JPH1054767A - 温湿度検出器用の電流出力回路及びその電流出力回路を備えた温湿度検出器 - Google Patents
温湿度検出器用の電流出力回路及びその電流出力回路を備えた温湿度検出器Info
- Publication number
- JPH1054767A JPH1054767A JP21933596A JP21933596A JPH1054767A JP H1054767 A JPH1054767 A JP H1054767A JP 21933596 A JP21933596 A JP 21933596A JP 21933596 A JP21933596 A JP 21933596A JP H1054767 A JPH1054767 A JP H1054767A
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- JP
- Japan
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- circuit
- current
- temperature
- output
- voltage
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明の課題は、トランジスタの発熱量を抑
制することができる温湿度検出器用の電流出力回路及び
その電流出力回路を備えた温湿度検出器を提供すること
である。 【解決手段】 温度または湿度を計測し、計測値を直流
電流として出力する温湿度検出器用の電流出力回路であ
って、直流電流を制御するトランジスタ及び演算増幅器
を含む定電流回路と、前記定電流回路の消費電力に応じ
て前記定電流回路に印加される電圧を変化させる印可電
圧調整回路と、を含む温湿度検出器用の電流出力回路で
ある。
制することができる温湿度検出器用の電流出力回路及び
その電流出力回路を備えた温湿度検出器を提供すること
である。 【解決手段】 温度または湿度を計測し、計測値を直流
電流として出力する温湿度検出器用の電流出力回路であ
って、直流電流を制御するトランジスタ及び演算増幅器
を含む定電流回路と、前記定電流回路の消費電力に応じ
て前記定電流回路に印加される電圧を変化させる印可電
圧調整回路と、を含む温湿度検出器用の電流出力回路で
ある。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、温度または湿度を
検出する温湿度検出器用の電流出力回路及びその電流出
力回路を備えた温湿度検出器に関するものであり、特に
計装機器用信号として良く用いられる電流出力(4〜2
0mA、0〜20mA等)のための温湿度検出器用の電
流出力回路及びその電流出力回路を備えた温湿度検出器
に関するものである。
検出する温湿度検出器用の電流出力回路及びその電流出
力回路を備えた温湿度検出器に関するものであり、特に
計装機器用信号として良く用いられる電流出力(4〜2
0mA、0〜20mA等)のための温湿度検出器用の電
流出力回路及びその電流出力回路を備えた温湿度検出器
に関するものである。
【0002】
【従来技術】温湿度検出器の電流出力回路としては、図
4の回路図に示すように、入力電圧Viに対応した一定
電流Io(Io=Vi/Rc)を流す定電流回路が広く知ら
れている。定電流回路に印加される直流電圧Vcとして
はDC24VあるいはDC12V等が一般的に用いられ
る。定電流回路は負荷抵抗RLの変化に対し、一定の出
力直流電流を保ち続ける働きを有する。
4の回路図に示すように、入力電圧Viに対応した一定
電流Io(Io=Vi/Rc)を流す定電流回路が広く知ら
れている。定電流回路に印加される直流電圧Vcとして
はDC24VあるいはDC12V等が一般的に用いられ
る。定電流回路は負荷抵抗RLの変化に対し、一定の出
力直流電流を保ち続ける働きを有する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、電源電圧V
Cは、[負荷抵抗の最大値]×[出力電流の最大値]よ
り大きくなければならないが、負荷抵抗は出力に接続さ
れる機器によって異なるため、電源電圧VCは大きな負
荷抵抗を想定して高めにしておかなければならなかっ
た。一方、逆に負荷抵抗が小さい場合、電源電圧VCの
大半が出力直流電流を制御するトランジスタTrにかか
るため、供給された電力の大部分はトランジスタTrに
よって消費される。この余剰な電力の消費はすべて熱と
なって回路付近の温度を上昇させる。温湿度検出器の場
合にあっては、この温度上昇が温度または湿度の計測に
影響し、精度を低くする原因となっていた。その問題点
を解決するため、負荷抵抗と出力直流電流に応じて定電
流回路に印加する電圧を自動的に変化させるようにし、
トランジスタで消費される電力を抑える方法が考えられ
る。しかし、印加電圧を調節する回路をトランジスタや
三端子レギュレータ等の直列素子で構成すると今度はこ
の素子が代わりに発熱してしまい、結局、精度上の問題
は解決されなかった。
Cは、[負荷抵抗の最大値]×[出力電流の最大値]よ
り大きくなければならないが、負荷抵抗は出力に接続さ
れる機器によって異なるため、電源電圧VCは大きな負
荷抵抗を想定して高めにしておかなければならなかっ
た。一方、逆に負荷抵抗が小さい場合、電源電圧VCの
大半が出力直流電流を制御するトランジスタTrにかか
るため、供給された電力の大部分はトランジスタTrに
よって消費される。この余剰な電力の消費はすべて熱と
なって回路付近の温度を上昇させる。温湿度検出器の場
合にあっては、この温度上昇が温度または湿度の計測に
影響し、精度を低くする原因となっていた。その問題点
を解決するため、負荷抵抗と出力直流電流に応じて定電
流回路に印加する電圧を自動的に変化させるようにし、
トランジスタで消費される電力を抑える方法が考えられ
る。しかし、印加電圧を調節する回路をトランジスタや
三端子レギュレータ等の直列素子で構成すると今度はこ
の素子が代わりに発熱してしまい、結局、精度上の問題
は解決されなかった。
【0004】本発明の目的は、トランジスタの発熱量を
抑制することができる温湿度検出器用の電流出力回路及
びその電流出力回路を備えた高精度な温湿度検出器を提
供することである。
抑制することができる温湿度検出器用の電流出力回路及
びその電流出力回路を備えた高精度な温湿度検出器を提
供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段及び作用】その第1の手段
は、温度または湿度を計測し、計測値を出力直流電流と
して出力する温湿度検出器用の電流出力回路であって、
該出力直流電流を制御するトランジスタ及び演算増幅器
を含む定電流回路と、前記定電流回路の消費電力に応じ
て前記定電流回路に印加される電圧を変化させる印加電
圧調整回路と、を含む温湿度検出器用の電流出力回路で
ある。電源電圧は、[負荷抵抗の値]×[出力直流電流
の値]によって得られる電圧値が必要であり、供給され
る電源が一定なら負荷抵抗が小さい場合、[電源電圧]
−[負荷抵抗]×[出力直流電流]=[定電流回路に印
加される電圧]が大きくなる。この[定電流回路に印加
される電圧]×[出力電流]分の電力が、定電流回路で
消費される。従って、その第1の手段により、[定電流
回路に印加される電圧]を定電流回路の動作に必要な最
小限に抑えるよう印加電圧を可変してやれば定電流回路
(特にトランジスタ)での発熱量を抑えることができ
る。前記印加電圧調整回路が、前記定電流回路に印加す
る直流電圧を出力直流電流と出力直流電流に接続される
負荷抵抗に応じて変化するスイッチング電源回路である
温湿度検出器用の電流出力回路が好ましい。
は、温度または湿度を計測し、計測値を出力直流電流と
して出力する温湿度検出器用の電流出力回路であって、
該出力直流電流を制御するトランジスタ及び演算増幅器
を含む定電流回路と、前記定電流回路の消費電力に応じ
て前記定電流回路に印加される電圧を変化させる印加電
圧調整回路と、を含む温湿度検出器用の電流出力回路で
ある。電源電圧は、[負荷抵抗の値]×[出力直流電流
の値]によって得られる電圧値が必要であり、供給され
る電源が一定なら負荷抵抗が小さい場合、[電源電圧]
−[負荷抵抗]×[出力直流電流]=[定電流回路に印
加される電圧]が大きくなる。この[定電流回路に印加
される電圧]×[出力電流]分の電力が、定電流回路で
消費される。従って、その第1の手段により、[定電流
回路に印加される電圧]を定電流回路の動作に必要な最
小限に抑えるよう印加電圧を可変してやれば定電流回路
(特にトランジスタ)での発熱量を抑えることができ
る。前記印加電圧調整回路が、前記定電流回路に印加す
る直流電圧を出力直流電流と出力直流電流に接続される
負荷抵抗に応じて変化するスイッチング電源回路である
温湿度検出器用の電流出力回路が好ましい。
【0006】その第2の手段は、温度または湿度を計測
し、計測値を出力直流電流として出力する温湿度検出器
であって、該出力直流電流を制御するトランジスタ及び
演算増幅器を含む定電流回路と、前記定電流回路の消費
電力に応じて前記定電流回路に印加される電圧を変化さ
せる印加電圧調整回路と、を含む電流出力回路を備えた
温湿度検出器である。電源電圧は、[負荷抵抗の値]×
[出力直流電流の値]によって得られる電圧値が必要で
ある。供給される電源が一定なら負荷抵抗が小さい場
合、[電源電圧]−[負荷抵抗]×[出力直流電流]=
[定電流回路に印加される電圧]が大きくなる。この
[定電流回路に印加される電圧]×[出力直流電流]分
の電力が定電流回路で消費される。従って、その第2の
手段により、[定電流回路に印加される電圧]を定電流
回路の動作に必要な最小限に抑えるよう印加電圧を可変
してやれば定電流回路(特にトランジスタ)での発熱量
を抑えられる結果、精度の高い温湿度検出器とすること
ができる。前記印加電圧調整回路が、前記定電流回路に
印加する直流電圧を前記出力直流電流と出力負荷抵抗に
応じて変化させるスイッチング電源回路である温湿度検
出器が好ましい。
し、計測値を出力直流電流として出力する温湿度検出器
であって、該出力直流電流を制御するトランジスタ及び
演算増幅器を含む定電流回路と、前記定電流回路の消費
電力に応じて前記定電流回路に印加される電圧を変化さ
せる印加電圧調整回路と、を含む電流出力回路を備えた
温湿度検出器である。電源電圧は、[負荷抵抗の値]×
[出力直流電流の値]によって得られる電圧値が必要で
ある。供給される電源が一定なら負荷抵抗が小さい場
合、[電源電圧]−[負荷抵抗]×[出力直流電流]=
[定電流回路に印加される電圧]が大きくなる。この
[定電流回路に印加される電圧]×[出力直流電流]分
の電力が定電流回路で消費される。従って、その第2の
手段により、[定電流回路に印加される電圧]を定電流
回路の動作に必要な最小限に抑えるよう印加電圧を可変
してやれば定電流回路(特にトランジスタ)での発熱量
を抑えられる結果、精度の高い温湿度検出器とすること
ができる。前記印加電圧調整回路が、前記定電流回路に
印加する直流電圧を前記出力直流電流と出力負荷抵抗に
応じて変化させるスイッチング電源回路である温湿度検
出器が好ましい。
【0007】
(実施例1)本発明の温度または湿度を計測し、計測値
を出力直流電流として出力する温湿度検出器用の電流出
力回路の実施例を図1に示す。出力直流電流を制御する
トランジスタTr及び演算増幅器3を含む定電流回路1
と、前記定電流回路1の消費電力に応じて前記定電流回
路1に印加される電圧を変化させる印加電圧調整回路2
と、を含む温湿度検出器用の電流出力回路である。本実
施例では、印加電圧調節回路として、スイッチング電源
回路である降圧型チョッパ回路と差動アンプを用い、定
電流を制御するトランジスタTrにかかる電圧を差動ア
ンプで検出し、その電圧が定電流動作のために必要な最
小限の一定電圧となるようスイッチング電源回路である
降圧型チョッパ回路を働かせ、定電流回路に印加する電
圧を常に調節するように回路を構成する。この実施例1
の回路では、負荷抵抗RLには差動アンプとトランジス
タTrと電流検出抵抗Rcの働きにより、所定の出力電流
Io(Io=Vi/Rc)が流れる。Viは温度または湿度
の電圧信号である。トランジスタTrのコレクターエミ
ッタ間にかかる電圧(V2−V1)を差動アンプで検出
し、これを一定にするよう降圧型チョッパ回路2を制御
し、電圧をVcからV4に降下させることができる(V4
=V2+RL・Io)。その結果、A点の電圧を下げるこ
とができ、ひいてはトランジスタの発熱量を抑制するこ
とができる。また、V2−V1の電圧は通常1〜2Vもあ
れば十分であり、トランジスタが電界効果トランジスタ
の場合も同様である。具体的に、本実施例によれば、負
荷抵抗を除く回路で消費される電力PcはPc=(V2−
V1)・Io+RcIo2となる。例としてIo=20mA、
Rc=50Ω、V2−V1=1V、Vc=24Vの時、Pc
=40mWとなる。これに対し、従来の回路では負荷抵
抗が小さい場合(例えばRL=0)、消費電力はVc×I
o=480mWとなり、本実施例は大幅に電力を低減し
ていることがわかる。但し、実際にはチョッパ回路や作
動アンプで若干の電力を消費するが、これは十分小さい
範囲で実現できる。また、RLの値が大きいほど両者の
差は少なくなるが、一般に、良く使用される条件では効
果は十分大きい。
を出力直流電流として出力する温湿度検出器用の電流出
力回路の実施例を図1に示す。出力直流電流を制御する
トランジスタTr及び演算増幅器3を含む定電流回路1
と、前記定電流回路1の消費電力に応じて前記定電流回
路1に印加される電圧を変化させる印加電圧調整回路2
と、を含む温湿度検出器用の電流出力回路である。本実
施例では、印加電圧調節回路として、スイッチング電源
回路である降圧型チョッパ回路と差動アンプを用い、定
電流を制御するトランジスタTrにかかる電圧を差動ア
ンプで検出し、その電圧が定電流動作のために必要な最
小限の一定電圧となるようスイッチング電源回路である
降圧型チョッパ回路を働かせ、定電流回路に印加する電
圧を常に調節するように回路を構成する。この実施例1
の回路では、負荷抵抗RLには差動アンプとトランジス
タTrと電流検出抵抗Rcの働きにより、所定の出力電流
Io(Io=Vi/Rc)が流れる。Viは温度または湿度
の電圧信号である。トランジスタTrのコレクターエミ
ッタ間にかかる電圧(V2−V1)を差動アンプで検出
し、これを一定にするよう降圧型チョッパ回路2を制御
し、電圧をVcからV4に降下させることができる(V4
=V2+RL・Io)。その結果、A点の電圧を下げるこ
とができ、ひいてはトランジスタの発熱量を抑制するこ
とができる。また、V2−V1の電圧は通常1〜2Vもあ
れば十分であり、トランジスタが電界効果トランジスタ
の場合も同様である。具体的に、本実施例によれば、負
荷抵抗を除く回路で消費される電力PcはPc=(V2−
V1)・Io+RcIo2となる。例としてIo=20mA、
Rc=50Ω、V2−V1=1V、Vc=24Vの時、Pc
=40mWとなる。これに対し、従来の回路では負荷抵
抗が小さい場合(例えばRL=0)、消費電力はVc×I
o=480mWとなり、本実施例は大幅に電力を低減し
ていることがわかる。但し、実際にはチョッパ回路や作
動アンプで若干の電力を消費するが、これは十分小さい
範囲で実現できる。また、RLの値が大きいほど両者の
差は少なくなるが、一般に、良く使用される条件では効
果は十分大きい。
【0008】実施例1の電流出力回路を備えた温湿度検
出器は、例えば図3に示す構成である。具体的には、温
湿度を検知する温湿度検出素子を電源等の駆動回路を介
して、本発明である実施例1の電流出力回路と電気的に
接続する。ここで、温湿度検出素子は、例えば、ナシ
コン(ナトリウム・ス−パ−・イオン・コンダクタ
−)、リシコン(リチウム・ス−パ−・イオン・コン
ダクタ−)、β−アルミナ、ジルコニア等からなる
ものが好ましい。
出器は、例えば図3に示す構成である。具体的には、温
湿度を検知する温湿度検出素子を電源等の駆動回路を介
して、本発明である実施例1の電流出力回路と電気的に
接続する。ここで、温湿度検出素子は、例えば、ナシ
コン(ナトリウム・ス−パ−・イオン・コンダクタ
−)、リシコン(リチウム・ス−パ−・イオン・コン
ダクタ−)、β−アルミナ、ジルコニア等からなる
ものが好ましい。
【0009】(実施例2)本発明の温度または湿度を計
測し、計測値を出力直流電流として出力する温湿度検出
器用の電流出力回路の実施例2を図2に示す。出力直流
電流を制御するトランジスタTr、演算増幅器3及び差
動アンプを含む定電流回路1と、前記定電流回路1の消
費電力に応じて前記定電流回路1に印加される電圧を変
化させる印加電圧調整回路2と、を含む温湿度検出器用
の電流出力回路である。本実施例では、印加電圧調節回
路2として、スイッチング電源回路である降圧型チョッ
パ回路と差動アンプを用い、定電流を制御するトランジ
スタTrにかかる電圧を差動アンプで検出し、その電圧
が定電流動作のために必要な最小限の一定電圧となるよ
うスイッチング電源回路である降圧型チョッパ回路を働
かせ、定電流回路に印加する電圧を常に調節するように
回路を構成する。この回路では、負荷抵抗を接地側にし
た定電流回路になっているが、この場合も図1の回路と
同様に、差動アンプでトランジスタTrにかかる電圧を
検出し、降圧型チョッパ回路を制御して、印加する電圧
を調節し、その結果、B点の電圧を下げることができ、
ひいてはトランジスタの発熱量を抑制し、回路全体の消
費電力を低減することができる。
測し、計測値を出力直流電流として出力する温湿度検出
器用の電流出力回路の実施例2を図2に示す。出力直流
電流を制御するトランジスタTr、演算増幅器3及び差
動アンプを含む定電流回路1と、前記定電流回路1の消
費電力に応じて前記定電流回路1に印加される電圧を変
化させる印加電圧調整回路2と、を含む温湿度検出器用
の電流出力回路である。本実施例では、印加電圧調節回
路2として、スイッチング電源回路である降圧型チョッ
パ回路と差動アンプを用い、定電流を制御するトランジ
スタTrにかかる電圧を差動アンプで検出し、その電圧
が定電流動作のために必要な最小限の一定電圧となるよ
うスイッチング電源回路である降圧型チョッパ回路を働
かせ、定電流回路に印加する電圧を常に調節するように
回路を構成する。この回路では、負荷抵抗を接地側にし
た定電流回路になっているが、この場合も図1の回路と
同様に、差動アンプでトランジスタTrにかかる電圧を
検出し、降圧型チョッパ回路を制御して、印加する電圧
を調節し、その結果、B点の電圧を下げることができ、
ひいてはトランジスタの発熱量を抑制し、回路全体の消
費電力を低減することができる。
【0010】実施例2の電流出力回路を備えた温湿度検
出器は、例えば図3に示す構成である。具体的には、温
湿度を見知する温湿度検出素子(例えば、ナシコン)を
電源等の駆動回路を介して、本発明である実施例2の電
流出力回路と電気的に接続する。ここで、温湿度検出素
子は、例えば、ナシコン(ナトリウム・ス−パ−・イ
オン・コンダクタ−)、リシコン(リチウム・ス−パ
−・イオン・コンダクタ−)、β−アルミナ、ジル
コニア等からなるものが好ましい。本願は、実施例に限
定されず、種々の変形が可能である。例えば実施例では
定電流回路の消費電力をトランジスタに印加される電圧
を用いて検出したが、トランジスタの近くに温度センサ
を設け、その信号から印加電圧を変化させる様にしても
良い。
出器は、例えば図3に示す構成である。具体的には、温
湿度を見知する温湿度検出素子(例えば、ナシコン)を
電源等の駆動回路を介して、本発明である実施例2の電
流出力回路と電気的に接続する。ここで、温湿度検出素
子は、例えば、ナシコン(ナトリウム・ス−パ−・イ
オン・コンダクタ−)、リシコン(リチウム・ス−パ
−・イオン・コンダクタ−)、β−アルミナ、ジル
コニア等からなるものが好ましい。本願は、実施例に限
定されず、種々の変形が可能である。例えば実施例では
定電流回路の消費電力をトランジスタに印加される電圧
を用いて検出したが、トランジスタの近くに温度センサ
を設け、その信号から印加電圧を変化させる様にしても
良い。
【0011】
【発明の効果】本発明により、トランジスタの発熱量を
抑制することができる温湿度検出器用の電流出力回路及
びその電流出力回路を備えた高精度な温湿度検出器を提
供することができる。
抑制することができる温湿度検出器用の電流出力回路及
びその電流出力回路を備えた高精度な温湿度検出器を提
供することができる。
【図1】本発明の実施例を示す温湿度検出器用の電流出
力回路図
力回路図
【図2】本発明の別の実施例を示す温湿度検出器用の電
流出力回路図
流出力回路図
【図3】本発明の電流出力回路図を備えた温湿度検出器
の一例を示すブロック図
の一例を示すブロック図
【図4】従来の電流出力回路を示す回路図。
1:定電流回路 2:印加電圧調整回路 3:演算増幅器 Vc:供給電圧 Io:出力電流 RL:負荷抵抗 Tr:トランジスタ Vi:入力電圧 Rc:電流検出抵抗
Claims (4)
- 【請求項1】 温度または湿度を計測し、計測値を出
力直流電流として出力する温湿度検出器用の電流出力回
路であって、 該出力直流電流を制御するトランジスタ及び演算増幅器
を含む定電流回路と、前記定電流回路の消費電力に応じ
て前記定電流回路に印加される電圧を変化させる印加電
圧調整回路と、を含む温湿度検出器用の電流出力回路。 - 【請求項2】 前記印加電圧調整回路が、前記定電流回
路に印加する直流電圧を該出力直流電流と該出力直流電
流を流す負荷抵抗に応じて変化させるスイッチング電源
回路である請求項1に記載の温湿度検出器用の電流出力
回路。 - 【請求項3】 温度または湿度を計測し、計測値を出
力直流電流として出力する温湿度検出器であって、 該出力直流電流を制御するトランジスタ及び演算増幅器
を含む定電流回路と、前記定電流回路の消費電力に応じ
て前記定電流回路に印加される電圧を変化させる印加電
圧調整回路と、を含む電流出力回路を備えた温湿度検出
器。 - 【請求項4】 前記印加電圧調整回路が、前記定電流回
路に印加する直流電圧を前記出力直流電流と該出力直流
電流を流す負荷抵抗に応じて変化させるスイッチング電
源回路である請求項3に記載の温湿度検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21933596A JPH1054767A (ja) | 1996-06-07 | 1996-07-31 | 温湿度検出器用の電流出力回路及びその電流出力回路を備えた温湿度検出器 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16835196 | 1996-06-07 | ||
| JP8-168351 | 1996-06-07 | ||
| JP21933596A JPH1054767A (ja) | 1996-06-07 | 1996-07-31 | 温湿度検出器用の電流出力回路及びその電流出力回路を備えた温湿度検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1054767A true JPH1054767A (ja) | 1998-02-24 |
Family
ID=26492084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21933596A Pending JPH1054767A (ja) | 1996-06-07 | 1996-07-31 | 温湿度検出器用の電流出力回路及びその電流出力回路を備えた温湿度検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1054767A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101138692B1 (ko) | 2010-01-13 | 2012-04-19 | 주식회사 지멕스 | 부하 전류 검출 회로 |
-
1996
- 1996-07-31 JP JP21933596A patent/JPH1054767A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101138692B1 (ko) | 2010-01-13 | 2012-04-19 | 주식회사 지멕스 | 부하 전류 검출 회로 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20031224 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |