JPH09189592A - 流量測定装置 - Google Patents
流量測定装置Info
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- JPH09189592A JPH09189592A JP8001265A JP126596A JPH09189592A JP H09189592 A JPH09189592 A JP H09189592A JP 8001265 A JP8001265 A JP 8001265A JP 126596 A JP126596 A JP 126596A JP H09189592 A JPH09189592 A JP H09189592A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ホイートストンブリッジを利用して流体の流
量を測定する場合に、測定結果に含まれる流体の温度の
影響を解消する。 【解決手段】 ホイートストンブリッジ2の第一抵抗体
3と第二発熱抵抗体4とを流体の流路に配置し、この第
二発熱抵抗体4の発熱温度を温度設定抵抗体5で設定す
る。この温度設定抵抗体5の両端の電圧を第一電圧測定
装置23で測定し、第一抵抗体3の両端電圧を第二電圧
測定装置25で測定する。温度設定抵抗体5の両端の電
圧は流体の流量と温度とに対応し、第一抵抗体3の両端
の電圧は流体の温度に対応しているので、これらの測定
結果から流体の流量のみを正確に測定することができ
る。
量を測定する場合に、測定結果に含まれる流体の温度の
影響を解消する。 【解決手段】 ホイートストンブリッジ2の第一抵抗体
3と第二発熱抵抗体4とを流体の流路に配置し、この第
二発熱抵抗体4の発熱温度を温度設定抵抗体5で設定す
る。この温度設定抵抗体5の両端の電圧を第一電圧測定
装置23で測定し、第一抵抗体3の両端電圧を第二電圧
測定装置25で測定する。温度設定抵抗体5の両端の電
圧は流体の流量と温度とに対応し、第一抵抗体3の両端
の電圧は流体の温度に対応しているので、これらの測定
結果から流体の流量のみを正確に測定することができ
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ホイートストンブ
リッジを利用した定温度方式の流量測定装置に関する。
リッジを利用した定温度方式の流量測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】まず、流量測定装置の一従来例を図7に
基づいて以下に説明する。ここで例示する流量測定装置
1は、ホイートストンブリッジ2を有している。このホ
イートストンブリッジ2は、抵抗温度係数が同一で大き
い第一抵抗体3と第二発熱抵抗体4とを有しており、こ
れらの発熱抵抗体4,5は並列に接続されている。前記
第一抵抗体3には抵抗温度係数が小さい温度設定抵抗体
5が直列に接続されており、これらの抵抗体3,5によ
り第一抵抗体部6が形成されている。この第一抵抗体部
6には第三抵抗体7が直列に接続されており、前記第二
発熱抵抗体4には第四抵抗体8が直列に接続されてい
る。これらの抵抗体7,8は抵抗温度係数が同一で小さ
く、これが並列に接続されて前記ホイートストンブリッ
ジ2が形成されている。
基づいて以下に説明する。ここで例示する流量測定装置
1は、ホイートストンブリッジ2を有している。このホ
イートストンブリッジ2は、抵抗温度係数が同一で大き
い第一抵抗体3と第二発熱抵抗体4とを有しており、こ
れらの発熱抵抗体4,5は並列に接続されている。前記
第一抵抗体3には抵抗温度係数が小さい温度設定抵抗体
5が直列に接続されており、これらの抵抗体3,5によ
り第一抵抗体部6が形成されている。この第一抵抗体部
6には第三抵抗体7が直列に接続されており、前記第二
発熱抵抗体4には第四抵抗体8が直列に接続されてい
る。これらの抵抗体7,8は抵抗温度係数が同一で小さ
く、これが並列に接続されて前記ホイートストンブリッ
ジ2が形成されている。
【0003】このような構造のホイートストンブリッジ
2に対し、前記第一抵抗体3と前記第二発熱抵抗体4と
の接続中点9と、前記第三抵抗体7と前記第四抵抗体8
との接続中点10とに、制御トランジスタ11を介して
直流電源12が接続されている。また、前記第一抵抗体
部6と前記第三抵抗体7との接続中点13と、前記第二
発熱抵抗体4と前記第四抵抗体8との接続中点14とに
は、差動増幅器15が接続されており、この差動増幅器
15が前記制御トランジスタ11にフィードバック接続
されている。
2に対し、前記第一抵抗体3と前記第二発熱抵抗体4と
の接続中点9と、前記第三抵抗体7と前記第四抵抗体8
との接続中点10とに、制御トランジスタ11を介して
直流電源12が接続されている。また、前記第一抵抗体
部6と前記第三抵抗体7との接続中点13と、前記第二
発熱抵抗体4と前記第四抵抗体8との接続中点14とに
は、差動増幅器15が接続されており、この差動増幅器
15が前記制御トランジスタ11にフィードバック接続
されている。
【0004】このような構造の流量測定装置1では、直
流電源12から制御トランジスタ11を介してホイート
ストンブリッジ2に電力が供給されると、温度設定抵抗
体5の抵抗値のために第二発熱抵抗体4には第一抵抗体
3より多量の電流が通電されるので、第二発熱抵抗体4
は高温に発熱するが第一抵抗体3は低温にしか発熱しな
い。
流電源12から制御トランジスタ11を介してホイート
ストンブリッジ2に電力が供給されると、温度設定抵抗
体5の抵抗値のために第二発熱抵抗体4には第一抵抗体
3より多量の電流が通電されるので、第二発熱抵抗体4
は高温に発熱するが第一抵抗体3は低温にしか発熱しな
い。
【0005】このような第一抵抗体3と第二発熱抵抗体
4とが流体の流路に配置されるので、流体の流量が
“0”であると、その温度が第一抵抗体3と第二発熱抵
抗体4とに同様に影響する。この状態でホイートストン
ブリッジ2がバランスするように流量測定装置1は形成
されているので、差動増幅器15の出力電圧は“0”と
なり制御トランジスタ11は直流電源12が出力する電
流を一定に維持する。
4とが流体の流路に配置されるので、流体の流量が
“0”であると、その温度が第一抵抗体3と第二発熱抵
抗体4とに同様に影響する。この状態でホイートストン
ブリッジ2がバランスするように流量測定装置1は形成
されているので、差動増幅器15の出力電圧は“0”と
なり制御トランジスタ11は直流電源12が出力する電
流を一定に維持する。
【0006】このようなバランス状態から流体が流動す
ると、高温に発熱する第二発熱抵抗体4は第一抵抗体3
より大幅に冷却されるので、その抵抗値が低下して接続
中点14の電圧が接続中点13より低下する。この電位
差を差動増幅器15が増幅して制御トランジスタ11に
出力するので、この制御トランジスタ11は直流電源1
2からホイートストンブリッジ2に供給される電流を増
加させる。すると、この電力は温度設定抵抗体5の抵抗
値のために第一抵抗体3より第二発熱抵抗体4に高圧に
印加されるので、第二発熱抵抗体4は第一抵抗体3より
高温に発熱する。すると、第二発熱抵抗体4の抵抗値が
増加してホイートストンブリッジ2のバランスが回復す
る。
ると、高温に発熱する第二発熱抵抗体4は第一抵抗体3
より大幅に冷却されるので、その抵抗値が低下して接続
中点14の電圧が接続中点13より低下する。この電位
差を差動増幅器15が増幅して制御トランジスタ11に
出力するので、この制御トランジスタ11は直流電源1
2からホイートストンブリッジ2に供給される電流を増
加させる。すると、この電力は温度設定抵抗体5の抵抗
値のために第一抵抗体3より第二発熱抵抗体4に高圧に
印加されるので、第二発熱抵抗体4は第一抵抗体3より
高温に発熱する。すると、第二発熱抵抗体4の抵抗値が
増加してホイートストンブリッジ2のバランスが回復す
る。
【0007】反対に、第二発熱抵抗体4が第一抵抗体3
に対して温度設定抵抗体5の設定温度より高温に発熱し
た場合は、第二発熱抵抗体4の抵抗値が増大して接続中
点14の電圧が増加するので、ホイートストンブリッジ
2に供給される電流が削減されて第二発熱抵抗体4の発
熱温度が低下され、その抵抗値が低減されてホイートス
トンブリッジ2のバランスが回復する。
に対して温度設定抵抗体5の設定温度より高温に発熱し
た場合は、第二発熱抵抗体4の抵抗値が増大して接続中
点14の電圧が増加するので、ホイートストンブリッジ
2に供給される電流が削減されて第二発熱抵抗体4の発
熱温度が低下され、その抵抗値が低減されてホイートス
トンブリッジ2のバランスが回復する。
【0008】つまり、第一抵抗体3と第二発熱抵抗体4
とは流体の温度により同様に冷却されるが、第二発熱抵
抗体4は第一抵抗体3より高温に発熱するので、より良
好に流体の流量に対応して冷却される。つまり、ホイー
トストンブリッジ2がバランスした状態では第二発熱抵
抗体4が第一抵抗体3より消費している電力が流体の流
量に対応しているので、この状態で差動増幅器15の出
力や接続中点14の電圧を測定すれば流体の流量を測定
することができる。
とは流体の温度により同様に冷却されるが、第二発熱抵
抗体4は第一抵抗体3より高温に発熱するので、より良
好に流体の流量に対応して冷却される。つまり、ホイー
トストンブリッジ2がバランスした状態では第二発熱抵
抗体4が第一抵抗体3より消費している電力が流体の流
量に対応しているので、この状態で差動増幅器15の出
力や接続中点14の電圧を測定すれば流体の流量を測定
することができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上述のような流量測定
装置1では、差動増幅器15の出力や接続中点14の電
圧から流体の流量を測定しているが、この測定結果には
流体の温度がノイズとして含まれることになる。
装置1では、差動増幅器15の出力や接続中点14の電
圧から流体の流量を測定しているが、この測定結果には
流体の温度がノイズとして含まれることになる。
【0010】また、ホイートストンブリッジ2がバラン
スした状態で流体の流量を測定することを前提としてい
るが、流体の流量を測定する差動増幅器15の出力や接
続中点14の電圧はホイートストンブリッジ2のバラン
スが崩れた場合にも変化する。このような状態では第二
発熱抵抗体4の発熱温度が変化しているので、流体の流
量に対する感度が変化して正確な測定が困難となる。
スした状態で流体の流量を測定することを前提としてい
るが、流体の流量を測定する差動増幅器15の出力や接
続中点14の電圧はホイートストンブリッジ2のバラン
スが崩れた場合にも変化する。このような状態では第二
発熱抵抗体4の発熱温度が変化しているので、流体の流
量に対する感度が変化して正確な測定が困難となる。
【0011】例えば、流体の温度を正確に検出できれば
上述のような課題を解決することができるので、特開平
7-139985号公報に開示された流量測定装置では、流体の
流量とは別個に温度を検出している。しかし、これでは
流体の温度を検出する専用の回路が必要となり、流体測
定装置の構造が複雑化する。
上述のような課題を解決することができるので、特開平
7-139985号公報に開示された流量測定装置では、流体の
流量とは別個に温度を検出している。しかし、これでは
流体の温度を検出する専用の回路が必要となり、流体測
定装置の構造が複雑化する。
【0012】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
抵抗温度係数が共に大きい第一抵抗体と第二発熱抵抗体
とを接続して流体の流路に配置し、前記第二発熱抵抗体
の発熱温度を設定する温度設定抵抗体を前記第一抵抗体
に直列に接続して第一抵抗体部を形成し、この第一抵抗
体部に接続した第三抵抗体と前記第二発熱抵抗体に接続
した第四抵抗体とを接続してホイートストンブリッジを
形成し、前記第一抵抗体と前記第二発熱抵抗体との接続
中点と前記第三抵抗体と前記第四抵抗体との接続中点と
に電力を供給し、前記第一抵抗体部と前記第三抵抗体と
の接続中点と前記第二発熱抵抗体と前記第四抵抗体との
接続中点との電圧を測定し、この測定電圧に対応して供
給電力をフィードバック制御する流量測定装置におい
て、前記温度設定抵抗体の両端の電圧を測定する第一電
圧測定装置を設け、前記第一抵抗体の両端の電圧を測定
する第二電圧測定装置を設けた。従って、第二発熱抵抗
体は温度設定抵抗体のために第一抵抗体より高温に発熱
し、抵抗値が増加して電圧も上昇する。この電圧に対応
してホイートストンブリッジに供給される電流が削減さ
れるので、第二発熱抵抗体の発熱温度が低下して抵抗値
も低減され、その電圧が減少してホイートストンブリッ
ジのバランスが維持される。第一抵抗体と第二発熱抵抗
体とは流体の温度が同様に作用するが、流体の流量は高
温に発熱する第二発熱抵抗体に大幅に作用する。この第
二発熱抵抗体の発熱温度が低下すると抵抗値も減少して
電圧が低下するが、これに対応してホイートストンブリ
ッジに供給される電流が増加されるので、第二発熱抵抗
体の発熱温度が上昇して抵抗値も増加し、その電圧が上
昇してホイートストンブリッジのバランスが回復する。
このように第二発熱抵抗体の発熱温度は流体の流量と温
度とに対応しており、この第二発熱抵抗体の発熱温度を
温度設定抵抗体により設定しているので、この温度設定
抵抗体の両端の電圧は流体の流量と温度とに対応してい
る。一方、この温度設定抵抗体に接続された第一抵抗体
は、第二発熱抵抗体と同様に抵抗温度係数が大きく流体
の流路に配置されているので、その両端の電圧は流体の
温度に対応している。そこで、流体の流量と温度とに対
応した温度設定抵抗体の両端の電圧を第一電圧測定装置
により測定し、流体の温度のみに対応した第一抵抗体の
両端の電圧を第二電圧測定装置により測定すれば、これ
らの測定結果から流体の流量が測定される。なお、本発
明で云う流量は単位時間に流動する流量を意味している
ので、これは流速と同義であり、流量測定装置により流
速を測定することも可能である。
抵抗温度係数が共に大きい第一抵抗体と第二発熱抵抗体
とを接続して流体の流路に配置し、前記第二発熱抵抗体
の発熱温度を設定する温度設定抵抗体を前記第一抵抗体
に直列に接続して第一抵抗体部を形成し、この第一抵抗
体部に接続した第三抵抗体と前記第二発熱抵抗体に接続
した第四抵抗体とを接続してホイートストンブリッジを
形成し、前記第一抵抗体と前記第二発熱抵抗体との接続
中点と前記第三抵抗体と前記第四抵抗体との接続中点と
に電力を供給し、前記第一抵抗体部と前記第三抵抗体と
の接続中点と前記第二発熱抵抗体と前記第四抵抗体との
接続中点との電圧を測定し、この測定電圧に対応して供
給電力をフィードバック制御する流量測定装置におい
て、前記温度設定抵抗体の両端の電圧を測定する第一電
圧測定装置を設け、前記第一抵抗体の両端の電圧を測定
する第二電圧測定装置を設けた。従って、第二発熱抵抗
体は温度設定抵抗体のために第一抵抗体より高温に発熱
し、抵抗値が増加して電圧も上昇する。この電圧に対応
してホイートストンブリッジに供給される電流が削減さ
れるので、第二発熱抵抗体の発熱温度が低下して抵抗値
も低減され、その電圧が減少してホイートストンブリッ
ジのバランスが維持される。第一抵抗体と第二発熱抵抗
体とは流体の温度が同様に作用するが、流体の流量は高
温に発熱する第二発熱抵抗体に大幅に作用する。この第
二発熱抵抗体の発熱温度が低下すると抵抗値も減少して
電圧が低下するが、これに対応してホイートストンブリ
ッジに供給される電流が増加されるので、第二発熱抵抗
体の発熱温度が上昇して抵抗値も増加し、その電圧が上
昇してホイートストンブリッジのバランスが回復する。
このように第二発熱抵抗体の発熱温度は流体の流量と温
度とに対応しており、この第二発熱抵抗体の発熱温度を
温度設定抵抗体により設定しているので、この温度設定
抵抗体の両端の電圧は流体の流量と温度とに対応してい
る。一方、この温度設定抵抗体に接続された第一抵抗体
は、第二発熱抵抗体と同様に抵抗温度係数が大きく流体
の流路に配置されているので、その両端の電圧は流体の
温度に対応している。そこで、流体の流量と温度とに対
応した温度設定抵抗体の両端の電圧を第一電圧測定装置
により測定し、流体の温度のみに対応した第一抵抗体の
両端の電圧を第二電圧測定装置により測定すれば、これ
らの測定結果から流体の流量が測定される。なお、本発
明で云う流量は単位時間に流動する流量を意味している
ので、これは流速と同義であり、流量測定装置により流
速を測定することも可能である。
【0013】請求項2記載の発明は、抵抗温度係数が共
に大きい第一抵抗体と第二発熱抵抗体とを接続して流体
の流路に配置し、前記第二発熱抵抗体の発熱温度を設定
する温度設定抵抗体を前記第一抵抗体に直列に接続して
第一抵抗体部を形成し、この第一抵抗体部に接続した第
三抵抗体と前記第二発熱抵抗体に接続した第四抵抗体と
を接続してホイートストンブリッジを形成し、前記第一
抵抗体と前記第二発熱抵抗体との接続中点と前記第三抵
抗体と前記第四抵抗体との接続中点とに電力を供給し、
前記第一抵抗体部と前記第三抵抗体との接続中点と前記
第二発熱抵抗体と前記第四抵抗体との接続中点との電圧
を測定し、この測定電圧に対応して供給電力をフィード
バック制御する流量測定装置において、前記温度設定抵
抗体の両端の電圧を測定する電圧測定装置を設け、前記
第二発熱抵抗体に通電される電流を測定する電流測定装
置を設けた。温度設定抵抗体の両端の電圧は流体の流量
と温度とに対応しており、第二発熱抵抗体の電流量は流
体の温度に対応しているので、流体の流量と温度とに対
応した温度設定抵抗体の両端の電圧を電圧測定装置によ
り測定し、流体の温度のみに対応した第二発熱抵抗体の
電流量を電流量測定装置により測定すれば、これらの測
定結果から流体の流量が測定される。
に大きい第一抵抗体と第二発熱抵抗体とを接続して流体
の流路に配置し、前記第二発熱抵抗体の発熱温度を設定
する温度設定抵抗体を前記第一抵抗体に直列に接続して
第一抵抗体部を形成し、この第一抵抗体部に接続した第
三抵抗体と前記第二発熱抵抗体に接続した第四抵抗体と
を接続してホイートストンブリッジを形成し、前記第一
抵抗体と前記第二発熱抵抗体との接続中点と前記第三抵
抗体と前記第四抵抗体との接続中点とに電力を供給し、
前記第一抵抗体部と前記第三抵抗体との接続中点と前記
第二発熱抵抗体と前記第四抵抗体との接続中点との電圧
を測定し、この測定電圧に対応して供給電力をフィード
バック制御する流量測定装置において、前記温度設定抵
抗体の両端の電圧を測定する電圧測定装置を設け、前記
第二発熱抵抗体に通電される電流を測定する電流測定装
置を設けた。温度設定抵抗体の両端の電圧は流体の流量
と温度とに対応しており、第二発熱抵抗体の電流量は流
体の温度に対応しているので、流体の流量と温度とに対
応した温度設定抵抗体の両端の電圧を電圧測定装置によ
り測定し、流体の温度のみに対応した第二発熱抵抗体の
電流量を電流量測定装置により測定すれば、これらの測
定結果から流体の流量が測定される。
【0014】請求項3記載の発明では、請求項2記載の
発明において、電圧測定装置の測定結果と電流測定装置
の測定結果とを乗算する出力乗算装置を設けた。電圧測
定装置の測定結果は第二発熱抵抗体の電圧に対応してお
り、電流測定装置の測定結果は第二発熱抵抗体の電流量
に対応しているので、この乗算結果は第二発熱抵抗体の
消費電力に対応することになり、これは流体の流量に対
応している。
発明において、電圧測定装置の測定結果と電流測定装置
の測定結果とを乗算する出力乗算装置を設けた。電圧測
定装置の測定結果は第二発熱抵抗体の電圧に対応してお
り、電流測定装置の測定結果は第二発熱抵抗体の電流量
に対応しているので、この乗算結果は第二発熱抵抗体の
消費電力に対応することになり、これは流体の流量に対
応している。
【0015】請求項4記載の発明は、抵抗温度係数が共
に大きい第一抵抗体と第二発熱抵抗体とを接続して流体
の流路に配置し、前記第二発熱抵抗体の発熱温度を設定
する温度設定抵抗体を前記第一抵抗体に直列に接続して
第一抵抗体部を形成し、この第一抵抗体部に接続した第
三抵抗体と前記第二発熱抵抗体に接続した第四抵抗体と
を接続してホイートストンブリッジを形成し、前記第一
抵抗体と前記第二発熱抵抗体との接続中点と前記第三抵
抗体と前記第四抵抗体との接続中点とに電力を供給し、
前記第一抵抗体部と前記第三抵抗体との接続中点と前記
第二発熱抵抗体と前記第四抵抗体との接続中点との電圧
を測定し、この測定電圧に対応して供給電力をフィード
バック制御する流量測定装置において、前記温度設定抵
抗体を直列に接続された複数の部分抵抗体により形成
し、前記温度設定抵抗体の両端の電圧を測定する第一電
圧測定装置を設け、少なくとも一個の前記部分抵抗体の
両端の電圧を測定する第二電圧測定装置を設けた。部分
抵抗体の両端の電圧は第一抵抗体の電流量に対応してお
り、これは第二発熱抵抗体の電流量に対応しているので
流体の温度に対応している。つまり、流体の流量と温度
とに対応した温度設定抵抗体の両端の電圧を電圧測定装
置により測定し、流体の温度のみに対応した第二発熱抵
抗体の電流量を電流量測定装置により測定すれば、これ
らの測定結果から流体の流量が測定される。
に大きい第一抵抗体と第二発熱抵抗体とを接続して流体
の流路に配置し、前記第二発熱抵抗体の発熱温度を設定
する温度設定抵抗体を前記第一抵抗体に直列に接続して
第一抵抗体部を形成し、この第一抵抗体部に接続した第
三抵抗体と前記第二発熱抵抗体に接続した第四抵抗体と
を接続してホイートストンブリッジを形成し、前記第一
抵抗体と前記第二発熱抵抗体との接続中点と前記第三抵
抗体と前記第四抵抗体との接続中点とに電力を供給し、
前記第一抵抗体部と前記第三抵抗体との接続中点と前記
第二発熱抵抗体と前記第四抵抗体との接続中点との電圧
を測定し、この測定電圧に対応して供給電力をフィード
バック制御する流量測定装置において、前記温度設定抵
抗体を直列に接続された複数の部分抵抗体により形成
し、前記温度設定抵抗体の両端の電圧を測定する第一電
圧測定装置を設け、少なくとも一個の前記部分抵抗体の
両端の電圧を測定する第二電圧測定装置を設けた。部分
抵抗体の両端の電圧は第一抵抗体の電流量に対応してお
り、これは第二発熱抵抗体の電流量に対応しているので
流体の温度に対応している。つまり、流体の流量と温度
とに対応した温度設定抵抗体の両端の電圧を電圧測定装
置により測定し、流体の温度のみに対応した第二発熱抵
抗体の電流量を電流量測定装置により測定すれば、これ
らの測定結果から流体の流量が測定される。
【0016】請求項5記載の発明では、請求項4記載の
発明において、第一電圧測定装置と第二電圧測定装置と
の測定結果を乗算する出力乗算装置を設けた。第一電圧
測定装置の測定結果は第二発熱抵抗体の電圧に対応して
おり、第二電圧測定装置の測定結果は第二発熱抵抗体の
電流量に対応しているので、この乗算結果は第二発熱抵
抗体の消費電力に対応することになり、これは流体の流
量に対応している。
発明において、第一電圧測定装置と第二電圧測定装置と
の測定結果を乗算する出力乗算装置を設けた。第一電圧
測定装置の測定結果は第二発熱抵抗体の電圧に対応して
おり、第二電圧測定装置の測定結果は第二発熱抵抗体の
電流量に対応しているので、この乗算結果は第二発熱抵
抗体の消費電力に対応することになり、これは流体の流
量に対応している。
【0017】請求項6記載の発明は、抵抗温度係数が共
に大きい第一抵抗体と第二発熱抵抗体とを接続して流体
の流路に配置し、前記第二発熱抵抗体の発熱温度を設定
する温度設定抵抗体を前記第一抵抗体に直列に接続して
第一抵抗体部を形成し、この第一抵抗体部に接続した第
三抵抗体と前記第二発熱抵抗体に接続した第四抵抗体と
を接続してホイートストンブリッジを形成し、前記第一
抵抗体と前記第二発熱抵抗体との接続中点と前記第三抵
抗体と前記第四抵抗体との接続中点とに電力を供給し、
前記第一抵抗体部と前記第三抵抗体との接続中点と前記
第二発熱抵抗体と前記第四抵抗体との接続中点との電圧
を測定し、この測定電圧に対応して供給電力をフィード
バック制御する流量測定装置において、前記温度設定抵
抗体の両端の電圧を測定する電圧測定装置を設け、この
電圧測定装置の測定結果を二乗する出力二乗装置を設け
た。温度設定抵抗体の両端の電圧は第一抵抗体の電流量
に対応しており、これは第二発熱抵抗体の電流量に対応
している。また、温度設定抵抗体の両端の電圧は第二発
熱抵抗体の電流量と発熱温度とにも対応しているので、
これは第二発熱抵抗体の電圧にも対応している。このた
め、温度設定抵抗体の両端の電圧を二乗すると第二発熱
抵抗体の消費電力に対応することになり、これは流体の
流量に対応している。
に大きい第一抵抗体と第二発熱抵抗体とを接続して流体
の流路に配置し、前記第二発熱抵抗体の発熱温度を設定
する温度設定抵抗体を前記第一抵抗体に直列に接続して
第一抵抗体部を形成し、この第一抵抗体部に接続した第
三抵抗体と前記第二発熱抵抗体に接続した第四抵抗体と
を接続してホイートストンブリッジを形成し、前記第一
抵抗体と前記第二発熱抵抗体との接続中点と前記第三抵
抗体と前記第四抵抗体との接続中点とに電力を供給し、
前記第一抵抗体部と前記第三抵抗体との接続中点と前記
第二発熱抵抗体と前記第四抵抗体との接続中点との電圧
を測定し、この測定電圧に対応して供給電力をフィード
バック制御する流量測定装置において、前記温度設定抵
抗体の両端の電圧を測定する電圧測定装置を設け、この
電圧測定装置の測定結果を二乗する出力二乗装置を設け
た。温度設定抵抗体の両端の電圧は第一抵抗体の電流量
に対応しており、これは第二発熱抵抗体の電流量に対応
している。また、温度設定抵抗体の両端の電圧は第二発
熱抵抗体の電流量と発熱温度とにも対応しているので、
これは第二発熱抵抗体の電圧にも対応している。このた
め、温度設定抵抗体の両端の電圧を二乗すると第二発熱
抵抗体の消費電力に対応することになり、これは流体の
流量に対応している。
【0018】
【発明の実施の形態】本発明の実施の第一の形態を図1
に基づいて以下に説明する。なお、本実施の形態で示す
流量測定装置21に関し、一従来例として前述した流量
測定装置1と同一の部分は、同一の名称及び符号を利用
して詳細な説明は省略する。まず、本実施の形態の流量
測定装置21も、ホイートストンブリッジ2を有してお
り、その温度設定抵抗体5の両側の接続中点13,22
に第一電圧測定装置23が接続されると共に、第一抵抗
体3の両側の接続中点22,24に第二電圧測定装置2
5が接続されている。これらの電圧測定装置23,25
は、差動増幅器を有しており、これに各種の抵抗体を接
続した構造からなる。
に基づいて以下に説明する。なお、本実施の形態で示す
流量測定装置21に関し、一従来例として前述した流量
測定装置1と同一の部分は、同一の名称及び符号を利用
して詳細な説明は省略する。まず、本実施の形態の流量
測定装置21も、ホイートストンブリッジ2を有してお
り、その温度設定抵抗体5の両側の接続中点13,22
に第一電圧測定装置23が接続されると共に、第一抵抗
体3の両側の接続中点22,24に第二電圧測定装置2
5が接続されている。これらの電圧測定装置23,25
は、差動増幅器を有しており、これに各種の抵抗体を接
続した構造からなる。
【0019】前記電圧測定装置23,25の出力には、
A/DC(Analog/Digital Convertor)を介してマイク
ロコンピュータ(共に図示せず)が接続されており、こ
のマイクロコンピュータは所定の演算処理により前記電
圧測定装置23,25の出力結果から流体の流量を算定
する。
A/DC(Analog/Digital Convertor)を介してマイク
ロコンピュータ(共に図示せず)が接続されており、こ
のマイクロコンピュータは所定の演算処理により前記電
圧測定装置23,25の出力結果から流体の流量を算定
する。
【0020】このような構成において、本実施の形態の
流量測定装置21では、流動しない基準温度の流体の流
路に第一抵抗体3と第二発熱抵抗体4とを配置し、温度
設定抵抗体5を短絡させて第二発熱抵抗体4を設定温度
に発熱させない状態で、接続中点13,14の電位が同
一にバランスするようにホイートストンブリッジ2が形
成されている。
流量測定装置21では、流動しない基準温度の流体の流
路に第一抵抗体3と第二発熱抵抗体4とを配置し、温度
設定抵抗体5を短絡させて第二発熱抵抗体4を設定温度
に発熱させない状態で、接続中点13,14の電位が同
一にバランスするようにホイートストンブリッジ2が形
成されている。
【0021】このような状態で温度設定抵抗体5の短絡
を解除すると、その抵抗値により第二発熱抵抗体4は第
一抵抗体3より高温に発熱するので、その抵抗値が増大
して接続中点14の電圧が接続中点13より上昇する。
このようにホイートストンブリッジ2のバランスが崩れ
ると、差動増幅器15が接続中点13,14の電位差を
増幅して制御トランジスタ11に出力するので、この制
御トランジスタ11は直流電源12からホイートストン
ブリッジ2に供給される電流を低減する。この電流の低
減により第二発熱抵抗体4の発熱温度は低下して抵抗値
が減少するので、接続中点13,14の電位差が解消さ
れてホイートストンブリッジ2のバランスが回復する。
を解除すると、その抵抗値により第二発熱抵抗体4は第
一抵抗体3より高温に発熱するので、その抵抗値が増大
して接続中点14の電圧が接続中点13より上昇する。
このようにホイートストンブリッジ2のバランスが崩れ
ると、差動増幅器15が接続中点13,14の電位差を
増幅して制御トランジスタ11に出力するので、この制
御トランジスタ11は直流電源12からホイートストン
ブリッジ2に供給される電流を低減する。この電流の低
減により第二発熱抵抗体4の発熱温度は低下して抵抗値
が減少するので、接続中点13,14の電位差が解消さ
れてホイートストンブリッジ2のバランスが回復する。
【0022】このような状態では、流動しない流体に発
熱抵抗体3,4が冷却された状態でホイートストンブリ
ッジ2のバランスが維持されているので、この状態から
流体が流動すると、第二発熱抵抗体4が第一抵抗体3に
対して温度設定抵抗体5の設定温度より低温に冷却され
る。このように第二発熱抵抗体4の抵抗値が低下してホ
イートストンブリッジ2のバランスが崩れると、このホ
イートストンブリッジ2に供給される電流が増加されて
第二発熱抵抗体4の発熱温度が上昇し、その抵抗値の増
加によりホイートストンブリッジ2のバランスが回復す
る。
熱抵抗体3,4が冷却された状態でホイートストンブリ
ッジ2のバランスが維持されているので、この状態から
流体が流動すると、第二発熱抵抗体4が第一抵抗体3に
対して温度設定抵抗体5の設定温度より低温に冷却され
る。このように第二発熱抵抗体4の抵抗値が低下してホ
イートストンブリッジ2のバランスが崩れると、このホ
イートストンブリッジ2に供給される電流が増加されて
第二発熱抵抗体4の発熱温度が上昇し、その抵抗値の増
加によりホイートストンブリッジ2のバランスが回復す
る。
【0023】本実施の形態の流量測定装置21では、上
述のように温度設定抵抗体5により第二発熱抵抗体4の
発熱温度を設定しており、この第二発熱抵抗体4の発熱
温度は流体の流量と温度とに対応している。換言する
と、流体の流量に対応してホイートストンブリッジ2の
バランスが維持された状態では、温度設定抵抗体5の両
端の電圧は流体の流量と温度とに対応している。一方、
この温度設定抵抗体5に接続された第一抵抗体3は、第
二発熱抵抗体4と同様に抵抗温度係数が大きく流体の流
路に配置されているので、その両端の電圧は流体の温度
に対応している。
述のように温度設定抵抗体5により第二発熱抵抗体4の
発熱温度を設定しており、この第二発熱抵抗体4の発熱
温度は流体の流量と温度とに対応している。換言する
と、流体の流量に対応してホイートストンブリッジ2の
バランスが維持された状態では、温度設定抵抗体5の両
端の電圧は流体の流量と温度とに対応している。一方、
この温度設定抵抗体5に接続された第一抵抗体3は、第
二発熱抵抗体4と同様に抵抗温度係数が大きく流体の流
路に配置されているので、その両端の電圧は流体の温度
に対応している。
【0024】そこで、本実施の形態の流量測定装置21
では、第一電圧測定装置23により温度設定抵抗体5の
両端の電圧を測定し、第二電圧測定装置25により第一
抵抗体3の両端の電圧を測定する。この時、第一電圧測
定装置23の検出電圧は流体の流量と温度とに対応し、
第二電圧測定装置25の検出電圧は流体の温度に対応し
ているので、所定の演算処理により流体の流量のみを正
確に測定する。
では、第一電圧測定装置23により温度設定抵抗体5の
両端の電圧を測定し、第二電圧測定装置25により第一
抵抗体3の両端の電圧を測定する。この時、第一電圧測
定装置23の検出電圧は流体の流量と温度とに対応し、
第二電圧測定装置25の検出電圧は流体の温度に対応し
ているので、所定の演算処理により流体の流量のみを正
確に測定する。
【0025】より詳細には、流体の流路に配置される発
熱抵抗体3,4は抵抗温度係数が共に大きいので、温度
が変化すると抵抗値が変化する。このような抵抗値R
は、基準温度での抵抗値R0 、基準温度に対する温度の
差分△T、温度係数α、とすると、 R=R0(1+α△T) として示される。例えば、第二発熱抵抗体4の場合、そ
の抵抗値RS2は、基準温度での抵抗値RS20 、発熱温度
△T、流体の温度と基準の温度との差分△t、とする
と、 RS2=RS20{1+α(△t+△T)} となる。
熱抵抗体3,4は抵抗温度係数が共に大きいので、温度
が変化すると抵抗値が変化する。このような抵抗値R
は、基準温度での抵抗値R0 、基準温度に対する温度の
差分△T、温度係数α、とすると、 R=R0(1+α△T) として示される。例えば、第二発熱抵抗体4の場合、そ
の抵抗値RS2は、基準温度での抵抗値RS20 、発熱温度
△T、流体の温度と基準の温度との差分△t、とする
と、 RS2=RS20{1+α(△t+△T)} となる。
【0026】ホイートストンブリッジ2がバランスして
接続中点13,14の電位が同一の場合、第一電圧測定
装置23の検出電圧Vqは、第一抵抗体3に通電される
電流量i1 、温度設定抵抗体5の温度係数α′、温度設
定抵抗体5の温度と基準温度との差分△t′、温度設定
抵抗体5の基準温度での抵抗値R30、とすると、 Vq=R30(1+α′△t′)i1 となり、これは第一電圧測定装置23の増幅率G、第二
発熱抵抗体4に通電される電流量i2 、第三抵抗体7の
基準温度での抵抗値R10、第二抵抗体8の基準温度での
抵抗値R20、とすると、 Vq=G(R10/R20)α △T RS20 i2 となる。
接続中点13,14の電位が同一の場合、第一電圧測定
装置23の検出電圧Vqは、第一抵抗体3に通電される
電流量i1 、温度設定抵抗体5の温度係数α′、温度設
定抵抗体5の温度と基準温度との差分△t′、温度設定
抵抗体5の基準温度での抵抗値R30、とすると、 Vq=R30(1+α′△t′)i1 となり、これは第一電圧測定装置23の増幅率G、第二
発熱抵抗体4に通電される電流量i2 、第三抵抗体7の
基準温度での抵抗値R10、第二抵抗体8の基準温度での
抵抗値R20、とすると、 Vq=G(R10/R20)α △T RS20 i2 となる。
【0027】この第一電圧測定装置23の検出電圧Vq
を示す演算式の変数は、第二発熱抵抗体4の発熱温度△
Tと電流i2 であり、その発熱温度△Tは流体の流量に
対応し、電流i2 は流体の温度に対応している。つま
り、第一電圧測定装置23により温度設定抵抗体5の両
端から検出した電圧Vqは、流体の流量と温度とに対応
している。一方、第二電圧測定装置25により第一抵抗
体3の両端から検出する電圧Vfは、流体の温度に対応
している。そこで、これらの電圧を所定の演算式により
処理すれば、流体の流量のみを正確に検出することがで
きる。
を示す演算式の変数は、第二発熱抵抗体4の発熱温度△
Tと電流i2 であり、その発熱温度△Tは流体の流量に
対応し、電流i2 は流体の温度に対応している。つま
り、第一電圧測定装置23により温度設定抵抗体5の両
端から検出した電圧Vqは、流体の流量と温度とに対応
している。一方、第二電圧測定装置25により第一抵抗
体3の両端から検出する電圧Vfは、流体の温度に対応
している。そこで、これらの電圧を所定の演算式により
処理すれば、流体の流量のみを正確に検出することがで
きる。
【0028】なお、ここでは電圧測定装置23,25を
差動増幅器と抵抗体によりハードウェアとして形成し、
これらの出力をA/DCを介してマイクロコンピュータ
により演算処理することを例示したが、本発明は上記方
式に限定されるものではない。例えば、A/DCを接続
したマイクロコンピュータを直接に電圧測定装置とする
ことも可能であり、電圧測定装置23,25の出力を演
算処理する論理回路を形成することも可能である。
差動増幅器と抵抗体によりハードウェアとして形成し、
これらの出力をA/DCを介してマイクロコンピュータ
により演算処理することを例示したが、本発明は上記方
式に限定されるものではない。例えば、A/DCを接続
したマイクロコンピュータを直接に電圧測定装置とする
ことも可能であり、電圧測定装置23,25の出力を演
算処理する論理回路を形成することも可能である。
【0029】また、ここでは流量測定装置21により流
体の流量を測定することを例示したが、この流量は単位
時間に流体が流動する流量なので流速と同義であり、流
量測定装置21により流量と同様に流速を測定すること
も可能である。さらに、ここでは第一抵抗体3と第二発
熱抵抗体4とを流体の流路に配置し、他の抵抗体5,
7,8は流体の流路に配置しないことにより、良好な精
度を確保することを想定しているが、抵抗体5,7,8
の抵抗温度係数が充分に小さければ、これを流体の流路
に位置させることも可能であり、この場合は流量測定装
置21の構造の簡略化や小型化が可能となる。
体の流量を測定することを例示したが、この流量は単位
時間に流体が流動する流量なので流速と同義であり、流
量測定装置21により流量と同様に流速を測定すること
も可能である。さらに、ここでは第一抵抗体3と第二発
熱抵抗体4とを流体の流路に配置し、他の抵抗体5,
7,8は流体の流路に配置しないことにより、良好な精
度を確保することを想定しているが、抵抗体5,7,8
の抵抗温度係数が充分に小さければ、これを流体の流路
に位置させることも可能であり、この場合は流量測定装
置21の構造の簡略化や小型化が可能となる。
【0030】つぎに、本発明の実施の第二の形態を図2
に基づいて以下に説明する。なお、本実施の形態で示す
流量測定装置31に関し、実施の第一の形態として上述
した流量測定装置21と同一の部分は、同一の名称及び
符号を利用して詳細な説明は省略する。まず、本実施の
形態の流量測定装置31も、ホイートストンブリッジ2
を有しており、その温度設定抵抗体5の両側の接続中点
13,22に電圧測定装置23が接続されている。しか
し、前述した電圧測定装置25は設けられておらず、第
四抵抗体8の両側の接続中点32,33に電流測定装置
34が接続されている。この電流測定装置34も差動増
幅器と複数の抵抗体からなり、電圧測定装置23と共に
A/DCを介してマイクロコンピュータに接続されてい
る。
に基づいて以下に説明する。なお、本実施の形態で示す
流量測定装置31に関し、実施の第一の形態として上述
した流量測定装置21と同一の部分は、同一の名称及び
符号を利用して詳細な説明は省略する。まず、本実施の
形態の流量測定装置31も、ホイートストンブリッジ2
を有しており、その温度設定抵抗体5の両側の接続中点
13,22に電圧測定装置23が接続されている。しか
し、前述した電圧測定装置25は設けられておらず、第
四抵抗体8の両側の接続中点32,33に電流測定装置
34が接続されている。この電流測定装置34も差動増
幅器と複数の抵抗体からなり、電圧測定装置23と共に
A/DCを介してマイクロコンピュータに接続されてい
る。
【0031】このような構成において、本実施の形態の
流量測定装置31でも、温度設定抵抗体5の両端の電圧
が流体の流量と温度とに対応しているので、これを電圧
測定装置23により測定する。一方、電流測定装置34
により第四抵抗体8の両端の電圧を測定するが、この第
四抵抗体8は抵抗値が変化しないので、その電圧は電流
量に対応している。
流量測定装置31でも、温度設定抵抗体5の両端の電圧
が流体の流量と温度とに対応しているので、これを電圧
測定装置23により測定する。一方、電流測定装置34
により第四抵抗体8の両端の電圧を測定するが、この第
四抵抗体8は抵抗値が変化しないので、その電圧は電流
量に対応している。
【0032】この第四抵抗体8の電流量は第二発熱抵抗
体4に通電される電流量と同一であり、この第二発熱抵
抗体4の電流量は前述のように流体の温度に対応してい
る。このため、本実施の形態の流量測定装置31も、二
個の測定装置23,34の測定結果から所定の演算処理
により流体の流量のみを正確に測定する。
体4に通電される電流量と同一であり、この第二発熱抵
抗体4の電流量は前述のように流体の温度に対応してい
る。このため、本実施の形態の流量測定装置31も、二
個の測定装置23,34の測定結果から所定の演算処理
により流体の流量のみを正確に測定する。
【0033】より詳細には、前述のようにホイートスト
ンブリッジ2がバランスしている場合、電流測定装置3
4の検出電流Iqは、その増幅率G′、第四抵抗体8の
温度係数α″、とすると、 Iq=G′R20(1+α″△t′)i2 となり、この検出電圧Iqの変数である第二発熱抵抗体
4の電流i2 は、流体の温度に対応している。
ンブリッジ2がバランスしている場合、電流測定装置3
4の検出電流Iqは、その増幅率G′、第四抵抗体8の
温度係数α″、とすると、 Iq=G′R20(1+α″△t′)i2 となり、この検出電圧Iqの変数である第二発熱抵抗体
4の電流i2 は、流体の温度に対応している。
【0034】つまり、電圧測定装置23の検出電圧Vq
は、その変数が第二発熱抵抗体4の発熱温度△Tと電流
i2 で流体の流量と温度とに対応しており、電流測定装
置34の検出電流Iqは、その変数が第二発熱抵抗体4
の電流i2 で流体の温度に対応しているので、これらの
測定結果から流体の流量のみを正確に検出することがで
きる。
は、その変数が第二発熱抵抗体4の発熱温度△Tと電流
i2 で流体の流量と温度とに対応しており、電流測定装
置34の検出電流Iqは、その変数が第二発熱抵抗体4
の電流i2 で流体の温度に対応しているので、これらの
測定結果から流体の流量のみを正確に検出することがで
きる。
【0035】なお、本発明は上述した流量測定装置31
に限定されるものでもなく、前述した流量測定装置21
と同様に各種の変形を許容する。例えば、ここでは第二
発熱抵抗体4に通電される電流量を測定するため、電流
測定装置34を第四抵抗体8の両端に接続したが、例え
ば、この第四抵抗体8を複数に分割して第二発熱抵抗体
4の電流量を測定する専用の抵抗体を形成し、この抵抗
体の両端に電流測定装置34を接続することも可能であ
る。
に限定されるものでもなく、前述した流量測定装置21
と同様に各種の変形を許容する。例えば、ここでは第二
発熱抵抗体4に通電される電流量を測定するため、電流
測定装置34を第四抵抗体8の両端に接続したが、例え
ば、この第四抵抗体8を複数に分割して第二発熱抵抗体
4の電流量を測定する専用の抵抗体を形成し、この抵抗
体の両端に電流測定装置34を接続することも可能であ
る。
【0036】また、本実施の形態の流量測定装置31で
は、前述した流量測定装置21と同様に二個の測定装置
23,31の測定結果をマイクロコンピュータにより演
算処理することを想定したが、図3に一変形例として示
すように、出力乗算装置として乗算器を有する演算装置
36を設け、これを二個の測定装置23,31に接続し
て流量測定装置37を形成することも可能である。この
流量測定装置37の演算装置36は乗算器を有するの
で、二個の測定装置23,31の二つの測定結果を乗算
して流体の流量の測定結果を出力する。
は、前述した流量測定装置21と同様に二個の測定装置
23,31の測定結果をマイクロコンピュータにより演
算処理することを想定したが、図3に一変形例として示
すように、出力乗算装置として乗算器を有する演算装置
36を設け、これを二個の測定装置23,31に接続し
て流量測定装置37を形成することも可能である。この
流量測定装置37の演算装置36は乗算器を有するの
で、二個の測定装置23,31の二つの測定結果を乗算
して流体の流量の測定結果を出力する。
【0037】つまり、第二発熱抵抗体4の消費電力P
は、発熱温度△T、流体の流量u、所定の定数A,B,
nとすると、
は、発熱温度△T、流体の流量u、所定の定数A,B,
nとすると、
【0038】
【数1】
【0039】となる。流量測定装置37は、第二発熱抵
抗体4の発熱温度△Tを一定に制御するので、その消費
電力Pは流体の流量uに対応している。演算装置36の
演算結果である“Vq×Iq”は、第二発熱抵抗体4の
電圧と電流とに対応しているので消費電力Pにも対応し
ていることになり、これを流体の流量の測定結果とする
ことができる。なお、このような演算結果は電力を意味
しており、流体の流量を直接に表現はしないので、実際
には上述のような結果に所定の係数を乗算するような処
理も実行する。
抗体4の発熱温度△Tを一定に制御するので、その消費
電力Pは流体の流量uに対応している。演算装置36の
演算結果である“Vq×Iq”は、第二発熱抵抗体4の
電圧と電流とに対応しているので消費電力Pにも対応し
ていることになり、これを流体の流量の測定結果とする
ことができる。なお、このような演算結果は電力を意味
しており、流体の流量を直接に表現はしないので、実際
には上述のような結果に所定の係数を乗算するような処
理も実行する。
【0040】つぎに、本発明の実施の第三の形態を図4
に基づいて以下に説明する。なお、本実施の形態で示す
流量測定装置41に関し、実施の第一の形態として前述
した流量測定装置21と同一の部分は、同一の名称及び
符号を利用して詳細な説明は省略する。
に基づいて以下に説明する。なお、本実施の形態で示す
流量測定装置41に関し、実施の第一の形態として前述
した流量測定装置21と同一の部分は、同一の名称及び
符号を利用して詳細な説明は省略する。
【0041】まず、本実施の形態の流量測定装置41
も、ホイートストンブリッジ2を有しており、その温度
設定抵抗体5の両側の接続中点13,22に第一電圧測
定装置23が接続されている。しかし、温度設定抵抗体
5が、直列に接続された二個の部分抵抗体42,43に
より形成されており、ここでは第二部分抵抗体43の両
側の接続中点44,22に第二電圧測定装置45が接続
されている。
も、ホイートストンブリッジ2を有しており、その温度
設定抵抗体5の両側の接続中点13,22に第一電圧測
定装置23が接続されている。しかし、温度設定抵抗体
5が、直列に接続された二個の部分抵抗体42,43に
より形成されており、ここでは第二部分抵抗体43の両
側の接続中点44,22に第二電圧測定装置45が接続
されている。
【0042】このような構成において、本実施の形態の
流量測定装置41でも、温度設定抵抗体5の両端の電圧
が流体の流量と温度とに対応しているので、これを第一
電圧測定装置23により測定する。一方、第二電圧測定
装置45により第二部分抵抗体43の両端の電圧を測定
するが、この第二部分抵抗体43は抵抗値が変化しない
ので、その電圧は電流量に対応している。
流量測定装置41でも、温度設定抵抗体5の両端の電圧
が流体の流量と温度とに対応しているので、これを第一
電圧測定装置23により測定する。一方、第二電圧測定
装置45により第二部分抵抗体43の両端の電圧を測定
するが、この第二部分抵抗体43は抵抗値が変化しない
ので、その電圧は電流量に対応している。
【0043】この第二部分抵抗体43の電流量は第一抵
抗体3に通電される電流量と同一であり、この第一抵抗
体3の電流量は流体の温度に対応している。このため、
本実施の形態の流量測定装置41も、二個の測定装置2
3,45の測定結果から所定の演算処理により流体の流
量のみを正確に測定する。
抗体3に通電される電流量と同一であり、この第一抵抗
体3の電流量は流体の温度に対応している。このため、
本実施の形態の流量測定装置41も、二個の測定装置2
3,45の測定結果から所定の演算処理により流体の流
量のみを正確に測定する。
【0044】より詳細には、前述のようにホイートスト
ンブリッジ2がバランスしている場合、第二電圧測定装
置45の検出電流Iqは、その増幅率G′、第二部分抵
抗体43の抵抗値R3b0 、その温度係数α″、その電流
量i1 とすると、 Iq=G′R3b0(1+α″△t′)i1 となる。この検出電圧Iqの変数である第二部分抵抗体
43の電流量i1 は、前述のように第一抵抗体3の電流
量であり、この第一抵抗体3の電流量i1 、その抵抗値
R1 、第二発熱抵抗体4の電流i2 、その抵抗値R2 、
とすると、 i1/i2=R1/R2 となる。抵抗温度係数が同一の発熱抵抗体3,4の抵抗
値R1 ,R2 は同様な比率で変化するので電流量i1 ,
i2 は対応することになり、第二電圧測定装置45の検
出電流Iqは、流体の温度に対応することになるので、
これらの測定結果から流体の流量のみを正確に検出する
ことができる。
ンブリッジ2がバランスしている場合、第二電圧測定装
置45の検出電流Iqは、その増幅率G′、第二部分抵
抗体43の抵抗値R3b0 、その温度係数α″、その電流
量i1 とすると、 Iq=G′R3b0(1+α″△t′)i1 となる。この検出電圧Iqの変数である第二部分抵抗体
43の電流量i1 は、前述のように第一抵抗体3の電流
量であり、この第一抵抗体3の電流量i1 、その抵抗値
R1 、第二発熱抵抗体4の電流i2 、その抵抗値R2 、
とすると、 i1/i2=R1/R2 となる。抵抗温度係数が同一の発熱抵抗体3,4の抵抗
値R1 ,R2 は同様な比率で変化するので電流量i1 ,
i2 は対応することになり、第二電圧測定装置45の検
出電流Iqは、流体の温度に対応することになるので、
これらの測定結果から流体の流量のみを正確に検出する
ことができる。
【0045】なお、本発明も上述した流量測定装置41
に限定されるものではなく、前述した流量測定装置2
1,31と同様に各種の変形を許容する。例えば、ここ
では第一抵抗体3に通電される電流量を測定するため、
温度設定抵抗体5を二個に分割して第二部分抵抗体43
に第二電圧測定装置45を接続したが、例えば、このよ
うな温度設定抵抗体5の分割の個数は二個に限定される
ものではなく、その何れに第二電圧測定装置45を接続
することも可能である。
に限定されるものではなく、前述した流量測定装置2
1,31と同様に各種の変形を許容する。例えば、ここ
では第一抵抗体3に通電される電流量を測定するため、
温度設定抵抗体5を二個に分割して第二部分抵抗体43
に第二電圧測定装置45を接続したが、例えば、このよ
うな温度設定抵抗体5の分割の個数は二個に限定される
ものではなく、その何れに第二電圧測定装置45を接続
することも可能である。
【0046】また、本実施の形態の流量測定装置41で
は、前述した流量測定装置21と同様に二個の測定装置
23,41の測定結果をマイクロコンピュータにより演
算処理することを想定したが、図5に一変形例として示
すように、前述した流量測定装置37と同様に演算装置
36を二個の測定装置23,41に接続して流量測定装
置47を形成することも可能である。
は、前述した流量測定装置21と同様に二個の測定装置
23,41の測定結果をマイクロコンピュータにより演
算処理することを想定したが、図5に一変形例として示
すように、前述した流量測定装置37と同様に演算装置
36を二個の測定装置23,41に接続して流量測定装
置47を形成することも可能である。
【0047】つぎに、本発明の実施の第四の形態を図6
に基づいて以下に説明する。なお、本実施の形態で示す
流量測定装置51に関し、実施の第一の形態として上述
した流量測定装置21と同一の部分は、同一の名称及び
符号を利用して詳細な説明は省略する。
に基づいて以下に説明する。なお、本実施の形態で示す
流量測定装置51に関し、実施の第一の形態として上述
した流量測定装置21と同一の部分は、同一の名称及び
符号を利用して詳細な説明は省略する。
【0048】まず、本実施の形態の流量測定装置51
も、ホイートストンブリッジ2を有しており、その温度
設定抵抗体5の両側の接続中点13,22に電圧測定装
置23が接続されており、この電圧測定装置23に出力
二乗装置である演算装置52が接続されている。この演
算装置52は、乗算器を有しており、電圧測定装置23
の出力結果を二乗する。
も、ホイートストンブリッジ2を有しており、その温度
設定抵抗体5の両側の接続中点13,22に電圧測定装
置23が接続されており、この電圧測定装置23に出力
二乗装置である演算装置52が接続されている。この演
算装置52は、乗算器を有しており、電圧測定装置23
の出力結果を二乗する。
【0049】このような構成において、本実施の形態の
流量測定装置51では、温度設定抵抗体5の両端の電圧
は、第二発熱抵抗体4の電圧に対応していると同時に、
第二発熱抵抗体4の電流量にも対応している。第二発熱
抵抗体4の電圧と電流とを乗算した電力は流体の流量に
対応しているので、温度設定抵抗体5の両端の電圧を二
乗すると流体の流量に対応することになる。そこで、温
度設定抵抗体5の流体の電圧を電圧測定装置23により
測定し、これを演算装置52により二乗することによ
り、流体の流量のみを正確に測定する。
流量測定装置51では、温度設定抵抗体5の両端の電圧
は、第二発熱抵抗体4の電圧に対応していると同時に、
第二発熱抵抗体4の電流量にも対応している。第二発熱
抵抗体4の電圧と電流とを乗算した電力は流体の流量に
対応しているので、温度設定抵抗体5の両端の電圧を二
乗すると流体の流量に対応することになる。そこで、温
度設定抵抗体5の流体の電圧を電圧測定装置23により
測定し、これを演算装置52により二乗することによ
り、流体の流量のみを正確に測定する。
【0050】より詳細には、前述のようにホイートスト
ンブリッジ2がバランスしている場合、電圧測定装置2
3の検出電圧Vqは、第一抵抗体3に通電される電流量
i1、温度設定抵抗体5の温度係数α′、温度設定抵抗
体5の温度と基準温度との差分△t′、温度設定抵抗体
5の基準温度での抵抗値R30、電圧測定装置23の増幅
率G、第二発熱抵抗体4に通電される電流量i2 、第三
抵抗体7の基準温度での抵抗値R10、第四抵抗体8の基
準温度での抵抗値R20、とすると、 Vq=R30(1+α′△t′)i1=G(R10/R20)α △
T RS20 i2 となる。
ンブリッジ2がバランスしている場合、電圧測定装置2
3の検出電圧Vqは、第一抵抗体3に通電される電流量
i1、温度設定抵抗体5の温度係数α′、温度設定抵抗
体5の温度と基準温度との差分△t′、温度設定抵抗体
5の基準温度での抵抗値R30、電圧測定装置23の増幅
率G、第二発熱抵抗体4に通電される電流量i2 、第三
抵抗体7の基準温度での抵抗値R10、第四抵抗体8の基
準温度での抵抗値R20、とすると、 Vq=R30(1+α′△t′)i1=G(R10/R20)α △
T RS20 i2 となる。
【0051】この電圧測定装置23の検出電圧Vqを示
す演算式の変数は、第二発熱抵抗体4の発熱温度△Tと
電流i2 であり、これは流体の流量と温度とに対応した
第二発熱抵抗体4の両端の電圧に対応している。
す演算式の変数は、第二発熱抵抗体4の発熱温度△Tと
電流i2 であり、これは流体の流量と温度とに対応した
第二発熱抵抗体4の両端の電圧に対応している。
【0052】一方、温度設定抵抗体5は抵抗値が変化し
ないので電圧と電流量とが対応しており、この電流量は
第一抵抗体3の電流量と同一である。第一抵抗体3の電
流量i1 、その抵抗値R1 、第二発熱抵抗体4の電流i
2 、その抵抗値R2 、とすると、 i1/i2=R1/R2 となる。抵抗温度係数が同一の発熱抵抗体3,4の抵抗
値R1 ,R2 は同様な比率で変化するので電流量i1 ,
i2 は対応することになり、温度設定抵抗体5の電圧V
qは第二発熱抵抗体4の電流量i2 に対応していること
になる。
ないので電圧と電流量とが対応しており、この電流量は
第一抵抗体3の電流量と同一である。第一抵抗体3の電
流量i1 、その抵抗値R1 、第二発熱抵抗体4の電流i
2 、その抵抗値R2 、とすると、 i1/i2=R1/R2 となる。抵抗温度係数が同一の発熱抵抗体3,4の抵抗
値R1 ,R2 は同様な比率で変化するので電流量i1 ,
i2 は対応することになり、温度設定抵抗体5の電圧V
qは第二発熱抵抗体4の電流量i2 に対応していること
になる。
【0053】つまり、電圧測定装置23の検出電圧Vq
は、第二発熱抵抗体4の電圧に対応すると同時に電流量
にも対応しているので、これを二乗すると消費電力に対
応することになる。第二発熱抵抗体4の消費電力は両端
の流量に対応しているので、上述のように電圧測定装置
23の測定結果を演算装置52により二乗すれば、流体
の流量のみを正確に検出することができる。
は、第二発熱抵抗体4の電圧に対応すると同時に電流量
にも対応しているので、これを二乗すると消費電力に対
応することになる。第二発熱抵抗体4の消費電力は両端
の流量に対応しているので、上述のように電圧測定装置
23の測定結果を演算装置52により二乗すれば、流体
の流量のみを正確に検出することができる。
【0054】なお、本発明は上述した流量測定装置31
に限定されるものでもなく、前述した流量測定装置21
と同様に各種の変形を許容する。例えば、ここでは温度
設定抵抗体5の両端の電圧を測定して二乗するために電
圧測定装置23と演算装置52とを設けたが、これをA
/DCを接続したマイクロコンピュータにより実現する
ことも可能である。
に限定されるものでもなく、前述した流量測定装置21
と同様に各種の変形を許容する。例えば、ここでは温度
設定抵抗体5の両端の電圧を測定して二乗するために電
圧測定装置23と演算装置52とを設けたが、これをA
/DCを接続したマイクロコンピュータにより実現する
ことも可能である。
【0055】
【発明の効果】請求項1記載の発明は、温度設定抵抗体
の両端の電圧を測定する第一電圧測定装置を設け、第一
抵抗体の両端の電圧を測定する第二電圧測定装置を設け
たことにより、流体の流量と温度とに対応した温度設定
抵抗体の両端の電圧と、流体の温度に対応した第一抵抗
体の両端の電圧とを測定することができるので、これら
の測定結果から流体の流量のみを正確に測定することが
できる。
の両端の電圧を測定する第一電圧測定装置を設け、第一
抵抗体の両端の電圧を測定する第二電圧測定装置を設け
たことにより、流体の流量と温度とに対応した温度設定
抵抗体の両端の電圧と、流体の温度に対応した第一抵抗
体の両端の電圧とを測定することができるので、これら
の測定結果から流体の流量のみを正確に測定することが
できる。
【0056】請求項2記載の発明は、温度設定抵抗体の
両端の電圧を測定する電圧測定装置を設け、第二発熱抵
抗体に通電される電流を測定する電流測定装置を設けた
ことにより、流体の流量と温度とに対応した温度設定抵
抗体の両端の電圧と、流体の温度に対応した第二発熱抵
抗体の電流量とを測定することができるので、これらの
測定結果から流体の流量のみを正確に測定することがで
きる。
両端の電圧を測定する電圧測定装置を設け、第二発熱抵
抗体に通電される電流を測定する電流測定装置を設けた
ことにより、流体の流量と温度とに対応した温度設定抵
抗体の両端の電圧と、流体の温度に対応した第二発熱抵
抗体の電流量とを測定することができるので、これらの
測定結果から流体の流量のみを正確に測定することがで
きる。
【0057】請求項3記載の発明では、電圧測定装置の
測定結果と電流測定装置の測定結果とを乗算する出力乗
算装置を設けたことにより、電圧測定装置の測定結果は
第二発熱抵抗体の電圧に対応しており、電流測定装置の
測定結果は第二発熱抵抗体の電流量に対応しているの
で、これらの乗算結果は第二発熱抵抗体の消費電力に対
応することになり、これは流体の流量に対応しているの
で、流体の流量のみを簡単な構造で正確に測定すること
ができる。
測定結果と電流測定装置の測定結果とを乗算する出力乗
算装置を設けたことにより、電圧測定装置の測定結果は
第二発熱抵抗体の電圧に対応しており、電流測定装置の
測定結果は第二発熱抵抗体の電流量に対応しているの
で、これらの乗算結果は第二発熱抵抗体の消費電力に対
応することになり、これは流体の流量に対応しているの
で、流体の流量のみを簡単な構造で正確に測定すること
ができる。
【0058】請求項4記載の発明は、温度設定抵抗体を
直列に接続された複数の部分抵抗体により形成し、温度
設定抵抗体の両端の電圧を測定する第一電圧測定装置を
設け、少なくとも一個の部分抵抗体の両端の電圧を測定
する第二電圧測定装置を設けたことにより、流体の流量
と温度とに対応した温度設定抵抗体の両端の電圧を電圧
測定装置により測定し、流体の温度のみに対応した第二
発熱抵抗体の電流量を電流量測定装置により測定するこ
とができるので、これらの測定結果から流体の流量のみ
を正確に測定することができる。
直列に接続された複数の部分抵抗体により形成し、温度
設定抵抗体の両端の電圧を測定する第一電圧測定装置を
設け、少なくとも一個の部分抵抗体の両端の電圧を測定
する第二電圧測定装置を設けたことにより、流体の流量
と温度とに対応した温度設定抵抗体の両端の電圧を電圧
測定装置により測定し、流体の温度のみに対応した第二
発熱抵抗体の電流量を電流量測定装置により測定するこ
とができるので、これらの測定結果から流体の流量のみ
を正確に測定することができる。
【0059】請求項5記載の発明では、第一電圧測定装
置と第二電圧測定装置との測定結果を乗算する出力乗算
装置を設けたことにより、第一電圧測定装置の測定結果
は第二発熱抵抗体の電圧に対応しており、第二電圧測定
装置の測定結果は第二発熱抵抗体の電流量に対応してい
るので、これらの乗算結果は第二発熱抵抗体の消費電力
に対応することになり、これは流体の流量に対応してい
るので、流体の流量のみを簡単な構造で正確に測定する
ことができる。
置と第二電圧測定装置との測定結果を乗算する出力乗算
装置を設けたことにより、第一電圧測定装置の測定結果
は第二発熱抵抗体の電圧に対応しており、第二電圧測定
装置の測定結果は第二発熱抵抗体の電流量に対応してい
るので、これらの乗算結果は第二発熱抵抗体の消費電力
に対応することになり、これは流体の流量に対応してい
るので、流体の流量のみを簡単な構造で正確に測定する
ことができる。
【0060】請求項6記載の発明は、温度設定抵抗体の
両端の電圧を測定する電圧測定装置を設け、この電圧測
定装置の測定結果を二乗する出力二乗装置を設けたこと
により、温度設定抵抗体の両端の電圧は第二発熱抵抗体
の電流量と電圧との両方に対応しているので、これを二
乗すると第二発熱抵抗体の消費電力に対応することにな
り、これは流体の流量に対応しているので、流体の流量
のみを簡単な構造で正確に測定することができる。
両端の電圧を測定する電圧測定装置を設け、この電圧測
定装置の測定結果を二乗する出力二乗装置を設けたこと
により、温度設定抵抗体の両端の電圧は第二発熱抵抗体
の電流量と電圧との両方に対応しているので、これを二
乗すると第二発熱抵抗体の消費電力に対応することにな
り、これは流体の流量に対応しているので、流体の流量
のみを簡単な構造で正確に測定することができる。
【図1】本発明の流量測定装置の実施の第一の形態を示
す回路図である。
す回路図である。
【図2】本発明の流量測定装置の実施の第二の形態を示
す回路図である。
す回路図である。
【図3】その一変形例を示す回路図である。
【図4】本発明の流量測定装置の実施の第三の形態を示
す回路図である。
す回路図である。
【図5】その一変形例を示す回路図である。
【図6】本発明の流量測定装置の実施の第四の形態を示
す回路図である。
す回路図である。
【図7】一従来例の流量測定装置を示す回路図である。
2 ホイートストンブリッジ 3 第一抵抗体 4 第二発熱抵抗体 5 温度設定抵抗体 6 第一抵抗体部 7 第三抵抗体 8 第四抵抗体 9,10,13,14 接続中点 21,31,37,41,47,51 流量測定装置 23 第一電圧測定装置、電圧測定装置 25,45 第二電圧測定装置 34 電流測定装置 36 出力乗算装置 42,43 部分抵抗体 52 出力二乗装置
Claims (6)
- 【請求項1】 抵抗温度係数が共に大きい第一抵抗体と
第二発熱抵抗体とを接続して流体の流路に配置し、前記
第二発熱抵抗体の発熱温度を設定する温度設定抵抗体を
前記第一抵抗体に直列に接続して第一抵抗体部を形成
し、この第一抵抗体部に接続した第三抵抗体と前記第二
発熱抵抗体に接続した第四抵抗体とを接続してホイート
ストンブリッジを形成し、前記第一抵抗体と前記第二発
熱抵抗体との接続中点と前記第三抵抗体と前記第四抵抗
体との接続中点とに電力を供給し、前記第一抵抗体部と
前記第三抵抗体との接続中点と前記第二発熱抵抗体と前
記第四抵抗体との接続中点との電圧を測定し、この測定
電圧に対応して供給電力をフィードバック制御する流量
測定装置において、前記温度設定抵抗体の両端の電圧を
測定する第一電圧測定装置を設け、前記第一抵抗体の両
端の電圧を測定する第二電圧測定装置を設けたことを特
徴とする流量測定装置。 - 【請求項2】 抵抗温度係数が共に大きい第一抵抗体と
第二発熱抵抗体とを接続して流体の流路に配置し、前記
第二発熱抵抗体の発熱温度を設定する温度設定抵抗体を
前記第一抵抗体に直列に接続して第一抵抗体部を形成
し、この第一抵抗体部に接続した第三抵抗体と前記第二
発熱抵抗体に接続した第四抵抗体とを接続してホイート
ストンブリッジを形成し、前記第一抵抗体と前記第二発
熱抵抗体との接続中点と前記第三抵抗体と前記第四抵抗
体との接続中点とに電力を供給し、前記第一抵抗体部と
前記第三抵抗体との接続中点と前記第二発熱抵抗体と前
記第四抵抗体との接続中点との電圧を測定し、この測定
電圧に対応して供給電力をフィードバック制御する流量
測定装置において、前記温度設定抵抗体の両端の電圧を
測定する電圧測定装置を設け、前記第二発熱抵抗体に通
電される電流を測定する電流測定装置を設けたことを特
徴とする流量測定装置。 - 【請求項3】 電圧測定装置の測定結果と電流測定装置
の測定結果とを乗算する出力乗算装置を設けたことを特
徴とする請求項2記載の流量測定装置。 - 【請求項4】 抵抗温度係数が共に大きい第一抵抗体と
第二発熱抵抗体とを接続して流体の流路に配置し、前記
第二発熱抵抗体の発熱温度を設定する温度設定抵抗体を
前記第一抵抗体に直列に接続して第一抵抗体部を形成
し、この第一抵抗体部に接続した第三抵抗体と前記第二
発熱抵抗体に接続した第四抵抗体とを接続してホイート
ストンブリッジを形成し、前記第一抵抗体と前記第二発
熱抵抗体との接続中点と前記第三抵抗体と前記第四抵抗
体との接続中点とに電力を供給し、前記第一抵抗体部と
前記第三抵抗体との接続中点と前記第二発熱抵抗体と前
記第四抵抗体との接続中点との電圧を測定し、この測定
電圧に対応して供給電力をフィードバック制御する流量
測定装置において、前記温度設定抵抗体を直列に接続さ
れた複数の部分抵抗体により形成し、前記温度設定抵抗
体の両端の電圧を測定する第一電圧測定装置を設け、少
なくとも一個の前記部分抵抗体の両端の電圧を測定する
第二電圧測定装置を設けたことを特徴とする流量測定装
置。 - 【請求項5】 第一電圧測定装置と第二電圧測定装置と
の測定結果を乗算する出力乗算装置を設けたことを特徴
とする請求項4記載の流量測定装置。 - 【請求項6】 抵抗温度係数が共に大きい第一抵抗体と
第二発熱抵抗体とを接続して流体の流路に配置し、前記
第二発熱抵抗体の発熱温度を設定する温度設定抵抗体を
前記第一抵抗体に直列に接続して第一抵抗体部を形成
し、この第一抵抗体部に接続した第三抵抗体と前記第二
発熱抵抗体に接続した第四抵抗体とを接続してホイート
ストンブリッジを形成し、前記第一抵抗体と前記第二発
熱抵抗体との接続中点と前記第三抵抗体と前記第四抵抗
体との接続中点とに電力を供給し、前記第一抵抗体部と
前記第三抵抗体との接続中点と前記第二発熱抵抗体と前
記第四抵抗体との接続中点との電圧を測定し、この測定
電圧に対応して供給電力をフィードバック制御する流量
測定装置において、前記温度設定抵抗体の両端の電圧を
測定する電圧測定装置を設け、この電圧測定装置の測定
結果を二乗する出力二乗装置を設けたことを特徴とする
流量測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8001265A JPH09189592A (ja) | 1996-01-09 | 1996-01-09 | 流量測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8001265A JPH09189592A (ja) | 1996-01-09 | 1996-01-09 | 流量測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09189592A true JPH09189592A (ja) | 1997-07-22 |
Family
ID=11496635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8001265A Pending JPH09189592A (ja) | 1996-01-09 | 1996-01-09 | 流量測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09189592A (ja) |
-
1996
- 1996-01-09 JP JP8001265A patent/JPH09189592A/ja active Pending
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