JPH0454182B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ａ 産業上の利用分野 本発明は、ガスレートセンサに関し、特に、ホ
ツトワイヤの抵抗温度係数不均衡により発生する
零点電圧変動を除去するための新規な改良に関す
る。

ｂ 従来の技術 従来、用いられていたこの種のガスレートセン
サとしては、種々の構成が採用されているが、そ
の中で大表的な構成について述べると、第３図か
ら第５図に示される通りである。

図において、符号１で示されるものは全体がほ
ぼ円筒状をなし、その両端が開放された形状から
なるケーシングであり、このケーシングの各端部
は、ポンプホルダ２及び中継端子板３によつて
各々閉塞され、ケーシング１内が外部から遮断さ
れている。

このポンプホルダ２には、電歪形のセラミツク
円板からなる振動板４ａが設けられ、その周縁が
ポンプホルダ２に一体状に固着されることによつ
て、電歪振動ポンプ４（気体ポンプ）が形成され
ている。

又、このケーシング１の内部には、この振動板
４ａから所定距離だけ離間した位置に電極ホルダ
５が配置され、この電極ホルダ５は第４図に示さ
れるように構成されている。

すなわち、電極ホルダ５には、４個のガス案内
孔５ａ〜５ｄが形成され、さらに、４個の電極６
ａ〜６ｄが、中心軸に対して対称的に配置されて
いる。これらの電極６ａ〜６ｄのうち、電極６ａ
及び６ｂ間及び６ｃ及び６ｄ間には、ホツトワイ
ヤ７ａ及び７ｂが溶着によつて接続されている。

さらに、前記ケーシング１内における前記中継
端子板３の近傍位置には、ノズル孔８及び補助孔
９を有するノズル板１０が設けられ、この中継端
子板３とノズル板１０との間には、それらのほぼ
中間位置にダストプレート１１が設けられてい
る。

前記電歪振動ポンプ４（気体ポンプ）の振動板
４ａと前記ポンプホルダ２との間には、ポンプ室
１２が形成されており、この電歪振動ポンプ４に
よつて送り出されたガスは、ガス案内孔５ａ〜５
ｄを経てガス流路１３に送られる。

前記ケーシング１の中継端子板３の外方位置に
は、ICからなる信号処理回路部１４が設けられ、
この信号処理回路部１４は、外部から電力を受
け、又、外部へホツトワイヤ７ａ及び７ｂの出力
信号を取り出すための中継端子板３の中継端子１
５に接続されている。

又、前記中継端子３には、リードピン１６が設
けられ、このリードピン１６は外部ケーシング１
７に設けられた外部端子１８に接続されている。

前記外部端子１８は、前記電歪振動ポンプ４の
作動に要する電力及び前記ホツトワイヤ７ａ及び
７ｂを加熱するために要する電力を、信号処理回
路部１４及びリードピン１６を経ると共に、ケー
シング１内の軸方向に配設された複数のリード線
１９を介して、適宜供給する作用を有している。
又、この外部端子１８は、信号処理回路部１４を
経た後のホツトワイヤ７ａ及び７ｂの出力信号を
外部に出力させる作用を有する。

従来のガスレートセンサは、前述したように構
成されており、以下に、その動作について説明す
る。

まず、電歪振動ポンプ４（気体ポンプ）が通電
されると、振動板４ａが振動し、ポンプ室１２内
のガスが圧縮され、この圧縮ガスはこの振動板４
ａの吐出口４ｂ及び電極ホルダ５の吐出口５ｅを
介して流路１３に流れ、ノズル板１０とダストプ
レート１１との間に形成された空間に導かれ、ノ
ズル孔８と補助口９とを経て、ケーシング１内の
中空円筒部１ａ内の空間部１ｂ内を、各電極６ａ
〜６ｄに向つて噴出される。

前述の圧縮ガスは、各電極６ａ〜６ｄに溶接さ
れた各ホツトワイヤ７ａ及び７ｂを均等に冷却し
た後、ガス案内孔５ａ〜５ｄを経て振動板４ａに
向つて排出され、この排出ガスは再び電歪振動ポ
ンプ４（気体ポンプ）の作用によつて、流路１３
を経てノズル板１０に戻り、ケーシング１内を矢
印の方向に従つて循環している。

前述の状態で、ケーシング１に角速度が印加さ
れない場合には、各ホツトワイヤ７ａ及び７ｂは
均一に冷却されるが、外部から角速度が加えられ
た場合には、ガス流がケーシング内において偏位
し、各ホツトワイヤ７ａ及び７ｂの間において冷
却の不均一状態が生じ、そのために各ホツトワイ
ヤ７及び７ｂ間には微少な電圧差が発生し、この
電圧差を測定することにより、ケーシングに加わ
る角速度を検出することができる。

ｃ 発明が解決しようとする問題点 従来のガスレートセンサは、以上のように構成
されていたため、次のような種々の問題点を有し
ていた。

(1) 各ホツトワイヤ７ａ及び７ｂの材質は、高い
抵抗温度係数を有するものが使用されるが、各
ホツトワイヤ７ａ及び７ｂを各電極６ａ〜６ｄ
に溶着する際に、微少なバラツキが伴い、この
ため、各ホツトワイヤ７ａ及び７ｂに電圧を供
給して発熱させた場合の、電極への熱伝動にも
影響を及ぼし、不均等な熱伝動となるため、各
ホツトワイヤ間に温度差が発生し、結果として
接合点１４ａの電位が変動していた。

(2) 又、前述の第１項の問題点により、検出精度
が不安定となり、信頼性が極めて低いものとな
つていた。

本発明は、以上のような問題点を解決するため
になされたもので、特に、ホツトワイヤの抵抗温
度係数不均衡により発生する零点電圧変動を有し
ないガスレートセンサを得ることを目的とする。

ｄ 問題点を解決するための手段 本発明によるガスレートセンサは、ケーシング
内に設けられた気体ポンプと、前記気体ポンプに
隣接して設けられた電極ホルダと、前記電極ホル
ダに対向して設けられ、ノズルを有するノズル板
とを備えたものにおいて、前記電極ホルダに設け
られた少なくとも４個の電源供給用電極と、前記
各電源供給用電極に接続して設けられたホツトワ
イヤと、前記各電源供給用電極の内側位置に配設
された少なくとも４個の出力信号用電極とを備え
た構成である。

ｅ 作用 本発明によるガスレートセンサにおいては、電
極ホルダの電極を、電源供給用電極と出力信号用
電極とから構成し、ホツトワイヤを各電源供給用
電極に接続すると共に、信号処理回路部を出力信
号用電極に接続しているため、ホツトワイヤに流
れる電流回路と出力信号回路の分離がなされ、ホ
ツトワイヤに接続された各電源供給用電極の溶着
バラツキにより抵抗温度係数及び発熱の不均衡が
発生しても、発生源と関係なく信号出力が導か
れ、安定した出力信号を得ることができる。

ｆ 実施例 以下、図面と共に本発明によるガスレートセン
サの好適な実施例について、詳細に説明する。

尚、ガスレートセンサの全体構造については、
第３図で示した構成説明と全く同一であるので、
二重説明を避けるために省略するものとし、従来
構成と異なる電極ホルダ及び信号処理回路部のみ
について、第１図及び第２図に従つて説明する。

又、従来例と同一又は同等部分については、同
一符号を用いて説明する。

第１図及び第２図において、符号５で示される
ものは、電極ホルダであり、この電極ホルダ５に
は、４個のガス案内孔５ａ〜５ｄが形成されると
共に、４個の電源供給用電極６ａ〜６ｄが形成さ
れ、これらの各電源供給用電極６ａ〜６ｄの内側
位置には、出力信号用電極２０ａ〜２０ｄが配設
されている。

前述の各電極は、電源供給用電極６ａ及び６ｂ
並びに出力信号用電極２０ａ及び２０ｂが直列に
同一直線上に配列され、ホツトワイヤ７ａが各電
極６ａ及び６ｂ並びに出力信号用電極２０ａ及び
２０ｂに、溶着によつて接続されている。

又、電源供給用電極６ｃ及び６ｄ並びに出力信
号用電極２０ｃ及び２０ｄが直列に同一直線上に
配列され、ホツトワイヤ７ｂが各電極６ｃ及び６
ｄ並びに出力信号用電極２０ｃ及び２０ｄに、溶
着によつて接続されている。

前述の各ホツトワイヤ７ａ及び７ｂは、第２図
で示されるように、互いに直列に接続されて電源
PSに接続されており、電源PSは前記電源供給用
電極６ａ及び６ｄに接続され、前記電源供給用電
極６ｂ及び６ｃは互いに直列に接続されている。

さらに、前記出力信号用電極２０ａ〜２０ｄ
は、信号処理回路部１４の第１オペアンプQ₁及
び第２オペアンプQ₂に各々接続され、各オペア
ンプQ₁及びQ₂の出力は、第３オペアンプQ₃に接
続されている。

これらの第１及び第２オペアンプQ₁及びQ₂は、
特に入力インピーダンスの高いもの、又、第３オ
ペアンプQ₃は低ドリフト形の部品で構成されて
おり、各ホツトワイヤ７ａ及び７ｂに流れる電流
回路と、出力信号処理回路１４とは互いに分離さ
れており、互いに影響を受けないように構成され
ている。

尚、この電極ホルダ５及び信号処理回路部１４
の構成以外の構成については、前述したように、
第３図の従来例の構成と全く同一である。

本発明によるガスレートセンサは、前述したよ
うに構成されており、以下に、その動作について
説明する。

第２図に示す結線状態において、電源PSから
ホツトワイヤ７ａ及び７ｂに対して、定電流を供
給する。この状態では、各電源供給用電極６ａ〜
６ｄにおける溶着バラツキによる電圧降下は、従
来と同様の状態で発生するが、各出力信号用電極
２０ａ〜２０ｄは、高インピーダンス形の各オペ
アンプQ₁及びQ₂に接続されているため、流れる
電流は極めて微少であり、各出力信号用電極２０
ａ〜２０ｄにおける溶着の影響は受けない。

又、各電源供給用電極６ａ〜６ｄの溶着バラツ
キにより、抵抗温度係数及び発熱の不均衡が発生
しても、発生源である各電源供給用電極６ａ〜６
ｄを避けて、各出力信号用電極２０ａ〜２０ｄか
ら出力信号が導出され、かつ、電源PSは定電流
方式であるため、純枠にホツトワイヤ７ａ及び７
ｂの温度を電圧として出力するため、ホツトワイ
ヤ７ａ及び７ｂ溶着によるバラツキによつて発生
する零点変動を受けることなく、安定した正確な
出力信号を得ることができる。

ｇ 発明の効果 本発明によるガスレートセンサは、以上のよう
に構成されているため、次のような効果を得るこ
とができる。

(1) 各出力信号用電極が、各電源供給用電極から
離間し、かつ、電源が定電流方式であるため、
各出力信号用電極によつて純粋にホツトワイヤ
の温度を電圧として取り出すことができ、極め
て正確な検出を得ることができる。

(2) 各出力信号用電極は、高インピーダンス形の
オペアンプに接続されているため、流れる電源
は微少であり、各電源供給用電極の溶着の影響
を受けることなく、安定した出力信号の取り出
しを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明によるガスレート
センサの要部を示すためのもので、第１図は電極
ホルダを示す側面図、第２図は信号処理回路部を
含む電気的接続構成を示す回路図、第３図から第
５図は従来構成を示すためのもので、第３図は全
体構造を示す断面図、第４図は第３図の電極ホル
ダをＡ−A′線からみた側面図、第５図は電気的
接続構成を示す回路図である。 １はケーシング、４は電歪振動ポンプ（気体ポ
ンプ）、５は電極ホルダ、６ａ〜６ｄは電源供給
用電極、７ａ及び７ｄはホツトワイヤ、８はノズ
ル、１０はノズル板、１４は信号処理回路部、
Q₁及びQ₂はオペアンプ、２０ａ〜２０ｄは出力
信号用電極である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ケーシング１内に設けられた気体ポンプ４
   と、前記気体ポンプ４に隣接して設けられた電極
   ホルダ５と、前記電極ホルダ５に対向して設けら
   れ、ノズル８を有するノズル板１０とを備えたガ
   スレートセンサにおいて、前記電極ホルダ５に設
   けられた少なくとも４個の電源供給用電極６ａ〜
   ６ｄと、前記各電源供給用電極６ａ〜６ｄに接続
   して設けられたホツトワイヤ７ａ及び７ｂと、前
   記各電源供給用電極６ａ〜６ｄの内側位置に配設
   された少なくとも４個の出力信号用電極２０ａ〜
   ２０ｄとを備え、前記各出力信号用電極２０ａ〜
   ２０ｄには、高インピーダンス形の一対のオペア
   ンプQ₁〜Q₂を有する信号処理回路部１４が接続
   されていることを特徴とするガスレートセンサ。