JPS6156956B2 - - Google Patents
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- JPS6156956B2 JPS6156956B2 JP12144380A JP12144380A JPS6156956B2 JP S6156956 B2 JPS6156956 B2 JP S6156956B2 JP 12144380 A JP12144380 A JP 12144380A JP 12144380 A JP12144380 A JP 12144380A JP S6156956 B2 JPS6156956 B2 JP S6156956B2
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- Japan
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- resistance
- resistor
- bridge
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 7
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
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- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims 1
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
- G01P5/10—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring thermal variables
- G01P5/12—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring thermal variables using variation of resistance of a heated conductor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は気体の流速例えば風速と、その気体の
湿度とを同時に測定することが出来る新規な流速
及び湿度同時測定装置に関するものである。
湿度とを同時に測定することが出来る新規な流速
及び湿度同時測定装置に関するものである。
気体等の流速並びに湿度の測定を個々に行う装
置は既に多数提案されている。
置は既に多数提案されている。
然しながら流速と湿度との両者を同時に、然か
も一個の検出素子をもつて測定する方法は提案さ
れていなかつた。
も一個の検出素子をもつて測定する方法は提案さ
れていなかつた。
本発明は新規な技術的思想に基づいて提案され
たものであつて、気体の流速と、その湿度とを同
時に測定し得る極めて有効な流速及び湿度同時測
定装置であつて、以下実施例に従つて説明する。
たものであつて、気体の流速と、その湿度とを同
時に測定し得る極めて有効な流速及び湿度同時測
定装置であつて、以下実施例に従つて説明する。
第１図は検出素子Ｓの一部切欠き概略図であつ
て、１は抵抗線を示し、例えば白金等の抵抗温度
係数の比較的大きな金属の細線を用い、その線径
は例えば20〜50μｍφ程度のものである。２は前
記抵抗線１を被覆する耐熱絶縁材である。４は前
記抵抗線及びその被覆材を芯としてその上に焼結
形成された金属酸化物の多孔質感湿抵抗体であつ
て、例えばその両端には端子３ａ及び３ｂが埋設
される。１ａ及び１ｂは前記抵抗線１の端子を示
す。
て、１は抵抗線を示し、例えば白金等の抵抗温度
係数の比較的大きな金属の細線を用い、その線径
は例えば20〜50μｍφ程度のものである。２は前
記抵抗線１を被覆する耐熱絶縁材である。４は前
記抵抗線及びその被覆材を芯としてその上に焼結
形成された金属酸化物の多孔質感湿抵抗体であつ
て、例えばその両端には端子３ａ及び３ｂが埋設
される。１ａ及び１ｂは前記抵抗線１の端子を示
す。
尚、感湿抵抗体４は抵抗線１と熱結合され、常
に後述する所定の温度を保つものとする。
に後述する所定の温度を保つものとする。
斯かる構成になる検出素子Ｓは感湿抵抗体４が
吸湿することによつて、その端子３ａ，３ｂ間の
抵抗値が低下するものである。
吸湿することによつて、その端子３ａ，３ｂ間の
抵抗値が低下するものである。
その湿度―抵抗特性の代表例を第２図に示す。
第３図は実施例の具体的回路を例示したもので、
前記詳述した検出素子Ｓは点線で画したる部分で
あつて、前記抵抗線１は抵抗Ｒ１にて、又感湿抵
抗体４は抵抗４′なる記号にてそれぞれ置き替え
られ図示されている。
第３図は実施例の具体的回路を例示したもので、
前記詳述した検出素子Ｓは点線で画したる部分で
あつて、前記抵抗線１は抵抗Ｒ１にて、又感湿抵
抗体４は抵抗４′なる記号にてそれぞれ置き替え
られ図示されている。
而して前記抵抗Ｒ１及び固定抵抗Ｒ２，Ｒ３，
Ｒ４によつてブリツジ回路が構成され、ａ点及び
ｂ点の電位変化は増巾回路５に入力され、その出
力からはブリツジ回路が平衡を保つよう、該ブリ
ツジ回路に電流Ｉが帰還される。
Ｒ４によつてブリツジ回路が構成され、ａ点及び
ｂ点の電位変化は増巾回路５に入力され、その出
力からはブリツジ回路が平衡を保つよう、該ブリ
ツジ回路に電流Ｉが帰還される。
一方湿度によつて変化する抵抗４′は、その両
端子が抵抗値検出回路６に接続され、その値を湿
度表示器７によつて湿度表示するよう構成されて
いる。
端子が抵抗値検出回路６に接続され、その値を湿
度表示器７によつて湿度表示するよう構成されて
いる。
尚、８は後述するように流速値を表示する流速
表示器である。
表示器である。
而して前記ブリツジを構成する各辺の抵抗の値
は、Ｒ２＝224Ω、Ｒ３＝200Ω、Ｒ４＝20Ω程度
であつて、Ｒ１の値は後述する(2)式より22.4Ωと
なる。尚、抵抗Ｒ１の抵抗温度係数αは0.004程
度である。
は、Ｒ２＝224Ω、Ｒ３＝200Ω、Ｒ４＝20Ω程度
であつて、Ｒ１の値は後述する(2)式より22.4Ωと
なる。尚、抵抗Ｒ１の抵抗温度係数αは0.004程
度である。
斯くの如き構成に於いて、０℃に於ける抵抗Ｒ
１の抵抗値をＲ０、その抵抗温度係数をα、その
温度をＴとすれば Ｒ１＝Ｒ０（１＋αＴ） (1) が成り立つ。
１の抵抗値をＲ０、その抵抗温度係数をα、その
温度をＴとすれば Ｒ１＝Ｒ０（１＋αＴ） (1) が成り立つ。
又、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４で構成される
ブリツジの平衡条件は Ｒ１・Ｒ３＝Ｒ２・Ｒ４ (2) であり、 いま抵抗Ｒ１が加熱されておらず、その抵抗値が
低く Ｒ１・Ｒ３＜Ｒ２・Ｒ４ (3) なる場合、第３図のａ点の電位がｂ点より低く
なる。
ブリツジの平衡条件は Ｒ１・Ｒ３＝Ｒ２・Ｒ４ (2) であり、 いま抵抗Ｒ１が加熱されておらず、その抵抗値が
低く Ｒ１・Ｒ３＜Ｒ２・Ｒ４ (3) なる場合、第３図のａ点の電位がｂ点より低く
なる。
ａ点には増巾器５の反転入力端子が、又ｂ点に
は非反転入力端子がそれぞれ接続されているか
ら、ａ点の電位が低くなると増巾器５の出力電流
Ｉが増加し、抵抗Ｒ１が加熱されることになる。
逆に抵抗Ｒ１が加熱され過ぎると Ｒ１・Ｒ３＞Ｒ２・Ｒ４ (4) となり、斯かる場合ａ点の電位はｂ点より高く
なり、電流Ｉが減少する。
は非反転入力端子がそれぞれ接続されているか
ら、ａ点の電位が低くなると増巾器５の出力電流
Ｉが増加し、抵抗Ｒ１が加熱されることになる。
逆に抵抗Ｒ１が加熱され過ぎると Ｒ１・Ｒ３＞Ｒ２・Ｒ４ (4) となり、斯かる場合ａ点の電位はｂ点より高く
なり、電流Ｉが減少する。
斯かる作動によつてブリツジの平衡条件、(2)式
が自動的に満足され、Ｒ１の抵抗値が一定とな
る。その結果、(1)式によつて示される如く、抵抗
Ｒ１の温度が一定に保たれるものである。尚、Ｒ
０＝20Ωとする。
が自動的に満足され、Ｒ１の抵抗値が一定とな
る。その結果、(1)式によつて示される如く、抵抗
Ｒ１の温度が一定に保たれるものである。尚、Ｒ
０＝20Ωとする。
而してブリツジの各辺の抵抗値が前記した値で
あるとすると、この時の抵抗Ｒ１の温度は、(1)式
より30℃となる。
あるとすると、この時の抵抗Ｒ１の温度は、(1)式
より30℃となる。
すなわち、実施例では抵抗Ｒ１と感湿抵抗体
４′とは熱結合されているから、該抵抗体４′の温
度は常に30℃に保たれるものである。
４′とは熱結合されているから、該抵抗体４′の温
度は常に30℃に保たれるものである。
次に湿度に関して説明すると、水の飽和気圧は
零囲気温度20℃に於いて17.53mmHgであり、これ
が30℃になると31.83mmHgとなる。相対湿度は気
体中の水蒸気圧と、その気体と同じ温度の飽和水
蒸気圧との比を百分率で表わした量である。
零囲気温度20℃に於いて17.53mmHgであり、これ
が30℃になると31.83mmHgとなる。相対湿度は気
体中の水蒸気圧と、その気体と同じ温度の飽和水
蒸気圧との比を百分率で表わした量である。
従つて実施例の場合、雰囲気温度20℃で相対湿
度が100％であるとしても、感湿抵抗体４′の温度
が前記の如く30℃に保たれているため、該抵抗体
４′自体は等価的に １７．５３／３１．８３×100＝55.07 …(5) すなわち、約55％の湿度雰囲気中にあることに
相当する。
度が100％であるとしても、感湿抵抗体４′の温度
が前記の如く30℃に保たれているため、該抵抗体
４′自体は等価的に １７．５３／３１．８３×100＝55.07 …(5) すなわち、約55％の湿度雰囲気中にあることに
相当する。
斯かることは第２図特性図からもわかるよう
に、湿度―抵抗特性の直線性の良好な範囲で湿度
の検出を行わせることが出来、これによつて高い
測定精度が得られることになる。
に、湿度―抵抗特性の直線性の良好な範囲で湿度
の検出を行わせることが出来、これによつて高い
測定精度が得られることになる。
次に流速の測定作動に付いて説明すると、前記
した如く実施例回路が作動すると(2)式が満足さ
れ、従つて抵抗Ｒ１の値は一定となる。尚、抵抗
Ｒ１は雰囲気温度よりも常に高い温度にて一定と
なるよう回路の定数が選定されている。
した如く実施例回路が作動すると(2)式が満足さ
れ、従つて抵抗Ｒ１の値は一定となる。尚、抵抗
Ｒ１は雰囲気温度よりも常に高い温度にて一定と
なるよう回路の定数が選定されている。
抵抗Ｒ１への電流、すなわちブリツジに供給さ
れる電流Ｉは、抵抗Ｒ１が一定の温度となるよう
制御されており、前記電流によつて発生した熱は
周囲の気体中に放散される。抵抗Ｒ１の周囲の気
体（正確には感湿抵抗体を介した気体）が流動し
ている場合、すなわち気体が或る速度で移動して
いる場合には放散熱量が増加し、従つて前記電流
Ｉも増大する。
れる電流Ｉは、抵抗Ｒ１が一定の温度となるよう
制御されており、前記電流によつて発生した熱は
周囲の気体中に放散される。抵抗Ｒ１の周囲の気
体（正確には感湿抵抗体を介した気体）が流動し
ている場合、すなわち気体が或る速度で移動して
いる場合には放散熱量が増加し、従つて前記電流
Ｉも増大する。
流速が高くなつた場合には前記抵抗Ｒ１から放
散される熱量が増加し、従つて抵抗Ｒ１は冷却さ
れる。冷却されるとその抵抗値が低下し(3)式とな
る。
散される熱量が増加し、従つて抵抗Ｒ１は冷却さ
れる。冷却されるとその抵抗値が低下し(3)式とな
る。
斯かる状態になると回路の作動によつて電流Ｉ
が増大し、抵抗Ｒ１が加熱される。すると再び(2)
式の条件が満足される。
が増大し、抵抗Ｒ１が加熱される。すると再び(2)
式の条件が満足される。
流速が低くなつた場合には抵抗Ｒ１から放散さ
れる熱量が減少し、従つて該抵抗の温度は上昇す
る。上昇するとその抵抗値は高く、従つて(4)式と
なり電流Ｉが減少して抵抗Ｒ１の温度が低下し、
再び(2)式が満足されることになる。
れる熱量が減少し、従つて該抵抗の温度は上昇す
る。上昇するとその抵抗値は高く、従つて(4)式と
なり電流Ｉが減少して抵抗Ｒ１の温度が低下し、
再び(2)式が満足されることになる。
斯くの如く流速が変化すると、それに従つて電
流Ｉが変化する。実施例ではこの電流変化に相当
する信号を取り出して流速表示器８を駆動させ、
その指示値から流速値を知ることが出来るもので
ある。尚、以上の説明では湿度の測定作動と、流
速の測定作動とをそれぞれ分けて説明したが、実
際にはこれらは同時に行われ、湿度表示器７及び
流速表示器８とによつて被測定気体の湿度と流速
とを同時に測定することが出来るものである。
流Ｉが変化する。実施例ではこの電流変化に相当
する信号を取り出して流速表示器８を駆動させ、
その指示値から流速値を知ることが出来るもので
ある。尚、以上の説明では湿度の測定作動と、流
速の測定作動とをそれぞれ分けて説明したが、実
際にはこれらは同時に行われ、湿度表示器７及び
流速表示器８とによつて被測定気体の湿度と流速
とを同時に測定することが出来るものである。
本発明は以上に詳述した如く、比較的簡単な構
成にも拘らず、湿度と流速との二つの測定が同時
に行え、使用上極めて大なる効果を有している。
更に実施例に於いては感湿抵抗体が常に一定温度
に加熱されているから、長時間の高湿度測定時に
於いて感湿抵抗体の乾燥操作が従来方法のものと
比べて少なくてすみ、この点に於いても本発明は
優れた効果を有している。
成にも拘らず、湿度と流速との二つの測定が同時
に行え、使用上極めて大なる効果を有している。
更に実施例に於いては感湿抵抗体が常に一定温度
に加熱されているから、長時間の高湿度測定時に
於いて感湿抵抗体の乾燥操作が従来方法のものと
比べて少なくてすみ、この点に於いても本発明は
優れた効果を有している。
第１図は本発明の一実施例による流速及び湿度
同時測定装置に用いる検出素子の一例を示す一部
切欠断面図、第２図はこの検出素子の湿度に対す
る抵抗値の変化を示すグラフ、第３図は本発明の
一実施例による流速及び湿度同時測定装置の構成
を示す回路図である。 Ｓ…検出素子、１…抵抗線、１ａ，１ｂ…端
子、２…耐熱絶縁材、３ａ，３ｂ…端子、４…感
湿抵抗体、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，ｒ…抵抗、
４′…感湿抵抗体、５…増幅器、６…抵抗値検出
回路、７…湿度表示器、８…流速表示器。
同時測定装置に用いる検出素子の一例を示す一部
切欠断面図、第２図はこの検出素子の湿度に対す
る抵抗値の変化を示すグラフ、第３図は本発明の
一実施例による流速及び湿度同時測定装置の構成
を示す回路図である。 Ｓ…検出素子、１…抵抗線、１ａ，１ｂ…端
子、２…耐熱絶縁材、３ａ，３ｂ…端子、４…感
湿抵抗体、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，ｒ…抵抗、
４′…感湿抵抗体、５…増幅器、６…抵抗値検出
回路、７…湿度表示器、８…流速表示器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 温度に応じた抵抗値を有する被覆された抵抗
線を感湿体で包み込んで熱結合し、該感湿体の両
端に端子を設けて構成された検出素子と、 前記検出素子内の抵抗線を一辺に有するブリツ
ジ回路と、 前記ブリツジ回路の一対の端子が入力端に接続
され前記ブリツジ回路に帰還電流を供給すること
によりブリツジを平衡に保つ帰還増幅器と、 前記帰還増幅器の帰還出力に対応した流速を表
示する流速表示器と、 前記ブリツジの平衡により所定温度に保たれた
前記感湿体の抵抗値を検出する抵抗値検出回路
と、 前記抵抗値検出回路の抵抗値出力によつて前記
感湿抵抗体の周囲の湿度を表示する湿度表示器
と、を具備することを特徴とする流速及び湿度同
時測定装置。 ２ 前記検出素子は、被覆された抵抗線を芯とし
てその周囲に多孔質感湿体を焼結して形成したも
のであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の流速及び湿度同時測定装置。 ３ 前記感湿抵抗体の抵抗線は、温度抵抗係数の
大きい金属線であることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の流速及び湿度同時測定装置。 ４ 前記抵抗線は、白金線であることを特徴とす
る特許請求の範囲第３項記載の流速及び湿度同時
測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12144380A JPS5745464A (en) | 1980-09-01 | 1980-09-01 | Measuring method for flow speed and humidity |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12144380A JPS5745464A (en) | 1980-09-01 | 1980-09-01 | Measuring method for flow speed and humidity |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5745464A JPS5745464A (en) | 1982-03-15 |
| JPS6156956B2 true JPS6156956B2 (ja) | 1986-12-04 |
Family
ID=14811260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12144380A Granted JPS5745464A (en) | 1980-09-01 | 1980-09-01 | Measuring method for flow speed and humidity |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5745464A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102013103388B3 (de) * | 2013-04-05 | 2014-09-25 | Chemec Gmbh | Vorrichtung für die Messung der Wärmeleitfähigkeit von Gaskomponenten eines Gasgemisches |
-
1980
- 1980-09-01 JP JP12144380A patent/JPS5745464A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5745464A (en) | 1982-03-15 |
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