JPH05107090A - 差圧流量計 - Google Patents
差圧流量計Info
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- JPH05107090A JPH05107090A JP27160491A JP27160491A JPH05107090A JP H05107090 A JPH05107090 A JP H05107090A JP 27160491 A JP27160491 A JP 27160491A JP 27160491 A JP27160491 A JP 27160491A JP H05107090 A JPH05107090 A JP H05107090A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】異なる特性の圧力センサを組み合せることによ
り、検出感度の向上とダイナミックレンジの拡大とを両
立することを目的とする。 【構成】流体の流路（２０）途中に挿入されたしぼり
（２１）と、該しぼりの前後に配置されたピエゾ抵抗効
果を利用する一対の第１の圧力センサ（２２Ａ、２２
Ｂ）と、同じくしぼりの前後に配置された圧電効果を利
用する一対の第２の圧力センサ（２３Ａ、２３Ｂ）と、
を備え、前記第１の圧力センサによって検出されたしぼ
り前後の圧力情報、および、前記第２の圧力センサによ
って検出されたしぼり前後の圧力情報に基づいて、前記
しぼり前後の差圧情報を演算し、該差圧情報から前記流
体の流量を演算することを特徴とする。
り、検出感度の向上とダイナミックレンジの拡大とを両
立することを目的とする。 【構成】流体の流路（２０）途中に挿入されたしぼり
（２１）と、該しぼりの前後に配置されたピエゾ抵抗効
果を利用する一対の第１の圧力センサ（２２Ａ、２２
Ｂ）と、同じくしぼりの前後に配置された圧電効果を利
用する一対の第２の圧力センサ（２３Ａ、２３Ｂ）と、
を備え、前記第１の圧力センサによって検出されたしぼ
り前後の圧力情報、および、前記第２の圧力センサによ
って検出されたしぼり前後の圧力情報に基づいて、前記
しぼり前後の差圧情報を演算し、該差圧情報から前記流
体の流量を演算することを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、差圧流量計、特に高圧
作動油のような流体の瞬時流量を正確かつ高い応答性で
しかも比較的簡便に測定し得る差圧流量計に関する。
作動油のような流体の瞬時流量を正確かつ高い応答性で
しかも比較的簡便に測定し得る差圧流量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】しぼりの動特性を利用した瞬時流量計
が、「油圧と空気圧」の第１７巻第４号６７頁〜７２頁
（編集兼発行人：日本油空圧学会 昭和６１年７月発
行）に記載されている。これによれば、図７に示すよう
に、流体の流路途中にしぼり１０を挿入し、そのしぼり
１０の前後に一対の半導体圧力変換器（半導体を用いた
ひずみ型圧力センサ）１１、１２を取り付け、これらの
半導体圧力変換器１１、１２からの信号Ｓ11、Ｓ12を差
動アンプ１３に入力して、差圧信号Ｓ13を出力するよう
に構成している。差圧信号Ｓ13は、しぼり１０の前後差
圧（Ｐ1−Ｐ2）に相当する情報Ｐｄを含んでおり、この
Ｐｄを次式（１）に示す演算式に代入すれば、しぼり１
０を通過する流体の瞬時流量ｑ（ｎΔＴ）を求めること
ができる。
が、「油圧と空気圧」の第１７巻第４号６７頁〜７２頁
（編集兼発行人：日本油空圧学会 昭和６１年７月発
行）に記載されている。これによれば、図７に示すよう
に、流体の流路途中にしぼり１０を挿入し、そのしぼり
１０の前後に一対の半導体圧力変換器（半導体を用いた
ひずみ型圧力センサ）１１、１２を取り付け、これらの
半導体圧力変換器１１、１２からの信号Ｓ11、Ｓ12を差
動アンプ１３に入力して、差圧信号Ｓ13を出力するよう
に構成している。差圧信号Ｓ13は、しぼり１０の前後差
圧（Ｐ1−Ｐ2）に相当する情報Ｐｄを含んでおり、この
Ｐｄを次式（１）に示す演算式に代入すれば、しぼり１
０を通過する流体の瞬時流量ｑ（ｎΔＴ）を求めること
ができる。
【０００３】 ｑ（ｎΔＴ）＝Ｃ1Ｐｄ（（ｎ−１）ΔＴ） −（Ｃ2＋（Ｃ3−Ｃ4ｑ（（ｎ−１）ΔＴ）） ｑ（（ｎ−１）ΔＴ））ｑ（（ｎ−１）ΔＴ） ＋ｑ（（ｎ−１）ΔＴ） ……（１） 但し、 Ｃ1＝ΔＴ／ＭＤPＬ Ｃ2＝１．２５ΔＴ／Ｍ Ｃ3＝０．０３６ΔＴ／ＭＬν Ｃ4＝０．００００２４ΔＴ／ＭＬ2ν2 Ｍ＝１．１ｄ2／３２ν ＤP＝１２８μ／πｄ4（ポアズイユ抵抗係数） μは粘度 Ｌはしぼり長 νは動粘度（例えば０．４cm2／ｓ） ｄはしぼり径
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の差圧流量計にあっては、半導体を使用したひずみ
型圧力センサ（以下、半導体センサと略す）だけで、し
ぼりの前後差圧を検出する構成となっていたため、以下
に述べる理由から、検出感度の向上と、検出レンジ（い
わゆるダイナミックレンジ）の拡大とを両立できないと
いった問題点があった。
従来の差圧流量計にあっては、半導体を使用したひずみ
型圧力センサ（以下、半導体センサと略す）だけで、し
ぼりの前後差圧を検出する構成となっていたため、以下
に述べる理由から、検出感度の向上と、検出レンジ（い
わゆるダイナミックレンジ）の拡大とを両立できないと
いった問題点があった。
【０００５】半導体センサは一般に、Ｓｉ（シリコン）
やＧｅ（ゲルマニウム）等の半導体基板上に拡散技術に
よって抵抗を作り込み、圧力ひずみによる格子定数の変
化を抵抗値の変化に置き換えるといった、いわゆるピエ
ゾ抵抗効果を利用するものであるが、こうした半導体セ
ンサでは、ひずみゲージ率をそれほど大きくすることが
できないために、分解能とダイナミックレンジの間に背
反性があり、例えば、分解能を高めると、ダイナミック
レンジが狭くなるという不都合を生じる。
やＧｅ（ゲルマニウム）等の半導体基板上に拡散技術に
よって抵抗を作り込み、圧力ひずみによる格子定数の変
化を抵抗値の変化に置き換えるといった、いわゆるピエ
ゾ抵抗効果を利用するものであるが、こうした半導体セ
ンサでは、ひずみゲージ率をそれほど大きくすることが
できないために、分解能とダイナミックレンジの間に背
反性があり、例えば、分解能を高めると、ダイナミック
レンジが狭くなるという不都合を生じる。
【０００６】そこで、本発明は、異なる特性の圧力セン
サを組み合せることにより、検出感度の向上とダイナミ
ックレンジの拡大とを両立することを目的とする。
サを組み合せることにより、検出感度の向上とダイナミ
ックレンジの拡大とを両立することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、流体の流路途中に挿入されたしぼりと、
該しぼりの前後に配置されたピエゾ抵抗効果を利用する
一対の第１の圧力センサと、同じくしぼりの前後に配置
された圧電効果を利用する一対の第２の圧力センサと、
を備え、前記第１の圧力センサによって検出されたしぼ
り前後の圧力情報、および、前記第２の圧力センサによ
って検出されたしぼり前後の圧力情報に基づいて、前記
しぼり前後の差圧情報を演算し、該差圧情報から前記流
体の流量を演算することを特徴とする。
成するために、流体の流路途中に挿入されたしぼりと、
該しぼりの前後に配置されたピエゾ抵抗効果を利用する
一対の第１の圧力センサと、同じくしぼりの前後に配置
された圧電効果を利用する一対の第２の圧力センサと、
を備え、前記第１の圧力センサによって検出されたしぼ
り前後の圧力情報、および、前記第２の圧力センサによ
って検出されたしぼり前後の圧力情報に基づいて、前記
しぼり前後の差圧情報を演算し、該差圧情報から前記流
体の流量を演算することを特徴とする。
【０００８】
【作用】本発明では、ピエゾ抵抗効果を利用する第１の
圧力センサにより、しぼり前後における差圧振動のごく
低周波成分（直流成分を含む）が検出され、一方、圧電
効果を利用する第２の圧力センサにより、しぼり前後に
おける差圧振動の中・高周波成分が検出される。
圧力センサにより、しぼり前後における差圧振動のごく
低周波成分（直流成分を含む）が検出され、一方、圧電
効果を利用する第２の圧力センサにより、しぼり前後に
おける差圧振動の中・高周波成分が検出される。
【０００９】そして、これら２つの検出成分を例えば加
算処理することにより、しぼり前後差圧の瞬時値が求め
られ、この値に基づいて流体の瞬時流量が演算される。
ここでの演算式は例えば前式（１）を用いてもよい。
算処理することにより、しぼり前後差圧の瞬時値が求め
られ、この値に基づいて流体の瞬時流量が演算される。
ここでの演算式は例えば前式（１）を用いてもよい。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１〜図３は本発明に係る差圧流量計の第１実施
例を示す図である。まず、構成を説明する。図１におい
て、２０は管路であり、管路２０は加圧された作動油ま
たは気体など（以下、流体）の流路を形成する。管路２
０の途中（すなわち流路途中）にはしぼり２１が挿入さ
れており、このしぼり２１のしぼり長はＬで、また、し
ぼり径はｄで表してある。なお、Ｐ1はしぼり２１の前
側で発生する流体圧力（以下、前圧）、Ｐ2はしぼり２
１の後側で発生する流体圧力（以下、後圧）である。前
圧と後圧の差を「前後差圧」という。しぼり２１の前後
には各一対の第１の圧力センサ２２Ａ、２２Ｂと第２の
圧力センサ２３Ａ、２３Ｂが配置されており、これら第
１および第２の圧力センサ２２Ａ、２２Ｂ、２３Ａ、２
３Ｂは、以下に述べるように、それぞれ特性の異なるも
のを使用する。 ＜第１の圧力センサ２２Ａ、２２Ｂ＞基板上に電気抵抗
を有する所定材料を一体形成し、外圧による基板ひずみ
（たわみあるいは変形）を所定材料に伝達して伸縮さ
せ、伸縮に伴う格子定数の変化（すなわち抵抗値の変
化）を、外圧の大きさを表す物理量として外部に取り出
す、いわゆる「ピエゾ抵抗効果」を利用する圧力センサ
を使用する。この種の圧力センサとしては、絶縁膜上に
１個の抵抗体薄膜を張り付けた簡便なもの、４個の抵抗
体でホイートストーンブリッジ回路を構成するもの、さ
らには、Ｓｉ（シリコン）やＧｅ（ゲルマニウム）など
の半導体基板上に拡散技術によって抵抗素子を作り込む
もの、半導体基板の一部にごく薄い部分（ｄｉａｐｈｒ
ａｇｍ）を形成してその部分の格子定数変化を利用する
もの、などさまざまなものが実用化されている。特に、
半導体基板を使用するタイプのものは、近時の半導体技
術の進歩に伴って、温度特性が改善され、また小型化傾
向も著しい。
する。図１〜図３は本発明に係る差圧流量計の第１実施
例を示す図である。まず、構成を説明する。図１におい
て、２０は管路であり、管路２０は加圧された作動油ま
たは気体など（以下、流体）の流路を形成する。管路２
０の途中（すなわち流路途中）にはしぼり２１が挿入さ
れており、このしぼり２１のしぼり長はＬで、また、し
ぼり径はｄで表してある。なお、Ｐ1はしぼり２１の前
側で発生する流体圧力（以下、前圧）、Ｐ2はしぼり２
１の後側で発生する流体圧力（以下、後圧）である。前
圧と後圧の差を「前後差圧」という。しぼり２１の前後
には各一対の第１の圧力センサ２２Ａ、２２Ｂと第２の
圧力センサ２３Ａ、２３Ｂが配置されており、これら第
１および第２の圧力センサ２２Ａ、２２Ｂ、２３Ａ、２
３Ｂは、以下に述べるように、それぞれ特性の異なるも
のを使用する。 ＜第１の圧力センサ２２Ａ、２２Ｂ＞基板上に電気抵抗
を有する所定材料を一体形成し、外圧による基板ひずみ
（たわみあるいは変形）を所定材料に伝達して伸縮さ
せ、伸縮に伴う格子定数の変化（すなわち抵抗値の変
化）を、外圧の大きさを表す物理量として外部に取り出
す、いわゆる「ピエゾ抵抗効果」を利用する圧力センサ
を使用する。この種の圧力センサとしては、絶縁膜上に
１個の抵抗体薄膜を張り付けた簡便なもの、４個の抵抗
体でホイートストーンブリッジ回路を構成するもの、さ
らには、Ｓｉ（シリコン）やＧｅ（ゲルマニウム）など
の半導体基板上に拡散技術によって抵抗素子を作り込む
もの、半導体基板の一部にごく薄い部分（ｄｉａｐｈｒ
ａｇｍ）を形成してその部分の格子定数変化を利用する
もの、などさまざまなものが実用化されている。特に、
半導体基板を使用するタイプのものは、近時の半導体技
術の進歩に伴って、温度特性が改善され、また小型化傾
向も著しい。
【００１１】こうしたピエゾ抵抗効果を利用するタイプ
の圧力センサは、比較的大きな基板ひずみを伴うため
に、静圧や緩やかな圧力変動の検出に有利であり、本実
施例の構成によれば、前圧Ｐ1、後圧Ｐ2、それぞれの圧
力に含まれる直流の振動成分およびごく低周波の振動成
分を限定的に検出することができる。 ＜第２の圧力センサ２３Ａ、２３Ｂ＞水晶、ロッシェル
塩、チタン酸バリウムなどの強誘電体（以下、圧電素
子）に外圧を加えると静電気を発生する現象、いわゆる
「圧電効果」を利用した圧力センサを使用する。この種
の圧力センサは、静電気の漏れのために、主として衝撃
力の検出に用いられる。すなわち、圧電素子に加えられ
る外圧の変化分に相当する電圧を出力する。本実施例の
構成によれば、前圧Ｐ1、後圧Ｐ2、それぞれの圧力に含
まれる中・高周波の振動成分を限定的に検出することが
できる。
の圧力センサは、比較的大きな基板ひずみを伴うため
に、静圧や緩やかな圧力変動の検出に有利であり、本実
施例の構成によれば、前圧Ｐ1、後圧Ｐ2、それぞれの圧
力に含まれる直流の振動成分およびごく低周波の振動成
分を限定的に検出することができる。 ＜第２の圧力センサ２３Ａ、２３Ｂ＞水晶、ロッシェル
塩、チタン酸バリウムなどの強誘電体（以下、圧電素
子）に外圧を加えると静電気を発生する現象、いわゆる
「圧電効果」を利用した圧力センサを使用する。この種
の圧力センサは、静電気の漏れのために、主として衝撃
力の検出に用いられる。すなわち、圧電素子に加えられ
る外圧の変化分に相当する電圧を出力する。本実施例の
構成によれば、前圧Ｐ1、後圧Ｐ2、それぞれの圧力に含
まれる中・高周波の振動成分を限定的に検出することが
できる。
【００１２】第１の圧力センサ２２Ａ、２２Ｂから出力
される電気信号Ｓ22A、Ｓ22Bは、それぞれアンプ２４、
２５によって増幅された後、差動アンプ２６に加えら
れ、この差動アンプ２６から電気信号Ｓ22A、Ｓ22Bの
差、すなわち前後差圧のごく低周波成分（直流成分を含
む）の瞬時値に相当する差信号Ｓ26が出力される。第２
の圧力センサ２３Ａ、２３Ｂから出力される電気信号Ｓ
23A、Ｓ23Bは、それぞれアンプ２７、２８によって増幅
された後、差動アンプ２９に加えられ、この差動アンプ
２９から電気信号Ｓ23A、Ｓ23Bの差、すなわち前後差圧
の中・高周波成分の瞬時値に相当する差信号Ｓ29が出力
される。
される電気信号Ｓ22A、Ｓ22Bは、それぞれアンプ２４、
２５によって増幅された後、差動アンプ２６に加えら
れ、この差動アンプ２６から電気信号Ｓ22A、Ｓ22Bの
差、すなわち前後差圧のごく低周波成分（直流成分を含
む）の瞬時値に相当する差信号Ｓ26が出力される。第２
の圧力センサ２３Ａ、２３Ｂから出力される電気信号Ｓ
23A、Ｓ23Bは、それぞれアンプ２７、２８によって増幅
された後、差動アンプ２９に加えられ、この差動アンプ
２９から電気信号Ｓ23A、Ｓ23Bの差、すなわち前後差圧
の中・高周波成分の瞬時値に相当する差信号Ｓ29が出力
される。
【００１３】第１の演算器３０は、差信号Ｓ26を平均化
してその平均値からしぼり２１の平均流量Ｑを計算し、
また、第２の演算器３１は、差信号Ｓ29からしぼり２１
の流量変動ΔＱを演算する。これらの平均流量Ｑおよび
流量変動ΔＱは、第３の演算器３２によって加算処理さ
れ、流量値（Ｑ＋ΔＱ）が求められる。３３はＱ＋ΔＱ
を直読するためのディスプレイであり、表示波形からし
ぼり２１を通過する流体の流量値（Ｑ＋ΔＱ）を読み取
ることができる。なお、Ｐｄを前式（１）に代入し、計
算によって瞬時流量を求めるようにしてもよいことは勿
論である。
してその平均値からしぼり２１の平均流量Ｑを計算し、
また、第２の演算器３１は、差信号Ｓ29からしぼり２１
の流量変動ΔＱを演算する。これらの平均流量Ｑおよび
流量変動ΔＱは、第３の演算器３２によって加算処理さ
れ、流量値（Ｑ＋ΔＱ）が求められる。３３はＱ＋ΔＱ
を直読するためのディスプレイであり、表示波形からし
ぼり２１を通過する流体の流量値（Ｑ＋ΔＱ）を読み取
ることができる。なお、Ｐｄを前式（１）に代入し、計
算によって瞬時流量を求めるようにしてもよいことは勿
論である。
【００１４】次に、作用を説明する。図２は第１〜第３
の演算器３０〜３２における演算処理を含むフローチャ
ートである。処理をスタートすると、まず、ステップ４
０でＳ26を平均化して前後差圧（Ｐ1−Ｐ2）の平均値を
計算し、次いで、ステップ４１でこの平均値から平均流
量Ｑを計算する一方、ステップ４２でＳ29に基づいて流
量変動ΔＱを計算する。図３（ａ）は平均流量Ｑのグラ
フ、図３（ｂ）は流量変動ΔＱのグラフである。次に、
ステップ４３で平均流量Ｑと流量変動ΔＱとを加算処理
（Ｑ＋ΔＱ）する。図３（ｃ）はＱ＋ΔＱのグラフであ
る。
の演算器３０〜３２における演算処理を含むフローチャ
ートである。処理をスタートすると、まず、ステップ４
０でＳ26を平均化して前後差圧（Ｐ1−Ｐ2）の平均値を
計算し、次いで、ステップ４１でこの平均値から平均流
量Ｑを計算する一方、ステップ４２でＳ29に基づいて流
量変動ΔＱを計算する。図３（ａ）は平均流量Ｑのグラ
フ、図３（ｂ）は流量変動ΔＱのグラフである。次に、
ステップ４３で平均流量Ｑと流量変動ΔＱとを加算処理
（Ｑ＋ΔＱ）する。図３（ｃ）はＱ＋ΔＱのグラフであ
る。
【００１５】図３（ａ）において、平均流量Ｑはほぼ一
定の値で推移し、殆ど変動していない。これは、第１の
圧力センサ２２Ａ、２２Ｂがピエゾ抵抗効果を利用する
ものであり、しぼり２１の前後差圧のごく低周波成分
（直流成分を含む）を限定的に検出するからである。加
えて、第１の演算器３０でその一対のセンサ出力情報
（Ｓ26）を平均化するからである。一方、図３（ｂ）に
おいて、流量変動ΔＱはゼロを基準として正負に小刻み
に変動し、その変動幅（振幅のｐｅａｋ ｔｏ ｐｅａ
ｋ）は、しぼり２１の前後差圧の変動分に相当する。こ
れは、第２の圧力センサ２３Ａ、２３Ｂが圧電効果を利
用するものであり、しぼり２１の前後差圧の中・高周波
成分を限定的に検出するからである。
定の値で推移し、殆ど変動していない。これは、第１の
圧力センサ２２Ａ、２２Ｂがピエゾ抵抗効果を利用する
ものであり、しぼり２１の前後差圧のごく低周波成分
（直流成分を含む）を限定的に検出するからである。加
えて、第１の演算器３０でその一対のセンサ出力情報
（Ｓ26）を平均化するからである。一方、図３（ｂ）に
おいて、流量変動ΔＱはゼロを基準として正負に小刻み
に変動し、その変動幅（振幅のｐｅａｋ ｔｏ ｐｅａ
ｋ）は、しぼり２１の前後差圧の変動分に相当する。こ
れは、第２の圧力センサ２３Ａ、２３Ｂが圧電効果を利
用するものであり、しぼり２１の前後差圧の中・高周波
成分を限定的に検出するからである。
【００１６】したがって、かかる２種類の演算値（Ｑ、
ΔＱ）を加えあわせれば、図３（ｃ）に示すように、直
流分（Ｑ）と交流分（ΔＱ）を合成した波形が得られ、
この波形の各時点ごとの値によって、しぼり２１の前後
差圧の瞬時値を正確に表すことができる。なお、第１の
圧力センサ２２Ａ、２２Ｂと第２の圧力センサ２３Ａ、
２３Ｂの感度（印加圧力に対する出力電圧の大きさ）の
違いは、アンプ２４〜２８の増幅度調節によって容易に
補償することができる。
ΔＱ）を加えあわせれば、図３（ｃ）に示すように、直
流分（Ｑ）と交流分（ΔＱ）を合成した波形が得られ、
この波形の各時点ごとの値によって、しぼり２１の前後
差圧の瞬時値を正確に表すことができる。なお、第１の
圧力センサ２２Ａ、２２Ｂと第２の圧力センサ２３Ａ、
２３Ｂの感度（印加圧力に対する出力電圧の大きさ）の
違いは、アンプ２４〜２８の増幅度調節によって容易に
補償することができる。
【００１７】図４は、ＱとΔＱの加算処理に関する好ま
しい態様例である。この例では、第１の圧力センサ２２
Ａ、２２Ｂによる出力（Ｓ26に相当）をローパスフィル
ターに通し、また、第２の圧力センサ２３Ａ、２３Ｂに
よる出力（Ｓ29に相当）をハイパスフィルターに通す。
ローパスフィルターの通過上限周波数（ｆLOW）を決定
した後、ハイパスフィルターの通過下限周波数（ｆHi）
を最適化することにより、０Ｈｚから高周波域までの差
圧合計値（Ｐｄに相当）特性の平坦化を実現することが
できる。
しい態様例である。この例では、第１の圧力センサ２２
Ａ、２２Ｂによる出力（Ｓ26に相当）をローパスフィル
ターに通し、また、第２の圧力センサ２３Ａ、２３Ｂに
よる出力（Ｓ29に相当）をハイパスフィルターに通す。
ローパスフィルターの通過上限周波数（ｆLOW）を決定
した後、ハイパスフィルターの通過下限周波数（ｆHi）
を最適化することにより、０Ｈｚから高周波域までの差
圧合計値（Ｐｄに相当）特性の平坦化を実現することが
できる。
【００１８】以上述べたように、本実施例によれば、差
圧振動のごく低周波成分（直流成分を含む）を限定的に
検出する「ピエゾ抵抗効果」利用の第１の圧力センサ２
２Ａ、２２Ｂと、差圧振動の中・高周波成分を減退的に
検出する「圧電効果」利用の第２の圧力センサ２３Ａ、
２３Ｂとを使用するので、測定感度の向上と広いダイナ
ミックレンジの確保とを両立させることができ、微小な
流量変動からきわめて大きな流量変動までを正確に測定
できる。
圧振動のごく低周波成分（直流成分を含む）を限定的に
検出する「ピエゾ抵抗効果」利用の第１の圧力センサ２
２Ａ、２２Ｂと、差圧振動の中・高周波成分を減退的に
検出する「圧電効果」利用の第２の圧力センサ２３Ａ、
２３Ｂとを使用するので、測定感度の向上と広いダイナ
ミックレンジの確保とを両立させることができ、微小な
流量変動からきわめて大きな流量変動までを正確に測定
できる。
【００１９】図５は本発明に係る差圧流量計の第２実施
例を示す図であり、上記第１実施例の改良例である。こ
の例では、しぼり５０の穴５０ａを複数個とし、多量の
流体が流れる場合の流路抵抗増大を防止する。各穴５０
ａの径および深さが第１実施例のしぼり２１と同じとす
ると、最終的に求められた流量計算結果を、穴５０ａの
数（図５では４個）倍する。
例を示す図であり、上記第１実施例の改良例である。こ
の例では、しぼり５０の穴５０ａを複数個とし、多量の
流体が流れる場合の流路抵抗増大を防止する。各穴５０
ａの径および深さが第１実施例のしぼり２１と同じとす
ると、最終的に求められた流量計算結果を、穴５０ａの
数（図５では４個）倍する。
【００２０】図６は本発明に係る差圧流量計の第３実施
例を示す図であり、第２実施例（第１実施例でも構わな
い）の改良例である。特に、半導体を用いたひずみ型圧
力センサ（以下、半導体圧力センサ）を使用する場合に
好適な例である。図６において、６０Ａ、６０Ｂは半導
体圧力センサを使用した第１の圧力センサであり、第１
の圧力センサ６０Ａ、６０Ｂの直近には、それぞれ温度
センサ６１Ａ、６１Ｂが取り付けられている。第１の圧
力センサ６０Ａ、６０Ｂからの信号Ｓ60A、Ｓ60Bは、温
度センサ６１Ａ、６１Ｂからの信号Ｓ61A、Ｓ61Bととも
に、アンプ６２、６３に与えられ、これらのアンプ内で
温度補償が行われる。温度補償の方法としては、例えば
第１の圧力センサ６０Ａ、６０Ｂの温度特性を測定して
おき、その測定データをマップ等の形で保持し、実際の
測定温度に基づいてマップから補正データを読み出し、
アンプ６２、６３のオフセット量やゲインを調節しても
よい。このようにすると、半導体を用いたひずみ型圧力
センサに少なからず存在する弱点、すなわち温度依存性
を克服できる。
例を示す図であり、第２実施例（第１実施例でも構わな
い）の改良例である。特に、半導体を用いたひずみ型圧
力センサ（以下、半導体圧力センサ）を使用する場合に
好適な例である。図６において、６０Ａ、６０Ｂは半導
体圧力センサを使用した第１の圧力センサであり、第１
の圧力センサ６０Ａ、６０Ｂの直近には、それぞれ温度
センサ６１Ａ、６１Ｂが取り付けられている。第１の圧
力センサ６０Ａ、６０Ｂからの信号Ｓ60A、Ｓ60Bは、温
度センサ６１Ａ、６１Ｂからの信号Ｓ61A、Ｓ61Bととも
に、アンプ６２、６３に与えられ、これらのアンプ内で
温度補償が行われる。温度補償の方法としては、例えば
第１の圧力センサ６０Ａ、６０Ｂの温度特性を測定して
おき、その測定データをマップ等の形で保持し、実際の
測定温度に基づいてマップから補正データを読み出し、
アンプ６２、６３のオフセット量やゲインを調節しても
よい。このようにすると、半導体を用いたひずみ型圧力
センサに少なからず存在する弱点、すなわち温度依存性
を克服できる。
【００２１】また、図示はしないが、一般的なひずみゲ
ージに採用されている機械的な温度補償を応用すること
もできる。第１の圧力センサの内部の熱が伝わりやすい
場所に、センサ感圧部としてのダイアフラムと同材質の
板を取り付け、この板にホイートストンブリッジ回路の
一部を張り付けて構成する。温度変化に伴うダイアフラ
ムのたわみ量をホイートストンブリッジ回路のバランス
調節によって打ち消すことができ、定常温度における測
定精度の向上を図ることができる。
ージに採用されている機械的な温度補償を応用すること
もできる。第１の圧力センサの内部の熱が伝わりやすい
場所に、センサ感圧部としてのダイアフラムと同材質の
板を取り付け、この板にホイートストンブリッジ回路の
一部を張り付けて構成する。温度変化に伴うダイアフラ
ムのたわみ量をホイートストンブリッジ回路のバランス
調節によって打ち消すことができ、定常温度における測
定精度の向上を図ることができる。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、ピエゾ抵抗効果を利用
する第１の圧力センサと圧電効果を利用する第２の圧力
センサとを組み合せ、両者の特性を活用するようにした
ので、検出感度の向上とダイナミックレンジの拡大とを
両立することができる。
する第１の圧力センサと圧電効果を利用する第２の圧力
センサとを組み合せ、両者の特性を活用するようにした
ので、検出感度の向上とダイナミックレンジの拡大とを
両立することができる。
【図１】第１実施例の構成図である。
【図２】第１実施例のフローチャートである。
【図３】第１実施例の信号図である。
【図４】第１実施例の差圧合計の演算概念図である。
【図５】第２実施例の構成図である。
【図６】第３実施例の構成図である。
【図７】従来例の要部の構成図である。
２０：流路 ２１：しぼり ２２Ａ、２２Ｂ：第１の圧力センサ ２３Ａ、２３Ｂ：第２の圧力センサ
Claims (1)
- 【請求項１】流体の流路（２０）途中に挿入されたしぼ
り（２１）と、該しぼりの前後に配置されたピエゾ抵抗
効果を利用する一対の第１の圧力センサ（２２Ａ、２２
Ｂ）と、同じくしぼりの前後に配置された圧電効果を利
用する一対の第２の圧力センサ（２３Ａ、２３Ｂ）と、
を備え、前記第１の圧力センサによって検出されたしぼ
り前後の圧力情報、および、前記第２の圧力センサによ
って検出されたしぼり前後の圧力情報に基づいて、前記
しぼり前後の差圧情報を演算し、該差圧情報から前記流
体の流量を演算することを特徴とする差圧流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27160491A JPH05107090A (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | 差圧流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27160491A JPH05107090A (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | 差圧流量計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05107090A true JPH05107090A (ja) | 1993-04-27 |
Family
ID=17502393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27160491A Pending JPH05107090A (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | 差圧流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05107090A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003287545A (ja) * | 2002-03-28 | 2003-10-10 | Olympus Optical Co Ltd | 分注装置 |
| JP2006519997A (ja) * | 2003-03-12 | 2006-08-31 | ローズマウント インコーポレイテッド | マルチセンサを備えた流量装置 |
| CN103453947A (zh) * | 2012-05-29 | 2013-12-18 | 罗斯蒙德公司 | 具有冗余传感器的压差变送器 |
| JP2015034762A (ja) * | 2013-08-09 | 2015-02-19 | 株式会社菊池製作所 | 差圧式流量計 |
| JP2016151547A (ja) * | 2015-02-19 | 2016-08-22 | 株式会社メトロール | 位置検出装置 |
| JP2019203903A (ja) * | 2019-08-02 | 2019-11-28 | 株式会社メトロール | 位置検出装置 |
-
1991
- 1991-10-21 JP JP27160491A patent/JPH05107090A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003287545A (ja) * | 2002-03-28 | 2003-10-10 | Olympus Optical Co Ltd | 分注装置 |
| JP2006519997A (ja) * | 2003-03-12 | 2006-08-31 | ローズマウント インコーポレイテッド | マルチセンサを備えた流量装置 |
| CN103453947A (zh) * | 2012-05-29 | 2013-12-18 | 罗斯蒙德公司 | 具有冗余传感器的压差变送器 |
| CN103453947B (zh) * | 2012-05-29 | 2016-12-07 | 罗斯蒙特公司 | 具有冗余传感器的压差变送器 |
| JP2015034762A (ja) * | 2013-08-09 | 2015-02-19 | 株式会社菊池製作所 | 差圧式流量計 |
| JP2016151547A (ja) * | 2015-02-19 | 2016-08-22 | 株式会社メトロール | 位置検出装置 |
| JP2019203903A (ja) * | 2019-08-02 | 2019-11-28 | 株式会社メトロール | 位置検出装置 |
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