JPS604428B2 - 熱線式流速測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は流速測定装置、とくに流体の流速に応じた電気
信号を発生する熱線式流速検出器と、この電気信号を対
応するディジタル信号に変換するアナログ・ディジタル
（Ａ／Ｄ）変換器とを含む流速測定装置に関するもので
ある。

従来このような流速測定装置は、吸入器の流速を表わす
ディジタル信号をディジタル・コンビュータで処理して
内燃機関の空燃比制御を行なう内燃機関用、とくに自動
車用の集中制御装置に多く用いられている。

熱線式流速検出器は一般に、流速０において一定の初期
電圧レベルを発生し、有限の値の流速を検出するとこの
初期電圧より高いレベルの電圧を発生するような出力特
性を有する。一方積分型Ａ／Ｄ変換器は、一定のクロッ
クが供給されているかぎりＡ／Ｄ変換器に要する時間が
、換言すればＡ／Ｄ変換速度の逆数が、その入力電圧の
大きさに比例する。従来の流速測定装置では流速検出器
のこのような出力電圧をそのままの形でＡ／Ｄ変換器に
入力しており、Ａ／Ｄ変換器は常に初期電圧レベルを含
んだ入力をＡ／Ｄ変換しなければならない。したがって
流速が速いほどＡ／Ｄ変換速度は遅くなる。そこでＡ／
Ｄ変換器としては考えられ得る高速流速時の所要変換時
間を想定してそれを実現できるかなり高性能のものを設
計しなければならない。これはＡ／Ｄ変換器の構成の複
雑化を招き、信頼性および価格の面で劣るものである。
また、上限が抑えられているＡ／Ｄ変換では、通常変化
しない初期電圧を変換し、信号のダイナミックレンジが
狭くなり、高精度の測定が行なえない欠点がある。本発
明は従来のこのような欠点を排除し、流速が遠い場合に
Ａ／Ｄ変換に要する時間が短く応答特性の良い流速測定
装置を経済的に提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、従来の流速測定装置がＡ／Ｄ変換
器の性能限界のために精度よく測定できなかった高速領
域の流速をも精度よく測定できる流速測定装置を提供す
ることにある。

このような目的は次のような本発明による流速測定装置
によって達成される。

すなわちこの流速測定装置は、熱線式流速検出器の最大
出力電圧の電気信号に対応するレベルに等しいかまたは
それ以上の値の電圧を基準電圧として設定する手段と、
流速検出器およびＡ／Ｄ変換器の間に配設されこのよう
に設定した基準電圧から流速検出器の出力電気信号を減
算した減算出力をＡ／○変換器に与える減算手段とを有
し、これによってＡ／Ｄ変換器の出力するディジタル信
号の値が高速の流速領域ほど減少するようにしたもので
ある。以下添付図面を参照して本発明による流速測定装
置の実施例を詳細に説明する。第１図は本発明による熱
線式流速測定装置のシステム構成を示すブロック図であ
る。

同図において熱線式流速検出器１０で検出された流速を
表わす電気信号はリード１２を経て差動増幅器１４１こ
印加される。差動増幅器１４は基準電圧を設定する分圧
器１６を有し、増幅器１４の出力１８はアナログ・ディ
ジタル（Ａ／Ｄ）変換器２０１こ接続されている。この
Ａ／Ｄ変換器２川ま電圧・周波数（Ｖ−ｆ）変換器であ
ってもよい。変換器２０の出力であるディジタル信号（
これが流速測定値を表わす）は入出力インターフェース
２２を介してディジタル・コンピュータ２４などの処理
装置へ転送される。ところで熱線式流速検出器の出力電
圧特性は第２図に示す曲線３０を描くことが知られてい
る。

そこで所望の流速測定範囲を設計するにあたって想定さ
れる最大の流速値に相当する検出器１０の出力電圧に等
しいかまたはそれ以上の電圧Ｖｓを分圧器１６によって
差敷増幅器１４の基準電圧として設定する。増幅器１４
はこの電圧レベルＶｓで入力電気信号をスライスして反
転する。すなわち電圧レベルＶＳからリード１２の入力
電気信号を減算した大きさの電圧を出力リード１８に出
力する。この世力信号は第３図のグラフにプロツトして
ある。これによると流速○のときＡ／Ｄ変換器２０１こ
は有限の値の入力Ｖｓ−Ｕｏ（Ｕｏは流速○のときの検
出器１０の出力レベル）を受信し、流速の増加とともに
変換器２０の入力レベルは漸減する。たとえばある流速
Ｑａでの検出器１０の出力レベルをＵｓとすると、その
流速Ｑａにおける変換器２０の入力レベルはＶｓ−Ｕｓ
であり、これは流速○の場合よりはるかに小さい。積分
型Ａ／Ｄ変換器２０１ま入力電圧が小さいほどＡ／Ｄ変
換の所要時間すなわち応答速度が短くなるので、高速の
流速ほどその変換時間が短くなることになる。このよう
に構成したことにより本発明による流速測定装置は高速
の流速測定に遠い応答性が要求される場合に通しており
、高速の流速領域における応答特性がとくに擬れている
。したがって高速の測定では低い応答特性のＡ／Ｄ変換
器で十分適合し、差動増幅器の追加を含めても総合的な
装置構成は簡略化され、信頼性および経済性の蘭での向
上も期待できる。また従来の応答特性をもつ積分型Ａ／
Ｄ変換器またはＶ−ｆ変換器では追随できない高流速領
域の高速測定も可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による流速測定装置の実施例のシステム
構成を示すブロック図、第２図および第３図は第１図に
示すブロックの応答特性をプロットしたグラフである。 主要部分の符号の説明、１０・・・・・・熱線式流速検
出器、１４・・・・・・差動増幅器、１６・・・…分圧
器、２０・・・・・・アナログ・ディジタル変換器。繁
ノ図第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 流体の流速に応じた電気信号を発生する熱線式流速
   検出手段と、該電気信号を対応するデイジタル信号に変
   換するアナログ・デイジタル変換器とを含む流速測定装
   置であつて、 前記流速検出器の測定範囲に於ける最大
   出力電圧の電気信号に対応するレベルに等しいかまたは
   それ以上の値の電圧を基準電圧として設定する手段と、
   前記流速検出手段およびアナログ・デイジタル変換器
   の間に配設され、該設定した基準電圧から前記電気信号
   を減算した減算出力を該アナログ・デイジタル変換器に
   与える減算手段とを含み、これによつて前記デイジタル
   信号の値が高速の流速領域ほど減少することを特徴とす
   る流速測定装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の流速測定装置であつて
   、前記減算手段は、前記設定手段に接続され前記流速検
   出手段からの電気信号に応動して減算出力を発生する差
   動増幅器を含むことを特徴とする流速測定装置。