JPH0618540A - 風速センサ - Google Patents

風速センサ

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JPH0618540A
JPH0618540A JP20024592A JP20024592A JPH0618540A JP H0618540 A JPH0618540 A JP H0618540A JP 20024592 A JP20024592 A JP 20024592A JP 20024592 A JP20024592 A JP 20024592A JP H0618540 A JPH0618540 A JP H0618540A
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JP
Japan
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sensor
temperature
thermistor
wind speed
resistor
Prior art date
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Pending
Application number
JP20024592A
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English (en)
Inventor
Shinichi Osada
慎一 長田
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 定温度差法方式の風速センサを安価に提供す
る。 【構成】 風速センサを構成するブリッジ回路1の出力
端6とグランドとの間に正の抵抗温度係数をもった白金
センサからなる風速検知用センサ7を設ける。温度補償
用センサ13は負の抵抗温度係数をもったサーミスタによ
って構成し、このサーミスタ13は風速検知用センサ7と
対角側のブリッジ辺に設ける。サーミスタ13には抵抗器
3 を並列に接続してサーミスタ13の温度特性を直線状
にする。この直線の方向は風速検知用センサ7と対角辺
に設けることで同センサ7の方向と一致する。さらに、
サーミスタ13と抵抗器R3 との並列回路に抵抗器R4
直列に接続してサーミスタ13側の感度を下げて風速検知
用センサ7の感度に合わせる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、定温度差法方式の風速
センサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図3には定温度差法方式の一般的な風速
センサの基本回路が示されている。同図において、4辺
のブリッジ回路1の入力端2側にはトランジスタ3を介
して電源4が接続されており、ブリッジ回路1の他の入
力端5側はグランドに接続されている。そして、入力端
2と出力端6との間には抵抗器R1 が接続され、出力端
6とグランド間には風速検知用センサ7が接続されてい
る。また、入力端2と出力端8との間には抵抗器R2
接続され、出力端8とグランド間には温度補償用センサ
10が接続され、風速検知用センサ7 のブリッジ辺出力電
圧VH と温度補償用センサ10のブリッジ辺出力電圧VT
との差がオペアンプ等の差動増幅器11によって求めら
れ、この差動出力が風速検出信号として出力される一方
において、前記トランジスタ3のベースに加えられてい
る。
【0003】前記風速検知用センサ7と温度補償用セン
サ10はともに正の抵抗温度係数をもった白金の感温抵抗
素子によって構成されており、このセンサ7,10の抵抗
温度係数は一般の抵抗器に比べ、一桁以上大きく、ばら
つきの小さいほぼ同一の抵抗温度係数をもったものが使
われている。また、抵抗器R2 と温度補償センサ10との
合成抵抗値は抵抗器R1 と風速検知用センサ7との合成
抵抗値よりも十分大きな値となっており、これにより、
電源4からの電流によって風速検知用センサ7は自己発
熱してヒータとして機能し、一方、温度補償用センサ10
は自己発熱しない状態を保って気流の温度を検出する機
能を有し、この風速検知用センサ7と温度補償用センサ
10との温度差が設定の一定温度差となったときにブリッ
ジ端子6,8の出力電圧が平衡状態になるように各ブリ
ッジ辺の抵抗値が設定されている。
【0004】この種の風速センサにおいて、気流が風速
検知用センサ7を通過すると、気流の風速の大きさに応
じて風速検知用センサ7の放熱量が変化し、抵抗値が変
化する。この抵抗値の変化により出力端子6の電圧VH
が変化する。このとき、気流の温度に対応する出力端子
8の電圧VT と前記VH の差が差動増幅器11で求められ
ることにより、気流の温度変化の影響が取り除かれ、こ
の温度補償された差動増幅器11の差動出力が風速検出信
号として取り出される。その一方において、その差動出
力はトランジスタ3に加えられる結果、トランジスタ3
がオンし、電源4からの電流が風速検知用センサ7に流
れて気流による放熱分だけ発熱駆動が行われ、風速検知
用センサ7と温度補償用センサ10との温度差が常に一定
になるように制御されるものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
の定温度差法の風速センサは、風速検知用センサ7とと
もに温度補償用センサ10も部品コストの高価な白金セン
サが使用されており、風速センサのコストが高価になる
という問題があった。
【0006】本発明は上記従来の課題を解決するために
なされたものであり、その目的は、風速検出の性能を落
とすことなく、低コスト化を達成することができる風速
センサを提供することにある。
【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、次のように構成されている。すなわち、本
発明は、4辺のブリッジ回路の一辺には風速検知用セン
サが設けられ、他の一辺には温度補償用センサが設けら
れ、風速検知用センサのブリッジ辺出力電圧が温度補償
されて風速検出信号として出力される風速センサにおい
て、前記風速検知用センサは正の抵抗温度係数をもった
感温抵抗素子からなり、温度補償用センサは負の抵抗温
度係数をもった感温抵抗素子からなり、この温度補償用
センサは風速検知用センサと対角側のブリッジ辺に設け
られるとともに、この温度補償用センサには温度特性を
改変する抵抗体が並列に接続されていることを特徴とし
て構成されている。
【0008】
【作用】上記構成の本発明において、風速検知用センサ
は正の抵抗温度係数をもち、温度補償用センサは負の抵
抗温度係数をもっている。例えば、風速検知用センサを
白金センサで構成し、温度補償用センサをサーミスタで
構成した場合、白金センサの温度に対する抵抗値の変化
の特性は正の直線性を示すが、サーミスタは負のエクス
ポーネンシャル曲線を示す。ところが、このサーミスタ
に抵抗体が並列に接続されることで、サーミスタと抵抗
体との並列回路の合成抵抗が小さくなり、この並列合成
抵抗の温度特性は負の直線性を示し、かつ、その傾きが
白金センサと丁度正負が逆になる大きさに改変される。
このサーミスタと抵抗体との並列回路が白金センサと対
角側のブリッジ辺に設けられており、このことは、前記
並列回路の温度特性の正負を逆にした、つまり、白金セ
ンサと同一特性のサーミスタの並列回路を白金センサと
対応するブリッジ辺、つまり、従来例の温度補償センサ
と同じ辺に設けたことと等価となり、白金センサに比べ
安価なサーミスタを用いて温度補償が可能となる。
【0009】
【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には本発明に係る風速センサの一実施例の回
路構成が示されている。この実施例の風速センサも、前
記従来例と同様に4辺のブリッジ回路1を備えた定温度
差法方式のもので、従来例と同一の部分には同一符号が
付されている。本実施例では、風速検知用センサ7は風
速センサの心臓部となる重要な部分なので、温度特性に
優れた白金センサを用いるが、温度補償用センサは部品
価格の高価な白金センサを用いることなく、部品価格の
安価なサーミスタを用いて構成している。
【0010】このため、本実施例では、出力端8とグラ
ンド間に抵抗器R5 を接続し、入力端2と出力端8との
間に本実施例の特有な温度補償用回路12を設けている。
この温度補償用回路12は温度補償用センサとして機能す
る負の抵抗温度係数をもったサーミスタ13と、抵抗体と
しての抵抗器R3 との並列回路に、感度調整抵抗として
機能する抵抗器R4 を直列に接続したものからなる。
【0011】このように、本実施例では、サーミスタ13
に抵抗器R3 を並列に接続することにより、サーミスタ
13の温度特性を直線化(リニアライズ化)している。す
なわち、サーミスタ13単体の温度特性は図2の(a)の
曲線A1 に示すように、エクスポーネンシャルの特性を
呈しており、これに対して風速検知用センサ7の白金セ
ンサは直線性の温度特性を有しているので、このままで
は温度補償用の素子としての機能が損なわれる。そこ
で、このサーミスタ13に抵抗器R3 を並列に接続するこ
とにより、サーミスタ13と抵抗器R3 との並列回路9の
合成抵抗が小さくなることを利用して、この並列回路9
の温度特性を直線化している。例えば、図2の(b)に
示すサーミスタ13の抵抗値R0 を5KΩとしたとき、こ
れと同じ5KΩの抵抗器R3 を並列に接続すると、図2
の(a)のA2 のような温度特性となり、わずかに下に
凸のほぼ直線に近い特性となる。サーミスタ13に抵抗値
2KΩの抵抗器R3 を並列に接続すると、サーミスタ13
との並列合成抵抗値がさらに小さくなる結果、今度は、
図2の(a)のA3 の特性に示すように、わずかに上に
凸の直線に近い特性に改変される。
【0012】このように、サーミスタ13に並列に接続す
る抵抗器R3 の抵抗値が非常に大きいときにはエクスポ
ーネンシャルの特性を呈するが、R3 の抵抗値を小さく
して行くとほぼ直線に近い下に凸の特性となり、さらに
3 の抵抗値を小さくして行くと、直線に近い上に凸の
特性となる。また、ほぼ直線に近い特性の負の傾きは抵
抗器R3 の抵抗の値が小さくなるにつれ小さくなる。し
たがって、サーミスタ13に並列接続する抵抗器R3 の抵
抗値を選定することにより、風速検知用センサ7の温度
特性の傾きと絶対値を等しくすることができる。このよ
うに、サーミスタ13に並列接続する抵抗器R3 のみによ
って、サーミスタ13の温度特性を直線性にし、かつ、そ
の負の傾きの絶対値を風速検知用センサ7の白金センサ
の正の傾きと同一にできれば、特に、抵抗器R4 を設け
る必要はない。しかし、抵抗器R3 のみではサーミスタ
13側の並列回路の抵抗温度係数、つまり、感度を風速検
知用センサ7の感度と一致させることが困難な場合もあ
り、このときには、さらに抵抗器R4 をサーミスタと抵
抗器R3 との並列回路9に直列に接続する。
【0013】一般に、サーミスタ13は温度変化に対する
抵抗変化が大きく、感度が白金センサよりも遙かに大き
い。このサーミスタ13に抵抗器R3 を並列に接続するこ
とにより感度を小さくすることができるが、さらに感度
を小さくしたいときには、抵抗器R4 を直列に接続する
ことにより、温度補償用回路12の抵抗温度係数を小さく
することができ、風速検知用センサ7の白金センサと感
度(傾きの絶対値)を一致させることができる。前記の
如くして、本実施例では風速検知用センサ7の傾きと正
負は異なるが、温度特性を直線状にし、その傾きの絶対
値を風速検知用センサ7に一致させている。
【0014】また、温度補償用回路12を風速検知用セン
サ7と対角側のブリッジ辺に設けていることにより、サ
ーミスタ側の温度特性の傾き方向を逆にして、風速検知
用センサ7の傾き方向に改変している。すなわち、温度
補償用回路12をセンサ7と対角側に設けることで、ブリ
ッジ効果、つまり、互いに対角する辺の抵抗値の積が一
定になるという効果により、温度補償用回路12の温度特
性の傾き方向を逆にでき、この逆にしたものを出力端8
とグランドとの間に介設した場合と等価にしている。こ
のことは、風速検知用センサ7の白金センサと同一の温
度特性をもった別の白金センサ(実際には温度補償用回
路12)を図3の回路と同様に風速検知用センサ7と対応
するブリッジ辺、つまり、出力端8とグランド間に設け
たものと等価になることを意味し、温度特性の異なるサ
ーミスタ13を用いて風速検知用センサ7の温度補償が、
白金センサを用いた場合と同様に行うことができるので
ある。
【0015】したがって、本実施例によれば、温度補償
用センサを部品コストの高い白金センサを用いることな
く、安価なサーミスタ13を用いて構成することができる
ので、風速センサを安価に提供することが可能となり、
素子コストで1桁以上のコストダウンを達成することが
できた。
【0016】また、サーミスタ固有のエクスポーネンシ
ャルの温度特性を抵抗器R3 により直線状にし、しか
も、必要に応じ抵抗器R4 を用いて風速検知用センサ7
と感度を合わせることができるので、風速検出の性能に
おいても温度補償用センサに白金センサを用いた場合と
遜色のない性能を得ることができる。本発明者はこの効
果を確かめるために実験を行ったところ、サーミスタ13
の並列回路9の温度特性がほとんど直線となる0℃〜40
℃の範囲に使用温度範囲を限定することにより、温度補
償用センサとして白金センサを用いた場合と同等の性能
が得られることを実証することができた。
【0017】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
とはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記
実施例では風速検知用センサを白金センサで構成した
が、この風速検知用センサは正の抵抗温度係数を持った
感温抵抗素子であれば他の素子であってもよい。また、
温度補償用センサもサーミスタ13以外の負の抵抗温度係
数をもった安価な感温抵抗素子を用いて構成することが
できる。
【0018】
【発明の効果】本発明は、温度補償用センサを負の抵抗
温度係数をもった感温抵抗素子により構成したものであ
るから、温度補償用センサとして安価なサーミスタ等の
素子を用いて構成することができ、装置コストを安価に
することができる。
【0019】また、サーミスタ等のエクスポーネンシャ
ルな温度特性をもったものであっても、温度特性を改変
する抵抗体を並列に接続することで、温度特性を直線状
にしてその傾きを風速検知用センサに合わせることがで
き、しかも、この並列回路を風速検知用センサと対角側
のブリッジ辺に設けることにより、等価回路的に、温度
補償側の温度特性の傾きの方向を風速検知用センサの温
度特性の傾き方向に合わせることができるので、温度補
償用センサとして高価な白金センサを用いた場合と遜色
のない性能を確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る風速センサの一実施例を示す回路
図である。
【図2】同実施例における温度補償用センサ側の温度特
性の改変例の説明図である。
【図3】定温度差法方式の一般的な風速センサの基本回
路図である。
【符号の説明】
1 ブリッジ回路 2,5 入力端 6,8 出力端 7 風速検知用センサ 13 温度補償用センサ(サーミスタ)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 4辺のブリッジ回路の一辺には風速検知
    用センサが設けられ、他の一辺には温度補償用センサが
    設けられ、風速検知用センサのブリッジ辺出力電圧が温
    度補償されて風速検出信号として出力される風速センサ
    において、前記風速検知用センサは正の抵抗温度係数を
    もった感温抵抗素子からなり、温度補償用センサは負の
    抵抗温度係数をもった感温抵抗素子からなり、この温度
    補償用センサは風速検知用センサと対角側のブリッジ辺
    に設けられるとともに、この温度補償用センサには温度
    特性を改変する抵抗体が並列に接続されている風速セン
    サ。
JP20024592A 1992-07-03 1992-07-03 風速センサ Pending JPH0618540A (ja)

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JP20024592A JPH0618540A (ja) 1992-07-03 1992-07-03 風速センサ

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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