JPH1183887A - 正特性サーミスタ流速変換器 - Google Patents
正特性サーミスタ流速変換器Info
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- JPH1183887A JPH1183887A JP25288097A JP25288097A JPH1183887A JP H1183887 A JPH1183887 A JP H1183887A JP 25288097 A JP25288097 A JP 25288097A JP 25288097 A JP25288097 A JP 25288097A JP H1183887 A JPH1183887 A JP H1183887A
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- temperature
- characteristic thermistor
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 雰囲気温度が変化しても出力特性をほとんど
変化させることのない温度補償回路部を備えた正特性サ
ーミスタ流速変換器を安価に提供すること。 【解決手段】 電源（Ｅ）に直列に正特性サーミスタ
（ＴＨｐ）と負荷抵抗（ＲＬ）が接続され、正特性サー
ミスタ（ＴＨｐ）が自己加熱されることによって負荷抵
抗（ＲＬ）の両端から流速に応じた出力（Ｖ１）が得ら
れるように構成された正特性サーミスタ流速変換器にお
いて、前記負荷抵抗（ＲＬ）の両端には温度補償回路部
（Ｒｘ）が接続されており、該回路部（Ｒｘ）は、負特
性サーミスタ（ＴＨｎ）に並列に接続された固定抵抗
（ＲＰ）と、負特性サーミスタ（ＴＨｎ）に直列に接続
された固定抵抗（ＲＳ、ＲＱ）とからなる合成抵抗回路
網よりなり、固定抵抗（ＲＱ）の両端から出力電圧（Ｖ
ｏ）が得られるように構成されていることを特徴とする
正特性サーミスタ流速変換器。
変化させることのない温度補償回路部を備えた正特性サ
ーミスタ流速変換器を安価に提供すること。 【解決手段】 電源（Ｅ）に直列に正特性サーミスタ
（ＴＨｐ）と負荷抵抗（ＲＬ）が接続され、正特性サー
ミスタ（ＴＨｐ）が自己加熱されることによって負荷抵
抗（ＲＬ）の両端から流速に応じた出力（Ｖ１）が得ら
れるように構成された正特性サーミスタ流速変換器にお
いて、前記負荷抵抗（ＲＬ）の両端には温度補償回路部
（Ｒｘ）が接続されており、該回路部（Ｒｘ）は、負特
性サーミスタ（ＴＨｎ）に並列に接続された固定抵抗
（ＲＰ）と、負特性サーミスタ（ＴＨｎ）に直列に接続
された固定抵抗（ＲＳ、ＲＱ）とからなる合成抵抗回路
網よりなり、固定抵抗（ＲＱ）の両端から出力電圧（Ｖ
ｏ）が得られるように構成されていることを特徴とする
正特性サーミスタ流速変換器。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、定温度発熱中の正
特性サーミスタが、移動する周囲の流体から受ける流速
の変化を、電圧の変化として取り出す正特性サーミスタ
流速変換器に関するものである。
特性サーミスタが、移動する周囲の流体から受ける流速
の変化を、電圧の変化として取り出す正特性サーミスタ
流速変換器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、熱線式流速計や負特性サーミスタ
式流速計に代わって、定温度発熱機能を有する正特性サ
ーミスタ（定温度発熱体）を検知素子として使用した流
速計、いわゆる正特性サーミスタ流速計が利用されるよ
うになってきた。これは、一般的に流速計は検知素子を
定温度に自己加熱させて動作させるものであるが、前記
熱線式流速計や負特性サーミスタ式流速計は、検知素子
自体に定温度発熱機能がなく特別な駆動回路が必要であ
るのに対し、正特性サーミスタ流速計は、検知素子であ
る正特性サーミスタ自体が定温度発熱機能を備えており
特別な駆動回路を必要とすることなく利用できるためで
ある。
式流速計に代わって、定温度発熱機能を有する正特性サ
ーミスタ（定温度発熱体）を検知素子として使用した流
速計、いわゆる正特性サーミスタ流速計が利用されるよ
うになってきた。これは、一般的に流速計は検知素子を
定温度に自己加熱させて動作させるものであるが、前記
熱線式流速計や負特性サーミスタ式流速計は、検知素子
自体に定温度発熱機能がなく特別な駆動回路が必要であ
るのに対し、正特性サーミスタ流速計は、検知素子であ
る正特性サーミスタ自体が定温度発熱機能を備えており
特別な駆動回路を必要とすることなく利用できるためで
ある。
【０００３】この種の正特性サーミスタ流速計として
は、例えば第１の従来例として、特開昭５５−１３２９
１０号公報、特開昭５７−３７２１５号公報等に開示さ
れているように、被測定流体の流路全体にハニカム型の
正特性サーミスタを嵌め込んで構成したものや、特開昭
５７−５０６１６号公報に開示されているように、流路
の中央部に正特性サーミスタを流路に平行に配置して構
成したものなどがある。これらの正特性サーミスタは、
通電によりキュリー温度に自己加熱され、そこを流体が
通過すると、冷却作用により正特性サーミスタの熱が奪
われる。正特性サーミスタは上述したように定温度発熱
体であるため、自己温度復帰作用の働きで電気抵抗が変
化し電流の変化が生じる。従って、この電流の変化を測
定すれば、被測定流体の流速を検知することができる。
は、例えば第１の従来例として、特開昭５５−１３２９
１０号公報、特開昭５７−３７２１５号公報等に開示さ
れているように、被測定流体の流路全体にハニカム型の
正特性サーミスタを嵌め込んで構成したものや、特開昭
５７−５０６１６号公報に開示されているように、流路
の中央部に正特性サーミスタを流路に平行に配置して構
成したものなどがある。これらの正特性サーミスタは、
通電によりキュリー温度に自己加熱され、そこを流体が
通過すると、冷却作用により正特性サーミスタの熱が奪
われる。正特性サーミスタは上述したように定温度発熱
体であるため、自己温度復帰作用の働きで電気抵抗が変
化し電流の変化が生じる。従って、この電流の変化を測
定すれば、被測定流体の流速を検知することができる。
【０００４】又、第２の従来例として、特開平１−９４
２１８号公報に開示されているようなものがある。これ
は、長方形のセラミックス半導体からなる基材の同一表
面に三つの電極が設けられ、該基材の長手方向が流路に
平行となるように配置されて構成されている。セラミッ
クス半導体基材は、通電により定温度に自己加熱され、
そこを流体が通過すると、前記と同様、定温度となるよ
うに電流が増加するが、半導体素子の表面層では風上側
と風下側で温度差が生じる。従って、表面層を流れる電
流にも分布が生じ、それを第１の電極と第２の電極との
間、及び第２の電極と第３の電極との間で測定すれば、
被測定流体の流速を検知することができる。
２１８号公報に開示されているようなものがある。これ
は、長方形のセラミックス半導体からなる基材の同一表
面に三つの電極が設けられ、該基材の長手方向が流路に
平行となるように配置されて構成されている。セラミッ
クス半導体基材は、通電により定温度に自己加熱され、
そこを流体が通過すると、前記と同様、定温度となるよ
うに電流が増加するが、半導体素子の表面層では風上側
と風下側で温度差が生じる。従って、表面層を流れる電
流にも分布が生じ、それを第１の電極と第２の電極との
間、及び第２の電極と第３の電極との間で測定すれば、
被測定流体の流速を検知することができる。
【０００５】これら、第１の従来例や第２の従来例とし
て挙げた正特性サーミスタ流速計は、応答速度が早い、
出力が大きい、出力の直線性に優れているなどの利点を
有している。
て挙げた正特性サーミスタ流速計は、応答速度が早い、
出力が大きい、出力の直線性に優れているなどの利点を
有している。
【０００６】一方、これらの正特性サーミスタ流速計に
おいて出力を取り出す方法としては、例えば、特開昭５
５−１３２９１０号公報には、電源と正特性サーミスタ
が接続された回路に電流計を入れ、流速の変化を直接電
流計で読み取る手段が開示されている。又、特開昭５７
−５０６１６号公報には、正特性サーミスタ流速計と、
それに直列に接続された抵抗との両端が電源に接続さ
れ、前記抵抗の両端の電圧を流速の変化に伴う回路電流
の変化に比例する電圧の変化として読み取る手段が開示
されている。
おいて出力を取り出す方法としては、例えば、特開昭５
５−１３２９１０号公報には、電源と正特性サーミスタ
が接続された回路に電流計を入れ、流速の変化を直接電
流計で読み取る手段が開示されている。又、特開昭５７
−５０６１６号公報には、正特性サーミスタ流速計と、
それに直列に接続された抵抗との両端が電源に接続さ
れ、前記抵抗の両端の電圧を流速の変化に伴う回路電流
の変化に比例する電圧の変化として読み取る手段が開示
されている。
【０００７】しかしながら、これら従来の正特性サーミ
スタ流速計には、次のような問題点があった。つまり、
正特性サーミスタ検知素子は、チタン酸バリウム等の半
導体セラミックスからなり、それ自体が感温半導体であ
り、図６に示すごとく、流速検知の出力特性が雰囲気温
度により大きく変化し、恒温雰囲気以外では正確な測定
ができないという欠点があった。
スタ流速計には、次のような問題点があった。つまり、
正特性サーミスタ検知素子は、チタン酸バリウム等の半
導体セラミックスからなり、それ自体が感温半導体であ
り、図６に示すごとく、流速検知の出力特性が雰囲気温
度により大きく変化し、恒温雰囲気以外では正確な測定
ができないという欠点があった。
【０００８】そこで、当該出願人は、このような問題を
解決するものとして、実開平６−６４１６２号公報を提
案した。この提案では、正特性サーミスタの温度依存性
を、負特性サーミスタからなる抵抗回路網を非反転演算
増幅器に接続して温度補償を行っている。
解決するものとして、実開平６−６４１６２号公報を提
案した。この提案では、正特性サーミスタの温度依存性
を、負特性サーミスタからなる抵抗回路網を非反転演算
増幅器に接続して温度補償を行っている。
【０００９】
【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、この
方法では、正特性サーミスタからなる流速検知部の形状
によっては、温度依存性があまり大きくない場合があ
り、このようなときには、増幅率１以上の演算増幅器の
使用が不適になることがある。又、このような場合、演
算増幅器の使用は不経済である。
方法では、正特性サーミスタからなる流速検知部の形状
によっては、温度依存性があまり大きくない場合があ
り、このようなときには、増幅率１以上の演算増幅器の
使用が不適になることがある。又、このような場合、演
算増幅器の使用は不経済である。
【００１０】本発明はこのような点に基づいてなされた
もので、その目的とするところは、雰囲気温度が変化し
ても出力特性をほとんど変化させることのない温度補償
回路部を備えた正特性サーミスタ流速変換器を安価に提
供することにある。
もので、その目的とするところは、雰囲気温度が変化し
ても出力特性をほとんど変化させることのない温度補償
回路部を備えた正特性サーミスタ流速変換器を安価に提
供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するべく
本発明による正特性サーミスタ流速変換器は、電源
（Ｅ）に直列に正特性サーミスタ（ＴＨｐ）と負荷抵抗
（ＲＬ）が接続され、正特性サーミスタ（ＴＨｐ）が自
己加熱されることによって負荷抵抗（ＲＬ）の両端から
流速に応じた出力（Ｖ１）が得られるように構成された
正特性サーミスタ流速変換器において、前記負荷抵抗
（ＲＬ）の両端には温度補償回路部（Ｒｘ）が接続され
ており、該回路部（Ｒｘ）は、負特性サーミスタ（ＴＨ
ｎ）に並列に接続された固定抵抗（ＲＰ）と、負特性サ
ーミスタ（ＴＨｎ）に直列に接続された固定抵抗
（ＲＳ、ＲＱ）とからなる合成抵抗回路網よりなり、固
定抵抗（ＲＱ）の両端から出力電圧（Ｖｏ）が得られる
ように構成されていることを特徴とするものである。
本発明による正特性サーミスタ流速変換器は、電源
（Ｅ）に直列に正特性サーミスタ（ＴＨｐ）と負荷抵抗
（ＲＬ）が接続され、正特性サーミスタ（ＴＨｐ）が自
己加熱されることによって負荷抵抗（ＲＬ）の両端から
流速に応じた出力（Ｖ１）が得られるように構成された
正特性サーミスタ流速変換器において、前記負荷抵抗
（ＲＬ）の両端には温度補償回路部（Ｒｘ）が接続され
ており、該回路部（Ｒｘ）は、負特性サーミスタ（ＴＨ
ｎ）に並列に接続された固定抵抗（ＲＰ）と、負特性サ
ーミスタ（ＴＨｎ）に直列に接続された固定抵抗
（ＲＳ、ＲＱ）とからなる合成抵抗回路網よりなり、固
定抵抗（ＲＱ）の両端から出力電圧（Ｖｏ）が得られる
ように構成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明において使用される温度補
償回路部としては、例えば、次のようなものが考えられ
る。まず、図６に示されているように、正特性サーミス
タを電源に直結し、そこに流れる電流をＩ、雰囲気温度
をＴ、流速（風速）をｖとすれば、これらの間には Ｉ＝ｆ（ｖ，Ｔ）＝ｇ（ａ／Ｔ）・ｆ（ｖ） という関係があると見なすことができる。ここで、ｆ，
ｇは函数であり、ａは定数である。この式の意味すると
ころは、基本的な風速出力特性ｆ（ｖ）に対し、温度依
存性は独立に作用し、ｆ（ｖ）に温度依存性の関数ｇ
（ａ／Ｔ）をかけて補正すれば近似できるということで
ある。
償回路部としては、例えば、次のようなものが考えられ
る。まず、図６に示されているように、正特性サーミス
タを電源に直結し、そこに流れる電流をＩ、雰囲気温度
をＴ、流速（風速）をｖとすれば、これらの間には Ｉ＝ｆ（ｖ，Ｔ）＝ｇ（ａ／Ｔ）・ｆ（ｖ） という関係があると見なすことができる。ここで、ｆ，
ｇは函数であり、ａは定数である。この式の意味すると
ころは、基本的な風速出力特性ｆ（ｖ）に対し、温度依
存性は独立に作用し、ｆ（ｖ）に温度依存性の関数ｇ
（ａ／Ｔ）をかけて補正すれば近似できるということで
ある。
【００１３】また、電流Ｉの変化は、雰囲気温度Ｔの増
加に対して減少する関係にあるので、温度補償のために
感熱抵抗素子を使用することを考えれば、雰囲気温度Ｔ
の変化を抵抗の変化と見なすことができる。そこで、雰
囲気温度Ｔによる影響を補正するために、温度の増加に
対して抵抗値が減少する負特性サーミスタを使用するこ
とを考えてみると、雰囲気温度Ｔの変化は、 Ｒ＝Ｒ0 ｅｘｐ［Ｂ（１／Ｔ−１／Ｔ0）］ の式により、負特性サーミスタの抵抗値Ｒに置き換える
ことができる。
加に対して減少する関係にあるので、温度補償のために
感熱抵抗素子を使用することを考えれば、雰囲気温度Ｔ
の変化を抵抗の変化と見なすことができる。そこで、雰
囲気温度Ｔによる影響を補正するために、温度の増加に
対して抵抗値が減少する負特性サーミスタを使用するこ
とを考えてみると、雰囲気温度Ｔの変化は、 Ｒ＝Ｒ0 ｅｘｐ［Ｂ（１／Ｔ−１／Ｔ0）］ の式により、負特性サーミスタの抵抗値Ｒに置き換える
ことができる。
【００１４】従って、正特性サーミスタに流れる電流Ｉ
の雰囲気温度Ｔによる影響を、負特性サーミスタの抵抗
値Ｒに置き換えてみると次式のようになる。 Ｉ＝ｇ（ａ／Ｔ）・ｆ（ｖ）＝ｈ（Ｒ）・ｆ（ｖ） ここで、ｈは函数である。
の雰囲気温度Ｔによる影響を、負特性サーミスタの抵抗
値Ｒに置き換えてみると次式のようになる。 Ｉ＝ｇ（ａ／Ｔ）・ｆ（ｖ）＝ｈ（Ｒ）・ｆ（ｖ） ここで、ｈは函数である。
【００１５】このような温度特性を補正するためには、 Ｉ’＝ｈ（Ｒ）・ｆ（ｖ）・ｈ-1（Ｒ）＝ｆ（ｖ） なる演算で補正することができる。更に、ｈ（Ｒ）＝
Ｒ、ｈ-1（Ｒ）＝１／Ｒとして置き換えてみると一目瞭
然である。
Ｒ、ｈ-1（Ｒ）＝１／Ｒとして置き換えてみると一目瞭
然である。
【００１６】ここで、１／Ｒなる演算を電子回路で行う
には、雰囲気温度Ｔが変化したとき、電流Ｉｔによって
得られたＶｔを、基準温度での出力電圧Ｖｏに一致させ
るような特性を有する負特性サーミスタを負荷抵抗に並
列に接続するのが最も簡単な方法である。
には、雰囲気温度Ｔが変化したとき、電流Ｉｔによって
得られたＶｔを、基準温度での出力電圧Ｖｏに一致させ
るような特性を有する負特性サーミスタを負荷抵抗に並
列に接続するのが最も簡単な方法である。
【００１７】これによって、容易に１／Ｒの演算が実現
できるが、負特性サーミスタだけの温度補償では、正特
性サーミスタに流れる電流の雰囲気温度による変動を補
償しきれず、測定誤差が大きくなってしまう。そこで、
本発明においては、温度補償回路部を、負特性サーミス
タＴＨｎに並列に接続された固定抵抗ＲＰと、負特性サ
ーミスタＴＨｎに直列に接続された固定抵抗ＲＳ、ＲＱ
とからなる合成抵抗回路網によって構成することで、雰
囲気温度による測定誤差を極めて少なくしている。
できるが、負特性サーミスタだけの温度補償では、正特
性サーミスタに流れる電流の雰囲気温度による変動を補
償しきれず、測定誤差が大きくなってしまう。そこで、
本発明においては、温度補償回路部を、負特性サーミス
タＴＨｎに並列に接続された固定抵抗ＲＰと、負特性サ
ーミスタＴＨｎに直列に接続された固定抵抗ＲＳ、ＲＱ
とからなる合成抵抗回路網によって構成することで、雰
囲気温度による測定誤差を極めて少なくしている。
【００１８】本発明において使用される正特性サーミス
タ及び負特性サーミスタとしては、従来より様々な構成
のものが公知となっているが、それらの中でも、サーミ
スタチップ素子の左右両側にリード線が設けられたアキ
シャルリード型のものを使用することが好ましい。一例
として、サーミスタチップ素子がホウケイ酸ガラス等に
よって封止されたガラス封止型のダイオード型サーミス
タが挙げられる。このものは、あらゆる雰囲気下でもサ
ーミスタ特性が非常に安定しているので特に好ましい。
タ及び負特性サーミスタとしては、従来より様々な構成
のものが公知となっているが、それらの中でも、サーミ
スタチップ素子の左右両側にリード線が設けられたアキ
シャルリード型のものを使用することが好ましい。一例
として、サーミスタチップ素子がホウケイ酸ガラス等に
よって封止されたガラス封止型のダイオード型サーミス
タが挙げられる。このものは、あらゆる雰囲気下でもサ
ーミスタ特性が非常に安定しているので特に好ましい。
【００１９】正特性サーミスタ及び負特性サーミスタは
ともに、気体中や液体中に放置されて使用されるため防
水構造が要求され、短絡しないように、モールド材等に
よって電気的絶縁処理を施す必要がある。モールド材と
しては、耐熱性と疎水性に優れたフッ素系樹脂が好まし
く、低温であれば、オレフィン系樹脂が経済的である。
また、薄く被覆するにはエポキシ系樹脂が好ましい。ま
た、ＳＵＳ、Ａｌ等の金属ケースを用いて応答性を向上
させることも可能である。
ともに、気体中や液体中に放置されて使用されるため防
水構造が要求され、短絡しないように、モールド材等に
よって電気的絶縁処理を施す必要がある。モールド材と
しては、耐熱性と疎水性に優れたフッ素系樹脂が好まし
く、低温であれば、オレフィン系樹脂が経済的である。
また、薄く被覆するにはエポキシ系樹脂が好ましい。ま
た、ＳＵＳ、Ａｌ等の金属ケースを用いて応答性を向上
させることも可能である。
【００２０】尚、上述した温度補償回路部は、等価変換
により、π型抵抗回路網又はＴ型抵抗回路網に変換する
ことができる。これによって、より広い温度範囲に対す
る温度補償と各種特性のサーミスタの選択幅を広げるこ
とが可能となる。
により、π型抵抗回路網又はＴ型抵抗回路網に変換する
ことができる。これによって、より広い温度範囲に対す
る温度補償と各種特性のサーミスタの選択幅を広げるこ
とが可能となる。
【００２１】
【実施例】以下、図面を参照して本発明を更に詳しく説
明する。
明する。
【００２２】図２は、本発明の一実施例として使用した
流速検知部の流速検知用センサ１と温度補償用センサ２
の構造を示す図である。図２において、符号１１はチタ
ン酸バリウム系セラミックからなるチップ素子（キュリ
ー温度１３０℃）をガラスで封止した直径約１ｍｍの小
型正特性サーミスタであり、両端に一対のスラグリード
線を備えている。符号２１はＭｎ、Ｃｏ、Ｎｉ等の遷移
金属酸化物の焼結体からなるチップ素子をガラスで封止
した直径約１ｍｍの小型負特性サーミスタであり、両端
に一対のスラグリード線を備えている。これら、正特性
サーミスタ１１及び負特性サーミスタ２１は、ＰＢＴ樹
脂からなる絶縁基板５に植立されたＳＵＳ電極ピン３、
ＳＵＳ電極ピン４にスポット溶接によってそれぞれ接続
固定されている。
流速検知部の流速検知用センサ１と温度補償用センサ２
の構造を示す図である。図２において、符号１１はチタ
ン酸バリウム系セラミックからなるチップ素子（キュリ
ー温度１３０℃）をガラスで封止した直径約１ｍｍの小
型正特性サーミスタであり、両端に一対のスラグリード
線を備えている。符号２１はＭｎ、Ｃｏ、Ｎｉ等の遷移
金属酸化物の焼結体からなるチップ素子をガラスで封止
した直径約１ｍｍの小型負特性サーミスタであり、両端
に一対のスラグリード線を備えている。これら、正特性
サーミスタ１１及び負特性サーミスタ２１は、ＰＢＴ樹
脂からなる絶縁基板５に植立されたＳＵＳ電極ピン３、
ＳＵＳ電極ピン４にスポット溶接によってそれぞれ接続
固定されている。
【００２３】次に、図１及び図３を参照して本発明の正
特性サーミスタ流速変換器について説明する。図１は、
本発明による正特性サーミスタ流速変換器の一実施例を
示す回路構成図である。本発明の流速変換器は、図１に
示すように、電源Ｅに正特性サーミスタＴＨｐと負荷抵
抗ＲＬが直列に接続され、負荷抵抗ＲＬの両端から出力
Ｖ１が得られるように構成された流速検知部と、負荷抵
抗ＲＬに並列に接続された温度補償回路部Ｒｘとから構
成されている。温度補償回路部Ｒｘは、負特性サーミス
タＴＨｎに並列に接続された固定抵抗ＲＰと、負特性サ
ーミスタＴＨｎに直列に接続された固定抵抗ＲＳ、固定
抵抗ＲＱとからなる合成抵抗回路網よりなり、固定抵抗
ＲＱの両端から出力電圧Ｖｏが得られるように構成され
ている。
特性サーミスタ流速変換器について説明する。図１は、
本発明による正特性サーミスタ流速変換器の一実施例を
示す回路構成図である。本発明の流速変換器は、図１に
示すように、電源Ｅに正特性サーミスタＴＨｐと負荷抵
抗ＲＬが直列に接続され、負荷抵抗ＲＬの両端から出力
Ｖ１が得られるように構成された流速検知部と、負荷抵
抗ＲＬに並列に接続された温度補償回路部Ｒｘとから構
成されている。温度補償回路部Ｒｘは、負特性サーミス
タＴＨｎに並列に接続された固定抵抗ＲＰと、負特性サ
ーミスタＴＨｎに直列に接続された固定抵抗ＲＳ、固定
抵抗ＲＱとからなる合成抵抗回路網よりなり、固定抵抗
ＲＱの両端から出力電圧Ｖｏが得られるように構成され
ている。
【００２４】ここで、図３は、図１において温度補償回
路部を接続せず、正特性サーミスタの雰囲気温度の違い
による風速と、負荷抵抗ＲＬの端子電圧（出力電圧）Ｖ
１の関係をグラフに示したものである。測定環境条件
は、電源Ｅ＝ＤＣ１５Ｖ、負荷抵抗ＲＬ＝１５０Ω，１
／４Ｗとして、正特性サーミスタＴＨｐを風洞に設置
し、雰囲気温度０℃、２５℃、５０℃をパラメータとし
て、０〜２０ｍ／ｓの間、５ｍ／ｓ毎の風速に対する出
力電圧Ｖ１を測定すると、図３に示すような温度依存性
を示した。
路部を接続せず、正特性サーミスタの雰囲気温度の違い
による風速と、負荷抵抗ＲＬの端子電圧（出力電圧）Ｖ
１の関係をグラフに示したものである。測定環境条件
は、電源Ｅ＝ＤＣ１５Ｖ、負荷抵抗ＲＬ＝１５０Ω，１
／４Ｗとして、正特性サーミスタＴＨｐを風洞に設置
し、雰囲気温度０℃、２５℃、５０℃をパラメータとし
て、０〜２０ｍ／ｓの間、５ｍ／ｓ毎の風速に対する出
力電圧Ｖ１を測定すると、図３に示すような温度依存性
を示した。
【００２５】図３において、風速２０ｍ／ｓにおける各
温度のでの値は、各々、Ｖ１（０℃）＝３．７４４Ｖ、
Ｖ１（２５℃）＝３．００９Ｖ、Ｖ１（５０℃）＝２．
３７６Ｖであるが、Ｖ１（０℃）とＶ１（５０℃）の値
をＶ１（２５℃）の値に合致させるために、負特性サー
ミスタＴＨｎの選択と、固定抵抗ＲＰ、ＲＳ、ＲＱを求
める簡単な計算を行うと次のような値が得られた。すな
わち、負特性サーミスタＴＨｎは、Ｒ（２５℃）＝５０
ｋΩ、Ｂ定数＝３９７０Ｋが良く、また、固定抵抗ＲＳ
＝４．０８ｋΩ、固定抵抗ＲＰ＝５４．５ｋΩ、固定抵
抗ＲＱ＝３０ｋΩが適切であった。
温度のでの値は、各々、Ｖ１（０℃）＝３．７４４Ｖ、
Ｖ１（２５℃）＝３．００９Ｖ、Ｖ１（５０℃）＝２．
３７６Ｖであるが、Ｖ１（０℃）とＶ１（５０℃）の値
をＶ１（２５℃）の値に合致させるために、負特性サー
ミスタＴＨｎの選択と、固定抵抗ＲＰ、ＲＳ、ＲＱを求
める簡単な計算を行うと次のような値が得られた。すな
わち、負特性サーミスタＴＨｎは、Ｒ（２５℃）＝５０
ｋΩ、Ｂ定数＝３９７０Ｋが良く、また、固定抵抗ＲＳ
＝４．０８ｋΩ、固定抵抗ＲＰ＝５４．５ｋΩ、固定抵
抗ＲＱ＝３０ｋΩが適切であった。
【００２６】以上のようにして温度補償回路部を含む正
特性サーミスタ流速変換器を構成し、前記と同様に、正
特性サーミスタＴＨｐを再び風洞に設置し、雰囲気温度
０℃、２５℃、５０℃をパラメータとして、風速に対す
る出力電圧Ｖｏを測定すると、図４に示すように、温度
依存性が極めて少なく測定誤差の少ない正特性サーミス
タ流速変換器を実現できることが明らかとなった。
特性サーミスタ流速変換器を構成し、前記と同様に、正
特性サーミスタＴＨｐを再び風洞に設置し、雰囲気温度
０℃、２５℃、５０℃をパラメータとして、風速に対す
る出力電圧Ｖｏを測定すると、図４に示すように、温度
依存性が極めて少なく測定誤差の少ない正特性サーミス
タ流速変換器を実現できることが明らかとなった。
【００２７】尚、本発明は前記実施例に限定されるもの
ではない。例えば、正特性サーミスタとしては、従来例
に述べたものでも良いし、或いは、アルミパイプ内に挿
入されたものや、アルミ放熱フィンの付いたものでも良
い。又、正特性サーミスタ流速変換器を駆動する電源
は、交流でも良いし、その場合の電流検出は直列抵抗で
はなくカレントトランスでも良く、整流回路を付加すれ
ば容易に同様な変換が可能となる。又、前記実施例で
は、被測定流体として空気を用いたが、液体中でも同様
な特性が得られることは明らかである。更に、前記実施
例では、温度補償回路部として、負特性サーミスタＴＨ
ｎに直並列固定抵抗ＲＳ、ＲＰを接続した抵抗回路網を
示したが、これは等価変換により、図５（ａ）及び図５
（ｂ）に示すようにπ型抵抗回路網又はＴ型抵抗回路網
に展開することもできる。
ではない。例えば、正特性サーミスタとしては、従来例
に述べたものでも良いし、或いは、アルミパイプ内に挿
入されたものや、アルミ放熱フィンの付いたものでも良
い。又、正特性サーミスタ流速変換器を駆動する電源
は、交流でも良いし、その場合の電流検出は直列抵抗で
はなくカレントトランスでも良く、整流回路を付加すれ
ば容易に同様な変換が可能となる。又、前記実施例で
は、被測定流体として空気を用いたが、液体中でも同様
な特性が得られることは明らかである。更に、前記実施
例では、温度補償回路部として、負特性サーミスタＴＨ
ｎに直並列固定抵抗ＲＳ、ＲＰを接続した抵抗回路網を
示したが、これは等価変換により、図５（ａ）及び図５
（ｂ）に示すようにπ型抵抗回路網又はＴ型抵抗回路網
に展開することもできる。
【００２８】
【発明の効果】以上詳述したように本発明にれば、簡単
な温度補償回路部を設けることにより、正特性サーミス
タの持つ雰囲気温度依存性を著しく低減し、極めて精度
の高い正特性サーミスタ流速変換器を安価に実現させる
ことができる。
な温度補償回路部を設けることにより、正特性サーミス
タの持つ雰囲気温度依存性を著しく低減し、極めて精度
の高い正特性サーミスタ流速変換器を安価に実現させる
ことができる。
【図１】本発明の一実施例を示す図で、正特性サーミス
タ流速変換器の回路構成図である。
タ流速変換器の回路構成図である。
【図２】本発明の一実施例を示す図で、正特性サーミス
タ流速変換器を構成する流速検知用センサと温度補償用
センサの構造を示す外観図である。
タ流速変換器を構成する流速検知用センサと温度補償用
センサの構造を示す外観図である。
【図３】本発明の一実施例を示す図で、正特性サーミス
タ流速変換器の、雰囲気温度の違いによる風速−端子電
圧特性図である。
タ流速変換器の、雰囲気温度の違いによる風速−端子電
圧特性図である。
【図４】本発明の一実施例を示す図で、正特性サーミス
タ流速変換器の、雰囲気温度の違いによる風速−出力電
圧特性図である。
タ流速変換器の、雰囲気温度の違いによる風速−出力電
圧特性図である。
【図５】本発明の一実施例を示す図で、（ａ）は正特性
サーミスタ流速変換器におけるπ型抵抗回路網を示す回
路構成図であり、（ｂ）は正特性サーミスタ流速変換器
におけるＴ型抵抗回路網を示す回路構成図である。
サーミスタ流速変換器におけるπ型抵抗回路網を示す回
路構成図であり、（ｂ）は正特性サーミスタ流速変換器
におけるＴ型抵抗回路網を示す回路構成図である。
【図６】正特性サーミスタの、雰囲気温度の違いによる
風速−出力電流特性図である。
風速−出力電流特性図である。
１…流速検知用センサ １１…ガラス封止型正特性サーミスタ ２…温度補償用センサ ２１…ガラス封止型負特性サーミスタ ３…ＳＵＳ電極ピン ４…ＳＵＳ電極ピン ５…ＰＢＴ樹脂絶縁基板 Ｅ…電源 ＴＨｐ…正特性サーミスタ ＴＨｎ…負特性サーミスタ ＲＬ…負荷抵抗 ＲＰ，ＲＳ，ＲＱ…固定抵抗 Ｒｘ…温度補償回路部 Ｖ１…出力 Ｖｏ…出力電圧
Claims (1)
- 【請求項１】 電源（Ｅ）に直列に正特性サーミスタ
（ＴＨｐ）と負荷抵抗（ＲＬ）が接続され、正特性サー
ミスタ（ＴＨｐ）が自己加熱されることによって負荷抵
抗（ＲＬ）の両端から流速に応じた出力（Ｖ１）が得ら
れるように構成された正特性サーミスタ流速変換器にお
いて、前記負荷抵抗（ＲＬ）の両端には温度補償回路部
（Ｒｘ）が接続されており、該回路部（Ｒｘ）は、負特
性サーミスタ（ＴＨｎ）に並列に接続された固定抵抗
（ＲＰ）と、負特性サーミスタ（ＴＨｎ）に直列に接続
された固定抵抗（ＲＳ、ＲＱ）とからなる合成抵抗回路
網よりなり、固定抵抗（ＲＱ）の両端から出力電圧（Ｖ
ｏ）が得られるように構成されていることを特徴とする
正特性サーミスタ流速変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25288097A JPH1183887A (ja) | 1997-09-02 | 1997-09-02 | 正特性サーミスタ流速変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25288097A JPH1183887A (ja) | 1997-09-02 | 1997-09-02 | 正特性サーミスタ流速変換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1183887A true JPH1183887A (ja) | 1999-03-26 |
Family
ID=17243455
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25288097A Pending JPH1183887A (ja) | 1997-09-02 | 1997-09-02 | 正特性サーミスタ流速変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1183887A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108112135A (zh) * | 2018-01-26 | 2018-06-01 | 广州汗马电子科技有限公司 | Led灯具及其电源电路 |
| WO2022163485A1 (ja) * | 2021-01-27 | 2022-08-04 | Koa株式会社 | センサ装置 |
-
1997
- 1997-09-02 JP JP25288097A patent/JPH1183887A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108112135A (zh) * | 2018-01-26 | 2018-06-01 | 广州汗马电子科技有限公司 | Led灯具及其电源电路 |
| CN108112135B (zh) * | 2018-01-26 | 2023-10-27 | 广州汗马电子科技有限公司 | Led灯具及其电源电路 |
| WO2022163485A1 (ja) * | 2021-01-27 | 2022-08-04 | Koa株式会社 | センサ装置 |
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