JPH0627127A - 風速センサ - Google Patents

風速センサ

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Publication number
JPH0627127A
JPH0627127A JP20294092A JP20294092A JPH0627127A JP H0627127 A JPH0627127 A JP H0627127A JP 20294092 A JP20294092 A JP 20294092A JP 20294092 A JP20294092 A JP 20294092A JP H0627127 A JPH0627127 A JP H0627127A
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JP
Japan
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temperature
sensor
wind speed
resistance element
thermistor
Prior art date
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Pending
Application number
JP20294092A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinichi Osada
慎一 長田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0627127A publication Critical patent/JPH0627127A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱放散係数の小さい、例えばサーミスタ等を
温度補償用抵抗体として用いても回路基板からの熱を受
けて誤動作することなく、温度補償用としての素子機能
を十分に発揮でき、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。 【構成】 ブリッジ回路の異なる辺に風速を検知する検
出用感温抵抗素子として白金センサ7と温度補償用感温
抵抗素子としてサーミスタ13を組み込む。一方、回路基
板16には白金センサ7よりも先方に突出する一対のアー
ム15を形成する。この両アーム15にサーミスタ13を掛け
渡し、白金センサ7に対し、非接触状態を保って近接配
置する。

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6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、しかも、風速検知用センサ7と温
度補償用センサ10の抵抗温度係数の揃ったものを使用し
なければならないために、風速センサのコストが非常に
高価になるという問題があった。
【0006】そこで、本出願人らは次のような構成を提
案した。すなわち、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10には部品価格の
高価な白金センサの替わりに部品価格の安価なサーミス
タ13を用いて、図3に示すように白金センサ7とサーミ
スタ13をブリッジ回路の対角側に配設して安価な風速セ
ンサの作製を試みた。このサーミスタ13としては、長期
安定性が要求されるために高信頼性のビード型サーミス
タが用いられるが、このビード型サーミスタ13は熱放散
係数が1.0 〜2.0 mW/℃と小さいために環境温度の変
化を早い熱応答性で検知することができる。
【0007】ところが、サーミスタ13単体の温度特性は
図4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、図4の(b)に示すように、このサー
ミスタ13に抵抗器R3 を並列に接続し、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A2のように
直線化し、必要に応じ抵抗器R4 を接続して感度を調整
している。
【0008】そして、前記並列回路9と抵抗器R4 の直
列接続による温度補償用回路12を風速検知用センサ7と
対角側のブリッジ辺に設けることにより、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
き方向を風速検知用センサ7の温度補償の方向に合わせ
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持った別の白金センサ(実際には温
度補償用回路12)を図6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。
【0009】図5には、図6に示す回路の回路基板への
実装構造が示されており、回路基板14上にはブリッジ回
路1や差動増幅器11等を含む信号回路20が形成され、風
速検知用センサ7と温度補償用センサ10が回路基板14の
端縁部から並んで突出して設けられ、両センサ7,10は
近接配置されている。
【0010】出願人はこの従来の実装構造を参照して温
度補償用センサとしてサーミスタ13を用いた図3に示す
提案例の回路を従来と同様な態様で前記回路基板14上に
図2に示すように実装してみた。この実装構造は、図5
と同様に回路基板14上に信号回路20が形成され、回路基
板14の端縁部に風速検知用センサとして白金センサ7が
突設され、この白金センサ7の隣にサーミスタ13が突設
された構造となっている。
【0011】ところが、この提案例の実装構造では、サ
ーミスタ13は熱放散係数が小さいために他の熱源からの
熱を受け易い。その上、このサーミスタ13は信号回路20
との距離が近く、かつ、一般の回路基板14は熱伝導率が
あまり小さくないので回路基板14を介して信号回路20の
熱を受け易いという問題があり、そのためにサーミスタ
13の温度がそれら外部からの伝達熱に左右されて気流の
温度を正確に検知することができず、温度補償機能を十
分に発揮できなくなるという問題があった。
【0012】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、その目的は、熱放散係数の小さい、例え
ばサーミスタ等を温度補償用抵抗体として用いても回路
基板からの熱を受けて誤動作することなく、温度補償用
としての素子機能を十分に発揮でき、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。
【0013】
【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、ブリッジ回路の異なる辺に風速を検知する検出
用感温抵抗素子と温度補償用感温抵抗素子が組み込ま
れ、検出用感温抵抗素子側のブリッジ辺出力信号が温度
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、検出用感温抵抗素子は回路基板に先端を外側に
突出した態様で実装されており、検出用感温抵抗素子の
両側からは回路基板の一部がアームとして検出用感温抵
抗素子よりも先方に突出形成されており、この両アーム
に温度補償用感温抵抗素子が掛け渡されて検出用感温抵
抗素子に対し非接触状態を保って近接配置されているこ
とを特徴として構成されている。
【0014】
【作用】風速センサの電源をオンして回路動作が行われ
ると、回路素子が発熱する。その熱は回路基板に伝播す
るが、回路基板から先端を外に突き出した熱伝達距離の
長いアームにより、その熱は減衰して、アーム先端では
伝達熱が殆どなくなる。このため、温度補償用感温抵抗
素子にその熱を加えない。これにより、温度補償用感温
抵抗素子は回路基板からの熱の影響を受けることなく、
温度補償用センサとしての機能を十分に発揮する。
【0015】
【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には本実施例に係わる風速センサの実装構造
の説明図が示されている。
【0016】本実施例の風速センサの回路基板16には、
一般の回路基板に比べて熱伝導率の低い、例えばフェノ
ール樹脂やエポキシ樹脂やガラスエポキシ樹脂等の絶縁
樹脂板が用いられ、この回路基板16の中央部表面には図
3に示すようなブリッジ回路1や差動増幅器11等の信号
回路20が形成されている。この回路基板16の一端側の端
縁部中央に検出用感温抵抗素子としての白金センサ7が
突出して配設されており、この白金センサ7の突き出し
部の両側に白金センサ7よりも先方に突き出して一対の
アーム15が突設されている。このアーム15の先端側には
白金センサ7よりも先方に温度補償用感温抵抗素子とし
てのサーミスタ13が掛け渡されて白金センサ7に対し非
接触状態を保って近接配置されている。なお、この温度
補償用感温抵抗素子13としては長期安定性が要求される
ため、高信頼性で、かつ、白金センサ7に比べて極めて
安価なビード型サーミスタが用いられる。
【0017】また、白金センサ7や信号回路20からの熱
伝達がサーミスタ13に伝達し難くするためには、回路基
板16に使用する絶縁板は熱伝導率は小さければ小さいほ
どよいが、実験結果から熱伝導率は0.3 W・m-1・K-1
以下であることが望ましい。因みに前期フェノール樹脂
板やエポキシ樹脂板やガラスエポキシ板の熱伝導率は0.
2 W・m-1・K-1であり、前記条件を十分に満たしてい
る。
【0018】さらに、サーミスタ13は風速検出素子であ
る白金センサ7が受ける気流の温度を検知するため、白
金センサ7との距離が小さいことが望ましい。空気の熱
伝導率は約0.02W・m-1・K-1と極めて小さいため、白
金センサ7とサーミスタ13が空気を介して近接した場合
にも白金センサ7からサーミスタ13への熱の伝達は殆ど
ない。
【0019】本実施例によれば、回路基板16として熱伝
導率の低い絶縁樹脂板を用い、この回路基板16のアーム
15の先端にサーミスタ13を掛け渡す構成としてサーミス
タ13を信号回路20から遠い位置に配置し、かつ、このサ
ーミスタ13を空気を介して白金センサ7と近接配置した
ので、サーミスタ13は白金センサ7や信号回路20からの
熱の影響を受けることがなく、温度補償用感温抵抗素子
として十分その機能を発揮することができる。これによ
り、部品価格の高い白金センサ7に替えて部品価格の安
価なサーミスタ13を採用することが可能となり、低コス
トの風速センサを提供することができる。
【0020】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
実施例では風速検出用感温抵抗素子を白金センサで構成
したが、この風速検出用感温抵抗素子は正の抵抗温度係
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、温度補償用感温抵抗素子もサーミスタ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。
【0021】また、上記実施例では、回路基板16に熱伝
導率の小さい絶縁基板を用いたが、一般用の回路基板を
用いてもよく、この場合でも上記アーム15を突設した実
装構造を採用することにより、サーミスタ13への熱伝導
の影響を少なくして風速センサとして支障なく使用でき
るものである。
【0022】
【発明の効果】本発明は、温度補償用感温抵抗素子を負
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、温度補償用感温抵抗素子として安価なサ
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。
【0023】また、回路基板のアームの先端に温度補償
用感温抵抗素子を掛け渡す構成としたので、温度補償用
感温抵抗素子は検出用感温抵抗素子やブリッジ回路等か
らの熱の影響を受けることがなく、温度補償用感温抵抗
素子として十分その機能を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例に係わる風速センサの回路基板への実
装構造の説明図である。
【図2】提案例の風速センサの回路基板への実装構造の
説明図である。
【図3】提案例の風速センサの回路図である。
【図4】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5】一般的な風速センサの回路基板への実装構造の
説明図である。
【図6】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 風速検出用感温抵抗素子(白金センサ) 13 温度補償用感温抵抗素子(サーミスタ) 15 アーム 16 回路基板 20 信号回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ブリッジ回路の異なる辺に風速を検知す
    る検出用感温抵抗素子と温度補償用感温抵抗素子が組み
    込まれ、検出用感温抵抗素子側のブリッジ辺出力信号が
    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、検出用感温抵抗素子は回路基板に先端を外
    側に突出した態様で実装されており、検出用感温抵抗素
    子の両側からは回路基板の一部がアームとして検出用感
    温抵抗素子よりも先方に突出形成されており、この両ア
    ームに温度補償用感温抵抗素子が掛け渡されて検出用感
    温抵抗素子に対し非接触状態を保って近接配置されてい
    る風速センサ。
JP20294092A 1992-07-07 1992-07-07 風速センサ Pending JPH0627127A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20294092A JPH0627127A (ja) 1992-07-07 1992-07-07 風速センサ

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20294092A JPH0627127A (ja) 1992-07-07 1992-07-07 風速センサ

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JPH0627127A true JPH0627127A (ja) 1994-02-04

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ID=16465685

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JP20294092A Pending JPH0627127A (ja) 1992-07-07 1992-07-07 風速センサ

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JP (1) JPH0627127A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100798771B1 (ko) * 1998-08-04 2008-01-29 독토르 힐셔 게엠베하 초음파 변환기의 냉각 시스템
JP2011033444A (ja) * 2009-07-31 2011-02-17 Murata Mfg Co Ltd 放熱型環境センサ

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