JPWO2018047836A1 - 風速測定装置および風量測定装置 - Google Patents

Abstract

構成が簡易で、安価に作製することができ、測定精度が高い風速測定装置を提供する。予め定められた設定温度で発熱する定温発熱装置１０を備え、定温発熱装置１０は、電源Ｖｃｃと、発熱素子２１（正特性サーミスタ素子ＰＣＴ１〜ＰＣＴ３）と、スイッチング素子Ｑ１と、コンパレータ素子Ｃｍｐ１と、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１と、複数の抵抗素子Ｒ１〜Ｒ５と、を備え、発熱素子と第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１とは風速センサ部を構成し、スイッチング素子Ｑ１は、発熱素子２１を設定温度で発熱させるようにオンとオフとを繰り返し、電源Ｖｃｃから発熱素子２１にパルス電圧が印加され、印加されたパルス電圧の波形に基づき、風速センサ部に当たった風の風速を算出するようにする。

Description

本発明は風速測定装置に関し、さらに詳しくは、構成が簡易で、安価に作製することができ、測定精度が高い風速測定装置に関する。

また、本発明は、上記本発明の風速測定装置を利用した風量測定装置に関する。

ダクトなどの内部に配置されて、通過する気体の風速を測定する風速測定装置が、特許文献１（特開２００８-２４１３１８号公報）に開示されている。図１０に、特許文献１に開示された気体流量計１０００を示す。なお、特許文献１に開示された気体流量計１０００は、「風速」ではなく「風量（気体流量）」を測定するものであるが、特許文献１にも示唆されているように、「風量」と「風速」は極めて容易に相互に換算することができる。

気体流量計１０００は、センサ本体１０１と制御部１０２とを備える。

センサ本体１０１は、プリント基板１０３上に、熱電対１０４とサーミスタ素子（サーミスタ）１０５とが形成されたものからなる。

熱電対１０４は、電熱線１０６と、その両側に接合された銅箔１０７ａ、１０７ｂとで構成されている。電熱線１０６は、銅との間で熱起電力を生じさせる、たとえば、Ｃｕ-Ｎｉ合金の一種であるコンスタンタンにより形成されている。熱電対１０４は、電熱線１０６に通電することにより、電熱線１０６と銅箔１０７ａ、１０７ｂとの接合点１０８ａ、１０８ｂ間に熱起電力が発生する。

制御部１０２は、電熱線１０６への通電を制御する通電制御回路１０９、接合点１０８ａ、１０８ｂ間の熱起電力を検出する熱起電力検出回路１１０、サーミスタ素子１０５からの出力が入力される測温回路１１１、熱起電力検出回路１１０や測温回路１１１からのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器１１２、上記各構成要素を制御する制御回路１１３などを備えている。

気体流量計１０００は、微風の場合は、接合点１０８ａ、１０８ｂ間の温度差ΔＴに応じた熱起電力を熱起電力検出回路１１０によって検出し、その熱起電力の大きさに基づいて気体流量を算出する。

しかしながら、気体流量計１０００は、強風の場合は、電熱線１０６が強風に晒され、冷却されるため、熱電対１０４による気体流量の測定が困難になる。そこで、気体流量計１０００は、強風の場合には、プリント基板１０３の基板温度Ｔをサーミスタ素子１０５で検出し、その検出結果に基づいて気体流量を算出する。

特開２００８-２４１３１８号公報

上述した気体流量計１０００は、接合点１０８ａ、１０８ｂ間で発生した熱起電力や、サーミスタ素子１０５で検出したプリント基板１０３の基板温度Ｔを、電圧の大きさで測定しているため、ノイズの影響を受けやすく、気体流量の測定精度が低いという問題があった。また、気体流量計１０００は、熱起電力検出回路１１０や測温回路１１１を定期的に高い精度で校正しなければならず、メンテナンスの負担が大きいという問題があった。そして、気体流量計１０００は、熱起電力検出回路１１０や測温回路１１１の校正を怠った場合や、校正が正確でなかった場合には、正しい気体流量を測定できないという問題があった。

また、気体流量計１０００は、構成が複雑であるため、作製が容易でないという問題があった。さらに、気体流量計１０００は、高価なＡ／Ｄ変換器１１２などを必要とするため、安価に作製することができないという問題があった。

本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、その手段として本発明の風速測定装置は、予め定められた設定温度または設定温度近傍の温度で発熱する定温発熱装置を備え、定温発熱装置は、電力入力部と、発熱素子と、スイッチング素子と、電圧比較部と、第１負特性サーミスタ素子と、複数の抵抗素子と、を備え、発熱素子と第１負特性サーミスタ素子とは、風速センサ部を構成し、発熱素子は、電力入力部から供給された電力により発熱し、スイッチング素子は、電力入力部と発熱素子との間に配置され、電圧比較部はスイッチング素子のオンとオフとを制御し、第１負特性サーミスタ素子は、発熱素子と同じ温度に近づくように発熱素子と熱的に結合され、設定温度における抵抗値を閾値抵抗値として備え、第１負特性サーミスタ素子と、少なくとも１つの抵抗素子とが直列に接続されて、温度検出用分圧回路が形成され、温度検出用分圧回路の第１負特性サーミスタ素子と抵抗素子との接続点から、温度検出用電圧が出力され、少なくとも２つの抵抗素子が直列に接続されて、比較用分圧回路が形成され、比較用分圧回路の１つの抵抗素子ともう１つの抵抗素子との接続点から、比較用電圧が出力され、温度検出用分圧回路の抵抗素子および比較用分圧回路の抵抗素子のそれぞれの抵抗値、および、温度検出用分圧回路および比較用分圧回路にそれぞれ印加される電圧は、第１負特性サーミスタ素子の温度が設定温度で、第１負特性サーミスタ素子の抵抗値が閾値抵抗値のときに、温度検出用電圧＝比較用電圧となるように設定され、電圧比較部は、温度検出用電圧と比較用電圧とを比較し、第１負特性サーミスタ素子の温度が設定温度よりも低く、第１負特性サーミスタ素子の抵抗値が閾値抵抗値よりも大きいときに、スイッチング素子をオンにし、第１負特性サーミスタ素子の温度が設定温度よりも高く、第１負特性サーミスタ素子の抵抗値が閾値抵抗値よりも小さいときに、スイッチング素子をオフにし、スイッチング素子が、オンとオフとを繰り返すことにより、電力入力部から発熱素子にパルス電圧が印加され、印加されたパルス電圧の波形に基づき、風速センサ部に当たった風の風速を算出するようにした。

たとえば、第１負特性サーミスタ素子の温度が設定温度よりも低く、第１負特性サーミスタ素子の抵抗値が閾値抵抗値よりも大きいときに、温度検出用電圧＞前記比較用電圧であり、第１負特性サーミスタ素子の温度が前記設定温度よりも高く、第１負特性サーミスタ素子の抵抗値が前記閾値抵抗値よりも小さいときに、温度検出用電圧＜比較用電圧となるようにする。あるいは、第１負特性サーミスタ素子の温度が設定温度よりも低く、第１負特性サーミスタ素子の抵抗値が閾値抵抗値よりも大きいときに、温度検出用電圧＜比較用電圧であり、第１負特性サーミスタ素子の温度が設定温度よりも高く、第１負特性サーミスタ素子の抵抗値が閾値抵抗値よりも小さいときに、温度検出用電圧＞比較用電圧となるようにする。

本発明の風速測定装置は、定温発熱装置を備えている。定温発熱装置は、電源と、スイッチング素子と、発熱素子とを備えている。スイッチング素子は、電源と発熱素子との間に配置され、発熱素子が予め定められた設定温度または設定温度近傍の温度で発熱するように、温度検出用分圧回路、比較用分圧回路、コンパレータ素子などによって、オンとオフとを繰りかえすように制御される。すなわち、スイッチング素子は、発熱素子の温度が設定温度を下回った場合にオンに制御され、発熱素子の温度が設定温度を上回った場合にオフに制御される。

この結果、電源から発熱素子に、パルス電圧が印加される。そして、このパルス電圧の波形は、発熱素子および第１負特性サーミスタ素子からなる風速センサ部に当たる風の風速に応じて明確な変化を示す。すなわち、風速が、無風から、弱風、中風、強風と大きくなるにしたがって、パルス電圧の波形は、デューティ比が高くなる。また、風速が、無風から、弱風、中風、強風と大きくなるにしたがって、パルス電圧の波形は、１回あたりのオン時間が長くなる。

本発明の風速測定装置は、電源から発熱素子に印加されるパルス電圧の波形に基づき、風速センサ部に当たった風の風速を算出するようにした。たとえば、パルス電圧の波形におけるデューティ比に基づき、風速センサ部に当たった風の風速を算出することができる。あるいは、パルス電圧の波形における１回あたりのオン時間の長さに基づき、風速センサ部に当たった風の風速を算出することができる。

電圧比較部は、たとえば、コンパレータ素子、オペアンプ素子、マイクロコンピュータから選ばれた少なくとも１つを含んだもので構成することができる。また、スイッチング素子には、たとえば、トランジスタを使用することができる。また、トランジスタを使用する場合において、特に電界効果トランジスタを使用しても良い。また、発熱素子として、正特性サーミスタ素子を使用することができる。この場合には、万一、誤作動により設定温度を超えて温度が異常に上昇しても、正特性サーミスタ素子の抵抗値が上昇し、それ以上の温度の上昇を抑えることができるため、高い安全性を備えることができる。

温度補償用の第２負特性サーミスタ素子をさらに備え、第２負特性サーミスタ素子によって設定温度を補正することが好ましい。この場合には、より正確に風速を測定することができる。すなわち、風速を測定する測定対象の風の温度の影響を受けて、パルス電圧の波形におけるデューティ比に誤差が発生してしまう場合がある。たとえば、風の温度を常温である２５℃に設定（想定）して風速測定装置を設計した場合、風の温度が２５℃よりも高くなると、風の温度の影響を受けてデューティ比が小さくなってしまう。逆に、風の温度が２５℃よりも低くなると、風の温度の影響を受けてデューティ比が大きくなってしまう。すなわち、風の温度が２５℃よりも高くなると、風の温度によって第１負特性サーミスタ素子が加熱される影響により、実際の風速に対応した時間よりも短い時間で、電力を供給された第１負特性サーミスタ素子が設定温度に達し、かつ、電力の供給が停止されても急激には温度が降下しないため、デューティ比が小さくなってしまう。また、風の温度が２５℃よりも低くなると、風の温度によって第１負特性サーミスタ素子が冷却される影響により、電力を供給された第１負特性サーミスタ素子が設定温度に達するのに、実際の風速に対応した時間よりも長い時間を要し、かつ、電力の供給が停止されると急激に温度が降下するため、デューティ比が大きくなってしまう。上述したように、温度補償用の第２負特性サーミスタ素子を追加し、第２負特性サーミスタ素子によって設定温度を補正すれば、より正確に風速を測定することができる。

上記設定温度の補正は、たとえば、設定温度が、第２負特性サーミスタ素子の温度よりも高く、かつ、第２負特性サーミスタ素子の温度と所定の温度差を隔てて異なり、第２負特性サーミスタ素子の温度の変化に伴って、温度差を維持したまま変化するものとすることができる。この場合には、風速を測定する測定対象の風の温度の影響を補正し、より正確に風速を測定することができる。

第２負特性サーミスタ素子を、比較用分圧回路を構成する抵抗素子の１つと並列に接続し、第２負特性サーミスタ素子によって比較用電圧を補正することが好ましい。この場合には、容易に、風の温度に起因する、パルス電圧の波形におけるデューティ比の誤差を補正することができる。また、第２負特性サーミスタ素子と並列にコンデンサがさらに接続されることが好ましい。この場合には、ノイズ耐性を向上させることができる。

温度検出用分圧回路において、第１負特性サーミスタ素子と直列に抵抗素子をさらに接続することが好ましい。この場合には、接続される抵抗素子の抵抗値を調整することにより、容易に、設定温度における温度検出用電圧を所望の値に設定することができる。

また、風速を測定する測定対象の風の温度の影響を補正する別の方法として、比較用分圧回路の１つの抵抗素子が、温度補償用の第２負特性サーミスタ素子に置換えられるとともに、比較用分圧回路の残りの１つの抵抗素子の抵抗値と、温度検出用分圧回路の抵抗素子の抵抗値とが調整され、第２負特性サーミスタ素子によって設定温度を補正することも好ましい。そして、この場合において、設定温度が、第２負特性サーミスタ素子の温度よりも高く、かつ、第２負特性サーミスタ素子の温度と所定の温度差を隔てて異なり、第２負特性サーミスタ素子の温度の変化に伴って、所定の温度差を維持したまま変化するものとすることがより好ましい。これらの場合には、部品点数を増やすことなく、風速を測定する測定対象の風の温度の影響を補正し、より正確に風速を測定することができる。

比較用分圧回路の１つの抵抗素子と直列に、温度補償用の第２負特性サーミスタ素子が接続され、第２負特性サーミスタ素子によって設定温度が補正され、設定温度は、第２負特性サーミスタ素子の温度よりも高く、設定温度は、第２負特性サーミスタ素子の温度の変化に伴って変化し、第２負特性サーミスタ素子の温度が上昇するに伴って、設定温度と前記第２負特性サーミスタ素子の温度との差が小さくなり、第２負特性サーミスタ素子の温度が降下するに伴って、設定温度と第２負特性サーミスタ素子の温度との差が大きくなるようにすることも好ましい。たとえば、発熱素子に正特性サーミスタ素子を使用したような場合には、正特性サーミスタ素子は温度が上昇すると抵抗値が大きくなり、発熱しにくくなるため、第２負特性サーミスタ素子の温度が高くなるにつれて、実際の風速以上にパルス電圧のオン時間が長くなってしまうという問題がある。しかしながら、設定温度と第２負特性サーミスタ素子の温度との関係を上記のようにすれば、第２負特性サーミスタ素子の温度が高くなった場合に、設定温度を低くし、パルス電圧のオン時間を短くする補正ができ、測定誤差を補正することができる。

第１負特性サーミスタ素子の電気的特性と第２負特性サーミスタ素子の電気的特性とが同じであることが好ましい。

なお、本発明の風速測定装置は、そのまま、風量測定装置として利用することができる。

本発明の風速測定装置は、ノイズの影響を受けにくく、測定精度が高い。また、本発明の風速測定装置は、構成が簡易であるため、容易に作製することができる。さらに、本発明の風速測定装置は、高価なＡ／Ｄ変換器などを必要としないため、安価に作製することができる。

第１実施形態にかかる風速測定装置１００を示す等価回路図である。 風速測定装置１００の風速センサ部２０を示す平面図である。 図３（Ａ）は、ある条件下における、風速測定装置１００の風速センサ部２０の保熱板２２の温度変化を示すグラフである。図３（Ｂ）は、風速測定装置１００の電源Ｖｃｃから発熱素子に印加されるパルス電圧を示す波形図である。 無風、弱風、中風、強風、それぞれにおいて、風速測定装置１００の電源Ｖｃｃから発熱素子に印加されるパルス電圧を示す波形図である。 第２実施形態にかかる風速測定装置２００を示す等価回路図である。 第３実施形態にかかる風速測定装置３００を示す等価回路図である。 風速測定装置１００および風速測定装置３００によって、それぞれ、無風、常温風、熱風を受けた場合の、それぞれのパルス電圧の波形を示すグラフである。 第４実施形態にかかる風速測定装置４００を示す等価回路図である。 第５実施形態にかかる風速測定装置５００を示す等価回路図である。 第６実施形態にかかる風速測定装置６００を示す等価回路図である。 第７実施形態にかかる風速測定装置７００を示す等価回路図である。 第８実施形態にかかる風速測定装置８００を示す等価回路図である。 特許文献１に開示された気体流量計１０００を示す説明図である。

なお、各実施形態は、本発明の実施の形態を例示的に示したものであり、本発明が実施形態の内容に限定されることはない。また、異なる実施形態に記載された内容を組合せて実施することも可能であり、その場合の実施内容も本発明に含まれる。また、図面は、明細書の理解を助けるためのものであって、模式的に描画されている場合があり、描画された構成要素または構成要素間の寸法の比率が、明細書に記載されたそれらの寸法の比率と一致していない場合がある。また、明細書に記載されている構成要素が、図面において省略されている場合や、個数を省略して描画されている場合などがある。

［第１実施形態］
図１および図２に、第１実施形態にかかる風速測定装置１００を示す。ただし、図１は、風速測定装置１００の等価回路図である。図２は、風速測定装置１００の風速センサ部２０を示す平面図である。

図１に示すように、風速測定装置１００は、定温発熱装置１０を備えている。定温発熱装置１０は、風速センサ部２０と、温度制御部３０とを備えている。定温発熱装置１０は、温度制御部３０によって、風速センサ部２０に設けられた、後述する発熱素子２１を、予め定められた設定温度または設定温度近傍の温度で発熱させる。

風速センサ部２０は、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１と、発熱素子２１とを備える。本実施形態においては、発熱素子２１は、並列に接続された、３つの正特性サーミスタ素子ＰＴＣ１〜ＰＴＣ３によって構成されている。

図２に、風速センサ部２０の具体例を示す。風速センサ部２０は、アルミニウムなどからなる保熱板２２を備え、保熱板２２の主面に、樹脂などからなる絶縁性の薄い回路基板２３が貼着されている。回路基板２３には、３系統の回路配線２４ａ、２４ｂ、２４ｃが形成されている。回路配線２４ａには、正特性サーミスタ素子ＰＴＣ１〜３のそれぞれの一方の端子が接続されている。また、回路配線２４ｂには、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の一方の端子が接続されている。そして、回路配線２３ｃには、正特性サーミスタ素子ＰＴＣ１〜３のそれぞれの他方の端子と、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の他方の端子とが接続されている。

第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１と、発熱素子２１（正特性サーミスタ素子ＰＴＣ１〜ＰＴＣ３）とは、近傍に配置され、熱的に結合されている。すなわち、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１は、その温度が発熱素子２１の温度に追随する様に配置されている。

回路配線２４ａ、２４ｂ、２４ｃには、それぞれ、リード線２５ａ、２５ｂ、２５ｃが接続されている。リード線２５ａは、後述する、温度制御部３０のスイッチング素子Ｑ１に接続されている。リード線２５ｂは、後述する、温度制御部３０の抵抗素子Ｒ１に接続されている。リード線２５ｃは、グランドに接続されている。

定温発熱装置１０は、上述したとおり、使用を開始して僅かな時間が経過して安定した後は、発熱素子２１（正特性サーミスタ素子ＰＴＣ１〜ＰＴＣ３）が、設定温度または設定温度近傍の温度で発熱する。本実施形態においては、設定温度を４０℃に設定した。

定温発熱装置１０は、電源を入れると、発熱素子２１へ電力が供給され、発熱素子２１が発熱を開始する。そして、発熱素子２１が発熱を続け、発熱素子２１の温度が上昇して４０℃を超えると、発熱素子２１への電力の供給が停止され、発熱素子２１は発熱を停止する。そして、時間が経過して、発熱素子２１の温度が下降して４０℃を下回ると、発熱素子２１への電力の供給が再開され、発熱素子２１は発熱を再開する。この結果、発熱素子２１は、４０℃、または、４０℃近傍の温度に維持される。

図１に示すように、定温発熱装置１０の温度制御部３０は、電源Ｖｃｃを備える。本実施形態においては、電源Ｖｃｃを直流６Ｖとした。電源Ｖｃｃには、電源スイッチとしてスイッチＳＷ１が接続されている。スイッチＳＷ１の電源Ｖｃｃ側が、電力入力部に該当する。なお、本実施形態では、電源Ｖｃｃを温度制御部３０に組込んでいるが、これに代えて、温度制御部３０には電力入力部のみを設けておき、外部から電力入力部に電力を入力させるようにしても良い。

温度制御部３０は、スイッチング素子Ｑ１を備えている。スイッチング素子Ｑ１は、一端がスイッチＳＷ１に接続され、他端が風速センサ部２０の発熱素子２１に接続されている。スイッチング素子Ｑ１は、電源Ｖｃｃから発熱素子２１への送電をオン・オフする。本実施形態においては、スイッチング素子Ｑ１としてＰＮＰ型のトランジスタを使用した。なお、トランジスタは、ＰＮＰ型に代えて、ＮＰＮ型のものを使用しても良い。

温度制御部３０は、抵抗素子Ｒ１を備えている。抵抗素子Ｒ１は、風速センサ部２０の第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１と直列に接続されて、温度検出用分圧回路を構成している。温度検出用分圧回路は、抵抗素子Ｒ１側の端部がスイッチＳＷ１の負荷側（電源Ｖｃｃと反対の側）に接続され、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１側の端部がグランドに接続されている。温度検出用分圧回路は、抵抗素子Ｒ１と第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１との接続点から、温度検出用電圧を出力する。

温度制御部３０は、抵抗素子Ｒ２と抵抗素子Ｒ３とが直列に接続された比較用分圧回路を備える。比較用分圧回路は、抵抗素子Ｒ２側の端部がスイッチＳＷ１の負荷側に接続され、抵抗素子Ｒ３側の端部がグランドに接続されている。比較用分圧回路は、抵抗素子Ｒ２と抵抗素子Ｒ３との接続点から、比較用電圧を出力する。

温度制御部３０は、電圧比較部として、コンパレータ素子Ｃｍｐ１を備えている。ただし、電圧比較部はコンパレータ素子Ｃｍｐ１には限られず、コンパレータ素子Ｃｍｐ１に代えて、オペアンプ素子やマイクロコンピュータなどを使用しても良い。

コンパレータ素子Ｃｍｐ１の反転入力端子−に、温度検出用分圧回路の抵抗素子Ｒ１と第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１との接続点が接続されている。

コンパレータ素子Ｃｍｐ１の非反転入力端子＋に、比較用分圧回路の抵抗素子Ｒ２と抵抗素子Ｒ３との接続点が接続されている。

コンパレータ素子Ｃｍｐ１の正側の電源端子が、スイッチＳＷ１の負荷側に接続されている。

コンパレータ素子Ｃｍｐ１の負側の電源端子が、グランドに接続されている。

コンパレータ素子Ｃｍｐ１の出力端子が、抵抗素子Ｒ４を介して、スイッチング素子Ｑ１の制御端子に接続されている。

なお、抵抗素子Ｒ４とスイッチング素子Ｑ１との接続点が、別途、抵抗素子Ｒ５を介して、スイッチＳＷ１の負荷側に接続されている。

定温発熱装置１０（風速センサ部２０・温度制御部３０）を構成する各素子の抵抗値を表１に示す。

上述したとおり、定温発熱装置１０は、設定温度が４０℃に設定されている。第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１は、負の抵抗温度係数を備え、定温発熱装置１０の設定温度である４０℃のときの抵抗値を、閾値抵抗値として備える。本実施形態においては、表１に示すように、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１に、４０℃において５．６ｋΩの抵抗値を示す素子を使用したため、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の閾値抵抗値は５．６ｋΩである。

第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１は、自身の温度が４０℃（発熱素子２１の温度が略４０℃）のときに、閾値抵抗値である５．６ｋΩの抵抗値を示す。また、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１は、自身の温度が４０℃（発熱素子２１の温度が略４０℃）を下回るときに、閾値抵抗値である５．６ｋΩよりも高い抵抗値を示す。また、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１は、自身の温度が４０℃（発熱素子２１の温度が略４０℃）を超えるときに、閾値抵抗値である５．６ｋΩよりも低い抵抗値を示す。

上述した温度検出用分圧回路の抵抗素子Ｒ１、比較用分圧回路の抵抗素子Ｒ２、Ｒ３の抵抗値、および、温度検出用分圧回路および比較用分圧回路にそれぞれ印加される電圧は、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の温度が設定温度４０℃であり、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の抵抗値が閾値抵抗値である５．６Ωのときに、温度検出用電圧と比較用電圧とが等しく（温度検出用電圧＝比較用電圧）なるように設定されている。

具体的には、表１に示すように、抵抗素子Ｒ１は４．７ｋΩに、抵抗素子Ｒ２は４．７ｋΩに、抵抗素子Ｒ３は５．６ｋΩに、それぞれ設定されている。

また、上述したとおり、温度検出用分圧回路および比較用分圧回路の一端は、それぞれ、スイッチＳＷ１の負荷側に接続されているため、電源スイッチであるスイッチＳＷ１がオンの場合には、温度検出用分圧回路および比較用分圧回路に、それぞれ、電源Ｖｃｃの直流６Ｖが印加される。

この結果、比較用電圧は、常時、約３．２６Ｖである。

また、温度検出用電圧は、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の温度が設定温度の４０℃（発熱素子２１の温度が略４０℃）で、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の抵抗値が閾値抵抗値である５．６Ωのときに、約３．２６Ｖである。

比較用電圧の算出式と、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の温度が４０℃であるときの温度検出用電圧の算出式とを表１に示す。

温度検出用電圧は、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の温度が４０℃であるとき約３．２６Ｖであるが、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の温度が４０℃よりも低くなると、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の抵抗値が５．６ｋΩよりも大きくなるため、温度検出用電圧は３．２６Ｖよりも大きくなる。

反対に、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の温度が４０℃を上回ると、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の抵抗値が５．６ｋΩよりも小さくなるため、温度検出用電圧は３．２６Ｖよりも小さくなる。

定温発熱装置１０においては、比較用電圧と温度検出用電圧との大小を、電圧比較部であるコンパレータ素子Ｃｍｐ１で比較し、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の温度（発熱素子の温度）を検出して、スイッチング素子Ｑ１のオンとオフとを制御する。

具体的には、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の抵抗値が閾値抵抗値５．６ｋΩよりも大きく、温度検出用電圧が比較用電圧よりも大きい（温度検出用電圧＞比較用電圧）場合に、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の温度（発熱素子２１の温度）が設定温度である４０℃よりも低いと判断し、コンパレータ素子Ｃｍｐ１の出力端子から負の最大電圧を出力してスイッチング素子Ｑ１をオンにし、電源Ｖｃｃから発熱素子２１に電力を供給する。

逆に、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣの抵抗値が閾値抵抗値５．６ｋΩよりも小さく、温度検出用電圧が比較用電圧よりも小さい（温度検出用電圧＜比較用電圧）場合に、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の温度（発熱素子２１の温度）が設定温度である４０℃よりも高いと判断し、コンパレータ素子Ｃｍｐ１の出力端子から正の最大電圧を出力してスイッチング素子Ｑ１をオフにし、電源Ｖｃｃから発熱素子２１への電力の供給を停止する。

以上の構成からなる定温発熱装置１０の作動について、再度、整理して説明する。

電源スイッチであるＳＷ１をオンにすることにより、電源Ｖｃｃから、抵抗素子Ｒ１と第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１とで構成される温度検出用分圧回路、および、抵抗素子Ｒ２と抵抗素子Ｒ３とで構成される比較用分圧回路に電力が供給される。この時点においては、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣの温度は設定温度である４０℃よりも低いため、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の抵抗値は閾値抵抗値５．６ｋΩよりも大きく、温度検出用電圧が比較用電圧よりも大きく、コンパレータ素子Ｃｍｐ１の出力端子から負の最大電圧が出力されるため、スイッチング素子Ｑ１はオンになる。この結果、電源Ｖｃｃから、スイッチング素子Ｑ１を経由して、発熱素子２１にも電力が供給される。

電力の供給を受けた発熱素子２１は、発熱を開始する。

更に電力の供給が続き、発熱素子の温度が設定温度である４０℃を超え、更に第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の温度が設定温度である４０℃を超えると、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の抵抗値が閾値抵抗値５．６ｋΩよりも小さくなり、温度検出用電圧が比較用電圧よりも小さくなり、コンパレータ素子Ｃｍｐ１の出力端子から正の最大電圧が出力され、スイッチング素子Ｑ１をオフにする。この結果、発熱素子２１への電力の供給は停止され、発熱素子２１は発熱を停止する。

そして、発熱素子の温度が下がり、更に第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の温度が下がり、設定温度である４０℃を下回り、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の抵抗値が閾値抵抗値５．６ｋΩよりも大きくなり、温度検出用電圧が比較用電圧よりも大きくなると、コンパレータ素子Ｃｍｐ１の出力端子から再び負の最大電圧が出力され、スイッチング素子Ｑ１をオンにする。この結果、発熱素子２１への電力の供給が再開され、発熱素子は発熱を再開する。

定温発熱装置１０は、以上のように、スイッチング素子Ｑ１がオンとオフとを繰り返すことにより、電源Ｖｃｃから発熱素子２１にパルス電圧が印加される。発熱素子２１は、パルス電圧が印加されることにより、発熱の停止と再開とを繰り返し、設定温度である４０℃近傍の温度に維持される。

風速測定装置１００は、図１に示すように、定温発熱装置１０の温度制御部３０のスイッチング素子Ｑ１と、定温発熱装置１０の風速センサ部２０の発熱素子２１（正特性サーミスタ素子ＰＴＣ１〜３）との間に、パルス電圧モニター部４０が設けられている。パルス電圧モニター部４０においては、たとえば、マイクロコンピュータ５０のカウンターにより、パルス電圧の波形がモニターされる。マイクロコンピュータ５０のカウンターは、たとえば、１０００Ｈｚの発振器を備え、１秒間に１０００回、パルス電圧の電圧値を読み取り、パルス電圧の波形を検知する。

図３（Ａ）に、電源スイッチであるＳＷ１をオンにし、１０数秒が経過し、定温発熱装置１０が安定して動作し始めた後の、風速センサ部２０のアルミニウムなどからなる保熱板２２の温度変化をグラフとして示す。なお、保熱板２２の温度は、別途用意した熱電対（図示せず）によって測定した。また、図３（Ａ）における温度変化の測定は、所定の条件下においておこなったものであり、風速センサ部２０が設置された風速測定点の風速などの条件が変わることにより、グラフは異なった温度変化を示す。

図３（Ａ）から分かるように、風速センサ部２０の保熱板２２は、設定温度である４０℃を含む約３８℃から約４２℃の範囲で、規則性をもって、温度の上昇と降下とを繰り返している。

図３（Ｂ）に、図３（Ａ）の温度測定をおこなった時の、パルス電圧モニター部４０においてマイクロコンピュータ５０によって読み取った、電源Ｖｃｃから発熱素子２１（正特性サーミスタ素子ＰＴＣ１〜３）に印加されるパルス電圧の波形を示す。図３（Ｂ）から分かるように、パルス電圧は、風速センサ部２０の保熱板２２の温度が４０℃を下回ると６Ｖになり、風速センサ部２０の保熱板２２の温度が４０℃を上回ると０Ｖになっている。

風速測定装置１００は、風速センサ部２０を、風速測定点である、たとえばダクトの内部に配置した場合、ダクトの内部に流れる気体の風速に応じて、電源Ｖｃｃから発熱素子に印加されるパルス電圧の波形が、規則性をもって変化する。

図４に、風速測定装置１００の風速センサ部２０を、直径１０ｃｍ、長さ３０ｃｍの亜鉛めっき鉄板製のダクト（図示せず）の内部に配置し、ダクトの内部に、無風（０ｍ／秒）、弱風（１ｍ／秒）、中風（５ｍ／秒）、強風（１０ｍ／秒）の風速で、空気を強制的に送り込んだ場合における、それぞれの、電源Ｖｃｃから発熱素子２１に印加されるパルス電圧の波形を示す。なお、空気の温度は常温（２５℃）とした。

図４から分かるように、風速が、無風から、弱風、中風、強風と大きくなるにしたがって、パルス電圧の波形のデューティ比が高くなっている。なお、デューティ比とは、パルスのオン時間（電圧が６Ｖに維持される時間；パルス幅）ＰＷを、パルスの周期Ｃで割った値である。風速が、無風から、弱風、中風、強風と大きくなるにしたがって、パルス電圧の波形のデューティ比が高くなるのは、風速が大きいほど、パルスがオンになってから発熱素子２１によって保熱板２２の温度を上昇させるのに時間がかかり、かつ、パルスがオフになると保熱板２２の温度が急速に降下するからだと考えられる。

また、図４から分かるように、風速が、無風から、弱風、中風、強風と大きくなるにしたがって、パルス電圧の波形の１回あたりのオン時間ＰＷが長なっている。風速が、無風から、弱風、中風、強風と大きくなるにしたがって、パルス電圧の波形の１回あたりのオン時間ＰＷが長くなるのは、風速が大きいほど、パルスがオンになっても発熱素子２１によって保熱板２２の温度を上昇させるのに時間がかかるからだと考えられる。

本実施形態の風速測定装置１００は、使用を開始する前に、予め、風速センサ部２０を風速測定点に配置し、風速を変化させて、風速と、電源Ｖｃｃから発熱素子に印加されるパルス電圧の波形との相関関係とを示すデータを取得する。そして、使用の際には、パルス電圧モニター部４０においては、たとえば、マイクロコンピュータ５０により、電源Ｖｃｃから発熱素子２１に印加されるパルス電圧の波形を読み取り、読み取ったパルス電圧の波形から、風速測定点の風速を検知（測定）する。風速測定装置１００においては、パルス電圧の波形のデューティ比によって風速を検知しても良いし、パルス電圧の波形の１回あたりのオン時間（電圧が６Ｖに維持される時間；パルス幅）によって風速を検知しても良い。

本実施形態の風速測定装置１００は、電源Ｖｃｃから発熱素子２１に印加されるパルス電圧の波形、すなわち、パルス電圧のデューティ比やオン時間によって風速を検知しているため、ノイズの影響を受けにくく、正確に風速を測定することができる。また、風速測定装置１００は、構成が簡易であるため、容易に作製することができる。また、風速測定装置１００は、高価なＡ／Ｄ変換器などを使用していないため、安価に作製することができる。

また、本実施形態の風速測定装置１００は、発熱素子として、正特性サーミスタ素子ＰＴＣ１〜３を使用しているため、万一、誤作動により設定温度を超えて異常に温度が上昇しても、正特性サーミスタ素子ＰＴＣ１〜３の抵抗値が上昇し、それ以上の温度の上昇を抑えることができるため、高い安全性を備えている。

本実施形態の風速測定装置１００の風速センサ部２０を、たとえば、ダクトの内部に設置すれば、ノイズの影響を受けることなく、ダクトの内部を通過する気体の風速を正確に測定することができる。また、ダクトの内部に異常（異物による詰まりなど）が発生した場合には、容易に異常を検知することができる。すなわち、たとえば、ダクトに連結された換気扇を正常に動作させているにもかかわらず、風速測定装置１００が想定される風速を示さない場合は、ダクトの内部の異常を疑うことができる。

なお、本実施形態においては、風速測定装置１００によって風速を測定したが、同一の装置によって風量を測定することも可能である。すなわち、使用を開始する前に、予め、風速センサ部２０を風量測定点に配置し、風量を変化させて、風量と、電源Ｖｃｃから発熱素子に印加されるパルス電圧の波形との相関関係とを示すデータを取得する。そして、使用の際には、パルス電圧モニター部４０においては、たとえば、マイクロコンピュータ５０により、電源Ｖｃｃから発熱素子２１に印加されるパルス電圧の波形を読み取り、読み取ったパルス電圧の波形から、風量測定点の風量を検知（測定）することにより、風量を測定することができる。

［第２実施形態］
図５に、第２実施形態にかかる風速測定装置２００を示す。ただし、図２は、風速測定装置２００の等価回路図である。

風速測定装置２００は、第１実施形態にかかる風速測定装置１００の温度検出用分圧回路、比較用分圧回路などに変更を加えた。

具体的には、風速測定装置２００においては、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１と抵抗素子Ｒ１１とを直列に接続して温度検出用分圧回路を構成し、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１側の端部をスイッチＳＷ１の負荷側（電源Ｖｃｃと反対の側）に接続し、抵抗素子Ｒ１１の端部をグランドに接続した。そして、温度検出用分圧回路の第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１と抵抗素子Ｒ１１との接続点を、風速測定装置１００とは異なり、コンパレータ素子Ｃｍｐ１の非反転入力端子＋に接続した。

また、風速測定装置２００においては、抵抗素子Ｒ１２と抵抗素子Ｒ１３とを直列に接続して比較用分圧回路を構成し、抵抗素子Ｒ１２側の端部をスイッチＳＷ１の負荷側に接続し、抵抗素子Ｒ１３側の端部をグランドに接続した。そして、比較用分圧回路の抵抗素子Ｒ１２と抵抗素子Ｒ１３との接続点を、風速測定装置１００とは異なり、コンパレータ素子Ｃｍｐ１の反転入力端子−に接続した。

風速測定装置２００の定温発熱装置１０（風速センサ部２０・温度制御部３０）を構成する各素子の抵抗値を表２に示す。

風速測定装置２００も、風速測定装置１００と同様に、定温発熱装置１０の設定温度を４０℃に設定した。

第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１にも、風速測定装置１００と同様に、４０℃のときに５．６ｋΩの抵抗値を示す素子を使用しており、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の閾値抵抗値は５．６ｋΩである。

第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１は、自身の温度が４０℃のときに、閾値抵抗値である５．６ｋΩの抵抗値を示す。また、自身の温度が４０℃を下回るときに、閾値抵抗値である５．６ｋΩよりも高い抵抗値を示す。また、自身の温度が４０℃を超えるときに、閾値抵抗値である５．６ｋΩよりも低い抵抗値を示す。

表２に示すように、風速測定装置２００において、抵抗素子Ｒ１１は４．７ｋΩに、抵抗素子Ｒ１２は５．６ｋΩに、抵抗素子Ｒ１３は４．７ｋΩに、それぞれ設定されている。

風速測定装置２００においては、比較用電圧は、常時、約２．７４Ｖである。

また、温度検出用電圧は、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の温度が設定温度の４０℃で、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の抵抗値が閾値抵抗値である５．６Ωのときに、約２．７４Ｖである。

比較用電圧の算出式と、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の温度が４０℃であるときの温度検出用電圧の算出式とを表２に示す。

温度検出用電圧は、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の温度が４０℃であるとき約２．７４Ｖであるが、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の温度が４０℃よりも低くなると、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の抵抗値が５．６ｋΩよりも大きくなるため、温度検出用電圧は２．７４Ｖよりも小さくなる。なお、この挙動は、温度検出用分圧回路の構成、配線が異なっているため、第１実施形態の風速測定装置１００の挙動と逆になっている。

そして、反対に、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の温度が４０℃を上回ると、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の抵抗値が５．６ｋΩよりも小さくなるため、温度検出用電圧は２．７４Ｖよりも大きくなる。この挙動も、温度検出用分圧回路の構成、配線が異なっているため、第１実施形態の風速測定装置１００の挙動と逆になっている。

風速測定装置２００においても、比較用電圧と温度検出用電圧との大小を、コンパレータ素子Ｃｍｐ１で比較し、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の温度を検出して、スイッチング素子Ｑ１のオンとオフとを制御する。

具体的には、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣの抵抗値が閾値抵抗値５．６ｋΩよりも大きく、温度検出用電圧が比較用電圧よりも小さい（温度検出用電圧＜比較用電圧）場合に、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の温度が設定温度である４０℃よりも低いと判断し、コンパレータ素子Ｃｍｐ１の出力端子から負の最大電圧を出力してスイッチング素子Ｑ１をオンにし、電源Ｖｃｃから発熱素子２１（正特性サーミスタ素子ＰＴＣ１〜ＰＴＣ３）に電力を供給する。

逆に、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣの抵抗値が閾値抵抗値５．６ｋΩよりも小さく、温度検出用電圧が比較用電圧よりも大きい（温度検出用電圧＞比較用電圧）場合に、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の温度が設定温度である４０℃よりも高いと判断し、コンパレータ素子Ｃｍｐ１の出力端子から正の最大電圧を出力してスイッチング素子Ｑ１をオフにし、電源Ｖｃｃから発熱素子２１への電力の供給を停止する。

風速測定装置２００の定温発熱装置１０は、風速測定装置１００の定温発熱装置１０とは異なる、温度検出用分圧回路、比較用分圧回路の構成、配線を備えるが、風速測定装置１００の定温発熱装置１０と同様に、設定温度である４０℃近傍の温度で、発熱素子２１が発熱する。

風速測定装置２００も、第１実施形態にかかる風速測定装置１００と同様に、パルス電圧モニター部４０においては、たとえば、マイクロコンピュータ５０により、電源Ｖｃｃから発熱素子に印加されるパルス電圧の波形を読み取り、読み取ったパルス電圧の波形から、風速測定点の風速を検知（測定）することができる。

［第３実施形態］
図６に、第３実施形態にかかる風速測定装置３００を示す。ただし、図６は、風速測定装置３００の等価回路図である。

風速測定装置３００は、測定対象の風の温度に起因する風速の測定誤差を補正するために、第１実施形態にかかる風速測定装置１００に、温度補償用の第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ３２などを追加した。

具体的には、風速測定装置１００は、比較用分圧回路に抵抗素子Ｒ３を有していたが、風速測定装置３００は、比較用分圧回路に、抵抗素子Ｒ３に代えて、相互に並列に接続された抵抗素子Ｒ３３と第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ３２とコンデンサＣ１とを接続した。なお、第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ３２は、風速センサ部２０の近傍に、風速センサ部２０の正特性サーミスタ素子ＰＴＣ１〜３から熱分離して配置される。すなわち、第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ３２は、その温度が正特性サーミスタ素子ＰＴＣ１〜３の温度に追随しない様に配置される。そして、第２負性サーミスタ素子ＮＴＣ３２は、測定対象の風の温度に対応して自らの温度を変化させて、自らの抵抗値を変化させる。抵抗素子Ｒ３３、第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ３２の機能については後述する。なお、抵抗素子Ｒ３３、第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ３２と並列にコンデンサＣ１を接続したのは、ノイズ耐性を向上させるためである。

また、風速測定装置３００は、風速測定装置１００の温度検出用分圧回路の第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ３１の直近に、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ３１と直列に、抵抗素子Ｒ３６を新たに配置した。なお、抵抗素子Ｒ３６は、温度検出用分圧回路とコンパレータ素子Ｃｍｐ１の非反転入力端子との接続点よりも、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ３１側（グランド側）に配置されている。抵抗素子Ｒ３６は、温度検出用電圧を調整するために配置されたものである。

風速測定装置３００の各素子の抵抗値ないしキャパシタンス値を表３に示す。

なお、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ３１と第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ３２とには、抵抗温度特性などの電気的特性が同じのものを使用した。表４に、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ３１、第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ３２の抵抗温度特性を示す。

以下、風速測定装置３００において、測定対象の風の温度に起因する風速の測定誤差が補正される原理について説明する。

たとえば、第１実施形態にかかる風速測定装置１００を、風の温度を常温の２５℃に設定（想定）して設計した場合、風の温度が２５℃よりも高くなると、風の温度の影響を受けて、実際の風速に対応したデューティ比よりも、検知されたパルス電圧の波形のデューティ比が小さくなってしまう。逆に、風の温度が２５℃よりも低くなると、風の温度の影響を受けて、実際の風速に対応したデューティ比よりも、検知されたパルス電圧の波形のデューティ比が大きくなってしまう。

図７（上段）に、風速測定装置１００において検知した、無風状態におけるパルス電圧の波形、風速２ｍ／秒の常温風（２５℃）におけるパルス電圧の波形、風速２．３ｍ／秒の熱風（４０℃）におけるパルス電圧の波形を、それぞれ示す。なお、常温風と熱風とで風速が若干異なっているのは、出願人における実験装置の都合である。無風状態におけるパルス電圧の波形のデューティ比が８％であるのに対し、常温風（２５℃）におけるパルス電圧の波形のデューティ比は２１％になっている。これは、無風状態よりも常温風を受けている場合の方が、常温風によって冷却されるため、パルスがオンになってから発熱素子２１によって保熱板２２の温度を上昇させるのに時間がかかり、かつ、パルスがオフになると保熱板２２の温度が急速に降下するからである。これに対し、熱風（４０℃）におけるパルス電圧の波形のデューティ比は２％であり、無風状態におけるパルス電圧の波形のデューティ比の８％よりも逆に小さくなってしまっている。これは、熱風（４０℃）を受けた場合には、熱風によって冷却されるのではなく、熱風によって逆に加熱されてしまうため、無風状態よりも熱風を受けている場合の方が、パルスがオンになってから発熱素子２１によって保熱板２２の温度を上昇させるのに必要な時間が短くなり、かつ、パルスがオフになっても保熱板２２の温度が急激には降下しないからである。

風速測定装置３００は、上述した、測定対象の風の温度に起因する風速の測定誤差を、第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ３２の抵抗値変化によって補正している。具体的には、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ３１と第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ３２との温度差が１０℃になったところを制御温度の設定値としている。すなわち、（第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ３１の温度）−（第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ３２の温度）≒１０℃が維持されるように制御している

風速測定装置３００において、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ３１の温度が５０℃（＝４０＋１０℃）であるとき、温度検出用電圧は、抵抗素子Ｒ１の抵抗値、抵抗素子Ｒ３６の抵抗値、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ３１の５０℃における抵抗値から算出され、表３に示すように約３．１０Ｖである。また、風速測定装置３００において、第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ３２の温度が４０℃であるときの比較用電圧は、抵抗素子Ｒ２の抵抗値、抵抗素子Ｒ３３の抵抗値、第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ３２の４０℃における抵抗値から算出され、表３に示すように約３．１０Ｖである。

図７（下段）に、風速測定装置３００において検知した、無風状態におけるパルス電圧の波形、風速２ｍ／秒の常温風（２５℃）におけるパルス電圧の波形、風速２．３ｍ／秒の熱風（４０℃）におけるパルス電圧の波形を、それぞれ示す。無風状態におけるパルス電圧の波形のデューティ比が１７％であるのに対し、常温風（２５℃）におけるパルス電圧の波形のデューティ比は４３％、熱風（４０℃）におけるパルス電圧の波形のデューティ比は５０％になっている。すなわち、常温風におけるパルス電圧の波形のデューティ比と、熱風におけるパルス電圧の波形のデューティ比とが近い値となっており、測定対象の風の温度に起因する風速の測定誤差が補正されているのが分かる。なお、常温風のデューティ比と熱風のデューティ比とが完全に一致しなかったのは、両者の風速が若干異なっていたことに起因する。

以上のように、第３実施形態にかかる風速測定装置３００においては、設定温度（第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ３１の温度）が、第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ３２の温度よりも高く、かつ、第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ３２の温度と約１０℃の温度差を隔てて異なり、第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ３２の温度の変化に伴って、約１０℃の温度差を維持したまま変化するように制御される。風速測定装置３００は、第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ３２などを設けたことにより、測定対象の風の温度に起因する風速の測定誤差が補正されている。

なお、風速測定装置３００は、第１実施形態にかかる風速測定装置１００をベースにして、第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ３２などを追加して、測定対象の風の温度に起因する風速の測定誤差を補正するようにしたが、これに代えて、第２実施形態にかかる風速測定装置２００をベースにして、第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ３２などを追加して、測定対象の風の温度に起因する風速の測定誤差を補正するようにしても良い。

［第４実施形態］
図８に、第４実施形態にかかる風速測定装置４００を示す。ただし、図８は、風速測定装置４００の等価回路図である。

風速測定装置４００は、第３実施形態にかかる風速測定装置３００を、さらに改良した。具体的には、風速測定装置４００では、比較用分圧回路を、直列に接続された、抵抗素子Ｒ５２と、温度補償用の第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ４２とで構成した。また、温度検出用分圧回路を、抵抗素子Ｒ５１と、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ４１とで構成した。

そして、風速測定装置４００では、抵抗素子Ｒ５１の抵抗値、抵抗素子Ｒ５２の抵抗値、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ４１の抵抗温度特性、第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ４２の抵抗温度特性を、それぞれ適切に選定することにより、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ４１と第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ４２との温度差が１０℃で制御されるようにした。

表５に、抵抗素子Ｒ５１の抵抗値、抵抗素子Ｒ５２の抵抗値、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ４１の抵抗温度特性、第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ４２の抵抗温度特性を示す。なお、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ４１および第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ４２には、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ３１および第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ３２と同じ抵抗温度特性のものを使用した。

第４実施形態にかかる風速測定装置４００も、第３実施形態にかかる風速測定装置３００と同様に、設定温度（第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ４１の温度）が、第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ４２の温度よりも高く、かつ、第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ４２の温度と約１０℃の温度差を隔てて異なり、第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ４２の温度の変化に伴って、約１０℃の温度差を維持したまま変化するように制御される。

なお、風速測定装置４００も、第１実施形態にかかる風速測定装置１００をベースにして構成したが、これに代えて、第２実施形態にかかる風速測定装置２００をベースにして構成しても良い。

風速測定装置４００は、部品点数を増やすことなく、風速を測定する測定対象の風の温度の影響を補正し、より正確に風速を測定することができる。

［第５実施形態］
図９に、第５実施形態にかかる風速測定装置５００を示す。ただし、図９は、風速測定装置５００の等価回路図である。

風速測定装置５００は、第４実施形態にかかる風速測定装置４００に、さらに変更を加えた。具体的には、風速測定装置４００では、比較用分圧回路を、抵抗素子Ｒ５２と、温度補償用の第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ４２との分圧回路として構成していたが、風速測定装置５００では、比較用分圧回路を、抵抗素子Ｒ６２と、直列に接続された抵抗素子Ｒ６３および温度補償用の第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ５２との分圧回路として構成した。

なお、風速測定装置５００は、温度検出用分圧回路を、抵抗素子Ｒ６１と、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ５１との分圧回路として構成している。また、風速測定装置５００は、発熱素子２１を、１つの正特性サーミスタ素子ＰＴＣ６４で構成している。

表６に、抵抗素子Ｒ６１の抵抗値、抵抗素子Ｒ６２の抵抗値、抵抗素子Ｒ６３の抵抗値、正特性サーミスタ素子ＰＴＣ６４の抵抗値、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ５１の抵抗温度特性、第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ５２の抵抗温度特性を示す。

上述した第４実施形態にかかる風速測定装置４００では、抵抗素子Ｒ５１の抵抗値、抵抗素子Ｒ５２の抵抗値、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ４１の抵抗温度特性、第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ４２の抵抗温度特性を、それぞれ適切に選定することにより、設定温度（第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ４１の温度）が、第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ４２の温度に対して、温度差１０℃を維持したまま変化するように制御されていた。

これに対し、風速測定装置５００では、各素子の抵抗値等を表６に示す値とすることにより、設定温度（第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ５１の温度）が第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ５２の温度よりも高く、設定温度が第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ５２の温度の変化に伴って変化し、第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ５２の温度が上昇するに伴って、設定温度と第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ５２の温度との差が小さくなり、第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ５２の温度が降下するに伴って、設定温度と第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ５２の温度との差が大きくなるように制御するようにした。

風速測定装置５００では、たとえば、第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ５２の温度が２５℃のとき、設定温度と第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ５２の温度との差は１０℃に制御されるが、第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ５２の温度が５０℃のとき、設定温度と第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ５２の温度との差は９℃に制御される。なお、ここに示した温度差１０℃、温度差９℃は、説明のために示した例示である。

正特性サーミスタ素子は、温度が上昇すると抵抗値が大きくなり、発熱しにくくなるため、発熱素子２１に正特性サーミスタ素子ＰＴＣ６４を使用した場合には、第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ５２の温度が高くなるにつれて、実際の風速以上にパルス電圧のオン時間が長くなってしまうという問題がある。しかしながら、上記のように、第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ５２の温度が上昇するに伴って、設定温度と第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ５２の温度との差が小さくなり、第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ５２の温度が降下するに伴って、設定温度と第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ５２の温度との差が大きくなるように制御すれば、第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ５２の温度が高くなった場合に、設定温度を低くし、パルス電圧のオン時間を短くする補正ができ、発熱素子２１に正特性サーミスタ素子ＰＴＣ６４を使用したことに基づく風速の測定誤差を補正することができる。

［第６実施形態］
図１０に、第６実施形態にかかる風速測定装置６００を示す。ただし、図１０は、風速測定装置６００の等価回路図である。

風速測定装置６００は、第１実施形態にかかる風速測定装置１００に、複数の変更を加えた。

具体的には、風速測定装置１００では、スイッチング素子Ｑ１にＰＮＰ型のトランジスタを使用していた。風速測定装置６００は、これに代えて、スイッチング素子Ｑ６１にＰチャンネルの電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を使用した。より具体的には、スイッチング素子（ＦＥＴ）Ｑ６１のソースをスイッチＳＷ１に接続し、ドレインを風速センサ部２０の発熱素子２１に接続し、ゲートを抵抗素子Ｒ４と抵抗素子Ｒ５との接続点に接続した。スイッチング素子（ＦＥＴ）Ｑ６１は、電源Ｖｃｃから発熱素子２１への送電をオン・オフする。

また、風速測定装置１００では、電圧比較部としてコンパレータ素子Ｃｍｐ１を備えていた。風速測定装置６００では、これに代えて、電圧比較部として第２マイクロコンピュータ６０を備えている。第２マイクロコンピュータ６０は、第１Ａ／Ｄ変換器６２と、第２Ａ／Ｄ変換器６３と、演算部６４と、スイッチ機能６５とを備えている。なお、第２マイクロコンピュータ６０を新たに設けるのではなく、マイクロコンピュータ５０に、これらの機能を備えさせても良い。

第２マイクロコンピュータ６０は、第１Ａ／Ｄ変換器６２に温度検出用分圧回路の抵抗素子Ｒ１と第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１との接続点が接続され、第２Ａ／Ｄ変換器６３に比較用分圧回路の抵抗素子Ｒ２と抵抗素子Ｒ３との接続点が接続されている。また、第１Ａ／Ｄ変換器６２および第２Ａ／Ｄ変換器６３が、演算部６４に接続されている。さらに、演算部６４がスイッチ機能６５に接続されている。スイッチ機能６５は、抵抗素子Ｒ４とグランドとの間に配置されている。

第２マイクロコンピュータ６０は、第１Ａ／Ｄ変換器６２によって、温度検出用分圧回路の抵抗素子Ｒ１と第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１との接続点の温度検出用電圧を検出し、第２Ａ／Ｄ変換器６３によって、比較用分圧回路の抵抗素子Ｒ２と抵抗素子Ｒ３との接続点の比較用電圧を検出する。そして、演算部６４によって、温度検出用電圧と、比較用電圧とを比較する。

第２マイクロコンピュータ６０は、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の温度が設定温度である４０℃よりも低く、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の抵抗値が閾値抵抗値５．６ｋΩよりも大きく、温度検出用電圧が比較用電圧よりも大きいときに、演算部６４によってスイッチ機能６５をオンさせ、スイッチング素子（ＦＥＴ）Ｑ６１をオンさせる。この結果、電源Ｖｃｃから、スイッチング素子Ｑ６１を経由して、発熱素子２１にも電力が供給される。

逆に、第２マイクロコンピュータ６０は、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の温度が設定温度である４０℃よりも高く、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の抵抗値が閾値抵抗値５．６ｋΩよりも小さく、温度検出用電圧が比較用電圧よりも小さいときに、演算部６４によってスイッチ機能６５をオフさせ、スイッチング素子Ｑ６１をオフさせる。この結果、発熱素子２１への電力の供給は停止され、発熱素子２１は発熱を停止する。

以上のように、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）をスイッチング素子Ｑ６１に使用することも可能である。また、電圧比較部に、コンパレータ素子ではなく、第２マイクロコンピュータ６０を使用することも可能である。なお、電界効果トランジスタは、Ｐチャンネルではなく、Ｎチャンネルのものを使用しても良い。

［第７実施形態］
図１１に、第７実施形態にかかる風速測定装置７００を示す。ただし、図１１は、風速測定装置７００の等価回路図である。

風速測定装置７００も、第１実施形態にかかる風速測定装置１００に変更を加えた。

具体的には、風速測定装置１００では、発熱素子２１として３つの正特性サーミスタ素子ＰＴＣ１〜３を並列に接続して使用した。風速測定装置７００では、これに代えて、発熱素子２１として１つの抵抗素子Ｒ６５を使用した。

このように、風速センサ部２０の発熱素子２１の種類は任意であり、正特性サーミスタ素子には限られず、チップ抵抗やニクロム線などの抵抗素子Ｒ６５を使用するようにしても良い。

［第８実施形態］
図１２に、第８実施形態にかかる風速測定装置８００を示す。ただし、図１２は、風速測定装置８００の等価回路図である。

風速測定装置８００も、第１実施形態にかかる風速測定装置１００に変更を加えた。

具体的には、風速測定装置１００では、電圧比較部としてコンパレータ素子Ｃｍｐ１を備えていた。風速測定装置８００では、これに代えて、電圧比較部としてオペアンプ素子Ｏｐａ１を使用した。

このように、電圧比較部としてオペアンプ素子Ｏｐａ１を使用した場合にも、コンパレータ素子Ｃｍｐ１と同等に機能する。

以上、第１実施形態〜第８実施形態にかかる風速測定装置１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００について説明した。しかしながら、本発明が上述した内容に限定されることはなく、発明の趣旨に沿って、種々の変更をなすことができる。

たとえば、風速測定装置１００、２００、３００、４００、６００、８００では、発熱素子２１として３つの正特性サーミスタ素子ＰＴＣ１〜３を並列に接続して使用し、風速測定装置５００では、発熱素子２１として１つの正特性サーミスタ素子ＰＴＣ５１を使用したが、発熱素子２１は正特性サーミスタ素子には限られず、ヒーター素子であっても良いし、その他の種類のものであっても良い。また、正特性サーミスタ素子を使用する場合であっても、その個数は任意である。すなわち、使用する正特性サーミスタ素子の抵抗値や、必要な発熱量などに応じて任意に選定することができる。

また、風速測定装置１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００では、温度検出用分圧回路、比較用分圧回路、発熱素子２１（正特性サーミスタ素子ＰＴＣ１〜３、ＰＣＴ６４、Ｒ６５）の全てに、１つの電源Ｖｃｃ（直流６Ｖ）から電力を供給しているが、これらは、別々の電源から供給されるものであっても良い。また、温度検出用分圧回路、比較用分圧回路、発熱素子に対して印加される電圧は、６Ｖには限定されない。更に、温度検出用分圧回路、比較用分圧回路、発熱素子に対し、異なる電圧が印加されても良い。

また、実施形態にかかる各風速測定装置において、定温発熱装置１０の設定温度も任意であり、実施形態で示した温度には限られない。使用する環境（風速測定点の環境）に応じて、設定温度を適宜選択することができる。

更に、実施形態にかかる各風速測定装置において、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１、３１、４１、５１、第２負特性サーミスタ素子ＮＴＣ３２、４２、５２の抵抗温度特性も任意であり、実施形態で示したものには限られない。

１０・・・定温発熱装置
２０・・・風速センサ部（定温発熱装置１０の一部分）
２１・・・発熱素子（風速センサ部２０に設けられている）
３０・・・温度制御部（定温発熱装置１０の一部分）
４０・・・パルス電圧モニター部
５０・・・マイクロコンピュータ
６０・・・第２マイクロコンピュータ
Ｖｃｃ・・・電源
Ｑ１・・・スイッチング素子（トランジスタ）
Ｑ６１・・・スイッチング素子（電界効果トランジスタ（ＦＥＴ））
Ｃｍｐ１・・・コンパレータ素子
Ｏｐａ１・・・オペアンプ素子
ＮＴＣ１、ＮＴＣ３１、ＮＴＣ４１、ＮＴＣ５１・・・第１負特性サーミスタ素子
ＮＴＣ３２、ＮＴＣ４２、ＮＴＣ５２・・・第２負特性サーミスタ素子（温度補償用）
ＰＴＣ１、ＰＴＣ２、ＰＴＣ３、ＰＴＣ６４・・・正特性サーミスタ素子（発熱素子）
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ３３、Ｒ３６、Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ５１、Ｒ５２、Ｒ６１、Ｒ６２、Ｒ６３、Ｒ６５・・・抵抗素子

上述した温度検出用分圧回路の抵抗素子Ｒ１、比較用分圧回路の抵抗素子Ｒ２、Ｒ３の抵抗値、および、温度検出用分圧回路および比較用分圧回路にそれぞれ印加される電圧は、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の温度が設定温度４０℃であり、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の抵抗値が閾値抵抗値である５．６ｋΩのときに、温度検出用電圧と比較用電圧とが等しく（温度検出用電圧＝比較用電圧）なるように設定されている。

逆に、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の抵抗値が閾値抵抗値５．６ｋΩよりも小さく、温度検出用電圧が比較用電圧よりも小さい（温度検出用電圧＜比較用電圧）場合に、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の温度（発熱素子２１の温度）が設定温度である４０℃よりも高いと判断し、コンパレータ素子Ｃｍｐ１の出力端子から正の最大電圧を出力してスイッチング素子Ｑ１をオフにし、電源Ｖｃｃから発熱素子２１への電力の供給を停止する。

電源スイッチであるＳＷ１をオンにすることにより、電源Ｖｃｃから、抵抗素子Ｒ１と第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１とで構成される温度検出用分圧回路、および、抵抗素子Ｒ２と抵抗素子Ｒ３とで構成される比較用分圧回路に電力が供給される。この時点においては、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の温度は設定温度である４０℃よりも低いため、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の抵抗値は閾値抵抗値５．６ｋΩよりも大きく、温度検出用電圧が比較用電圧よりも大きく、コンパレータ素子Ｃｍｐ１の出力端子から負の最大電圧が出力されるため、スイッチング素子Ｑ１はオンになる。この結果、電源Ｖｃｃから、スイッチング素子Ｑ１を経由して、発熱素子２１にも電力が供給される。

［第２実施形態］
図５に、第２実施形態にかかる風速測定装置２００を示す。ただし、図５は、風速測定装置２００の等価回路図である。

具体的には、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の抵抗値が閾値抵抗値５．６ｋΩよりも大きく、温度検出用電圧が比較用電圧よりも小さい（温度検出用電圧＜比較用電圧）場合に、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の温度が設定温度である４０℃よりも低いと判断し、コンパレータ素子Ｃｍｐ１の出力端子から負の最大電圧を出力してスイッチング素子Ｑ１をオンにし、電源Ｖｃｃから発熱素子２１（正特性サーミスタ素子ＰＴＣ１〜ＰＴＣ３）に電力を供給する。

逆に、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の抵抗値が閾値抵抗値５．６ｋΩよりも小さく、温度検出用電圧が比較用電圧よりも大きい（温度検出用電圧＞比較用電圧）場合に、第１負特性サーミスタ素子ＮＴＣ１の温度が設定温度である４０℃よりも高いと判断し、コンパレータ素子Ｃｍｐ１の出力端子から正の最大電圧を出力してスイッチング素子Ｑ１をオフにし、電源Ｖｃｃから発熱素子２１への電力の供給を停止する。

また、風速測定装置１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００では、温度検出用分圧回路、比較用分圧回路、発熱素子２１（正特性サーミスタ素子ＰＴＣ１〜３、ＰＴＣ６４、Ｒ６５）の全てに、１つの電源Ｖｃｃ（直流６Ｖ）から電力を供給しているが、これらは、別々の電源から供給されるものであっても良い。また、温度検出用分圧回路、比較用分圧回路、発熱素子に対して印加される電圧は、６Ｖには限定されない。更に、温度検出用分圧回路、比較用分圧回路、発熱素子に対し、異なる電圧が印加されても良い。

Claims (20)

1. 予め定められた設定温度または前記設定温度近傍の温度で発熱する定温発熱装置を備えた風速測定装置であって、
   前記定温発熱装置は、電力入力部と、発熱素子と、スイッチング素子と、電圧比較部と、第１負特性サーミスタ素子と、複数の抵抗素子と、を備え、
   前記発熱素子と前記第１負特性サーミスタ素子とは、風速センサ部を構成し、
   前記発熱素子は、前記電力入力部から供給された電力により発熱し、
   前記スイッチング素子は、前記電力入力部と前記発熱素子との間に配置され、
   前記電圧比較部は前記スイッチング素子のオンとオフとを制御し、
   前記第１負特性サーミスタ素子は、前記発熱素子と同じ温度に近づくように前記発熱素子と熱的に結合され、前記設定温度における抵抗値を閾値抵抗値として備え、
   前記第１負特性サーミスタ素子と、少なくとも１つの前記抵抗素子とが直列に接続されて、温度検出用分圧回路が形成され、
   前記温度検出用分圧回路の前記第１負特性サーミスタ素子と前記抵抗素子との接続点から、温度検出用電圧が出力され、
   少なくとも２つの前記抵抗素子が直列に接続されて、比較用分圧回路が形成され、
   前記比較用分圧回路の１つの前記抵抗素子ともう１つの前記抵抗素子との接続点から、比較用電圧が出力され、
   前記温度検出用分圧回路の前記抵抗素子および前記比較用分圧回路の前記抵抗素子のそれぞれの抵抗値、および、前記温度検出用分圧回路および前記比較用分圧回路にそれぞれ印加される前記電圧は、前記第１負特性サーミスタ素子の温度が前記設定温度で、前記第１負特性サーミスタ素子の抵抗値が前記閾値抵抗値のときに、前記温度検出用電圧＝前記比較用電圧となるように設定され、
   前記電圧比較部は、前記温度検出用電圧と前記比較用電圧とを比較し、前記第１負特性サーミスタ素子の温度が前記設定温度よりも低く、前記第１負特性サーミスタ素子の抵抗値が前記閾値抵抗値よりも大きいときに、前記スイッチング素子をオンにし、前記第１負特性サーミスタ素子の温度が前記設定温度よりも高く、前記第１負特性サーミスタ素子の抵抗値が前記閾値抵抗値よりも小さいときに、前記スイッチング素子をオフにし、
   前記スイッチング素子が、オンとオフとを繰り返すことにより、前記電力入力部から前記発熱素子にパルス電圧が印加され、
   印加された前記パルス電圧の波形に基づき、前記風速センサ部に当たった風の風速を算出する風速測定装置。
2. 前記第１負特性サーミスタ素子の温度が前記設定温度よりも低く、前記第１負特性サーミスタ素子の抵抗値が前記閾値抵抗値よりも大きいときに、前記温度検出用電圧＞前記比較用電圧であり、前記第１負特性サーミスタ素子の温度が前記設定温度よりも高く、前記第１負特性サーミスタ素子の抵抗値が前記閾値抵抗値よりも小さいときに、前記温度検出用電圧＜前記比較用電圧であるか、または、
   前記第１負特性サーミスタ素子の温度が前記設定温度よりも低く、前記第１負特性サーミスタ素子の抵抗値が前記閾値抵抗値よりも大きいときに、前記温度検出用電圧＜前記比較用電圧であり、前記第１負特性サーミスタ素子の温度が前記設定温度よりも高く、前記第１負特性サーミスタ素子の抵抗値が前記閾値抵抗値よりも小さいときに、前記温度検出用電圧＞前記比較用電圧である、請求項１に記載された風速測定装置。
3. 前記パルス電圧の波形におけるデューティ比に基づき、前記風速センサ部に当たった風の風速を算出する、請求項１または２に記載された風速測定装置。
4. 前記パルス電圧の波形における１回あたりのオン時間の長さに基づき、前記風速センサ部に当たった風の風速を算出する、請求項１または２に記載された風速測定装置。
5. 前記電圧比較部が、コンパレータ素子を含む、請求項１ないし４のいずれか１項に記載された風速測定装置。
6. 前記電圧比較部が、オペアンプ素子を含む、請求項１ないし４のいずれか１項に記載された風速測定装置。
7. 前記電圧比較部が、マイクロコンピュータを含む、請求項１ないし４のいずれか１項に記載された風速測定装置。
8. 前記スイッチング素子が、トランジスタである、請求項１ないし７のいずれか１項に記載された風速測定装置。
9. 前記トランジスタが、電界効果トランジスタである、請求項８に記載された風速測定装置。
10. 前記発熱素子が正特性サーミスタ素子である、請求項１ないし９のいずれか１項に記載された風速測定装置。
11. 温度補償用の第２負特性サーミスタ素子をさらに備え、
    前記第２負特性サーミスタ素子によって前記設定温度を補正する、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載された風速測定装置。
12. 前記設定温度が、前記第２負特性サーミスタ素子の温度よりも高く、かつ、前記第２負特性サーミスタ素子の温度と所定の温度差を隔てて異なり、前記第２負特性サーミスタ素子の温度の変化に伴って、前記温度差を維持したまま変化する、請求項１１に記載された風速測定装置。
13. 前記第２負特性サーミスタ素子が、前記比較用分圧回路を構成する前記抵抗素子の１つと並列に接続された、請求項１１または１２に記載された風速測定装置。
14. 前記第２負特性サーミスタ素子と並列にコンデンサがさらに接続された、請求項１３に記載された風速測定装置。
15. 前記温度検出用分圧回路において、前記第１負特性サーミスタ素子と直列に抵抗素子がさらに接続された、請求項１３または１４に記載された風速測定装置。
16. 前記比較用分圧回路の１つの前記抵抗素子が、温度補償用の第２負特性サーミスタ素子に置換えられるとともに、
    前記比較用分圧回路の残りの１つの前記抵抗素子の抵抗値と、前記温度検出用分圧回路の前記抵抗素子の抵抗値とが調整され、
    前記第２負特性サーミスタ素子によって前記設定温度を補正する、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載された風速測定装置。
17. 前記設定温度が、前記第２負特性サーミスタ素子の温度よりも高く、かつ、前記第２負特性サーミスタ素子の温度と所定の温度差を隔てて異なり、前記第２負特性サーミスタ素子の温度の変化に伴って、前記温度差を維持したまま変化する、請求項１６に記載された風速測定装置。
18. 前記比較用分圧回路の１つの前記抵抗素子と直列に、温度補償用の第２負特性サーミスタ素子が接続され、
    前記第２負特性サーミスタ素子によって前記設定温度が補正され、
    前記設定温度は、前記第２負特性サーミスタ素子の温度よりも高く、
    前記設定温度は、前記第２負特性サーミスタ素子の温度の変化に伴って変化し、
    前記第２負特性サーミスタ素子の温度が上昇するに伴って、前記設定温度と前記第２負特性サーミスタ素子の温度との差が小さくなり、
    前記第２負特性サーミスタ素子の温度が降下するに伴って、前記設定温度と前記第２負特性サーミスタ素子の温度との差が大きくなる、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載された風速測定装置。
19. 前記第１負特性サーミスタ素子の電気的特性と、前記第２負特性サーミスタ素子の電気的特性とが同じである、請求項請求項１１ないし１８のいずれか１項に記載された風速測定装置。
20. 請求項１ないし１９のいずれか１項に記載された風速測定装置を利用した風量測定装置。
    

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