JPS6247082Y2

JPS6247082Y2 -

Info

Publication number: JPS6247082Y2
Application number: JP1981111972U
Authority: JP
Priority date: 1981-07-28
Filing date: 1981-07-28
Publication date: 1987-12-24
Also published as: JPS5817560U

Description

【考案の詳細な説明】この考案は。ガス式角速度センサ特に恒温槽内
に収納されたものに関する。

ガス式角速度センサは、その詳細は後述する
が、循環経路内に閉じ込められたガスを循環駆動
し、この駆動されたガスを層流状態で噴出して、
その噴出流の流速分布の変位をフローセンサで検
出することにより角速度の大きさを検出するもの
である。ガス式角速度センサが外部から角速度運
動を受けると、これにより上記噴出流が偏向され
て、その流速分布が変位する。この変位を検出す
るフローセンサは、例えば複数個の感温素子を同
一流路断面内に所定の間隔で配列したもので、各
感温素子からの放熱量の微小変化を相互比較する
ことにより上記変位を検出することができる。

この種のガス式角速度センサは、ガス流の偏向
に伴なうフローセンサの放熱量の微差を捕えてレ
ート検出を行なうものであるため、その検出精度
が外気温度の影響を受けやすい。また、一般にフ
ローセンサから得られる検出出力が微小なため、
この種のガス式角速度センサでは高利得の増幅回
路が不可欠なものとなる。このため、温度依存性
はさらに大きくなる。何れにせよ、この種のガス
式角速度センサは、きわどい要素が多く、特に外
気温度の変化による悪影響を受けやすい。このた
め、この種のガス式角速度センサは、その検出精
度を高めるためには、恒温槽内に収納することが
不可欠とされている。

そこで恒温槽が使用される訳である。この恒温
槽は、その中の温度を一定範囲に保つために、従
来においては、第１図に示すように、恒温槽内を
加熱する電気発熱体Ｈ、該恒温槽内の温度を検知
するサーミスタThおよび該サーミスタThの抵抗
値Rxを検出して上記電気発熱体Ｈへの給電量を
フイードバツク制御する温度制御回路Ａを備えて
いる。サーミスタThの抵抗値Rxは、該サーミス
タTh、固定抵抗Ｒ１およびポテンシヨメータVR
１からなる抵抗測定ブリツジＢと測定用電源Ｅに
よつて検出される。ところが、このような温度調
節手段を用いた場合、仮に上記サーミスタThが
断線あるいは短絡したときに、上記温度制御回路
Ａが正常な制御入力信号を失なつて正常な制御動
作を行なえなくなり、これにより上記電気発熱体
Ｈに無制限に給電が行なわれて、恒温槽がいわゆ
る熱暴走に陥り、大きな事故に至る危険が生じ
る。つまり、第１図に示したような温度調節手段
を備える恒温槽を用いた従来のガス式角速度セン
サは、その環境温度を一定にして得られる高検出
精度と引換に、その安全性に大きな問題を有する
ようになつていた。要するに、従来のガス式角速
度センサは、高検出精度と高安全性の両立が達成
されていなかつた。

この考案は、以上のような従来の問題を鑑みて
なされたもので、その目的とするところは、比較
的簡単な付加構成でもつて、ガス式角速度センサ
において恒温槽を安全に使用できるようにし、特
にサーミスタが断線あるいは短絡した場合に生じ
る恒温槽の熱暴走を確実に防止できるようにし、
これにより高検出精度と高安全性を両立させられ
るようにしたガス式角速度センサを提供すること
にある。

以下、この考案の実施例に基づいて詳述する。
なお、各図中共通あるいは相当する部分は同符号
で示す。

第２図はこの考案がなされているガス式角速度
センサの一例を示す。同図に示すガス式角速度セ
ンサ１は、その基本的構造において従来とほぼ同
じである。このガス式角速度センサ１は、ケーシ
ング２内に構成されたガス式角速度センサ本体３
と、この本体３を収納する恒温槽４とからなる。

本体３は、そのケーシング２内にガスの循環経
路が形成されている。この循環経路内にガスが閉
じ込められていて、このガスがポンプ５によつて
矢印方向に循環駆動される。ポンプ５はダイヤフ
ラム状ピエゾ素子からなる一種のダイヤフラムポ
ンプである。ポンプ５によつて駆動されたガス
は、ガスジエツト発生用ノズル６および整流孔７
によつて、筒状風洞部８内に層流状態で噴出され
る。この噴出されたガスＡはフローセンサ９を通
過して上記ポンプ５に還流する、フローセンサ９
は例えばヒートワイヤの如き感温素子９ａ，９ｂ
を同一流路断面内に所定間隔で配列したもので、
各感温素子９ａ，９ｂからのそれぞれの放熱量の
微小変化を検出して相互比較することにより、上
記フローセンサ９におけるガスＡの流速分布の変
位を検出するこことができる。上記ケーシング２
の一端側には、上記ポンプ５を駆動するための回
路や上記フローセンサ９からの微小な検出信号を
増幅する回路等が実装された回路基板１０が取り
つけられている。

恒温槽４は、上記ケーシング２を保持する内筒
１１と、この内筒１１を囲む断熱容器１２を有す
る。上記ケーシング２の胴部外周囲および上記内
筒１１の外周囲にはそれぞれ電気発熱体Ｈとして
のシーズヒータ線１３，１４が巻回されている。
これとともに、恒温槽４内の温度を検知するため
のサーミスタThが設けられている。

さて、第３図は上述したガス式角速度センサ１
における恒温槽４内の温度調節手段の一実施例を
示す。同図に示す温度調節手段は、先ず、従来の
それと同じく、サーミスタTh、発熱体Ｈおよび
温度制御回路Ａを有する。また、サーミスタTh
の抵抗値Rxを検出するために、固定抵抗Ｒ１お
よびテンシヨメータVR１によつてブリツジＢが
組まれ、このブリツジＢが測定用電源Ｅに接続さ
れている。恒温槽４内の温度設定は、ポテンシヨ
メータVR１の可変位置を選ぶことにより自由に
行なえる。すなわち、サーミスタThの抵抗値Rx
と抵抗Ｒ１の比がポテンシヨメータVR１によつ
て設定される分圧比と等しくなるように上記発熱
体Ｈへの給電量がフイードバツク制御される。こ
れとともに、上記サーミスタThの抵抗値Rxが予
め設定された範囲から外れたことを検出する抵抗
検出回路Ｄと、この抵抗検出回路Ｄの検出出力に
よつて動作して上記電気発熱体Ｈへの給電路を遮
断するスイツチング回路Ｓが設けられている。検
出回路Ｄは、固定抵抗Ｒ２と第２のポテンシヨメ
ータVR２によつて任意に設定される基準電位を
上記サーミスタThと上記抵抗Ｒ１の接続点から
得られる電位と比較することにより、該サーミス
タThの抵抗値Rxが予め設定された範囲から外れ
たか否かを検出する。その検出基準の設定は、上
記第２のポテンシヨメータVR２の可変位置によ
つて任意に行なえる。その設定は、第４図に示す
ように、上記恒温槽７の使用温度範囲Tx（T₁＜
Tx＜T₀：T₁は周囲の最低使用温度、T₀は恒温槽
設定温度）よりも低い温度における上記サーミス
タThの抵抗値Rxを検出するようになされてい
る。サーミスタThが、第４図に示したように、
負温度特性を有するときは、そのサーミスタTh
の抵抗値Rxが上記恒温槽４の最低使用温度T₁に
相当する最大値Rmaxを上回つたときに上記スイ
ツチング回路Ｓを遮断するようにする。これによ
り、仮にサーミスタThが断線して温度制御回路
Ａ側における見かけ上の検出温度が低下して上記
発熱体Ｈに無制限に給電が行なわれようとする
と、上記検出回路Ｄの検出出力によつて上記スイ
ツチング回路Ｓが該発熱体Ｈへの給電を強制的に
遮断する。これにより、恒温槽４の熱暴走が未然
に防止される。

なお、スイツチング回路Ｓは、パワリレーある
いは、トランジスタやサイリスタ等のスイツチン
グ素子が使用される。またサーミスタThが正温
度特性を有するときには、上記恒温槽４の最低使
用温度T₁に相当する抵抗値よりも低い抵抗値を
検出するように上記検出回路Ｄを構成する。この
場合、サーミスタThの短絡によつて生じる恒温
槽４の熱暴走が防止される。そのほか、上記恒温
槽４の最低使用温度T₁は少なくとも外気温度よ
りも高く設定して、恒温槽４の内外に常に温度勾
配を持たせる。以上のように、この考案によるガ
ス式角速度センサでは、比較的簡単な付加構成で
もつて、サーミスタの断熱あるいは短絡によつて
生じる熱暴走の危険を確実に回避することとがで
き、これにより従来においては両立し難かつた高
検出精度と高安全性を同時に達成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のガス式角速度センサにて用いら
れていた恒温槽の温度調節手段を示す回路図、第
２図はこの考案がなされているガス式角速度セン
サの一例を示す断面図、第３図はこの考案の要部
実施例を示す回路図、第４図はこの考案の実施例
にて使用されたサーミスタの温度特性の一部を示
すグラフである。１……ガス式角速度センサ、２……ケーシン
グ、３……ガス式角速度センサ本体、４……恒温
槽、５……ポンプ、６……ノズル、７……整流
孔、８……筒状風洞部、９……フローセンサ、１
０……回路基板、Ｈ……電気発熱体、１３，１４
……シーズヒータ線、Th……サーミスタ、Ａ…
…温度制御回路、Ｓ……スイツチング回路、VR
１，VR２……ポテンシヨメータ、Ｄ……サーミ
スタの抵抗検出回路。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

循環経路内に閉じ込められたガス、このガスを
循環駆動するポンプ、このポンプによつて駆動さ
れたガスを層流状態で噴出するガスジエツト発生
用ノズル、およびこのノズルから噴出されたガス
の流速分布の変位を検出する感温式のフローセン
サを有するガス式角速度センサ本体と、このガス
式角速度センサ本体を収納する恒温槽とからなる
ガス式角速度センサにおいて、上記恒温槽は、該
恒温槽内を加熱する電気発熱体、該恒温槽内の温
度を検知するサーミスタ、および該サーミスタの
抵抗値を検出して上記電気発熱体への給電量をフ
イードバツク制御する温度制御回路を備えるとと
もに、上記サーミスタの抵抗値が予め設定された
範囲から外れたことを検出する抵抗検出回路と、
この抵抗検出回路の検出出力によつて動作して上
記電気発熱体の給電路を遮断するスイツチング回
路を設けたことを特徴とするガス式角速度セン
サ。