JPS6242065A - 半導体流速検出器 - Google Patents
半導体流速検出器Info
- Publication number
- JPS6242065A JPS6242065A JP18049785A JP18049785A JPS6242065A JP S6242065 A JPS6242065 A JP S6242065A JP 18049785 A JP18049785 A JP 18049785A JP 18049785 A JP18049785 A JP 18049785A JP S6242065 A JPS6242065 A JP S6242065A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- envelope
- flow velocity
- tri
- terminal
- operational amplifier
- Prior art date
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- Pending
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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。
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〕
本発明は流体速度を検出する半導体流速検出半導体器に
関する。
関する。
個別半導体素子の一種であるトランジスタは、そのベー
スエミッタ間には負の温度計数約−２，２ｍＶ／℃が発
生することが判明しており、その特性を生かして流体の
温度ならびに速度検出に利用されている。
スエミッタ間には負の温度計数約−２，２ｍＶ／℃が発
生することが判明しており、その特性を生かして流体の
温度ならびに速度検出に利用されている。
その測定回路を第２図により説明する。ＴＲＩ。
２及びＴＲ３が±１５ｖが印加される正負電源端子４゜
５に並列に接続され、その正端子に各コレクタを接続し
−ＴＲＩならびにＴＲ３のエミッタは定電流源６．７を
経て負荷端子６へ、ＴＲ２のエミッタは直接負電源端子
５へ接続する。ＴＲＩのエミッタは定電流源６との間に
可変抵抗８を接続する。
５に並列に接続され、その正端子に各コレクタを接続し
−ＴＲＩならびにＴＲ３のエミッタは定電流源６．７を
経て負荷端子６へ、ＴＲ２のエミッタは直接負電源端子
５へ接続する。ＴＲＩのエミッタは定電流源６との間に
可変抵抗８を接続する。
ＴＲ２のコレクタは正端子４との間には直列に抵抗９を
設け、更にこの抵抗とＴＲ２のコレクタ間から端子１６
を設け、この端子１６と接地間で測定するＴＲＩ、３の
ベースは接地しＴＲ２のベースにはオペアンプ１５の出
力端を結線し、このオペアンプ１５の正入力端子１２を
可変抵抗８と、負入力端子１３をＴＲ３のエミッタと接
続して測定回路を構成する。
設け、更にこの抵抗とＴＲ２のコレクタ間から端子１６
を設け、この端子１６と接地間で測定するＴＲＩ、３の
ベースは接地しＴＲ２のベースにはオペアンプ１５の出
力端を結線し、このオペアンプ１５の正入力端子１２を
可変抵抗８と、負入力端子１３をＴＲ３のエミッタと接
続して測定回路を構成する。
ところで、この測定回路におけるＴＲＩ、２により流体
速度を、ＴＲ３で流体温度を測定するものであり、定電
流源６，７はＴＲＩならびニＴＦｌ ３ （７） ＶＢ
ａ即ち感度を一定に調節する機能を果す。
速度を、ＴＲ３で流体温度を測定するものであり、定電
流源６，７はＴＲＩならびニＴＦｌ ３ （７） ＶＢ
ａ即ち感度を一定に調節する機能を果す。
可変抵抗８はオペアンプ１１の負入力端子に加える電圧
を可変させ発熱用トランジスタＴＲ２の発熱量を調整す
るために設置されている。
を可変させ発熱用トランジスタＴＲ２の発熱量を調整す
るために設置されている。
−力走電流源６，７としてはＪ −ＦＥＴが通常使用さ
れそこを流れる電流値は等しくなるように設定する。尚
ＴＲ３は一対のＴＲＩ、２に近接した位置に配置し、そ
の測定はそのエミッタに近接して設番プた端子１４と負
電源端子５間でその温度を測定する。
れそこを流れる電流値は等しくなるように設定する。尚
ＴＲ３は一対のＴＲＩ、２に近接した位置に配置し、そ
の測定はそのエミッタに近接して設番プた端子１４と負
電源端子５間でその温度を測定する。
さて、これらのＴＲＩ〜３は第４図に示すように、絶縁
性基板例えばアルミナセラミック１０に固定されるが、
ＴＲＩならびにＴＲ２は同一の絶縁性基板ｌＯに設置さ
れ、これに導電性金属Ｆｅ−Ｎ１合金等の熱伝導性材料
からなるキャップ１１が気密に取り付けられて外囲器を
構成し、その空隙部分には空気が充填され、ＴＲ３の構
造も、このＴＲＩ及びＴＲ２と全く同様な構造を持って
いる。
性基板例えばアルミナセラミック１０に固定されるが、
ＴＲＩならびにＴＲ２は同一の絶縁性基板ｌＯに設置さ
れ、これに導電性金属Ｆｅ−Ｎ１合金等の熱伝導性材料
からなるキャップ１１が気密に取り付けられて外囲器を
構成し、その空隙部分には空気が充填され、ＴＲ３の構
造も、このＴＲＩ及びＴＲ２と全く同様な構造を持って
いる。
このＴＲＩならびにＴＲ２を一組として流体の流速を測
定するのは前述の通りであるが、その測定に当っては図
示していないが、１対のＴＲＩ、ＴＲ２に近接して配置
したＴＲ３によって被測定流体の温度を測定する。その
測定は端子１４と負端子５によってエミッタベース間電
圧降下による温度係数を求めることによって得られ、そ
のエミッターベース間電圧は、差動機能をもつオペアン
プの正端子１３に入力される。このオペアンプの負入力
端子１２には可変抵抗Ｒ８からのＦｅｅｄ ｂａｃｋ値
が入力されオペアンプ出力はＴＲ２のベースに入力され
るのでＴＲ２は発熱されこの温度をＴＲＩのＶａｌ！で
検出し、これと可変抵抗８での電圧降下分がオペアンプ
の負入力端子に入力されＦｅｅｄ ｂａｃｋループを構
成しＴＲ２は流体が流れても常に一定温度となるように
発熱されるが流れる流体によって熱が奪われることにな
る。このＴＲ２のコレクタに接続した端子１６と接地間
によってその電圧変化分を測定して流速を求めている。
定するのは前述の通りであるが、その測定に当っては図
示していないが、１対のＴＲＩ、ＴＲ２に近接して配置
したＴＲ３によって被測定流体の温度を測定する。その
測定は端子１４と負端子５によってエミッタベース間電
圧降下による温度係数を求めることによって得られ、そ
のエミッターベース間電圧は、差動機能をもつオペアン
プの正端子１３に入力される。このオペアンプの負入力
端子１２には可変抵抗Ｒ８からのＦｅｅｄ ｂａｃｋ値
が入力されオペアンプ出力はＴＲ２のベースに入力され
るのでＴＲ２は発熱されこの温度をＴＲＩのＶａｌ！で
検出し、これと可変抵抗８での電圧降下分がオペアンプ
の負入力端子に入力されＦｅｅｄ ｂａｃｋループを構
成しＴＲ２は流体が流れても常に一定温度となるように
発熱されるが流れる流体によって熱が奪われることにな
る。このＴＲ２のコレクタに接続した端子１６と接地間
によってその電圧変化分を測定して流速を求めている。
従ってＴＲＩ及びＴＲ２は同一の外囲器内に配置される
。
。
導電性金属材料からなるキャップ１０が気密に取り着け
られているが、半導体素子の長時間稼動するとその放熱
によりこの外囲器内の空気の温度が上昇し半導体素子に
熱的影響を及ぼす。と言うのは熱容量の大きい空気から
の放熱により外囲器全体も昇温し、このため半導体素子
温度がその設定値より大きくなる。従って測定系におけ
る零点が移動して測定値の信頼性が落ちる事故が発生し
た。
られているが、半導体素子の長時間稼動するとその放熱
によりこの外囲器内の空気の温度が上昇し半導体素子に
熱的影響を及ぼす。と言うのは熱容量の大きい空気から
の放熱により外囲器全体も昇温し、このため半導体素子
温度がその設定値より大きくなる。従って測定系におけ
る零点が移動して測定値の信頼性が落ちる事故が発生し
た。
本発明は上記難点を除去した半導体流体検出素子を提供
するもので、特に信頼性を向上するものである。
するもので、特に信頼性を向上するものである。
上記目的を達成するために本発明に係る半導体流速検出
素子ではその１対を固定した絶縁基板に。
素子ではその１対を固定した絶縁基板に。
導電性金属材料から成るキャップを気密に封着して外囲
器を構成し、この中を真空状態に維持して検出器としこ
れを被測定流体中に保持し、検出器に接続した駆動回路
との稼動によって正確に測定する方式を採用した。
器を構成し、この中を真空状態に維持して検出器としこ
れを被測定流体中に保持し、検出器に接続した駆動回路
との稼動によって正確に測定する方式を採用した。
第１図乃至第３図により本発明を詳述する。
背景技術として記載した第２図は本発明でも何等変更・
ないので同一番号により再度説明する。第２図に示すよ
うに駆動回路は３つのトランジスタ１〜３及び２つのＪ
−ＦＥＴからなる定電流源６，７とオペアンプ１５更
に可変抵抗８．抵抗９とで構成する６ 即ち、±１５Ｖが印加される正負電源端子４，５間にＴ
ＲＩ〜３が並列に配置され、その正端子４にＴＲＩ〜３
の各コレクタを接続し、ＴＲＩ、３のエミッタは定電流
源６，７を経て、負電源端子５へ、ＴＲ２のエミッタは
直接負電源端子５へ接続する。
ないので同一番号により再度説明する。第２図に示すよ
うに駆動回路は３つのトランジスタ１〜３及び２つのＪ
−ＦＥＴからなる定電流源６，７とオペアンプ１５更
に可変抵抗８．抵抗９とで構成する６ 即ち、±１５Ｖが印加される正負電源端子４，５間にＴ
ＲＩ〜３が並列に配置され、その正端子４にＴＲＩ〜３
の各コレクタを接続し、ＴＲＩ、３のエミッタは定電流
源６，７を経て、負電源端子５へ、ＴＲ２のエミッタは
直接負電源端子５へ接続する。
一方ＴＲＩのエミッタは定電源６ との間に可変抵抗を
直列に接続し、ＴＲ２のエミッタは負電源端子５へ直接
連結する。ＴＲＩ及びＴＲ３のベース端子は共に接地す
る。可変抵抗８ならびにＴＲ３のエミッタは前述のよう
に定電流源６，７へ接続すると共にオペアンプ１５負入
力端子１２と正入力端子１３にも接続し、このオペアン
プ１５の出力端子をＴＲ２のベースと接続する。
直列に接続し、ＴＲ２のエミッタは負電源端子５へ直接
連結する。ＴＲＩ及びＴＲ３のベース端子は共に接地す
る。可変抵抗８ならびにＴＲ３のエミッタは前述のよう
に定電流源６，７へ接続すると共にオペアンプ１５負入
力端子１２と正入力端子１３にも接続し、このオペアン
プ１５の出力端子をＴＲ２のベースと接続する。
正端子４とＴＲ２のコレクタ間には前述の抵抗９が接続
されて測定回路が得られる。
されて測定回路が得られる。
ＴＲＩならびにＴＲ２は流体の流速測定を受は持ちＴＲ
３は流体の温度測定を行う。ところで、Ｊ−ＦＥＴで構
成される定電流源６，７では等電流が流れ又ＴＲ１なら
びにＴＲ３のＶＢＥ即ち感度を一定とするために設置さ
れ、一対のＴＲＩ、ＴＲ２ではＴＲ２を発熱用として利
用し、この発熱によるＴＲＩのＶＢＥ降下を可変抵抗８
によってオペアンプ１５へのＦ ｅａｄ ｂａｃｋ量を
増大させる。
３は流体の温度測定を行う。ところで、Ｊ−ＦＥＴで構
成される定電流源６，７では等電流が流れ又ＴＲ１なら
びにＴＲ３のＶＢＥ即ち感度を一定とするために設置さ
れ、一対のＴＲＩ、ＴＲ２ではＴＲ２を発熱用として利
用し、この発熱によるＴＲＩのＶＢＥ降下を可変抵抗８
によってオペアンプ１５へのＦ ｅａｄ ｂａｃｋ量を
増大させる。
一方、一対のＴＲＩとＴＲ２は第１図に示すように共通
の絶縁基板１０に固定され、Ｆｅ−Ｎｉ等の導電性金属
材料からなるキャップ１１を気密に封着して外囲器１２
を構成し、その一端に設置した排気管１３によって１０
−’ｔｏｒｒ以下の真空状態としてから排気管１２を封
じ切って、外囲器内を気密状態とする。
の絶縁基板１０に固定され、Ｆｅ−Ｎｉ等の導電性金属
材料からなるキャップ１１を気密に封着して外囲器１２
を構成し、その一端に設置した排気管１３によって１０
−’ｔｏｒｒ以下の真空状態としてから排気管１２を封
じ切って、外囲器内を気密状態とする。
勿論この排気工程に先立って充分絶縁基板及びキャップ
のガス出しを実施し、更にガス放出特性が小さい材質を
選定する。更にこの外囲器内にはいわゆるゲッタ被膜を
形成する場合もある。
のガス出しを実施し、更にガス放出特性が小さい材質を
選定する。更にこの外囲器内にはいわゆるゲッタ被膜を
形成する場合もある。
第３図は横軸に半導体流速検出素子の動作時間縦軸には
零点ドリフト（ｍｖ）を採り、本発明のように外囲器内
を真空状態に維持した素子と従来通り空気を充填した素
子をパラメータとして両者の関係を示した。
零点ドリフト（ｍｖ）を採り、本発明のように外囲器内
を真空状態に維持した素子と従来通り空気を充填した素
子をパラメータとして両者の関係を示した。
即ち、本発明に係る半導体流速検出器は１５時間動作し
ても大きな零点ドリフトが発生しないのに対して従来例
では約４倍の移動が１５時間動作時に発生している。従
って測定器としての精度が極端に低下することは否めず
、これに対して本発明に係る測定器はその信頼性に優れ
ていることが明白である。
ても大きな零点ドリフトが発生しないのに対して従来例
では約４倍の移動が１５時間動作時に発生している。従
って測定器としての精度が極端に低下することは否めず
、これに対して本発明に係る測定器はその信頼性に優れ
ていることが明白である。
第１図は本発明に係る半導体流速検出器の断面図、第２
図はこれを使用した測定回路、第３図は第１図に示した
検出器の特性を示す曲線図、第４図は従来例の構造を示
す断面図である。
図はこれを使用した測定回路、第３図は第１図に示した
検出器の特性を示す曲線図、第４図は従来例の構造を示
す断面図である。
Claims (1)
- 導電性金属キャップを絶縁性基板に気密に設けて外囲器
を形成し、かつ被測定流体内に維持するこの外囲器内に
固定した１対の流速検出半導体素子及びこの外囲器外に
配置した駆動回路とを具備し、真空状態を保持した外囲
器内で半導体素子を稼動することを特徴とする半導体流
速検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18049785A JPS6242065A (ja) | 1985-08-19 | 1985-08-19 | 半導体流速検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18049785A JPS6242065A (ja) | 1985-08-19 | 1985-08-19 | 半導体流速検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6242065A true JPS6242065A (ja) | 1987-02-24 |
Family
ID=16084276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18049785A Pending JPS6242065A (ja) | 1985-08-19 | 1985-08-19 | 半導体流速検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6242065A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100804110B1 (ko) * | 2004-10-29 | 2008-02-18 | 도카이 고교 미싱 가부시키가이샤 | 자수 미싱 |
-
1985
- 1985-08-19 JP JP18049785A patent/JPS6242065A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100804110B1 (ko) * | 2004-10-29 | 2008-02-18 | 도카이 고교 미싱 가부시키가이샤 | 자수 미싱 |
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