JPS58158519A - Device for measuring flow rate or flow speed - Google Patents

Device for measuring flow rate or flow speed

Info

Publication number
JPS58158519A
JPS58158519A JP57043558A JP4355882A JPS58158519A JP S58158519 A JPS58158519 A JP S58158519A JP 57043558 A JP57043558 A JP 57043558A JP 4355882 A JP4355882 A JP 4355882A JP S58158519 A JPS58158519 A JP S58158519A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
operational amplifier
output
offset voltage
flow rate
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP57043558A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shunichi Wada
俊一 和田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP57043558A priority Critical patent/JPS58158519A/en
Priority to AU91431/82A priority patent/AU556958B2/en
Priority to US06/449,618 priority patent/US4497203A/en
Priority to DE8282111715T priority patent/DE3273071D1/en
Priority to EP82111715A priority patent/EP0089415B1/en
Publication of JPS58158519A publication Critical patent/JPS58158519A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05Measuring 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 mechanical effects
    • G01F1/20Measuring 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 mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow
    • G01F1/32Measuring 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 mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters
    • G01F1/325Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl
    • G01F1/3287Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl circuits therefor

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve initial starting and operation stability,by imparting a desired offset voltage between the input signals to the two input terminals of an operation amplifier constituting a bridge circuit. CONSTITUTION:A circuit, which controls a hot wire at an approximately constant temperature, is constituted by a resistor 101, the hot wire 102, resistors 103 and 104, and the operation amplifier 106. A diode 503 is connected between the noninverted input terminal of the operation amplifier 106 and the connecting point of resistors 501 and 502. The resistors 501 and 502 form a series circuit. To one end of the series circuit, a voltage Vcc is applied, and the other end is grounded.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、特に、カルマン渦またはスワール渦の生成
数音たとえは、熱線を用いて検出し、かつ周波数特性′
ft良好にするとともにいがなる場合も安定に起動する
ようにした流速または原音測」定装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION In particular, the present invention detects the generated number of Karman vortices or swirl vortices using a hot wire, and
The present invention relates to a flow velocity or original sound measuring device which is designed to have a good flow rate and to operate stably even when there is a burr.

この種の装置は実公昭48−14448号公報に提案さ
れている。この従来例で脱明されている方式は摘発生体
を構#、する柱状物体に設けた負通孔内に熱線金膜け、
簡の生成数を検出する方式であった。
This type of device is proposed in Japanese Utility Model Publication No. 48-14448. The method disclosed in this conventional example is that a hot wire gold film is placed inside the negative through hole provided in the columnar object that constructs the extraction body.
It was a method to detect the number of simplifications produced.

上記の実公昭48−14448号公報でも指六所されて
いるように、被測定流体中に株の熱線を配置させ熱線の
アナログ的な冷却変化を検出する方式では、流速の変化
によシ渦の変化に対応した信号の検出感度が変シ、周波
数特性が悪いなどの欠点があった。
As pointed out in the above-mentioned Japanese Utility Model Publication No. 48-14448, the method of detecting analog cooling changes of hot wires by arranging them in the fluid to be measured does not allow turbulence to occur due to changes in flow velocity. There were drawbacks such as changes in signal detection sensitivity in response to changes in the signal and poor frequency characteristics.

きらに、#J発生体の後流に1対の裸の熱縁を設け、両
方の熱線をそれぞれ定温度制御するようにしてそれぞれ
の熱線のIIJ御伯号の差信号によシ渦信号全検出しよ
うとした場合には、それぞれの熱線に使用した演算増幅
器の特性の差によって、それぞれの検出信号に差が生じ
安定な検出が望めないと云う欠点があった。また、演算
増幅器のオフセット電圧などのばらつきによっては起動
しないこともありうる。
In addition, a pair of bare heating edges is provided downstream of the #J generator, and both heating wires are controlled at a constant temperature, so that the entire vortex signal is determined by the difference signal of IIJ Gohgo of each heating wire. When attempting to detect the hot wires, there is a drawback that stable detection cannot be expected because differences in the characteristics of the operational amplifiers used for the respective hot wires cause differences in the respective detection signals. Furthermore, it may not start due to variations in the offset voltage of the operational amplifier.

ここで、第1図によジ従米の流速まfcは流訂m++′
iE装置について述べる。この第1図において、4゜5
はそれぞれ熱線であジ、両熱線4,5の各端はアースさ
れておシ、熱縁4の他端は演算増幅器21の反転入力端
に接続されているとともに、&[23金介してトランジ
スタ39のエミッタに接続されている。
Here, according to Fig. 1, the flow velocity of the secondary rice, fc, is the flow rate m++'
The iE device will be described. In this figure 1, 4°5
are hot wires, and each end of both hot wires 4 and 5 is grounded, and the other end of the hot wire 4 is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 21, and connected to the transistor via &[23 gold. 39 emitters.

トランジスタ39のエミッタと抵抗23との接続点φ!
は抵抗25〜27を介してアースされており、抵抗25
に並夕1)にサーミスタ31がkkさねている。抵抗2
6と27との接続点は演算増幅器21の非反転入力端に
接続されている。
Connection point φ! between the emitter of the transistor 39 and the resistor 23!
is grounded through resistors 25 to 27, and resistor 25
1) The thermistor 31 is tilted. resistance 2
The connection point between 6 and 27 is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 21.

演算増幅器21の出力端猷抵抗36を介してアースされ
、また、抵抗35を介してトランジスタ390ベースに
接続されている。トランジスタ39のコレクタにはVc
cの電圧が印加されている。
The output end of the operational amplifier 21 is grounded via a resistor 36 and is also connected to the base of a transistor 390 via a resistor 35. The collector of the transistor 39 is connected to Vc.
A voltage of c is applied.

かくして、熱縁4、抵抗23.25〜27、サーミスタ
31とにより、ブリッジN路が構成され、演算増1崩器
21とトランジスタ39を主体にして帰還−路が構成さ
れ、このブリッジ回路と帰還回路とによジ、熱l1ll
!i!4を定温度に制卸するようになっている。この熱
&4の検出出力v1はトランジスタ39のエミッタに椀
われるようになっている。
Thus, the hot edge 4, the resistors 23, 25 to 27, and the thermistor 31 form a bridge N path, and the feedback path is formed mainly from the arithmetic amplifier 21 and the transistor 39. Circuit toyoji, heat l1ll
! i! 4 to a constant temperature. The detection output v1 of the heat &4 is applied to the emitter of the transistor 39.

このエミッタはコンデンサ41と抵抗42を介して演算
増幅器48の非反転入力端に接続されている。
This emitter is connected to a non-inverting input terminal of an operational amplifier 48 via a capacitor 41 and a resistor 42.

同様にして、熱線5の他端は演算増幅器22の反転入力
端に接続されているとともに、抵抗24を介してトラン
ジスタ40のエミッタに接続されている。このエミッタ
全抵抗24との接続点は抵抗28〜30を介してアース
され、抵抗28に並夕0にサーミスタ32が接続されて
い6゜抵抗28と29との接続点は演算増幅器22の非
反転入力端に接続されている。
Similarly, the other end of the hot wire 5 is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 22, and is also connected to the emitter of the transistor 40 via the resistor 24. The connection point with this emitter total resistance 24 is grounded via resistors 28 to 30, and a thermistor 32 is connected to the resistor 28 in parallel with the 6° resistor 28 and 29. Connected to the input end.

演算増幅器22の出力端は抵抗38を介してアースされ
、葦だ、抵抗37を介してトランジスタ40のペースに
接続されている。このトランジスタ40のコレクタには
Vccの電圧が印加爆れている。
The output terminal of the operational amplifier 22 is grounded through a resistor 38 and connected to the base of a transistor 40 through a resistor 37. A voltage of Vcc is applied to the collector of this transistor 40.

かくして、熱線5、抵抗24.28〜30サミスタ32
とによりブリッジ回路が構成されてお9、また、演算増
幅器22とトランジスタ40を主体にして帰還回路が構
成されている。このブリッジN路と帰還回路により、熱
線5を定温度に制御するようになっている。そして、熱
線5の検出出力V2 B )ランジスタ40のエミッタ
に現われるよう罠なっている。
Thus, hot wire 5, resistance 24.28-30 samister 32
A bridge circuit 9 is constituted by the above, and a feedback circuit is constituted mainly by the operational amplifier 22 and the transistor 40. This bridge N path and the feedback circuit control the hot wire 5 to a constant temperature. The detection output V2B of the hot wire 5 is set to appear at the emitter of the transistor 40.

トランジスタ40のエミッタはコンデンサ44と抵抗4
5を介して演算増幅器48の非反転入力端に接続されて
いる。この非反転入力端には抵抗46を介してVccの
電圧が印加されており、また、抵抗47を介してアース
されている。
The emitter of transistor 40 is connected to capacitor 44 and resistor 4.
5 to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 48. A voltage of Vcc is applied to this non-inverting input terminal via a resistor 46, and is also grounded via a resistor 47.

この演算増幅器48の出力端と反転入力端間には抵抗4
3が接続されている。演算増幅器48と抵抗42.43
.45〜47、コンデンサ41.44とによる回路は、
上記出力Vl、Vz  中に含まれるカルマン渦の検出
出力のみを取り出して増幅する回路であり、演算増幅器
48の出力端には出力V3に出力するようになっている
A resistor 4 is connected between the output terminal and the inverting input terminal of this operational amplifier 48.
3 is connected. Operational amplifier 48 and resistors 42 and 43
.. The circuit with 45 to 47 and capacitors 41 and 44 is as follows:
This circuit extracts and amplifies only the detection output of the Karman vortex contained in the outputs Vl and Vz, and outputs it to the output terminal of the operational amplifier 48 as an output V3.

この出力v3は電圧比較器49の反転入力端に加えられ
るようになっている。電圧比較器49の非反転入力端は
抵抗50と51との接続点間に接続されているとともに
、抵抗52を介して出力端に接続されている。抵抗50
と511rs、直列回路を形成し、その一端にはVcc
の電圧が印加され、他端はアースされている。電圧比較
器49の出力端には抵抗53を介してVccの電圧が印
加されている。
This output v3 is applied to the inverting input terminal of the voltage comparator 49. A non-inverting input terminal of the voltage comparator 49 is connected between the connection point of resistors 50 and 51, and is also connected to the output terminal via a resistor 52. resistance 50
and 511rs form a series circuit, one end of which is connected to Vcc.
voltage is applied, and the other end is grounded. A voltage of Vcc is applied to the output terminal of the voltage comparator 49 via a resistor 53.

この電圧比較器49と抵抗50〜53とによる回路は上
記出力■3を出力V4 (パルス出力)に変換する波形
整形回路を構成しており、この出力7番は周波数出力と
なるものである。
This circuit consisting of the voltage comparator 49 and the resistors 50 to 53 constitutes a waveform shaping circuit that converts the output (3) to the output V4 (pulse output), and this output No. 7 is a frequency output.

なお、上記サーミスタ31.32は被測定体の温度を検
出するもので、これにより、熱線4,5の制御4I温度
を流体の温度に応じて適性値に補正するものである。
The thermistors 31 and 32 are used to detect the temperature of the object to be measured, and thereby correct the control 4I temperature of the hot wires 4 and 5 to an appropriate value according to the temperature of the fluid.

上記のように構成された従来の流速または流量測定装置
において、演算増幅器21および22にオフセラ)k圧
、オフセットバイアス電流のばらつきなどが存在する場
合を考察する。
In the conventional flow rate or flow rate measurement device configured as described above, a case will be considered in which variations in the offset bias current, offset bias current, etc. exist in the operational amplifiers 21 and 22.

熱線4と5をほぼ定温度に制御するための回路は全く同
一構成なので解p易いようにこの基本回路を第2図に示
す。
Since the circuit for controlling the heating wires 4 and 5 to a substantially constant temperature has exactly the same configuration, this basic circuit is shown in FIG. 2 for ease of explanation.

この第2図において、101は抵抗で、その抵抗値はR
3,102は熱線でその抵抗(InをRH,103は抵
抗で、その抵抗値はIRI、104は抵抗で、その抵抗
にはR2,106は演算増幅器で入出力の端子電圧をV
+、V−、Voとする。105はV十。
In this Fig. 2, 101 is a resistor whose resistance value is R
3, 102 is a hot wire whose resistance (In is RH), 103 is a resistor whose resistance value is IRI, 104 is a resistor with R2, and 106 is an operational amplifier whose input/output terminal voltage is V
+, V-, Vo. 105 is V ten.

■一端子間に現われるオフセット電圧Vosとする。■Let the offset voltage Vos appear between one terminal.

この場合 RH V−エ□Vo          ・・・(2)R3+
RH 定常状態ではV+=V−・・・(3)′の関係式が成り
立つ。
In this case, RH V-E□Vo...(2) R3+
RH In the steady state, the relational expression V+=V-...(3)' holds true.

この関係式と、オフセット電圧VO8%端子電圧Vo 
 との関係を表わしたのが第3図(a)〜(C)であり
、第3図(a)のVO8= Oの場合にはV十とV−と
は常に一定であり、通常の熱線流速計として使用する場
合にはこの関係でなければならない。
This relational expression and the offset voltage VO8% terminal voltage Vo
Figures 3 (a) to (C) show the relationship between When used as a current meter, this relationship must be met.

しかし、あまシにもVO8= 0に近ずけていくと遂に
は第3図(e)のVos<Oとなり、voが零に近くな
るとV−>V十(V−=V+が安定点)となり、永久に
回路が動作しない状態となってしまう。したがってこの
回路が安定に動作するためにはVO8≧0でなければな
らない。
However, as VO8 approaches 0, Vos<O as shown in Figure 3(e) finally occurs, and when vo approaches 0, V->V0 (V-=V+ is the stable point). As a result, the circuit becomes permanently inoperable. Therefore, in order for this circuit to operate stably, VO8 must be 0.

さらに、第3図(b)に示すように、Vos>Oの場値
が変化する。これはカルマン両検出信号の感度がVO3
0値に依存して変化してしまうことを意味し、第1図で
示したように2本の熱線4,5により検出する場合には
演算増幅器21および22の特性のばらつきによシ検出
出力のバランスがくずれてしまうと云う欠点がある。
Furthermore, as shown in FIG. 3(b), the field value of Vos>O changes. This means that the sensitivity of both Kalman detection signals is VO3.
This means that the detection output changes depending on the zero value, and when detection is performed using two hot wires 4 and 5 as shown in FIG. The disadvantage is that the balance is disrupted.

また、自動車の吸入空気量測定装置にこの装置を適用し
ようとする場合、広い温度範囲で安定に動作する装置で
なくてはならず、演算増幅器21゜22も安価で天童生
産が可能な汎用品でなければならない。このため、演算
増幅器自材でオフセット電圧の調整機能は望めないし、
さらに■十およびV−の値の大きさによりVORが変化
するような場合にはよい調整方法がなかった。
In addition, if this device is to be applied to an automobile intake air amount measurement device, it must be a device that operates stably over a wide temperature range, and the operational amplifiers 21 and 22 are also inexpensive and general-purpose products that can be manufactured in Tendo. Must. Therefore, it is not possible to adjust the offset voltage using the operational amplifier itself.
Furthermore, there is no good adjustment method in cases where the VOR changes depending on the magnitude of the values of 10 and V-.

この発明は、上記従来の欠点を除去するためになされた
もので、ブリッジ(ロ)蹟の平賀点が所望の値となるよ
うに、オフセット電圧全印加するか、もしくはコントロ
ールするための回路を付加することによp5演算増幅器
のオフセット電圧あるいは周波数特性の影臀により鵜の
信号の検出感度が変ると太う欠点を解消するとともに、
2本の感熱素子を杓いて簡信号全検出する場合のそれぞ
れの検出感度の差が生じないように改善することができ
、しかもきらにいかなる場合にでも安定に起動する流速
または原音測定装kを提供すること全目的とする。
This invention was made in order to eliminate the above-mentioned drawbacks of the conventional technology, and either applies the entire offset voltage or adds a control circuit so that the Hiraga point of the bridge (b) has a desired value. By doing this, the disadvantage that the detection sensitivity of the cormorant signal changes due to the offset voltage or frequency characteristics of the P5 operational amplifier is eliminated, and
It is possible to improve the detection sensitivity so that there is no difference in detection sensitivity when detecting all the signals by using two heat-sensitive elements, and also to create a flow velocity or original sound measuring device that can stably start up under any circumstances. The entire purpose is to provide.

以下、この発明の流速または流量測定装置の実施例につ
いて図面に基づき説明する。第4図(a)はその−実施
例に適用される流体中の渦発生体を示す図であシ、第4
図(b)はその絢発生体の拡大斜視図である。この第4
図(a)、第4図(b)の両面において、1は導管であ
シ、この導管1円に流体が矢印Aで示す方向に流れるよ
うになっている。この導管1円には渦発生体2が設けら
れておシ、この渦発生体2の後り、側には規則的なカル
マン―が発生するようになっている。渦発生体2には第
4図(b)より明らかなように、1対の熱線4,5が設
けられており、この熱1fM4 、5はそれぞれ支柱3
によシ支持されている。支柱3Vi、渦発生体2に固定
されている。熱線4,5は左右の渦り1」によp5交互
に規則的に冷却される。
Embodiments of the flow rate or flow rate measuring device of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 4(a) is a diagram showing a vortex generator in a fluid applied to the embodiment.
Figure (b) is an enlarged perspective view of the yarn generator. This fourth
In both figures (a) and 4(b), 1 is a conduit, and fluid flows in the direction indicated by arrow A through this conduit. A vortex generator 2 is provided in one circle of this conduit, and regular Karman waves are generated behind and on the side of the vortex generator 2. As is clear from FIG. 4(b), the vortex generator 2 is provided with a pair of heating wires 4, 5, and these heat 1fM4, 5 are connected to the support 3, respectively.
It is widely supported. The support column 3Vi is fixed to the vortex generator 2. The hot wires 4 and 5 are regularly cooled alternately by the left and right vortices 1''.

第5図は上述の渦発生体2に装着された熱iIMffi
用いたこの発明の流速または流量測定装置の一実施例の
基本構成を示す回路図でろシ、上述の第2図に対応して
いるものでるる。この第5図において、第2図と同一部
分には同一符号を付してその説明を省略し、第5図によ
って新たに付加された部分全重点的に述べることにする
Figure 5 shows the thermal iIMffi attached to the above-mentioned vortex generator 2.
This is a circuit diagram showing the basic configuration of one embodiment of the flow velocity or flow rate measuring device of the present invention used, and corresponds to the above-mentioned FIG. 2. In FIG. 5, parts that are the same as those in FIG. 2 are given the same reference numerals, and their explanation will be omitted, and the newly added parts will be described with emphasis on all parts.

この第5図において、501および502は抵抗、50
3はダイオードである。ダイオード503は演算増幅器
106の非反転入力端と抵抗501と502との接続点
間に接続されている。抵抗501と502は直夕1」回
路を形成し、この直クリ回路の一端にはVccの電圧が
印加され、他端はアースされている。
In this FIG. 5, 501 and 502 are resistors, and 50
3 is a diode. Diode 503 is connected between the non-inverting input terminal of operational amplifier 106 and the connection point between resistors 501 and 502. The resistors 501 and 502 form a direct current circuit, and a voltage of Vcc is applied to one end of this direct current circuit, and the other end is grounded.

第5図中のVO8がVos < 0とすると電源投入時
つまp vo= oのときV −> V十となり、永久
に起動しないが、付加された抵抗501.502および
ダイオードの効果によりVos<OTh打ち消すように
V十が持ち上げられ、V−<V十 の関係が成立するよ
うに補償することができる。
If VO8 in Fig. 5 is Vos < 0, then when the power is turned on, when p vo = o, V -> V0, and it will not start forever, but due to the effects of the added resistors 501 and 502 and the diode, Vos < OTh It is possible to compensate so that V0 is lifted so as to cancel it out, and the relationship of V-<V0 is established.

第5図中に示した電圧V+およびV−の出力電圧Voに
対する函数関係を第6図に示す。これによると、ダイオ
ード503が逆バイアスされるまで間、■十の傾きが点
線で示すようにもちあげられ、VosがVO8≧0と補
償しうろことがよく解る。
FIG. 6 shows the functional relationship of the voltages V+ and V- shown in FIG. 5 with respect to the output voltage Vo. According to this, it is clearly understood that until the diode 503 is reverse biased, the slope of 10 is raised as shown by the dotted line, and Vos compensates for VO8≧0.

つまp第5図によυ付加された回路による効果が出てい
る。
As shown in Figure 5, the effect of the added circuit is apparent.

これによρ、いかなる場合にも安定に回路を起動させる
ことができる。もちろん第5図中で示した抵抗501の
接続点のVccO値によっては、抵抗501のみでV十
点をゾルアップしても同様の効果が期待できる。
This allows the circuit to be started stably in any case. Of course, depending on the VccO value at the connection point of the resistor 501 shown in FIG. 5, the same effect can be expected even if the resistor 501 alone increases the voltage at the V point.

次に、vos≧0であっても、VO8の値が異なると、
voO値の大きさに応じて検出感度が異なる理由を考え
る。第3図(a)と(b)の場合がこの場合の代表例に
相当する。第3図(a)の場合にはV十=V−となるた
めのV−の傾きはvOにかかわらず常に一定であるが、
第3図(bJではV十=V−となるためのV−の傾きは
vOが大きくなるにしたがって減少して行く。
Next, even if vos≧0, if the value of VO8 is different,
Let us consider the reason why the detection sensitivity differs depending on the magnitude of the voO value. The cases shown in FIGS. 3(a) and 3(b) correspond to typical examples of this case. In the case of Fig. 3(a), the slope of V- is always constant regardless of vO so that V0 = V-,
FIG. 3 (In bJ, the slope of V- for V+=V- decreases as vO increases.

発明者の実験結果では、このV十=V−となるためのV
−の傾きがVOの増大に対応してやや減少ぎみに変化し
て行くときが渦信号を検出する検出感度の安定性にとっ
て最適であ多極端に減少する場合も、逆に増大して行く
場合にも検出可能な周波数範囲を狭めてしまうと云う欠
点がめることが知られている。
According to the inventor's experimental results, V to make this V0=V-
It is best for the stability of detection sensitivity to detect vortex signals when the slope of - changes slightly decreasing in response to an increase in VO. It is also known that the disadvantage of narrowing the detectable frequency range is that it narrows the detectable frequency range.

第7図はこの発明の他の実施例の基本構成図である。こ
の第7図において、701は抵抗で抵抗値R5,702
はダイオードでその順方向電圧全VFとする。演算増幅
器106の非反転入力端は第2図の回路にさらに抵抗7
01とダイオード702の直列回路を介してアースされ
ている。
FIG. 7 is a basic configuration diagram of another embodiment of the present invention. In this Figure 7, 701 is a resistor with a resistance value R5, 702
is a diode and its forward voltage is the total VF. The non-inverting input terminal of the operational amplifier 106 is further connected to the resistor 7 in the circuit of FIG.
01 and a diode 702 in series.

この場合のV十対VOの函数関係μ第8図に示すができ
る。この第8図において、補正されたV十はVosVF
では実線となシVo≧VFでは点線となる。
In this case, the functional relationship μ between V and VO is shown in FIG. In this FIG. 8, the corrected V0 is VosVF
If Vo≧VF, the line becomes a solid line.If Vo≧VF, the line becomes a dotted line.

このvFもしくはRsO値を調整することによシ、演j
1m器106のもつオフセット電圧その他のばらつきを
任意に補正することができる。熱線を左右パラレルに張
った場合に、左右それぞれから得られた検出信号のアン
バランスなとはこれにより任意に調整することが可能で
ある。
By adjusting this vF or RsO value,
Offset voltage and other variations in the 1m meter 106 can be corrected as desired. When the hot wires are stretched in parallel on the left and right sides, it is possible to arbitrarily adjust the unbalanced detection signals obtained from the left and right sides.

第9図は、第7図、第8図に示したようVC調整された
基本回路で渦信号を検出した勘合の出力波形fllを示
す。第9図(a)は流量対出力電圧VQの平均値(Vo
)を示す。この場合の横軸の流量は流速でもよいし、渦
周波数Fとも比例するものである。
FIG. 9 shows the output waveform fll of a circuit in which a vortex signal is detected using the basic circuit adjusted by VC as shown in FIGS. 7 and 8. FIG. 9(a) shows the average value of flow rate versus output voltage VQ (Vo
) is shown. In this case, the flow rate on the horizontal axis may be the flow velocity, or may be proportional to the vortex frequency F.

縦軸のVo は通常の熱線流速計の出力に相当するもの
で、King 0式で表わされるものである。第9図(
&)中のa点とb点での渦信号の検出例を第9図(b)
に示す。a点とb点では流量は約1対2とする。
Vo on the vertical axis corresponds to the output of a normal hot wire anemometer, and is expressed by the King 0 equation. Figure 9 (
Figure 9(b) shows an example of detecting vortex signals at points a and b in &).
Shown below. The flow rates at points a and b are approximately 1:2.

前述のようにVO5が適正値でない場合には渦信号は振
幅も不安定で、異常な高−波成分なども含んだひずみ波
形となる勘合がある。VO8≦0の場合にはこの状況が
あられれる。
As described above, if VO5 is not an appropriate value, the amplitude of the vortex signal is unstable, and the waveform may become distorted, including abnormal high-wave components. This situation can occur if VO8≦0.

第5図および第7図に示した補正によシ振1鴫の#t、
蓋特性(周波数特性)、波形ひずみなどが改善される。
With the correction shown in FIGS. 5 and 7, #t of 1st shift,
Lid characteristics (frequency characteristics), waveform distortion, etc. are improved.

第10図はこの発明の他の実施例の全体的な電気り路を
示す回路図であり、第1図に対応して示したものである
。この第10図において、重複全避けるために、第1図
と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、第
1図とは異なる部分を重点的に述べる。
FIG. 10 is a circuit diagram showing the overall electrical path of another embodiment of the present invention, corresponding to FIG. In FIG. 10, in order to avoid duplication, the same parts as those in FIG. 1 are given the same reference numerals and their explanations are omitted, and the parts different from those in FIG. 1 will be mainly described.

この第10図においては、第5図、第7図の説明からも
明らかなように、演算増(隅器21 、22の非反転入
力端の部分が第1図とは異なるものである。すなわち、
第10図において、演算増幅器21の非反転入力端は第
1図の回路にさらに、抵抗61とダイオード62との直
タリ回路金介してアースされているとともに、抵抗65
を介してVccの電圧が印加されている。
In FIG. 10, as is clear from the explanation of FIGS. 5 and 7, the non-inverting input terminals of the corner devices 21 and 22 are different from those in FIG. ,
In FIG. 10, the non-inverting input terminal of the operational amplifier 21 is further grounded to the circuit of FIG.
A voltage of Vcc is applied via.

同様にして、演算増幅器22の非反転入力端は抵抗63
とダイオード64の直タリ回路を介してアースされてい
るとともに、抵抗66を介してVccの電圧が印加され
ている。
Similarly, the non-inverting input terminal of the operational amplifier 22 is connected to the resistor 63.
It is grounded through a direct circuit of a diode 64 and a voltage of Vcc is applied through a resistor 66.

このようにすることにより、抵抗66.67によりブリ
ッジ回路の非反転入力端側は強制的に正のオフセット電
圧VO8≧0が印加されたことにな   □る。これに
演算増幅器自身のオフセット電圧その他の不平衡成分が
加算すれ、この加算成分が熱線4供IJのブリッジと熱
線5鉤で異なったとする。
By doing this, the positive offset voltage VO8≧0 is forcibly applied to the non-inverting input terminal side of the bridge circuit by the resistors 66 and 67. It is assumed that the offset voltage of the operational amplifier itself and other unbalanced components are added to this, and that the added components are different between the bridge of the four hot wires and the five hot wires.

この場合、それぞれのブリッジ(ロ)路は容易に起動で
きるが上述のようにアンバランスがあるために、検出出
力VlとV2の流量(つまり渦周波数)に対応した検出
感度に差が生じる。この差に抵抗61または63の値を
調整することにより容易にバランスさせることができる
In this case, each bridge (b) path can be activated easily, but since there is an imbalance as described above, a difference occurs in the detection sensitivity corresponding to the flow rate (that is, the vortex frequency) of the detection outputs Vl and V2. This difference can be easily balanced by adjusting the value of the resistor 61 or 63.

第11図はこの発明のさらに異なる他の実施例の回路図
であり、第10図と異なる点は熱線4゜5を含むブリッ
ジ回路の接続点を演算増幅器21゜220非反転入力端
子へ接続するようにブリッジ回路を構成した点である。
FIG. 11 is a circuit diagram of still another embodiment of the present invention, and the difference from FIG. 10 is that the connection point of the bridge circuit including the hot wire 4.5 is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 21.220. The point is that the bridge circuit is configured as follows.

すなわち抵抗65および66は正のオフセット電圧を印
加するためのものでこれにより電源投入時の初期の起動
を確実にし、さらに出力電圧v1およびV2のバランス
および安定性をhbするためのものである。ところで抵
抗65と66たけではオフセット電圧その他の影w’を
片側のみしか補正できない。逆方向を補正するだめの手
段が抵抗61゜63およびダイオード62.64である
That is, the resistors 65 and 66 are used to apply a positive offset voltage, thereby ensuring initial start-up when the power is turned on, and further ensuring the balance and stability of the output voltages v1 and V2. However, with only the resistors 65 and 66, the offset voltage and other effects w' can be corrected only on one side. The means for correcting the reverse direction are resistors 61.63 and diodes 62.64.

この両者によシ、出力VlおよびV2に生じるアンバラ
ンスを容易にhiすることが可能である。
With both of these, it is possible to easily reduce the imbalance occurring in the outputs Vl and V2.

これらの効果および対策原理については前述したように
Voに対する■十および■−の特性をグラフにしてみる
と容易に理解できる。オフセット電圧の印加個P)rは
何個所であっても、ブリッジ回路のどの辺でおっても、
同様の効果が期待できる。
These effects and countermeasure principles can be easily understood by graphing the characteristics of (10) and (2) - with respect to Vo as described above. No matter how many places P)r the offset voltage is applied to, no matter where it is on the bridge circuit,
Similar effects can be expected.

Vo  O値に応じてより細かく制御するようにすれは
、烙らによい。
It would be better to have more fine control depending on the VoO value.

また熱線はザーミスタ、ボソスタ、ダイオード、トラン
ジスタその他の感熱素子であってもよい。
Further, the heating wire may be a thermistor, a bossostar, a diode, a transistor, or other heat-sensitive element.

なお、上記各実施例では2本の熱線音用いるカルマン勧
流量1゛について述べたが、1本であっても、またスワ
ール式崎流蒼計であっても同様の効果が期待できること
は云うまでもない。
In each of the above embodiments, the Karman flow rate of 1゜ using two hot ray sounds was described, but it goes without saying that the same effect can be expected even with one ray sound or with the swirl type Sakiryu Sokei. Nor.

以上説明したとうりこの発明の流速または流量知」定装
置によれば熱線全はtミ一定温度に制御するためのブリ
ッジ回路を構成する演算増幅器の2入力端子の入力信号
間に演算増幅器の出力の随に対応して所望のオフセット
電圧を与えると云う簡単な構成で、回w!r動作の初期
起動と動作安定性を著しく改善できる効果がある。
As explained above, according to the flow velocity or flow rate measuring device of the present invention, the output of the operational amplifier is connected between the input signals of the two input terminals of the operational amplifier constituting the bridge circuit for controlling the temperature of the hot wire to a constant temperature. With a simple configuration that provides a desired offset voltage in response to the number of times w! This has the effect of significantly improving the initial start-up and operation stability of the r operation.

さらに、たとえばカルマン渦全2本の熱線の差信号で検
出しようとする場合に、二つの演算増幅器にオフセット
電圧、周波数特性などのほらつきがあっても容易に独立
にバランスさせることができ周波数特性が良好で、しか
も被1111定流体の温度変化に狗の検出感度が伺ら影
響されないと云う効果がある。
Furthermore, when trying to detect the difference signal between two hot wires of Karman vortices, for example, even if the two operational amplifiers have irregularities in offset voltage, frequency characteristics, etc., they can be easily balanced independently. This has the effect that the detection sensitivity of the dog is not affected by the temperature change of the constant fluid to be subjected to 1111.

一′また、演算増幅器自身にオフセット電圧調螢の機能
が備わっていなくても、すべて外部入出力端子で設定で
きるため、安価な汎用の素子で所望の機能が実現できる
効果がある。
1'Also, even if the operational amplifier itself is not equipped with an offset voltage adjustment function, all settings can be made using external input/output terminals, so the desired function can be achieved using inexpensive general-purpose elements.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来の流速または流量測定装置の回路図、第2
図は第1図の流速または流量測定装置における要部の基
本回路図、第3図(a、lないし第3図(e)は第2図
の基本回路における演算増幅器の動作を説明するための
入出力電圧とオフセット電圧の関係を説明するための動
作特性を示す図、第4図(a)はこの発明の流速または
流量測定装置に適用される導管内の流体中に渦発生体に
より渦を生じる状態を示す図、第4図(b、lは同上渦
発生体の拡大斜視図、第5図はこの発明の流速または流
量mlJl装定の一実施例における要部の基本回路図、
菌6図に第5図の基本回路図における演算増幅器の入出
力電圧とオフセット霜、圧の関係を説明するための動作
特性図、第7図はこの発明の流速または流量測定装置の
第2の実施例における要部の基本回路図、第8図は第7
図の基本仲j路における演算増幅器の入出力電圧とオフ
セットの関係を説明するだめの動作特性図、第9図(a
〕および第9図(b)は第7図の基本回路における演算
増幅器の出力−圧の波形を示す図、第10図および第1
1図はそれぞれこの発明の流速または流量測定装置の異
なる実施例の全体の回路図である。 1・・・導管、2・・・渦発生体、4,5・・・熱線、
21゜22.48,106・・・演算増幅器、23〜3
0゜35〜38.42.43.45〜47.50〜53
゜61.63,65,66.501〜503・・・抵抗
、31.32・・・サーミスタ、39.40−・・トラ
ンジスタ、62.63.503・・・ダイオード。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す1、 代理人  葛 野 伯 − 第2図 第3図 (a) (c) Vos < 0 第4図 第5図 第6図 柔7図 第8図 第9図 (a) 0、sb、s、    Qoc■oqF(b)
Figure 1 is a circuit diagram of a conventional flow rate or flow rate measuring device;
The figure is a basic circuit diagram of the main parts of the flow rate or flow rate measuring device shown in Fig. 1, and Fig. 3 (a, 1 to 3 (e) is a basic circuit diagram for explaining the operation of the operational amplifier in the basic circuit of Fig. 2. FIG. 4(a) is a diagram showing operating characteristics for explaining the relationship between input/output voltage and offset voltage. A diagram showing the state that occurs, FIG. 4 (b, l are enlarged perspective views of the same vortex generator as above, FIG. 5 is a basic circuit diagram of the main part in an embodiment of the flow velocity or flow rate mlJl installation of the present invention,
Figure 6 is an operating characteristic diagram for explaining the relationship between the input/output voltage, offset frost, and pressure of the operational amplifier in the basic circuit diagram of Figure 5, and Figure 7 is the second diagram of the flow velocity or flow rate measuring device of the present invention. The basic circuit diagram of the main part in the embodiment, FIG.
FIG. 9 (a
] and FIG. 9(b) are diagrams showing the output-pressure waveform of the operational amplifier in the basic circuit of FIG. 7, and FIG.
1 is an overall circuit diagram of a different embodiment of a flow rate or flow rate measuring device according to the invention, respectively. 1... Conduit, 2... Vortex generator, 4, 5... Heat wire,
21゜22.48,106... operational amplifier, 23~3
0°35~38.42.43.45~47.50~53
゜61.63, 65, 66.501-503...Resistor, 31.32...Thermistor, 39.40-...Transistor, 62.63.503...Diode. In addition, the same reference numerals in the figures indicate the same or equivalent parts. Figure 9 (a) 0, sb, s, Qoc■oqF (b)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 tl+被測足流体中に設けられた渦発生体、この渦発生
体により被測定流体の流速または流量を流体的な変化を
検出して電気信号の周波数の変化として検出する少なく
とも1個の感熱素子、この感熱累子全1辺に言むブリッ
ジ回路、ブリッジの不平衡電圧をそれぞれ演算増幅器の
反転および非反転入力端子に710え、演算増幅器の出
力全上記ブリッジ回路に帰環して前記感熱素子の@度を
ほぼ一定温度となるように制御するとともにこの演算増
幅器の出力中よシ十g=#8の発生数に対応する周波数
の笈化伯号を検出する手段、上記演算増幅器の出力が規
定の電圧以下の場合においても上記プリツノ回路が起動
するように、演算増幅器の反転および非反転入力端間に
所望のオフセット電圧を印加する手段、上記オフセット
電圧の作用を上記演算増幅器の出力のf直が所望の1直
となるように節J御するとともr(、上記ブリッジ回路
の平衡点を所望の値に制御する手段全伽えてなる流速丑
たは流奮創足装良。 (2)感熱素子はih発生体に対して左右対称に配役格
れた熱線で構成され、左右の熱線のはらっきおよび演舞
場l118器のオフセット電圧および特性のはらつきを
補償するために演算増幅器の反転および非反転入力1@
間にbr望のオフセット電圧全印加する手段、演算増幅
器の出力にXq范・してこのオフセット電圧がル[望の
値に変化するようにブリッジ(ロ)W@全栴成する手段
′fc備えたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の流速または流量1t(11定装置。 t31自動車の吸入通路に設けられ、自動車の吸入空気
−1全計画することを特徴とする特許Hs求の範囲第1
項および第2項記載の流速または流亀動定装置。
[Claims] tl+ A vortex generator provided in the fluid to be measured; this vortex generator detects a fluid change in the flow velocity or flow rate of the fluid to be measured, and detects it as a change in the frequency of an electrical signal. At least one heat-sensitive element, a bridge circuit on one side of the heat-sensitive resistor, the unbalanced voltage of the bridge are respectively applied to the inverting and non-inverting input terminals of the operational amplifier, and the output of the operational amplifier is all returned to the bridge circuit. Means for controlling the temperature of the heat-sensitive element so as to maintain a substantially constant temperature, and detecting a frequency corresponding to the number of occurrences of #8 in the output of the operational amplifier; means for applying a desired offset voltage between the inverting and non-inverting input terminals of the operational amplifier so that the Pritsuno circuit is activated even when the output of the operational amplifier is below a specified voltage; When the node J is controlled so that the f-direction of the output of the operational amplifier becomes the desired one-direction, the means for controlling the equilibrium point of the bridge circuit to a desired value are also changed. (2) The heat-sensitive element is composed of heating wires arranged symmetrically with respect to the IH generator, and is used to compensate for the fluctuation of the left and right heating wires and the offset voltage and characteristic fluctuations of the performance hall. The inverting and non-inverting inputs of the operational amplifier 1@
Means for applying the entire desired offset voltage between the bridges and means for applying the entire desired offset voltage to the output of the operational amplifier so that the offset voltage changes to the desired value is provided. A flow rate or flow rate 1t (11 constant device) according to claim 1, characterized in that the device is provided in an intake passage of an automobile, and is designed to completely plan the intake air of the automobile. range 1
2. A device for measuring flow velocity or flow velocity according to paragraphs 2 and 2.
JP57043558A 1982-03-15 1982-03-15 Device for measuring flow rate or flow speed Pending JPS58158519A (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57043558A JPS58158519A (en) 1982-03-15 1982-03-15 Device for measuring flow rate or flow speed
AU91431/82A AU556958B2 (en) 1982-03-15 1982-12-13 Measurement of flow velocity
US06/449,618 US4497203A (en) 1982-03-15 1982-12-14 Apparatus for measuring flow velocity
DE8282111715T DE3273071D1 (en) 1982-03-15 1982-12-16 Apparatus for measuring flow velocity
EP82111715A EP0089415B1 (en) 1982-03-15 1982-12-16 Apparatus for measuring flow velocity

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57043558A JPS58158519A (en) 1982-03-15 1982-03-15 Device for measuring flow rate or flow speed

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS58158519A true JPS58158519A (en) 1983-09-20

Family

ID=12667075

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57043558A Pending JPS58158519A (en) 1982-03-15 1982-03-15 Device for measuring flow rate or flow speed

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS58158519A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4459847A (en) Vortex shedding device
US4583683A (en) Air conditioning system utilizing a Karman vortex detecting type flowmeter
JPS6135311A (en) Hot wire type flow velocity detecting device
JPS58158519A (en) Device for measuring flow rate or flow speed
JP2000018989A (en) Ratiometric output-type heating resistor-type air flowmeter
US4497203A (en) Apparatus for measuring flow velocity
EP0072033A2 (en) Air flow rate measuring device and an internal combustion engine using the same
JP2001165734A (en) Heat resistance type air flowmeter
JPH04113228A (en) Composite type flow meter
US4485680A (en) Flow velocity measuring apparatus
JPH10148557A (en) Flow rate sensor circuit, and method for adjusting its sensor output
JP2533479B2 (en) Heating resistance type air flow meter
JP3060861B2 (en) Intake air amount measurement device for internal combustion engine
JPS6122908B2 (en)
JPS586416A (en) Compensating system for response properties of hot wire type air flow meter
JPS6261890B2 (en)
JPS5826346Y2 (en) Karman vortex flow meter or current meter
JPS5965212A (en) Device for measuring flow rate or flow speed
JPH075009A (en) Air flowrate measuring device of engine, fuel injection controller, and flow sensor to be used therein
JPS59136619A (en) Vortex flowmeter
JP2965808B2 (en) Eddy detection circuit
JPS58208623A (en) Vortex flowmeter
JP2966190B2 (en) Vortex flow meter
JPS5984113A (en) Measuring device of flow rate of flow speed
RU2137139C1 (en) Thermal anemometer of constant temperature