動回路としても、発熱体Ｒh 及び流体温度測温体Ｒf
側に関しては、図６に示すように、図４の場合と同様に
構成されている。他方の発熱体Ｒh2側に関しては、その
電流端子２９ｂを流路外に位置する基準抵抗Ｒ7 を介し
て直流電源１６に接続することにより発熱体Ｒh2に対す
る通電回路３３が形成されている。この通電回路１６の
基準抵抗Ｒ7 にはトランジスタ３４が直列に接続されて
いる。このトランジスタ３４のベース側には抵抗Ｒ4 ，
Ｒ5 と同様なバイアス用の抵抗Ｒ8 ，Ｒ9 が接続され、
さらに、差動増幅器３５の出力側が接続されている。こ
れらのトランジスタ３４、抵抗Ｒ8 ，Ｒ9 及び差動増幅
器３５により制御回路３６が形成されている。一方、前
記発熱体Ｒh2の電圧端子３１ａ，３１ｂ間には第２の差
動増幅器となる差動増幅器３７の入力側が接続されてい
る。差動増幅器（第１の差動増幅器）２４の出力をＶｏ
ｕｔ１、差動増幅器３７の出力をＶｏｕｔ２とした時、
前記差動増幅器３５は出力Ｖout1を基準に出力Ｖout2の
大きさを比較するもので、この差動増幅器３５の出力Ｖ
out3の値に応じてトランジスタ３４による発熱体Ｒh2へ
の通電量が制御されるように構成されている。
駆動回路としても、発熱体Ｒh 及び流体温度測温体Ｒf
側に関しては、図６に示すように、図４の場合と同様に
構成されている。他方の発熱体Ｒh2側に関しては、その
電流端子２９ｂを流路外に位置する基準抵抗Ｒ7 を介し
て直流電源１６に接続することにより発熱体Ｒh2に対す
る通電回路３３が形成されている。この通電回路１６の
基準抵抗Ｒ7 にはトランジスタ３４が直列に接続されて
いる。このトランジスタ３４のベース側には抵抗Ｒ4 ，
Ｒ5 と同様なバイアス用の抵抗Ｒ8 ，Ｒ9 が接続され、
さらに、差動増幅器３５の出力側が接続されている。こ
れらのトランジスタ３４、抵抗Ｒ8 ，Ｒ9 及び差動増幅
器３５により制御回路３６が形成されている。一方、前
記発熱体Ｒh2の電圧端子３１ａ，３１ｂ間には第２の差
動増幅器となる差動増幅器３７の入力側が接続されてい
る。差動増幅器（第１の差動増幅器）２４の出力をＶｏ
ｕｔ１、差動増幅器３７の出力をＶｏｕｔ２とした時、
前記差動増幅器３５は出力Ｖout1を基準に出力Ｖout2の
大きさを比較するもので、この差動増幅器３５の出力Ｖ
out3の値に応じてトランジスタ３４による発熱体Ｒh2へ
の通電量が制御されるように構成されている。
【００３０】このような構成において、電圧端子２３
ａ，２３ｂを通して得られる発熱体Ｒh の両端の電圧を
ゲイン１の差動増幅器２４を介して出力Ｖout1として検
出し、差動増幅器１３によって抵抗Ｒt ，Ｒf の直列抵
抗の両端に生ずる電圧と比較し、トランジスタ１５を通
して発熱体Ｒh が流体の温度より抵抗Ｒt で規定される
分だけ高い温度となるように帰還される。下流側に位置
する他方の発熱体Ｒh2に関しては、電圧端子３１ａ，３
１ｂを通して得られた発熱体Ｒh2の両端の電圧をゲイン
１又は約１の差動増幅器３７を介して出力Ｖout2として
検出し、差動増幅器２４の出力Ｖout1を基準として差動
増幅器３５で比較される。比較された結果である出力Ｖ
out3がトランジスタ３４を通して発熱体Ｒh2への通電量
制御情報として帰還される。ここに、発熱体Ｒh2に直列
な抵抗成分δＲh3，δＲh4はδＲh1，δＲh2等と同様に
流速検出には貢献せず電圧降下のみを起こす配線等に起
因する微小抵抗成分である。
ａ，２３ｂを通して得られる発熱体Ｒh の両端の電圧を
ゲイン１の差動増幅器２４を介して出力Ｖout1として検
出し、差動増幅器１３によって抵抗Ｒt ，Ｒf の直列抵
抗の両端に生ずる電圧と比較し、トランジスタ１５を通
して発熱体Ｒh が流体の温度より抵抗Ｒt で規定される
分だけ高い温度となるように帰還される。下流側に位置
する他方の発熱体Ｒh2に関しては、電圧端子３１ａ，３
１ｂを通して得られた発熱体Ｒh2の両端の電圧をゲイン
１又は約１の差動増幅器３７を介して出力Ｖout2として
検出し、差動増幅器２４の出力Ｖout1を基準として差動
増幅器３５で比較される。比較された結果である出力Ｖ
out3がトランジスタ３４を通して発熱体Ｒh2への通電量
制御情報として帰還される。ここに、発熱体Ｒh2に直列
な抵抗成分δＲh3，δＲh4はδＲh1，δＲh2等と同様に
流速検出には貢献せず電圧降下のみを起こす配線等に起
因する微小抵抗成分である。
【００３１】本実施の形態によれば、高抵抗を要するた
めに長い配線パターンを必要とする流体温度測温体Ｒf
は１つのみとし、２つの発熱体Ｒh ，Ｒh2を適正に駆動
させることができる。特に、一方の発熱体Ｒh の両端電
圧を基準に他方の発熱体Ｒh2が動作制御されるため、定
温度駆動の際の２つの発熱体Ｒh ，Ｒh2の動作が一体化
し、流量センサとして安定した検出動作を行わせること
ができる。また、差動増幅器３５の出力Ｖout3は２つの
発熱体Ｒh ，Ｒh2の電圧出力の差を示すので、このＶou
t3を流量にほぼ比例する電圧信号として利用することも
できる。
めに長い配線パターンを必要とする流体温度測温体Ｒf
は１つのみとし、２つの発熱体Ｒh ，Ｒh2を適正に駆動
させることができる。特に、一方の発熱体Ｒh の両端電
圧を基準に他方の発熱体Ｒh2が動作制御されるため、定
温度駆動の際の２つの発熱体Ｒh ，Ｒh2の動作が一体化
し、流量センサとして安定した検出動作を行わせること
ができる。また、差動増幅器３５の出力Ｖout3は２つの
発熱体Ｒh ，Ｒh2の電圧出力の差を示すので、このＶou
t3を流量にほぼ比例する電圧信号として利用することも
できる。
【００３２】なお、本実施の形態では、図３に示した方
式の感熱式流量センサ（流体温度測温体Ｒf が発熱体Ｒ
h に基板２上で接続されている）をベースとした構成例
で説明したが、図１に示した方式の感熱式流量センサ
（流体温度測温体Ｒf が基板２上で発熱体Ｒh に接続さ
れていない）であっても同様に適用できる。
式の感熱式流量センサ（流体温度測温体Ｒf が発熱体Ｒ
h に基板２上で接続されている）をベースとした構成例
で説明したが、図１に示した方式の感熱式流量センサ
（流体温度測温体Ｒf が基板２上で発熱体Ｒh に接続さ
れていない）であっても同様に適用できる。
【００３３】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、４端子測
定法を利用し、発熱体の橋上での両端部分より、各々引
出パターンを介して、発熱体加熱のための一対の電流端
子と、発熱体間の電圧を検出するための一対の電圧端子
とを形成して両者を区別したので、基板上で橋上に存在
する発熱体本体部分以外の流量の変化に伴う電流の変化
による電圧降下の影響をなくし、橋上の発熱体のみの電
圧降下のみを取り出すことができ、よって、橋の温度分
布の変化や橋方向の熱の損失に伴う出力電圧の流量に対
する精度の劣化を防止することができる。
定法を利用し、発熱体の橋上での両端部分より、各々引
出パターンを介して、発熱体加熱のための一対の電流端
子と、発熱体間の電圧を検出するための一対の電圧端子
とを形成して両者を区別したので、基板上で橋上に存在
する発熱体本体部分以外の流量の変化に伴う電流の変化
による電圧降下の影響をなくし、橋上の発熱体のみの電
圧降下のみを取り出すことができ、よって、橋の温度分
布の変化や橋方向の熱の損失に伴う出力電圧の流量に対
する精度の劣化を防止することができる。
【００３４】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明において、流体温度測温体の一方の端子を基板
上で引出パターンを介して一方の電圧端子にパターン接
続して共通端子とすることで、駆動回路上でいずれ共通
に接続される端子同士を基板上で接続しておくことによ
り最短化したので、発熱体と流体温度測温体との基準電
位が流体の流速の変化によって異なった変化をしてしま
うのを防止でき、測定精度を向上させることができる。
載の発明において、流体温度測温体の一方の端子を基板
上で引出パターンを介して一方の電圧端子にパターン接
続して共通端子とすることで、駆動回路上でいずれ共通
に接続される端子同士を基板上で接続しておくことによ
り最短化したので、発熱体と流体温度測温体との基準電
位が流体の流速の変化によって異なった変化をしてしま
うのを防止でき、測定精度を向上させることができる。
【００３５】請求項３記載の発明によれば、請求項１記
載の感熱式流量センサと、この感熱式流量センサ中の発
熱体及び流体温度測温体とともに流路外に位置する第
１，２の基準抵抗を含んで形成され、一対の電流端子間
を通して前記発熱体に加熱電流を流すブリッジ回路と、
前記感熱式流量センサ中の一対の電圧端子間に接続され
て前記発熱体間の電圧を検出する差動増幅器とを備える
ことで、請求項１記載の発明の感熱式流量センサを用い
て駆動回路を構成したので、電流端子とは区別された電
圧端子の電圧のみを差動増幅器によって検出することが
でき、よって、流速の影響を受ける橋上の発熱体のみの
電圧降下によって動作するブリッジ回路を提供すること
ができる。
載の感熱式流量センサと、この感熱式流量センサ中の発
熱体及び流体温度測温体とともに流路外に位置する第
１，２の基準抵抗を含んで形成され、一対の電流端子間
を通して前記発熱体に加熱電流を流すブリッジ回路と、
前記感熱式流量センサ中の一対の電圧端子間に接続され
て前記発熱体間の電圧を検出する差動増幅器とを備える
ことで、請求項１記載の発明の感熱式流量センサを用い
て駆動回路を構成したので、電流端子とは区別された電
圧端子の電圧のみを差動増幅器によって検出することが
でき、よって、流速の影響を受ける橋上の発熱体のみの
電圧降下によって動作するブリッジ回路を提供すること
ができる。
【００３６】特に、請求項４記載の発明によれば、請求
項２記載の感熱式流量センサと、この感熱式流量センサ
中の発熱体及び流体温度測温体とともに流路外に位置す
る第１，２の基準抵抗を含んで形成され、一対の電流端
子間を通して前記発熱体に加熱電流を流すブリッジ回路
と、前記感熱式流量センサ中の一対の電圧端子間に接続
されて前記発熱体間の電圧を検出する差動増幅器とを備
えているので、発熱体の基準点と流体温度測温体の基準
点とを１つにしながら請求項３記載の発明の場合と同じ
く、流速の影響を受ける橋上の発熱体のみの電圧降下に
よって動作するブリッジ回路を提供することができる。
項２記載の感熱式流量センサと、この感熱式流量センサ
中の発熱体及び流体温度測温体とともに流路外に位置す
る第１，２の基準抵抗を含んで形成され、一対の電流端
子間を通して前記発熱体に加熱電流を流すブリッジ回路
と、前記感熱式流量センサ中の一対の電圧端子間に接続
されて前記発熱体間の電圧を検出する差動増幅器とを備
えているので、発熱体の基準点と流体温度測温体の基準
点とを１つにしながら請求項３記載の発明の場合と同じ
く、流速の影響を受ける橋上の発熱体のみの電圧降下に
よって動作するブリッジ回路を提供することができる。
【００３７】請求項５記載の発明によれば、各々電流端
子と電圧端子とが一対ずつ形成された２つの発熱体と１
つの流体温度測温体とを有する請求項１又は２記載の感
熱式流量センサと、一方の前記発熱体及び前記流体温度
測温体とともに流路外に位置する第１，２の基準抵抗を
含んで形成され、その発熱体用の一対の電流端子間を通
してその発熱体に加熱電流を流すブリッジ回路と、一方
の前記発熱体用の一対の電圧端子間に接続されてその発
熱体間の電圧を検出する第１の差動増幅器と、他方の発
熱体用の一対の電流端子間を通してその発熱体に加熱電
流を流す通電回路と、他方の前記発熱体用の一対の電圧
端子間に接続されてその発熱体間の電圧を検出する第２
の差動増幅器と、前記第１の差動増幅器の出力を基準に
前記第２の差動増幅器の出力を比較して前記通電回路に
よる通電量を制御する制御回路と、を備えているので、
感度ないしは検出精度を向上させるために２つの発熱体
を備えた感熱式流量センサを用いた方式に関して、１つ
の流体温度測温体で２つの発熱体を駆動させることがで
き、特に、一方の発熱体の電圧を基準にして他方の発熱
体の電圧が動作するため、２つの発熱体の動作を一体化
させ、安定した検出動作を行わせることができる。
子と電圧端子とが一対ずつ形成された２つの発熱体と１
つの流体温度測温体とを有する請求項１又は２記載の感
熱式流量センサと、一方の前記発熱体及び前記流体温度
測温体とともに流路外に位置する第１，２の基準抵抗を
含んで形成され、その発熱体用の一対の電流端子間を通
してその発熱体に加熱電流を流すブリッジ回路と、一方
の前記発熱体用の一対の電圧端子間に接続されてその発
熱体間の電圧を検出する第１の差動増幅器と、他方の発
熱体用の一対の電流端子間を通してその発熱体に加熱電
流を流す通電回路と、他方の前記発熱体用の一対の電圧
端子間に接続されてその発熱体間の電圧を検出する第２
の差動増幅器と、前記第１の差動増幅器の出力を基準に
前記第２の差動増幅器の出力を比較して前記通電回路に
よる通電量を制御する制御回路と、を備えているので、
感度ないしは検出精度を向上させるために２つの発熱体
を備えた感熱式流量センサを用いた方式に関して、１つ
の流体温度測温体で２つの発熱体を駆動させることがで
き、特に、一方の発熱体の電圧を基準にして他方の発熱
体の電圧が動作するため、２つの発熱体の動作を一体化
させ、安定した検出動作を行わせることができる。
【図１】本発明の実施の第一の形態を示すセンサ構造の
概略平面図である。
概略平面図である。
【図２】その駆動回路を示す回路図である。
【図３】本発明の実施の第二の形態を示すセンサ構造の
概略平面図である。
概略平面図である。
【図４】その駆動回路を示す回路図である。
【図５】本発明の実施の第三の形態を示すセンサ構造の
概略平面図である。
概略平面図である。
【図６】その駆動回路を示す回路図である。
【図７】従来例を示すセンサ構造の概略平面図である。
【図８】その駆動回路を示す回路図である。
２ 基板 ３ 堀 ４ 橋 ５ 引出パターン ７ａ，７ｂ 電流端子 ８ａ 流体温度測温体の一方の端子 １１ ブリッジ回路 ２１ 感熱式流量センサ ２２ 引出パターン ２３ａ，２３ｂ 電圧パターン ２４ 差動増幅器、第１の差動増幅器 ２５ 引出パターン ２６ 感熱式流量センサ ２８ 橋 ２９ａ，２９ｂ 電流端子 ３０ 引出パターン ３１ａ，３１ｂ 電圧端子 ３２ 引出パターン ３３ 通電回路 ３６ 制御回路 ３７ 第２の差動増幅器 Ｒh ，Ｒh2 発熱体 Ｒf 流体温度測温体 Ｒ1 第１の基準抵抗 Ｒ2 第２の基準抵抗
Claims (5)
- 【請求項１】 流路中に配設される基板と、この基板の
一部に形成された堀と、この堀を跨いで形成された橋
と、この橋上にパターン形成された発熱体と、前記基板
上で前記発熱体の温度に影響されない部位にパターン形
成された流体温度測温体とを備えた感熱式流量センサに
おいて、 前記発熱体の前記橋上での両端部分より、各々引出パタ
ーンを介して、発熱体加熱のための一対の電流端子と、
発熱体間の電圧を検出するための一対の電圧端子とを形
成したことを特徴とする感熱式流量センサ。 - 【請求項２】 流体温度測温体の一方の端子を基板上で
引出パターンを介して一方の電圧端子にパターン接続し
て共通端子としたことを特徴とする請求項１記載の感熱
式流量センサ。 - 【請求項３】 請求項１記載の感熱式流量センサと、 この感熱式流量センサ中の発熱体及び流体温度測温体と
ともに流路外に位置する第１，２の基準抵抗を含んで形
成され、一対の電流端子間を通して前記発熱体に加熱電
流を流すブリッジ回路と、 前記感熱式流量センサ中の一対の電圧端子間に接続され
て前記発熱体間の電圧を検出する差動増幅器と、を備え
ることを特徴とする感熱式流量センサ駆動回路。 - 【請求項４】 請求項２記載の感熱式流量センサと、 この感熱式流量センサ中の発熱体及び流体温度測温体と
ともに流路外に位置する第１，２の基準抵抗を含んで形
成され、一対の電流端子間を通して前記発熱体に加熱電
流を流すブリッジ回路と、 前記感熱式流量センサ中の一対の電圧端子間に接続され
て前記発熱体間の電圧を検出する差動増幅器と、を備え
ることを特徴とする感熱式流量センサ駆動回路。 - 【請求項５】 各々電流端子と電圧端子とが一対ずつ形
成された２つの発熱体と１つの流体温度測温体とを有す
る請求項１又は２記載の感熱式流量センサと、 一方の前記発熱体及び前記流体温度測温体とともに流路
外に位置する第１，２の基準抵抗を含んで形成され、そ
の発熱体用の一対の電流端子間を通してその発熱体に加
熱電流を流すブリッジ回路と、 一方の前記発熱体用の一対の電圧端子間に接続されてそ
の発熱体間の電圧を検出する第１の差動増幅器と、 他方の発熱体用の一対の電流端子間を通してその発熱体
に加熱電流を流す通電回路と、 他方の前記発熱体用の一対の電圧端子間に接続されてそ
の発熱体間の電圧を検出する第２の差動増幅器と、 前記第１の差動増幅器の出力を基準に前記第２の差動増
幅器の出力を比較して前記通電回路による通電量を制御
する制御回路と、を備えることを特徴とする感熱式流量
センサ駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8171538A JPH1019622A (ja) | 1996-07-02 | 1996-07-02 | 感熱式流量センサ及びその駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8171538A JPH1019622A (ja) | 1996-07-02 | 1996-07-02 | 感熱式流量センサ及びその駆動回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1019622A true JPH1019622A (ja) | 1998-01-23 |
Family
ID=15924989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8171538A Pending JPH1019622A (ja) | 1996-07-02 | 1996-07-02 | 感熱式流量センサ及びその駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1019622A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005308676A (ja) * | 2004-04-26 | 2005-11-04 | Kuramoto Seisakusho Co Ltd | ヒータデバイス及びこれを用いた気体センサ装置 |
| JP2006258455A (ja) * | 2005-03-15 | 2006-09-28 | Hitachi Ltd | 物理量センサ |
| JP2011237456A (ja) * | 2011-08-29 | 2011-11-24 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 熱式流量センサ |
-
1996
- 1996-07-02 JP JP8171538A patent/JPH1019622A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005308676A (ja) * | 2004-04-26 | 2005-11-04 | Kuramoto Seisakusho Co Ltd | ヒータデバイス及びこれを用いた気体センサ装置 |
| JP2006258455A (ja) * | 2005-03-15 | 2006-09-28 | Hitachi Ltd | 物理量センサ |
| JP2011237456A (ja) * | 2011-08-29 | 2011-11-24 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 熱式流量センサ |
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