JPH0367129A - 零点補償方法 - Google Patents
零点補償方法Info
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- JPH0367129A JPH0367129A JP1202924A JP20292489A JPH0367129A JP H0367129 A JPH0367129 A JP H0367129A JP 1202924 A JP1202924 A JP 1202924A JP 20292489 A JP20292489 A JP 20292489A JP H0367129 A JPH0367129 A JP H0367129A
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- temperature sensor
- zero
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- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F25/00—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume
- G01F25/10—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of flowmeters
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- 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
- G01F1/696—Circuits therefor, e.g. constant-current flow meters
- G01F1/6965—Circuits therefor, e.g. constant-current flow meters comprising means to store calibration data for flow signal calculation or correction
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- G—PHYSICS
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- 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
- G01F1/696—Circuits therefor, e.g. constant-current flow meters
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P21/00—Testing or calibrating of apparatus or devices covered by the preceding groups
- G01P21/02—Testing or calibrating of apparatus or devices covered by the preceding groups of speedometers
- G01P21/025—Testing or calibrating of apparatus or devices covered by the preceding groups of speedometers for measuring speed of fluids; for measuring speed of bodies relative to fluids
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、マイクロブリッジを用いた流量計に適用され
、そのブリッジ出力に生ずるオフセットをキャンセルす
る零点補償方法に関するものである。
、そのブリッジ出力に生ずるオフセットをキャンセルす
る零点補償方法に関するものである。
マイクロブリッジを用いた流量計においては、チップ基
板上に作られた橋の中央にヒータを配置し、そのヒータ
の両脇に上流側温度センサと下流側温度センサを配置し
ている。この流量計においては、上流側温度センサと下
流側温度センサに対してヒータの与える温度が被測定流
体の流量により異なることを利用し、上流側温度センサ
と下流側温度センサとの温度差に応じて得られるブリッ
ジ出力に基づき流量を測定する。上流側温度センサは流
量が増加するとその温度が減少、したがってその抵抗値
が減少し、下流側温度センサは逆に流量が増加するとそ
の温度が増加、したがってその抵抗値が増加する。
板上に作られた橋の中央にヒータを配置し、そのヒータ
の両脇に上流側温度センサと下流側温度センサを配置し
ている。この流量計においては、上流側温度センサと下
流側温度センサに対してヒータの与える温度が被測定流
体の流量により異なることを利用し、上流側温度センサ
と下流側温度センサとの温度差に応じて得られるブリッ
ジ出力に基づき流量を測定する。上流側温度センサは流
量が増加するとその温度が減少、したがってその抵抗値
が減少し、下流側温度センサは逆に流量が増加するとそ
の温度が増加、したがってその抵抗値が増加する。
ここで、そのブリッジ出力に生ずるオフセットをキャン
セルする方法として、次の二つの方法が考えられる。
セルする方法として、次の二つの方法が考えられる。
第１の方法として、測定中に被測定流体の流れを止める
期間を設け、そのときのブリッジ出力すなわちオフセッ
ト値を記憶しておき、通常測定時のブリッジ出力より差
し引（。
期間を設け、そのときのブリッジ出力すなわちオフセッ
ト値を記憶しておき、通常測定時のブリッジ出力より差
し引（。
第２の方法として、被測定流体の流れは止めずに、擬似
的に流量零の状態を作り出し、そのときのオフセット値
を記憶しておき、通常測定時のブリッジ出力より差し引
く。
的に流量零の状態を作り出し、そのときのオフセット値
を記憶しておき、通常測定時のブリッジ出力より差し引
く。
上記第１の方法は、最も確実であるが、被測定流体の流
れを止めるという機械的操作が入り、システムによって
はこれが許されない場合がある。
れを止めるという機械的操作が入り、システムによって
はこれが許されない場合がある。
これに対して上記第２の方法は、例えばヒータ電源をオ
フ（ヒータオフ）にし擬似的に流量零の状態を作り出す
ものであり、被測定流体の流れを止めるという機械的操
作は行才）ずにすむ。
フ（ヒータオフ）にし擬似的に流量零の状態を作り出す
ものであり、被測定流体の流れを止めるという機械的操
作は行才）ずにすむ。
以下、上記第２の方法について、詳述する。今、上流側
温度センサをＲＬＩ、下流側温度センサをＲＤとし、こ
の上流側温度センサＲ８および下流側温度センサＲ０の
基準温度における抵抗値をＲＬＩＣＩおよびＲ９゜、上
流側温度センサＲｕおよび下流側温度センサＲ１のＴＣ
Ｒ（温度抵抗変化率）をα。
温度センサをＲＬＩ、下流側温度センサをＲＤとし、こ
の上流側温度センサＲ８および下流側温度センサＲ０の
基準温度における抵抗値をＲＬＩＣＩおよびＲ９゜、上
流側温度センサＲｕおよび下流側温度センサＲ１のＴＣ
Ｒ（温度抵抗変化率）をα。
およびα。とする。また、ヒータオフ時（擬似零時）の
上流側温度センサＲＵお°よび下流側温度センサＲ８に
おける流量零時の温度をそれぞれＴ１、ヒータオン時（
通常測定時）の上流側温度センサＲＬｌおよび下流側温
度センサＲ９における流量零時の温度をそれぞれＴ２と
すると、ヒータオフ時の上流側温度センサＲ，，下流側
温度センサＲ９の抵抗値ＲＵＩ＋ ＲＤＩ、ヒータオ
ン時の上流側温度センサＲＬＩ下流側温度センサＲ９の
抵抗値ＲＩＪ□Ｒｕｔは、次のように表される。
上流側温度センサＲＵお°よび下流側温度センサＲ８に
おける流量零時の温度をそれぞれＴ１、ヒータオン時（
通常測定時）の上流側温度センサＲＬｌおよび下流側温
度センサＲ９における流量零時の温度をそれぞれＴ２と
すると、ヒータオフ時の上流側温度センサＲ，，下流側
温度センサＲ９の抵抗値ＲＵＩ＋ ＲＤＩ、ヒータオ
ン時の上流側温度センサＲＬＩ下流側温度センサＲ９の
抵抗値ＲＩＪ□Ｒｕｔは、次のように表される。
Ｒ，、＝ＲＵ、・ （ｌ＋α。・Ｔｌ ） ・・・（
１）ＲＤＩ＝Ｒ１１゜・ （１＋α。・Ｔｌ） ・・
・（２）Ｒｕｚ ＝Ｒｕｏ・ （ｌ＋α。・Ｔ２ ＞
・・・（３）ＲＤＺ＝Ｒｏｏ ・ （１＋αｎ−Ｔ２
） ・・−（４）また、ブリッジ出力ＶＢは、第５
図に示されるようなブリッジ出力により取り出されるも
のとする。但し、Ｒ１＝Ｒ２とする。ここで、ヒータオ
フ時、ヒータオン時のブリッジ出力をそれぞれＶＢ＋＋
Ｖｌｌ□とすると、 ■、は、上記（３）式および（４）式を（６）式に代入
して、０ として得られる。したがって、 Ｖ、ｚ−Ｖ富。
１）ＲＤＩ＝Ｒ１１゜・ （１＋α。・Ｔｌ） ・・
・（２）Ｒｕｚ ＝Ｒｕｏ・ （ｌ＋α。・Ｔ２ ＞
・・・（３）ＲＤＺ＝Ｒｏｏ ・ （１＋αｎ−Ｔ２
） ・・−（４）また、ブリッジ出力ＶＢは、第５
図に示されるようなブリッジ出力により取り出されるも
のとする。但し、Ｒ１＝Ｒ２とする。ここで、ヒータオ
フ時、ヒータオン時のブリッジ出力をそれぞれＶＢ＋＋
Ｖｌｌ□とすると、 ■、は、上記（３）式および（４）式を（６）式に代入
して、０ として得られる。したがって、 Ｖ、ｚ−Ｖ富。
■！
となる。
今、α。−α。としたとき、ＲＬＩＯ≠Ｒ９゜であると
、流量零時のプリソジ出力■８□が零にならずにオフセ
ットを生じる。しかし、このオフセットは、ブリソジ出
力Ｖｌ１２よりブリッジ出力ｖ１を差し引くことにより
、キャンセルされるものとなる。
、流量零時のプリソジ出力■８□が零にならずにオフセ
ットを生じる。しかし、このオフセットは、ブリソジ出
力Ｖｌ１２よりブリッジ出力ｖ１を差し引くことにより
、キャンセルされるものとなる。
すなわち、これを流量零時点で実証すると、流量零時の
ブリッジ出力Ｖ、は、上記（１）式および（２）式を（
５）式に代入して、 として得られる。また、流量零時のブリッジ出力＝０ となって、ＲＩＪＯ≠ＲＤＯに起因してブリッジ出力Ｖ
８□に生ずるオフセットがキャンセルされるものとなる
。
ブリッジ出力Ｖ、は、上記（１）式および（２）式を（
５）式に代入して、 として得られる。また、流量零時のブリッジ出力＝０ となって、ＲＩＪＯ≠ＲＤＯに起因してブリッジ出力Ｖ
８□に生ずるオフセットがキャンセルされるものとなる
。
しかしながら、ブリッジ出力■、を差し引くことにより
ブリッジ出力ｖＢｚに生ずるオフセットをキャンセルす
るにあたって、Ｒｕｏ＃Ｒｏｏ、 αＵ≠αＤである
場合には、Ｖｍｚ Ｖｓｕ＝Ｏとならず、新たなオフ
セットが生じるものとなる。
ブリッジ出力ｖＢｚに生ずるオフセットをキャンセルす
るにあたって、Ｒｕｏ＃Ｒｏｏ、 αＵ≠αＤである
場合には、Ｖｍｚ Ｖｓｕ＝Ｏとならず、新たなオフ
セットが生じるものとなる。
このオフセットは、ＲＬＩＯ≠ＲＤＯに起因してプリッ
ジ出力ＶＢ□に生ずる本来のオフセットに比べれば小さ
いが、微小流量測定時には無視できない。
ジ出力ＶＢ□に生ずる本来のオフセットに比べれば小さ
いが、微小流量測定時には無視できない。
本発明はこのような課題を解決するためになされたもの
で、ブリッジ出力に生ずるオフセットをキャンセルすべ
くヒータオン時のブリッジ出力からヒータオフ時のブリ
ッジ出力を差し引く零点補償方法において、上流側温度
センサおよび下流側温度センサの流量零状態でのヒータ
オフ時における温度が、その自己発熱により、流量零状
態でのヒータオン時における温度と等しくなるように、
ヒータオフ時における上流側温度センサおよび下流側温
度センサへの供給電流を増大させるようにしたものであ
る。
で、ブリッジ出力に生ずるオフセットをキャンセルすべ
くヒータオン時のブリッジ出力からヒータオフ時のブリ
ッジ出力を差し引く零点補償方法において、上流側温度
センサおよび下流側温度センサの流量零状態でのヒータ
オフ時における温度が、その自己発熱により、流量零状
態でのヒータオン時における温度と等しくなるように、
ヒータオフ時における上流側温度センサおよび下流側温
度センサへの供給電流を増大させるようにしたものであ
る。
したがってこの発明によれば、ヒータオフ時にあっては
上流側温度センサおよび下流側温度センサへの供給電流
が増大し、その自己発熱により、上流側温度センサおよ
び下流側温度センサの温度が上昇する。そして、このヒ
ータオフ時のブリッジ出力が、ヒータオン時のブリッジ
出力より差し引かれる。
上流側温度センサおよび下流側温度センサへの供給電流
が増大し、その自己発熱により、上流側温度センサおよ
び下流側温度センサの温度が上昇する。そして、このヒ
ータオフ時のブリッジ出力が、ヒータオン時のブリッジ
出力より差し引かれる。
以下、本発明に係る零点補償方法を詳細に説明する。
第１図はこの零点補償方法を適用してなるマイクロブリ
ノジを用いた流量計の要部を示す回路構成図である。同
図において、Ｒ，Ｊは上流側温度センサ、ＲＤは下流側
温度センサ、ＲＨはこの上流側温度センサＲＬ＋と下流
側温度センサＲｏに対して配置されたヒータ、ＶＨはヒ
ータ電源、Ｓｌはこのヒータ電源ＶＷとヒータＲＭとの
間へ接続されたスイッチ、Ｓ２およびＳ３はスイッチＳ
１のオフに際してオンとされるスイッチ、Ｓ４およびＳ
５はスイッチＳ１のオフに際して図示Ｂ側へ切り替えら
れる切替スイッチ、ＡＭＰはブリッジ出力として得られ
るブリフジ差動電圧（以下、ブリッジ出力と呼ぶ）■、
を増幅する差動増幅器、ＣＮＶは差動増幅器ＡＭＰの増
幅出力（アナログ値）をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変
換器、ＭＰＵはこの変換器ＣＮＶの出力（デジタル値）
を処理するマイクロコンピュータ、Ｒ１−Ｒ７は抵抗で
ある。
ノジを用いた流量計の要部を示す回路構成図である。同
図において、Ｒ，Ｊは上流側温度センサ、ＲＤは下流側
温度センサ、ＲＨはこの上流側温度センサＲＬ＋と下流
側温度センサＲｏに対して配置されたヒータ、ＶＨはヒ
ータ電源、Ｓｌはこのヒータ電源ＶＷとヒータＲＭとの
間へ接続されたスイッチ、Ｓ２およびＳ３はスイッチＳ
１のオフに際してオンとされるスイッチ、Ｓ４およびＳ
５はスイッチＳ１のオフに際して図示Ｂ側へ切り替えら
れる切替スイッチ、ＡＭＰはブリッジ出力として得られ
るブリフジ差動電圧（以下、ブリッジ出力と呼ぶ）■、
を増幅する差動増幅器、ＣＮＶは差動増幅器ＡＭＰの増
幅出力（アナログ値）をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変
換器、ＭＰＵはこの変換器ＣＮＶの出力（デジタル値）
を処理するマイクロコンピュータ、Ｒ１−Ｒ７は抵抗で
ある。
抵抗Ｒ１−Ｒ７は、上流側温度センサＲｕおよび下流側
温度センサＲ８の抵抗値に対して十分高い値をもつもの
として設定されており、またＲ１＝Ｒ４゜Ｒ２＝Ｒ３，
Ｒ５＝Ｒ７として定められている。さらに、抵抗１？１
． Ｒ２およびＲ３，Ｒ４の値は、ヒータＲ，のオフ時
（ヒータオフ時）に、上流側温度センサＲｕおよび下流
側温度センサＲｎへ、その上流側温度センサＲｕおよび
下流側温度センサＲ０の温度がヒータＲ，のオン時（ヒ
ータオン時）の温度と等しい温度となるように、電流１
．およびＩ、を供給するものとして定められている。す
なわち、上流側温度センサＲＵおよび下流側温度センサ
Ｒ。
温度センサＲ８の抵抗値に対して十分高い値をもつもの
として設定されており、またＲ１＝Ｒ４゜Ｒ２＝Ｒ３，
Ｒ５＝Ｒ７として定められている。さらに、抵抗１？１
． Ｒ２およびＲ３，Ｒ４の値は、ヒータＲ，のオフ時
（ヒータオフ時）に、上流側温度センサＲｕおよび下流
側温度センサＲｎへ、その上流側温度センサＲｕおよび
下流側温度センサＲ０の温度がヒータＲ，のオン時（ヒ
ータオン時）の温度と等しい温度となるように、電流１
．およびＩ、を供給するものとして定められている。す
なわち、上流側温度センサＲＵおよび下流側温度センサ
Ｒ。
の流量零状態でのヒータオフ時における温度が、その自
己発熱により、流量零状態でのヒータオン時における温
度と等しくなるように、ヒータオフ時における上流側温
度センサＲｕおよび下流側温度センサＲ０への供給電流
Ｉｕおよび■、を増大させるものとして、抵抗Ｒ１，Ｒ
２およびＲ３，Ｒ４の値が定められている。また、抵抗
Ｒ５−Ｒ７の抵抗値は、次式に従って定められている。
己発熱により、流量零状態でのヒータオン時における温
度と等しくなるように、ヒータオフ時における上流側温
度センサＲｕおよび下流側温度センサＲ０への供給電流
Ｉｕおよび■、を増大させるものとして、抵抗Ｒ１，Ｒ
２およびＲ３，Ｒ４の値が定められている。また、抵抗
Ｒ５−Ｒ７の抵抗値は、次式に従って定められている。
Ｒ６Ｉ １１２ Ｉ １１２
Ｒ５＋Ｒ６＋Ｒ７ｆｕｒ Ｉｎ＋但し、この式に
おいて、ＩＬＩ＋および■。、はヒータオフ時に上流側
温度センサＲｕおよび下流側温度センサＲ０に流れる電
流を、１１１２および■。２はヒータオン時に上流側温
度センサＲ，および下流側温度センサＲｏに流れる電流
を示し、Ｉｕ＋＝ＩＤＩ＋ Ｉ ｕｚ＝ Ｉ ０２と
なる・ここで、Ｒ５−Ｒ７はアッテネータを構成してお
り、ヒータオフ時には上流側温度センサＲｕおよび下流
側温度センサＲＤへの供給電流が増大することから、上
流側温度センサＲ，Ｊおよび下流側温度センサＲ９から
ヒータオン時より大きなブリッジ出力が得られるため、
これをヒータオン時と同じレベルまで落とす役目を果た
す。
おいて、ＩＬＩ＋および■。、はヒータオフ時に上流側
温度センサＲｕおよび下流側温度センサＲ０に流れる電
流を、１１１２および■。２はヒータオン時に上流側温
度センサＲ，および下流側温度センサＲｏに流れる電流
を示し、Ｉｕ＋＝ＩＤＩ＋ Ｉ ｕｚ＝ Ｉ ０２と
なる・ここで、Ｒ５−Ｒ７はアッテネータを構成してお
り、ヒータオフ時には上流側温度センサＲｕおよび下流
側温度センサＲＤへの供給電流が増大することから、上
流側温度センサＲ，Ｊおよび下流側温度センサＲ９から
ヒータオン時より大きなブリッジ出力が得られるため、
これをヒータオン時と同じレベルまで落とす役目を果た
す。
このように構成された流量計において、ヒータオフ時の
ブリッジ出力ＶＢは、■、として次式で表される。
ブリッジ出力ＶＢは、■、として次式で表される。
また、ヒータオン時のブリッジ出力Ｖ、は、ＶＢ２とし
て次式で表される。
て次式で表される。
■Ｂ□−■。２・ＲＤｚ Ｉｕ□・Ｒｔ＋２今、α。
≠α。＋ＲＵＯ≠ＲＤＯであるとすると、流量零時のブ
リッジ出力ＶＩｌ□は零にならず、オフセットが生じる
ものとなる。しかし、このオフセットは、ブリッジ出力
Ｖ、よりブリッジ出力ＶＢ＋をマイクロコンピュータＭ
ＰＵにおいて差し引くことにより、キャンセルされるも
のとなる。すなわち、これを流量零時点で実証すると、
流量零時には、 ＲＵ、＝ＲＬＩ＋１− （１＋αｕ’ＴＩ）Ｒｏ ＋
＝ Ｒｏ。・ （１＋α。・Ｔｌ）ＲＬＩ２＝ ＲＬ
ＩＯ・（１＋αｕ−’ｒ２）ＲｆｌＺ＝ＲＤＯ・ （ｌ
＋α。・Ｔ２ ）となる。したがって、 ｖｇｚ Ｖｌｌｌ ＝ｒｏｚ・ＲＤ２ ＩＯ２・ＲＬ＋２＝ＩＬ１２・ （ＲＤ。・ （１＋α、・Ｔ２ ） ＲＵＯ’ （１＋ ６ （１＋α、・ＴＩ ）−ＲＵＧ・ （１＋α。・ＴＩ＞
）＝Ｉｕｚ・ （Ｒｏｏ・ （１＋αＤ・Ｔ２ ）−Ｒ
ＬＩＯ・ （１＋αｏ−ＴＩ ） Ｒｏｏ・ （
ｌ＋α８・Ｔ１ ）〕＝ＩＵｚ−ＣＲＤｏ・αｏ ・
（Ｔ２ ＴＩ） Ｒｕｏ・α０（Ｔ２ −Ｔ
ｌ ） ） となる。ここで、ヒータオフ時には、Ｉ ＵＩ＋ Ｉ
ＤＩがＩ Ｕ２＋ Ｉ ０２よりも増大するため、
上流側温度センサＲＵ、下流側温度センサＲＤの温度が
その自己発熱により上昇し、Ｔｌ ＝７２となる。した
がって、Ｖｇｚ Ｖ□＝０となり、ブリッジ出力ＶＢ
２に注するオフセットがキャンセルされるものとなる。
リッジ出力ＶＩｌ□は零にならず、オフセットが生じる
ものとなる。しかし、このオフセットは、ブリッジ出力
Ｖ、よりブリッジ出力ＶＢ＋をマイクロコンピュータＭ
ＰＵにおいて差し引くことにより、キャンセルされるも
のとなる。すなわち、これを流量零時点で実証すると、
流量零時には、 ＲＵ、＝ＲＬＩ＋１− （１＋αｕ’ＴＩ）Ｒｏ ＋
＝ Ｒｏ。・ （１＋α。・Ｔｌ）ＲＬＩ２＝ ＲＬ
ＩＯ・（１＋αｕ−’ｒ２）ＲｆｌＺ＝ＲＤＯ・ （ｌ
＋α。・Ｔ２ ）となる。したがって、 ｖｇｚ Ｖｌｌｌ ＝ｒｏｚ・ＲＤ２ ＩＯ２・ＲＬ＋２＝ＩＬ１２・ （ＲＤ。・ （１＋α、・Ｔ２ ） ＲＵＯ’ （１＋ ６ （１＋α、・ＴＩ ）−ＲＵＧ・ （１＋α。・ＴＩ＞
）＝Ｉｕｚ・ （Ｒｏｏ・ （１＋αＤ・Ｔ２ ）−Ｒ
ＬＩＯ・ （１＋αｏ−ＴＩ ） Ｒｏｏ・ （
ｌ＋α８・Ｔ１ ）〕＝ＩＵｚ−ＣＲＤｏ・αｏ ・
（Ｔ２ ＴＩ） Ｒｕｏ・α０（Ｔ２ −Ｔ
ｌ ） ） となる。ここで、ヒータオフ時には、Ｉ ＵＩ＋ Ｉ
ＤＩがＩ Ｕ２＋ Ｉ ０２よりも増大するため、
上流側温度センサＲＵ、下流側温度センサＲＤの温度が
その自己発熱により上昇し、Ｔｌ ＝７２となる。した
がって、Ｖｇｚ Ｖ□＝０となり、ブリッジ出力ＶＢ
２に注するオフセットがキャンセルされるものとなる。
第２図はヒータオフ時とヒータオン時の流量変化に対す
る上流側温度センサＲｕおよび下流側温度センサＲＤの
抵抗変化率の実験データである。
る上流側温度センサＲｕおよび下流側温度センサＲＤの
抵抗変化率の実験データである。
図において、１．はヒータオフ時の上流側温度センサＲ
Ｕの抵抗変化率特性を、ｔ２はヒータオフ時の下流側温
度センサＲｎの抵抗変化率特性を、ｔ３はヒータオン時
の上流側温度センサＲｕの抵抗変化率特性を、ｔ４はヒ
ータオン時の下流側温度センサＲＤの抵抗変化率特性を
示している。
Ｕの抵抗変化率特性を、ｔ２はヒータオフ時の下流側温
度センサＲｎの抵抗変化率特性を、ｔ３はヒータオン時
の上流側温度センサＲｕの抵抗変化率特性を、ｔ４はヒ
ータオン時の下流側温度センサＲＤの抵抗変化率特性を
示している。
第３図は第２図をもとに上流側温度センサＲＬｌと下流
側温度センサＲ０との抵抗変化率の差をプロットしたも
ので、そのヒータオフ時の特性Ｐはブリッジ出力Ｖ□に
、そのヒータオン時の特性Ｐ２はブリッジ出力ＶＢ２に
相当する。ヒータオフ時にも自己発熱により流量に対し
て抵抗値が変化するが、その割合はヒータオン時に比べ
て小さい。
側温度センサＲ０との抵抗変化率の差をプロットしたも
ので、そのヒータオフ時の特性Ｐはブリッジ出力Ｖ□に
、そのヒータオン時の特性Ｐ２はブリッジ出力ＶＢ２に
相当する。ヒータオフ時にも自己発熱により流量に対し
て抵抗値が変化するが、その割合はヒータオン時に比べ
て小さい。
したがって、流量がある場合、ｖ ｍｚ −ｖ ＊＋の
演算を行うと、Ｖ、□に比べて出力は約２０％低下する
が、この低下分は後段の信号処理で復元可能であり、問
題とはならない。
演算を行うと、Ｖ、□に比べて出力は約２０％低下する
が、この低下分は後段の信号処理で復元可能であり、問
題とはならない。
第４図は本発明に係る零点補償方法の適用された流量計
の他の実施例を示す回路構成図であり、同図において第
１図と同一符号は同一構成要素を示しその説明は省略す
る。図において、Ｓ６およびＳ７はスイッチＳ１のオン
に際して図示Ａ側に切り替えられる切替スイツチ、ＢＡ
ＭＰはバンファアンプ、Ｒ８−Ｒ１３は抵抗である。本
実施例においては、上流側温度センサＲＬｌと下流側温
度センサＲ０とを直列に接続しており、抵抗１？１０．
Ｒ１１は上流側温度センサＲｕ、下流側温度センサＲ
Ｄ。
の他の実施例を示す回路構成図であり、同図において第
１図と同一符号は同一構成要素を示しその説明は省略す
る。図において、Ｓ６およびＳ７はスイッチＳ１のオン
に際して図示Ａ側に切り替えられる切替スイツチ、ＢＡ
ＭＰはバンファアンプ、Ｒ８−Ｒ１３は抵抗である。本
実施例においては、上流側温度センサＲＬｌと下流側温
度センサＲ０とを直列に接続しており、抵抗１？１０．
Ｒ１１は上流側温度センサＲｕ、下流側温度センサＲ
Ｄ。
抵抗Ｒ８，Ｒ９よりも十分大きな値として定められ、Ｒ
８＝ Ｒ９としている。また、スイッチＳ６がＢ側へ接
続されているとき（ヒータオフ時）にバソファアンブＢ
ＡＭＰへ与えられる基準電圧Ｖ ＲＥＦは、ヒータオフ
時に上流側温度センサＲ，および下流側温度センサＲ，
へ、その上流側温度センサＲ。
８＝ Ｒ９としている。また、スイッチＳ６がＢ側へ接
続されているとき（ヒータオフ時）にバソファアンブＢ
ＡＭＰへ与えられる基準電圧Ｖ ＲＥＦは、ヒータオフ
時に上流側温度センサＲ，および下流側温度センサＲ，
へ、その上流側温度センサＲ。
および下流側温度センサＲ。の温度がヒータオン時の温
度と等しい温度となるように、電流を供給するものとし
てその値が定められている。また、抵抗Ｒ１０，Ｒ１１
はアンテネータを構成しており、Ｒ１１Ｒ１３ ＲＩＯ＋Ｒ１１Ｒ１２＋Ｒ１３ の関係となっている。
度と等しい温度となるように、電流を供給するものとし
てその値が定められている。また、抵抗Ｒ１０，Ｒ１１
はアンテネータを構成しており、Ｒ１１Ｒ１３ ＲＩＯ＋Ｒ１１Ｒ１２＋Ｒ１３ の関係となっている。
このように構成された流量計において、ヒータオフ時の
ブリッジ出力Ｖ□は、次式で表される（Ｖ Ｓｌ ＝
” ＲＥＦ ） 。
ブリッジ出力Ｖ□は、次式で表される（Ｖ Ｓｌ ＝
” ＲＥＦ ） 。
０−Ｖｌｌ
また、ヒータオン時のブリッジ出力ＶＢｚは、次式％式
％ ） ■ｌｌ□−Ｖ、Ｉを演算すると、流量零時では、ＲＬＩ
Ｉ＝ＲＵＯ・ （１＋αＵ−Ｔｌ）ＲＤＩ ＝ ＲＤＯ
・ （１＋αゎ・Ｔ１）Ｒｕｚ＝Ｒｕｏ’ （１＋α
、−Ｔ２）Ｒｏ ｚ ＝、 Ｒｏ。・ （１＋α。・Ｔ
２ ）であるので、 Ｎ ２ Ｒ１２＋Ｒ１３ 但し、上式において、 Ｎ、１−ＲＤＯ・ （１＋αｏ ・Ｔ２ ） ’
Ｒｏｏ・（１＋α。・ＴＩ） Ｒｏｅ・ （１＋α、
・Ｔｌ）・Ｒｕ０・ （１＋α、・’ｒ２） Ｎ２＝ （Ｒｔ＋ｏ−（１＋α。・Ｔ２ ） ＋Ｒ
ｎｏ・（１＋αＤ −Ｔ２ ） ） −（ＲＵｌｌ
・（ｉ＋α０Ｔｌ ）＋Ｒｎｏ・ （１＋α。・Ｔｌ
）ここで、ＴＩ ＝７２であれば、Ｎ１＝０であるから
、ＶＢ□−Ｖ、、＝Ｏとなり、ブリッジ出力ＶＢ□に生
ずるオフセットがキャンセルされるものとなる。
％ ） ■ｌｌ□−Ｖ、Ｉを演算すると、流量零時では、ＲＬＩ
Ｉ＝ＲＵＯ・ （１＋αＵ−Ｔｌ）ＲＤＩ ＝ ＲＤＯ
・ （１＋αゎ・Ｔ１）Ｒｕｚ＝Ｒｕｏ’ （１＋α
、−Ｔ２）Ｒｏ ｚ ＝、 Ｒｏ。・ （１＋α。・Ｔ
２ ）であるので、 Ｎ ２ Ｒ１２＋Ｒ１３ 但し、上式において、 Ｎ、１−ＲＤＯ・ （１＋αｏ ・Ｔ２ ） ’
Ｒｏｏ・（１＋α。・ＴＩ） Ｒｏｅ・ （１＋α、
・Ｔｌ）・Ｒｕ０・ （１＋α、・’ｒ２） Ｎ２＝ （Ｒｔ＋ｏ−（１＋α。・Ｔ２ ） ＋Ｒ
ｎｏ・（１＋αＤ −Ｔ２ ） ） −（ＲＵｌｌ
・（ｉ＋α０Ｔｌ ）＋Ｒｎｏ・ （１＋α。・Ｔｌ
）ここで、ＴＩ ＝７２であれば、Ｎ１＝０であるから
、ＶＢ□−Ｖ、、＝Ｏとなり、ブリッジ出力ＶＢ□に生
ずるオフセットがキャンセルされるものとなる。
以上説明したことから明らかなように本発明による零点
補償方法によると、ヒータオフ時にあっては上流側温度
センサおよび下流側温度センサへの供給電流が増大し、
その自己発熱により、上流側温度センサおよび下流側温
度センサの温度が上昇する。そして、このヒータオフ時
のブリッジ出力が、ヒータオン時のブリッジ出力より差
し引かれるものとなる。
補償方法によると、ヒータオフ時にあっては上流側温度
センサおよび下流側温度センサへの供給電流が増大し、
その自己発熱により、上流側温度センサおよび下流側温
度センサの温度が上昇する。そして、このヒータオフ時
のブリッジ出力が、ヒータオン時のブリッジ出力より差
し引かれるものとなる。
このとき、上流側温度センサおよび下流側温度センサの
流量零状態でのヒータオフ時における温度が流量零状態
でのヒータオン時における温度と等しくなるように、ヒ
ータオフ時における上流側温度センサおよび下流側温度
センサへの供給電流が増大するので、流量零時点で実証
すれば分かるように、ヒータオフ時とヒータオン時とで
上流側温度センサと下流側温度センサとの温度差がなく
なり、上流側温度センサと下流側温度センサとの基準温
度における抵抗値および抵抗ＴＣＲが等しくなくても、
正確にオフセットがキャンセルされるものとなり、微小
流量の測定が可能となるという優れた効果を奏する。
流量零状態でのヒータオフ時における温度が流量零状態
でのヒータオン時における温度と等しくなるように、ヒ
ータオフ時における上流側温度センサおよび下流側温度
センサへの供給電流が増大するので、流量零時点で実証
すれば分かるように、ヒータオフ時とヒータオン時とで
上流側温度センサと下流側温度センサとの温度差がなく
なり、上流側温度センサと下流側温度センサとの基準温
度における抵抗値および抵抗ＴＣＲが等しくなくても、
正確にオフセットがキャンセルされるものとなり、微小
流量の測定が可能となるという優れた効果を奏する。
第１図は本発明に係る零点補償方法を適用してなるマイ
クロブリフジを用いた流量計の要部を示す回路構成図、
第２図はヒータオフ時とヒータオン時の流量変化に対す
る上流側温度センサおよび下流側温度センサの抵抗変化
率の実験データを示す図、第３図は第２図をもとに上流
側温度センサと下流側温度センサとの抵抗変化率の差を
ブロソトした図、第４図は本発明に係る零点補償方法を
適用してなる流量計の他の実施例を示す回路構成図、第
５図は基本ブリッジ回路を示す図である。 Ｒ１・・・上流側温度センサ、ＲＤ ・・・下流側温度
センサ、Ｒ，・・・ヒータ、Ｓ１〜Ｓ３・・・スイッチ
、Ｓ４．Ｓ５・・・切替スイッチ、ＡＭＰ・・・差動ア
ンプ、ＭＰＵ・・・マイクロコンピュータ、Ｒ１へＲ７
・・・抵抗。
クロブリフジを用いた流量計の要部を示す回路構成図、
第２図はヒータオフ時とヒータオン時の流量変化に対す
る上流側温度センサおよび下流側温度センサの抵抗変化
率の実験データを示す図、第３図は第２図をもとに上流
側温度センサと下流側温度センサとの抵抗変化率の差を
ブロソトした図、第４図は本発明に係る零点補償方法を
適用してなる流量計の他の実施例を示す回路構成図、第
５図は基本ブリッジ回路を示す図である。 Ｒ１・・・上流側温度センサ、ＲＤ ・・・下流側温度
センサ、Ｒ，・・・ヒータ、Ｓ１〜Ｓ３・・・スイッチ
、Ｓ４．Ｓ５・・・切替スイッチ、ＡＭＰ・・・差動ア
ンプ、ＭＰＵ・・・マイクロコンピュータ、Ｒ１へＲ７
・・・抵抗。
Claims (1)
- 上流側温度センサと下流側温度センサに対してヒータを
配置し、前記上流側温度センサおよび下流側温度センサ
の前記ヒータオン時における温度が被測定流体の流量に
より異なることを利用し、前記上流側温度センサと下流
側温度センサとの温度差に応じて得られるブリッジ出力
に基づき流量を測定する流量計に適用され、前記ブリッ
ジ出力に生ずるオフセットをキャンセルすべく前記ヒー
タオン時のブリッジ出力から前記ヒータオフ時のブリッ
ジ出力を差し引く零点補償方法において、前記上流側温
度センサおよび下流側温度センサの流量零状態でのヒー
タオフ時における温度が、その自己発熱により、流量零
状態でのヒータオン時における温度と等しくなるように
、ヒータオフ時における前記上流側温度センサおよび下
流側温度センサへの供給電流を増大させるようにしたこ
とを特徴とする零点補償方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1202924A JPH0663803B2 (ja) | 1989-08-07 | 1989-08-07 | 零点補償方法 |
| DE4024827A DE4024827A1 (de) | 1989-08-07 | 1990-08-04 | Nullpunkt-kompensationsschaltkreis fuer einen durchflussmesser |
| US07/564,535 US5076099A (en) | 1989-08-07 | 1990-08-07 | Zero point compensating circuit |
| DE69026454T DE69026454T2 (de) | 1989-08-07 | 1990-08-07 | Kompensationsschaltung für Nullpunktabweichung |
| AT90308696T ATE136643T1 (de) | 1989-08-07 | 1990-08-07 | Kompensationsschaltung für nullpunktabweichung |
| EP90308696A EP0421585B1 (en) | 1989-08-07 | 1990-08-07 | Zero point offset compensating circuit |
| GB9017322A GB2235298A (en) | 1989-08-07 | 1990-08-07 | Zero flow compensation for thermal bridge flowmeter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1202924A JPH0663803B2 (ja) | 1989-08-07 | 1989-08-07 | 零点補償方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0367129A true JPH0367129A (ja) | 1991-03-22 |
| JPH0663803B2 JPH0663803B2 (ja) | 1994-08-22 |
Family
ID=16465415
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1202924A Expired - Lifetime JPH0663803B2 (ja) | 1989-08-07 | 1989-08-07 | 零点補償方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5076099A (ja) |
| EP (1) | EP0421585B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0663803B2 (ja) |
| AT (1) | ATE136643T1 (ja) |
| DE (2) | DE4024827A1 (ja) |
| GB (1) | GB2235298A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013231730A (ja) * | 2007-10-23 | 2013-11-14 | Therm-O-Disc Inc | 流体流速センサ及び動作方法 |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2641333B2 (ja) * | 1991-03-13 | 1997-08-13 | 日本碍子株式会社 | 熱式流量センサ |
| US5311762A (en) * | 1991-12-16 | 1994-05-17 | Dxl Usa | Flow sensor calibration |
| US5363689A (en) * | 1992-09-11 | 1994-11-15 | Intertech Development Company | Calibration device for leak detecting instruments |
| US5493906A (en) * | 1994-06-01 | 1996-02-27 | Peking University | Automatic offset control for constant temperature anemometer |
| DE19623174C1 (de) * | 1996-06-10 | 1997-11-27 | Trilog Thermotechnik Gmbh | Vorrichtung zum Erfassen eines flüssigen oder gasförmigen Mediums |
| GB2347747B (en) * | 1999-03-08 | 2001-01-31 | Advanced Energy Monitor Syst | Method and means for measuring fluid flow |
| JP2002054964A (ja) * | 2000-08-10 | 2002-02-20 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 流量測定方法及び流量計 |
| US7712347B2 (en) * | 2007-08-29 | 2010-05-11 | Honeywell International Inc. | Self diagnostic measurement method to detect microbridge null drift and performance |
| EP2341214A1 (en) * | 2009-12-29 | 2011-07-06 | Welltec A/S | Thermography logging tool |
| WO2013036583A1 (en) * | 2011-09-06 | 2013-03-14 | Techox Industries, Inc. | Method of deducing time based metrics using flow rate |
| DE102012001060A1 (de) * | 2011-10-24 | 2013-04-25 | Hydrometer Gmbh | Verfahren zur Korrektur von Offset-Drift-Effekten einer thermischen Messeinrichtung, thermische Messeinrichtung und Gasdurchflussmessgerät |
| US9631965B2 (en) | 2012-02-15 | 2017-04-25 | Sensortechnics GmbH | Offset compensation for flow sensing devices |
| KR102266217B1 (ko) * | 2013-09-09 | 2021-06-18 | 가부시키가이샤 호리바 에스텍 | 열식 유량계, 온도 측정 장치 및 열식 유량계용 프로그램 |
| US10890472B2 (en) * | 2016-08-25 | 2021-01-12 | Honeywell International Inc. | Low power operational methodology for a flow sensor |
| ES2939736T3 (es) * | 2016-09-16 | 2023-04-26 | Fisher & Paykel Healthcare Ltd | Sensor de flujo de termistor que tiene múltiples puntos de temperatura |
| WO2023043474A1 (en) * | 2021-09-14 | 2023-03-23 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Fluid flow meters |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB153904A (en) * | 1919-11-15 | 1922-01-26 | Schweizerische Lokomotiv | Improvements in or relating to reversing gears for internal combustion engines |
| US3891391A (en) * | 1973-05-14 | 1975-06-24 | George R Boone | Fluid flow measuring system using improved temperature compensation apparatus and method |
| DE2447617C3 (de) * | 1974-10-05 | 1980-09-04 | Ellenberger & Poensgen Gmbh, 8503 Altdorf | Kalorimetrischer Strömungswächter |
| JPS60151517A (ja) * | 1984-01-18 | 1985-08-09 | Nippon Soken Inc | 半導体式流量検出装置 |
| US4779458A (en) * | 1986-12-29 | 1988-10-25 | Mawardi Osman K | Flow sensor |
| US4739657A (en) * | 1987-06-22 | 1988-04-26 | Honeywell Inc. | Resistance with linear temperature coefficient |
| DE3803611A1 (de) * | 1988-02-06 | 1989-08-17 | Bosch Gmbh Robert | Schaltgeregelte stroemungssonde |
-
1989
- 1989-08-07 JP JP1202924A patent/JPH0663803B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-08-04 DE DE4024827A patent/DE4024827A1/de not_active Withdrawn
- 1990-08-07 AT AT90308696T patent/ATE136643T1/de not_active IP Right Cessation
- 1990-08-07 US US07/564,535 patent/US5076099A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-08-07 GB GB9017322A patent/GB2235298A/en not_active Withdrawn
- 1990-08-07 DE DE69026454T patent/DE69026454T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-08-07 EP EP90308696A patent/EP0421585B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013231730A (ja) * | 2007-10-23 | 2013-11-14 | Therm-O-Disc Inc | 流体流速センサ及び動作方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB9017322D0 (en) | 1990-09-19 |
| JPH0663803B2 (ja) | 1994-08-22 |
| US5076099A (en) | 1991-12-31 |
| EP0421585A2 (en) | 1991-04-10 |
| GB2235298A (en) | 1991-02-27 |
| EP0421585A3 (en) | 1993-02-10 |
| DE4024827A1 (de) | 1991-02-14 |
| DE69026454T2 (de) | 1996-11-28 |
| ATE136643T1 (de) | 1996-04-15 |
| DE69026454D1 (de) | 1996-05-15 |
| EP0421585B1 (en) | 1996-04-10 |
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