JPH0334826B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0334826B2 JPH0334826B2 JP59103029A JP10302984A JPH0334826B2 JP H0334826 B2 JPH0334826 B2 JP H0334826B2 JP 59103029 A JP59103029 A JP 59103029A JP 10302984 A JP10302984 A JP 10302984A JP H0334826 B2 JPH0334826 B2 JP H0334826B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flow rate
- semiconductor
- semiconductor flow
- fluid
- transistor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
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
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は流体の流速を検出する半導体流速検出
器にかかわり、特に出力の検出法に関する。
器にかかわり、特に出力の検出法に関する。
従来技術を第１図乃至第３図を参照して説明す
る。
る。
従来の半導体流速検出器は、第１図に示す様な
半導体基板１の中央に発熱用トランジスタ２とこ
の発熱用トランジスタを挾んで両側の対称な位置
に温度測定用トランジスタ３ａ，３ｂが形成され
ている半導体流速検出素子４が、第２図に示す半
導体流速検出駆動回路に接続されたものである。
半導体流速検出器駆動回路は、トランジスタのベ
ース・エミツタ電圧が温度に比例することを利用
して半導体流速検出素子４の温度測定用トランジ
スタ３ａ，３ｂと流体の温度測定用トランジスタ
５から半導体流速検出素子４と流体の温度を検知
し、半導体流速検出素子４が流体の温度よりも一
定温度高い状態に保たれる様にオペアンプ６を介
して発熱用トランジスタ２に流れる電流を変化さ
せ、発熱を制御するものである。従来の半導体流
速検出器では、流速に対応して変化する半導体流
速検出素子４の２個の温度測定用トランジスタ３
ａ，３ｂのコレクタ電位の差V0を出力として検
出していた。第３図は、従来の半導体流速検出器
の流速−出力特性である。流体の流れる方向が３
個のトランジスタを横切るＡ方向と横切らないＢ
方向とでは、出力特性に異なつたものとなる。従
つて流体の流れ方向が一定である場合には流速検
出は可能であるが、流体の流れ方向が変わる場合
には正確な流速検出はできず、流速検出器として
の使用が限られるという欠点があつた。又、出力
は流速が増すと飽和する傾向があるので直線性も
悪く、その大きさも、例えば３ｍ／secの風で15
ｍＶ程度であり、小さな出力しか得られないとい
う欠点もあつた。計測器としては使用条件が限定
されず使えることが望ましく、又、被測定量に対
してリニアで大きな出力が得られることが理想で
あるため、この様な特性の欠点の改善が望まれて
いる。
半導体基板１の中央に発熱用トランジスタ２とこ
の発熱用トランジスタを挾んで両側の対称な位置
に温度測定用トランジスタ３ａ，３ｂが形成され
ている半導体流速検出素子４が、第２図に示す半
導体流速検出駆動回路に接続されたものである。
半導体流速検出器駆動回路は、トランジスタのベ
ース・エミツタ電圧が温度に比例することを利用
して半導体流速検出素子４の温度測定用トランジ
スタ３ａ，３ｂと流体の温度測定用トランジスタ
５から半導体流速検出素子４と流体の温度を検知
し、半導体流速検出素子４が流体の温度よりも一
定温度高い状態に保たれる様にオペアンプ６を介
して発熱用トランジスタ２に流れる電流を変化さ
せ、発熱を制御するものである。従来の半導体流
速検出器では、流速に対応して変化する半導体流
速検出素子４の２個の温度測定用トランジスタ３
ａ，３ｂのコレクタ電位の差V0を出力として検
出していた。第３図は、従来の半導体流速検出器
の流速−出力特性である。流体の流れる方向が３
個のトランジスタを横切るＡ方向と横切らないＢ
方向とでは、出力特性に異なつたものとなる。従
つて流体の流れ方向が一定である場合には流速検
出は可能であるが、流体の流れ方向が変わる場合
には正確な流速検出はできず、流速検出器として
の使用が限られるという欠点があつた。又、出力
は流速が増すと飽和する傾向があるので直線性も
悪く、その大きさも、例えば３ｍ／secの風で15
ｍＶ程度であり、小さな出力しか得られないとい
う欠点もあつた。計測器としては使用条件が限定
されず使えることが望ましく、又、被測定量に対
してリニアで大きな出力が得られることが理想で
あるため、この様な特性の欠点の改善が望まれて
いる。
本発明の目的は、上記の様な半導体流速検出器
の欠点である流れ方向による出力の変化、出力の
非直線性を改良し、直線性の良い大きな出力が得
られる半導体流速検出器を提供することにある。
の欠点である流れ方向による出力の変化、出力の
非直線性を改良し、直線性の良い大きな出力が得
られる半導体流速検出器を提供することにある。
本発明は半導体基板に発熱用素子と温度測定用
素子が形成されている半導体流速検出素子の温度
が流体の温度よりも一定温度高く保持される様に
発熱用素子を発熱させ、流体の流速に応じて変化
する発熱用素子に流れる電流値又は、電流値に対
応して変化する電位あるいは電圧を検知して流速
の測定を行なうものである。
素子が形成されている半導体流速検出素子の温度
が流体の温度よりも一定温度高く保持される様に
発熱用素子を発熱させ、流体の流速に応じて変化
する発熱用素子に流れる電流値又は、電流値に対
応して変化する電位あるいは電圧を検知して流速
の測定を行なうものである。
本発明によれば以下の様な効果が得られる。
(1) 大きな出力が得られるため、Ｓ／Ｎ比が良く
なり測定精度が向上する。
なり測定精度が向上する。
(2) 流速に対してリニアな出力が得られるため、
測定精度が向上し、更に、出力のリニアライズ
等の信号処理を必要としないので検出器の周辺
回路の簡単化、低コスト化が容易である。
測定精度が向上し、更に、出力のリニアライズ
等の信号処理を必要としないので検出器の周辺
回路の簡単化、低コスト化が容易である。
(3) 流体の流れ方向に対する出力の依存性がなく
なるために、より汎用的に使用することができ
る。
なるために、より汎用的に使用することができ
る。
本発明の実施例を第４図乃至第６図を参照して
説明する。第４図は本発明の一実施例の半導体流
速検出器の構成要素である半導体流速検出素子８
であり、半導体基板１に発熱用トランジスタ２と
温度測定用トランジスタ３ｃが形成されている。
この半導体流速出素子８は、第５図に示す半導体
流速検出器駆動回路に接続され半導体流速検出器
を構成している。半導体流速検出器駆動回路はト
ランジスタのベース・エミツタ電圧が温度に比例
することを利用して半導体流速検出素子の温度測
定用トランジスタ３ｃと流体の温度測定用トラン
ジスタ５からそれぞれ半導体流速検出素子８と流
体の温度を検出し、半導体流速検出素子８が流体
の温度よりも一定温度高く保持される様に発熱用
トランジスタ２に電流Icを流し発熱させるもので
ある。
説明する。第４図は本発明の一実施例の半導体流
速検出器の構成要素である半導体流速検出素子８
であり、半導体基板１に発熱用トランジスタ２と
温度測定用トランジスタ３ｃが形成されている。
この半導体流速出素子８は、第５図に示す半導体
流速検出器駆動回路に接続され半導体流速検出器
を構成している。半導体流速検出器駆動回路はト
ランジスタのベース・エミツタ電圧が温度に比例
することを利用して半導体流速検出素子の温度測
定用トランジスタ３ｃと流体の温度測定用トラン
ジスタ５からそれぞれ半導体流速検出素子８と流
体の温度を検出し、半導体流速検出素子８が流体
の温度よりも一定温度高く保持される様に発熱用
トランジスタ２に電流Icを流し発熱させるもので
ある。
半導体流速検出素子８を、流体の中に曝すと半
導体流速検出素子８から熱が奪われるため流速に
応じて電流Icは変化する。本発明では、この流速
に応じて変化する電流Ic又はこの電流Icに対応し
て変化する電位Vcを出力として検知し流速を測
定するものである。
導体流速検出素子８から熱が奪われるため流速に
応じて電流Icは変化する。本発明では、この流速
に応じて変化する電流Ic又はこの電流Icに対応し
て変化する電位Vcを出力として検知し流速を測
定するものである。
第６図は本実施例の半導体流速検出器におい
て、発熱用トランジスタのコレクタ電位Vcを出
力として検知した場合の流速−出力特性である。
従来の半導体流速検出器よりも10倍程度大きく、
直線性の良い出力が得られる。又、この出力特性
は、二つの温度測定素子の出力差を検知する従来
の半導体流速検出器と異なり、流体の流れ方向に
よつて変わることはない特徴も併わせ持つてい
る。
て、発熱用トランジスタのコレクタ電位Vcを出
力として検知した場合の流速−出力特性である。
従来の半導体流速検出器よりも10倍程度大きく、
直線性の良い出力が得られる。又、この出力特性
は、二つの温度測定素子の出力差を検知する従来
の半導体流速検出器と異なり、流体の流れ方向に
よつて変わることはない特徴も併わせ持つてい
る。
本発明は上記実施例に限らず、以下に述べるよ
うな変形実施が可能である。
うな変形実施が可能である。
(1) トランジスタの特性より、コレクタ電流Ic
エミツタ電流IEあるいはエミツタ電流に対応し
て変化するエミツタ電位VE又はベース電位VB
を検知することもできる。
エミツタ電流IEあるいはエミツタ電流に対応し
て変化するエミツタ電位VE又はベース電位VB
を検知することもできる。
(2) 半導体流速検出器駆動回路中の定電流源は、
第７図に示す様に単なる抵抗で置き換えること
もできる。
第７図に示す様に単なる抵抗で置き換えること
もできる。
(3) 本発明の半導体流速検出器を流体の温度変動
が少ない条件下、又は出力の温度変動を無視し
て使う場合には、流体の温度測定用トランジス
タ抵抗に置き換えることもできる。
が少ない条件下、又は出力の温度変動を無視し
て使う場合には、流体の温度測定用トランジス
タ抵抗に置き換えることもできる。
第１図は従来の半導体流速検出器の構成要素で
ある半導体流速検出素子の構造図、第２図および
第３図は従来の半導体流速検出器の回路構成図お
よび流速出力特性図、第４図は本発明の半導体流
速検出器の構成要素である半導体流速検出素子の
構造図、第５図および第６図は本発明の半導体流
速検出器の回路構成図および流速・出力特許図、
第７図は本発明の他の実施例の半導体流速検出器
の回路構成図である。 １……半導体基板、２……発熱用トランジス
タ、３ｃ……温度測定用トランジスタ、８……半
導体流速検出素子、５……流体の温度測定用トラ
ンジスタ、６……オペアンプ、７ｃ，７ｄ……定
電流源。
ある半導体流速検出素子の構造図、第２図および
第３図は従来の半導体流速検出器の回路構成図お
よび流速出力特性図、第４図は本発明の半導体流
速検出器の構成要素である半導体流速検出素子の
構造図、第５図および第６図は本発明の半導体流
速検出器の回路構成図および流速・出力特許図、
第７図は本発明の他の実施例の半導体流速検出器
の回路構成図である。 １……半導体基板、２……発熱用トランジス
タ、３ｃ……温度測定用トランジスタ、８……半
導体流速検出素子、５……流体の温度測定用トラ
ンジスタ、６……オペアンプ、７ｃ，７ｄ……定
電流源。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 半導体基板に発熱用素子と温度測定用素子と
が形成されている半導体流速検出素子と、 この半導体流速検出素子を測定すべき流体の温
度よりも一定温度高い状態に保持する様に前記発
熱用素子を発熱させる動作を行なう駆動回路と、 前記発熱用素子に流れて発熱に寄与する電流ま
たは該電流に対応して変化する電位あるいは電圧
を前記流体の流速に対応する情報として検知する
検知手段と、 を有することを特徴とする半導体流速検出器。 ２ 半導体流速検出素子に形成されている発熱用
素子がトランジスタであることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の半導体流速検出器。 ３ 半導体流速検出素子に形成されている温度測
定用素子がトランジスタであることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の半導体流速検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59103029A JPS60247170A (ja) | 1984-05-22 | 1984-05-22 | 半導体流速検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59103029A JPS60247170A (ja) | 1984-05-22 | 1984-05-22 | 半導体流速検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60247170A JPS60247170A (ja) | 1985-12-06 |
| JPH0334826B2 true JPH0334826B2 (ja) | 1991-05-24 |
Family
ID=14343219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59103029A Granted JPS60247170A (ja) | 1984-05-22 | 1984-05-22 | 半導体流速検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60247170A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61280576A (ja) * | 1985-06-05 | 1986-12-11 | Toray Ind Inc | フロ−メ−タ |
| GB9315779D0 (en) * | 1993-07-30 | 1993-09-15 | Stoneplan Limited | Apparatus and methods |
| NL1000454C2 (nl) * | 1995-05-30 | 1996-12-03 | Mierij Meteo Bv | Inrichting voor het bepalen van de richting en snelheid van een luchtstroom. |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5343574A (en) * | 1976-10-01 | 1978-04-19 | Rion Co | Thermal flow meter |
| JPS55103466A (en) * | 1979-02-01 | 1980-08-07 | Nippon Denso Co Ltd | Semiconductor device for flow speed electric conversion |
| JPS56143915A (en) * | 1980-04-11 | 1981-11-10 | Nippon Soken Inc | Measuring device for gas flow rate |
-
1984
- 1984-05-22 JP JP59103029A patent/JPS60247170A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60247170A (ja) | 1985-12-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4637253A (en) | Semiconductor flow detector for detecting the flow rate and flowing direction of fluid | |
| US3803913A (en) | Apparatus for determining heat-transfer rates and thus the flow rates or thermal conductivities of fluids | |
| CA1043124A (en) | Fluid flow measuring system | |
| JPH0425764A (ja) | 半導体加速度センサ | |
| US5426364A (en) | Linear hall circuit for measuring magnetic field strength | |
| Stemme | A CMOS integrated silicon gas-flow sensor with pulse-modulated output | |
| JPH0625684B2 (ja) | 流体の流量検出センサー | |
| JPH0334826B2 (ja) | ||
| JPH02249976A (ja) | Ｍｏｓトランジスタの出力電流検出回路 | |
| JPH0334827B2 (ja) | ||
| JPH0338545B2 (ja) | ||
| JP3153787B2 (ja) | 抵抗体による熱伝導パラメータセンシング方法及びセンサ回路 | |
| GB2109938A (en) | Temperature measuring circuit using semi-conductor diode | |
| JPS6131966A (ja) | 半導体流速検出器 | |
| JPS5844380Y2 (ja) | ジキシンゴウケンシユツカイロ | |
| JPS61167820A (ja) | 流量検出器 | |
| JPS5826215A (ja) | 回転角検出装置 | |
| JPH10332454A (ja) | 感熱式流速検出装置 | |
| JPH06109510A (ja) | 熱式流量計 | |
| JPS62150167A (ja) | 半導体流速検出器 | |
| JPS5826346Y2 (ja) | カルマン渦流量計又は流速計 | |
| JPS61102529A (ja) | 半導体温度検出器 | |
| JPH0151928B2 (ja) | ||
| JPS6228627A (ja) | ３線式抵抗温度センサの温度検出回路 | |
| JP2831926B2 (ja) | 流速の測定方法及び装置 |