JPS59173764A - 風速測定方法および熱線風速計 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は風速測定方法および熱線風速計、特に加熱体の
気流による冷却効果およびこの冷却効果と風速との相関
関係に基づいて風速値を直読できるような風速測定方法
および熱線風速計に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般に風速計は種々の用途に使われている。例えば、空
調システムでの暖房や換気状態の監視、０８ＨＡ追従シ
ステムでの排気ガスフードの取付けおよび点検、その他
気象学、流体力学における研究、調査、質量移動の測定
等に盛んに用いられている。

従来この種の装置は、一般に速度全測定′しようとする
気流の中装置かれるグローブと、この風速計の測定範囲
内で風速値を指示するために回路やその他の部品を有す
る装置本体とをそなえている。

従来のこの種の装置はある程度携帯性はあるものの、装
置本体は通常比較的太ぎく、また重く、扱いに不便な点
があった。その上、十分な精度が得られなかったシー測
定可能な範囲が狭かったりする欠点があった。特に風速
が零付近の測定には適当でなかった。

〔発明の目的〕

本発明の第１の目的は、周囲の温度に影響されないで測
定でさ、単位時間について線形な風速値の読みを与える
ことがでさ、しかも広範な周囲温度においても広範な風
速値の測定が精度よく行えるような風速測定方法を提供
することである。

本発明の第２の目的は、検出信号処理回路、制御回路、
および指示メータを携帯操作に適するように配置した適
当な大ぎさの指示装置と、この指示装置に接続されたコ
イル状ケーブルによって検出信号処理回路に信号を与え
る検出器を有づ−る軽量なかつ簡素化されたグローブと
、をそなエタ軽蓋で、バッテリ駆動が可能で、扱いが容
易な熱線風速計を提供することである。

本発明の第３の目的は、白熱式ザーミスタ型の検出器と
−これに関連した回路と、風速値を指示メータに表示す
るための回路と、をそなえ、周囲の温度に影響されｒｘ
いで測定ができる熱線風速計を提供１−ることである。

本発明の＠４の目的に、自熱機能をもったサーミスタと
、ソリッドステート温度検出器と５合有する一対の風速
検出装置をそなえ、各風速検出装置からの信号を処理す
ることによって、広範な周囲温度においても広範な風速
値の表示を与えることがでさ、この風速値の読みは速度
の単位でありかつ周囲の温度の影響を受けないものであ
り、しかも単位時間について線形な適当な単位（例えば
フィート７分）であるような熱線風速計を提供すること
である。

本発明の第５の目的は、内蔵バッテリの寿命を延ばすた
めに使用していないとぎにば゛成力供給を断つ役割を果
たす測定開始ボタンをそなえ、使用するとぎにサーミス
タを急速に暖め〜動作可能な温度に違し１こら暖める動
作を中止ｊる機能をそなえ、１１コープにはセンサ索子
を支持している簡素／ 化されたプリント基板が内蔵さ７ｔ、装置本体には検出
信号処理回路、制御回路、および指示メータを有してい
る簡素化されたフ′リント基板が内蔵された熱線風速計
であって、 製造原価が低床で、種々の用途に幅広く利用でぎ、扱い
および読取９が容易にでき、正確かつ安定した測定がで
き、しかも寿命の長い熱線風速計を提供することである
。

〔発明の概要〕

本発明に係る熱線風速計は、グローブに取付けられた２
つの異なるセンサを有テる。これらのセンサによって検
出された信号は、グローブに電気的に接続さ扛た装置本
体内の検出信号処理回路に与えられる。この装置本体は
、広範囲にわたる風速値を、広範囲にわたる周囲温度に
おいて、単位時間について線形な読みとして与えること
ができ、しかもその値は測定地点の周囲温度に影響され
ない値となる。２つのセンサのうちの１つであるサーミ
スタは、白熱モードで動作し、本装置の風速検出素子と
して機能する。このサーミスタは自動制御ブリッジ回路
の１つの枝として組込まれ、一定温度（後述する実施例
では２００Ｃ）に対応する一定の抵抗値をもったブリッ
ジ抵抗として機能する。サーミスタ周辺の空気の流れは
、サーミスタの前記一定の温度での動作を維持するため
に必要な電力を増加させる。サーミスタの消費エネルギ
は、風速と、サーミスタの動作温度と測定地点の周囲温
度との差と、の両方に基づいて決定される。

２つのセンサのうちのもう１つはソリッドステート温度
センサ素子である。このセンサは感温トランジスタであ
り、測定地点の温度を測定できる位置に設けられる。こ
のセンサは風速の影響を受けないで動作し、測定地点の
温度に比例した信号を発生する。これら２つのセンサか
らの出力信号は対数変換および逆変換トランジスタによ
って電気的に合成されろ。これらトランジスタには、回
路の温度特性による影響を防ぐために１チツプのＩＣ上
に構成されたトランジスタが用いられる。最終的に得ら
れる信号は、周囲温度に全く依存しない風速値を示すこ
とになる。装置の各回路に必要な電源はバッテリから供
給され、このバッテリの消費をおさえるために、測定が
行われていないとぎにはこのバッテリの供給を断つ役割
を来た丁測定開始スイッチが設けられる。また、バッテ
リの変換を操作者に促すためのバッテリ警告灯も設けら
れる。サーミスタは白熱モードで動作し、サーミスタ自
身が自動制御ブリッジの構成要素となる。

即ち、ブリッジの片側の枝は、２００℃に対応する抵抗
値になるように制御されたサーミスタとこれに直列接続
されこの半分の抵抗値をもった抵抗とによって構成され
、これに相対する枝は、抵抗比２：１の互いに直列接続
された抵抗で構成される。

サーミスタは白熱モードで動作するが、この動作温度で
のサーミスタの抵抗値に比べて動作前の低温時における
抵抗値はきわめて高くなる。そこで測定開始時に、この
サーミスタを急速にウオーノ・アソノさせるための回路
が設けられている。この回路はタイマ回路により制御さ
れ、ウオームアツプ期間中サーミスタに流す電流を増加
させることによシサーミスタ温度を急速に高める。この
タイマ回路は、また−このウオームアツプ期間中、読取
メータ指釧が誤動作するのを防ぐ機能を有する。

〔発明の実施例〕

構成の概略 第１図乃至第３図で、本発明に係る熱線風速針側は、検
出器を有するプローブ２２と、信号処理回路、制御回路
、および測定値表示器を有する装置本体冴と、これらを
互いに接続するコイル状ケーブル２６とをそなえている
。

ツーローブ２２は細長い筒状筺体３０を有する。この筒
状筐体３０はステンレス鋼のよ−）な腐蝕しにくい材料
で形成１−るのが好ましい。この筒状筐体３ｏの内部に
１枚の細長い形をしたプリント基板３１が納められ、一
対の検出器がこのプリント基板３１上に固定される。こ
の一対の検出器はそれぞれ、自熱機能をもったサーミス
タ３２と、ノリ−ラドステート温度センサ３−４（ｉ変
する実施例では感熱トランジスタである。）とを有する
。サーミスタ３２は、筒状筐体３０の相対丁゛る面に設
けられた窓３６および詔（第２図と第１２図参照）から
成る一対の開口部３５０間に設けられる。プリント基板
３１は、サーミスタ３２を支持するための切欠部４ｏを
有する。この切欠部４０は窓３６および３８に対応する
位置に設けられ、空気か窓３６から入り、サーミスタ３
２を経由して反対側の窓あから出るような空気通路４２
が形成される。

同様に筒状筐体３０１Ｃは窓４６および４８からなる。

一対の開口部４４が設けられる。開口部４４は開口部３
５と同じ太ぎさであるが、グローブ２２の長手方向に少
し離れた位置に設けられろ。ツーリント基板３１は−こ
の開口部４４の位置で温度センサ３４を支持するための
切欠部５０を有する。窓４６および４８から成る一対の
開口部４４すらびにツーリント基板の切欠部５０は第２
の空気通路５２を形成し、グローブ２２には互いに平行
で、長手方向に一定間隔をおいた２つの空気通路４２お
よび５２が形成されることになる（第２図および第１２
図を参照）。

フリント基板３１は、通常の型のものでよく、基板本体
６０はガラスエポキシ等の通常の絶縁プラスチック材で
作られる。その片面６１には端子６４　、６６　。

６８、ツーリント配ｆＭ、７０　、７２　、７４、およ
びこれらによって配線された各センサ３２　、３４等に
よって構成さｎろ回路６２が設けらｎる。各端子６４　
、６（５＋、　６８はそれぞれ導線７６　、７８　、８
０を介して巻線ケーブル２６１Ｃ接続され、更に後述す
るように装置本体２４に接続されることになる。プリン
ト基板３１上の配線および端子は通常の方法によって形
成され、一般に銅等の導電材料によって形成されろ。図
示する実施例では、配線および端子は銅箔を通常の方法
で基板本体に接着したものであり、錫と鉛の合金、はん
だ等でその上を覆って保護するのが好ましい。

筒状筐体３０の先端部８２には、ナイロン等の適当な絶
縁体フラスナック材料から形成さ扛た封止部材８・１が
適当１ｆ圧力でもって嵌挿される。この封止部材８１ば
その頭部８５が、先端部８２０周縁部８７に環状に完全
に接触するように嵌挿される（第１２図参照）。装置を
使用していないとぎには、この先端部８２には適当な形
状のカバー８６をかぶせておくのが好ましい。このカバ
ー８６はビニール等のＩＯ脂で形成し、装置を使用して
いないとぎ、あるいは後述するように装置の低レンジゼ
ロ点調整を行うとぎに一空気通路４２および５２を遮へ
いできるように開口部３５および４４を十分覆える程度
の長さの側壁８８を有するようにするのが好ましい。カ
バー８６０内径は先端部８２にスライドして嵌まシ込み
、しかも筒状筐体３０との間にある程度のＭ擦が生じる
程度にする。装置を使用する場合には、測屋のために空
気通路４２および５２が露出するように、このカバー８
６はスライドして取りはずされる。

ケーブル届には必要な鉛を有するコイル状のものを用い
るのが好ましい。その一端９０は第２図に示すように管
９２を通してグローブ２２に接続される。

管９２は筒状筐体３０の一瑞９４に端部９６において熱
収縮接着されている。この接着方法は他のどのような方
法を用いてもよいが、導線７６　、７８　、８０とプリ
ント基板上の各端子６４　、６６　、　ｂ８とのハンダ
による接触が十分保た扛るようにする。なＨ第１２図で
示したケーブル２６の４線８１は、本実施例では使用さ
才ｔていない。管９２は第２図に示１−ように直角に曲
げてもよいが、血脈状のままでもかまわない。

装置本体２４は、比較的小さく平らで平面状の筐体１０
０　（ｉｍ有する。コ０）　ｉ体１０（１：Ｍ′ｓ、１
図に示すように、一般に操作者が手に持って扱えるよう
に平行六面体にし、縦１４σ、横９ｃｒｎ、厚み２６５
側程度にするのが好ましい。この筐体１００は絶縁体の
成形された）゛ラスチック材料で作られた上部筐体１０
２および下部筐体１０４を有し、これらは互いに会わさ
れ、下部筐体１０４側から通したネジ（図には示されて
いない）ＶＣよって四隅が互いに固定される。

筐体１００の内部には１枚のプリント基板１０６が取付
けられ−この基板上には信号処理回路、制御回路、およ
び測定値表示器が組込まれる。図示する実施例では、こ
のプリント基板１０６は一対のスペーサ１０８と、この
それぞれのスペーサ１０８の中に通された一対のネジ１
１０とによって上部筐体１０２に取付られるようになっ
ておシ（第３図および第１４図参照）、上述の種々の回
路等が基板上に組込まｎ、所定のテストが行われた後に
上部筐体１０２に固定される。

フリント基板１０６自身の平面図を第１４図に示″′ｆ
。

この図に位置が示されている数々のこ子部品およびスイ
ッチ類は第１図および第゛３図とも対応している。低レ
ンジゼロ点調整器１１１は、親指でつまみ１１１人を操
作することによって調整される。し／ンジ切換スイッチ
１１２はスライドボクン１１３の操作によシ動作し一測
定開始スイッチ１１４は押ボタン１】５を押すことによ
って装置を起動させる働きをする。図の実施例ではフレ
ーム１１８内に取付けられた通常の磁気コイルメータと
して描かれている読取メータ］１６は、風速計スケール
１２２およびメータ指針１２４を外部から見ることがで
きるような透明パネル］２０を有する。メータ指針１２
４は通常時はゼロ目盛１２５を示すように、上部筐体１
０２の開口部１２８に設けら扛た調整イ・シ１２６によ
って調整される。上部筺体１０２の上面ウェブ１２９に
は開口部１２８と、読取メータ１１６の透明パネルに適
した窓１３０とが設けられる。この上面ウェブ１２９の
表面１３３には正面グレート１３１が投げら肚、この正
面フレート１３１には、開口部１２８、窓１３〇−およ
びスイッチ＃１ｏｏ、　１１２．１１４のための窓が開
けられ、第１図に示すよう１よ操作表示が施されろ。正
面プレート１３１は通常、裏面に粘着剤が施され、表面
には透明エポキシが施されたアルミニウム板で作られ、
上部筐体１０２　Ｋ接着される。読取メータ１１６のフ
レーム１１８は、通常、一対のネジおよびナツト（図に
は示されていない）によって第１４図に示すネジ穴１３
２を通してプリント基板１０６１Ｃ固定される。このフ
レーム１１８は第３図に示すように突起部１３４を有し
、この突起部１３４はこれに対応した形状をしている保
持部材１３８によってプリント基板１０６の所定位置に
導びかれる。

このようにフレーム１１８の四隅に相当する位置に設け
られ定保持部拐’１３８によって、フレーム１１８゜は
上部筐体１０２の所定位置に取はずし自在に位置決めさ
れろ。適当なネジとナツト等により（図には示されてい
ない）、フレーム１１８は、その上面］２０が上部筺体
］０２の内側上面の位置にくるように固定される。この
読取メータ１１６をこのように取付けることは、ネジ穴
１３２を通してプリント基板１０６”、１７上部筐体］
０２ｉＣ固定させることにもなる。

装置本体冴には、発光ダイオードの光を正面から見るこ
とかでざるように窓１４０が設けられている。これは後
述するように、内蔵バッテリの蓄電量が低下し、たとぎ
に、操作者に充電を促すための警報を与える役割を果た
す。バッテリ（図には示されていない）は、第１４図の
プリント基板１０６の柄の部分１１４のどちらの側にで
も設けることができ、筐体１００内に内蔵させることが
できる。このバッテリは通常の方法により本装置の各回
路に接読され、要求に応じて電力を供給する。

ツーリント基板１０６は、ガラスエポキシのような通常
の絶縁プラスチック材料でできた基板１４５の両面に導
電膜を任意の方法で施した通常のものでよい。フローツ
における基板本体６０と同様にｌ、／４）端子および各
配線が形成され、後述する第４図から第１３図に示す回
路が種々の成子部品によって構。

成される。ノリント基板１０６上の各端子および各配＃
は通常の方法で形成され、これには一般によく知られて
いるように銅をはじめとする導伝性旧料が用いられろ。

図示する実施例では、こｔらの端子および配線は通常の
方法で形成された銅箔であり、錫と鉛の合金、はんだ等
でその上を穏って保触するのが好ましい。

ケーブル２６は導線７６　、７８　、８０を有し、上部
筐体１０２に取付けられた張力緩和部材１５０全通して
装置本体２４に接続される、各導線は第１３図に示すよ
うに７刊イト基板１０６の各構成回路に接続される。

筐体１００にはストラッグ１４７が取付けられ、操作者
は装置本体別の携帯時に、このストラップ１４７に手首
を通して保持することにより、装置本体２４を落下させ
る危険をなくし安全な測定が行えることになる。ストラ
ップ１４７は通常の鎖状輪１４９に運動自在に取付けら
れ、この鎖状輪］４９は上部筐体１０２に固定された取
付具１５】の孔部に取付けられる。

各要素の基本的な物理的横取、その基本原理、ならびに
処理回路、制御回路、および測定値表示器の図式的な説
明、記述は十分公開の価値あるものである。

動作原理 前述したように本発明に係る風速計は、幅広い周囲温度
において、幅広い風速値にわたって風速の測定が可能で
ある。まず操作者は装置本体冴を正面パネルが見えるよ
うにして片手に持ち、スロープ２２をもウ一方の手で持
つ。測定を始める前に、グローブ２２からカバー８６が
取除かれる。装置本体囚を操作できる位置に保持した後
、ツーローブ２２の先端部８２を測定対象となる気流の
中に入れる。この場合、グローブの空気通路４２および
５２が気流の方向とほぼ平行ＶＣ’ｆｊＣるようにし一
空気がサーミスタ３２およびソリッドステート温度セン
サ３４の周辺を通るようにする。後に詳述するように装
置本体冴の測定準備が完了していれば、サーミスタ３２
およびソリッドステート温度センサ３４が動作を開始し
、これら２つのセンサはそれぞれ別々の信号全発生する
。これらの信号を統合することにより、測定地点の周辺
温度に影響されない風速が得られ、この値は風速計スケ
ール１２２に指示針１２４によって、単位時間あたりの
線形な測定値（例えば第１図のようにフィート７分の単
位で）として表示される。

まずサーミスタ３２について説明する。このサーミスタ
は白熱モードで動作することかでさる市販のサーミスタ
でビード型のものが好ましい。この白熱エネルギが空気
の流れによって散逸することを利用して風速を検出する
。このエネルギ消費は、実際には２つの要素によって決
定される。第一の要素は風速であり、第二の要素はサー
ミスタの動作温度と、測定地点の周辺温度との温度差で
ある。

本発明に係る風速計では、サーミスタに関する限り、測
定値として与えられる量はサーミスタの両端子間電圧Ｅ
□であり、このＥ、について式（１）が成り立つ。

Ｅ、＝へ７耳、Ｖｌ　　　　　　（１）ここでに工は物
理定数、Ｔｆは前記温度差の関数として与えられる値、
■ｆは風速の関数として与えられる値である。

従ってサーミスタからのエネルギ散逸によって変化する
サーミスタ電圧Ｅ工は一風速、サーミスタの動作温度と
測定地点の周辺温度との温度差、あるいはその両方に依
存して変化する。

本発明ではサーミお夕３２と同時にソリッドステート温
度センサあを動作させ、装置の指示値に対する測定地点
の周囲温度のゆらぎによる効果を相殺するようにし、広
範囲にわたる周囲温度の変化によっても影響を受けない
風速測定を可能にしている。

ソリッドステート温度センサあはＮＰＮ型のシリコン感
温バイポーラトランジスタで、測定地点の望気温度に比
例し１こ電気信号を発生するように組込まれろ。即ち、
センサ３４の周辺回路は、このトランジスタのベース・
エミッタ間電圧が温度に対して線形な関係を示すように
設計さ汎、センサ３４が線形な出力信号を発生するよう
にｊろ。

従ってセンサ３４の出力電圧Ｅ２は式（２）で表わされ
る。

■号、　＝　■ぐ２　　Ｔｆ　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　（２）ここでに２は物理定数、η
に周囲温度の関数として与えられろ値である。

不発明に係る風速計の構成の特ｇ、は、サーミスタ３２
の出力とソリッドステート温度センサ３４の出力とを電
気的に合成する点にある。即ち、サーミスタの出力電圧
Ｅ１の２乗の値をソリッドステート温度センサ電圧Ｅ２
によって除丁ことによシ、サーミスタの出力電圧値から
Ｔ、の値が消去さ肌る。実際には以上の演算は、サーミ
スタ３２の出力信号とソリッドステート温度センサ３４
の出力信号とを、それそ扛対数に変換し、これら２つの
信号を対数のまま減算し、その結果の真数をとることに
よって行われる。

これを数学的に説明すると次のようになる。式（１）お
よび式（２）の両辺の対数をとると式（３）および式（
４）が得られる。

１ ！ｎＥ１−Ｔ（１ｎＫ１＋　ＩｎＴｆ＋　ＩｎＶｆ）　
　（３１１ｎＢ　　　　ｌｎＫ　＋　１ｎＴｆ（Ｊ−２ 式（３）は更に式（５）のように変形さ肚、２１ｎＥ　
　　ｌｎＫ　＋　１ｎＴｆ＋　１ｎＶｆ（５）１　　　
　　　　　１ 式（５功）ら式（４）を減すると、 ２１ｎＥ、−１ｎＥ２：　ｌｎＫ、　−１ｎＫ２＋　Ｉ
ｎＶｆ（６１が得られる。式（６）では温度の項ＬｎＴ
（は消去されている。式（６）の両辺の真数をとると式
（７）が得られる。

ここでＥ３は合成出力信号で一周囲温度に全く影響され
ない単位時間について線形な風速の直接の値を与える。

後述する第４図乃至第１１図に示すいくつかの回路は、
合成出力信号Ｅ３を求め、この信号値を風速の直接の読
みとして利用できるように用いろ風速の単位に応じて変
換する機能を果たす０図示する実施例では風速値の読み
は低レンジおよび高レンジの２とおりのレンジで与えら
れ一単位はフィート７分である。

回路の説明 前述したように、サーミスタ３２−ノリラドステート温
度センサ３４−オよびコイル状ケーブルあからの導線を
除けば、すべての回路はプリント基板１０６上に構成さ
れる。回路の各構成要素は図示するような通常の方法に
よって配置される。この回路構成は図示する特定の構成
に限ることはなく、前述した測定原理を利用した・処理
が行いうる構成であれば、プリント基板の配線、電子部
品の接続等はどのような構成をとってもかまわない。

第チ図に本装置に用いる一般的な電源回路】５０を示す
。この回路は測定開始スイッチ１１４Ａを有し、このス
イッチが閉じられると接点１５２および１５４が導通し
、バッテリ１５６および１５８が直列に接続し、公称バ
ッテリ出力電圧である１８Ｖの電圧が出力端子１６０に
与えられる。バッテリ１５６および１５８は、経済性、
便宜性を考慮するとそれぞれ９■であるのが好ましい。

また、電源回路１５０の動作に必要な１００ｍＡの最大
負荷においても公称出力電圧１８Ｖが供給でさるもので
あれは、どのようなものでもかまわない。図の実施例で
は、測定開始スイッチの一部分１１４Ａは接点部材１６
２を有し、この接点部材１６２によって接点１５２およ
び１５４が導通する。なお測定開始スイッチ１１４の別
な一部分】１４Ｂは第１０図に示すように接点部材】６
３を有し、この接点部月１６３　Ｋよって接点１６５お
よび３６７が導通する。測定開始スイッチ１１４は部分
１１４Ａおよび１１４Ｂとから成り、これら画部分は通
常の方法で構造的に一体と７′Ｉ：９、スプリングで張
力がかけられており、部分１１４Ａは常開となり、部分
１１４Ｂは常閉となるように構成される。

部分１１４ＢＫついてｉＪ：　ｉＭ　１０図で回路３２
２を説明するとぎに詳述する。

第４図乃至第１１図で、実線は配線を一黒点は接続を、
０と記された三角形は接地点を、それぞれ示す。その他
の記号についてはその都度説明を行うことにする。

電源回路１５０において、参照電圧５．６■はボルテー
ジレギュレータ１５７によって供給される。このボルテ
ージレギュレータ１５７は適当なツェナダイオードと適
当な抵抗１５９とから成り、ここを流ｉ’する電流は抵
抗１５９に印加される実際の印加電圧によって異なるが
、約９　、４　ｍＡ　〜１２．４　ｍＡの間に制御され
る。

抵抗】６１Ａおよび１６１　Ｂは分圧回路１７１を構成
し、両抵抗の接点１６９に適当な分圧が得ら扛る。

本実施例では分圧比は帆３７７であり、バッテリの供給
電圧が１５Ｖまで降下したとすると、接点１６９には約
５．６■の分圧があられれることになる。

発光ダイオード１６６は抵抗１６８を介して１８Ｖの電
源端子に直列接続される。この発光ダイオード１６６の
もう一方の端子は演算増幅器１７２の出力に接続される
。演算増幅器１７２の一方の入力１７４はボルテージレ
ギュレータ１５７の出力に、も９一方の入力１７６は抵
抗１６１Ａおよび１６１Ｂの接点１６９に接続される。

これにより、接点１６９の電圧がボルテージレギュレー
タ】５７の出力電圧よシ太ぎい限り、演算増幅器１７２
の出力１７０はハイレベル、例えば１８Ｖ、となシ抵抗
１６８および発光ダイオード１６６には電流は流れない
。接点１６９にあられれる分圧がボルテージレギュレー
タ１５７の出力′電圧より小さくなると、演算増幅器１
７２の出力］７０は０■となシ、抵抗１６８を介１．て
発光ダイオード１６６に電流が流れ５発光ダイオード１
６６は発光する。第１図に示したようにこの発光は、バ
ッテリ警告用の窓１４０を通して操作者にバッチＩＪ　
を圧が正確な測定を行うために十分でないことを知らせ
操作者にバッテリの交換を促す。

第４図で、電源回路１５０は、また、演算増幅器１８０
を有する。演算増、幅器］８０は抵抗１８２および１８
４によって増幅率２に設定される。その非反転入力には
ボルテージレギュレーター５７の出力が与えられ、演算
増幅器１８０の出力１８６にはこの２倍の電圧が発生す
る。この発生重圧は、約１．２　Ｖの直流電圧であり、
電源コネクター８８を通じて電源電圧として装置に供給
されろ（即ち、負荷に対して電流を供給する。）。

電源回路１５０は更に演算増幅器１９０を有する。

その増幅率は抵抗１．９２．１９４．１９６．１９７に
よってＺに設定される。抵抗１９６に入力される電圧で
あるボルテージレギュレーター５７の出力電圧は、演算
増幅器１９０の非反転入力に接続され、百０′亀圧値と
なって出力１９８にあられ２する。この電圧は本実施例
では公称４■の直流電圧となり、電源コネクタ２００を
通じて低電圧電源として装置に供給される。出力端子１
９８と電源コネクタ２００との間にはＰＮＰタイ１のバ
イポーラトランジスタ２０２が設けられる。

演算増幅器１８０および１９０にそれぞれ対応したコン
デンサ２０４および２０６は、回路の好ましくない脈動
分をカットして回路の安定性を高めるために設けられる
。後述する各回路に設けられているコンデンサ（第５図
乃至第１０図のコンデンサ２４１−２６７．２７友　２
９７．３０７．　３１ｇ、　　３３８）も同様の目的の
ためのものである。

第５図にサーミスタ信号制御回路２１０を示す。

一般に市販されているサーミスタ３２の一方の端子２１
２は、自己駆動式ホイートストンブリッジ回路２１４に
接続される。ブリッジ２１４の一方の側こ即ちブリッジ
の半分の部分２１７は、抵抗２１８および２２０から成
り、もう一方の側、即ちブリッジの他の半分２１６は上
部抵抗に相当する抵抗２２４および下部抵抗に相当する
サーミスタ３２から成る。本発明では、サーミスタ３２
はあらかじめ設定された温度を保つ自熱モードで動作し
、図示する実施例ではこの温度は２００℃である。設定
さ扛た動作温度（ここでは２００℃）でのサーミスタ３
２の抵抗値が求められ、抵抗２２４にはこのサーミスタ
３２の求められた抵抗値の半分の値のものが用いられる
。抵抗２２０には、抵抗２１８の抵抗値の２倍の抵抗値
のものが用いられる。回蕗２１０の演算増幅器２２８の
一方の入力２３２は、ブリッジの半分２１７の上部抵抗
２１８と下部抵抗２１７との接点２３４に接続され、も
う一方の入力２３０は、ブリッジの他の半分２１６の上
部抵抗２２４と下部抵抗に相当するサーミスタ３２との
接点２３６　Ｋ接続される。接点２３４と接点２３６と
の間に発生する偏差信号は演算増幅器２２８によって増
幅されトランジスタ２３８をドライブする。ドライブさ
れたトランジスタ２３８の出力電流はサーミスタ３２の
温度を上昇させろ。本実施例ではサーミスタ３２が設定
温度２００１：に達するとその抵抗値は抵抗２２４０２
倍の値となるため、ブリッジ２１４が平衡し、ブリッジ
の偏差信号は０になる。

このようにしてサーミスタ３２の温度は設定値に維持さ
れる。抵抗２２４の抵抗値は、実際には市販のサーミス
タのメーカーによる補正された抵抗値（通常、適当な油
等の液体中で所定の温度で動作させることにより測定す
る。）をもとに決定する。

即ち、使用１−るサーミスタの設定温度（２００’Ｃが
好ましい。）Ｋおけるメーカーにより補正された抵抗測
定値の半分の値に最も近い値をもった精度１％以内の抵
抗を抵抗２２４として用いる。

なお、サーミスタの設定動作温度は２００″’ＣＫ限ら
れるものではない。本実施例で設定温度を２００℃とし
たのは−２００℃という温度は参照温度となる通常動作
温度として用いるのに十分高い温度であるからである。

サーミスタの動作温度領域は約１５０℃〜３００℃にす
べぎである。３００℃がサーミスタの最大動作温度であ
る。

抵抗２４０は電源投入後継続してブリッジ２１４にわず
かな初期電流を流し、演算増幅器２２８の両入力をバイ
アスすることによってその正常動作を確保している。演
算増幅器２２８およびトランジスタ２３８のコレクタに
は電源コネクタ１６０かＩ）　１８　Ｖの電圧が供給さ
れる。また、演算増幅器２２８には電源コネクタ２００
から４■の電圧も供給される。ブリッジ２１４０半分２
１７ニも電源コネクタ２００から４■の電圧が導線７６
を通じて供給される（第１３図にも示されている。）。

サーミスタ３２が空気の流れＫさらされγことぎに。

サーミスタ信号制御回路２１０の動作によってサーミス
タ３２０両端に発生した電圧は接点２４２に与えられる
。この電圧はサーミスタ３２周辺の風速および周囲温度
、即ち、サーミスタの動作温度とその周囲を流れる空気
の温度との差の関数になる。この電圧は第１２図および
第１３図に示すように導線＋１３０によってサーミスタ
信号対数変換回路２５０（第６図に詳しく示す。）に与
えられる。

第６図に示すサーミスタ信号対数変換回路２５０におい
て、導線（資）は接点２５２に接続さ扛る。この接点２
５２は抵抗値が互いに等しい２つの抵抗２５４および２
５６の接点でもある。サーミスタ電圧は抵抗２５６を介
して演算増幅器２６００反転入力に与えられ、抵抗２６
２には抵抗２５６を流れる電流と等しい電流が流れる。

この電流はＮＰＮトランジスタ２６４のコレクタからエ
ミッタへ流れることになる。゛トランジスタ２６４のベ
ースには電源コネクタ２００から４Ｖの電圧が供給され
る。トランジスタ２６４のコレクタ・エミッタ電流は、
サーミスタ３２０両端子間電圧に直接比例した量となり
、トランジスタ２６４にこの電流値の対数値に相当する
ベース・エミッタ電圧降下を生じさせる。

サーミスタ電圧は、また、抵抗２５４を介して演算増幅
器２６６の反転入力に与えられる。これによって抵抗２
６８を流おる電流は、抵抗２５４を流れる電流と等しく
なり−この電流はＮＰＮトランジスタ２７０のコレクタ
からエミッタへ流れる。トランジスタ２７００ベースは
トランジスタ２６４のエミッタに接続される。トランジ
スタ２７０のエミッタ・コレクタ電流もまた、サーミス
タ３２０両端子間電圧に直接比例した量となり、トラン
ジスタ２７０にこの電流値の対数値に相当するベース・
エミッタ電圧降下を生じさせる。従って、トランジスタ
２７０のエミッタ電圧と一回路１５０から供給される４
　Ｖ　ｌｌｊ：源市；圧と、の差はサーミスタ３２０両
端子間電圧の対数値の２倍に相当した値となる。

回路２５０で、コンデンサ２７２は回路を安定化させ、
また、サーミスタからの信号の急激な変化を平滑化させ
、測定値の読みを安定した正確な値にする機能を有する
。コンデンサ２６７および２７３は、回路］５０でのコ
ンデンサ２０４および２０６と同様の目的で設けられＴ
こものである。

次に第７図に示すソリッドステート温度センサ回路２８
０について説明する。サーミスタ３２がｊ風速および周
囲温度をその出力信号の一部として検出するのと同時に
、ソリッドステート温度センサ３４は別個に同じ空気の
流れの中に置かれ、周囲温度を検出する。温度センサ３
４の検出する温度はその性質上風速には影響されない値
となる。前述し１こようＶＣ温度センサ、３４はＮＰＮ
型バイポーラトランジスタであり、そのベース・エミッ
タ間電圧は温度と線形関係にある。回路２８０において
、トランジスタ２８２はＮチャンネルＦＥＴ型のシリコ
ントランジスタであり、このトランジスタ２８２と抵抗
２８４とによって、温度センサあのベース・工ばツタ間
に一定の電流を供給するような定電流源が構成されろ。

こｎによって、温度センサ詞の両端には一定の電圧があ
られれる。この電圧は電流が一定であるため通常は定常
値となるが、周囲温度の影響によ多温度変化に対して比
例するように変化する。温度センサ３４の出力は抵抗２
８８を介して演算増幅器２８６の反転入力に与えられる
。回路２８０において、抵抗２９０および２９２は分圧
回路２９３を構成し、ここで発生した周囲温度のための
参照電圧は抵抗２９４を介して演算増幅器２８６の非反
転入力に与えられる。抵抗２８８を介して演算増幅器２
８６に与えらルた温度センサあの出力と、演算増幅器２
８６に与えられた参照電圧と、の差は、抵抗２９６、コ
ンデンサ２９７、抵抗２９８に接続された演算増幅器２
８６　ｉｃよって適当なレベルにまで増幅さ几る。第７
図に示すようにソリッドステート温度センサ３４のエミ
ッタ２よび抵抗２９８には、回路１５０から４ｖの参照
電圧が供給される。

ソリッドステート温度センサ回路２８０の出力である増
幅された電圧信号は、温度センサ信号対数変換回路３０
０　Ｋ与えられる。この回路を第８図に示す。ソリッド
ステート温度センサ回路２８０の出力は抵抗３０４を介
して演算増幅器、３０２０反転入力端子に与えら２する
。この回路は、抵抗３０６を流扛る電流が抵抗３０４を
流れる電流と等しくなるように構成されている。この電
流は、また、ＮｐＮ　トランジスタ３０８のコレクタか
らエミッタへ流扛る電流に等しい。トランジスタ３０８
のベースには回路１５０から珀；圧４■が供給される。

トランジスタ３０８のエミッタ・コレクタ電流はトラン
ジスタ３０８の入力電圧に直接比例した蓋と了り、この
電流値の対数値に相当″１−るベース・エミッタ間の電
圧降下を生じさせる。この電流はグローブ出力調整回路
；つ１０へ信号として与えら扛る。

第９図にこのツーローブ出力調整回路３１０を示す。

ここで、低レンジゼロ点調整回路はＮＰＮ　ｌ−ランジ
スタ３１２　’ｔ［し、このトランジスタ３１２０ベー
スには対数変換された温度センサ信号が与えられ、エミ
ッタには対数変換されたサーミスタ信号が与えられる。

即ち、トランジスタ二３１２のベースにはトランジスタ
３０８のベース会エミッタ間電圧が与エラれ、一方トラ
ンジスタ３１２のエミッタにはトランジスタ２６４０ベ
ースとトランジスタ２７０のエミッタとの間の電圧が与
えられる。

従って、トランジスタ３１２０ベース番エミッタ間電圧
は、サーミスタ３２０両端子間電圧の対数値の２倍の値
から温度センサあの両端両開電圧の対数値を減じたもの
となる。ただ、この減算結果である値はまだ対数値のま
まである。前述のようにトランジスタ３０８で、ベース
−エミッタ間電圧は、トランジスタ３０８のコレクタ電
流の対数１直に相当するが、この逆の原理によシ、トラ
ンジスタ３１２のコレクタ電流は、トランジスタ３１２
０ベース曝エミツタ間電圧全対数値としたときの真数値
となる。

このようにトランジスタ３１２は、サーミスタの出力信
号の対数値に相当する値から、温度センサによって得ら
肚た温度補償信号の対数値に相当する値を減算し、この
減算値を対応する真数値に変換する機能を有１−る、真
数値に変換された信号は、演算増幅器３１４に与えら几
る。この演算増幅器の出力信号は、サーミスタ電圧の２
乗の値を温度センサカラ得られた温度補償電圧によって
除、−たものに相当し、測定地点の周辺温度の影響が取
除かれたものに１よる。

回路３］Ｏにおいて、各構成部品はそれそｔ公称値との
間に誤差を宵するため、サーミスタ３２０周辺に空気の
流れが全くないとぎに、演算ｊ’＋ｉ幅器３１４の出力
電流が正確にゼロになるように回路を調整′１−る手段
が必要となる。低レンジゼロ点調整器１１１の構成要素
の一部分で、抵抗３１６に直列接続された親指で調整可
能な可変抵抗３１７によってこの調！：がなされる。サ
ーミスタ３２０周辺に空気の流れが全くないとぎに、演
算増幅器３１４の出力゛上流かゼロになるように、親指
を用いて操作つまみ１１１Ａ′Ｔ：動かして調整を行う
。実際には、第」２図に示すようにカバー８６をグロー
ブの先端部８２にはめ込むことによって、サーミスタ３
２の周辺に無風状態をつくり、調整が行われる。抵抗３
】６とトランジスタ３１２との接点３１５は、演算増幅
器３１４０反転入力に接続され、この演算増幅器３１４
の増幅率は抵抗３１８　Ｋよって決定される。演算増幅
器３１４の出力信号は、結局、サーミスタ３２０周辺の
風速値に相当したものになる。この信号は更に、レンジ
切換／測定回路３２２に与えられる。

続いて、第１０図を参照しながらレンジ切換／測定回路
３２２について説明する。前述したグローブ出力調整回
路３１０の出力信号は、演算増幅器３２０の非反転入力
に与えられる。この演算増幅器３２０は入力信号を増幅
するとともに、読取メータ１１６のスケールの左端の基
準を設定する働きをする。

レンジ切換スイッチ１１２は、回路３２２においては、
スイッチ１１２Ａおよびスイッチ１１２Ｂとして表わさ
れる。第１０図で、スイッチ１１２への破線側は低レン
ジ側の位置を示し、この位置では演算増幅器３２００反
転入力は、回路１５０の電源コネクタ２００から供給さ
れる４Ｖ電源ラインに接続される。この状態では、たと
えゼロに対応する（例えば、０フィート７分　近傍の速
度）グローブ出力調整回路からの信号であっても、とに
かくあらゆる信号が増幅される。その増幅信号は、スイ
ッチ１１２Ｂが低レンジ側である破線位置にあるため、
対応したレンジ抵抗３２４に与えられる。抵抗３２４お
よび３２６はドライバ等で調整可能な半固定抵抗である
。

スイッチ１１２Ｂが破線の位置にあると、演算増幅器３
２０の出力信号は抵抗３２４に与えられるのであるが一
図示する実施例では、読取メータ１１６のフルスケール
が６００フイ一ト／分［なるように抵抗３２４は調整さ
れる。

一方レンジ切換スイッチ１１２が高レンジ側に切換えら
れた場合は、スイッチ１１２人は実線側の位置となる。

これにより抵抗３２８は演算増幅器３２００反転入力に
接続さ詐る。抵抗３２８は、抵抗３２４および３２６と
同様の半固定抵抗で、読取メータ１１６に全く電流が流
れない状態のとぎに、メータの読みが特定の風速値（ゼ
ロではない値）を示すように調整を行うのに用いられる
。この調整は次゛　のようにして行われる。ますフ゛ロ
ーブを特定の風速値を有する空気の流れの中に置く。こ
の特定の風速値は図示する実施例では５００フイ一ト／
分であり、高レンジ側のスケールの左端の値である。

この状態で、読取メータに流れる電流がゼロになるよう
に抵抗３２８を調整するのである。

また、スイッチ１１２Ｂも高レンジ側、即ち実緋側の位
置となる。抵抗３２６は、読取メータ１１６のフルスケ
ールが６０００フイ一ト／分になるように調整される。

高レンジではグローブ２２によって、最大６０００フイ
一ト／分までの風速測定が可能となる。

レンジ切換／測定回路３２２において、抵抗３３０゜３
３２、３３４．３３６およびコンデンサ３３８は、演算
増幅器３２０をはじめとする増幅回路の一部をなす。

レンジ切換スイッチ１１２Ａが、低レンジ側、即ち、纂
１０図で破線側の位置［あるとぎは、回路１５０から供
給される４■の参照信号が０フイ一ト／分の風速に相当
し、高レンジ側、即ち第１０図で実線側の位置にあると
ぎは、増幅回路の一方の入力は抵抗３２８によって設定
さ扛る電圧値となり、この電圧値は５００フイ一ト／分
の風速に相当する。

第１０図に示１−ように、演算増幅器３２０の出方はレ
ンジ切換スイッチ１１２ＢＫ与えラレ、コノスイッチに
よシ、所望のレンジ幅調整抵抗が選択される。即ち、高
レンジ側（第１０図の実線側）では抵抗３２６が、低レ
ンジ側（第１０図の破線ψ１１　）では抵抗３２４およ
び３２５が選択される。

読取メータ１１６のメータ指針１２４の風速計スケール
１２２に対する相対位置が風速値を示す。スケールは高
レンジ側および低レンジ側そ肚それに応じた目盛を有し
、高レンジ側では５００フイ一ト／分〜６０００フィー
ト／分まで、低レンジ１（１１では。

フィート／分〜６００フィート／分までの目盛が設けら
れる。

また、測定開始スイッチ１１４の一部をなすスイッチ１
１４Ａ（第４図参照）は測定回路とに源とを接続する働
きをする。スイッチ１１４Ａは図のように常開スイッチ
であシ、押ボタン１１５（第１図および第：３図参照）
が押されたとぎにのみスイッチ回路が閉じられる。スイ
ッチ１］ｊＢ（第１０図参照）は、測定開始スイッチ１
１４のもう一方の一部をなすスイッチであシ、本発明で
は、装置を使用していないときのメータ指針のダンピン
グとしての働きをし、装置の振動や衝撃に対する損害を
最小にするようにしている。押ボタン１１５が離される
と、適肖なスプリング機構等により接点部材１６３が接
点１６５および１６７を接触させメー月１６を保護する
。

次に第１１図を参照しながらタイマ回路３４０　Ｋつい
て説明する。風速測定のために装置が０ＮｆＣされると
、１２Ｖの電源電圧が端子３４１に供給される。

これによって、コンデンサ３４２は抵抗３４４を介して
初期電圧ｏｖの状態から１２Ｖの状態にまで充電される
。抵抗３４４とコンデンサ３４２との接点３４５は、抵
抗３５２を介して演算増幅器３４６の非反転入力に接続
される。一方、演算増幅器３４６０反転入力は抵抗３４
８を介して４■の電源（第４図参照）に接続される。演
算増幅器３４６は比較器としての働きをし、反転大刀あ
るいは非反転入力がハイレベルか否かによってその出方
はハイレベルかローレベルかのどちらかとなる。はじめ
この出力はローレベルである。コンデンサ３４２の光電
′電圧が４Ｖをわずかでも超えると、この出力はノ・イ
レベルに変わり、以後装置が０ＦＩＪＣされるまで）Ｓ
イレベルを継続して出力する。装置がＯＦＦにされると
、コンデンサ３４２はダイオード３５０および抵抗３４
４を介して放電し、０■となる。抵抗３４４に並列にダ
イオード３５０を設けたのは、充電時間より速い時間で
放電を行わせるためである。装置の０Ｎ１０ＦＦ　動作
を急速に行うと、ＯＮ時の上述の充電動作は、まだコン
デンサ３４２に電荷が残っている状態から行わ肚ろこと
ＫＴ、ｆる。

このタイマ回路３４０は２つの重要な機能を果たす。ダ
イオード３５４は第４図に示すように電源回路１５０の
抵抗１９６と１９７との接点３５５に接続されている。

装置がはじめにＯＮにされた後は、タイマ回路の出力は
、はじめローレベルであシ、この出力はダイオード′Ａ
５４を介して電源回路１５０に接続されているため、電
源回路１５０の４■用電源出力は約２■にまで低下する
。従って、このはじめのウオームアツプ期間中は、第５
図のサーミスタブリッジ回路にかかる電圧は通常の１８
　Ｖ　−４Ｖ　＝１４　Ｖ　テｕ　ｒｊ　＜、１８Ｖ　
−２Ｖ＝１６Ｖ　トＴｘル。

このウオームアツプ期間中は、サーミスタ３２０両端子
間電圧が通常に比べてかなシ高くなるため、はじめ読取
メータ１１６の指針がフルスケールを超えて振れ、その
後サーミスタ３２が動作電圧に達するとともにメータ指
針も正常な位置に戻るという好ましくない現象が起こる
。このような現象を回避スるため、トランジスタ３５６
がタイマ回路３４０に設けられる。このトランジスタ３
５６はウオームアツプ期間中は抵抗３５８によってＯＦ
Ｆにされ、電流を遮断する。タイマ回路３４０の出力が
ハイレベルに達すると、トランジスタ３５６はＯＮにな
り、風速測定中は読取メータ１１６に電流が流れるよう
になるので、測定に支障を及ぼすことはない。このよう
にして、測定地点の周囲温度や測定対象たる空気温度に
左右されずに風速の測定ができる。

以上のようにタイマ回路３４０の第１の機能は、ダイオ
ード３５４を介して４■電源回路とこのタイマ回路３４
０をウオームアツプ期間中この４■電源電圧を２ｖにま
で低下させ、サーミスタ３２に２■余分の電圧を印加し
てサーミスタを急速に動作温度にまで熱してやることで
ある。そして第２の機能は、このサーミスタのウオーム
アツプ期間中、読取メータ１１６０指針が振υ切れるこ
とのないようｉｃｊることである。

第１４図に、７′リント基板１．０６上に配された種々
の信号処理回路用の部品を示す。ここで読椴メータ１１
６の位置は破線１］６Ａで示される。低レンジゼロ点調
整器】１１およびレンジ切換スイッチ１１２は、フ゛リ
ント基板１０６の切欠部に配置され、装置本体２４内の
操作位置にネジ】１０で固定される。また纂１４図左側
には、グローブと装置本体内の信号処理回路との接続状
態が示されている。これは第１２図、第１３図をも参照
さ２ｔたい。

サーミスタ３２にはＦｅｎｗａ１社（Ａｓｈｌａｎｄ、
　Ｍａｓｓ、。

Ｕ、Ｓ、Ａ　　）製のものか、それと同等のものを用い
るのが好ましい。第１２図に示すように、この型のサー
ミスタは感温体３７０と導線３７２および３７４を有し
、これら導線はそれぞれフ□ＩＩント基板３１の配線７
０および７２ｉｌ′Ｉｌ：結線される。不実施例で用い
たサーミスタは一同社製　型番ＧＢ　４１　Ｌ２のもの
である。

ソリッドステート温度センサ３４には、Ｍｏｔｏｒｏｌ
ａ社（Ｓｃｈａｕｍｂｕｒｇ、　ＩＩ　＋ｌ　Ｕ、　Ｓ
、Ａ、　）製のＮＰＮ型シリコン感温バイポーラトラン
ジスタか、そｎと同等のものを用いるのが好ましく、本
実施例で用いたものは、同社製型番ＭＭＢ　Ｔ　Ｓ、−
１０２のものである。しかしながら、温度変化に対して
線形な出方を有するものであれば、どのような感温素子
を用いてもかまわない。本実施例で用いた上述の素子は
、軽量で温度変化に対する応答時間が速いという点で好
ましい。応答時間はやや遅いが本発明の目的達成のため
に適している他の素子としては。

Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｓｅｍｌｃｏｎｄｕｃｔｏｒ社裏Ｌ
ＴＤ　　ＬＭ　３３５感温センサ、Ｔｅｘａｓ　Ｉｎｓ
ｔｒｕｍｅｎｔｓ社（Ｄａｌｌａｓ、　Ｔｅｘａｓ。

Ｕ、’Ｓ、Ａ、）　製ＴＳＦ　　１０２シリコンセンサ
、Ａｎａｌｏｇ］）ｅｖｉｃｅｓ社（Ｎｏｒｗｏｏｄ、
　Ｍａｓｓ、、　Ｕ、　Ｓ、Ａ、　）ＭＡＤ　５９０讐
温トランスデユーサ等が挙げられる。本発明で用いる温
度センサ３４は、動作にあたって白熱式ではなく本質的
に熱を発散する性質のものではないので、風速の変化に
よって何ら影響を受けない。

一方サーミスタ３２は白熱式であシ、風速の変化によっ
て自分自身を熱するのに要する電力が変化する。

本発明に用いる演算増幅器には、Ｎａｔｉｏｎａｌ　　
Ｓ−ｅｍ　１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ社（Ｐｌａｔｔｂｕ
ｒｇｈ、　Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ、　Ｕ。

Ｓ、Ａ、）製の型番ＬＮ３２４Ｎか、これと同等のもの
を用いるのが好ましい。本実施例では、演算増幅器１８
０．１９０．３２０．および３４６　Ｋは、４つの演算
増幅器を有する１チツグＩＣ３８０を用い、演算増幅器
１７２．２２８．および２８６には、同じく４つの演算
増幅器を有する１チップＩＣ３８２′ｆ：用いている。

またトランジスタ２６４．２７０．３０８および３１２
にはＮＰＮ　ｈランジスタアレイＩ　Ｃ３８４を用いて
おり、演算増幅器２６０．２６６、３０２．および３１
４には、４つの演算増幅器を有する１チツプ■Ｃ３８６
を用いている。これらのＩＣはすべて通常のものである
。

ＮＰＮトランジスタ２６４．２７０．３０８．および３
１２に用いるトランジスタアレイＩ　Ｃ３８４としては
、Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｓｅｍｌｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ社
製のＮＰＮ　トランジスタアレイ型番ＬＭ　３０４６　
Ｎか、これと同等のものを用いるのが好ましい。４つの
演算増幅器を有する１チツフーＩＣは、独立した互換性
のある演算増幅器部分を４つ有するものを用いるのがよ
い。

各演算増幅器部分のとｎを用いるかは、プリント基板上
での実体配線を考慮して定められる。４つの増幅器に供
給される電源は共通である。本実施例で用いたＮＰＮ）
ランジスタアレイは５つの別々なトランジスタを有し、
その各トランジスタは回路図の種々の位置に示されたト
ランジスタとして用いられる。

読取メータ１１６には１’Ｊｏｄｕｔｅｃ社（Ｎｏｒｗ
ａｌｋ、　Ｃｏ！Ｔ１．。

Ｕ、Ｓ、Ａ、）　　製のＯ〜１ｍＡの直流用′電磁式ア
ナログ出力メータ、あるいはその同等品を用いるのが好
ましい。勿論、本発明の目的を達成するのに適したもの
であれば、他のどのような読取装置を用いてもかまわな
い。

電力供給用のバッテリには、Ｅｖｅｒｅａｄｙ社のＭｏ
−ｄｅｌ　５２２、Ｄｕ　ｒａｃｅ１１社のＭＮ１６０
４、Ｒａｙｏｖａｃ社のＡ　ｌ６０４等の９■用バツテ
リを用いるのが好・まししゝ０ グローブ２２の開口部間および４４に相当するプリント
基板３１上の位置に設けられた切欠部４０および５０は
、それぞれサーミスタ３２および温度センサ３４を保持
することによって、互いの接触による事故を防ぐ機能を
果たすとともに、プローブを量産した場合に、フ゛ロー
ブ間にサーミスタおよび温度センサの位置のばらつきが
生じるのを防ぐ機能を果たす。

このように本発明は、測定地点の周囲温度の影響を全く
受けることがなしに風速測定を行うことができ、しかも
風速値を直読することができる熱瞭風速計を提供するこ
とかでざる。また、不発明に係る熱線風速計は、広範囲
にわたる周囲温度において、広範囲にわたる風速値を測
定することかでさ、低レンジゼロ点調整を行う際に、プ
ローブにカバー８６を取付けることにより風速０の状態
を設定することができる。更に、本発明に係る熱線風速
計は、軽量小型で、扱いも容易である。装置本体は、使
用の際、片手で保持できる形態をしており、操作に必要
な種々のスイッチは、この装置本体を保持している手の
指で操作できる。ツーロープｎは簡単な部品で構成され
、扱いも容易であり、測定する空気の流れを直接とらえ
ることができる。

このプローブには２種のセンサが内蔵されておシ、それ
ぞれの周囲に空気が流れる。グローブ２２および装置本
体冴ともに構成部品は共通のプリント基板上に配置され
、各構成部品は基板上に固定さｔろ前に必要な試験が行
われる。装置本体冴の測定開始スイッチは、装置を使用
していないとぎは′市原を遮断することにより、バッテ
リを節約し、また各部品の寿命を延ばす。バッテリ警告
窓１４０は操作者にバッテリの交換を促す。

装置本体の対数変換等の処理回路はすべて共通の１枚の
プリント基板上に構成される。各回路要素にはＩＣパッ
ケージの回路が用いられ、回路特性が温度変化の影響を
受けるのを回避している。

ストラップ１４７は、操作者が風速測定を行うために装
置本体を片手で持った際に、装置本体を落下させること
がないよう手首に通し−Ｃ用いる。ツーローブのカバー
８６は、装置を使用しないときにツーローブの６構ｂ’
を要素を保峻する役目を果たす。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る熱線風速計装置本体の上面図であ
る。第２図は本発明に係る熱線風速計の１０−ブの平面
図で、２つのセンサ素子か示されている。一部分ツーロ
ーブ内部のプリント基板および回路構Ｉｆ、要素が示さ
れている。なおりノ・−は、はすされた状態である。第
２Ａ図は１０−フ保穫用のカバーの平面図である。この
カバーは、装置を使用していないとぎにプローブにかぶ
せられ、グローブのセンサを保護する。第３図は第１図
の装置本体を切断線３−：３で切断した断面図である。 装置本体の内部が図式的に表わされ、下部にはグローブ
が示さｎている。 第４図乃至第１１図は本発明に係る熱線風速計の回路図
である。第４図は電源回路、第５図はサーミスタ信号制
御回路、第６図はサーミスタ信号対数変換回路、第７図
はソリッドステート温度センサ回路、第８図は温度セン
サ信号対数変換回路、第９図はグローブ出力調整回路で
ある。第９図のツーローブ出力調整回路によってツーロ
ーブからの検出信号から周囲温度変化の影響が取除かれ
、この回路の出力は周囲温度に影響を受けない風速値を
示す。第９図の回路は、また、低レンジゼロ点調整回路
を有し、風速測定において、各回路構成素子間の微小な
誤差を修正してゼロ点調整が行われる。第１０図はレン
ジ切換／測定回路、第１１図はタイマ回路である。タイ
マ回路は、レンジ切換／測定回路を電源に接続する働き
をするとともに、測定開始時にサーミスタを急速にウオ
ームアツプする働きをする。 第１２図は第３図に示すグローブの拡大断面図で、プリ
ント基板およびセンサ素子がより詳しく示されている。 また、この図では装置を使用していない時に用いるカバ
ーをはめた状態が示されている。 第１３図はグローブのセンサ周辺回路を単純化して示し
た図で、電源回路および各処理回路への接続状態もあわ
せて示されている。第１４図は装置本体内のプリント基
板の平面図で、プローブ回路との接続状態、読取メータ
の配置もあわせて示されている。 ２０・・・熱線風速計、２２・・・ツーローブ、冴・・
・装置本体、加・・・コイル状ケーブル、３０・・・筒
状筺体、３１・・・フ゛リント基板、３２・・・サーミ
スタ、３Ｆ・・ソリッドステート温度センサ、３５・・
・開口部−４２・・・空気通路−４４・・・開口部、５
２・・・空気通路、６０・・・基板本体、６２・・・回
路、７６　、７８　、８０・・・２！を線、８２・・・
先端部、８・１・・・封止部材、８６・・・カバー、１
００・・・筐体、１０６・・・ソリッド＆＆、１０８・
・・スペーサ、１１１・・・低レンジゼロ点調整器、」
１２・・レンジ切換スイッチ、１１３・・・スライドボ
タン−１１，４・・・ｆｉｌｌ定開始スイッチ−１１５
・・・押ボタン、１１６・・・読取メータ、１１８・・
・読取メータ用フレーム、１２６・・・調藍坏ジ、１３
１・・・正面プレート、１５０・・・′−電源回路１５
６；１５８・・・バッテリ、１６６・・・発光ダイオー
ド、１７１・・・分圧回路、２１０・・・サーミスタ信
号制御回路、２５０・・・サーミスタ信号対数変換回路
、２８ｏ・・・ソリッドステート温度センサ回路、２９
３・・・分用回路、３００・・・温度センサ信号対数変
換回路、３１０・・・プローブ出力調整回路、３２２・
・・レンジ切換／測定回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、空気の流れの中に自熱式サーミスタを置き、前記空
   気の流れに起因する前記サーミスタからのエネルギ散逸
   に比例した第１の信号を前記サーミスタから散り出し、 前記空気の流れの中に前記サーミスタとは別の位置に線
   形出力温度センサを置き、前記空気の流れにおける空気
   の温度に比例し１こ第２の信号を〜前記第１の信号取り
   出しと同時に前記温度センサから取り出し、 前記第１の信号と、前記第２の信号と、を結合して、前
   記空気の温度の影響を受けない空気の流れの速度に比例
   した第３の信号を生成し一前記第３の信号全単位時間に
   ついて線形な単位で読み取ることを特徴とする風速測定
   方法。 ２、ｉｌの信号および第２の信号を対数に変換し、これ
   ら対数変換された信号を対数尺度で結合し−この結合結
   果を真数に変換することにより第３の信号を生成するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の風速測定方
   法。 ３、サーミスタと温度センサとを、互いに一定間隔を隔
   てて空気の流れの中に手で保持することにより、第１の
   信号および第２の信号を取り出すことを特徴とする特許
   請求の範囲第２項記載の風速測定方法。 ４、空気の流れの速度を測定する熱線風速計であって、 サーミスタとソリッドステート線形出力温度センサとを
   互いに一定間隔を隔てて有し、更に前記サーミスタおよ
   び前記温度センサが前記空気の流れの通路となるように
   前記サーミスタおよび前記温度センサのそれぞれの位置
   に開口部を有するグローブと、 電力供給用の電源と、 前記電源から電力供給を受けて前記サーミスタをあらか
   じめ設定された一定温度になるように自熱モードで電気
   的に動作させ、前記空気の流れの速度、および前記空気
   の流れにおける空気の温度と前記サーミスタの温度との
   差、に比例した第１の信号を発生させる第１の装置と、
   前記電源から電力供給を受けて前記温度センサを動作さ
   せ、前記空気の温度に比例した纂２の信号を発生させる
   第２の装置と一 前記第１の信号と、前記第２の信号と、を電気的に結合
   し、前記第１の信号から前記空気の温度変化による影響
   を取り除き、前記空気の流れの速度に比例した第３の信
   号を発生させる第３の装置と、 前記第３の信号を読み取るための読取装置と、をそなえ
   ることを゛特徴とする熱線風速計。 ５、第］の装置と、第２の装置と、第３の装置と、読取
   装置と、がグローブとは別の筐体に内蔵され、かつ、前
   記グローブ上のサーミスタおよび温度センサのそれぞれ
   に屈曲自在の接続手段によって′電気的に接続さ扛てい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の熱線風
   速計。 ６、サーミスタがビード型のものであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第４項記載の熱線風速計。 ７、温度センサが、ベース書エミッタ間に一定の電流が
   流れるトランジスタを有し、このトランジスタの出力信
   号を前記温度センサの出力信号とすることを特徴とする
   特許請求の範囲第４項記載の熱線風速計。 ８、第３の装置が、 纂１の信号をサーミスタの両端子間室圧の対数値の２倍
   の値に相当する第１の値に変換する第１の回路と、 第２の信号をトランジスタの出力信号の対数値に相当す
   る第２の値に変換する第２の回路と、前記第２の値から
   前記第１の値を減じてその結果である第３の値を与える
   第３の回路と、前記第３の値を対数値とする真数値を演
   算して、この頁数値を第３の信号とする第４の回路と、 を有することを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の
   熱線風速計。 ９、読取装置が、フィート７分の単位にキャリプレート
   されたアナログ出力読取メータを有することを特徴とす
   る特許請求の範囲第８項記載の熱線風速計。 ｌＯ０電源と第１の装置との間に挿入され、前記第１の
   装置に供給する電力をＯＮ、１０ＦＦ制御する０Ｎ１０
   ＦＦスイツチ装置と、 前記０Ｎ１０ＦＦスイツチ装置と関連してサーミスタを
   電気的に動作させ、前記ＯＮ１０　Ｆ　Ｆスイッチ装置
   が前記電源と前記第１の装置とを接続するように機能し
   た後、あらかじめ設定された時間の間−前記サーミスタ
   のウオームアツプ−を促進させるタイマ回路装置と、 をそなえることを特徴とする特許請求の範囲第９項記載
   の熱線風速計。 １１、筐体が、ユーザが片手で保持するのに適した太ぎ
   さのほぼ平らな平行六面体の形状をしており、 第１の装置と、第２の装置と、第３の装置と、読取装置
   と、が前記筐体内にほぼ前記筐体前面に平行に設けられ
   た１枚の共通プリント回路基板上に形成され、 前記読取装置が、フィート７分の単位にキャリプレート
   されたアナログ出方読取メータを有し、 前記筐体が前面とこれに向かいあった背面とを有し、前
   記アナログ出方読取メータが前記前面に設けられている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の熱線風速
   計。 １２、グローブが細長い円柱状部材を有し、サーミスタ
   と温度センサとが、前記円柱状部材に七の長手方向に沿
   って設けられた１枚の共通フ゛ローブ用ノリント回路基
   板上に設けられ、前記ツーローブ用フーリント回路基板
   には、グローブの開口部、サーミスタ、温度センサのそ
   れぞれに対応した位置に切欠部が設けられ、前記サーミ
   スタ、前記温度センサが、それぞれの切欠部に取付けら
   れるこ与を特徴とする特許請求の範囲第１１項記載の熱
   線風速計。 １３．屈曲自在の接続手段がコイル状ケーブルを有する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１２項記載の熱線風
   速計。 １４、第１の装置がブリッジ回路を有し、サーミスタと
   第１の抵抗とが前記ブリッジ回路の一方の枝を形成し− 前記サーミスタがあらかじめ設定された一定温度にある
   ときの前記サーミスタの抵抗値、より小さく、かつ、こ
   の抵抗値に対して一定の比率をもった値を前記第１の抵
   抗が有し、第２の抵抗と第３の抵抗とが前記ブリッジ回
   路のもう一方の枝を形成し、 前記第２の抵抗の値が、前記第３の抵抗の値よりも前記
   一定の比率だけ小さいこと′ｆ：特徴とする特許請求の
   範囲第４項記載の熱線風速計。