JPS5864510A - Mass flowrate controller - Google Patents

Mass flowrate controller

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Publication number
JPS5864510A
JPS5864510A JP15736381A JP15736381A JPS5864510A JP S5864510 A JPS5864510 A JP S5864510A JP 15736381 A JP15736381 A JP 15736381A JP 15736381 A JP15736381 A JP 15736381A JP S5864510 A JPS5864510 A JP S5864510A
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JP
Japan
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signal
resistor
mass flow
amplifier
flow controller
Prior art date
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Pending
Application number
JP15736381A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ジエ−ムス・エツチ・ドイル
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.)
Thermco Products Corp
Original Assignee
Thermco Products Corp
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Publication of JPS5864510A publication Critical patent/JPS5864510A/en
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は質量流量制御器に関するものである。[Detailed description of the invention] This invention relates to mass flow controllers.

半導体の製造業者は通常、ホウ素およびリンのような第
1II族または第V族の元素でシリコン結晶あるいはシ
リコン多結晶基板をr−デする拡散炉を用いて、半導体
を製造している。+y−ゾ剤および受動化化合物は、拡
散炉に流入するがスの流れによって供給される。代表的
ながスとしては水素、塩化水素、窒素、酸素、シランな
どがある。シリコン内のドーピング材料の濃度は、予想
される一様な電気特性を持つ半導体を得るために、極め
て精密に制御される必要があることが認められると思う
。すなわち、拡散炉に供給されるガスの量を精密に計測
することが必要である。さらに、炉の中で2つ以上のガ
スが反応されることがある。この場合、がス流量測定の
ために、精密な化学量の割合が保たれなければならない
Semiconductor manufacturers typically manufacture semiconductors using diffusion furnaces that r-degrade silicon crystals or silicon polycrystalline substrates with Group III or Group V elements such as boron and phosphorous. The +y-sol agent and passivating compound are supplied by the gas stream entering the diffusion furnace. Typical gases include hydrogen, hydrogen chloride, nitrogen, oxygen, and silane. It will be appreciated that the concentration of doping materials within silicon needs to be very precisely controlled in order to obtain a semiconductor with the expected uniform electrical properties. That is, it is necessary to accurately measure the amount of gas supplied to the diffusion furnace. Additionally, more than one gas may be reacted in the furnace. In this case, precise stoichiometric proportions must be maintained for gas flow measurements.

先行技術により、定電流発生器から給電されるブリッジ
を持つ多くの電子装置が明らかにされている。ブリッジ
は通常、その主ガス流または分岐内にまたはそれに熱を
良く伝導する位置に置かれた1対の抵抗器を備え、一方
の抵抗器は他方の抵抗器よシ上流に配置されている。ブ
リッジに電流が供給されると、上流および下流の両抵抗
器はこれを流れるガスに移される熱を発生する。上流抵
抗器は下流抵抗器よシも多く冷却され、上流抵抗器と下
流抵抗器との間の接続点の電圧を変えさせる。この接続
点の電圧変化は増幅され、設定値電圧と比較されて、計
測弁を制御するサーボ増幅器に供給される誤差信号を作
る。
The prior art reveals many electronic devices with bridges powered by constant current generators. A bridge typically includes a pair of resistors placed in or in a position that provides good thermal conduction to the main gas flow or branch, one resistor being located upstream of the other resistor. When current is applied to the bridge, both the upstream and downstream resistors generate heat that is transferred to the gas flowing through them. The upstream resistor is also cooled more than the downstream resistor, causing the voltage at the connection between the upstream and downstream resistors to vary. This junction voltage change is amplified and compared to a setpoint voltage to create an error signal that is fed to a servo amplifier that controls the metering valve.

スターリングの米国特許第3.372,590号は、ベ
ースに接続されたツェナー・ダイオ−Pによってベース
でバイアスされるトランジスタ26を持つ定電流源を使
用する熱流量計を開示している。
U.S. Pat. No. 3,372,590 to Starling discloses a heat flow meter that uses a constant current source with a transistor 26 biased at the base by a Zener diode P connected to the base.

しかし、スターリングの流長゛計は第7図に明示される
とおり、導管90の中の流体の流量に関して非直線の関
係を持つ出力電圧を供給することに社章しなければなら
ない。
However, the Stirling flow meter must provide an output voltage that has a non-linear relationship with respect to the flow rate of fluid in conduit 90, as evidenced in FIG.

拡散炉用の質量流量制御器が作動すべき環境は通常、電
気雑音が多く、熱検出器が受ける比較的遅い変化に対し
て良好な感度を保ちながらすべての制御回路の高周波レ
ス71ソンスを制限するととが望せしい。
The environment in which mass flow controllers for diffusion furnaces must operate is typically electrically noisy, limiting the high frequency response of all control circuits while maintaining good sensitivity to the relatively slow changes experienced by the thermal detector. Then it is desirable.

本発明の主な目的は、がスの流量に関して事実上直線で
ある直線化された信号を与えるために検出信号を調節す
る装置を持つ質量流量制御器を提供することである。
A primary object of the present invention is to provide a mass flow controller having a device for adjusting the detection signal to provide a linearized signal that is substantially linear with respect to gas flow rate.

したがって本発明は、管を通るがスの流量を表す検出信
号を作る熱検出装置と、前記検出信号を受信しかつ増幅
して増幅信号を供給する増幅装置と、最低1個の可変利
得素子を持つ直線信号調節5            
 re 装置であって、前記可変利得素子の前記利得が前記増幅
信号の振幅によって決定され、前記可変利得素子が前記
がスの前記流量に正比例する直線化された信号を作るよ
うに前記増幅信号を調節する前記直線信号調節装置と、
前記直線化された信号を設定値信号と比較してそれに応
じて指令信号を作る比較装置と、前記指令信号を受信し
てそれに応じ前記がスの流量を計測する流量弁を制御す
るサーが増幅器とを有することを特徴とする質量流量制
御器を提供する。
Accordingly, the present invention provides a thermal detection device that produces a detection signal representative of the gas flow rate through the tube, an amplifier device that receives and amplifies the detection signal and provides an amplified signal, and at least one variable gain element. Linear signal adjustment with 5
re apparatus, wherein the gain of the variable gain element is determined by the amplitude of the amplified signal, and the variable gain element adjusts the amplified signal such that it produces a linearized signal that is directly proportional to the flow rate of the gas. the linear signal conditioning device for adjusting;
A comparison device that compares the linearized signal with a set value signal and generates a command signal accordingly, and an amplifier that receives the command signal and controls a flow valve that measures the flow rate of the gas in response to the command signal. Provided is a mass flow controller characterized in that it has the following.

好適実施例において、質量流量制御器は、導管を通るガ
スの流量を熱検出するために分岐導管に対して熱を良く
伝導する関係位置に置かれた上流抵抗器レグと下流抵抗
器レグを持つブリッジに定電流を供給するツェナー・ダ
イオード・バイアスによる定電流発生器を備えている。
In a preferred embodiment, the mass flow controller has an upstream resistor leg and a downstream resistor leg positioned in a thermally conductive relationship to the branch conduit for thermally sensing the flow rate of gas through the conduit. It has a Zener diode biased constant current generator that supplies constant current to the bridge.

良好なりCレスポンスおよび最小の高周波利得を持つ可
変利得ブリッジ増幅器がブリッジに接続されて、分岐導
管を通るがスの流量に応じてブリッジの上流および下流
アームの相対温度差を表す増幅された検出)     
                  A電圧信号を作
る。ブリッジ増幅器には、その利得を使用者が選択でき
るように使用者が調節できるインピーダンスを持つ帰還
ループが含まれている。
A variable gain bridge amplifier with a good C response and minimal high frequency gain is connected to the bridge to provide an amplified detection representing the relative temperature difference between the upstream and downstream arms of the bridge depending on the flow rate of gas through the branch conduit.
Create an A voltage signal. The bridge amplifier includes a feedback loop with a user adjustable impedance so that the gain can be selected by the user.

精密制限器として作られた複数個の演算増幅器が相互に
並列に接続され、ブリッジ増幅器からの出力信号を受信
する。各精密制限器は、ブリッジ増幅信号の直線化を少
しずつ作るように組立ての間に調節される。制限された
高周波利得を持つ比較器は、設定値信号および少しずつ
直線化された信号を受信して、直線化された信号と設定
値信号との差に比例した振幅を持つ比較器出力信号を与
える。比較器出力信号は、ソレノイド制御弁を駆動する
サーボ増幅器に供給される。容fit IJアクタンス
を持つ帰還ループは、サー1ぐ増幅器から帰還信号が直
線化された信号に加えられる比較器の入力端子に接続さ
れる9 本発明の質量流量制御器は極めて精密だが、高周波電気
雑音を比較的少は難い。
A plurality of operational amplifiers configured as precision limiters are connected in parallel with each other and receive the output signal from the bridge amplifier. Each precision limiter is adjusted during assembly to create a gradual linearization of the bridge amplified signal. A comparator with limited high frequency gain receives the setpoint signal and the incrementally linearized signal and produces a comparator output signal with an amplitude proportional to the difference between the linearized signal and the setpoint signal. give. The comparator output signal is provided to a servo amplifier that drives a solenoid control valve. A feedback loop with an IJ actance is connected to the input terminal of a comparator where the feedback signal from the amplifier is added to the linearized signal.9 Although the mass flow controller of the present invention is extremely precise, it It is difficult to keep the noise relatively low.

本発明の他の特徴は、付図に照らして明細書および特許
請求の範囲を熟読すれば、当業者にとつて明白になると
思う。
Other features of the invention will become apparent to those skilled in the art from reading the specification and claims in light of the accompanying drawings.

いま図面および第1図から、本発明を具体化する質量流
量制御器10が示されている。質量流量制御器10には
、ブリッジ14に電流を供給するように接続された定電
流発生器12がある。ブリッジ14には、がス流れライ
ンの分岐管内に置かれている数字16および18によっ
てそれぞれ表される1対の抵抗器がある。本実施例では
、抵抗器16と抵抗器18はおのおの1巻当たり1Ω、
約50巻の抵抗線から成り、分岐管の回りに巻かれて、
それに熱を良く伝導し、抵抗器16は抵抗器18の上流
にある。ブリッジ増幅器20は、帰還ループ22の接地
部分においてインピーダンスを変えることによって使用
者があらかじめ選択し得る可変利得を有し、ブリッジ1
4に接続されて、抵抗器16および18を流れるがスに
起因する抵抗器16および18の抵抗の変化差に比例す
る出力信号を作る。ブリッジ増幅器20の出力信号は、
複数個の精密制限回路から成る直線化回路網24に供給
される。直線化回路網24は、がスの流量に正比例する
事実上直線の電圧を比較器26に供給スる。ワイパ・1
1eテンシヨメータ28の運動によって選択される使用
が選択し得る設定値電圧も比較器26に供給される。サ
ー4ぐ増幅器30は比較器26からの出力信号を受信し
て、ガス流れラインを通るがスの流れを計測する周知の
ソレノイP弁32に駆動電流を供給する。
Referring now to the drawings and FIG. 1, there is shown a mass flow controller 10 embodying the present invention. Mass flow controller 10 has a constant current generator 12 connected to supply current to bridge 14 . Bridge 14 has a pair of resistors, represented by numbers 16 and 18, respectively, located in the branch pipes of the gas flow line. In this embodiment, each of the resistors 16 and 18 has a resistance of 1Ω per turn.
It consists of about 50 turns of resistance wire, wrapped around a branch pipe,
Resistor 16 is upstream of resistor 18, which conducts heat well thereto. The bridge amplifier 20 has a variable gain that can be preselected by the user by changing the impedance in the ground portion of the feedback loop 22, and the bridge 1
4 to produce an output signal proportional to the difference in resistance change of resistors 16 and 18 due to gas flowing through resistors 16 and 18. The output signal of the bridge amplifier 20 is
A linearization network 24 consisting of a plurality of precision limiting circuits is provided. Linearization network 24 provides a substantially linear voltage to comparator 26 that is directly proportional to the gas flow rate. Wiper 1
A setpoint voltage is also supplied to the comparator 26, the use of which may be selected by movement of the 1e tensiometer 28. A circuit amplifier 30 receives the output signal from the comparator 26 and provides drive current to a conventional solenoid P valve 32 that measures gas flow through the gas flow line.

いま第2A図から、電圧信号ががスの流量を表すことを
保証するブリッジ14からの安定電圧信号を供給するた
めに、定電流発生器12は調整済+15v電圧源に接続
点42で接続される抵抗器40を含む。IJ −y 4
4は+15V電圧を逆バイアスされたツェナー・タイオ
ー1246に供給するとともに、演算増幅器50の供給
レール48に供給する。抵抗器52ば抵抗器40に接続
されている。抵抗器52は増幅器50の反転端子54に
給電する。演算増幅器50の非反転端子56はツェナー
・ダイオード46のカソード46、および接地リード5
9に接続される抵抗器58に接続されている。ツェナー
・ダイオード46によって15■電源電圧を6■下回る
ように保たれる調整済正電圧が、演算増幅器50の非反
転端子56に供給される。演算増幅器50の出力端子6
2と反転入力端子50との間の帰還ループにコンデンサ
60が接続されており、演算増幅器の高周波利得が制限
され、それによって演算増幅器50からの出力信号の発
振が防止される。抵抗器52は反転端子54に流れる電
流を制限する。抵抗器64が出力端子62および電解コ
ンデンサ60に接続されて、PNP )ランジスタロ8
のベースに流れ込む電流を制限する。トランジスタ68
のエミッタ70は抵抗器40と52の接続点に接続され
ている。コレクタ72はブリッジ14に接続されている
。演算増幅器50は、リード75全通して一15V供給
点75&に接続される電力供給レール74をも備えてい
る。
Now referring to FIG. 2A, constant current generator 12 is connected at node 42 to a regulated +15V voltage source to provide a stable voltage signal from bridge 14 that ensures that the voltage signal is representative of the gas flow rate. It includes a resistor 40. IJ-y 4
4 provides a +15V voltage to the reverse biased Zener diode 1246 and to the supply rail 48 of the operational amplifier 50. Resistor 52 is connected to resistor 40. A resistor 52 powers an inverting terminal 54 of amplifier 50. Non-inverting terminal 56 of operational amplifier 50 is connected to cathode 46 of Zener diode 46 and ground lead 5.
9. The resistor 58 is connected to the resistor 58 connected to the A regulated positive voltage, held by Zener diode 46 at 6 µ below the 15 µ supply voltage, is provided to a non-inverting terminal 56 of operational amplifier 50. Output terminal 6 of operational amplifier 50
A capacitor 60 is connected in the feedback loop between the operational amplifier 2 and the inverting input terminal 50 to limit the high frequency gain of the operational amplifier and thereby prevent the output signal from the operational amplifier 50 from oscillating. Resistor 52 limits the current flowing to inverting terminal 54. A resistor 64 is connected to the output terminal 62 and the electrolytic capacitor 60 to
limits the current flowing into the base of the transistor 68
The emitter 70 of is connected to the junction of resistors 40 and 52. Collector 72 is connected to bridge 14 . The operational amplifier 50 also includes a power supply rail 74 connected across leads 75 to a -15V supply point 75&.

ブリッジ14は、2個のレグを含む抵抗器16および1
8を備えている。固定抵抗器76は抵抗器16およびト
ランジスタ68のコレクタ72に接続されている。固定
抵抗器78は接地リード59および抵抗器18に接続さ
れている。ポテンショメータ80は抵抗器76と78と
の間に接続されている。ポテンショメータ80は構造の
校正段階においてブリッジ増幅器20をゼロにするため
に用いられる。ポテンショメータ80からのワイパ82
は、ブリッジ増幅器20の反転端子84に接続されてい
る。ブリッジ増幅器20は、固定抵抗器90を通って抵
抗器16と18の中間の接続点92に接続される非反転
端子88を持つ演算増幅器86を含む。
Bridge 14 includes resistors 16 and 1 which include two legs.
It has 8. Fixed resistor 76 is connected to resistor 16 and collector 72 of transistor 68. Fixed resistor 78 is connected to ground lead 59 and resistor 18 . Potentiometer 80 is connected between resistors 76 and 78. Potentiometer 80 is used to zero bridge amplifier 20 during the calibration stage of the structure. Wiper 82 from potentiometer 80
is connected to the inverting terminal 84 of the bridge amplifier 20. Bridge amplifier 20 includes an operational amplifier 86 having a non-inverting terminal 88 connected through a fixed resistor 90 to a junction 92 intermediate resistors 16 and 18 .

ガスが分岐管を流れるにつれて、抵抗器16および18
によって作られる熱はがスに移される。
As the gas flows through the branch pipe, resistors 16 and 18
The heat produced by the gas is transferred to the gas.

ガスは下流の抵抗器18よシも上流の抵抗器16でより
冷たいので、上流抵抗器16は選択的に冷却され、した
がって抵抗が低くなり、抵抗器16と18の接続点の電
圧は抵抗器76と78の接続点の電圧に関して上昇され
る。がスの流れが速いほど、抵抗器16と18との間の
温度差は大きくなる。しかし極めて速いガスの流れ速度
では、冷却差効果はもはや検出不可能であり、ここに開
示されたものとは別のガス流量計装置を使用しなければ
ならないであろう。
Since the gas is cooler in the upstream resistor 16 than in the downstream resistor 18, the upstream resistor 16 is selectively cooled and therefore has a lower resistance, and the voltage at the junction of resistors 16 and 18 is lower than that of the resistor. The voltage at the junction of 76 and 78 is increased. The faster the gas flow, the greater the temperature difference between resistors 16 and 18. However, at very high gas flow rates, differential cooling effects are no longer detectable and a gas flow metering device other than that disclosed herein would have to be used.

抵抗器16および18の抵抗の相対変化はブリッジ14
を不平衡にし、演算増幅器860入力端子84および8
8に入力電圧差を供給する。しかし、電圧差は分岐管を
通るがスの流量に正比例しない。ガスの流量を極めて精
密に調節する必要があるので、増幅器86はブリッジ1
4によって作られる差電圧を増幅する。この増幅電圧は
出力端子92で出力される。
The relative change in resistance of resistors 16 and 18 is determined by bridge 14
are unbalanced and operational amplifier 860 input terminals 84 and 8
8 to supply the input voltage difference. However, the voltage difference is not directly proportional to the flow rate of the gas through the branch pipe. Since the gas flow rate needs to be adjusted very precisely, the amplifier 86 is connected to bridge 1.
Amplify the differential voltage created by 4. This amplified voltage is output at the output terminal 92.

増幅器86は、接地リード59と非反転端子88との間
に接続される抵抗器94を持つ差動増幅器として作られ
ている。電解コンデンサ96が抵抗器94と並列に接続
されている。電解コンデンサ96および抵抗器94は、
これらがなければ演算増幅器86によって増幅されると
思われる高周波雑音の低インーーダンス接地通路を与え
る。
Amplifier 86 is constructed as a differential amplifier with resistor 94 connected between ground lead 59 and non-inverting terminal 88. An electrolytic capacitor 96 is connected in parallel with resistor 94. The electrolytic capacitor 96 and resistor 94 are
They provide a low impedance ground path for high frequency noise that would otherwise be amplified by operational amplifier 86.

本発明が作用する拡散炉環境は電気雑音が大きいことが
認められる。この雑音をできるだけ除去することが重要
である。電解コンデンサ96と同じキャパシタンスを持
つ電解コンデンサ98、および抵抗器94と同じ抵抗を
持つ抵抗器100が相互に並列に接続され、かつ演算増
幅器86の反転端子84と出力端子92との間の帰還ル
ーツ101内に接続されている。電解コンデンサ98お
よび抵抗器100も演算増幅器86の高周波レスポンス
すなわち帯域幅を制限し、擬似雑音信号が増幅されない
ようにする。また帰還ループ101内には、固定抵抗器
102およびポテンショメータ104の一部が含まれて
いる。帰還ループ101内にあるポテンショメータ10
4の抵抗の量はタップ106の位置を使用者が選択する
ことによって制御されるので、使用者はブリッジ増幅器
20から所望の相対利得量を選択することができる。ポ
テンショメータ104は、地気59にも接続される固定
抵抗器108に接続されている。
It is recognized that the diffusion furnace environment in which the present invention operates is electrically noisy. It is important to remove this noise as much as possible. An electrolytic capacitor 98 having the same capacitance as the electrolytic capacitor 96 and a resistor 100 having the same resistance as the resistor 94 are connected in parallel with each other, and the feedback roots between the inverting terminal 84 and the output terminal 92 of the operational amplifier 86 are connected in parallel with each other. 101. Electrolytic capacitor 98 and resistor 100 also limit the high frequency response or bandwidth of operational amplifier 86 to prevent spurious noise signals from being amplified. Feedback loop 101 also includes a portion of fixed resistor 102 and potentiometer 104. Potentiometer 10 in feedback loop 101
The amount of resistor 4 is controlled by the user's selection of the location of tap 106 so that the user can select the desired amount of relative gain from bridge amplifier 20. Potentiometer 104 is connected to a fixed resistor 108 which is also connected to ground air 59.

電気回路のレスポンスは、ブリッジ14の熱レスポンス
よりはるかに速い。ブリッジ14の比較的遅いレスポン
スは、セッザ抵抗器16および18内の温度の遅れに起
因する。すなわち、がスの流量が変化すると、端子84
と88の両端の電圧差はすぐには変化しない。温度の遅
れを補償するために、コンデンサ98と抵抗器100に
電解コンデンサ110が接続されている。抵抗器112
は電解コンデンサ110と接地リード59に接続されて
いる。電解コンデンサ110と抵抗器112との組合せ
は、演算増幅器86によって供給される信号に時間的変
化を与え、かつブリッジ14の温度レグを補償する。
The electrical circuit response is much faster than the thermal response of the bridge 14. The relatively slow response of bridge 14 is due to temperature lag within Sezza resistors 16 and 18. That is, when the gas flow rate changes, terminal 84
The voltage difference across 88 and 88 does not change immediately. An electrolytic capacitor 110 is connected to capacitor 98 and resistor 100 to compensate for temperature lag. Resistor 112
is connected to the electrolytic capacitor 110 and the ground lead 59. The combination of electrolytic capacitor 110 and resistor 112 provides a time variation to the signal provided by operational amplifier 86 and compensates for the temperature leg of bridge 14 .

接地すなわち共通リード113がリード59に接続され
ている。1対のフィルタ・コンデンサ114および11
5は、共通り−ド113と、リード75に接続されて点
75aで成端される一15■電源り−¥116との間に
接続されている。もう1対のフィルタ・コンデンサ11
7および118は、共通リード113と、調整済+i 
5VDCの適当な電圧源に点120で接続される+15
v電源IJ−[19との間に接続されている。リーr1
19はリード42にも接続されている。コンデンサ11
4および117は電解コンデンサである。リーP122
はり−+yr5に接続されていて、抵抗器124に一1
5V電圧を供給する。抵抗器124と接地り−IS59
との間にツェナー・ダイオード126が接続されていて
、供給リード128に調整済−6VDC[圧を与える。
A ground or common lead 113 is connected to lead 59. A pair of filter capacitors 114 and 11
5 is connected between the common lead 113 and the power supply lead 116, which is connected to the lead 75 and terminated at a point 75a. Another pair of filter capacitors 11
7 and 118 are the common lead 113 and the adjusted +i
+15 connected at point 120 to a suitable voltage source of 5VDC.
v power supply IJ-[19. Lee r1
19 is also connected to the lead 42. capacitor 11
4 and 117 are electrolytic capacitors. Lee P122
Connected to beam -+yr5 and -1 to resistor 124.
Supply 5V voltage. Resistor 124 and ground - IS59
A Zener diode 126 is connected between the voltage and the voltage to provide a regulated -6VDC pressure to the supply lead 128.

供給IJ−P128は、直線化回路網24に給電する供
給リード129に給電する。直線化回路網24は4個の
精密制限回路を含む。
Supply IJ-P 128 powers supply lead 129 which powers linearization network 24 . Linearization network 24 includes four precision limiting circuits.

ことで25チ精密制限器ともいわれる第1精密制限回路
130は、接地される非反転端子134と反転端子13
6とを持つ演算増幅器132を備え、IJ −)’ 9
3および抵抗器140に接続される抵抗器138から電
流を受けるように接続されている。抵抗器140はり−
P129から一6vの電圧を供給される。抵抗器138
はブリッジ増幅器20から出力信号を供給される。帰還
抵抗器142は反転端子136と抵抗器138との接続
点に接続されている。ダイオード144は抵抗器142
に接続されるとともに、演算増幅器132の出力端子1
46とダイオ−P148との接続点に接続されている。
The first precision limiting circuit 130, which is also called a 25-chi precision limiter, has a non-inverting terminal 134 that is grounded and an inverting terminal 13.
IJ-)' 9
3 and resistor 140 to receive current from resistor 138 . Resistor 140 beam
A voltage of -6v is supplied from P129. resistor 138
is supplied with an output signal from bridge amplifier 20. Feedback resistor 142 is connected to the connection point between inverting terminal 136 and resistor 138. Diode 144 is resistor 142
and output terminal 1 of the operational amplifier 132.
46 and the connection point between diode P148.

ダイオード148は、反転端子136と抵抗器140と
の接続点に接続されている。本実施例では、抵抗器13
8および142はおのおの100にΩの抵抗器であり、
また抵抗器140は499にΩの抵抗器である。増幅器
132は、ブリッジ増幅信号が1.25Vを越えるとき
ブリッジ増幅信号を反転させる。1.25 V以下で、
ポイント・ダイオ−「144は逆バイアスされ、ダイオ
−v148は順バイアスされて、抵抗器142の両端を
地気に保ち、出力信号が供給されないように回路から増
幅器を有効に取シ除く。
Diode 148 is connected to the connection point between inverting terminal 136 and resistor 140 . In this embodiment, the resistor 13
8 and 142 are each 100Ω resistors,
Further, the resistor 140 is a resistor of 499Ω. Amplifier 132 inverts the bridge amplified signal when it exceeds 1.25V. At 1.25 V or less,
Point diode 144 is reverse biased and diode v 148 is forward biased to keep resistor 142 at ground, effectively removing the amplifier from the circuit so that no output signal is provided.

増幅器132の利得曲線の遮断点は、この実施例では1
.25Vである。
The cutoff point of the gain curve of amplifier 132 is 1 in this example.
.. It is 25V.

ブリッジ増幅器20からの出力信号は、問題のがス流量
の全範囲にわたってOvと+5vとの間で変化するよう
に選択される。すなわち、増幅器132の遮断点は約2
5チの流量振幅で生じる。
The output signal from bridge amplifier 20 is selected to vary between Ov and +5v over the entire range of gas flows of interest. That is, the cutoff point of amplifier 132 is approximately 2
This occurs at a flow amplitude of 5 inches.

50q6精密制限器ともいわれる第2精密制限器150
は、接地リード59に接続される非反転入力端子154
および抵抗器158と抵抗器160との接続点に接続さ
れる反転入力端子156を持つ演算増幅器152を備え
ている。抵抗器162は、入力端子156と抵抗器15
8との接続点とダイオード164との間の増幅器152
の帰還ループ内に接続されている。ダイオ−r164は
演算増幅器152の出力端子166に接続されている。
2nd precision limiter 150 also called 50q6 precision limiter
is a non-inverting input terminal 154 connected to the ground lead 59.
and an operational amplifier 152 having an inverting input terminal 156 connected to a connection point between resistors 158 and 160. Resistor 162 connects input terminal 156 and resistor 15
Amplifier 152 between the connection point with 8 and diode 164
connected in the feedback loop. Diode r164 is connected to the output terminal 166 of operational amplifier 152.

ダイオード168はダイオード164と出力端子166
との接続点に接続されている。ダイオード168は抵抗
器160と反転入力端子156との接続点に接続されて
いる。抵抗器158はリード93からブリッジ増幅信号
を受信する。抵抗器160はり−P129から調整済−
6vの電圧を受ける。
Diode 168 connects diode 164 and output terminal 166
connected to the connection point. Diode 168 is connected to the connection point between resistor 160 and inverting input terminal 156. Resistor 158 receives the bridge amplified signal from lead 93. Resistor 160 beam - adjusted from P129 -
Receives a voltage of 6v.

本実施例では、抵抗器158および162はおのおe!
A100xΩの抵抗器であるが、抵抗器169は249
にΩの抵抗器である。演算増幅器152は、ブリッジ増
幅器の出力電圧が+2.50Vを越えているかぎり、ブ
リッジ増幅信号を反転する。ブリッジ増幅信号が+2.
50 V未満のときは、ダイオ−P164はダイオ−P
168が順バイアスされている間ブロック状態に逆バイ
アスされ、それによって演算増幅器152から出力信号
を除去するとともに、それを回路から有効に取り除く。
In this example, resistors 158 and 162 are each e!
It is a resistor of A100xΩ, but resistor 169 is 249
is a resistor of Ω. Operational amplifier 152 inverts the bridge amplified signal as long as the bridge amplifier output voltage exceeds +2.50V. The bridge amplified signal is +2.
When less than 50 V, diode P164 is
168 is reverse biased to the blocked state while forward biased, thereby removing the output signal from operational amplifier 152 and effectively removing it from the circuit.

すなわち、精密制限器150の利得曲線遮断点は+2.
50 Vであり、この実施例では50チの理想のがス流
量に相当する。
That is, the gain curve cutoff point of the precision limiter 150 is +2.
50 V, which corresponds to an ideal gas flow rate of 50 volts in this example.

75チ精密制限器ともいわれる第3N密制限器170は
、接地される非反転入力端子174、および抵抗器17
8と180との接続点に接続される反転入力端子176
を持つ演算増幅器172を備えている。帰還抵抗器18
2は、抵抗器178と反転端子176との接続点に接続
されている。
The third N-tight limiter 170, also called a 75-chi precision limiter, has a non-inverting input terminal 174 that is grounded, and a resistor 17.
Inverting input terminal 176 connected to the connection point between 8 and 180
It is equipped with an operational amplifier 172 having the following functions. Feedback resistor 18
2 is connected to the connection point between the resistor 178 and the inverting terminal 176.

ダイオード184は抵抗器182に接続されている。演
算増幅器172の出力端子186はダイオ−)’184
に接続されている。ダイオード188はダイオ−v18
4と出力端子186との接続点に接続されている。ダイ
オード188は抵抗器180と反転入力端子176との
接続点に接続されている。抵抗器178はリード93か
らブリッジ増幅信号を受けるが、抵抗器180はリード
129から調整済−6■電圧を受ける。ブリッジ増幅器
の電圧が+3.75 Vを越えているかぎり、演算増幅
器172はブリッジ増幅46号を反転する。
Diode 184 is connected to resistor 182. The output terminal 186 of the operational amplifier 172 is a diode)'184.
It is connected to the. Diode 188 is diode-v18
4 and the output terminal 186. Diode 188 is connected to the connection point between resistor 180 and inverting input terminal 176. Resistor 178 receives the bridge amplified signal from lead 93, while resistor 180 receives the regulated -6■ voltage from lead 129. As long as the bridge amplifier voltage exceeds +3.75 V, operational amplifier 172 inverts bridge amplifier 46.

ブリッジ増幅器の電圧が+3.75 V未満であるとき
、ダイオード184は逆バイアスされ、ダイオード18
8は順バイアスされて、演算増幅器172は出力信号を
与えず、それを回路から有効に除去する。すなわち、精
密制限器170の利得曲線遮断点は、最大電圧の75%
に相当する+3.75 Vである。3.75 Vの遮断
点および単位反転利得係数は100KΩ抵抗器178.
100にΩ抵抗器182、および165にΩの抵抗器1
80の各抵抗によって求められる。
When the bridge amplifier voltage is less than +3.75 V, diode 184 is reverse biased and diode 18
8 is forward biased so that operational amplifier 172 provides no output signal, effectively removing it from the circuit. That is, the gain curve cutoff point of precision limiter 170 is 75% of the maximum voltage.
+3.75 V, which corresponds to +3.75 V. A cut-off point of 3.75 V and a unity inverting gain factor of 100KΩ resistor 178.
100Ω resistor 182 and 165Ω resistor 1
80 resistances.

問題の流量の全範171(にわたって正しい係数が得ら
れるように、O〜5■の相当する電圧からのこの例では
、単位利得を持つ反転増幅器として作られた演算増幅器
200がここに提供されている。
In order to obtain the correct coefficients over the entire range of flow rates in question (171), an operational amplifier 200 made as an inverting amplifier with unity gain is provided here in this example from a corresponding voltage of O~5 There is.

抵抗器202は、リーP93と演算増幅器200の反転
端子204との間に接続されている。演算増幅器200
は、非反転端子206および出力端子208をも備えて
いる。帰還抵抗器210は反転端子204と出力端子2
08との間に接続されている。本実施例では、抵抗器2
02および210は同じ100にΩの抵抗器である。増
幅信号は、出力端子208から抵抗器212を通って加
算点213に送られる。
Resistor 202 is connected between Lee P93 and the inverting terminal 204 of operational amplifier 200. operational amplifier 200
also includes a non-inverting terminal 206 and an output terminal 208. Feedback resistor 210 connects inverting terminal 204 and output terminal 2
08. In this embodiment, resistor 2
02 and 210 are the same 100Ω resistors. The amplified signal is sent from output terminal 208 through resistor 212 to summing point 213 .

こうして、増幅器132,152,172および200
はすべて単位利得の反転機能を与えることが認められる
。各増幅器間の唯一の相違は、利得曲線が増幅器132
では+1.25 Vで、増幅器152では+2.50 
Vで、そして増幅器172では+3.75 Vで屈曲す
ることである。完全な0.00〜5.00 Vの範囲は
増幅器200によってカバーされる。
Thus, amplifiers 132, 152, 172 and 200
It is recognized that all provide a unit gain inversion function. The only difference between each amplifier is that the gain curve
at +1.25 V and at amplifier 152 at +2.50 V.
V and +3.75 V at amplifier 172. The complete 0.00 to 5.00 V range is covered by amplifier 200.

少しずつ直線補償を与えるように、それぞれの精密回路
の各出力端子に接続される出力抵抗器の抵抗値が選択さ
れる。本実施例では、各精密制限回路からの出力抵抗器
は、修正する電圧の極性によシ完全反転の演算増幅器2
00の入力または出力側を給電するのに用いられる。本
実施例では、25チ、50%および75チの流[t!、
点が校正のために選択されたが、流量曲線に沿って所望
どおり多くの調節点すなわち校正点を得るように、追加
の精密制限器が並列に加えられることが認められると思
う。
The resistance value of the output resistor connected to each output terminal of each precision circuit is selected to provide gradual linear compensation. In this embodiment, the output resistor from each precision limiting circuit is a fully inverting operational amplifier 2 depending on the polarity of the voltage being modified.
Used to power the input or output side of the 00. In this example, flows of 25 inches, 50% and 75 inches [t! ,
Although points have been selected for calibration, it will be appreciated that additional precision limiters can be added in parallel to obtain as many adjustment or calibration points along the flow curve as desired.

本実施例では抵抗器214および218からの修正係数
は加算点213に一緒に加えられ、その加算点はリード
222を通って演算増幅器226の反転入力端子224
に接続されていることも認められると思う。演算増幅器
226は、接地り一ド59に接続されるとともに帰還抵
抗器232に接続されている出力端子230にも接続さ
れる非反転入力端子228をも備えている。帰還抵抗器
232は、IJ−)? 234を通って演算増幅器22
6の反転端子224に接続されている。帰還抵抗器23
2の値と共に、抵抗器214および218の抵抗値の選
択は、これらの抵抗器を通って加算点213に供給され
るそれぞれの電圧に関する利得を決定することが認めら
れると思う。本実例では抵抗器214および218が増
幅器2000Å力に接続される一方、抵抗器216が増
幅器226の入力に接続されているが、校正測定は他の
場合に少しずつ信号の直線性を生じる別の接続組合せを
要求することが認められると思う。
In this embodiment, the correction coefficients from resistors 214 and 218 are added together to a summing point 213 which is passed through a lead 222 to an inverting input terminal 224 of an operational amplifier 226.
I think it can be recognized that it is connected to Operational amplifier 226 also has a non-inverting input terminal 228 that is connected to ground 59 and also to an output terminal 230 that is connected to feedback resistor 232 . Feedback resistor 232 is IJ-)? 234 to operational amplifier 22
6 is connected to the inverting terminal 224 of No. 6. Feedback resistor 23
It will be appreciated that the selection of the resistance values of resistors 214 and 218, along with the value of 2, determines the gain for the respective voltages supplied to summing point 213 through these resistors. Although in this example resistors 214 and 218 are connected to the amplifier 2000 Å power while resistor 216 is connected to the input of amplifier 226, the calibration measurements may otherwise be made using different I think it would be acceptable to require a connection combination.

増幅器200から抵抗器213に供給される信号は、演
算増幅器226によって反転され、抵抗器216からの
信号に加算される。
The signal provided from amplifier 200 to resistor 213 is inverted by operational amplifier 226 and added to the signal from resistor 216.

出力検出端子236は出力端子230に接続され、10
0Ω抵抗器238は直線化回路網24からの出力を外部
でモニタする出力リード236に接続されている。直線
化された電圧信号は、抵抗器240を通って演算増幅器
246から成る比較器の反転入力端子242に供給され
る。演算増幅器246は非反転端子248および出力端
子250をも備えている。コンデンサ252は入力端子
242と出力端子250との間に接続されている。外部
電圧設定値信号は、リード254を通り、抵抗器256
を通って、入力端子248に接続されるIJ −v 2
5 gに供給される。抵抗器256と接地IJ −)?
 59との間に直列に接続された抵抗器262およびコ
ンデンサ264を含むフィルタ回路網は、高周波雑音信
号を選択的に地気に導くとともに、演算増幅器246の
非反転入力端子248にDC設定値信号のみを供給する
ことによって、演算増幅器246の高周波レスポンスを
制限する。
The output detection terminal 236 is connected to the output terminal 230 and
A 0Ω resistor 238 is connected to an output lead 236 that externally monitors the output from linearization network 24. The linearized voltage signal is applied through a resistor 240 to an inverting input terminal 242 of a comparator consisting of an operational amplifier 246. Operational amplifier 246 also includes a non-inverting terminal 248 and an output terminal 250. Capacitor 252 is connected between input terminal 242 and output terminal 250. The external voltage set point signal is passed through lead 254 to resistor 256.
IJ −v 2 connected to the input terminal 248 through
Served in 5 g. Resistor 256 and ground IJ-)?
A filter network including a resistor 262 and a capacitor 264 connected in series with 59 selectively directs the high frequency noise signal to ground and also outputs a DC set point signal to the non-inverting input terminal 248 of operational amplifier 246. The high frequency response of operational amplifier 246 is limited by providing only

比較器246からの信号は、出力端子250とサーボ増
幅器30との間に接続される抵抗器270に供給される
。その信号はNPN )ランジー’!’ 272のベー
ス274に供給される。トランジスタ272のコレクタ
276とエミッタ278は、PNP電力トランジスタ2
80と共にダーリントン構造に接続されている。トラン
ジスタ280のベース282はコレクタ276に接続さ
れている。エミッタ284は電力供給リードに接続され
ている。コレクタ286は、発振抑制コンデンサ288
を通ってトランジスタ272のエミッタ278に接続さ
れている。バイアス抵抗器290は、エミッタ278と
コンデンサ288との接続点に接続されている。トラン
ジスタ保護ダイオード292は、トランジスタ272の
ベース274とエミッタ278との間に接続されて、ト
ランジスタ272のベース・エミッタ接合部に対する逆
バイアスによる損傷を防止する。
The signal from comparator 246 is provided to a resistor 270 connected between output terminal 250 and servo amplifier 30. That signal is NPN) Rangie'! ' 272 is supplied to the base 274. The collector 276 and emitter 278 of transistor 272 are PNP power transistor 2
80 and connected to the Darlington structure. A base 282 of transistor 280 is connected to collector 276. Emitter 284 is connected to a power supply lead. The collector 286 has an oscillation suppression capacitor 288
is connected to the emitter 278 of transistor 272 through. Bias resistor 290 is connected to the junction of emitter 278 and capacitor 288. Transistor protection diode 292 is connected between base 274 and emitter 278 of transistor 272 to prevent reverse bias damage to the base-emitter junction of transistor 272.

電力は、調整済+12 VDC外部電圧源に接続される
電力供給ライン294から、エミッタ284を通ってト
ランジスタ280に供給される。
Power is provided to transistor 280 through emitter 284 from a power supply line 294 connected to a regulated +12 VDC external voltage source.

フィルタ・コンデンサ296はエミッタ284と接地リ
ード59との間に接続されて、サーボ増幅器供給ライン
から高周波信号を除去する。コレクタ286は帰還ルー
プ298に接続されるとともに、弁制御リード300に
も接続されている。逆バイアスされたダイオ−v302
も弁制御り−、ド300に接続され、ダイオード302
の対向側に置かれる数字304と306によってそれぞ
れ表される1対の端子が備えられる。
A filter capacitor 296 is connected between emitter 284 and ground lead 59 to remove high frequency signals from the servo amplifier supply line. Collector 286 is connected to feedback loop 298 as well as valve control lead 300 . reverse biased diode v302
The valve control circuit 300 is also connected to the diode 302.
A pair of terminals are provided, respectively represented by numerals 304 and 306, located on opposite sides of the terminal.

制御弁32は、拡散炉に流入するがスの制御に用いられ
る周知の電磁ソレノイド制御弁である。
The control valve 32 is a well-known electromagnetic solenoid control valve used to control gas flowing into the diffusion furnace.

トランジスタ280のエミッタ・コレクタ接合部を通過
する電流の量は端子304および306に接続される制
御弁32の弁の開口量を決定することが認められると思
う。
It will be appreciated that the amount of current passing through the emitter-collector junction of transistor 280 determines the amount of valve opening of control valve 32 connected to terminals 304 and 306.

比較器246から供給される信号はトランジスタ272
によって増幅され、電力トランジスタ280を流れる電
流の量を制御する。さらに、流量制御弁32に供給され
る電流の頷は、幹線を通るがスの流量を決定する。電力
トランジスタ280の損傷を最小に押えたり防止するた
めに、電力が除去されるときにソレノイPを囲む磁界が
崩壊すると、ダイオ−p3o2は自らに’fit流を流
すように逆バイアスされる。発振抑制コンデンサ310
は、ダイオード302と抵抗器290との間に接続され
て、コンデンサ288と同じ機能を果たす。
The signal provided by comparator 246 is connected to transistor 272.
controls the amount of current flowing through power transistor 280. Additionally, the current flow supplied to the flow control valve 32 determines the flow rate of the gas through the mains. To minimize or prevent damage to power transistor 280, when the magnetic field surrounding solenoid P collapses when power is removed, diode p3o2 is reverse biased to conduct a 'fit current through itself. Oscillation suppression capacitor 310
is connected between diode 302 and resistor 290 and performs the same function as capacitor 288.

帰還ループ298は、抵抗器322と直列に接続される
コンデンサ320を備えている。抵抗器322は比較器
2460反転入カ端子242に接続されている。比較器
246は抵抗器240を通して供給される高周波成分に
所望以上大幅に応答し得るので、演算増幅器246の帯
域幅すなわち高周波利得を制限するコンデンサ252が
帰還ループ298に備えられている。こうして、帰還ル
ープ298を用いて、弁が比較的ゆっくり調節するよう
に制御弁32に直接供給される電力量を制御することが
望ましい。これが望ましいのは、システムの他の部分に
熱の遅れが存在するからである。コンデンサ320を持
つ帰還ルーフ298は、比較器246、トランジスタ2
72およびトランジスタ280を、オクターブ利得曲線
のロールオフ当たり12デシベルを持つ1個の増幅器と
して扱つ。コンデンサ320は、ロールオフ遮断点の回
りで回路が発振しないように帰還ループに追加されてい
る。
Feedback loop 298 includes a capacitor 320 connected in series with a resistor 322. Resistor 322 is connected to comparator 2460 inverting input terminal 242. Since comparator 246 may be more responsive than desired to high frequency components provided through resistor 240, a capacitor 252 is included in feedback loop 298 to limit the bandwidth or high frequency gain of operational amplifier 246. Thus, it is desirable to use feedback loop 298 to control the amount of power provided directly to control valve 32 such that the valve regulates relatively slowly. This is desirable because thermal lag exists in other parts of the system. Feedback roof 298 with capacitor 320 connects comparator 246, transistor 2
72 and transistor 280 as one amplifier with a 12 dB per octave gain curve rolloff. A capacitor 320 is added to the feedback loop to prevent the circuit from oscillating around the roll-off cutoff point.

したがって、本発明は管を通るがスの流量の比較的小さ
な変化に敏感な質量流量制御回路を提供することが認め
られると思う。直線化回路網は、比較器246に供給さ
れる電圧が管を通るガスの流量に正比例することを保証
するために、流量曲線に沿う多数の点で直線修正を与え
る。比較器246は、管を通るガスの流量の誤差信号量
のどんな変化に対しても高速レスポンスを持つ。キャパ
シタンス252および320は、増幅器246ならびに
サー]ぐ増幅器の高周波利得を制限して、制御弁の行き
過ぎを防ぐために制御弁に位置を比較的ゆっくり調節さ
せる。
It will therefore be appreciated that the present invention provides a mass flow control circuit that is sensitive to relatively small changes in gas flow rate through a tube. The linearization network provides linear corrections at multiple points along the flow curve to ensure that the voltage supplied to comparator 246 is directly proportional to the flow rate of gas through the tube. Comparator 246 has a fast response to any change in the amount of error signal in the flow rate of gas through the tube. Capacitances 252 and 320 limit the high frequency gain of amplifier 246 and the circuit amplifier, forcing the control valve to adjust its position relatively slowly to prevent overshooting of the control valve.

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

第1図は質量流量制御回路のブロック図、第2A図は質
量流量制御回路の一部の概略図、第2B図は質量流量制
御回路の他の一部の概略図である。 10・・・質量流量制御器、12・・・定電流発生器、
14・・・ブリッジ、20・・・ブリッジ増幅器、22
゜101.298・・・帰還ループ、24・・・直線化
回路網、26・・・比較器、30・・・ザーポ増幅器、
32・・・制御弁、46.1.26,144.148,
164゜168.184,188,292,302・・
・ダイオード、50,86,132,152,172゜
200.226,230,232.246・・・演算増
幅器、68.272.280・・・トランジスタ、13
0 、150 、170・・・精密制限回路代理人  
浅 村   皓 手続補正書(自発) 昭和56年12月 1日 特許庁長官殿 1、事件の表示 昭和56年特許願第 157363  号2、発明の名
称 質量流量制御器 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 4、代理人 氏 名    (6669)  浅  村     皓
5、補正命令の日付 昭和  年  月  日 6、補正により増加する発明の数 8、補正の内容  別紙のとおり aロケ1蒔ンn1ンに晴  l 山1SI−亦雨すと1
 )手続補正書(方式) %式% 1、事件の表示 昭和Sz年特r1願第15りθz3  号2、発明の名
称 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 4、代理人 5、補正命令の日付 昭和6ワr年 7月 η口 6、補正により増加する発明の数 7、補正の対象 願書のφ、n′「出願人(i−’、人〕(シj、11X
氏昨ハ個久:任状、及びぞのりく文各1通 図面のiT’;!i  (内′17に変更なし)8、補
正の内容  別紙のとおり
FIG. 1 is a block diagram of the mass flow control circuit, FIG. 2A is a schematic diagram of a part of the mass flow control circuit, and FIG. 2B is a schematic diagram of another part of the mass flow control circuit. 10... Mass flow controller, 12... Constant current generator,
14... Bridge, 20... Bridge amplifier, 22
゜101.298... Feedback loop, 24... Linearization circuit network, 26... Comparator, 30... Zapo amplifier,
32...control valve, 46.1.26, 144.148,
164°168.184,188,292,302...
・Diode, 50,86,132,152,172°200.226,230,232.246...Operation amplifier, 68.272.280...Transistor, 13
0, 150, 170... Precise limit circuit agent
Asamura Akira Procedural Amendment (Voluntary) December 1, 1981 Dear Commissioner of the Japan Patent Office1, Indication of the case 1982 Patent Application No. 1573632, Name of the invention Mass flow controller3, Person making the amendment Case and Relationship between patent applicant 4, agent name (6669) Akira Asamura 5, date of amendment order 6, Showa year, month, day 6, number of inventions increased by amendment 8, content of amendment as shown in the attached sheet a Location 1 Sowing n 1 It's sunny l Mountain 1 SI - It's raining 1
) Procedural amendment (method) % formula % 1. Indication of the case Showa Sz year patent application No. 15 ri θz3 No. 2. Name of the invention 3. Person making the amendment Relationship with the case Patent applicant 4. Agent 5. Date of amendment order July 1939 ηguchi 6, the number of inventions increased by the amendment 7, φ, n' of the application subject to the amendment
Mr. Hiroyuki: One letter of appointment and one copy of drawings each. i (No change in '17) 8. Details of amendments as attached.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)管を通るガスの流量を表す検出信号を作る熱。 検出装置と、前記検出信号を受信しかつ増幅して増幅信
号を供給する増幅装置と、最低1個の可変利得素子を持
つ直線信号調節装置であって、前記可変利得素子の前記
利得が前記増幅信号の振幅によって決定され、前記可変
利得素子が前記がスの前記流量に正比例する直線化され
た信号を作るように前記増幅信号を調節する前記直線信
号調節装置と、前記直線化された信号を設定値信号と比
較してそれに応じて指令信号を作る比較装置と、前記指
令信号を受信してそれに応じ前記ガスの流量を計測する
ガス流量弁を制御するサーボ増幅器と、を有することを
特徴とする質量流量制御器。
(1) Heat that creates a detection signal representing the flow rate of gas through the tube. a detection device, an amplifier device that receives and amplifies the detection signal and supplies an amplified signal, and a linear signal conditioning device having at least one variable gain element, the gain of the variable gain element being equal to the amplification signal. the linear signal conditioning device for adjusting the amplified signal to produce a linearized signal determined by the amplitude of the signal, the variable gain element being directly proportional to the flow rate of the gas; It is characterized by comprising a comparison device that compares it with a set value signal and generates a command signal accordingly, and a servo amplifier that receives the command signal and controls a gas flow valve that measures the flow rate of the gas accordingly. mass flow controller.
(2)前記特許請求の範囲第(1)項記載による質量流
量制御器において、前記熱検出装置は1対の抵抗器を持
つブリッジを備え、第1抵抗器が前記管の上流部分で良
好に熱を伝導する位置に置かれるようにされ、かつ第2
抵抗器が前記管の下流部分で良好に熱を伝導する位置に
置かれるようにされ、前記ガス流量によって作られた前
記抵抗器の冷却差が前記検出信号を作るように前記ブリ
ッジ内で電圧を変えさせることを特徴とする前記質量流
量制御器。
(2) In the mass flow controller according to claim (1), the heat detection device includes a bridge having a pair of resistors, and the first resistor is located in the upstream portion of the tube. a second
A resistor is placed in a position for good heat conduction in the downstream part of the tube, and a voltage is applied in the bridge such that the differential cooling of the resistor created by the gas flow creates the detection signal. The mass flow controller is characterized in that the mass flow controller is configured to change the mass flow rate.
(3)前記特許請求の範囲第(2)項記載による質量流
量制御器において、前記ブリッジは定電流発生器からの
電流を供給され、前記ガスの前記流量を検出する際の誤
差を最小にすることを特徴とする前記質量流量制御器。
(3) In the mass flow controller according to claim (2), the bridge is supplied with current from a constant current generator to minimize errors in detecting the flow rate of the gas. The mass flow controller characterized in that:
(4)前記特許請求の範囲第(1)項、第(2)項、ま
たは第(3)項記載による質量流量制御器において、前
記可変利得素子は帰還ループ内に最低1個のダイオード
が接続される演算増幅器であることを特徴とする前記質
量流量制御器。
(4) In the mass flow controller according to claim (1), (2), or (3), the variable gain element has at least one diode connected in the feedback loop. The mass flow controller is an operational amplifier.
(5)前記特許請求の範囲第(4)項記載による質量流
量制御器において、前記演算増幅器はその中に第2帰還
ループに接続された第2ダイオードを備え、前記演算増
幅器は第1振幅範囲内にある前記増幅信号に応じて第1
振幅を持つ信号を作るとともに、第2振幅範囲内にある
前記増幅信号に応じて第2振幅を持つ信号を作ることを
特徴とする前記質量流量制御器。
(5) The mass flow controller according to claim (4), wherein the operational amplifier has a second diode connected therein to a second feedback loop, and the operational amplifier has a first amplitude range. the amplified signal within the first
The mass flow controller generates a signal having an amplitude, and generates a signal having a second amplitude in response to the amplified signal within a second amplitude range.
(6)前記特許請求の範囲第(1)項ないし第(5)項
のいずれかに記載の質量流量制御器において、前記増幅
装置が差動増幅器であることを特徴とする前記質量流量
制御器。
(6) The mass flow controller according to any one of claims (1) to (5), wherein the amplifying device is a differential amplifier. .
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6197718A (en) * 1984-10-18 1986-05-16 Tokico Ltd Flow rate controller
JPS63200213A (en) * 1987-02-13 1988-08-18 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Generating device for gas flow rate setting signal

Citations (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5265485A (en) * 1975-11-24 1977-05-30 Agar Instr System and method of measuring flow of fluid and effecting control according to measured flow

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