TW201346264A - 風速計 - Google Patents

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TW201346264A
TW201346264A TW102109097A TW102109097A TW201346264A TW 201346264 A TW201346264 A TW 201346264A TW 102109097 A TW102109097 A TW 102109097A TW 102109097 A TW102109097 A TW 102109097A TW 201346264 A TW201346264 A TW 201346264A
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thermocouple
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TW102109097A
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Mutsuo Daito
Masahiko Maruyama
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Sharp Kk
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P5/00Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
    • G01P5/10Measuring 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
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P13/00Indicating or recording presence, absence, or direction, of movement
    • G01P13/02Indicating direction only, e.g. by weather vane

Abstract

本發明之風向風速計包括:熱電偶;加熱器;積分電路,其將對應於來自熱電偶之電動勢之信號積分;放大電路,其將積分電路之輸出放大;比較電路,其於放大電路之輸出超過放大輸出基準值之情形時,輸出將積分電路返回既定之狀態的重置信號;及計數器電路,其基於重置信號被輸出之間隔而測量風速。藉此,能以低成本提供使用有熱電偶之風速計。

Description

風速計
本發明係關於一種風速計,尤其係關於使用有熱電偶之風速計。
作為測定風向及風速之方法,例如已知有如專利文獻1般使用有熱電偶之方法。於專利文獻1之發明中,使用電熱線將周圍之空氣加熱,藉此而於印刷基板上產生對應於風速之溫度差。於印刷基板上形成之熱電偶產生對應於端子間之溫度差之電動勢,因此,藉由檢測該電動勢而測定風向。又,風量係使用熱敏電阻而測定。
然而,於專利文獻1之發明中,為了形成電熱線(或加熱器)、熱電偶及熱敏電阻,必需於印刷基板上確保較大之面積。
因此,亦揭示有如下方法:藉由於IC(Integrated Circuit,積體電路)晶片內部形成熱電偶及加熱器,而減小為了測定風向及風速而必需之面積。
圖4(a)係表示先前之風向風速計101之構成之剖面圖。風向風速計101係於陶瓷碟102之背面接著IC晶片103,且藉由樹脂104將IC晶片103密封而構成。陶瓷碟102之表面藉由風而被冷卻,藉此,陶瓷碟102之表面之溫度分佈變化。藉由IC晶片103而測定該溫度分佈,藉此,風向風速計101測定風向及風速。
更詳細而言,如圖4(b)所示,於IC晶片103中內置有熱電偶105、 加熱器106及測定電路部110。熱電偶105及加熱器106形成於IC晶片103之各邊上。利用加熱器106將周圍之空氣加熱,藉此,於陶瓷碟102之背面產生對應於風速之溫度差。藉此,於在橫方向相向之熱電偶105之各電動勢中產生差,藉由測定電路部110而測定該電動勢之差,藉此,風向風速計101可測定風速。又,藉由測定電路部110,亦測定在縱方向相向之熱電偶105之各電動勢之差,藉此,風向風速計101亦可測定風向。
如圖5所示,IC晶片103之測定電路部110具備比較器111及閂鎖電路112。比較器111檢測熱電偶105之電動勢之差,閂鎖電路112保持其結果。比較器111藉由使用有偏移除去功能之前置放大器而實現。閂鎖電路112之輸出連接於IC晶片103內部之加熱器106,測定電路部110以熱電偶105之端子間之溫度差成為0之方式控制加熱器106。又,閂鎖電路112之輸出係0或1之串列資料,因此,藉由設置於IC晶片103之外部之濾波器電路120而被平均化並被換讀成風速。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本公開專利公報「日本專利特開2008-241318號公報(2008年10月9日公開)」
先前之風向風速計101係由比較器111檢測來自熱電偶105之微弱之電動勢差之構成,因此測定靈敏度較低。因此,必需將IC晶片103設置於陶瓷碟102等熱傳導率較高之板上。陶瓷碟102價格高,又,於將IC晶片103焊接於陶瓷碟102上之後,必需流入樹脂104之作業,因此,風向風速計101難以量產化。因此,風向風速計101與將IC晶片103安裝於印刷基板上之情形相比,存在花費成本之問題。
又,於風向風速計101中,必需使閂鎖電路112之輸出平均化之濾波器電路120。然而,濾波器電路120之尺寸較大,且容易發熱,因此,通常必需設置於IC晶片103之外部。因此,亦存在濾波器電路120之實現花費成本之問題。
本發明係為了解決上述問題方面而完成者,其目的在於以低成本提供一種使用有熱電偶之風速計。
為了解決上述課題,本發明之風速計之特徵在於包括:熱電偶,其產生由兩個端子間之溫度差引起之電動勢;及加熱器,其產生熱;且包括:積分電路,其將對應於來自上述熱電偶之電動勢之信號積分;比較電路,其將上述積分電路之輸出與基準值進行比較,於上述積分電路之輸出超過上述基準值之情形時,輸出將上述積分電路返回既定之狀態之重置信號;及測量電路,其基於上述重置信號被輸出之間隔而測量風速。
根據上述構成,藉由加熱器產生之熱,於熱電偶之兩個端子間產生對應於風速之溫度差,熱電偶產生電動勢。進而,積分電路將對應於來自熱電偶之電動勢之信號積分,於積分電路之輸出超過基準值之情形時,比較電路輸出重置信號。來自熱電偶之電動勢越大,輸出重置信號之間隔越短,因此,測量電路可基於重置信號被輸出之間隔測量風速。故,即便來自熱電偶之電動勢較小,亦可正確地測定風速。因此,無需將熱電偶或加熱器安裝於熱傳導率較高之陶瓷碟等上。因此,能以低成本提供使用有熱電偶之風速計。
如以上般,本發明之風速計包括:熱電偶,其產生因兩個端子間之溫度差引起之電動勢;及加熱器,其產生熱;且係包括如下者之構成:積分電路,其將對應於來自上述熱電偶之電動勢之信號積分; 放大電路,其將上述積分電路之輸出放大;比較電路,其將上述放大電路之輸出與基準值進行比較,於上述放大電路之輸出超過上述基準值之情形時,輸出將上述積分電路返回既定之狀態之重置信號;及測量電路,其基於上述重置信號被輸出之間隔而測量風速;因此,發揮能以低成本提供使用有熱電偶之風速計之效果。
1‧‧‧風向風速計(風速計)
2‧‧‧基板
3‧‧‧IC晶片
4‧‧‧封裝體
5‧‧‧熱電偶
6‧‧‧加熱器
10‧‧‧測定電路部
11‧‧‧積分電路
11a‧‧‧運算放大器
11b‧‧‧電容
11c‧‧‧電容
11d‧‧‧開關
11e‧‧‧開關
11f‧‧‧開關
12‧‧‧放大電路
12a‧‧‧運算放大器
12b‧‧‧電阻
12c‧‧‧電阻
12d‧‧‧電阻
12e‧‧‧電阻
13‧‧‧比較電路
14‧‧‧延遲電路
15‧‧‧計數器電路
16‧‧‧振盪電路
101‧‧‧風向風速計
102‧‧‧陶瓷碟
103‧‧‧IC晶片
104‧‧‧樹脂
105‧‧‧熱電偶
106‧‧‧加熱器
110‧‧‧測定電路部
111‧‧‧比較器
112‧‧‧閂鎖電路
120‧‧‧濾波器電路
CL‧‧‧時脈信號
D‧‧‧判定信號
R‧‧‧重置信號
圖1(a)係表示本發明之實施形態之風向風速計之構成之剖面圖,(b)係表示該風向風速計之IC晶片之構成之俯視圖。
圖2係表示圖1(b)所示之風向風速計之更詳細之構成的電路圖。
圖3係表示上述IC晶片之測定電路部之動作之圖。
圖4(a)係表示先前之風向風速計之構成之剖面圖,(b)係表示該風向風速計之IC晶片之構成之俯視圖。
圖5係表示圖4(b)所示之風向風速計之更詳細之構成之電路圖。
若基於圖1~圖3對本發明實施之一形態進行說明則如下所示。
(風向風速計之構成)
圖1(a)係表示本實施形態之風向風速計1之構成之剖面圖。風向風速計1具備基板2及IC晶片3。IC晶片3直接安裝於基板2之表面上,且由樹脂之封裝體4密封。風向風速計1藉由測定封裝體4之表面之溫度分佈而測定封裝體4之表面之風向及風速。
更詳細而言,如圖1(b)所示,於IC晶片3中內置有熱電偶5、加熱器6及測定電路部10。熱電偶5及加熱器6形成於IC晶片3之各邊上。藉由利用加熱器6加熱周圍之空氣而於IC晶片3中產生對應於風速之溫度差。藉此,於在橫方向相向之熱電偶5之兩個端子間產生溫度差,熱電偶5產生因該溫度差引起之電動勢。風向風速計1藉由測定電路部10而測定該電動勢,藉此而測定風速。又,藉由測定電路部10亦測定於 縱方向相向之熱電偶5之端子間之電動勢,藉此,風向風速計1亦可測定風向。
又,IC晶片3亦可具備溫度計。藉由於IC晶片3中內置溫度計,亦能進行周圍溫度之測定,於熱電偶5之靈敏度因周圍溫度而變化之情形時,可使用藉由溫度計而測定之周圍溫度,修正熱電偶5之靈敏度。
(IC晶片之電路構成)
如圖2所示,IC晶片3之測定電路部10包括積分電路11、放大電路12、比較電路13、延遲電路14、計數器電路15及振盪電路16。
積分電路11係包括運算放大器11a、兩個電容11b、11c及3個開關11d~11f之差動型積分電路,且將因熱電偶5之端子間之電動勢而流動之電流積分。運算放大器11a係全差動型之運算放大器,且運算放大器11a之兩個輸入端子構成積分電路11之差動輸入。電容11b及開關11d並聯連接於運算放大器11a之反相輸入端子與非反相輸出端子之間,且電容11c及開關11e並聯連接於運算放大器11a之非反相輸入端子與反相輸出端子之間。又,開關11f設置於運算放大器11a之兩個輸入端子間。
電容11b、11c為可變電容,藉由使電容11b、11c之電容值變化,而可調整積分電路11之積分時間。又,開關11d~11f之接通/斷開(ON/OFF)由下述之重置信號R控制,藉由接通開關11d~11f,可使積分電路11返回既定之狀態。
放大電路12包括運算放大器12a及4個電阻12b~12e。電阻12b連接於運算放大器12a之反相輸入端子與輸出端子之間,電阻12c連接於運算放大器12a之非反相輸入端子與接地之間。電阻12d連接於運算放大器11a之非反相輸出端子與運算放大器12a之反相輸入端子之間,電阻12e連接於運算放大器11a之反相輸出端子與運算放大器12a之非反 相輸入端子之間。電阻12b、12c為可變電阻,藉由使電阻12b、12c之電阻值變化,而可調整放大電路12之放大率。
藉由以上之構成,積分電路11將藉由對應於端子間之溫度差而於熱電偶5中產生之電動勢而流動之電流積分,放大電路12將積分電路11之輸出放大。利用比較電路13將由放大電路12放大之信號與放大輸出基準值進行比較,比較電路13於放大電路12之輸出超過放大輸出基準值之情形時輸出重置信號R。
又,比較電路13亦輸出表示熱電偶5之哪一個端子之溫度較高之判定信號D。藉此,可判定風向為連結熱電偶5之端子間之方向的哪一個方向。
重置信號R經由延遲電路14而被輸入至積分電路11及計數器電路15。積分電路11藉由重置信號R而返回既定之狀態。對計數器電路15除輸入重置信號R之外,並自振盪電路16輸入時脈信號CL。
計數器電路15及振盪電路16構成基於重置信號被輸出之間隔而測量風速之測量電路。計數器電路15於重置信號R被輸出之間隔中,持續計數時脈信號CL之上升邊緣之數。於重置信號R被輸入至計數器電路15中之情形時,計數器電路15所計之數被讀入未圖示之暫存器電路中之後返回既定之值,計數器電路15開始新的計數。
再者,於計數器電路15飽和時,所計之數亦返回既定之值,且自計數器電路15輸出表示已飽和之信號。
(風速之計算)
圖3係表示用以測定風速之測定電路部10之動作之圖。假設風速固定,則積分電路11及放大電路12之輸出根據風向單調地增加或減少。於放大電路12之輸出超過放大輸出基準值時,自比較電路13輸出重置信號R。
計數器電路15於自重置信號R上升起至下一個重置信號R上升為 止之期間數時脈信號CL之上升邊緣之數,且將該期間中所計之數記憶於暫存器電路中。藉此,記憶於暫存器電路中之時脈數對應於重置信號R被輸出之間隔。例如,藉由參照組合表可將上述時脈數換讀成風速。
如此,測定電路部10可基於重置信號R被輸出之間隔而測量風速。
(本實施形態之效果)
如此,於本實施形態中,可單獨藉由IC晶片3測定風速,而不必如先前般必需外部之濾波器電路。
又,於本實施形態中,使用積分電路11實現測定電路部10,因此,即便熱電偶5之電動勢較小亦可正確地測定風速。因此,無需將IC晶片3安裝於熱傳導率較高之陶瓷碟等上。又,利用封裝體4將IC晶片3密封,藉此,即便熱電偶5之端子間之溫度差變小,亦不會產生問題。即,可於通常之封裝體4中密封用以測定風向風速之IC晶片3,因此,易於量產化,可降低風向風速計1之製造成本。
再者,亦能以如下方式構成:不藉由封裝體4將IC晶片3密封,而使熱電偶5藉由IC晶片3之表面之溫度分佈而產生電動勢。或者,亦能以如下方式構成:熱電偶5藉由基板2之安裝有IC晶片3之面之背面之溫度分佈而產生電動勢。即,風向風速計1亦可基於IC晶片3之表面之溫度分佈或基板2之背面之溫度分佈測定風向及風速。
(其他之特徵)
又,如上述般,積分電路11及放大電路12可分別調整積分時間及放大率。因此,可使用相同之積分電路11及放大電路12實現瞬間風速的測定及平均風速的測定。再者,重置信號R之長度(被輸出之間隔)必需根據積分電路11之積分時間變化,因此,於本實施形態中,可藉由延遲電路14而調整重置信號R之長度。
又,於風速較微弱且來自熱電偶5之電動勢較小之情形時,自比較電路13輸出重置信號R之間隔擴大,因此,計數器電路15變得容易飽和。因此,於本實施形態中,來自振盪電路16之時脈信號CL之頻率可變。時脈信號CL之頻率由分頻電路等頻率調整機構調整。熱電偶5之端子間之溫度差越小,重置信號R之輸出間隔越長,因此,藉由延遲時脈信號CL之頻率可防止計數器電路15飽和。又,亦可根據用途變更時脈信號CL之頻率,藉此而變更風向風速計1之測定精度。
如上述般,藉由將熱電偶5之兩端連接於積分電路11之差動輸入端子,可將熱電偶5之電動勢轉換成電流。此時,於在IC晶片3內部以適當之素材形成有熱電偶5之情形時,根據Mott之關係式,熱電偶5之席貝克係數變得不依存於周圍溫度,而僅依存於熱電偶5之端子間之溫度差。
更詳細而言,根據Mott之關係式,席貝克係數S(V/K)與電阻率ρ(Ω.m)之間S=αρ之關係成立。即,席貝克係數之溫度變化等同於電阻率之溫度變化。
又,熱電偶5之端子間之溫度差為△T時之電動勢V由V=S△T表示。因此,於熱電偶5之端子間流動之電流I成為I=V/R=(αρ△T)/(ρL/A)=αA△T/L,僅與溫度差△T成正比。即,電流I不依存於周圍溫度。故,藉由使用因熱電偶5之端子間之電動勢而流動之電流,可無需考慮周圍溫度而進行溫度測定。於此情形時,可不必基於周圍溫度對熱電偶5之靈敏度進行修正,因此,不需要用以測定周圍溫度之溫度計。
又,積分電路11為了進行因於熱電偶5中產生之電動勢而流動之 電流的積分而使用有電容11b、11c,因此,電容11b、11c之絕對值之不均與電流值即風速之不均等效。因此,積分電路11為了修正電容11b、11c之絕對值之不均,較佳為具有冗餘之電容。電容之相對值之精度較電容之絕對值之精度更正確。
因此,較佳為設置與積分電路11相同構成之積分電路即複製電路。藉由利用該複製電路測定電容11b、11c之絕對值之不均而計算電容之修正值。
(變化例)
於上述實施形態中,將IC晶片3安裝於基板2上,但本發明並不限定於此。亦可將IC晶片3安裝於薄膜或塑膠面上。
又,於上述實施形態中,將熱電偶5及加熱器6安裝於IC晶片3內部,但亦可設置於IC晶片3之外部。例如,亦可將熱電偶5及加熱器6直接安裝於基板上,基於基板之背面之溫度分佈而測定風速。
又,於上述實施形態中,沿IC晶片3之內緣設置有熱電偶5,但亦可將熱電偶5設置於IC晶片3之對角線上或沿該對角線設置。
又,於上述實施形態中,係如下構成:藉由放大電路12將積分電路11之輸出放大,於比較電路13中將經放大之輸出與放大輸出基準值進行比較,但並不限於此。亦可為如下構成:不設置放大電路12,將積分電路11之輸出與基準值進行比較。
又,於上述實施形態中,風向風速計1係具備複數個端子間之方向相互不同之熱電偶5之構成,但亦可為僅具備一個熱電偶5之構成。於此情形時,風向風速計1亦可不測定風向而僅測定風速。
(附記事項)
本發明並不限於上述實施形態,於申請專利範圍所示之範圍內可進行各種變更。即,對於將在申請專利範圍所示之範圍內經適當變更之技術性的手段組合而獲得之實施形態亦包含於本發明之技術範圍 中。
如以上般,較佳為本發明之風速計進而具備將上述積分電路之輸出放大之放大電路,上述比較電路將由上述放大電路放大之上述積分電路之輸出與放大輸出基準值進行比較,於該經放大之上述積分電路之輸出超過上述放大輸出基準值之情形時,輸出上述重置信號。
根據上述之構成,積分電路之輸出藉由放大電路而被放大,因此,重置信號被輸出之間隔變短。因此,於使用計數器電路作為測量電路之情形時,計數器電路變得難以飽和,測定變得容易。
於本發明之風速計中,較佳為上述放大電路之放大率為可變。
於本發明之風速計中,較佳為上述積分電路之積分時間為可變。
根據上述之構成,可使用相同之積分電路及放大電路而實現瞬間之風速的測定及平均之風速的測定。
於本發明之風速計中,較佳為上述測量電路包括:振盪電路,其產生時脈信號;及計數器電路,其於上述重置信號被輸出之間隔中,計數上述時脈信號。
根據上述之構成,根據時脈信號之頻率、及重置信號被輸出之間隔中之計數器電路所計之數,求出輸出重置信號之間隔,因此可測量風速。
於本發明之風速計中,較佳為進而具備暫存器電路,上述計數器電路當上述重置信號被輸出時返回既定之狀態,且將所計之數輸出至上述暫存器電路。
根據上述之構成,計數器電路藉由重置信號而返回既定之狀態,因此,可使用位元數較小之計數器電路。
於本發明之風速計中,較佳為具備調整上述時脈信號之頻率之頻率調整機構。
根據上述構成,藉由變更時脈信號之頻率可變更風速計之測定精度。
於本發明之風速計中,較佳為上述頻率調整機構根據上述熱電偶之端子間之溫度差而調整上述時脈信號之頻率。
熱電偶之端子間之溫度差越小,重置信號之輸出間隔越長,因此,藉由利用頻率調整機構延遲時脈信號之頻率可防止計數器電路飽和。
於本發明之風速計中,較佳為上述積分電路為差動型積分電路,且上述熱電偶之上述兩個端子分別連接於上述積分電路之差動輸入端子。
根據上述之構成,藉由將熱電偶之各端子連接於積分電路之差動輸入端子,可使來自熱電偶之電動勢轉換為電流。藉此,熱電偶之靈敏度變得不依存於周圍溫度,因此,無需對熱電偶之靈敏度進行修正。
於本發明之風速計中,較佳為具備用以調整上述重置信號之長度之延遲電路。
根據上述之構成,可根據積分電路之積分時間而調整重置信號之長度。
於本發明之風速計中,較佳為上述比較電路輸出表示上述兩個端子之何者之溫度較高之信號。
根據上述之構成,風速計可判定風向為連結熱電偶之端子間之方向的哪一個方向。
於本發明之風速計中,較佳為具備複數個上述熱電偶,且各熱電偶之端子間之方向相互不同。
根據上述之構成,可基於各熱電偶之端子間之溫度差正確地測定風向。
於本發明之風速計中,較佳為具備與上述積分電路相同之構成之積分電路即複製電路。
根據上述之構成,可藉由利用複製電路測定積分電容之絕對值之不均而對積分電路之積分電容之絕對值之不均進行修正。
於本發明之風速計中,較佳為進而具備用以測定周圍溫度之溫度計。
於本發明之風速計中,較佳為使用利用上述溫度計測定之上述周圍溫度而修正熱電偶之靈敏度變化。
根據上述之構成,於熱電偶之靈敏度因周圍溫度而變化之情形時,可使用利用溫度計測定之周圍溫度對熱電偶之靈敏度進行修正。
於本發明之風速計中,較佳為上述各電路內置於IC晶片中。
於本發明之風速計中,較佳為上述熱電偶及上述加熱器安裝於上述IC晶片內部。
根據上述之構成,可使風速計容易小型化。
於本發明之風速計中,較佳為上述熱電偶沿著上述IC晶片之內緣設置。
於本發明之風速計中,較佳為上述熱電偶設置於上述IC晶片之對角線上或沿該對角線設置。
根據上述之構成,於設置有複數個端子間之方向相互不同之熱電偶之情形時,可基於各熱電偶之端子間之溫度差正確地測定風向。
於本發明之風速計中,較佳為上述熱電偶藉由上述IC晶片之表面的溫度分佈而產生電動勢。
根據上述之構成,可根據IC晶片之表面之溫度分佈而測定風速。
於本發明之風速計中,較佳為上述IC晶片由封裝體予以密封,上述熱電偶藉由上述封裝體之表面的溫度分佈而產生電動勢。
根據上述之構成,可根據封裝體之表面的溫度分佈而測定風速。
於本發明之風速計中,較佳為上述IC晶片係安裝於基板上,上述熱電偶藉由上述基板之安裝有上述IC晶片之面之背面的溫度分佈而產生電動勢。
根據上述之構成,可根據基板之背面的溫度分佈而測定風速。
再者,本發明可以如下方式表現。
本發明之風向風速計之特徵在於其係使用有熱電偶者,且包括:加熱器,其為了產生對應於風速之溫度差而使熱產生;積分電路,其將因來自上述熱電偶之電動勢而產生之信號積分;放大電路,其用以將上述積分電路之輸出放大;比較電路,其將上述放大電路之輸出與基準值進行比較,且輸出重置信號;及計數器電路,其調查上述重置信號被輸出之間隔。
於本發明之風向風速計中,較佳為將上述熱電偶及上述加熱器安裝於IC內部。
於本發明之風向風速計中,較佳為將上述熱電偶置於IC之內緣。
於本發明之風向風速計中,較佳為藉由檢測相向之上述熱電偶之電動勢之差而測定風向。
於本發明之風向風速計中,較佳為將上述熱電偶置於IC之對角線上。
於本發明之風向風速計中,較佳為將上述熱電偶之兩端連接於上述積分電路之差動輸入,將電動勢轉換成電流,藉此使上述熱電偶之靈敏度不依存於上述IC之周圍溫度。
於本發明之風向風速計中,較佳為將上述IC直接安裝於基板上,根據因風形成之IC表面或基板背面之溫度分佈而測定風向及風 速。
於本發明之風向風速計中,較佳為將上述IC密封於封裝體中,根據因風形成之封裝體表面之溫度分佈而測定風向及風速。
於本發明之風向風速計中,較佳為為了將上述積分電路之積分時間及上述放大電路之放大率設為可變,而使上述積分電路之電容值及上述放大電路之電阻值為可變。
於本發明之風向風速計中,較佳為上述比較電路亦輸出用以檢測風向之信號。
於本發明之風向風速計中,較佳為具備如下功能:於上述熱電偶之端子間之溫度差對應於風速而變化之情形時,以上述計數器電路不飽和之方式調整所輸入之時脈頻率。
於本發明之風向風速計中,較佳為藉由變更輸入至上述計數器電路中之上述時脈頻率而變更測定精度。
於本發明之風向風速計中,較佳為上述重置信號係用以將上述積分電路及上述計數器電路返回既定之狀態之信號,並且亦為用以將上述計數器電路所計之數讀入暫存器中之信號。
於本發明之風向風速計中,較佳為具備用以調整上述重置信號之長度之延遲電路。
於本發明之風向風速計中,較佳為具備為了修正上述積分電路之積分電容之絕對值之不均而具有與上述積分電路相同之構成之積分電路的複製電路。
於本發明之風向風速計中,較佳為藉由內置溫度計亦可進行周圍溫度之測定。
於本發明之風向風速計中,較佳為使用利用上述溫度計測定之上述周圍溫度對熱電偶之靈敏度變化進行修正。
[產業上之可利用性]
本發明可用於使用有熱電偶之風向風速計。
5‧‧‧熱電偶
10‧‧‧測定電路部
11‧‧‧積分電路
11a‧‧‧運算放大器
11b‧‧‧電容
11c‧‧‧電容
11d‧‧‧開關
11e‧‧‧開關
11f‧‧‧開關
12‧‧‧放大電路
12a‧‧‧運算放大器
12b‧‧‧電阻
12c‧‧‧電阻
12d‧‧‧電阻
12e‧‧‧電阻
13‧‧‧比較電路
14‧‧‧延遲電路
15‧‧‧計數器電路
16‧‧‧振盪電路
CL‧‧‧時脈信號
D‧‧‧判定信號
R‧‧‧重置信號

Claims (22)

  1. 一種風速計,其特徵在於其係包括熱電偶及加熱器者,該熱電偶係產生因兩個端子間之溫度差形成之電動勢;該加熱器係產生熱;且該風速計包括:積分電路,其將對應於來自上述熱電偶之電動勢之信號積分;比較電路,其將上述積分電路之輸出與基準值進行比較,於上述積分電路之輸出超過上述基準值之情形時,輸出將上述積分電路返回既定之狀態的重置信號;及測量電路,其基於上述重置信號被輸出之間隔而測量風速。
  2. 如請求項1之風速計,其中進而具備將上述積分電路之輸出放大之放大電路,且上述比較電路將由上述放大電路放大之上述積分電路之輸出與放大輸出基準值進行比較,於該經放大之上述積分電路之輸出超過上述放大輸出基準值之情形時,輸出上述重置信號。
  3. 如請求項2之風速計,其中上述放大電路之放大率為可變。
  4. 如請求項1至3中任一項之風速計,其中上述積分電路之積分時間為可變。
  5. 如請求項1至3中任一項之風速計,其中上述測量電路包括:振盪電路,其產生時脈信號;及計數器電路,其於上述重置信號被輸出之間隔中,計數上述時脈信號。
  6. 如請求項5之風速計,其進而具備暫存器電路,且 上述計數器電路當上述重置信號被輸出時返回既定之狀態,並且將所計之數輸出至上述暫存器電路。
  7. 如請求項5之風速計,其具備調整上述時脈信號之頻率之頻率調整機構。
  8. 如請求項7之風速計,其中上述頻率調整機構根據上述熱電偶之端子間之溫度差而調整上述時脈信號之頻率。
  9. 如請求項1至3中任一項之風速計,其中上述積分電路為差動型積分電路,且上述熱電偶之上述兩個端子分別連接於上述積分電路之差動輸入端子。
  10. 如請求項1至3中任一項之風速計,其具備用以調整上述重置信號之長度之延遲電路。
  11. 如請求項1至3中任一項之風速計,其中上述比較電路輸出表示上述兩個端子之何者之溫度較高之信號。
  12. 如請求項1至3中任一項之風速計,其具備複數個上述熱電偶,且各熱電偶之端子間之方向相互不同。
  13. 如請求項1至3中任一項之風速計,其具備與上述積分電路相同之構成之積分電路即複製電路。
  14. 如請求項1至3中任一項之風速計,其進而具備用以測定周圍溫度之溫度計。
  15. 如請求項14之風速計,其使用利用上述溫度計測定之上述周圍溫度而修正熱電偶之靈敏度變化。
  16. 如請求項1至3中任一項之風速計,其中 上述各電路內置於IC晶片中。
  17. 如請求項16之風速計,其中上述熱電偶及上述加熱器安裝於上述IC晶片內部。
  18. 如請求項17之風速計,其中上述熱電偶沿著上述IC晶片之內緣設置。
  19. 如請求項17之風速計,其中上述熱電偶設置於上述IC晶片之對角線上或沿該對角線設置。
  20. 如請求項17之風速計,其中上述熱電偶藉由上述IC晶片之表面之溫度分佈而產生電動勢。
  21. 如請求項17之風速計,其中上述IC晶片由封裝體予以密封,上述熱電偶藉由上述封裝體之表面之溫度分佈而產生電動勢。
  22. 如請求項17之風速計,其中上述IC晶片安裝於基板上,上述熱電偶藉由上述基板之安裝有上述IC晶片之面的背面的溫度分佈而產生電動勢。
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