JPH073351B2 - 質量流量計 - Google Patents
質量流量計Info
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- JPH073351B2 JPH073351B2 JP62041747A JP4174787A JPH073351B2 JP H073351 B2 JPH073351 B2 JP H073351B2 JP 62041747 A JP62041747 A JP 62041747A JP 4174787 A JP4174787 A JP 4174787A JP H073351 B2 JPH073351 B2 JP H073351B2
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Description
【産業上の利用分野】 本発明は特に発熱抵抗膜を用いて流体の質量流量計を測
定する質量流量計測装置に関するものである。
定する質量流量計測装置に関するものである。
従来、この種の流量計としては、例えば特公昭49−3871
号に記載されているように、円形の断面形状を持つ支持
部材の前縁部と後縁部に金属皮膜を形成して発熱させ、
流体中における支持部材の前縁部と後縁部の熱伝達率の
違いによる放熱量の差を検知して流速を測定し、同時に
流体の流れ方向を検出するものがある。また、銅メッキ
したタングステン線を発熱用抵抗体として駆動する方法
として、２つの発熱用抵抗線を第５図のごとくブリッジ
の対辺に組込んで並列に接続して発熱させ、両者の平均
電圧が一定になるように駆動する方法が例えば日本機械
学会第786回講演会講演論文集（‘69−3,P29〜）に掲載
されている。
号に記載されているように、円形の断面形状を持つ支持
部材の前縁部と後縁部に金属皮膜を形成して発熱させ、
流体中における支持部材の前縁部と後縁部の熱伝達率の
違いによる放熱量の差を検知して流速を測定し、同時に
流体の流れ方向を検出するものがある。また、銅メッキ
したタングステン線を発熱用抵抗体として駆動する方法
として、２つの発熱用抵抗線を第５図のごとくブリッジ
の対辺に組込んで並列に接続して発熱させ、両者の平均
電圧が一定になるように駆動する方法が例えば日本機械
学会第786回講演会講演論文集（‘69−3,P29〜）に掲載
されている。
第６図に示すように、発熱抵抗体は、ある間隔を持った
二本の発熱用抵抗線51,52が一体となるよう絶縁体58で
コーティングされ流体中に設置されている。そしてこれ
ら二本の発熱用抵抗線は第５図に示すよう回路抵抗53,5
4とともにブリッジの対辺に電気的に並列となるよう接
続され回路抵抗54の分圧によって発生する両発熱用抵抗
線51,52の両端電圧V1，V2の平均値が常に一定となるよ
う、増幅器57により電流フィードバック制御されてい
る。 今、第６図に示す方向に流体が流れた時の出力電圧V1，
V2の変化を説明する。このブリッジにおいて、流体が流
れない時にはブリッジの左辺，右辺とも抵抗値が等しく
それぞれの辺を流れる電流i1，i2はi1＝i2となる関係で
ブリッジはブランスを保ち、流体流15が生じた時には、
発熱体の流れに対する前，後部での、熱伝達率の差か
ら、発熱用抵抗線51は冷却されて抵抗値が減少し、発熱
用抵抗線52は発熱用抵抗線51より冷却されにくいため抵
抗値は発熱用抵抗線51よりは大きくなって、ブリッジ内
のバランスが崩れる。このとき発熱用抵抗線の両端電圧
V1，V2は両発熱用抵抗線51,52の抵抗値が共に減少し、
かつ、発熱用抵抗線51の方が発熱用抵抗線52より抵抗値
が減少するので、第７図の時間帯（イ）に示すように初
期値V0に比べ低くなりV2＞V1となる。このV1，V2の低下
によるV1，V2の平均値の低下によって、増幅器57でフィ
ードバックされ増加した電流は、発熱用抵抗線51,52の
抵抗値の差からi1＞i2なる関係で流れ、抵抗値の小さく
なった発熱用抵抗線51を発熱させて抵抗値を上げる方向
に回路が動作し、逆に発熱用抵抗線52では抵抗値が発熱
用抵抗線51に比べ大きいため電流が少なく、二線間の抵
抗値の差は減少しこれによって同時に電流差（＝i1−
i2）も減少する。この結果、電圧V1，V2は第７図の時間
帯（ロ）に示すように、共に絶対値は増加するが、その
差は抵抗差，電流差が減少することから減少する方向に
動作する。従って、熱伝達率の差によって生じた出力電
圧V1，V2の差を打ち消す方向に回路が働くため、熱伝達
率の差を検出して流速信号とする測定装置としては感度
の得られにくいもので、高い流速領域まで感度を得るこ
とができず、測定可能な流速範囲が狭いという欠点があ
った。 そこで、本発明は上述の点に鑑みてなされ、より高い流
速領域まで計測することのできる熱式質量流量計を提供
することを目的とする。
二本の発熱用抵抗線51,52が一体となるよう絶縁体58で
コーティングされ流体中に設置されている。そしてこれ
ら二本の発熱用抵抗線は第５図に示すよう回路抵抗53,5
4とともにブリッジの対辺に電気的に並列となるよう接
続され回路抵抗54の分圧によって発生する両発熱用抵抗
線51,52の両端電圧V1，V2の平均値が常に一定となるよ
う、増幅器57により電流フィードバック制御されてい
る。 今、第６図に示す方向に流体が流れた時の出力電圧V1，
V2の変化を説明する。このブリッジにおいて、流体が流
れない時にはブリッジの左辺，右辺とも抵抗値が等しく
それぞれの辺を流れる電流i1，i2はi1＝i2となる関係で
ブリッジはブランスを保ち、流体流15が生じた時には、
発熱体の流れに対する前，後部での、熱伝達率の差か
ら、発熱用抵抗線51は冷却されて抵抗値が減少し、発熱
用抵抗線52は発熱用抵抗線51より冷却されにくいため抵
抗値は発熱用抵抗線51よりは大きくなって、ブリッジ内
のバランスが崩れる。このとき発熱用抵抗線の両端電圧
V1，V2は両発熱用抵抗線51,52の抵抗値が共に減少し、
かつ、発熱用抵抗線51の方が発熱用抵抗線52より抵抗値
が減少するので、第７図の時間帯（イ）に示すように初
期値V0に比べ低くなりV2＞V1となる。このV1，V2の低下
によるV1，V2の平均値の低下によって、増幅器57でフィ
ードバックされ増加した電流は、発熱用抵抗線51,52の
抵抗値の差からi1＞i2なる関係で流れ、抵抗値の小さく
なった発熱用抵抗線51を発熱させて抵抗値を上げる方向
に回路が動作し、逆に発熱用抵抗線52では抵抗値が発熱
用抵抗線51に比べ大きいため電流が少なく、二線間の抵
抗値の差は減少しこれによって同時に電流差（＝i1−
i2）も減少する。この結果、電圧V1，V2は第７図の時間
帯（ロ）に示すように、共に絶対値は増加するが、その
差は抵抗差，電流差が減少することから減少する方向に
動作する。従って、熱伝達率の差によって生じた出力電
圧V1，V2の差を打ち消す方向に回路が働くため、熱伝達
率の差を検出して流速信号とする測定装置としては感度
の得られにくいもので、高い流速領域まで感度を得るこ
とができず、測定可能な流速範囲が狭いという欠点があ
った。 そこで、本発明は上述の点に鑑みてなされ、より高い流
速領域まで計測することのできる熱式質量流量計を提供
することを目的とする。
このような目的を達成するために、本発明は、支持部材
の上流側と下流側に膜状の発熱用抵抗体を形成し、流体
中における両者の熱伝達率の差によって流量を計測する
際に、前記２個の発熱用抵抗体を電気的には直列に接続
して周囲流体よりも高い温度に発熱させ、かつ両者の発
熱温度の平均値が周囲流体より常に一定温度高くなるよ
うに加熱し、流体流が生じたときの前記一対の発熱用抵
抗体それぞれにおける両端電圧の差に基づいて流量を測
定することを特徴とする。 さらに、本発明は、支持部材の上流，下流側に設けた一
対の温度依存性発熱用抵抗体を直列接続して１つのブリ
ッジ枝辺に配置し、前記発熱抵抗体と同じ抵抗温度係数
を有して流体温度を計測する温度補償用抵抗体を前記ブ
リッジ枝辺に隣接するブリッジ枝辺に配置し、かつ前記
二つの発熱用抵抗体の発熱温度の平均値が、流体温度に
対応する前記温度補償用抵抗体の発熱温度より常に一定
温度高くなるように加熱しておき、流体流が生じたとき
の前記二つの発熱用抵抗体のそれぞれにおける両端電圧
の差に基づいて流量を測定することを特徴とする。
の上流側と下流側に膜状の発熱用抵抗体を形成し、流体
中における両者の熱伝達率の差によって流量を計測する
際に、前記２個の発熱用抵抗体を電気的には直列に接続
して周囲流体よりも高い温度に発熱させ、かつ両者の発
熱温度の平均値が周囲流体より常に一定温度高くなるよ
うに加熱し、流体流が生じたときの前記一対の発熱用抵
抗体それぞれにおける両端電圧の差に基づいて流量を測
定することを特徴とする。 さらに、本発明は、支持部材の上流，下流側に設けた一
対の温度依存性発熱用抵抗体を直列接続して１つのブリ
ッジ枝辺に配置し、前記発熱抵抗体と同じ抵抗温度係数
を有して流体温度を計測する温度補償用抵抗体を前記ブ
リッジ枝辺に隣接するブリッジ枝辺に配置し、かつ前記
二つの発熱用抵抗体の発熱温度の平均値が、流体温度に
対応する前記温度補償用抵抗体の発熱温度より常に一定
温度高くなるように加熱しておき、流体流が生じたとき
の前記二つの発熱用抵抗体のそれぞれにおける両端電圧
の差に基づいて流量を測定することを特徴とする。
以下に、本発明に係る熱式質量流量計の実施例の図面を
用いて説明する。 第１図において、５は矩形断面を持つ支持部材６の流れ
にほぼ直交する前面6aと背面6bにそれぞれ抵抗値をほぼ
等しくした白金等の温度依存性金属抵抗膜7a,7b,8を形
成したプローブである。ここで金属抵抗膜7a,7bはこれ
に電流を流して周囲流体よりも温度を高く保持する発熱
用抵抗体であり、互いにスルーホール10を介して接続さ
れている。金属抵抗膜８はその抵抗値を検出して、逆に
周囲流体の温度を検出する温度補償用抵抗体である。ま
た、プローブ５の支持部材６の材質は電気絶縁部材であ
ると同時に熱伝達率の低い物質が良く、たとえばセラミ
ック材料，ガラス材料，耐熱樹脂材料などが好適であ
る。その具体的な例としては、ジルコニア，窒素珪素，
石英ガラス，ポリイミド樹脂などが挙げられる。 このように、支持部材６の形状を矩形断面状とすると上
流側と下流側に平面を有するため、金属抵抗膜7a,7b,8
を形成する際、個々の抵抗膜での膜厚や膜幅の均一性が
向上し、さらに同一基板から同時に多数個のプローブを
作ることができ、バッチ処理が可能となるため、抵抗膜
相互の均一性が得やすく抵抗値の調製も容易となり量産
性が格段に向上するという利点がある。また、プローブ
に平面を設けることにより同一基板６の片面に複数個の
金属抵抗膜を形成することが容易にできるので、例えば
発熱用抵抗膜7a,7bと温度補償用抵抗膜８を一体化する
ことができ、センサプローブ数を減らすことができ、さ
らにリード線９も同一工程で基板上に形成できるため、
製作コストの点でも非常に有利となる。 第２図は発熱用抵抗体を駆動するための電子回路の一例
である。この第２図において、11,12,13は温度に依存し
ない固定抵抗である。温度補償用抵抗膜８は発熱用抵抗
膜7a,7bと同じ温度係数を有する温度補償用抵抗体で発
熱用抵抗膜7a,7bとともに第２図に示すブリッジに組み
込まれている。ブリッジは、左辺には固定抵抗11と発熱
用抵抗膜7a,7bが電気的に直列に接続され、右辺には固
定抵抗12,13と温度補償用抵抗膜８が左辺と同様に直列
に接続されている。さらに、左辺の発熱用抵抗膜7a,7b
はＡ点とアース間，右辺の固定抵抗13と温度補償用抵抗
膜８はＢ点アース間にそれぞれ配置されている。ここ
で、流体流がない時のブリッジの構成する抵抗の値は発
熱用抵抗膜7a,7bをある所定温度に加熱した状態、つま
りブリッジに電流を通電した状態において、 R4／（R1＋R2）＝R5／（R6＋R3） …………（１） の関係になるようにし、かつ右辺は左辺に比べて十分抵
抗値を高くしてブリッジ全体を流れる電流ｉはほとんど
左辺に流れるよう設定する。従って、ブリッジのＡ点,B
点の電位VA，VBは等しくブリッジはバランスを保ち、か
つ右辺にはほとんど電流が流れないことから、温度補償
用抵抗膜８は流体温度と同温度を保つ。また、ブリッジ
のＡ点,B点は増幅器14に接続され、それぞれの電位VA，
VBの差が無くなるようブリッジに流れる電流を制御され
る。これによって、流体流が生じた時にもVA＝VBの関係
を維持するよう増幅器14が電流ｉのフィードバック制御
を行うので式（１）の関係が保たれる。 ここで、発熱用抵抗膜7a,7bの抵抗変化およびこれらの
両端電圧V1，V2の変化について説明する。発熱用抵抗膜
7a,7bの抵抗値R1，R2は同温で同抵抗値を示し、かつ抵
抗温度係数が等しくなっている。従って、流体流がない
時には、発熱用抵抗膜は熱的に同じ環境下にあるため、
互いに等しい温度となり同抵抗値（R1＝R2）を示し、さ
らに電気的に直列に接続されているので同両端電圧（V1
＝V2＝V0）を示し、この結果、これら両端電圧の差から
なる出力は零となる。この状態から第１図（ｃ）に示す
流体流15が生じると、発熱用抵抗膜7a,7bは流体の流れ
方向に対し支持部材６の前後に設置されているため、支
持部材６の前後の、流体への熱伝達率の差によって両者
から周囲流体に奪われる熱量に差が生じ、その結果上流
側に設置された発熱用抵抗膜7aは下流側の発熱用抵抗膜
7bよりも抵抗膜の温度が低くなる。これにより発熱用抵
抗膜7a,7b間に抵抗値の差が生じ、これらの両端電圧
V1，V2にも、第３図の時間帯（イ）に示すようなV2＞V1
なる差およに初期電圧V0からの低下を生ずる。このV1，
V2の低下によって増幅器14でフィードバックされ増加し
た電流は抵抗値の小さくなった発熱用抵抗膜7a,7bを流
れ、発熱させ、これらの抵抗値が式（１）の関係を再び
満足するように働く。つまり冷却された時の抵抗値の和
（R1′＋R2′）を初期の値（R1＋R2）にするよう働く。
この時、発熱用抵抗膜7a,7bを流れる電流はこれらが直
列に接続されていることから等しく、従ってそれぞれの
両端電圧は第３図の時間帯（ロ）に示すようにそれらの
差を従来方式のように打ち消すことなく保ち、かつ発熱
温度の回復にともない差が増大し、初期電圧V0に対して
V1は低く、V2は高い点で安定する。 次に流体温度が変化した時の動作について説明する。こ
こで、かる温度範囲、例えば白金等のヒータや測温抵抗
体として使用される正の抵抗温度係数を持つ金属におけ
る抵抗と温度の関係は、−40〜400℃程度の温度範囲で
ほぼ直線とみなせることから、発熱用抵抗膜7a,7bおよ
び温度補償用抵抗膜８の抵抗値R1，R2，R3は以下のよう
に表すことができる。 また式（１）に変形して （R6＋R3）／（R1＋R2）＝R5／R4＝一定値 …………
（５） が得られ、さらに式（５）に式（２），（３），（４）
を代入して整理すると これはR6をR6＝Rao・β（Δt1＋Δt2/2）と同時にR4，R
5を（５）式の関係を満足するよう設定することによ
り、 を一定に、換言すれば、流体温度が変化しても発熱用抵
抗膜7a,7bの平均温度は、常に流体温度と一定の差を持
つ値になるようブリッジに流れる電流が制御されること
を意味する。従って、この電流の制御により、発熱用抵
抗膜7a,7bの両端電圧V1，V2は流量に対し第３図に示す
電圧変化が得られると同時に、流体温度が変化したとき
にも、発熱用抵抗膜7a,7bの平均温度と流体温度の差が
維持され、流量に対し安定な出力電圧V1，V2が得られ
る。また、流体の流れ方向が逆（逆流）の場合にも、出
力電圧V1，V2の大小関係が逆転した安定な出力が得られ
る。 以上述べてきたように、支持部材の上流，下流に設けた
一対の温度依存性金属抵抗膜を直列に接続し、両抵抗膜
の発熱温度の平均値が流体温度より常に一定温度高くな
るように加熱したことによって、流体温度に対し補償さ
れた両発熱用抵抗膜の両端電圧V1，V2が得られ、かつ、
従来方式のように流体流によって生じた両端電圧の差を
減少させることがなく、高い流量の範囲まで両端電圧の
差が得られるので、計測範囲が広くなる。 なお第２図において、質量流量はV2−V1にて求められる
が、たとえば具体的には抵抗膜7bの両端電圧V2を２倍化
回路20により２倍し、差動増幅器21によりＡ点電位VAと
の差（２V2−VA）を求めることにより導出できる。 第４図は、両端電圧の差を流量計の出力とした時の本発
明の実施例および従来方式の特性を比較した出力特性図
で、本実施例による出力特性線17は正流まで、従来方式
の出力特性線16に比べて明らかに高い流量まで感度が得
られることを表している。 また発熱用抵抗膜7a,7bは電気的に直列に接続するとと
もに、これを第２図に示すように、固定抵抗11,12,13お
よび温度補償用抵抗膜８とブリッジを構成するように接
続したので、発熱用抵抗膜7a,7bの流体温度に対する発
熱温度の補正が簡単な回路構成で実現できる。
用いて説明する。 第１図において、５は矩形断面を持つ支持部材６の流れ
にほぼ直交する前面6aと背面6bにそれぞれ抵抗値をほぼ
等しくした白金等の温度依存性金属抵抗膜7a,7b,8を形
成したプローブである。ここで金属抵抗膜7a,7bはこれ
に電流を流して周囲流体よりも温度を高く保持する発熱
用抵抗体であり、互いにスルーホール10を介して接続さ
れている。金属抵抗膜８はその抵抗値を検出して、逆に
周囲流体の温度を検出する温度補償用抵抗体である。ま
た、プローブ５の支持部材６の材質は電気絶縁部材であ
ると同時に熱伝達率の低い物質が良く、たとえばセラミ
ック材料，ガラス材料，耐熱樹脂材料などが好適であ
る。その具体的な例としては、ジルコニア，窒素珪素，
石英ガラス，ポリイミド樹脂などが挙げられる。 このように、支持部材６の形状を矩形断面状とすると上
流側と下流側に平面を有するため、金属抵抗膜7a,7b,8
を形成する際、個々の抵抗膜での膜厚や膜幅の均一性が
向上し、さらに同一基板から同時に多数個のプローブを
作ることができ、バッチ処理が可能となるため、抵抗膜
相互の均一性が得やすく抵抗値の調製も容易となり量産
性が格段に向上するという利点がある。また、プローブ
に平面を設けることにより同一基板６の片面に複数個の
金属抵抗膜を形成することが容易にできるので、例えば
発熱用抵抗膜7a,7bと温度補償用抵抗膜８を一体化する
ことができ、センサプローブ数を減らすことができ、さ
らにリード線９も同一工程で基板上に形成できるため、
製作コストの点でも非常に有利となる。 第２図は発熱用抵抗体を駆動するための電子回路の一例
である。この第２図において、11,12,13は温度に依存し
ない固定抵抗である。温度補償用抵抗膜８は発熱用抵抗
膜7a,7bと同じ温度係数を有する温度補償用抵抗体で発
熱用抵抗膜7a,7bとともに第２図に示すブリッジに組み
込まれている。ブリッジは、左辺には固定抵抗11と発熱
用抵抗膜7a,7bが電気的に直列に接続され、右辺には固
定抵抗12,13と温度補償用抵抗膜８が左辺と同様に直列
に接続されている。さらに、左辺の発熱用抵抗膜7a,7b
はＡ点とアース間，右辺の固定抵抗13と温度補償用抵抗
膜８はＢ点アース間にそれぞれ配置されている。ここ
で、流体流がない時のブリッジの構成する抵抗の値は発
熱用抵抗膜7a,7bをある所定温度に加熱した状態、つま
りブリッジに電流を通電した状態において、 R4／（R1＋R2）＝R5／（R6＋R3） …………（１） の関係になるようにし、かつ右辺は左辺に比べて十分抵
抗値を高くしてブリッジ全体を流れる電流ｉはほとんど
左辺に流れるよう設定する。従って、ブリッジのＡ点,B
点の電位VA，VBは等しくブリッジはバランスを保ち、か
つ右辺にはほとんど電流が流れないことから、温度補償
用抵抗膜８は流体温度と同温度を保つ。また、ブリッジ
のＡ点,B点は増幅器14に接続され、それぞれの電位VA，
VBの差が無くなるようブリッジに流れる電流を制御され
る。これによって、流体流が生じた時にもVA＝VBの関係
を維持するよう増幅器14が電流ｉのフィードバック制御
を行うので式（１）の関係が保たれる。 ここで、発熱用抵抗膜7a,7bの抵抗変化およびこれらの
両端電圧V1，V2の変化について説明する。発熱用抵抗膜
7a,7bの抵抗値R1，R2は同温で同抵抗値を示し、かつ抵
抗温度係数が等しくなっている。従って、流体流がない
時には、発熱用抵抗膜は熱的に同じ環境下にあるため、
互いに等しい温度となり同抵抗値（R1＝R2）を示し、さ
らに電気的に直列に接続されているので同両端電圧（V1
＝V2＝V0）を示し、この結果、これら両端電圧の差から
なる出力は零となる。この状態から第１図（ｃ）に示す
流体流15が生じると、発熱用抵抗膜7a,7bは流体の流れ
方向に対し支持部材６の前後に設置されているため、支
持部材６の前後の、流体への熱伝達率の差によって両者
から周囲流体に奪われる熱量に差が生じ、その結果上流
側に設置された発熱用抵抗膜7aは下流側の発熱用抵抗膜
7bよりも抵抗膜の温度が低くなる。これにより発熱用抵
抗膜7a,7b間に抵抗値の差が生じ、これらの両端電圧
V1，V2にも、第３図の時間帯（イ）に示すようなV2＞V1
なる差およに初期電圧V0からの低下を生ずる。このV1，
V2の低下によって増幅器14でフィードバックされ増加し
た電流は抵抗値の小さくなった発熱用抵抗膜7a,7bを流
れ、発熱させ、これらの抵抗値が式（１）の関係を再び
満足するように働く。つまり冷却された時の抵抗値の和
（R1′＋R2′）を初期の値（R1＋R2）にするよう働く。
この時、発熱用抵抗膜7a,7bを流れる電流はこれらが直
列に接続されていることから等しく、従ってそれぞれの
両端電圧は第３図の時間帯（ロ）に示すようにそれらの
差を従来方式のように打ち消すことなく保ち、かつ発熱
温度の回復にともない差が増大し、初期電圧V0に対して
V1は低く、V2は高い点で安定する。 次に流体温度が変化した時の動作について説明する。こ
こで、かる温度範囲、例えば白金等のヒータや測温抵抗
体として使用される正の抵抗温度係数を持つ金属におけ
る抵抗と温度の関係は、−40〜400℃程度の温度範囲で
ほぼ直線とみなせることから、発熱用抵抗膜7a,7bおよ
び温度補償用抵抗膜８の抵抗値R1，R2，R3は以下のよう
に表すことができる。 また式（１）に変形して （R6＋R3）／（R1＋R2）＝R5／R4＝一定値 …………
（５） が得られ、さらに式（５）に式（２），（３），（４）
を代入して整理すると これはR6をR6＝Rao・β（Δt1＋Δt2/2）と同時にR4，R
5を（５）式の関係を満足するよう設定することによ
り、 を一定に、換言すれば、流体温度が変化しても発熱用抵
抗膜7a,7bの平均温度は、常に流体温度と一定の差を持
つ値になるようブリッジに流れる電流が制御されること
を意味する。従って、この電流の制御により、発熱用抵
抗膜7a,7bの両端電圧V1，V2は流量に対し第３図に示す
電圧変化が得られると同時に、流体温度が変化したとき
にも、発熱用抵抗膜7a,7bの平均温度と流体温度の差が
維持され、流量に対し安定な出力電圧V1，V2が得られ
る。また、流体の流れ方向が逆（逆流）の場合にも、出
力電圧V1，V2の大小関係が逆転した安定な出力が得られ
る。 以上述べてきたように、支持部材の上流，下流に設けた
一対の温度依存性金属抵抗膜を直列に接続し、両抵抗膜
の発熱温度の平均値が流体温度より常に一定温度高くな
るように加熱したことによって、流体温度に対し補償さ
れた両発熱用抵抗膜の両端電圧V1，V2が得られ、かつ、
従来方式のように流体流によって生じた両端電圧の差を
減少させることがなく、高い流量の範囲まで両端電圧の
差が得られるので、計測範囲が広くなる。 なお第２図において、質量流量はV2−V1にて求められる
が、たとえば具体的には抵抗膜7bの両端電圧V2を２倍化
回路20により２倍し、差動増幅器21によりＡ点電位VAと
の差（２V2−VA）を求めることにより導出できる。 第４図は、両端電圧の差を流量計の出力とした時の本発
明の実施例および従来方式の特性を比較した出力特性図
で、本実施例による出力特性線17は正流まで、従来方式
の出力特性線16に比べて明らかに高い流量まで感度が得
られることを表している。 また発熱用抵抗膜7a,7bは電気的に直列に接続するとと
もに、これを第２図に示すように、固定抵抗11,12,13お
よび温度補償用抵抗膜８とブリッジを構成するように接
続したので、発熱用抵抗膜7a,7bの流体温度に対する発
熱温度の補正が簡単な回路構成で実現できる。
以上に説明したように、プローブ支持部材の上流側及び
下流側に取付けた発熱用抵抗膜を直列に接続してブリッ
ジ内に組込み両者の発熱温度の平均値を周囲流体よりも
常に高い温度でなおかつ周囲流体と一定の温度差で発熱
させるという駆動方法によって流体温度に対する出力補
償ができ、かつ従来型の流量計よりも高い出力感度が得
られ特に高い流量範囲まで計測が可能となる効果があ
る。
下流側に取付けた発熱用抵抗膜を直列に接続してブリッ
ジ内に組込み両者の発熱温度の平均値を周囲流体よりも
常に高い温度でなおかつ周囲流体と一定の温度差で発熱
させるという駆動方法によって流体温度に対する出力補
償ができ、かつ従来型の流量計よりも高い出力感度が得
られ特に高い流量範囲まで計測が可能となる効果があ
る。
第１図は本発明による質量流量計の一実施例を示し、同
図（ａ）はその側面図、同図（ｂ）はその正面図、同図
（ｃ）はその断面図、同図（ｄ）はその背面図である。 第２図は第１図に示した本発明による質量流量計を駆動
するための電気回路の一例を示す回路図である。 第３図は第１図に示した本発明による質量流量計におけ
る発熱部の時間−電圧変化を説明するための電圧変化特
性図である。 第４図は第１図に示した本発明による質量流量計と従来
の質量流量計との効果の相違を説明するための出力特性
図である。 第５図は従来の質量流量計の電気回路を示す回路図であ
る。 第６図は従来の質量流量計の発熱用抵抗体の構成を示す
概略図である。 第７図は従来の質量流量計の発熱部の時間−電圧変化を
説明するための電圧変化特性図である。 ５……プローブ、６……支持部材、7a,7b……発熱用抵
抗膜、８……温度補償用抵抗膜。
図（ａ）はその側面図、同図（ｂ）はその正面図、同図
（ｃ）はその断面図、同図（ｄ）はその背面図である。 第２図は第１図に示した本発明による質量流量計を駆動
するための電気回路の一例を示す回路図である。 第３図は第１図に示した本発明による質量流量計におけ
る発熱部の時間−電圧変化を説明するための電圧変化特
性図である。 第４図は第１図に示した本発明による質量流量計と従来
の質量流量計との効果の相違を説明するための出力特性
図である。 第５図は従来の質量流量計の電気回路を示す回路図であ
る。 第６図は従来の質量流量計の発熱用抵抗体の構成を示す
概略図である。 第７図は従来の質量流量計の発熱部の時間−電圧変化を
説明するための電圧変化特性図である。 ５……プローブ、６……支持部材、7a,7b……発熱用抵
抗膜、８……温度補償用抵抗膜。
Claims (2)
- 【請求項１】電気絶縁物質よりなる支持部材の流れに対
する上流側および下流側に抵抗値をほぼ等しくした膜状
の発熱用抵抗体を形成し、これら発熱用抵抗体部分の流
体中における熱伝達率の差により流体流量を測定する熱
式質量流量計において、 支持部材の上流，下流側に設けた一対の温度依存性発熱
用抵抗体を電気的に直列に接続し、かつ両者の発熱温度
の平均値が流体温度より常に一定温度高くなるように加
熱しておき、 流体流が生じたときの前記二つの温度依存性発熱用抵抗
体のそれぞれにおける両端電圧の差に基づいて流量を測
定することを特徴とする質量流量計。 - 【請求項２】電気絶縁物質よりなる支持部材の流れに対
する上流側および下流側に抵抗値をほぼ等しくした膜状
の発熱用抵抗体を形成し、これら発熱用抵抗体部分の流
体中における熱伝達率の差により流体流量を測定する熱
式質量流量計において、 支持部材の上流，下流側に設けた一対の温度依存性発熱
用抵抗体を直列接続して１つのブリッジ枝辺に配置し、
前記発熱抵抗体と同じ抵抗温度係数を有して流体温度を
計測する温度補償用抵抗体を前記ブリッジ枝辺に隣接す
るブリッジ枝辺に配置し、かつ前記二つの発熱用抵抗体
の発熱温度の平均値が流体温度に対応する前記温度補償
用抵抗体の発熱温度より常に一定温度高くなるように加
熱しておき、流体流が生じたときの前記二つの発熱用抵
抗体のそれぞれにおける両端電圧の差に基づいて流量を
測定することを特徴とする質量流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62041747A JPH073351B2 (ja) | 1987-02-25 | 1987-02-25 | 質量流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62041747A JPH073351B2 (ja) | 1987-02-25 | 1987-02-25 | 質量流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63208717A JPS63208717A (ja) | 1988-08-30 |
| JPH073351B2 true JPH073351B2 (ja) | 1995-01-18 |
Family
ID=12617015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62041747A Expired - Fee Related JPH073351B2 (ja) | 1987-02-25 | 1987-02-25 | 質量流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH073351B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100405066C (zh) * | 2002-05-02 | 2008-07-23 | 株式会社山武 | 流速传感器 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002162273A (ja) * | 2000-11-22 | 2002-06-07 | Nippon M K S Kk | 質量流量センサ |
| WO2003060434A1 (fr) * | 2002-01-09 | 2003-07-24 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Capteur thermique et son procédé de fabrication |
-
1987
- 1987-02-25 JP JP62041747A patent/JPH073351B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100405066C (zh) * | 2002-05-02 | 2008-07-23 | 株式会社山武 | 流速传感器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63208717A (ja) | 1988-08-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |