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JP3887366B2 - Flow measuring device and flow measuring method - Google Patents
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JP3887366B2 JP2003329822A JP2003329822A JP3887366B2 JP 3887366 B2 JP3887366 B2 JP 3887366B2 JP 2003329822 A JP2003329822 A JP 2003329822A JP 2003329822 A JP2003329822 A JP 2003329822A JP 3887366 B2 JP3887366 B2 JP 3887366B2
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Description

本発明は、ガスメータ、フローメータ等の分野で用いられる流量測定装置であって、特に、流体の流れによる発熱抵抗体の抵抗値の温度変化を利用して流速を測定する感熱式の流量測定装置及び流量測定方法に関する。   The present invention is a flow rate measuring device used in the field of gas meters, flow meters, and the like, and in particular, a thermal type flow rate measuring device that measures a flow velocity using a temperature change of a resistance value of a heating resistor due to a fluid flow. And a flow rate measuring method.

近年、フルイディック流体素子を用いた流量計が従来の積分型の膜式メータに代わる次世代のガスメータとして盛んに研究されている。しかしながら、フルイディック流体素子は、150〔L/H〕(“L”はリットルを示す;以下同じ)以下の低流量は測定できないので、低流量域の流量測定装置としてマイクロブリッジ上に流体に晒される発熱抵抗体を配した感熱式のフローセンサなる流量測定装置が用いられている。   In recent years, a flow meter using a fluidic fluid element has been actively studied as a next-generation gas meter that replaces a conventional integral membrane meter. However, since the fluidic fluid element cannot measure a low flow rate of 150 [L / H] ("L" indicates liter; the same applies hereinafter) or less, it is exposed to the fluid on the microbridge as a flow measurement device in a low flow range. A flow rate measuring device which is a heat-sensitive flow sensor provided with a heating resistor is used.

このような流量測定装置(フローセンサ)として、従来より種々の方式が提案されている。   Conventionally, various methods have been proposed as such a flow rate measuring device (flow sensor).

第1の方式として、平衡ブリッジ回路を利用して発熱抵抗体を定温度駆動させる方式の流量測定装置が、実公平7−51618号公報、実公平7−117436号公報、特開平5−312616号公報等に記載されている。このような流量測定装置の一従来例を図34に基づいて説明する。ここで例示する流量測定装置1は、平衡ブリッジ回路2を有しており、この平衡ブリッジ回路2は、測温抵抗体3と発熱抵抗体4とを有している。これらの抵抗体3,4は、抵抗温度係数が同一であり、その抵抗温度係数は大きい。前記測温抵抗体3には、抵抗温度係数が小さい温度設定抵抗体5が接続されており、これらの抵抗体3,5により測温抵抗体部6が形成されている。この測温抵抗体部6には第3の抵抗体7が接続されており、前記発熱抵抗体4には第4の抵抗体8が接続されている。これらの抵抗体7,8は、抵抗温度係数が同一であり、その抵抗温度係数は小さい。これらの抵抗体7,8が接続されることにより、前記平衡ブリッジ回路2が形成されている。   As a first method, a flow rate measuring device using a balanced bridge circuit to drive a heating resistor at a constant temperature is disclosed in Japanese Utility Model Publication Nos. 7-51618, 7-117436, and Japanese Patent Laid-Open No. 5-31616. It is described in gazettes. A conventional example of such a flow rate measuring apparatus will be described with reference to FIG. The flow rate measuring apparatus 1 exemplified here has a balanced bridge circuit 2, and the balanced bridge circuit 2 has a resistance temperature detector 3 and a heating resistor 4. These resistors 3 and 4 have the same resistance temperature coefficient, and the resistance temperature coefficient is large. A temperature setting resistor 5 having a small resistance temperature coefficient is connected to the resistance temperature detector 3, and a resistance temperature detector portion 6 is formed by these resistors 3 and 5. A third resistor 7 is connected to the temperature measuring resistor portion 6, and a fourth resistor 8 is connected to the heating resistor 4. These resistors 7 and 8 have the same resistance temperature coefficient, and the resistance temperature coefficient is small. The balanced bridge circuit 2 is formed by connecting these resistors 7 and 8.

前記抵抗体3,4の接続点9は接地されており、前記抵抗体7,8の接続点10には、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、前記抵抗体6,7の接続点13と、前記抵抗体4,8の接続点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。   A connection point 9 between the resistors 3 and 4 is grounded, and a DC power source 12 is connected to a connection point 10 between the resistors 7 and 8 via a control transistor 11. A differential amplifier 15 is connected to the connection point 13 of the resistors 6 and 7 and the connection point 14 of the resistors 4 and 8, and the differential amplifier 15 is fed back to the control transistor 11. It is connected.

このような構成の流量測定装置1では、測温抵抗体3と発熱抵抗体4とが流体の流路に配置され、平衡ブリッジ回路2のバランスが維持されるようフィードバック制御が実行される。平衡ブリッジ回路2がバランスした状態では、発熱抵抗体4が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。このような流量測定装置1によれば、流体の流動に対応して変動する平衡ブリッジ回路2のバランスをフィードバック制御することにより、流体の流量を測定することができる。しかし、このような流量測定装置1では、流体の温度が変化すると流量の測定結果に誤差が発生するので、流体の温度に対応して流量の測定結果を補正する必要がある。   In the flow rate measuring apparatus 1 having such a configuration, the resistance temperature detector 3 and the heating resistor 4 are arranged in the fluid flow path, and feedback control is executed so that the balance of the balanced bridge circuit 2 is maintained. In the state where the balanced bridge circuit 2 is balanced, the electric power consumed by the heating resistor 4 corresponds to the flow rate of the fluid. In this state, if the output of the differential amplifier 15 or the voltage at the connection point 14 is measured. The flow rate of the fluid can be measured. According to such a flow rate measuring device 1, the flow rate of the fluid can be measured by feedback control of the balance of the balanced bridge circuit 2 that fluctuates corresponding to the flow of the fluid. However, in such a flow rate measuring apparatus 1, since an error occurs in the flow rate measurement result when the fluid temperature changes, it is necessary to correct the flow rate measurement result in accordance with the fluid temperature.

このため、例えば、特開平4−204119号公報に記載された流量測定装置では、測温抵抗体を平衡ブリッジ回路に対して着脱自在とし、平衡ブリッジ回路から離脱させた測温抵抗体を定電流駆動して電圧降下を測定し、この測定結果から流体の温度を算出するようにしている。また、特開平5−164583号公報に記載された流量測定装置では、定電圧駆動する発熱抵抗体とは別個に定電流駆動する測温抵抗体を設け、この測温抵抗体から得る流体の温度データを発熱抵抗体から得る流量データに乗算することにより、流体の温度による流量の測定誤差を補正するようにしている。さらに、特開平2−120621号公報に記載された流量測定装置では、1個の発熱抵抗体の上流と下流とに一対の測温抵抗体を1個ずつ配置し、これらの測温抵抗体を含む平衡ブリッジ回路を形成している。一対の測温抵抗体の温度差に対応したデータを平衡ブリッジ回路のバランス変動から検出し、一対の測温抵抗体の抵抗値から発熱抵抗体の発熱温度に対応したデータを検出する。温度差のデータを発熱温度のデータで除算することにより、流体の流量に対応したデータを得るようにしている。   For this reason, for example, in the flow rate measuring device described in JP-A-4-204119, the resistance temperature detector is made detachable from the balanced bridge circuit, and the resistance temperature detector removed from the balanced bridge circuit is a constant current. The voltage drop is measured by driving, and the temperature of the fluid is calculated from the measurement result. In addition, in the flow rate measuring apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. 5-164583, a temperature measuring resistor driven by a constant current is provided separately from a heating resistor driven by a constant voltage, and the temperature of the fluid obtained from the temperature measuring resistor is provided. By multiplying the data by the flow rate data obtained from the heating resistor, the measurement error of the flow rate due to the temperature of the fluid is corrected. Further, in the flow rate measuring device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-120621, a pair of temperature measuring resistors is arranged upstream and downstream of one heating resistor, and these temperature measuring resistors are arranged. A balanced bridge circuit is formed. Data corresponding to the temperature difference between the pair of temperature measuring resistors is detected from the balance fluctuation of the balanced bridge circuit, and data corresponding to the heating temperature of the heating resistor is detected from the resistance value of the pair of temperature measuring resistors. Data corresponding to the flow rate of the fluid is obtained by dividing the temperature difference data by the heat generation temperature data.

第2の方式として、流路の上流と下流とに発熱抵抗体を配置して各々を定電流駆動により発熱させ、これらの発熱抵抗体の抵抗値の変化に基づき流体の流量を測定する定電流駆動型のものがある。   As a second method, a constant current is provided in which heating resistors are arranged upstream and downstream of the flow path, each generates heat by constant current driving, and the flow rate of the fluid is measured based on a change in the resistance value of these heating resistors. There is a drive type.

このような流量測定装置の一従来例として例えば特公平3−52028号公報中に示される例を図35を参照して説明する。ここで例示する流量測定装置21は、抵抗温度係数が各々大きい第1の発熱抵抗体22と第2の発熱抵抗体23とを有しており、これらの第1,2の発熱抵抗体22,23は、例えば、プリント配線により配線基板(図示せず)の表面に形成されている。前記第1,2の発熱抵抗体22,23には、第1,2の測定手段となる第1,2の演算増幅器24,25が個々に接続されており、ここにフィードバックループ26,27が形成されている。   As a conventional example of such a flow rate measuring apparatus, an example shown in Japanese Patent Publication No. 3-52028 will be described with reference to FIG. The flow rate measuring device 21 exemplified here includes a first heat generating resistor 22 and a second heat generating resistor 23 each having a large resistance temperature coefficient, and these first and second heat generating resistors 22, For example, 23 is formed on the surface of a wiring board (not shown) by printed wiring. The first and second heating resistors 22 and 23 are respectively connected with first and second operational amplifiers 24 and 25 as first and second measuring means, and feedback loops 26 and 27 are provided here. Is formed.

一対の入力端子28にはポテンショメータ29が接続されており、このポテンショメータ29には抵抗体30,31を介して前記フィードバックループ26,27が接続されている。このため、前記入力端子28から前記フィードバックループ26,27の部分が、前記第1,2の発熱抵抗体22,23に電圧可変で電流一定の電力を供給する第1,2の給電手段として機能する。これらのフィードバックループ26,27には抵抗体32〜35及び第3の演算増幅器36が接続されており、この第3の演算増幅器36とアース端子37とが一対の出力端子38に個々に接続されている。   A potentiometer 29 is connected to the pair of input terminals 28, and the feedback loops 26 and 27 are connected to the potentiometer 29 via resistors 30 and 31. For this reason, the feedback loops 26 and 27 from the input terminal 28 function as first and second power feeding means for supplying variable current and constant power to the first and second heating resistors 22 and 23. To do. Resistors 32 to 35 and a third operational amplifier 36 are connected to the feedback loops 26 and 27, and the third operational amplifier 36 and the ground terminal 37 are individually connected to a pair of output terminals 38. ing.

このような構成の流量測定装置21は、ガス等の流体の流量を測定することができる。その場合、配線基板を流体の流路に適切に配置することにより、第1,2の発熱抵抗体22,23を流体の流動方向に従って順番に位置させる。この状態で入力端子28からフィードバックループ26,27に電力が供給されると、その第1の発熱抵抗体22と第2の発熱抵抗体23とは、電圧可変で電流一定の電力が供給されて発熱する。   The flow rate measuring device 21 having such a configuration can measure the flow rate of a fluid such as a gas. In this case, the first and second heating resistors 22 and 23 are sequentially positioned according to the fluid flow direction by appropriately arranging the wiring board in the fluid flow path. In this state, when power is supplied from the input terminal 28 to the feedback loops 26 and 27, the first heat generating resistor 22 and the second heat generating resistor 23 are supplied with variable voltage and constant current power. Fever.

この状態で流体が流動すると、上流の第1の発熱抵抗体22から下流の第2の発熱抵抗体23に熱量が移動するので、抵抗温度係数が大きい第1の発熱抵抗体22は抵抗値が低下し、やはり抵抗温度係数が大きい第2の発熱抵抗体23は抵抗値が増加する。しかし、フィードバックループ26,27の電流量は一定に維持されるので、フィードバックループ26の出力電圧は増加し、フィードバックループ27の出力電圧は低下し、この電位差が第3の演算増幅器36により検出される。このように検出される電位差は流体の流量に対応しているので、出力端子38の出力電圧から流体の流量を検出することができる。   When the fluid flows in this state, the amount of heat moves from the upstream first heating resistor 22 to the downstream second heating resistor 23, so that the first heating resistor 22 having a large resistance temperature coefficient has a resistance value. The resistance value of the second heating resistor 23 which is lowered and has a large resistance temperature coefficient increases. However, since the current amounts of the feedback loops 26 and 27 are kept constant, the output voltage of the feedback loop 26 increases, the output voltage of the feedback loop 27 decreases, and this potential difference is detected by the third operational amplifier 36. The Since the detected potential difference corresponds to the fluid flow rate, the fluid flow rate can be detected from the output voltage of the output terminal 38.

また、このような定電流駆動型の流量測定装置に関する信号処理系の構成例としては、例えば、特公平6−64080号公報に示されるようなものがある。図36にその電気的な構成を書換えて示す。この流量測定装置41では、まず、流体の流路中に配設される2つの感温抵抗(発熱抵抗体)42,43が直列接続されて設けられている。また、センサ周囲の温度を測定するために用いられる感温抵抗44も設けられ、この感温抵抗44には電流源45が接続されている。感温抵抗44と電流源45との接続点P11に+入力端子が接続されたオペアンプ46が設けられ、このオペアンプ46の出力端子が、直列接続された抵抗体列の一端(感温抵抗42の一端)に接続されている。また、感温抵抗42,43の接続点P12から出力端子が引き出されている。 Moreover, as a configuration example of a signal processing system related to such a constant current drive type flow rate measuring apparatus, there is one as disclosed in Japanese Patent Publication No. 6-64080, for example. FIG. 36 shows the electrical configuration rewritten. In the flow rate measuring device 41, first, two temperature sensitive resistors (heating resistors) 42, 43 arranged in a fluid flow path are connected in series. A temperature sensitive resistor 44 used for measuring the temperature around the sensor is also provided, and a current source 45 is connected to the temperature sensitive resistor 44. An operational amplifier 46 having a positive input terminal connected to a connection point P 11 between the temperature sensitive resistor 44 and the current source 45 is provided, and an output terminal of the operational amplifier 46 is connected to one end of the resistor array (the temperature sensitive resistor 42). One end). Further, an output terminal is drawn from the connection point P 12 of the temperature sensitive resistors 42 and 43.

このような構成において、抵抗体列にオペアンプ46の出力電圧を供給し、接続点P12の電圧変化により流量を測定するものである。ここに、感温抵抗44は周囲温度を測定するために用いられており、接続点P11の電圧は周囲温度に対応して変化する。よって、オペアンプ46の出力電圧も周囲温度に対応して変化することになる。これにより、接続点P12に得られる出力電圧の周囲温度による影響が除かれる。 In such a configuration, by supplying the output voltage of the operational amplifier 46 to the resistor string, and measures the flow rate by the voltage change of the connection point P 12. Here, the temperature-sensitive resistor 44 is used to measure the ambient temperature, and the voltage at the connection point P 11 changes corresponding to the ambient temperature. Therefore, the output voltage of the operational amplifier 46 also changes corresponding to the ambient temperature. Thus, the influence of the ambient temperature of the output voltage obtained at the connection point P 12 is removed.

また、他例として、例えば、特表平8−509066号公報に示されるようなものがある。図37にその電気的な構成を書換えて示す。この流量測定装置51の例では、平衡ブリッジ回路52を形成する4つの抵抗体53,54,55,56が用いられている。この内、抵抗体55,56には実質的に等しい特性を持つ通常の抵抗体が用いられている。一方、抵抗体53,54は流体の流路57中に配設されるものであり、電力供給を受けて発熱する実質的に等しい特性を持つ発熱抵抗体が用いられている。ここでは、抵抗体53側が上流側に設定されている。平衡ブリッジ回路52の抵抗体54,56の接続点には電流源58が接続され、抵抗体53,55の接続点にはトランジスタ62が接続されている。また、抵抗体53,54の接続点Aはオペアンプ59の−入力端子に接続されている。このオペアンプ59の+入力端子は接地され、−入力端子と出力端子との間には帰還抵抗60が接続されている。これにより、接続点Aはオペアンプ59により仮想接地されている。一方、抵抗体55,56の接続点Bはオペアンプ61の−入力端子に接続されている。このオペアンプ61の+入力端子は接地され、−入力端子と出力端子との間に抵抗体55とトランジスタ62とが接続された形となっている。   Further, as another example, for example, there is the one shown in JP-T-8-509066. FIG. 37 shows the electrical configuration rewritten. In the example of the flow rate measuring device 51, four resistors 53, 54, 55, and 56 that form a balanced bridge circuit 52 are used. Of these, ordinary resistors having substantially the same characteristics are used for the resistors 55 and 56. On the other hand, the resistors 53 and 54 are disposed in the fluid flow path 57, and heat generating resistors having substantially the same characteristics that generate heat upon receiving power supply are used. Here, the resistor 53 side is set on the upstream side. A current source 58 is connected to a connection point between the resistors 54 and 56 of the balanced bridge circuit 52, and a transistor 62 is connected to a connection point between the resistors 53 and 55. The connection point A of the resistors 53 and 54 is connected to the negative input terminal of the operational amplifier 59. The positive input terminal of the operational amplifier 59 is grounded, and a feedback resistor 60 is connected between the negative input terminal and the output terminal. Thereby, the connection point A is virtually grounded by the operational amplifier 59. On the other hand, the connection point B of the resistors 55 and 56 is connected to the negative input terminal of the operational amplifier 61. The operational amplifier 61 has a positive input terminal grounded and a resistor 55 and a transistor 62 connected between the negative input terminal and the output terminal.

このような構成において、流路57中の流体の流れによって平衡ブリッジ回路52の平衡状態が崩れるが、接続点Aを仮想接地に保つためにこの接続点Aへ流れる電流量が変化する。この接続点Aの電流の変化はオペアンプ59の出力として得られる。よって、このオペアンプ59の出力を監視することにより流体の流量を測定できるというものである。   In such a configuration, the balanced state of the balanced bridge circuit 52 is destroyed by the flow of fluid in the flow path 57, but the amount of current flowing to the connection point A changes in order to keep the connection point A at virtual ground. This change in current at the connection point A is obtained as the output of the operational amplifier 59. Therefore, the flow rate of the fluid can be measured by monitoring the output of the operational amplifier 59.

この種の感熱式の流量測定装置では、前述したように流体の温度(環境温度)が変化すると流量の測定結果に誤差が発生するので、流体の温度に対応して流量の測定結果を補正する必要がある。同時に、感熱式の流量測定装置は、低流量域の流量測定を受け持つものであり、流体が流れていない流量“0”状態の測定も正確に行えることが重要であるが、この流量“0”なる出力を出す状態も環境温度によって変動してしまうので、測定の精度を上げるには、流量“0”状態をも考慮した温度安定性を図る必要がある。   In this type of thermal flow measuring device, as described above, if the fluid temperature (environmental temperature) changes, an error occurs in the flow measurement result, so the flow measurement result is corrected according to the fluid temperature. There is a need. At the same time, the heat-sensitive flow rate measuring device is responsible for measuring the flow rate in the low flow rate range, and it is important that the flow rate “0” state in which no fluid is flowing can be accurately measured. Since the output state of the output fluctuates depending on the environmental temperature, it is necessary to achieve temperature stability considering the flow rate “0” state in order to improve the measurement accuracy.

ところが、特開平4−204119号公報方式の流量測定装置では、流体の流量と温度とを測定するが、流量の測定結果を温度に基づいて補正する機能はない。また、特開平5−164583号公報方式の流量測定装置では、発熱抵抗体が経時劣化して流量データが変化した場合、これを補正して正確な流量を測定することはできない。この点、特開平2−120621号公報方式の流量測定装置によれば、発熱抵抗体が経時劣化しても、これに関係なく流体の流量を測定することができるものの、測温抵抗体がヒータにより加熱されている必要があり、長期間の使用では劣化により測定に誤差を生ずるとともに、平衡ブリッジ回路への電力供給により測温抵抗体も発熱してしまい、その発熱温度が環境温度や流量により変動するため、測温抵抗体の抵抗値に基づいた流量の測定結果に誤差が発生する。   However, the flow rate measuring device of Japanese Patent Laid-Open No. 4-204119 measures the flow rate and temperature of the fluid, but does not have a function of correcting the measurement result of the flow rate based on the temperature. Further, in the flow rate measuring apparatus of Japanese Patent Laid-Open No. 5-164583, when the heating resistor deteriorates with time and the flow rate data changes, it is not possible to correct this and measure the accurate flow rate. In this regard, according to the flow rate measuring apparatus of Japanese Patent Laid-Open No. 2-120621, although the flow rate of the fluid can be measured regardless of the deterioration of the heating resistor over time, the resistance temperature detector is the heater. In the case of long-term use, measurement errors will occur due to deterioration, and the resistance thermometer also generates heat due to power supply to the balanced bridge circuit, and the heat generation temperature depends on the environmental temperature and flow rate. Since it fluctuates, an error occurs in the flow rate measurement result based on the resistance value of the resistance temperature detector.

結局、これらの流量測定装置は、何れも平衡ブリッジ回路を利用して流体の流量を測定するが、これは平衡ブリッジ回路のバランスが維持される必要がある。しかし、平衡ブリッジ回路を形成する複数の抵抗体には経時劣化が発生し、特に発熱抵抗体は劣化の度合が発熱温度や使用環境により相違するので、平衡ブリッジ回路のバランスを長期に保証することは困難である。また、平衡ブリッジ回路を利用する場合、平衡ブリッジ回路自体にかかる電圧に比べて発熱抵抗体にかかる電圧は低くならざるを得ず、例えば、電池駆動の流量計を構成しようとする場合には、使用できる電圧範囲が狭くなってしまい、発熱抵抗体にかけられる電圧が著しく低くなってしまう。この結果、発熱抵抗体の抵抗値の選択範囲が狭まってしまったり、製造法によっては実現が難しい抵抗値を選定しなくてはならなくなってしまう。   Eventually, all of these flow rate measuring devices use a balanced bridge circuit to measure fluid flow, which requires that the balanced bridge circuit be balanced. However, multiple resistors that form a balanced bridge circuit will deteriorate over time, and in particular, the resistance of heating resistors will vary depending on the heat generation temperature and usage environment. It is difficult. Also, when using a balanced bridge circuit, the voltage applied to the heating resistor must be lower than the voltage applied to the balanced bridge circuit itself. For example, when a battery-driven flow meter is to be configured, The usable voltage range is narrowed, and the voltage applied to the heating resistor is significantly reduced. As a result, the selection range of the resistance value of the heating resistor is narrowed, or a resistance value that is difficult to realize depending on the manufacturing method must be selected.

一方、特公平3−52028号公報中に示されるような図35の如き流量測定装置21では、流体の流動方向に従って配置した第1,2の発熱抵抗体22,23を一定電流で駆動し、その両端電圧の差分から流体の流量を測定するものの、この測定結果は流体の流量のみを反映しておらず、流体の温度が影響しているので、これでは流体の流量を正確に測定することはできない。   On the other hand, in the flow rate measuring device 21 as shown in FIG. 35 as shown in Japanese Patent Publication No. 3-52028, the first and second heating resistors 22 and 23 arranged according to the fluid flow direction are driven with a constant current, Although the flow rate of the fluid is measured from the difference between the voltages at both ends, this measurement result does not reflect only the flow rate of the fluid, and the temperature of the fluid affects it. I can't.

この点について、以下に詳述する。まず、発熱抵抗体の抵抗値“R”は、所定温度で流量“0”の基準状態での発熱抵抗値“R0”、基準温度と発熱抵抗体の温度との差分“dT”、発熱抵抗体の抵抗温度係数“α”、により“R=R0 (1+α・dT)”として近似される。つまり、発熱抵抗体の抵抗値Rは、その温度により変化する。また、流体中の発熱抵抗体の温度は、この発熱抵抗体に通電される電流のジュール熱による発熱温度と流体の温度とを加算し、その熱量から流体に移動する熱量を減算した温度である。   This point will be described in detail below. First, the resistance value “R” of the heating resistor is the heating resistance value “R0” in the reference state of the flow rate “0” at a predetermined temperature, the difference “dT” between the reference temperature and the temperature of the heating resistor, the heating resistor Is approximated as “R = R0 (1 + α · dT)”. That is, the resistance value R of the heating resistor varies depending on the temperature. The temperature of the heating resistor in the fluid is a temperature obtained by adding the heating temperature due to Joule heat of the current passed through the heating resistor and the temperature of the fluid, and subtracting the amount of heat transferred to the fluid from the amount of heat. .

上述のような流量測定装置21の場合、上流側の第1の発熱抵抗体22と下流側の第2の発熱抵抗体23とは、流体の温度に対応して抵抗値が変化するので、一定電流が通電されているとジュール熱も変化して発熱温度も変化する。流体はジュール熱の一部を奪い取るので、ジュール熱が変化すると第1,2の発熱抵抗体22,23から流体に移動する熱量も変化する。   In the case of the flow rate measuring device 21 as described above, the resistance value of the upstream first heating resistor 22 and the downstream second heating resistor 23 changes in accordance with the temperature of the fluid, so that it is constant. When current is applied, the Joule heat changes and the heat generation temperature also changes. Since the fluid takes part of the Joule heat, the amount of heat transferred from the first and second heating resistors 22 and 23 to the fluid changes when the Joule heat changes.

第1,2の演算増幅器24,25は、上述のような要因に関連した第1,2の発熱抵抗体22,23の発熱温度に対応した電圧を出力し、これらの電圧の差分を第3の演算増幅器36が流体の流量の測定結果として出力するので、この出力結果は、第1,2の発熱抵抗体22,23から流体に移動する熱量の差分を反映しており、これは流体の温度により変化することになる。しかも、第1,2の発熱抵抗体22,23の抵抗温度係数や基準温度での抵抗値が相違する場合、流体が流動しなくとも温度が変化すると出力結果が発生することになり、流体の流動の有無(流量“0”)さえ判定することが困難である。   The first and second operational amplifiers 24 and 25 output a voltage corresponding to the heat generation temperature of the first and second heat generating resistors 22 and 23 related to the factors as described above, and the difference between these voltages is output to the third. The operational amplifier 36 outputs the flow rate measurement result of the fluid, and this output result reflects the difference in the amount of heat transferred from the first and second heating resistors 22 and 23 to the fluid. It will change with temperature. In addition, when the resistance temperature coefficient of the first and second heating resistors 22 and 23 and the resistance value at the reference temperature are different, an output result is generated when the temperature changes even if the fluid does not flow. It is difficult to even determine the presence or absence of flow (flow rate “0”).

さらに、特公平6−64080号公報中に示されるような図36の流量測定装置41の如き例による場合、感温抵抗42,43,44に関して周囲温度の影響を取り除くためにはこれらの抵抗値を特定の条件が成り立つように調整する必要があり、製作上、困難である。また、特表平8−509066号公報中に示されるような図37の流量測定装置51の如き例による場合、平衡ブリッジ回路52を構成する抵抗体中で抵抗体53,54は発熱を伴うため劣化しやすく、平衡ブリッジ回路52の平衡状態を長期に渡って保つことが難しく、ガスメータ等への適用に向かない。   Further, in the case of the example of the flow rate measuring device 41 of FIG. 36 as shown in Japanese Patent Publication No. 6-64080, in order to remove the influence of the ambient temperature on the temperature sensitive resistors 42, 43, 44, these resistance values are used. Must be adjusted so that specific conditions are satisfied, which is difficult in production. Further, in the case of the example of the flow rate measuring device 51 of FIG. 37 as shown in JP-T-8-509066, the resistors 53 and 54 in the resistor constituting the balanced bridge circuit 52 are accompanied by heat generation. It is easy to deteriorate, it is difficult to maintain the balanced state of the balanced bridge circuit 52 for a long period of time, and it is not suitable for application to a gas meter or the like.

請求項1記載の発明は、流体の流路に配置される抵抗温度係数が大きい第1の発熱抵抗体と、
この第1の発熱抵抗体の下流に配置される抵抗温度係数が大きい第2の発熱抵抗体と、
前記第1の発熱抵抗体に電圧可変で電流一定の電力を供給する第1の給電手段と、
前記第2の発熱抵抗体に電圧可変で電流一定の電力を供給する第2の給電手段と、
前記第1の発熱抵抗体の両端電圧を測定する第1の測定手段と、
前記第2の発熱抵抗体の両端電圧を測定する第2の測定手段と、
前記第1の測定手段の測定電圧に所定の補正係数を乗算する係数乗算手段と、
その乗算結果を前記第2の測定手段の測定電圧から減算する減算処理手段と、
その減算結果を前記第1の測定手段の測定電圧で除算する除算処理手段と、
を備える。
The invention according to claim 1 is a first heating resistor having a large resistance temperature coefficient disposed in the fluid flow path,
A second heating resistor having a large resistance temperature coefficient disposed downstream of the first heating resistor;
First power supply means for supplying electric power with constant voltage and constant current to the first heating resistor;
A second power supply means for supplying a constant current with a variable voltage to the second heating resistor;
First measuring means for measuring a voltage across the first heating resistor;
Second measuring means for measuring a voltage across the second heating resistor;
Coefficient multiplication means for multiplying the measurement voltage of the first measurement means by a predetermined correction coefficient;
Subtraction processing means for subtracting the multiplication result from the measurement voltage of the second measurement means;
Division processing means for dividing the subtraction result by the measurement voltage of the first measurement means;
Is provided.

請求項2記載の発明は、請求項2記載の流量測定装置において、係数乗算手段は、所定温度で流量“0”の基準状態での第2の発熱抵抗体の抵抗値を第1の発熱抵抗体の抵抗値で除算した結果の数値が補正係数として設定されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the flow rate measuring device according to the second aspect, the coefficient multiplying means calculates the resistance value of the second heating resistor in the reference state of the flow rate “0” at a predetermined temperature as the first heating resistance. A numerical value obtained by dividing by the resistance value of the body is set as a correction coefficient.

請求項3記載の発明は、請求項2記載の流量測定装置において、係数乗算手段は、所定温度で流量“0”の基準状態での第2の測定手段の測定電圧を第1の測定手段の測定電圧で除算した結果の数値が補正係数として設定されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the flow rate measuring device according to the second aspect, the coefficient multiplying unit determines the measurement voltage of the second measuring unit in the reference state of the flow rate “0” at the predetermined temperature. A numerical value obtained as a result of division by the measured voltage is set as a correction coefficient.

請求項1記載の発明によれば、流体の流路に配置される抵抗温度係数が大きい第1の発熱抵抗体と、この第1の発熱抵抗体の下流に配置される抵抗温度係数が大きい第2の発熱抵抗体と、第1の発熱抵抗体に電圧可変で電流一定の電力を供給する第1の給電手段と、第2の発熱抵抗体に電圧可変で電流一定の電力を供給する第2の給電手段と、第1の発熱抵抗体の両端電圧を測定する第1の測定手段と、第2の発熱抵抗体の両端電圧を測定する第2の測定手段と、第1の測定手段の測定電圧に所定の補正係数を乗算する係数乗算手段と、その乗算結果を第2の測定手段の測定電圧から減算する減算処理手段と、その減算結果を第1の測定手段の測定電圧で除算する除算処理手段とを備えたので、第1の測定手段の測定電圧に所定の補正係数が乗算され、この乗算結果が第2の測定手段の測定電圧から減算され、この減算結果が第1の測定手段の測定電圧で除算されるため、第1の発熱抵抗体と第2の発熱抵抗体との抵抗値や電流量等の条件が相違しても、流量が“0”の場合には上述の計算結果を“0”とすることができるので、これに基づいて流体の流動の有無を正確に判定することができ、上述の計算結果は流体の流量に線形に対応するため、これに基づいて流体の流量を測定することもできる。 According to the first aspect of the present invention, the first heating resistor having a large resistance temperature coefficient disposed in the fluid flow path and the first resistance temperature coefficient disposed downstream of the first heating resistor. The second heating resistor, a first power supply means for supplying a variable voltage and constant current power to the first heating resistor, and a second voltage supplying a variable voltage and constant current power to the second heating resistor. Power supply means, first measurement means for measuring the voltage across the first heating resistor, second measurement means for measuring the voltage across the second heating resistor, and measurement by the first measurement means Coefficient multiplication means for multiplying the voltage by a predetermined correction coefficient, subtraction processing means for subtracting the multiplication result from the measurement voltage of the second measurement means, and division for dividing the subtraction result by the measurement voltage of the first measurement means And a processing means, so that a predetermined correction coefficient is added to the measurement voltage of the first measuring means. Since the multiplication result is subtracted from the measurement voltage of the second measurement means, and the subtraction result is divided by the measurement voltage of the first measurement means, the first heating resistor and the second heating resistor If the flow rate is “0” even if the conditions such as the resistance value and the amount of current are different from each other, the above calculation result can be set to “0”. Since it can be determined accurately and the above calculation result corresponds linearly to the flow rate of the fluid, the flow rate of the fluid can also be measured based on this.

請求項2記載の発明によれば、係数乗算手段は、所定温度で流量“0”の基準状態での第2の発熱抵抗体の抵抗値を第1の発熱抵抗体の抵抗値で除算した結果の数値が補正係数として設定されているので、この補正係数が第1の発熱抵抗体の両端電圧に乗算されるため、第1の発熱抵抗体と第2の発熱抵抗体との抵抗値等が相違しても、流体の流量が“0”の場合には計算結果を“0”とすることができ、流体の流動の有無を正確に判定することができる。 According to the invention described in claim 2 , the coefficient multiplying unit divides the resistance value of the second heating resistor in the reference state of the flow rate “0” at the predetermined temperature by the resistance value of the first heating resistor. Is set as a correction coefficient, and the correction coefficient is multiplied by the voltage across the first heating resistor, so that the resistance value between the first heating resistor and the second heating resistor is Even if they are different, the calculation result can be set to “0” when the fluid flow rate is “0”, and the presence or absence of fluid flow can be accurately determined.

請求項3記載の発明によれば、所定温度で流量“0”の基準状態での第2の測定手段の測定電圧を第1の測定手段の測定電圧で除算した結果の数値が補正係数として設定されているので、この補正係数が第1の発熱抵抗体の両端電圧に乗算されるため、第1の発熱抵抗体と第2の発熱抵抗体との抵抗値や電流量が相違しても、流体の流量が“0”の場合には計算結果を“0”とすることができ、流体の流動の有無を正確に判定することができる。
また、参考例1では、流体の流路に配置される抵抗温度係数が大きい第1の発熱抵抗体と、この第1の発熱抵抗体と抵抗温度係数及び基準状態での抵抗値が同一で第1の発熱抵抗体の下流に配置される第2の発熱抵抗体と、第1の発熱抵抗体に電圧可変で電流一定の電力を供給する第1の給電手段と、この第1の給電手段と同一の電力を第2の発熱抵抗体に供給する第2の給電手段と、第1の発熱抵抗体の両端電圧を測定する第1の測定手段と、第2の発熱抵抗体の両端電圧を測定する第2の測定手段と、第1の測定手段の測定電圧を第2の測定手段の測定電圧から減算する減算処理手段と、その減算結果を第1の測定手段の測定電圧で除算する除算処理手段とを備えたので、第1の測定手段の測定電圧が第2の測定手段の測定電圧から減算され、この減算結果が第1の測定手段の測定電圧で除算されるため、この計算結果は流量が“0”の場合には“0”となるので、これに基づいて流体の流動の有無を正確に判定することができ、上述の計算結果は流体の流量に線形に対応するため、これに基づいて流体の流量を測定することもできる。
According to the third aspect of the present invention, the numerical value obtained as a result of dividing the measurement voltage of the second measurement means in the reference state of the flow rate “0” at the predetermined temperature by the measurement voltage of the first measurement means is set as the correction coefficient. Therefore, since this correction coefficient is multiplied by the voltage across the first heating resistor, even if the resistance value and current amount of the first heating resistor and the second heating resistor are different, When the flow rate of the fluid is “0”, the calculation result can be set to “0”, and the presence or absence of the fluid flow can be accurately determined.
Further, in Reference Example 1, the first heating resistor having a large resistance temperature coefficient arranged in the fluid flow path, the first heating resistor, the resistance temperature coefficient, and the resistance value in the reference state are the same. A second heating resistor disposed downstream of the first heating resistor, a first power feeding means for supplying a variable voltage and constant current power to the first heating resistor, and the first power feeding means, Second power supply means for supplying the same power to the second heating resistor, first measuring means for measuring the voltage across the first heating resistor, and voltage across the second heating resistor Second measuring means, subtracting means for subtracting the measurement voltage of the first measuring means from the measured voltage of the second measuring means, and division processing for dividing the subtraction result by the measured voltage of the first measuring means The measurement voltage of the first measurement means is subtracted from the measurement voltage of the second measurement means. Since this subtraction result is divided by the measurement voltage of the first measuring means, this calculation result is “0” when the flow rate is “0”. Based on this, the presence or absence of fluid flow is determined. Since it can be determined accurately and the above calculation result corresponds linearly to the flow rate of the fluid, the flow rate of the fluid can also be measured based on this.

参考例2では、第1の測定手段の測定電圧をm乗するm乗処理手段と、第2の測定手段の測定電圧をn乗するn乗処理手段と、除算処理手段の除算結果にm乗処理手段のm乗結果とn乗処理手段のn乗結果とを乗算する結果補正手段とを備えているので、流体の流量の測定結果である計算結果が、第1の発熱抵抗体の両端電圧のm乗結果と第2の発熱抵抗体の両端電圧のn乗結果との乗算により補正されるため、第1の発熱抵抗体と第2の発熱抵抗体との温度補正の割合が乗数“m,n”により調節され、流体の流量の測定結果に対する温度の影響を軽減することができ、流体の流量を温度に関係なく正確に測定することができる。 In Reference Example 2, m-th power processing means for raising the measurement voltage of the first measurement means to the mth power, n-th power processing means for raising the measurement voltage of the second measurement means to the power of n, and the division result of the division processing means to the mth power Since the result correction means for multiplying the m-th power result of the processing means and the n-th power result of the n-th power processing means is provided, the calculation result that is the measurement result of the fluid flow rate is the voltage across the first heating resistor. Is corrected by multiplying the mth power result by the nth power result of the voltage across the second heating resistor, the temperature correction ratio between the first heating resistor and the second heating resistor is the multiplier “m”. , N ″, the influence of the temperature on the measurement result of the fluid flow rate can be reduced, and the fluid flow rate can be accurately measured regardless of the temperature.

参考例3では、“m=1,n=1”であるので、流体の流量の測定結果である計算結果に第1の発熱抵抗体の両端電圧のm乗結果と第2の発熱抵抗体の両端電圧のn乗結果とを乗算する演算処理を、累乗を必要としない単純な乗算として実行することができ、演算処理を単純化してハードウェアやソフトウェアの構造を簡略化することができる。 In Reference Example 3, since “m = 1, n = 1”, the calculation result, which is the measurement result of the fluid flow rate, includes the m-th power result of the voltage across the first heating resistor and the second heating resistor. The arithmetic processing for multiplying the n-th power result of the voltage between both ends can be executed as a simple multiplication that does not require a power, and the arithmetic processing can be simplified and the structure of hardware and software can be simplified.

参考例4では、“m+n=1.5”なる関係を満足するので、第1の発熱抵抗体と第2の発熱抵抗体との温度補正の割合を最適に調節できるため、流体の流量を温度に関係なく正確に測定することができる。 In Reference Example 4, since the relationship of “m + n = 1.5” is satisfied, the rate of temperature correction between the first heating resistor and the second heating resistor can be adjusted optimally, so that the fluid flow rate is the temperature. It is possible to measure accurately regardless of.

参考例5では、流体の流路に配置される抵抗温度係数が大きい第1の発熱抵抗体と、この第1の発熱抵抗体と抵抗温度係数及び基準状態での抵抗値が同一で第1の発熱抵抗体の下流に配置される第2の発熱抵抗体と、第1の発熱抵抗体に電圧可変で電流一定の電力を供給する第1の給電手段と、この第1の給電手段と同一の電力を第2の発熱抵抗体に供給する第2の給電手段と、第1の発熱抵抗体の両端電圧を測定する第1の測定手段と、第2の発熱抵抗体の両端電圧を測定する第2の測定手段と、この第2の測定手段の測定電圧から第1の測定手段の測定電圧を減算する減算処理手段と、この減算結果に第2の測定手段の測定電圧を乗算する乗算処理手段とを備えたので、第2の測定手段の測定電圧から第1の測定手段の測定電圧が減算され、この減算結果に第2の測定手段の測定電圧が乗算されるため、この計算結果は流量が“0”の場合には“0”となるので、これに基づいて流体の流動の有無を正確に判定することができ、上述の計算結果は流体の流量に線形に対応するため、これに基づいて流体の流量を測定することもできる。 In Reference Example 5, the first heating resistor having a large resistance temperature coefficient arranged in the fluid flow path, the first heating resistor, the resistance temperature coefficient, and the resistance value in the reference state are the same, and the first heating resistor is the first heating resistor. A second heating resistor disposed downstream of the heating resistor, a first power supply means for supplying a variable voltage and a constant current to the first heat generating resistor, and the same as the first power supply means A second feeding means for supplying power to the second heating resistor; a first measuring means for measuring a voltage across the first heating resistor; and a second measuring means for measuring the voltage across the second heating resistor. 2 measurement means, subtraction processing means for subtracting the measurement voltage of the first measurement means from the measurement voltage of the second measurement means, and multiplication processing means for multiplying the subtraction result by the measurement voltage of the second measurement means Therefore, the measurement voltage of the first measurement means is subtracted from the measurement voltage of the second measurement means. Since the subtraction result is multiplied by the measurement voltage of the second measuring means, the calculation result is “0” when the flow rate is “0”. Based on this, the presence or absence of fluid flow is accurately determined. Since the above calculation result corresponds linearly to the flow rate of the fluid, the flow rate of the fluid can also be measured based on this.

参考例6では、流体の流路に配置される抵抗温度係数が大きい第1の発熱抵抗体と、この第1の発熱抵抗体の下流に配置される抵抗温度係数が大きい第2の発熱抵抗体と、第1の発熱抵抗体に電圧可変で電流一定の電力を供給する第1の給電手段と、第2の発熱抵抗体に電圧可変で電流一定の電力を供給する第2の給電手段と、第1の発熱抵抗体の両端電圧を測定する第1の測定手段と、第2の発熱抵抗体の両端電圧を測定する第2の測定手段と、この第2の測定手段の測定電圧から第1の測定手段の測定電圧を減算する減算処理手段と、第1の測定手段の測定電圧に所定の補正係数を乗算する係数乗算手段と、その乗算結果を減算処理手段の減算結果に加算する加算処理手段と、その加算結果に第2の測定手段の測定電圧を乗算する乗算処理手段とを備えたので、第2の測定手段の測定電圧から第1の測定手段の測定電圧が減算され、第1の測定手段の測定電圧に所定の補正係数が乗算され、この乗算結果が上述の減算結果に加算され、この加算結果に第2の測定手段の測定電圧が乗算されるため、第1の発熱抵抗体と第2の発熱抵抗体との抵抗値や電流量等の条件が相違しても、流量が“0”の場合に上述の計算結果を“0”とすることができるため、これに基づいて流体の流動の有無を正確に判定することができ、上述の計算結果は流体の流量に線形に対応するので、これに基づいて流体の流量を測定することもできる。 In Reference Example 6, the first heating resistor having a large resistance temperature coefficient disposed in the fluid flow path and the second heating resistor having a large resistance temperature coefficient disposed downstream of the first heating resistor. And a first power supply means for supplying a constant current with variable voltage to the first heating resistor, a second power supply means for supplying constant power with a variable voltage to the second heat generation resistor, The first measuring means for measuring the voltage across the first heating resistor, the second measuring means for measuring the voltage across the second heating resistor, and the first measured voltage from the second measuring means. Subtraction processing means for subtracting the measurement voltage of the measurement means, coefficient multiplication means for multiplying the measurement voltage of the first measurement means by a predetermined correction coefficient, and addition processing for adding the multiplication result to the subtraction result of the subtraction processing means And a multiplication process for multiplying the addition result by the measurement voltage of the second measurement means. The measurement voltage of the first measurement unit is subtracted from the measurement voltage of the second measurement unit, the measurement voltage of the first measurement unit is multiplied by a predetermined correction coefficient, and the result of the multiplication is described above. Since the addition result is multiplied by the measurement voltage of the second measuring means, the first heating resistor and the second heating resistor have different conditions such as resistance value and current amount. Even if the flow rate is “0”, the above calculation result can be set to “0”, and based on this, the presence or absence of fluid flow can be accurately determined. Since it corresponds linearly to the flow rate of the fluid, the flow rate of the fluid can also be measured based on this.

参考例7では、係数乗算手段が、所定温度で流量“0”の基準状態での第2の発熱抵抗体の抵抗値を第1の発熱抵抗体の抵抗値で除算した結果を“1”から減算した結果の数値が補正係数として設定されているので、この補正係数が第1の発熱抵抗体の両端電圧に乗算されるため、第1の発熱抵抗体と第2の発熱抵抗体との抵抗値等が相違しても、流体の流量が“0”の場合には計算結果を“0”とすることができ、流体の流動の有無を正確に判定することができる。 In Reference Example 7, the coefficient multiplication means divides the resistance value of the second heating resistor in the reference state of the flow rate “0” at a predetermined temperature by the resistance value of the first heating resistor from “1”. Since the numerical value resulting from the subtraction is set as a correction coefficient, the correction coefficient is multiplied by the voltage across the first heating resistor, and therefore the resistance between the first heating resistor and the second heating resistor. Even if the values are different, the calculation result can be set to “0” when the fluid flow rate is “0”, and the presence or absence of fluid flow can be accurately determined.

参考例8では、係数乗算手段が、所定温度で流量“0”の基準状態での第2の測定手段の測定電圧を第1の測定手段の測定電圧で除算した結果を“1”から減算した結果の数値が補正係数として設定されているので、この補正係数が第1の発熱抵抗体の両端電圧に乗算されるため、第1の発熱抵抗体と第2の発熱抵抗体との抵抗値等が相違しても、流体の流量が“0”の場合には計算結果を“0”とすることができ、流体の流動の有無を正確に判定することができる。 In Reference Example 8, the coefficient multiplication unit subtracts the result obtained by dividing the measurement voltage of the second measurement unit by the measurement voltage of the first measurement unit in the reference state of the flow rate “0” at the predetermined temperature from “1”. Since the numerical value of the result is set as a correction coefficient, the correction coefficient is multiplied by the voltage across the first heating resistor, so that the resistance value between the first heating resistor and the second heating resistor, etc. If the flow rate of the fluid is “0”, the calculation result can be “0”, and the presence or absence of fluid flow can be accurately determined.

参考例9では、係数乗算手段が、所定温度で流量“0”の基準状態での減算処理手段の減算結果を第1の測定手段の測定電圧で除算して正負の符号を反転させた結果の数値が補正係数として設定されているので、この補正係数が第1の発熱抵抗体の両端電圧に乗算されるため、第1の発熱抵抗体と第2の発熱抵抗体との抵抗値等が相違しても、流体の流量が“0”の場合には計算結果を“0”とすることができ、特に、補正係数の算出に第1の発熱抵抗体と第2の発熱抵抗体との差分電圧を利用することができるので、より正確に流体の流動の有無を判定することができる。 In the reference example 9, the coefficient multiplication means divides the subtraction result of the subtraction processing means in the reference state of the flow rate “0” at the predetermined temperature by the measurement voltage of the first measurement means and inverts the positive / negative sign. Since the numerical value is set as the correction coefficient, the correction coefficient is multiplied by the voltage across the first heating resistor, so that the resistance values of the first heating resistor and the second heating resistor are different. Even when the flow rate of the fluid is “0”, the calculation result can be “0”. In particular, the difference between the first heating resistor and the second heating resistor is used for calculating the correction coefficient. Since the voltage can be used, the presence or absence of fluid flow can be determined more accurately.

参考例10では、第1の測定手段の測定電圧を(m−1)乗するm乗処理手段と、第2の測定手段の測定電圧をn乗するn乗処理手段とを備え、乗算処理手段は、加算処理手段の加算結果にm乗処理手段の(m−1)乗結果とn乗処理手段のn乗結果とを乗算するようにしたので、流体の流量の測定結果である計算結果が、第1の発熱抵抗体の両端電圧の(m−1)乗結果と第2の発熱抵抗体の両端電圧のn乗結果との乗算により補正されるため、第1の発熱抵抗体と第2の発熱抵抗体との温度補正の割合が乗数“m,n”により調節され、流体の流量の測定結果に対する温度の影響を軽減することができるので、流体の流量を温度に関係なく正確に測定することができる。 The reference example 10 includes m-th power processing means for raising the measurement voltage of the first measurement means to the (m−1) th power and n-th power processing means for raising the measurement voltage of the second measurement means to the nth power. Since the addition result of the addition processing means is multiplied by the (m−1) th power result of the m-th power processing means and the n-th power result of the n-th power processing means, the calculation result which is the measurement result of the fluid flow rate is obtained. Since the correction is made by multiplying the (m−1) th power result of the voltage across the first heating resistor by the nth power result of the voltage across the second heating resistor, the first heating resistor and the second The ratio of the temperature correction with the heating resistor is adjusted by the multiplier “m, n”, and the influence of temperature on the fluid flow rate measurement result can be reduced, so the fluid flow rate can be accurately measured regardless of the temperature. can do.

参考例11では、第1の測定手段と第2の測定手段との少なくとも一方の測定電圧と減算処理手段の減算結果とをアナログ値からデジタル値に変換するA/D変換器と、そのデジタル変換された減算結果と測定電圧とを加算するデジタル加算手段と、その加算結果を第1の測定手段と第2の測定手段との他方の測定電圧として置換する置換処理手段とを備えたので、流量の測定結果の算出に第1の発熱抵抗体と第2の発熱抵抗体との両方の両端電圧が同時に利用されず、その一方と差分電圧とが利用されるため、2つの両端電圧と差分電圧とを同時に利用することによる演算処理の不整合を防止することができ、演算処理の整合性を確保して流体の流量を正確に測定することができる。 In Reference Example 11, an A / D converter that converts an analog value into a digital value from at least one measurement voltage of the first measurement means and the second measurement means and a subtraction result of the subtraction processing means, and its digital conversion Digital addition means for adding the subtraction result and the measured voltage, and replacement processing means for replacing the addition result as the other measurement voltage of the first measurement means and the second measurement means. Since the voltage between both ends of the first heat generating resistor and the second heat generating resistor is not used at the same time for calculating the measurement result, and one of them is used as a differential voltage, the two voltages at both ends and the differential voltage are used. Can be prevented from occurring simultaneously, and the consistency of the arithmetic processing can be ensured and the fluid flow rate can be accurately measured.

参考例12では、係数乗算手段は、所定温度で流量“0”の基準状態での第2の測定手段の測定電圧に対応させた数値から減算処理手段の減算結果に対応させた数値を減算した結果で、減算処理手段の減算結果に対応した数値の符号を反転させた数値を除算した結果の数値が補正係数として設定されているので、この補正係数の算出にも第2の発熱抵抗体の両端電圧のみ利用されて第1の発熱抵抗体の両端電圧は利用されないため、2つの両端電圧と差分電圧とを同時に利用することによる演算処理の不整合を防止することができ、演算処理の整合性を確保して流体の流量を正確に測定することができる。 In Reference Example 12, the coefficient multiplying unit subtracts a numerical value corresponding to the subtraction result of the subtracting processing unit from a numerical value corresponding to the measurement voltage of the second measuring unit in the reference state of the flow rate “0” at the predetermined temperature. Since the numerical value obtained by dividing the numerical value obtained by inverting the sign of the numerical value corresponding to the subtraction result of the subtraction processing means is set as the correction coefficient, the correction coefficient is also calculated by the second heating resistor. Since only the voltage between both ends is used and the voltage between both ends of the first heating resistor is not used, it is possible to prevent inconsistency in calculation processing by using the two end voltages and the differential voltage at the same time. It is possible to accurately measure the flow rate of the fluid while ensuring the property.

参考例13では、第1の発熱抵抗体と第2の発熱抵抗体との両端電圧を各々測定し、第1の発熱抵抗体の両端電圧に所定の補正係数を乗算し、この乗算結果を第2の発熱抵抗体の両端電圧から減算し、この減算結果を第1の発熱抵抗体の両端電圧で除算するようにしたので、第1の発熱抵抗体の両端電圧に所定の補正係数が乗算され、この乗算結果が第2の発熱抵抗体の両端電圧から減算され、この減算結果が第1の発熱抵抗体の両端電圧で除算されるため、第1の発熱抵抗体と第2の発熱抵抗体との抵抗値や電流量等の条件が相違しても、流量が“0”の場合に上述の計算結果を“0”とすることができ、これに基づいて流体の流動の有無を正確に判定することができ、上述の計算結果は流体の流量に線形に対応するため、これに基づいて流体の流量を測定することもできる。 In Reference Example 13, the voltages at both ends of the first heating resistor and the second heating resistor are respectively measured, the voltages at both ends of the first heating resistor are multiplied by a predetermined correction coefficient, and this multiplication result is obtained as the first result. 2 is subtracted from the voltage across the two heating resistors, and the subtraction result is divided by the voltage across the first heating resistor, so that the voltage across the first heating resistor is multiplied by a predetermined correction coefficient. The multiplication result is subtracted from the voltage across the second heating resistor, and the subtraction result is divided by the voltage across the first heating resistor, so that the first heating resistor and the second heating resistor If the flow rate is “0”, the above calculation result can be set to “0” even if the resistance value, current amount, and other conditions are different from each other. And the above calculation results correspond linearly to the fluid flow rate, It is also possible to measure the flow rate of the body.

参考例14では、第1の発熱抵抗体と第2の発熱抵抗体との両端電圧を各々測定し、この第2の発熱抵抗体の両端電圧から第1の発熱抵抗体の両端電圧を減算し、第1の発熱抵抗体の両端電圧に所定の補正係数を乗算し、この乗算結果を両端電圧の減算結果に加算し、この加算結果に第2の発熱抵抗体の両端電圧を乗算するようにしたので、第2の発熱抵抗体の両端電圧から第1の発熱抵抗体の両端電圧が減算され、第1の発熱抵抗体の両端電圧に所定の補正係数が乗算され、この乗算結果が上述の減算結果に加算され、この加算結果に第2の発熱抵抗体の両端電圧が乗算されるため、第1の発熱抵抗体と第2の発熱抵抗体との抵抗値や電流量等の条件が相違しても、流量が“0”の場合に上述の計算結果を“0”とすることができ、これに基づいて流体の流動の有無を正確に判定することができ、上述の計算結果は流体の流量に線形に対応するので、これに基づいて流体の流量を測定することもできる。 In Reference Example 14, the voltages at both ends of the first heating resistor and the second heating resistor are respectively measured, and the voltages at both ends of the first heating resistor are subtracted from the voltages at both ends of the second heating resistor. The voltage at both ends of the first heating resistor is multiplied by a predetermined correction coefficient, the multiplication result is added to the subtraction result of the voltages at both ends, and the addition result is multiplied by the voltage at both ends of the second heating resistor. Therefore, the voltage across the first heating resistor is subtracted from the voltage across the second heating resistor, and the voltage across the first heating resistor is multiplied by a predetermined correction coefficient. Since the result is added to the subtraction result, and the addition result is multiplied by the voltage across the second heating resistor, the conditions such as the resistance value and current amount of the first heating resistor and the second heating resistor are different. Even if the flow rate is “0”, the above calculation result can be set to “0”. Zui presence or absence of flow of fluid can be accurately determined, the calculation results of the above it corresponds to a linear flow rate of the fluid, it is also possible to measure the flow rate of the fluid based on this.

参考例15では、流体の流路に配置される第1の発熱抵抗体と、この第1の発熱抵抗体の下流に配置されて第1の発熱抵抗体と電流的に直列に接続された第2の発熱抵抗体と、これらの第1,2の発熱抵抗体の抵抗体列に対して定電流を流す定電流源と、第1の発熱抵抗体の端子電圧を測定する第1の電圧測定手段と、第2の発熱抵抗体の端子電圧を測定する第2の電圧測定手段とを備えたので、第1,2の発熱抵抗体に対して1つの定電流源により常に等しい電流を流すことができ、よって、流量測定に及ぼす電流値の影響を小さくすることができる。 In Reference Example 15, a first heating resistor disposed in the fluid flow path, and a first heating resistor disposed downstream of the first heating resistor and connected in series with the first heating resistor. Two heating resistors, a constant current source for supplying a constant current to the resistor rows of the first and second heating resistors, and a first voltage measurement for measuring a terminal voltage of the first heating resistor. And a second voltage measuring means for measuring the terminal voltage of the second heating resistor, the same current is always supplied to the first and second heating resistors by one constant current source. Therefore, the influence of the current value on the flow rate measurement can be reduced.

参考例16では、第1の電圧測定手段の出力電圧と第2の電圧測定手段の出力電圧との差を演算する減算手段を備えたので、第1,2の発熱抵抗体の抵抗値の差の測定精度を向上させることができる。 Since the reference example 16 includes subtracting means for calculating the difference between the output voltage of the first voltage measuring means and the output voltage of the second voltage measuring means, the difference between the resistance values of the first and second heating resistors is provided. Measurement accuracy can be improved.

参考例17では、流体の流路に配置される第1の発熱抵抗体と、この第1の発熱抵抗体の下流に配置されてその接続経路内にゼロ電位点を持たせて第1の発熱抵抗体と電流的に直列に接続された第2の発熱抵抗体と、これらの第1,2の発熱抵抗体の抵抗体列に対して定電流を流す定電流源とを備えたので、第1,2の発熱抵抗体に対して1つの定電流源により常に等しい電流を流すことができ、よって、流量測定に及ぼす電流値の影響を小さくすることができ、特に、一方の発熱抵抗体の一端の電圧を正に、他方の発熱抵抗体の一端の電圧を負に設定することにより、これらの発熱抵抗体をつなぐ接続経路内にゼロ電位点を持たせることができるので、これらの発熱抵抗体の端子電圧の測定に必要な電圧値を低く抑えることができ、よって、回路の動作電圧を低く設定することができ、例えば、電池駆動する上で有利となる。 In Reference Example 17, the first heat generating resistor disposed in the fluid flow path and the first heat generating resistor disposed downstream of the first heat generating resistor and having a zero potential point in the connection path. Since the second heating resistor connected in series with the resistor in series and the constant current source for supplying a constant current to the resistor rows of the first and second heating resistors are provided. An equal current can always be supplied to one or two heating resistors by one constant current source, so that the influence of the current value on the flow rate measurement can be reduced. By setting the voltage at one end positive and the voltage at the other end of the other heating resistor negative, it is possible to have a zero potential point in the connection path connecting these heating resistors. The voltage required to measure the body terminal voltage can be kept low, so It can be set lower operating voltage of the circuit, for example, which is advantageous in battery-powered.

参考例18では、第1の発熱抵抗体の両端の端子電圧の内で絶対値の大きい方の端子電圧と第2の発熱抵抗体の両端の端子電圧の内で絶対値の大きい方の端子電圧とを加算する加算手段を備えたので、第1,2の発熱抵抗体の抵抗値の差の測定精度を向上させることができる。 In Reference Example 18, the terminal voltage having the larger absolute value among the terminal voltages at both ends of the first heating resistor and the terminal voltage having the larger absolute value among the terminal voltages at both ends of the second heating resistor. Therefore, the measurement accuracy of the difference between the resistance values of the first and second heating resistors can be improved.

参考例19では、流体の流路に配置される抵抗温度係数が大きい第1の発熱抵抗体と、この第1の発熱抵抗体と抵抗温度係数及び基準状態での抵抗値が同一で第1の発熱抵抗体の下流に配置されて電流的に直列に接続された第2の発熱抵抗体と、直列に接続された第1,2の発熱抵抗体の抵抗体列に対して定電流を流す定電流源と、第1の発熱抵抗体と第2の発熱抵抗体との接続点を仮想接地により定電圧に保つオペアンプとを備えたので、請求項27記載の発明のようにゼロ電位点を持たせるための抵抗等を要せず、さらに低い電圧で回路を動作させることができる。 In Reference Example 19, the first heating resistor having a large resistance temperature coefficient arranged in the fluid flow path, the first heating resistor, the resistance temperature coefficient, and the resistance value in the reference state are the same, and the first heating resistor is the first heating resistor. A constant current is supplied to the second heating resistor disposed downstream of the heating resistor and connected in series in current, and to the resistor rows of the first and second heating resistors connected in series. Since it has a current source and an operational amplifier that keeps the connection point between the first heating resistor and the second heating resistor at a constant voltage by virtual grounding, it has a zero potential point as in the invention of claim 27 The circuit can be operated at a lower voltage without requiring a resistor or the like.

参考例20では、直列に接続された抵抗体列の両端間の電圧を加算する加算手段を備えたので、第1,2の発熱抵抗体の抵抗値の差の測定精度を向上させることができる。 Since the reference example 20 is provided with the adding means for adding the voltages across the resistor rows connected in series, the measurement accuracy of the difference between the resistance values of the first and second heating resistors can be improved. .

参考例21では、加算手段の入力前段にインピーダンス変換手段を備えたので、第1,2の発熱抵抗体に流れる電流に加算手段が与える影響を入力インピーダンスの大きいインピーダンス変換手段によって低減させることができる。 In Reference Example 21, since the impedance conversion means is provided in the previous stage of the addition means, the influence of the addition means on the current flowing through the first and second heating resistors can be reduced by the impedance conversion means having a large input impedance. .

参考例22では、加算手段、インピーダンス変換手段に各々オペアンプを用い、仮想接地により接続点を定電圧に保つためのオペアンプを含むこれらの3つのオペアンプとして、同一のシリコンウエハ上に形成されて同一のパッケージに封入されたオペアンプを用いるようにしたので、全てのオペアンプのオフセット電圧を同じ程度にすることができ、第1,2の発熱抵抗体の抵抗値差の測定精度を向上させることができる。 In Reference Example 22, operational amplifiers are used for the adding means and the impedance converting means, and these three operational amplifiers including the operational amplifier for keeping the connection point at a constant voltage by virtual grounding are formed on the same silicon wafer and are identical. Since the operational amplifier enclosed in the package is used, the offset voltage of all the operational amplifiers can be made the same level, and the measurement accuracy of the resistance value difference between the first and second heating resistors can be improved.

参考例23では、抵抗体列に対して流す電流値を任意の時点でゼロにするスイッチ手段を備えたので、流量測定を行う必要がない時には電流値をゼロにすることで無駄に消費する電力を低減させることができ、よって、特に電池駆動の場合において、電池交換なしで測定動作を行わせ得る期間を長くすることができる。 In the reference example 23, the switch means for zeroing the current value flowing through the resistor array at any time is provided, so that when the flow rate measurement is not necessary, the power value is wasted by making the current value zero. Therefore, particularly in the case of battery driving, the period during which the measurement operation can be performed without battery replacement can be extended.

本発明の第一の実施の形態を図1ないし図3に基づいて説明する。本実施の形態の流量測定装置121は、図1に示すように、第1,2の発熱抵抗体122,123を有しており、これらの発熱抵抗体122,123には、給電手段としての第1,2の定電流源124,125が個々に接続されている。   A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the flow rate measuring device 121 of the present embodiment has first and second heating resistors 122 and 123, and these heating resistors 122 and 123 serve as power feeding means. First and second constant current sources 124 and 125 are individually connected.

前記第1,2の発熱抵抗体122,123は、例えば、抵抗温度係数が3000〔ppm/℃〕 程度の白金の薄膜として、1個の基板(図示せず)の表面に並設されており、流体の流動方向に従って順番に配置される。前記定電流源124,125は、定電流の電力を前記発熱抵抗体122,123に供給するので、これらの発熱抵抗体122,123は、供給される電力のジュール熱に対応して一定の熱量で発熱する。   The first and second heating resistors 122 and 123 are arranged in parallel on the surface of one substrate (not shown) as a platinum thin film having a resistance temperature coefficient of about 3000 ppm / ° C., for example. , Arranged in order according to the flow direction of the fluid. Since the constant current sources 124 and 125 supply constant current power to the heating resistors 122 and 123, the heating resistors 122 and 123 have a certain amount of heat corresponding to the Joule heat of the supplied power. Fever.

前記第1,2の発熱抵抗体122,123の一端は接地されており、他端には温度測定手段である温度測定装置126,127が個々に接続されている。これらの温度測定装置126,127には、1個の温度計128も接続されており、前記発熱抵抗体122,123の発熱温度を各々測定する。   One ends of the first and second heating resistors 122 and 123 are grounded, and temperature measuring devices 126 and 127 as temperature measuring means are individually connected to the other ends. A single thermometer 128 is also connected to these temperature measuring devices 126 and 127 to measure the heat generation temperatures of the heat generating resistors 122 and 123, respectively.

つまり、これらの温度測定装置126,127は、電圧測定器129,130と温度算出器131,132とを各々有しており、前記電圧測定器129,130は、前記第1,2の発熱抵抗体122,123の端子電圧を各々測定する。前記温度計128は、流体の流路に配置され、流動に関係なく流体の温度を測定する。前記温度算出器131,132は、前記発熱抵抗体122,123の温度係数が予め設定されており、これらの発熱抵抗体122,123の発熱温度ΔTU ,ΔTL を端子電圧と流体温度とに基づいて各々算出する。   That is, these temperature measuring devices 126 and 127 have voltage measuring devices 129 and 130 and temperature calculators 131 and 132, respectively, and the voltage measuring devices 129 and 130 are the first and second heating resistors. The terminal voltages of the bodies 122 and 123 are measured respectively. The thermometer 128 is disposed in the fluid flow path and measures the temperature of the fluid regardless of flow. In the temperature calculators 131 and 132, the temperature coefficients of the heating resistors 122 and 123 are set in advance, and the heating temperatures ΔTU and ΔTL of the heating resistors 122 and 123 are determined based on the terminal voltage and the fluid temperature. Calculate each.

前記温度測定装置126,127には、除算処理手段として流量算出装置133が接続されている。この流量算出装置133は2つの発熱温度ΔTU ,ΔTL の差分“ΔTU −ΔTL ”を、ここでは上流側の第1の発熱抵抗体122の発熱温度ΔTU で除算する。この計算結果
f(u)=(ΔTU −ΔTL )/ΔTU
は、流体の流量の測定結果として出力端子134から信号出力される。
A flow rate calculation device 133 is connected to the temperature measuring devices 126 and 127 as division processing means. This flow rate calculation device 133 divides the difference “ΔTU−ΔTL” between the two heat generation temperatures ΔTU and ΔTL by the heat generation temperature ΔTU of the first heating resistor 122 on the upstream side. This calculation result f (u) = (ΔTU−ΔTL) / ΔTU
Is output from the output terminal 134 as a measurement result of the flow rate of the fluid.

このような構成において、本実施の形態の流量測定装置121により流体の流量を測定する場合は、その流体の流路に第1,2の発熱抵抗体122,123を流動方向に従って順番に配置するとともに、流路の内部で流動の影響を受けない位置に温度計128を配置する。   In such a configuration, when the flow rate of the fluid is measured by the flow rate measuring device 121 of the present embodiment, the first and second heating resistors 122 and 123 are sequentially arranged in the fluid flow path according to the flow direction. At the same time, the thermometer 128 is disposed at a position not affected by the flow inside the flow path.

そこで、前述のように流路に順番に配置した第1,2の発熱抵抗体122,123に定電流源124,125から定電流を通電すると、これらの発熱抵抗体122,123は、定電流に対応した一定熱量で発熱する。この発熱により第1,2の発熱抵抗体122,123の抵抗値は温度係数に対応して変化するが、この抵抗値に対応した端子電圧が電圧測定器129,130により各々測定される。この電圧値と温度計128により測定される流体の温度とに対応して、発熱抵抗体122,123の発熱温度ΔTU ,ΔTL が温度算出器131,132により各々算出される。   Therefore, when a constant current is supplied from the constant current sources 124 and 125 to the first and second heating resistors 122 and 123 arranged in order in the flow path as described above, the heating resistors 122 and 123 It generates heat with a certain amount of heat corresponding to. Due to this heat generation, the resistance values of the first and second heating resistors 122 and 123 change corresponding to the temperature coefficient, and the terminal voltages corresponding to the resistance values are measured by the voltage measuring devices 129 and 130, respectively. Corresponding to the voltage value and the temperature of the fluid measured by the thermometer 128, the heat generation temperatures ΔTU and ΔTL of the heat generating resistors 122 and 123 are calculated by the temperature calculators 131 and 132, respectively.

つまり、ここでは第1,2の発熱抵抗体122,123が定電流Iで駆動されるので、その端子電圧Vが測定されれば、抵抗値Rは“R=V/I”として算出される。そして、発熱抵抗体122,123の基準温度T0 での抵抗値をR0 、温度係数をαとすると、この発熱抵抗体122,123が基準温度T0 より発熱温度△Tだけ高温に発熱したときの抵抗値Rは“R=R0 (1+α△T)”となるので、発熱抵抗体122,123の基準時の抵抗値R0 と温度係数αとが設定されていれば、発熱時の抵抗値Rから発熱温度△Tが算出される。   That is, here, since the first and second heating resistors 122 and 123 are driven by the constant current I, if the terminal voltage V is measured, the resistance value R is calculated as “R = V / I”. . When the resistance value of the heating resistors 122 and 123 at the reference temperature T0 is R0 and the temperature coefficient is α, the resistance when the heating resistors 122 and 123 generate heat higher than the reference temperature T0 by the heating temperature ΔT. Since the value R is “R = R0 (1 + αΔT)”, if the reference resistance value R0 and the temperature coefficient α of the heating resistors 122 and 123 are set, the heating value is generated from the resistance value R during heating. A temperature ΔT is calculated.

発熱する第1,2の発熱抵抗体122,123は、流体の流量に対応して冷却されるが、流体の流動方向に対応して順番に配置されているので、上流側の第1の発熱抵抗体122からの熱量は流体により下流側の第2の発熱抵抗体123に伝達される。このため、図2に示すように、第1,2の発熱抵抗体122,123の発熱温度ΔTU ,ΔTL には、流体の流量に対応して温度差が発生する。   The first and second heat generating resistors 122 and 123 that generate heat are cooled corresponding to the flow rate of the fluid, but are arranged in order corresponding to the flow direction of the fluid, so the first heat generation on the upstream side. The amount of heat from the resistor 122 is transmitted to the second heat generating resistor 123 on the downstream side by the fluid. Therefore, as shown in FIG. 2, there is a temperature difference between the heat generation temperatures ΔTU and ΔTL of the first and second heat generating resistors 122 and 123 corresponding to the flow rate of the fluid.

このように上流側の第1の発熱抵抗体122から下流側の第2の発熱抵抗体123に伝達される熱量は、流体の流量とこれらの発熱抵抗体122,123の発熱温度ΔTU ,ΔTL とに対応している。そこで、流量算出装置133により、2つの発熱温度ΔTU ,ΔTL の差分“ΔTU −ΔTL ”を上流側の第1の発熱抵抗体122の発熱温度ΔTU で除算すれば、図3に示すように、この計算結果f(u)は流体の流量に正確に対応したものとなる。   Thus, the amount of heat transferred from the upstream first heating resistor 122 to the downstream second heating resistor 123 depends on the flow rate of the fluid and the heating temperatures ΔTU and ΔTL of these heating resistors 122 and 123. It corresponds to. Therefore, if the difference “ΔTU−ΔTL” between the two heat generation temperatures ΔTU and ΔTL is divided by the heat generation temperature ΔTU of the upstream first heat generation resistor 122 by the flow rate calculation device 133, as shown in FIG. The calculation result f (u) accurately corresponds to the fluid flow rate.

なお、流体の流動方向が反転した場合、前述のように測定する流量f(u)の正負も反転するので、本実施の形態の流量測定装置121は、流体の流量を測定するとともに流動方向も判定することができ、反転した流体の流量も正確に測定することができる。   When the flow direction of the fluid is reversed, the flow rate f (u) measured as described above is also reversed, so that the flow rate measuring device 121 of the present embodiment measures the flow rate of the fluid and also the flow direction. Can be determined, and the flow rate of the inverted fluid can also be accurately measured.

本実施の形態の流量測定装置121は、前述のように流体の流量を正確に測定することができ、この測定を流体の流動により伝達される熱量に基づいて算出しているので、発熱抵抗体122,123の抵抗値が経時変化したり、流体の温度が変化しても、流体の流量を正確に測定することができる。しかも、平衡ブリッジ回路を形成することなく発熱抵抗体122,123に電力を直接に供給しているので、消費電力が少なく電源を電池としても長期間の動作が可能である。さらに、発熱抵抗体122,123を所望の温度に発熱させることが容易なので、発熱抵抗体122,123の形成の自由度も良好である。   Since the flow rate measuring device 121 of the present embodiment can accurately measure the flow rate of the fluid as described above and calculates this measurement based on the amount of heat transmitted by the flow of the fluid, the heating resistor Even if the resistance values of 122 and 123 change with time or the temperature of the fluid changes, the flow rate of the fluid can be accurately measured. In addition, since the power is directly supplied to the heating resistors 122 and 123 without forming a balanced bridge circuit, the power consumption is low and long-term operation is possible even if the power source is a battery. Furthermore, since it is easy to heat the heating resistors 122 and 123 to a desired temperature, the degree of freedom in forming the heating resistors 122 and 123 is also good.

なお、本発明は本実施の形態に限定されるものではなく、各種の変形を許容する。例えば、本実施の形態では、温度測定装置126,127や流量算出装置133を専用のアナログ回路により形成することを想定したが、これをA/D変換器(Analog/Digital Convertor)を入力端子に備えたマイクロコンピュータにより形成することも可能である。また、本実施の形態では、発熱抵抗体122,123の発熱温度ΔTU ,ΔTL の差分を一方の発熱温度ΔTU で除算した計算結果f(u)を、実際に“(ΔTU −ΔTL )/ΔTU ”として算出することを例示したが、これを変形して“1−ΔTL /ΔTU ”として算出することも可能である。   The present invention is not limited to this embodiment, and various modifications are allowed. For example, in the present embodiment, it is assumed that the temperature measuring devices 126 and 127 and the flow rate calculating device 133 are formed by a dedicated analog circuit, but this is an A / D converter (Analog / Digital Converter) as an input terminal. It can also be formed by a microcomputer provided. In this embodiment, the calculation result f (u) obtained by dividing the difference between the heat generation temperatures ΔTU and ΔTL of the heat generating resistors 122 and 123 by one heat generation temperature ΔTU is actually “(ΔTU−ΔTL) / ΔTU”. However, it is also possible to modify this to calculate “1-ΔTL / ΔTU”.

さらに、図4に示すように、演算処理手段(除算処理手段)である流量算出装置142が、差分を算出する2つの発熱温度ΔTU ,ΔTL の少なくとも一方に定数Aを乗算することも可能である。このようにした流量測定装置141は、流体が停止した状態の第1,2の発熱抵抗体122,123の発熱温度が製造誤差等のために相違するような場合でも、これが定数Aの乗算により計算上は同一となるよう補正することができるので、流体の流量を正確に測定することができる。   Furthermore, as shown in FIG. 4, the flow rate calculation device 142, which is an arithmetic processing means (division processing means), can multiply a constant A by at least one of the two exothermic temperatures ΔTU and ΔTL for calculating the difference. . Even if the heat generation temperatures of the first and second heating resistors 122 and 123 in a state where the fluid is stopped are different due to a manufacturing error or the like, the flow rate measuring device 141 configured as described above is multiplied by a constant A. Since it can correct | amend so that it may become the same on calculation, the flow volume of a fluid can be measured correctly.

例えば、流量測定装置141がマイクロコンピュータの場合、定数Aはメモリにパラメータとして設定すればよく、発熱抵抗体122,123の微妙な製造誤差を容易に補正できることになる。この計算の数式“(ΔTU −A・ΔTL )/ΔTU ”も、当然ながら“1−A・ΔTL /ΔTU ”として算出することが可能である。   For example, when the flow rate measuring device 141 is a microcomputer, the constant A may be set as a parameter in the memory, and a delicate manufacturing error of the heating resistors 122 and 123 can be easily corrected. The mathematical expression “(ΔTU−A · ΔTL) / ΔTU” of this calculation can be naturally calculated as “1−A · ΔTL / ΔTU”.

つぎに、本発明の第二の実施の形態を図5に基づいて説明する。なお、本実施の形態の流量測定装置151に関し、前述した流量測定装置121と同一部分は同一符号を用いて示し、説明も省略する(以下の実施の形態でも、順次同様とする)。   Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, regarding the flow measurement device 151 of the present embodiment, the same parts as those of the flow measurement device 121 described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted (the same applies to the following embodiments in order).

まず、本実施の形態の流量測定装置151は、前述した流量測定装置121と同様に、第1,2の発熱抵抗体122,123を有しているが、これらの発熱抵抗体122,123が直列に接続されており、ここに給電手段である駆動電源として1個の定電流源152も直列に接続されている。このため、温度測定装置126は、第1の発熱抵抗体122の両端に接続されており、温度測定装置127は、第2の発熱抵抗体123の両端に接続されている。   First, the flow rate measuring device 151 of the present embodiment has the first and second heating resistors 122 and 123 as in the flow rate measuring device 121 described above. They are connected in series, and one constant current source 152 is also connected in series as a driving power source as a power supply means. For this reason, the temperature measuring device 126 is connected to both ends of the first heating resistor 122, and the temperature measuring device 127 is connected to both ends of the second heating resistor 123.

このような構成において、本実施の形態の流量測定装置151は、前述した流量測定装置121と同様に流体の流量を測定する。その場合、本実施の形態の流量測定装置151では、1個の定電流源152が第1,2の発熱抵抗体122,123の両方に定電流を供給するので、第1,2の発熱抵抗体122,123に正確に同一の電流を通電することができ、より正確に流体の流量を測定することができる。また、装置の構造が単純であり、省電力化、小型軽量化、生産性向上等を図ることができる。   In such a configuration, the flow measurement device 151 of the present embodiment measures the flow rate of the fluid in the same manner as the flow measurement device 121 described above. In that case, in the flow rate measuring device 151 of the present embodiment, since one constant current source 152 supplies a constant current to both the first and second heating resistors 122 and 123, the first and second heating resistors. The same current can be passed through the bodies 122 and 123, and the flow rate of the fluid can be measured more accurately. Further, the structure of the apparatus is simple, and power saving, size reduction and weight reduction, productivity improvement, and the like can be achieved.

さらに、本発明の第三の実施の形態を図6に基づいて説明する。本実施の形態の流量測定装置161は、第1,2の発熱抵抗体122,123と1個の定電流源152とが直列に接続されているが、この定電流源152と第1の発熱抵抗体122との中間に補助抵抗体162も直列に接続されている。この補助抵抗体162の両端には電流検出手段である電流測定装置163も接続されており、この電流測定装置163は、温度測定手段である第1,2の温度測定装置164,165の温度算出器166,167に接続されている。   Furthermore, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the flow measuring device 161 of the present embodiment, the first and second heating resistors 122 and 123 and one constant current source 152 are connected in series. An auxiliary resistor 162 is also connected in series with the resistor 122. Both ends of the auxiliary resistor 162 are also connected to a current measuring device 163 that is a current detecting means. The current measuring device 163 calculates the temperature of the first and second temperature measuring devices 164 and 165 that are temperature measuring means. Connected to the devices 166 and 167.

前記補助抵抗体162は、第1,2の発熱抵抗体122,123とは相違して極端に温度係数が低く、定電流源152から供給される電力により発熱しない。前記電流測定装置163は、前記補助抵抗体162の両端の電圧を測定し、この電圧と前記補助抵抗体162の抵抗値から電流量を算出する。前記温度測定装置164,165の温度算出器166,167は、前記補助抵抗体162の電流量の測定結果と第1,2の発熱抵抗体122,123の各々の端子電圧から第1,2の発熱抵抗体122,123の各々の抵抗値を算出し、これらの抵抗値に基づいて発熱抵抗体122,123の発熱温度を各々算出する。   Unlike the first and second heating resistors 122 and 123, the auxiliary resistor 162 has an extremely low temperature coefficient and does not generate heat due to the power supplied from the constant current source 152. The current measuring device 163 measures the voltage across the auxiliary resistor 162 and calculates the amount of current from this voltage and the resistance value of the auxiliary resistor 162. The temperature calculators 166 and 167 of the temperature measuring devices 164 and 165 calculate the first and second current values based on the measurement result of the current amount of the auxiliary resistor 162 and the terminal voltages of the first and second heating resistors 122 and 123, respectively. The resistance values of the heating resistors 122 and 123 are calculated, and the heating temperatures of the heating resistors 122 and 123 are calculated based on these resistance values.

このような構成において、本実施の形態の流量測定装置161により流体の流量を測定する場合、流路に順番に配置された第1,2の発熱抵抗体122,123に定電流源152から定電流を通電されるが、この定電流は補助抵抗体162にも同様に通電されるので、この電流量が電流測定装置163により測定されて温度測定装置164,165の温度算出器166,167に出力される。これらの温度算出器166,167は、入力された補助抵抗体162の電流量と第1,2の発熱抵抗体122,123の各々の端子電圧から、これらの発熱抵抗体122,123の抵抗値を算出し、これらの抵抗値と発熱抵抗体122,123の温度係数と温度計128により測定される流体温度とから、発熱抵抗体122,123の発熱温度ΔTU ,ΔTL を各々算出する。流量算出装置142は、2つの発熱温度ΔTU ,ΔTL の差分“ΔTU −A・ΔTL ”を上流側の第1の発熱抵抗体122の発熱温度ΔTU により除算し、この計算結果f(u)を流体の流量に正確に対応した信号として出力する。   In such a configuration, when the flow rate of the fluid is measured by the flow rate measuring device 161 of the present embodiment, the first and second heating resistors 122 and 123 arranged in order in the flow path are fixed from the constant current source 152. Although the current is supplied, the constant current is also supplied to the auxiliary resistor 162 in the same manner. Therefore, the amount of current is measured by the current measuring device 163 and is supplied to the temperature calculators 166 and 167 of the temperature measuring devices 164 and 165. Is output. The temperature calculators 166 and 167 calculate the resistance values of the heating resistors 122 and 123 from the input current amount of the auxiliary resistor 162 and the terminal voltages of the first and second heating resistors 122 and 123, respectively. And the heating temperatures ΔTU and ΔTL of the heating resistors 122 and 123 are calculated from the resistance value, the temperature coefficient of the heating resistors 122 and 123, and the fluid temperature measured by the thermometer 128, respectively. The flow rate calculation device 142 divides the difference “ΔTU−A · ΔTL” between the two heat generation temperatures ΔTU and ΔTL by the heat generation temperature ΔTU of the first heating resistor 122 on the upstream side, and calculates the calculation result f (u). Is output as a signal that accurately corresponds to the flow rate of.

本実施の形態の流量測定装置161は、前述のように第1,2の発熱抵抗体122,123の抵抗値を、これに直列に接続された補助抵抗体162の電流量に基づいて算出するので、より正確に流体の流量を測定することができる。このように第1,2の発熱抵抗体122,123の電流量を実測するので、駆動電源は定電流源152である必要がなく電圧源でもよい。   As described above, the flow measuring device 161 of the present embodiment calculates the resistance values of the first and second heating resistors 122 and 123 based on the current amount of the auxiliary resistor 162 connected in series thereto. Therefore, the fluid flow rate can be measured more accurately. Since the current amounts of the first and second heating resistors 122 and 123 are actually measured in this way, the driving power source does not have to be the constant current source 152 and may be a voltage source.

本発明の第四の実施形態を図7に基づいて説明する。本実施の形態の流量測定装置171では、第1,2の発熱抵抗体122,123や補助抵抗体162とは別個に第3の抵抗体172が設けられており、この第3の抵抗体172には第3の給電手段として専用の定電流源173が接続されている。前記第3の抵抗体172には、第3の測定手段として専用の温度測定装置174の電圧測定器175が接続されており、この温度測定装置174の温度算出器176が、発熱抵抗体122,123の温度測定装置164,165の温度算出器166,167に接続されているので、これらの温度算出器166,167に温度計128は接続されていない。   A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the flow measurement device 171 of the present embodiment, a third resistor 172 is provided separately from the first and second heating resistors 122 and 123 and the auxiliary resistor 162, and the third resistor 172. Is connected with a dedicated constant current source 173 as a third power supply means. A voltage measuring device 175 of a dedicated temperature measuring device 174 is connected to the third resistor 172 as a third measuring means, and the temperature calculator 176 of the temperature measuring device 174 is connected to the heating resistor 122, Since the temperature calculators 166 and 167 of the 123 temperature measuring devices 164 and 165 are connected, the thermometer 128 is not connected to these temperature calculators 166 and 167.

前記第3の抵抗体172は、発熱抵抗体122,123と同一の構造に形成されているが、前記定電流源173は、前記第3の抵抗体172を発熱させない出力で定電流を供給する。前記第3の抵抗体172は、例えば、流体の流動方向において発熱抵抗体122,123より上流に配置されることにより、これらの発熱抵抗体122,123に対して熱的に絶縁された位置に配置される。   The third resistor 172 is formed in the same structure as the heat generating resistors 122 and 123, but the constant current source 173 supplies a constant current with an output that does not cause the third resistor 172 to generate heat. . For example, the third resistor 172 is disposed upstream of the heating resistors 122 and 123 in the fluid flow direction, so that the third resistor 172 is thermally insulated from the heating resistors 122 and 123. Be placed.

前記温度測定装置174は、前記第3の抵抗体172の発熱温度を測定し、温度測定装置164,165の温度算出器166,167は、前記第3の抵抗体172の発熱温度に基づいて発熱抵抗体122,123の発熱温度を算出する。つまり、前記第3の抵抗体172は電力の供給により発熱しないので、その温度は流体の温度と同一であり、これに基づいて発熱抵抗体122,123の発熱温度が算出される。   The temperature measuring device 174 measures the heat generation temperature of the third resistor 172, and the temperature calculators 166 and 167 of the temperature measuring devices 164 and 165 generate heat based on the heat generation temperature of the third resistor 172. The heat generation temperature of the resistors 122 and 123 is calculated. That is, since the third resistor 172 does not generate heat due to the supply of electric power, its temperature is the same as the temperature of the fluid, and based on this, the heat generation temperature of the heating resistors 122 and 123 is calculated.

このような構成において、本実施の形態の流量測定装置171により流体の流量を測定する場合、第1,2の発熱抵抗体122,123とともに第3の抵抗体172も流体の流路に配置するが、この第3の抵抗体172は発熱抵抗体122,123に対して熱的に絶縁された位置に配置する。このような状態で、発熱抵抗体122,123は定電流源152から供給される定電流により発熱するが、第3の抵抗体172は定電流源173から供給される定電流により発熱することはない。   In such a configuration, when the flow rate of the fluid is measured by the flow rate measuring device 171 of the present embodiment, the third resistor 172 is also arranged in the fluid flow path together with the first and second heating resistors 122 and 123. However, the third resistor 172 is disposed at a position that is thermally insulated from the heating resistors 122 and 123. In such a state, the heating resistors 122 and 123 generate heat due to the constant current supplied from the constant current source 152, but the third resistor 172 generates heat due to the constant current supplied from the constant current source 173. Absent.

このような第3の抵抗体172の温度を、温度測定装置174が第3の抵抗体172の端子電圧と温度係数と定電流源173の電流量から算出するので、この温度に基づいて温度測定装置164,165が発熱抵抗体122,123の発熱温度ΔTU ,ΔTL を各々算出する。前述のように発熱しない第3の抵抗体172の温度は流体の温度と同一なので、これに基づいて発熱抵抗体122,123の発熱温度ΔTU ,ΔTL は正確に算出され、これらの発熱温度から流量算出装置142により流体の流量が正確に算出される。   Since the temperature measuring device 174 calculates the temperature of the third resistor 172 from the terminal voltage and temperature coefficient of the third resistor 172 and the current amount of the constant current source 173, the temperature measurement is performed based on this temperature. The devices 164 and 165 calculate the heating temperatures ΔTU and ΔTL of the heating resistors 122 and 123, respectively. Since the temperature of the third resistor 172 that does not generate heat is the same as the temperature of the fluid as described above, the heat generation temperatures ΔTU and ΔTL of the heat generation resistors 122 and 123 are accurately calculated based on this, and the flow rate is determined from these heat generation temperatures. The fluid flow rate is accurately calculated by the calculation device 142.

本実施の形態の流量測定装置171は、前述のように第3の抵抗体172により流体の温度を実測するので、これに基づいて流体の流量を正確に測定することができ、専用の温度計128を設ける必要がない。   Since the flow rate measuring device 171 of the present embodiment measures the temperature of the fluid by the third resistor 172 as described above, the flow rate of the fluid can be accurately measured based on this, and a dedicated thermometer 128 need not be provided.

つぎに、本発明の第五の実施の形態を図8に基づいて説明する。本実施の形態の流量測定装置181では、第1,2の発熱抵抗体122,123に給電手段である駆動電源として接続された定電流源182は、第1,2の発熱抵抗体122,123を発熱させる大電流と発熱させない小電流とを切換自在に出力する。ここでは温度測定装置164,165が、第1,2の発熱抵抗体122,123の抵抗値を測定する抵抗測定手段として機能し、ここに抵抗記憶手段である記憶装置183が接続されている。この記憶装置183には前記定電流源182が接続されており、この定電流源182が小電流を出力するタイミングで前記記憶装置183は温度算出器176の温度出力に基づき基準状態の抵抗値に換算した第1,2の発熱抵抗体122,123の抵抗値R0 を記憶する。このように記憶された抵抗値R0 は、前記定電流源182が大電流を出力するタイミングで前記記憶装置183から温度測定装置164,165に出力されるので、これらの温度測定装置164,165は、入力される基準状態の抵抗値R0 に基づいて第1,2の発熱抵抗体122,123の発熱温度ΔTU ,ΔTL を算出する。   Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the flow measuring device 181 of the present embodiment, the constant current source 182 connected to the first and second heating resistors 122 and 123 as a driving power source as a power feeding means is the first and second heating resistors 122 and 123. A large current that generates heat and a small current that does not generate heat can be switched. Here, the temperature measuring devices 164 and 165 function as resistance measuring means for measuring the resistance values of the first and second heating resistors 122 and 123, and a storage device 183 as resistance storage means is connected thereto. The storage device 183 is connected to the constant current source 182, and at the timing when the constant current source 182 outputs a small current, the storage device 183 sets the resistance value in the reference state based on the temperature output of the temperature calculator 176. The converted resistance values R0 of the first and second heating resistors 122 and 123 are stored. The resistance value R0 stored in this way is output from the storage device 183 to the temperature measuring devices 164 and 165 at the timing when the constant current source 182 outputs a large current, so that these temperature measuring devices 164 and 165 The heat generation temperatures ΔTU and ΔTL of the first and second heat generating resistors 122 and 123 are calculated on the basis of the input reference state resistance value R0.

このような構成において、本実施の形態の流量測定装置181では、例えば、流量測定の開始以前の初期設定の時点で、定電流源182が第1,2の発熱抵抗体122,123に小電流を出力し、これらの第1,2の発熱抵抗体122,123が発熱しない基準状態の抵抗値R0 が記憶装置183に各々記憶される。   In such a configuration, in the flow measurement device 181 of the present embodiment, for example, the constant current source 182 supplies a small current to the first and second heating resistors 122 and 123 at the time of initial setting before the start of the flow measurement. , And the resistance value R0 in the reference state in which the first and second heating resistors 122 and 123 do not generate heat is stored in the storage device 183, respectively.

このような初期設定を完了して流量測定を開始する時点では、定電流源182が第1,2の発熱抵抗体122,123に大電流を出力するので、これらの第1,2の発熱抵抗体122,123の発熱温度ΔTU ,ΔTL が温度測定装置164,165により測定される。この時、記憶装置183から温度測定装置164,165に、第1,2の発熱抵抗体122,123の発熱しない基準状態の抵抗値R0 が出力されるので、これに基づいて第1,2の発熱抵抗体122,123の発熱温度ΔTU ,ΔTL が正確に算出され、これらの発熱温度から流量算出装置142により流体の流量が正確に算出される。   Since the constant current source 182 outputs a large current to the first and second heating resistors 122 and 123 when the initial setting is completed and the flow rate measurement is started, the first and second heating resistors are provided. The heat generation temperatures ΔTU and ΔTL of the bodies 122 and 123 are measured by the temperature measuring devices 164 and 165. At this time, the resistance value R0 of the reference state in which the first and second heating resistors 122 and 123 do not generate heat is output from the storage device 183 to the temperature measuring devices 164 and 165. The heat generation temperatures ΔTU and ΔTL of the heat generation resistors 122 and 123 are accurately calculated, and the flow rate of the fluid is accurately calculated by the flow rate calculation device 142 from these heat generation temperatures.

本実施の形態の流量測定装置181は、前述のように第1,2の発熱抵抗体122,123の基準状態の抵抗値R0 を実測するので、これに基づいて流体の流量を正確に測定することができ、例えば、第1,2の発熱抵抗体122,123に経時劣化が発生しても流量の測定精度が低下しない。   Since the flow rate measuring device 181 of the present embodiment actually measures the resistance value R0 in the reference state of the first and second heating resistors 122 and 123 as described above, the flow rate of the fluid is accurately measured based on this. For example, even if the first and second heating resistors 122 and 123 deteriorate with time, the flow rate measurement accuracy does not decrease.

なお、ここでは第1,2の発熱抵抗体122,123の基準状態の抵抗値R0 に基づいて発熱温度ΔTU ,ΔTL を算出することを例示したが、第1,2の発熱抵抗体122,123の基準状態の抵抗値に基づいて流量算出の数式を補正することも可能である。例えば、抵抗値R0 の経時変化の度合が第1,2の発熱抵抗体122,123で相違する場合には、これが計算上で同一となるよう流量算出の数式の定数Aを設定することが好ましい。   Here, the calculation of the heat generation temperatures ΔTU and ΔTL based on the resistance value R0 of the reference state of the first and second heat generating resistors 122 and 123 is exemplified, but the first and second heat generating resistors 122 and 123 are illustrated. It is also possible to correct the flow rate calculation formula based on the resistance value in the reference state. For example, when the degree of change with time of the resistance value R0 is different between the first and second heating resistors 122 and 123, it is preferable to set the constant A in the flow rate calculation formula so that this is the same in the calculation. .

また、前述した流量測定装置181では、第1,2の発熱抵抗体122,123に1個の定電流源182から同一の電力を供給することを想定したが、図9に例示する流量測定装置191のように、第1,2の発熱抵抗体122,123に給電手段である第1,2の定電流源192,193を個々に接続し、第2の発熱抵抗体123に供給する電力を第1の発熱抵抗体122より低く設定することも可能である。このような構造の流量測定装置191では、定電流源192,193と第1,2の発熱抵抗体122,123との中間に一対の補助抵抗194,195を個々に設け、これらの補助抵抗194,195に第1,2の電流測定装置196,197を個々に接続する。   Further, in the flow rate measuring device 181 described above, it is assumed that the same power is supplied from one constant current source 182 to the first and second heating resistors 122 and 123. However, the flow rate measuring device illustrated in FIG. Like 191, the first and second constant current sources 192 and 193, which are power supply means, are individually connected to the first and second heating resistors 122 and 123, and the power supplied to the second heating resistor 123 is supplied. It is also possible to set it lower than the first heating resistor 122. In the flow measuring device 191 having such a structure, a pair of auxiliary resistors 194 and 195 are individually provided between the constant current sources 192 and 193 and the first and second heating resistors 122 and 123, and these auxiliary resistors 194 are provided. , 195 are connected to first and second current measuring devices 196, 197, respectively.

つまり、下流側の第2の発熱抵抗体123は、上流側の第1の発熱抵抗体122から熱量が伝達されるので、その発熱温度を低下させても流量の測定精度が阻害されない。このため、前述した流量測定装置191では、第2の発熱抵抗体123に供給する電力を低減することにより、全体の消費電力を低減し、発熱抵抗体123の経時劣化も軽減している。   That is, since the amount of heat is transmitted from the upstream side first heating resistor 123 to the downstream side second heating resistor 123, the flow rate measurement accuracy is not hindered even if the heating temperature is lowered. For this reason, in the flow measuring device 191 described above, by reducing the power supplied to the second heating resistor 123, the overall power consumption is reduced and the deterioration of the heating resistor 123 with time is also reduced.

さらに、前述した流量測定装置191では、5個の抵抗体122,123,172,194,195に5個の測定装置164,165,174,196,197を個々に接続することを例示したが、図10に例示する流量測定装置201のように、抵抗体122,123,172,194,195に入力切り替え装置202を介して1個の電圧測定装置203を接続し、この電圧測定装置203に出力切り替え装置204を介して温度測定装置205〜207や電流測定装置208,209を接続することも可能である。   Further, in the flow rate measuring device 191 described above, the five measuring devices 164, 165, 174, 196, and 197 are individually connected to the five resistors 122, 123, 172, 194, and 195. Like the flow measuring device 201 illustrated in FIG. 10, one voltage measuring device 203 is connected to the resistors 122, 123, 172, 194, 195 via the input switching device 202, and output to this voltage measuring device 203. It is also possible to connect the temperature measuring devices 205 to 207 and the current measuring devices 208 and 209 via the switching device 204.

この場合、切り替え装置202,204により各部を時分割に機能させる必要はあるが、電圧測定装置203が1個なので5個の抵抗体122,…の端子電圧を同一の特性で測定することができ、より正確に流体の流量を測定することができる。   In this case, although it is necessary to make each part function in a time-sharing manner by the switching devices 202 and 204, since the voltage measuring device 203 is one, the terminal voltages of the five resistors 122,... Can be measured with the same characteristics. Therefore, the flow rate of the fluid can be measured more accurately.

本発明の第六の実施の形態を図11ないし図13に基づいて説明する。本実施の形態の流量測定装置221では、第1の発熱抵抗体22と第2の発熱抵抗体23との抵抗温度係数及び基準状態での抵抗値が同一であり、第1,2の測定手段となる第1,2の演算増幅器24,25が個々に接続されてフィードバックループ26,27が形成されている。これらのフィードバックループ26,27の入力端子でもある第1,2の演算増幅器24,25の負側の入力端子には、抵抗体222,223を個々に介して基準電圧“Vref ”の入力端子224が接続されており、第1,2の演算増幅器24,25の正側の入力端子には、抵抗体225,226を介してアース端子227に接続されているので、これらの部分が第1,2の給電手段として機能する。   A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the flow rate measuring device 221 of the present embodiment, the first heat generating resistor 22 and the second heat generating resistor 23 have the same resistance temperature coefficient and resistance value in the reference state, and the first and second measuring means. The first and second operational amplifiers 24, 25 are individually connected to form feedback loops 26, 27. The negative input terminals of the first and second operational amplifiers 24 and 25 which are also the input terminals of the feedback loops 26 and 27 are connected to the input terminal 224 of the reference voltage “Vref” via the resistors 222 and 223, respectively. Are connected to the ground terminal 227 via the resistors 225 and 226 to the positive input terminals of the first and second operational amplifiers 24 and 25. 2 functions as a power supply means.

そして、本実施の形態の流量測定装置221では、フィードバックループ26,27の出力端子にA/D変換器228が接続されており、このA/D変換器228にマイクロプロセッサ229の通信I/F(Interface…図示せず)が接続されている。このマイクロプロセッサ229は、その主体としてハードウェアであるCPU(Central Processing Unit…図示せず) を有しており、このC
PUには、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、前記通信I/F等のハードウェア(何れも図示せず)が接続されている。
In the flow rate measuring device 221 of this embodiment, the A / D converter 228 is connected to the output terminals of the feedback loops 26 and 27, and the communication I / F of the microprocessor 229 is connected to the A / D converter 228. (Interface: not shown) is connected. The microprocessor 229 has a CPU (Central Processing Unit) (not shown) as its main body.
The PU is connected to hardware (none of which is shown) such as a ROM (Lead Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the communication I / F.

前記CPUは、例えば、前記通信I/Fに各種データが入力されると、これを利用した各種のデータ処理を各種プログラムに対応して実行し、この処理結果を前記通信I/Fからデータ出力する。前記ROMには、このようなデータ処理を前記CPUに実行させるためのプログラムが記録されており、前記RAMには、前記CPUがデータ処理に利用する各種のワークエリアが確保されている。   For example, when various data is input to the communication I / F, the CPU executes various data processing using the data corresponding to various programs, and outputs the processing result from the communication I / F. To do. A program for causing the CPU to execute such data processing is recorded in the ROM, and various work areas used by the CPU for data processing are secured in the RAM.

このように前記CPUがプログラムを読み取って各種の処理動作を実行することにより、各種機能が各種手段として実現されている。このような各種手段として、本実施の形態の流量測定装置221は、係数乗算手段230、減算処理手段231、除算処理手段232、結果出力手段233等を有している。つまり、これらの手段230〜233として前記CPUを機能させるためのプログラムが、前記ROMにソフトウェアとして記録されている。   As described above, the CPU reads the program and executes various processing operations, thereby realizing various functions as various means. As such various means, the flow rate measuring device 221 according to the present embodiment includes a coefficient multiplication unit 230, a subtraction processing unit 231, a division processing unit 232, a result output unit 233, and the like. That is, a program for causing the CPU to function as these means 230 to 233 is recorded as software in the ROM.

前記A/D変換器228は、前記第1,2の演算増幅器24,25の測定電圧“Vu ,Vd ”をアナログ値からデジタル値に各々変換し、前記係数乗算手段230は、デジタル化された前記第1の演算増幅器24の測定電圧“Vu ”に所定の補正係数を乗算する。この補正係数は、ここでは所定温度で流量“0”の基準状態での前記第2の発熱抵抗体23の抵抗値“Rd ”を前記第1の発熱抵抗体22の抵抗値“Ru ”で除算した結果の数値として設定されており、例えば、前記CPUが読取自在なパラメータとして前記ROMに記録されている。ただし、ここでは前記第1,2の発熱抵抗体22,23の抵抗温度係数及び基準状態での抵抗値が同一であり、これら第1,2の発熱抵抗体22,23に通電される電流量も同一なので、補正係数は“1”として設定されている。   The A / D converter 228 converts the measured voltages “Vu, Vd” of the first and second operational amplifiers 24, 25 from analog values to digital values, respectively, and the coefficient multiplier 230 is digitized. The measured voltage “Vu” of the first operational amplifier 24 is multiplied by a predetermined correction coefficient. Here, the correction coefficient is obtained by dividing the resistance value “Rd” of the second heating resistor 23 in the reference state of the flow rate “0” at a predetermined temperature by the resistance value “Ru” of the first heating resistor 22. For example, it is recorded in the ROM as a parameter that can be read by the CPU. However, here, the temperature coefficient of resistance of the first and second heating resistors 22 and 23 and the resistance value in the reference state are the same, and the amount of current supplied to the first and second heating resistors 22 and 23 is the same. Are the same, the correction coefficient is set to “1”.

前記減算処理手段231は、前記係数乗算手段230の乗算結果を第2の演算増幅器25の測定電圧“Vd ”から減算し、前記除算処理手段232は、前記減算処理手段231の減算結果を第1の演算増幅器24の測定電圧“Vu ”で除算し、前記結果出力手段233は、前記除算処理手段232の除算結果を、流体の流量に対応したデジタルデータとして前記通信I/Fにより外部出力する。つまり、前記マイクロプロセッサ229の前記ROMには、前記CPUを前記手段230〜33として機能させるためのプログラムが記録されている。   The subtraction processing unit 231 subtracts the multiplication result of the coefficient multiplication unit 230 from the measured voltage “Vd” of the second operational amplifier 25, and the division processing unit 232 uses the subtraction result of the subtraction processing unit 231 as a first result. The result output unit 233 outputs the division result of the division processing unit 232 to the outside as digital data corresponding to the flow rate of the fluid through the communication I / F. That is, a program for causing the CPU to function as the means 230 to 33 is recorded in the ROM of the microprocessor 229.

このような構成において、本実施の形態の流量測定装置221も、ガス等の流体の流量を測定し、この測定結果をデジタルデータとして外部出力する。その場合、やはり配線基板の配置により第1,2の発熱抵抗体22,23を流体の流動方向に従って順番に位置させ、この状態で第1の発熱抵抗体22と第2の発熱抵抗体23とを電圧可変で電流一定の電力の供給により発熱させる。この状態で流体が流動すると、上流側の第1の発熱抵抗体22から下流側の第2の発熱抵抗体23に熱量が移動するので各々の抵抗値が変化するが、フィードバックループ26,27の電流量は一定に維持されて出力電圧が各々変化する。   In such a configuration, the flow rate measuring device 221 of the present embodiment also measures the flow rate of a fluid such as gas and outputs the measurement result as digital data to the outside. In that case, the first and second heating resistors 22 and 23 are sequentially positioned according to the fluid flow direction by the arrangement of the wiring board, and in this state, the first heating resistor 22 and the second heating resistor 23 Is heated by supplying electric power with variable voltage and constant current. When the fluid flows in this state, the amount of heat moves from the first heating resistor 22 on the upstream side to the second heating resistor 23 on the downstream side, so that the respective resistance values change. The amount of current is kept constant, and the output voltage changes.

例えば、フィードバックループ26の場合、第1の演算増幅器24の出力端子が負側の入力端子に第1の発熱抵抗体22を介してフィードバック接続されているので、第1の演算増幅器24の正負の入力端子の電圧は同一となる。ここで第1の演算増幅器24の正側の入力端子は抵抗体225を介してアース端子227,に接続されているので、その正負の入力端子の電圧は“0”である。   For example, in the case of the feedback loop 26, the output terminal of the first operational amplifier 24 is feedback-connected to the negative input terminal via the first heating resistor 22. The voltage at the input terminal is the same. Here, since the positive input terminal of the first operational amplifier 24 is connected to the ground terminal 227 via the resistor 225, the voltage at the positive and negative input terminals is “0”.

この第1の演算増幅器24の電圧“0”の入力端子と基準電圧“Vref ”の入力端子224との間には、抵抗値“R1”の抵抗体222が介在しているので、この抵抗体222には“I1=Vref/R1 ”の定電流が通電され、この定電流が第1の発熱抵抗体22にも通電される。同様に、抵抗体223にも“I2=Vref/R2 ”の定電流が通電され、この定電流が第2の発熱抵抗体23にも通電される。   Since the resistor 222 having the resistance value “R1” is interposed between the input terminal 224 of the voltage “0” and the input terminal 224 of the reference voltage “Vref” of the first operational amplifier 24, this resistor A constant current of “I1 = Vref / R1” is supplied to 222, and this constant current is also supplied to the first heating resistor 22. Similarly, a constant current of “I2 = Vref / R2” is supplied to the resistor 223, and this constant current is also supplied to the second heating resistor 23.

つまり、第1,2の発熱抵抗体22,23は抵抗値“Ru ,Rd ”が変化しても一定の電流“I1,I2”が通電されるので、流体の流量が変化して第1,2の発熱抵抗体22,23の抵抗値“Ru ,Rd ”が変化すると、その両端電圧である第1,2の演算増幅器24,25の測定電圧“Vu =I1・Ru ,Vd =I2・Rd ”が変化する。これらの測定電圧“Vu ,Vd ”は、A/D変換器228によりA/D変換されてからマイクロプロセッサ229に入力されるので、このマイクロプロセッサ229では、入力データに対して所定のデータ処理を実行する。   In other words, the first and second heating resistors 22 and 23 are energized with a constant current “I1, I2” even if the resistance values “Ru, Rd” change. When the resistance values “Ru, Rd” of the second heating resistors 22, 23 change, the measured voltages “Vu = I1 · Ru, Vd = I2 · Rd” of the first and second operational amplifiers 24, 25, which are the voltages at both ends thereof. "Changes. Since these measured voltages “Vu, Vd” are A / D converted by the A / D converter 228 and then input to the microprocessor 229, the microprocessor 229 performs predetermined data processing on the input data. Execute.

つまり、第1の演算増幅器24の測定電圧“Vu ”に補正係数“A”が乗算され、この乗算結果“A・Vu ”が第2の演算増幅器25の測定電圧“Vd ”から減算される。この減算結果“Vd −A・Vu ”が第1の演算増幅器24の測定電圧“Vu ”で除算され、この除算結果“(Vd −A・Vu )/Vu ”が流体の流量に対応したデジタルデータとして外部出力される。   That is, the measurement voltage “Vu” of the first operational amplifier 24 is multiplied by the correction coefficient “A”, and the multiplication result “A · Vu” is subtracted from the measurement voltage “Vd” of the second operational amplifier 25. This subtraction result “Vd−A · Vu” is divided by the measurement voltage “Vu” of the first operational amplifier 24, and this division result “(Vd−A · Vu) / Vu” is digital data corresponding to the flow rate of the fluid. As external output.

例えば、このデジタルデータを実際の流量に換算してディスプレイ(図示せず)に表示出力すれば、流体の流量をユーザに報知するようなことができ、デジタルデータに基づいて流量の調整弁(図示せず)をフィードバック制御すれば、流体の流量を一定に維持するようなことができる。   For example, if this digital data is converted into an actual flow rate and displayed on a display (not shown), the flow rate of the fluid can be notified to the user, and a flow rate adjusting valve (see FIG. If the feedback control is performed, the fluid flow rate can be maintained constant.

本実施の形態の流量測定装置221は、第1,2の演算増幅器24,25の測定電圧“Vu ,Vd ”の差分を流量の測定結果とせず、これらの測定電圧“Vu ,Vd ”に基づいて所定の演算処理を実行することにより、流体の流量を良好に測定することができ、流動の有無を正確に判定することもできる。このことを以下に順次詳述する。   The flow rate measuring device 221 of the present embodiment does not use the difference between the measured voltages “Vu, Vd” of the first and second operational amplifiers 24, 25 as the flow rate measurement result, but based on these measured voltages “Vu, Vd”. By executing the predetermined arithmetic processing, the flow rate of the fluid can be measured satisfactorily, and the presence or absence of the flow can be accurately determined. This will be described in detail below.

まず、前述のように発熱する第1,2の発熱抵抗体22,23が流体の流動方向に従って順番に配置されているので、第1の発熱抵抗体22から熱量が移動した流体が第2の発熱抵抗体23の表面を流動することになり、第1の発熱抵抗体22は流体の流動により第2の発熱抵抗体23よりも良好に冷却される。従って、これらの第1,2の発熱抵抗体22,23の両端電圧“Vu ,Vd ”には、
Vd =A・Vu +f(u)・Vu
なる関係が成立する。この場合、“f(u)”は流体の流量“u”により変化する関数であり、“A”は所定の係数である。なお、この係数“A”は、第1,2の発熱抵抗体22,23の条件の相違を補正するものなので、第1,2の発熱抵抗体22,23の抵抗値“Ru ,Rd ”が同一で、通電される電流量“I1,I2”も同一の場合には“1”である。
First, since the first and second heat generating resistors 22 and 23 that generate heat as described above are arranged in order according to the flow direction of the fluid, the fluid whose calorific value has moved from the first heat generating resistor 22 is the second. The surface of the heat generating resistor 23 flows, and the first heat generating resistor 22 is cooled better than the second heat generating resistor 23 by the fluid flow. Therefore, the voltage “Vu, Vd” across the first and second heating resistors 22, 23 is
Vd = A.Vu + f (u) .Vu
This relationship is established. In this case, “f (u)” is a function that varies depending on the flow rate “u” of the fluid, and “A” is a predetermined coefficient. Since the coefficient “A” is used to correct a difference in the conditions of the first and second heating resistors 22 and 23, the resistance values “Ru and Rd” of the first and second heating resistors 22 and 23 are If the same amount of current “I1, I2” is the same, it is “1”.

そして、流体の流量が“0”の場合、第1,2の発熱抵抗体22,23の両端電圧“Vu ,Vd ”には“Vd =A・Vu ”の関係が成立し、この関係は流体の流量に対応して変化する。この流量による変化は、上流側の第1の発熱抵抗体22の熱量を下流側の第2の発熱抵抗体23に流体が移動させることに起因すると想定され、これは“f(u)・Vu ”と表現される。   When the flow rate of the fluid is “0”, the relationship “Vd = A · Vu” is established between the voltages “Vu, Vd” across the first and second heating resistors 22, 23. It changes corresponding to the flow rate of. The change due to the flow rate is assumed to be caused by the fluid moving the amount of heat of the first heating resistor 22 on the upstream side to the second heating resistor 23 on the downstream side, which is “f (u) · Vu”. ".

換言すると、この関数“f(u)”は流体の流量を示す信号となり、これは上記数式から
f(u)=(Vd −A・Vu )/Vu
となる。つまり、本実施の形態の流量測定装置221のように、第1の発熱抵抗体22の両端電圧“Vu ”に補正係数“A”を乗算し、この乗算結果を第2の発熱抵抗体23の両端電圧“Vd ”から減算し、この減算結果を第1の発熱抵抗体22の両端電圧“Vu ”で除算すれば、この除算結果“f(u)”が流体の流量に対応したデジタルデータとなる。
In other words, the function “f (u)” becomes a signal indicating the flow rate of the fluid, and this is obtained from the above formula. F (u) = (Vd−A · Vu) / Vu
It becomes. That is, like the flow rate measuring device 221 of the present embodiment, the voltage “Vu” across the first heating resistor 22 is multiplied by the correction coefficient “A”, and this multiplication result is multiplied by the second heating resistor 23. By subtracting the voltage across both ends “Vd” and dividing the subtraction result by the voltage across both ends “Vu” of the first heating resistor 22, the division result “f (u)” becomes digital data corresponding to the fluid flow rate. Become.

つまり、図12に示すように、流体の流量が変化すると、第1,2の発熱抵抗体22,23の両端電圧“Vu ,Vd ”は非線形に変化するが、図13に示すように、計算結果“f(u)”は線形に略変化するので、このデジタルデータから流体の流量を測定することができる。このように流体の流量を測定すれば、流量が“0”の場合には測定結果も“0”となるので、流体の流動の有無を正確に判定することもできる。   That is, as shown in FIG. 12, when the flow rate of the fluid changes, the voltages “Vu, Vd” across the first and second heating resistors 22 and 23 change nonlinearly, but as shown in FIG. Since the result “f (u)” changes substantially linearly, the flow rate of the fluid can be measured from this digital data. If the flow rate of the fluid is measured in this way, when the flow rate is “0”, the measurement result is also “0”, so it is possible to accurately determine whether the fluid is flowing.

特に、本実施の形態の流量測定装置221では、第1の発熱抵抗体22の両端電圧“Vu ”に補正係数“A”を乗算しているので、第1,2の発熱抵抗体22,23の抵抗値や通電量が相違する場合でも、流動の有無を正確に判定することができる。しかし、前述のように第1,2の発熱抵抗体22,23の抵抗値や通電量が同一の場合には、補正係数“A”は“1”となるので係数乗算手段230を省略することができる。この場合、マイクロプロセッサ229のプログラム構造を簡略化することができ、処理負担を軽減して処理速度を向上させることができる。   In particular, in the flow rate measuring device 221 of the present embodiment, the voltage “Vu” across the first heating resistor 22 is multiplied by the correction coefficient “A”. Even when the resistance value and the energization amount are different, the presence or absence of flow can be accurately determined. However, when the resistance values and the energization amounts of the first and second heating resistors 22 and 23 are the same as described above, the correction coefficient “A” is “1”, and therefore the coefficient multiplying unit 230 is omitted. Can do. In this case, the program structure of the microprocessor 229 can be simplified, the processing load can be reduced, and the processing speed can be improved.

ただし、第1,2の発熱抵抗体22,23の抵抗値や通電量が相違する場合には、補正係数“A”を適切に設定する必要があり、これは流体の流量が“0”の場合には“f(u)”が“0”となるよう設定することが好ましい。例えば、流量測定装置221に高度な精度が要求される場合、補正係数“A”の乗算を省略するためには第1,2の発熱抵抗体22,23を精密に同一に形成する必要があるが、これは製造上の理由から困難である。   However, when the resistance values and energization amounts of the first and second heating resistors 22 and 23 are different, it is necessary to appropriately set the correction coefficient “A”. This is because the flow rate of the fluid is “0”. In this case, it is preferable to set “f (u)” to be “0”. For example, when high accuracy is required for the flow rate measuring device 221, the first and second heating resistors 22 and 23 must be precisely and identically formed in order to omit the multiplication of the correction coefficient “A”. However, this is difficult for manufacturing reasons.

その場合、流体の流量を“0”として第1,2の発熱抵抗体22,23に同一の電流“I”を通電して各々の抵抗値“Ru ,Rd ”を測定し、その比率“Rd /Ru ”を補正係数“A”として係数乗算手段230に設定すれば、流量測定装置221は第1,2の発熱抵抗体22,23の抵抗値等が相違しても、流量が“0”の場合には測定結果“f(u)”が“0”となる。   In this case, the flow rate of the fluid is set to “0”, the same current “I” is applied to the first and second heating resistors 22 and 23, the respective resistance values “Ru and Rd” are measured, and the ratio “Rd” is measured. / Ru "is set in the coefficient multiplication means 230 as the correction coefficient" A ", the flow rate measuring device 221 has a flow rate of" 0 "even if the resistance values of the first and second heating resistors 22 and 23 are different. In this case, the measurement result “f (u)” is “0”.

なお、前述のような補正係数“A”を実際に設定する作業としては、第1,2の発熱抵抗体22,23を配線基板上に形成してから、所定温度で流量“0”の基準状態での各々の抵抗値“Ru ,Rd ”を測定し、その比率“Rd /Ru ”の数値を係数乗算手段230のプログラムの補正係数“A”のパラメータとしてマイクロプロセッサ229のROMに記録すればよく、単純な作業で補正係数“A”を適切に設定することができる。   As an operation for actually setting the correction coefficient “A” as described above, after the first and second heating resistors 22 and 23 are formed on the wiring board, the reference of the flow rate “0” at a predetermined temperature is used. Each resistance value “Ru, Rd” in the state is measured, and the numerical value of the ratio “Rd / Ru” is recorded in the ROM of the microprocessor 229 as a parameter of the correction coefficient “A” of the program of the coefficient multiplier 230. The correction coefficient “A” can be appropriately set by a simple operation.

ただし、前述のように第1,2の発熱抵抗体22,23の抵抗値“Ru ,Rd ”に基づいて補正係数“A”を設定すると、その電流量が同一の場合には問題ないが、電流量の相違には対応することができない。このような場合には、実際に電源や通電の部分の回路まで形成してから、基準状態での第1,2の発熱抵抗体22,23の両端電圧“Vu ,Vd ”を第1,2の演算増幅器24,25により測定し、“Vd /Vu =A”として補正係数を設定することが好ましい。   However, as described above, when the correction coefficient “A” is set based on the resistance values “Ru, Rd” of the first and second heating resistors 22, 23, there is no problem when the current amount is the same. It cannot cope with the difference in current amount. In such a case, the power supply and the circuit of the energized portion are actually formed, and then the voltages “Vu and Vd” across the first and second heating resistors 22 and 23 in the reference state are set to the first and second voltages. It is preferable to set the correction coefficient as “Vd / Vu = A”.

この場合、流量測定装置221は第1,2の発熱抵抗体22,23の抵抗値や電流量が相違しても、流量が“0”の場合には測定結果“f(u)”が“0”となり、流動の有無を良好に判定することができる。なお、このような補正係数も必要なハードウェアの製作後にソフトウェアとしてマイクロプロセッサ229のROMに記録すればよく、単純な作業で補正係数“A”を適切に設定することができる。   In this case, even if the resistance values and current amounts of the first and second heating resistors 22 and 23 are different, the flow rate measuring device 221 shows that the measurement result “f (u)” is “0” when the flow rate is “0”. 0 "and the presence or absence of flow can be satisfactorily determined. Such a correction coefficient may be recorded in the ROM of the microprocessor 229 as software after the necessary hardware is manufactured, and the correction coefficient “A” can be appropriately set by a simple operation.

なお、本発明は本実施の形態に限定されるものではなく、各種の変形を許容する。例えば、本実施の形態では、ROM等にソフトウェアとして記録されているプログラムに従ってCPUがデータ処理を実行することにより、流量測定装置221の各種手段が実現されることを例示した。しかし、このような各種手段の各々を固有のハードウェアとして製作することも可能であり、一部をソフトウェアとしてRAM等に記録するとともに一部をハードウェアとして製作することも可能である。また、所定のソフトウェアが記録されたRAM等や各部のハードウェアを、例えば、ファームウェアとして製作することも可能である。   The present invention is not limited to this embodiment, and various modifications are allowed. For example, in the present embodiment, the various means of the flow measurement device 221 are realized by the CPU executing data processing according to a program recorded as software in a ROM or the like. However, each of these various means can be manufactured as unique hardware, and a part of the various means can be recorded as a software in a RAM or the like and a part can be manufactured as hardware. In addition, a RAM or the like in which predetermined software is recorded and hardware of each unit can be manufactured as firmware, for example.

さらに、本実施の形態では、流体の流量に線形に対応して流量が“0”の場合に“0”となる測定結果“f(u)”を算出しているが、この測定結果“f(u)”には流体の温度の情報が含まれており、図14に示すように、流体の温度が変化すると測定結果“f(u)”の傾斜も変化するので流量を正確に測定することは困難である。   Further, in the present embodiment, the measurement result “f (u)” that is “0” when the flow rate is “0” corresponding to the fluid flow rate is calculated. (u) ”includes information on the temperature of the fluid, and as shown in FIG. 14, when the temperature of the fluid changes, the slope of the measurement result“ f (u) ”also changes, so the flow rate is accurately measured. It is difficult.

これが問題となる場合には、第1の発熱抵抗体22の両端電圧“Vu ”をm乗するm乗処理手段、第2の発熱抵抗体23の両端電圧“Vd ”をn乗するn乗処理手段、除算処理手段232の除算結果“f(u)”にm乗処理手段のm乗結果とn乗処理手段のn乗結果とを乗算する結果補正手段、を新規に付加することが好ましい。つまり、これらの手段としてCPUを機能させるためのプログラムが、ROMにソフトウェアとして記録されている。   If this becomes a problem, the m-th power processing means for raising the voltage “Vu” across the first heating resistor 22 to the m-th power and the n-th power processing for raising the voltage “Vd” across the second heating resistor 23 to the n th power. Preferably, a result correction means for multiplying the division result “f (u)” of the division processing means 232 by the m-th power result of the m-th power processing means and the n-th power result of the n-th power processing means is newly added. That is, a program for causing the CPU to function as these means is recorded as software in the ROM.

この場合、第1の発熱抵抗体22の両端電圧“Vu ”のm乗結果と、第2の発熱抵抗体23の両端電圧“Vd ”のn乗結果とが、流体の流量に対応したデジタルデータ“f(u)”に乗算されるので、この乗算結果“f2(u)”は、流体の流量に良好に対応して温度の影響が少ないものとなる。このことを以下に詳述する。なお、以下の数式では、例えば、“Vu ”のm乗を“Vu [m乗]”のように表現する。   In this case, the digital data corresponding to the fluid flow rate is obtained by calculating the m-th power of the voltage “Vu” at both ends of the first heating resistor 22 and the n-th power of the voltage “Vd” at both ends of the second heating resistor 23. Since “f (u)” is multiplied, the multiplication result “f2 (u)” corresponds to the flow rate of the fluid well and is less influenced by temperature. This will be described in detail below. In the following formula, for example, the mth power of “Vu” is expressed as “Vu [mth power]”.

まず、第1の発熱抵抗体22の抵抗値“Ru ”は、基準温度での抵抗値“Ru0”、基準温度との温度差“dT”、抵抗温度係数“αu ”により“Ru =Ru0(1+αu ・dT)”となる。温度が変化しても抵抗体の電流量Iが一定ならば、“I・Ru =I・Ru0(1+αu ・dT)”となり、基準温度での両端電圧を“Vu0”とすると、両端電圧は
Vu =Vu0(1+αu ・dT)
となる。この場合、“Vu0”は定数であるので第1の発熱抵抗体22の両端電圧“Vu ”は流体の温度により変化することになり、これは第2の発熱抵抗体23の両端電圧“Vd ”でも同一である。
First, the resistance value “Ru” of the first heating resistor 22 is “Ru = Ru0 (1 + αu) by the resistance value“ Ru0 ”at the reference temperature, the temperature difference“ dT ”from the reference temperature, and the resistance temperature coefficient“ αu ”. DT) ". If the current amount I of the resistor is constant even if the temperature changes, “I · Ru = I · Ru0 (1 + αu · dT)” is obtained. If the voltage at both ends at the reference temperature is “Vu0”, the voltage at both ends is Vu = Vu0 (1 + αu · dT)
It becomes. In this case, since “Vu0” is a constant, the voltage “Vu” across the first heating resistor 22 changes depending on the temperature of the fluid, and this is the voltage across the second heating resistor 23 “Vd”. But it is the same.

そこで、ここでは流体の流量に対応したデジタルデータ“f(u)”に第1,2の発熱抵抗体22,23の両端電圧“Vu ,Vd ”を所定回数ずつ乗算することにより、流量測定装置221に必要な温度領域で流量の測定結果に対する温度の影響を最小とする。前述した演算は
f2(u)=f(u)・Vu [m乗]・Vd [n乗]
であるので、これは
f2(u)={(Vd −A・Vu )/Vu }f(u)・Vu [m乗]・Vd [n乗]
となる。
Therefore, here, the flow rate measuring device is obtained by multiplying the digital data “f (u)” corresponding to the flow rate of the fluid by the voltages “Vu, Vd” across the first and second heating resistors 22, 23 a predetermined number of times. In the temperature range necessary for 221, the influence of temperature on the flow rate measurement result is minimized. The above calculation is f2 (u) = f (u) · Vu [mth power] · Vd [nth power]
Therefore, this is f2 (u) = {(Vd-A.Vu) / Vu} f (u) .Vu [mth power] .Vd [nth power]
It becomes.

例えば、“m=n=0”とした場合、当然ながら流量の測定結果は補正されず、図14に示すように、流体の温度に影響されたものとなる。“m=n=0.5”とすると、図15に示すように、流量の測定結果に対する温度の影響が軽減されることが確認され、“m=n=0.75”とすると、図16に示すように、流量の測定結果に温度が影響する割合が最小となり、“m=n=1”とすると、図17に示すように、また温度の影響が増加することが確認された。   For example, when “m = n = 0”, the measurement result of the flow rate is naturally not corrected, and is influenced by the temperature of the fluid as shown in FIG. When “m = n = 0.5”, as shown in FIG. 15, it is confirmed that the influence of temperature on the flow rate measurement result is reduced, and when “m = n = 0.75”, FIG. As shown in FIG. 17, it was confirmed that the influence of temperature on the flow rate measurement result is minimized, and when “m = n = 1”, the influence of temperature increases as shown in FIG.

従って、前述した乗数“m,n”は、実際には各種条件に従って最適に設定されるが、その最適な一例は“m=n=0.75”である。このように設定した乗数“m,n”まで第1,2の発熱抵抗体22,23の両端電圧“Vu ,Vd ”を乗算し、これを流量の測定結果“f(u)”に乗算して補正された測定結果“f2(u)”を算出すれば、流体の流量を温度に関係なく正確に測定することができる。   Therefore, the multiplier “m, n” described above is actually optimally set according to various conditions, and an optimal example is “m = n = 0.75”. The voltage “Vu, Vd” across the first and second heating resistors 22, 23 is multiplied to the multiplier “m, n” set in this way, and this is multiplied by the flow rate measurement result “f (u)”. If the corrected measurement result “f2 (u)” is calculated, the flow rate of the fluid can be accurately measured regardless of the temperature.

なお、ここでは演算処理を簡略化するため、“m=n”とすることを例示したが、第1,2の発熱抵抗体22,23の両端電圧“Vu ,Vd ”が略同一ならば、“m+n=1.5”であればよく、図18に示すように、“m=0,n=1.5”としても温度の影響を最小として流量を良好に測定することができる。   Here, in order to simplify the arithmetic processing, it is exemplified that “m = n”. However, if the both-end voltages “Vu, Vd” of the first and second heating resistors 22, 23 are substantially the same, As long as “m + n = 1.5”, as shown in FIG. 18, even if “m = 0, n = 1.5”, the influence of temperature can be minimized and the flow rate can be measured satisfactorily.

また、前述のように乗数“m,n”が整数でないと、その演算処理が煩雑なので、“m=n=1”として処理の負担を軽減して速度を向上させることも実用的である。さらに、ここでは第1の発熱抵抗体22の両端電圧“Vu ”のm乗値と第2の発熱抵抗体23の両端電圧“Vd ”のn乗値とを除算処理手段232の除算結果“(Vd −A・Vu )/Vu ”に乗算しているが、この除算結果の分母には“Vu ”が存在している。つまり、減算処理手段231の減算結果“Vd −A・Vu ”に第1の発熱抵抗体22の両端電圧“Vu ”の(m−1)乗値と第2の発熱抵抗体23の両端電圧“Vd ”のn乗値とを乗算してもよく、その場合は除算処理手段232を省略することができる。   Further, as described above, if the multiplier “m, n” is not an integer, the calculation process is complicated. Therefore, it is also practical to reduce the processing load and improve the speed by setting “m = n = 1”. Further, here, the division result “(2) of the m-th power value of the both-end voltage“ Vu ”of the first heating resistor 22 and the n-th power value of the both-end voltage“ Vd ”of the second heating resistor 23 is“ ( Vd−A · Vu) / Vu ”is multiplied, and“ Vu ”exists in the denominator of the result of the division. That is, the subtraction result “Vd−A · Vu” of the subtraction processing means 231 is the (m−1) th power of the voltage “Vu” across the first heating resistor 22 and the voltage across the second heating resistor 23 “ You may multiply by the n-th power value of Vd ", In that case, the division | segmentation process means 232 can be abbreviate | omitted.

さらに、ここではm乗処理手段とn乗処理手段とを個々に設けることを想定したが、これを1個の累乗処理手段として設け、これにパラメータとして乗数“m,n”を適宜提供する乗数提供手段を組み合わせてもよい。   Further, although it is assumed here that the m-th power processing means and the n-th power processing means are individually provided, this is provided as one power processing means, and a multiplier that appropriately provides a multiplier “m, n” as a parameter thereto. Providing means may be combined.

つぎに、本発明の第七の実施の形態を図19に基づいて説明する。本実施の形態の流量測定装置241では、第1,2の演算増幅器24,25が抵抗体32〜35とともに減算処理手段である第3の演算増幅器36に接続されており、抵抗体32,33の抵抗値が同一であるとともに抵抗体34,35の抵抗値が同一なので、これらの抵抗体32〜35とともに第3の演算増幅器36は差動増幅器として機能する。この第3の演算増幅器36もA/D変換器228を介してマイクロプロセッサ229に接続されており、このマイクロプロセッサ229には、係数乗算手段242、加算処理手段243、乗算処理手段244等が設けられている。   Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the flow rate measuring device 241 of the present embodiment, the first and second operational amplifiers 24 and 25 are connected to the third operational amplifier 36 as subtraction processing means together with the resistors 32 to 35, and the resistors 32 and 33. Since the resistance values of the resistors 34 and 35 are the same, the third operational amplifier 36 functions as a differential amplifier together with the resistors 32 to 35. The third operational amplifier 36 is also connected to the microprocessor 229 via the A / D converter 228. The microprocessor 229 is provided with a coefficient multiplication unit 242, an addition processing unit 243, a multiplication processing unit 244, and the like. It has been.

前記第3の演算増幅器36は、第2の発熱抵抗体23の両端電圧“Vd ”から第1の発熱抵抗体22の両端電圧“Vu ”を減算し、前記係数乗算手段242は、第1の発熱抵抗体22の両端電圧“Vu ”に所定の補正係数“e”を乗算する。この補正係数“e”は、各種条件に従って適切に設定されるが、ここでは所定温度で流量“0”の基準状態での第2の発熱抵抗体23の抵抗値“Rd ”を第1の発熱抵抗体22の抵抗値“Ru ”で除算した結果“A”を“1”から減算した結果の数値“e=1−A”として設定されている。   The third operational amplifier 36 subtracts the voltage “Vu” across the first heating resistor 22 from the voltage “Vd” across the second heating resistor 23, and the coefficient multiplying means 242 The voltage “Vu” at both ends of the heating resistor 22 is multiplied by a predetermined correction coefficient “e”. The correction coefficient “e” is appropriately set according to various conditions. Here, the resistance value “Rd” of the second heating resistor 23 in the reference state of the flow rate “0” at a predetermined temperature is used as the first heating value. A value “e = 1−A” is set as a result of subtracting “A” as a result of dividing by the resistance value “Ru” of the resistor 22 from “1”.

前記加算処理手段243は、前記第3の演算増幅器36が差動増幅した出力電圧“Vdu”を増幅率で除算して差分電圧“V′du”に換算し、これを前記係数乗算手段242の乗算結果“e・Vu ”に加算する。前記乗算処理手段244は、前記加算処理手段243の加算結果“V′du+e・Vu ”に前記第2の発熱抵抗体23の両端電圧“Vd ”を乗算し、この乗算結果“(V′du+e・Vu )・Vd ”を結果出力手段233は流量の測定結果“f2(u)”としてデータ出力する。   The addition processing means 243 divides the output voltage “Vdu” differentially amplified by the third operational amplifier 36 by the amplification factor to convert it into a differential voltage “V′du”, which is converted into the coefficient multiplication means 242. The result is added to the multiplication result “e · Vu”. The multiplication processing unit 244 multiplies the addition result “V′du + e · Vu” of the addition processing unit 243 by the voltage “Vd” across the second heating resistor 23, and the multiplication result “(V′du + e · The result output means 233 outputs the data “Vu) · Vd” as the flow rate measurement result “f2 (u)”.

このような構成において、本実施の形態の流量測定装置241も、前述した流量測定装置21と同様に、ガス等の流体の流量を測定し、この測定結果をデジタルデータとして外部出力する。その場合、第1,2の演算増幅器24,25により測定された第1,2の発熱抵抗体22,23の両端電圧“Vu ,Vd ”は、第3の演算増幅器36により抵抗体32,34の抵抗値の比率で差動増幅され、この差分電圧“Vdu”もマイクロプロセッサ229に入力される。   In such a configuration, the flow rate measuring device 241 according to the present embodiment also measures the flow rate of a fluid such as a gas and outputs the measurement result as digital data to the outside in the same manner as the flow rate measuring device 21 described above. In that case, the voltage “Vu, Vd” across the first and second heating resistors 22, 23 measured by the first and second operational amplifiers 24, 25 is converted into the resistors 32, 34 by the third operational amplifier 36. The differential voltage “Vdu” is also input to the microprocessor 229.

このマイクロプロセッサ229では、第3の演算増幅器36で差動増幅された差分電圧“Vdu”が、その増幅率で除算されて差分電圧“V′du”に換算される。さらに、第1の発熱抵抗体22の両端電圧“Vu ”に所定の補正係数“e”が乗算され、この乗算結果“e・Vu ”と差分電圧“V′du”とが加算され、この加算結果“V′du+e・Vu ”に第2の発熱抵抗体23の両端電圧“Vd ”が乗算される。すると、この乗算結果
f2(u)=(V′du+e・Vu )Vd
は、第1,2の発熱抵抗体22,23の両端電圧“Vu ,Vd ”に比較して、流体の流量に線形に近似したものとなる。
In the microprocessor 229, the differential voltage “Vdu” differentially amplified by the third operational amplifier 36 is divided by the amplification factor and converted into the differential voltage “V′du”. Further, the voltage “Vu” at both ends of the first heating resistor 22 is multiplied by a predetermined correction coefficient “e”, and the multiplication result “e · Vu” and the differential voltage “V′du” are added. The result “V′du + e · Vu” is multiplied by the voltage “Vd” across the second heating resistor 23. Then, the multiplication result f2 (u) = (V′du + e · Vu) Vd
Is linearly approximated to the flow rate of the fluid as compared to the voltage “Vu, Vd” across the first and second heating resistors 22, 23.

なお、上記数式
f2(u)=(V′du+e・Vu )Vd
を変形すると、
f2(u)=(Vd −Vu +e・Vu )Vd
={(Vd −A・Vu )/Vu }・Vu ・Vd
となり、これは前述した“m=n=1”の場合の“f2(u)”と同一である。つまり、本実施の形態の流量測定装置241は、流体の温度の影響を最小として流量を正確に測定することができる。
The above formula f2 (u) = (V'du + e.Vu) Vd
Transforming
f2 (u) = (Vd-Vu + e.Vu) Vd
= {(Vd-A.Vu) / Vu} .Vu.Vd
This is the same as “f2 (u)” in the case of “m = n = 1” described above. That is, the flow rate measuring device 241 of the present embodiment can accurately measure the flow rate while minimizing the influence of the fluid temperature.

しかも、第1,2の発熱抵抗体22,23の両端電圧“Vu ,Vd ”の差分電圧の検出をマイクロプロセッサ229のソフトウェアによるデジタル演算で行わず、ハードウェアである第3の演算増幅器36のアナログ演算で実行し、これを増幅してからマイクロプロセッサ229に入力しているので、A/D変換器228の分解能が低くとも流量を緻密に測定することができる。   In addition, the detection of the differential voltage between the voltages “Vu and Vd” across the first and second heating resistors 22 and 23 is not performed by digital computation by the software of the microprocessor 229, but the third operational amplifier 36 which is hardware is used. Since it is executed by analog computation and amplified before being input to the microprocessor 229, the flow rate can be precisely measured even if the resolution of the A / D converter 228 is low.

特に、本実施の形態の流量測定装置241では、第1の発熱抵抗体22の両端電圧“Vu ”に補正係数“e”を乗算しているので、第1,2の発熱抵抗体22,23の抵抗値や通電量が相違する場合でも、流動の有無を正確に判定することができる。しかし、前述のように第1,2の発熱抵抗体22,23の抵抗値や通電量が同一の場合には、補正係数“e”は“0”となるので係数乗算手段242と加算処理手段243とを省略することができる。この場合、マイクロプロセッサ229のプログラム構造を簡略化することができ、処理負担を軽減して処理速度を向上させることができる。   In particular, in the flow rate measuring device 241 of the present embodiment, the voltage “Vu” across the first heating resistor 22 is multiplied by the correction coefficient “e”. Even when the resistance value and the energization amount are different, the presence or absence of flow can be accurately determined. However, when the resistance values and the energization amounts of the first and second heating resistors 22 and 23 are the same as described above, the correction coefficient “e” is “0”, so that the coefficient multiplication means 242 and the addition processing means. 243 can be omitted. In this case, the program structure of the microprocessor 229 can be simplified, the processing load can be reduced, and the processing speed can be improved.

ただし、第1,2の発熱抵抗体22,23の抵抗値や通電量が相違する場合には、補正係数“e”を適切に設定する必要があり、これは流体の流量が“0”の場合に“f(u)”が“0”となるよう設定することが好ましい。その場合、基準状態で第1,2の発熱抵抗体22,23に同一の電流“I”を通電して各々の抵抗値“Ru ,Rd ”を測定し、その比率“Rd /Ru ”を“1”から減算して補正係数“e=1−(Rd /Ru )”を算出し、これを係数乗算手段242に設定すればよい。   However, when the resistance values and the energization amounts of the first and second heating resistors 22 and 23 are different, it is necessary to appropriately set the correction coefficient “e”, which means that the fluid flow rate is “0”. In this case, it is preferable to set “f (u)” to be “0”. In that case, the same current “I” is applied to the first and second heating resistors 22 and 23 in the reference state to measure the respective resistance values “Ru, Rd”, and the ratio “Rd / Ru” is set to “ The correction coefficient “e = 1− (Rd / Ru)” is calculated by subtracting from “1”, and this is set in the coefficient multiplication means 242.

ただし、上述のように第1,2の発熱抵抗体22,23の抵抗値“Ru ,Rd ”に基づいて補正係数“e”を設定すると、その電流量の相違には対応できないので、より好ましくは、実際に電源や通電の部分の回路まで形成してから、基準状態での第1,2の発熱抵抗体22,23の両端電圧“Vu ,Vd ”を第1,2の演算増幅器24,25により測定し、“1−(Vd /Vu )”を補正係数“e”として設定することが好ましい。   However, if the correction coefficient “e” is set based on the resistance values “Ru, Rd” of the first and second heating resistors 22 and 23 as described above, it is not preferable to deal with the difference in the current amount. After actually forming the circuit of the power source and the energized part, the voltages “Vu, Vd” of the first and second heating resistors 22, 23 in the reference state are used as the first, second operational amplifiers 24, It is preferable to set “1- (Vd / Vu)” as the correction coefficient “e”.

さらに好ましくは、基準状態での差分電圧“V′du”を第1の発熱抵抗体22の両端電圧“Vu ”で除算し、その正負の符号を反転させた結果の数値“−V′du/Vu ”を補正係数“e”として設定することも可能である。つまり、第3の演算増幅器36が出力する差分電圧“Vdu”は、差動増幅やオフセット電圧の影響が大きいので、これをマイクロプロセッサ229が増幅率で乗算して差分電圧“V′du”を算出しても、これらの差分電圧“V′du”“Vdu”の整合性は低い。   More preferably, the difference voltage “V′du” in the reference state is divided by the voltage “Vu” across the first heating resistor 22 and the sign “−V′du / It is also possible to set Vu "as the correction coefficient" e ". That is, the differential voltage “Vdu” output from the third operational amplifier 36 is greatly affected by differential amplification and offset voltage. The microprocessor 229 multiplies this by the amplification factor to obtain the differential voltage “V′du”. Even if calculated, the consistency of these differential voltages “V′du” and “Vdu” is low.

このような状態で補正係数“e”を上述のように第1,2の発熱抵抗体22,23の両端電圧“Vu ,Vd ”に基づいて設定しても、これと差分電圧“V′du”との整合性は低いので流量の測定結果の精度も低い。しかし、この補正係数“e”は、第1,2の発熱抵抗体22,23の両端電圧“Vu ,Vd ”の微妙な相違を示すパラメータであり、この微妙な相違をアナログ演算で検出して増幅してからマイクロプロセッサ229に入力して復元した数値が差分電圧“V′du”なので、これを利用すれば補正係数“e”の精度を向上させることができる。   Even if the correction coefficient “e” is set based on the voltages “Vu and Vd” across the first and second heating resistors 22 and 23 as described above in this state, this and the difference voltage “V′du” are set. The accuracy of the flow rate measurement result is also low. However, the correction coefficient “e” is a parameter indicating a subtle difference between the voltages “Vu, Vd” across the first and second heating resistors 22, 23. The subtle difference is detected by analog calculation. Since the numerical value that has been amplified and then input to the microprocessor 229 and restored is the differential voltage “V′du”, the accuracy of the correction coefficient “e” can be improved by using this.

なお、このように差分電圧“V′du”に基づいて補正係数“e”を算出すると、ここに第3の演算増幅器36のオフセット電圧等の誤差が含まれる懸念はあるが、これは差動増幅した差分電圧“Vdu”をマイクロプロセッサ229により増幅率で除算して差分電圧“V′du”に換算することにより圧縮されるので、補正係数“e”を高精度に設定することができる。   If the correction coefficient “e” is calculated based on the differential voltage “V′du” in this way, there is a concern that an error such as an offset voltage of the third operational amplifier 36 may be included therein. Since the amplified differential voltage “Vdu” is compressed by dividing by the amplification factor by the microprocessor 229 and converted to the differential voltage “V′du”, the correction coefficient “e” can be set with high accuracy.

つぎに、本発明の第八の実施の形態を図20に基づいて説明する。本実施の形態の流量測定装置251では、前述した流量測定装置241等に対して回路構造が等価的に簡略化されており、第1,2の発熱抵抗体22,23の各々に第1,2の給電手段である第1,2の定電流源252,253が個々に直結されている。第1,2の発熱抵抗体22,23の各々には第1,2の測定手段である第1,2の測定回路254,255が個々に接続されており、これらの第1,2の測定回路254,255がA/D変換器228を介してマイクロプロセッサ229に各々接続されている。前記第1,2の測定回路254,255は減算処理手段である差動増幅回路256にも接続されており、この差動増幅回路256もA/D変換器228を介してマイクロプロセッサ229に接続されている。   Next, an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the flow rate measuring device 251 of the present embodiment, the circuit structure is equivalently simplified compared to the above-described flow rate measuring device 241 and the like, and the first and second heating resistors 22 and 23 have first and second heating resistors 22 and 23, respectively. The first and second constant current sources 252 and 253, which are the second power supply means, are directly connected to each other. First and second measurement circuits 254 and 255, which are first and second measuring means, are individually connected to the first and second heating resistors 22 and 23, respectively. Circuits 254 and 255 are connected to the microprocessor 229 via the A / D converter 228, respectively. The first and second measurement circuits 254 and 255 are also connected to a differential amplifier circuit 256 as subtraction processing means, and this differential amplifier circuit 256 is also connected to the microprocessor 229 via the A / D converter 228. Has been.

このマイクロプロセッサ229には、新規にm乗処理手段257とn乗処理手段258とが付加されており、これに対応して乗算処理手段259の設定内容が変更されている。前記m乗処理手段257は、第1の発熱抵抗体22の両端電圧“Vu ”を(m−1)乗し、前記n乗処理手段258は、第2の発熱抵抗体23の両端電圧“Vd ”をn乗する。前記乗算処理手段259は、加算処理手段243の加算結果である“V′du+e・Vu ”に(m−1)乗結果である“Vu [(
m−1)乗]”とn乗結果である“Vd [n乗]”とを乗算し、この乗算結果
(V′du+e・Vu )・Vu [(m−1)乗]・Vd [n乗]
を結果出力手段233は流量の測定結果“f3(u)”としてデータ出力する。
The microprocessor 229 is newly provided with m-th power processing means 257 and n-th power processing means 258, and the setting contents of the multiplication processing means 259 are changed correspondingly. The m-th power processing means 257 raises the voltage “Vu” across the first heating resistor 22 to the (m−1) th power, and the n-th power processing means 258 includes the voltage across the second heating resistor 23 “Vd”. "Is raised to the nth power. The multiplication processing unit 259 adds “V′du + e · Vu” which is the addition result of the addition processing unit 243 to “Vu [(
m-1)]] is multiplied by the nth power result "Vd [nth power]", and the multiplication result (V'du + e.Vu) .Vu [(m-1) th power] .Vd [nth power] ]
The result output means 233 outputs the data as the flow rate measurement result “f3 (u)”.

なお、前記m乗処理手段257は、上述のように第1の発熱抵抗体22の両端電圧“Vu ”を(m−1)乗するので、正確には(m−1)乗処理手段と呼称するべきものであるが、ここでは本質的に相違ないので表現を簡略化するために“m乗処理手段”と呼称する。   Since the m-th power processing means 257 raises the voltage “Vu” across the first heating resistor 22 to the (m−1) th power as described above, it is accurately referred to as the (m−1) th power processing means. However, since it is essentially not different here, it is referred to as “m-th power processing means” in order to simplify the expression.

このような構成において、本実施の形態の流量測定装置251では、第1,2の発熱抵抗体22,23の両端電圧“Vu ,Vd ”と差分電圧“Vdu”とがマイクロプロセッサ229に入力され、このマイクロプロセッサ229では、差分電圧“Vdu”が差動増幅回路256の増幅率で除算されて差分電圧“V′du”に換算され、第1の発熱抵抗体22の両端電圧“Vu ”に所定の補正係数“e”が乗算される。さらに、この乗算結果“e・Vu ”と差分電圧“V′du”とが加算され、第1の発熱抵抗体22の両端電圧“Vu ”が(m−1)乗されるとともに、第2の発熱抵抗体23の両端電圧“Vd ”がn乗される。そして、これらの(m−1)乗結果“Vu [(m−1)乗]”とn乗結果“Vd [n乗]”とが加算結果“V′du+e・Vu ”に乗算され、この乗算結果“(V′du+e・Vu )・Vu [(m−1)乗]・Vd [n乗]”が流量の測定結果“f3(u)”としてデータ出力される。   In such a configuration, in the flow rate measuring device 251 of the present embodiment, the both-end voltages “Vu, Vd” and the differential voltage “Vdu” of the first and second heating resistors 22, 23 are input to the microprocessor 229. In this microprocessor 229, the differential voltage “Vdu” is divided by the amplification factor of the differential amplifier circuit 256 to be converted into the differential voltage “V′du”, and the voltage across the first heating resistor 22 is “Vu”. A predetermined correction coefficient “e” is multiplied. Further, the multiplication result “e · Vu” and the differential voltage “V′du” are added, and the voltage “Vu” across the first heating resistor 22 is raised to the (m−1) th power, and the second The voltage “Vd” across the heating resistor 23 is raised to the nth power. The (m−1) th power result “Vu [(m−1) th power]” and the nth power result “Vd [nth power]” are multiplied by the addition result “V′du + e · Vu”. The result “(V′du + e · Vu) · Vu [(m−1) th power] · Vd [nth power]” is output as the flow rate measurement result “f3 (u)”.

このように測定結果“f3(u)”を算出すると、これは第1の発熱抵抗体22と第2の発熱抵抗体23との温度補正の割合が“m,n”により調節されているので、流体の流量を温度に関係なく正確に測定することができる。また、このように算出した測定結果“f3(u)”では、その正負により流体の流動方向を判定することもできる。   When the measurement result “f3 (u)” is calculated in this manner, this is because the rate of temperature correction between the first heating resistor 22 and the second heating resistor 23 is adjusted by “m, n”. The fluid flow rate can be accurately measured regardless of the temperature. Further, in the measurement result “f3 (u)” calculated in this way, the flow direction of the fluid can be determined based on the positive / negative.

さらに、本発明の第九の実施の形態を図21に基づいて説明する。本実施の形態の流量測定装置261では、マイクロプロセッサ229に新規にデジタル加算手段262が付加されており、このデジタル加算手段262に対応してn乗処理手段263の設定内容が変更されている。また、第2の測定回路255は差動増幅回路256には接続されているがマイクロプロセッサ229には接続されておらず、前記n乗処理手段263には、前記デジタル加算手段262を介して第1の測定回路254と差動増幅回路256とが接続されている。なお、ここでいう接続は、必ずしも物理的な結線のみを意味しておらず、ソフトウェアによる論理的なリンクも含んでいる。   Furthermore, a ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the flow rate measuring apparatus 261 of the present embodiment, a digital addition unit 262 is newly added to the microprocessor 229, and the setting content of the n-th power processing unit 263 is changed corresponding to the digital addition unit 262. The second measurement circuit 255 is connected to the differential amplifier circuit 256 but not to the microprocessor 229, and the n-th power processing means 263 is connected to the first power addition means 262 via the digital addition means 262. One measurement circuit 254 and a differential amplifier circuit 256 are connected. In addition, the connection here does not necessarily mean only a physical connection, but includes a logical link by software.

前記デジタル加算手段262は、デジタル変換された差分電圧“Vdu”と第1の発熱抵抗体22の両端電圧“Vu ”とを加算し、前記n乗処理手段263は、この加算結果“Vdu+Vu ”を第2の発熱抵抗体23の両端電圧“Vd ”に換えてn乗する。つまり、これらの手段262,263の動作の連係が、ここでは測定電圧を置換する置換処理手段として機能している。   The digital adder 262 adds the digitally converted difference voltage “Vdu” and the voltage “Vu” across the first heating resistor 22, and the n-th power processor 263 adds the addition result “Vdu + Vu”. Instead of the voltage “Vd” across the second heating resistor 23, it is raised to the nth power. That is, the linkage of the operations of these means 262 and 263 functions here as a replacement processing means for replacing the measured voltage.

このような構成において、本実施の形態の流量測定装置261では、流量を測定する処理動作に第2の発熱抵抗体23の両端電圧“Vd ”を利用せず、これを差分電圧“Vdu”と第1の発熱抵抗体22の両端電圧“Vu ”との加算結果“Vdu+Vu ”で代用する。   In such a configuration, the flow rate measuring device 261 of the present embodiment does not use the voltage “Vd” across the second heating resistor 23 for the processing operation for measuring the flow rate, and uses this as the differential voltage “Vdu”. The addition result “Vdu + Vu” with the voltage “Vu” across the first heating resistor 22 is used instead.

つまり、前述のように差分電圧“Vdu”は微弱な信号なので外乱の影響が大きく、これと第1,2の発熱抵抗体22,23の両端電圧“Vu ,Vd ”との計算上の整合性が取れないことがある。しかし、2つの両端電圧“Vu ,Vd ”の一方を、他方と差分電圧“Vdu”との加算結果で代用すれば、計算上の整合性を取ることができるので、流体の流量を正確に測定することができる。   That is, as described above, since the differential voltage “Vdu” is a weak signal, the influence of the disturbance is large, and the calculated consistency between this voltage and the both-end voltages “Vu, Vd” of the first and second heating resistors 22, 23. May not be removed. However, if one of the two end voltages “Vu, Vd” is replaced with the addition result of the other and the differential voltage “Vdu”, the calculation consistency can be obtained, so the fluid flow rate can be measured accurately. can do.

なお、本実施の形態では、第1の発熱抵抗体22の両端電圧“Vu ”と差分電圧“Vdu”との加算結果で第2の発熱抵抗体23の両端電圧“Vd ”を代用しているが、当然ながら、この第2の発熱抵抗体23の両端電圧“Vd ”と差分電圧“Vdu”との加算結果で第1の発熱抵抗体22の両端電圧“Vu ”を代用することも可能である。   In the present embodiment, the both-ends voltage “Vd” of the second heating resistor 23 is substituted by the addition result of the both-ends voltage “Vu” of the first heating resistor 22 and the differential voltage “Vdu”. However, of course, it is possible to substitute the voltage “Vu” across the first heating resistor 22 by the addition result of the voltage “Vd” across the second heating resistor 23 and the differential voltage “Vdu”. is there.

また、このように流量測定に第2の発熱抵抗体23の両端電圧“Vd ”のみ利用して第1の発熱抵抗体22の両端電圧“Vu ”を利用しない場合には、これに対応して係数乗算手段242の補正係数“e”を変更することが好ましい。つまり、基準状態での第2の発熱抵抗体23の両端電圧“Vd ”に対応させた数値から差動増幅回路256の差分電圧“Vdu”に対応させた数値を減算し、差動増幅回路256の差分電圧“Vdu”に対応した数値の符号を反転させ、この数値“−Vdu”を上述の減算結果“Vd −Vdu”で除算し、この除算結果の数値“−Vdu/(Vd −Vdu)”を係数乗算手段242に補正係数“e”として設定する。   Further, when only the voltage “Vd” across the second heating resistor 23 is used for the flow rate measurement and the voltage “Vu” across the first heating resistor 22 is not used for the flow rate measurement, correspondingly, It is preferable to change the correction coefficient “e” of the coefficient multiplication means 242. That is, the differential amplifier circuit 256 is subtracted from the numerical value corresponding to the differential voltage “Vdu” of the differential amplifier circuit 256 from the numerical value corresponding to the voltage “Vd” across the second heating resistor 23 in the reference state. The sign of the numerical value corresponding to the differential voltage “Vdu” is inverted, the numerical value “−Vdu” is divided by the above-mentioned subtraction result “Vd−Vdu”, and the numerical result “−Vdu / (Vd−Vdu)” is obtained. "Is set as the correction coefficient" e "in the coefficient multiplication means 242.

この場合、係数乗算手段242の補正係数“e=−Vdu/(Vd −Vdu)”の算出に、第2の発熱抵抗体23の両端電圧“Vd ”のみ利用されて第1の発熱抵抗体22の両端電圧“Vu ”は利用されないので、前述のように流量測定にも第2の発熱抵抗体23の両端電圧“Vd ”のみ利用して第1の発熱抵抗体22の両端電圧“Vu ”を利用しないようにすれば、演算処理の全体的な整合性が向上する。   In this case, only the voltage “Vd” across the second heating resistor 23 is used to calculate the correction coefficient “e = −Vdu / (Vd−Vdu)” of the coefficient multiplying means 242, and the first heating resistor 22 is used. The voltage “Vu” at both ends of the first heating resistor 22 is also used for the flow rate measurement by using only the voltage “Vd” at both ends of the second heating resistor 23 as described above. If not used, the overall consistency of the arithmetic processing is improved.

本発明の第十の実施の形態を図21に基づいて説明する。なお、本実施の形態の説明に先立ち、前提となる流量測定装置241の構成を図23を参照して再検討する。これは、前述した第七の実施の形態に相当する構成を書換えて示すものである。図示の流量測定装置241においては、演算増幅器24の出力電圧Vu には第1の発熱抵抗体22の抵抗値に対応した出力が得られ、演算増幅器25の出力電圧Vd には第2の発熱抵抗体23の抵抗値に対応した出力が得られる。従って、演算増幅器36の差電圧Vduとしては、第1,2の発熱抵抗体22,23の抵抗値の差に対応した電圧値が得られる。ここに、第1,2の発熱抵抗体22,23は電流により発熱するが、その熱は流体と熱的な結合関係にあるため、流体によって冷されることになる。この奪われる熱の量は流体の速度に対応する。つまり、流体によって熱を奪われると第1,2の発熱抵抗体22,23の抵抗値は奪われた熱量に対応して低下するので、第1,2の発熱抵抗体22,23の抵抗値から流体の流速を知ることができることになる。   A tenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Prior to the description of the present embodiment, the configuration of the presumed flow rate measuring device 241 will be reviewed with reference to FIG. This rewrites and shows the configuration corresponding to the seventh embodiment described above. In the illustrated flow measuring device 241, an output corresponding to the resistance value of the first heating resistor 22 is obtained as the output voltage Vu of the operational amplifier 24, and a second heating resistor is provided as the output voltage Vd of the operational amplifier 25. An output corresponding to the resistance value of the body 23 is obtained. Therefore, a voltage value corresponding to the difference between the resistance values of the first and second heating resistors 22 and 23 is obtained as the differential voltage Vdu of the operational amplifier 36. Here, the first and second heating resistors 22 and 23 generate heat due to an electric current, but the heat is thermally coupled to the fluid, so that it is cooled by the fluid. This amount of heat taken away corresponds to the velocity of the fluid. That is, when the heat is taken away by the fluid, the resistance values of the first and second heating resistors 22 and 23 decrease corresponding to the amount of heat taken, so the resistance values of the first and second heating resistors 22 and 23 are reduced. Therefore, the fluid flow rate can be known.

ところが、このような流量測定装置241でも、詳細に検討すると、まだ改良の余地がある。この点について、以下に詳細に説明する。まず、この流量測定装置241では、図23に例示するように、第1,2の発熱抵抗体22,23に対して別々の電流源から一定電流Iu ,Id を供給している。ここに、これらの第1,2の発熱抵抗体22,23へ供給される電流値が変化した場合に、どのような影響があるかの測定結果について説明する。   However, even with such a flow rate measuring device 241, there is still room for improvement when examined in detail. This point will be described in detail below. First, in the flow rate measuring device 241, constant currents Iu and Id are supplied from separate current sources to the first and second heating resistors 22 and 23, as illustrated in FIG. Here, a description will be given of the measurement results as to what kind of influence the current values supplied to the first and second heating resistors 22 and 23 change.

この測定例では、第1,2の発熱抵抗体22,23として、ともに約500Ω程度の同じ抵抗値を有し、その抵抗温度係数が約3300ppm/℃ 程度で同じ値を持つものを用いた。これらの第1,2の発熱抵抗体22,23へ流す電流は同じ2mAとした。いま、流体の温度を25℃に保ち、流体の流速を変化させた。このとき、第1の発熱抵抗体22側の電流若しくは第2の発熱抵抗体23側の電流が変化した場合に差電圧Vduがどのような影響を受けるかを測定したものである。減算器として機能する演算増幅器36の増幅率は1とした。   In this measurement example, as the first and second heating resistors 22 and 23, those having the same resistance value of about 500Ω and having the same value with a resistance temperature coefficient of about 3300 ppm / ° C. were used. The same current was applied to these first and second heating resistors 22 and 23 at 2 mA. Now, the fluid temperature was kept at 25 ° C., and the fluid flow rate was changed. At this time, it is measured how the differential voltage Vdu is affected when the current on the first heating resistor 22 side or the current on the second heating resistor 23 side is changed. The amplification factor of the operational amplifier 36 functioning as a subtracter was set to 1.

図24は第1の発熱抵抗体22側の電流Iu を変化させたときの差電圧Vduの変化の様子を示す。この測定例によれば、電流Iu が0.002Aのときの流体の流れ0〔L/H〕,100〔L/H〕,200〔L/H〕相当による差電圧Vduの出力が、電流Iu の変化により変わることがわかる。電流Iu が0.00205Aに変化すると、100〔L/H〕相当のときの差電圧Vduの値は、電流Iu が0.002Aで0〔L/H〕相当時の差電圧Vduの値より小さくなっている。このように電流Iu の変化が差電圧Vduの値に大きく影響する。   FIG. 24 shows how the differential voltage Vdu changes when the current Iu on the first heating resistor 22 side is changed. According to this measurement example, when the current Iu is 0.002 A, the output of the differential voltage Vdu corresponding to the fluid flow 0 [L / H], 100 [L / H], and 200 [L / H] corresponds to the current Iu. It turns out that it changes by the change of. When the current Iu changes to 0.00205 A, the value of the differential voltage Vdu when the current Iu is equivalent to 100 [L / H] is smaller than the value of the differential voltage Vdu when the current Iu is 0.002 A and equivalent to 0 [L / H]. It has become. Thus, the change of the current Iu greatly affects the value of the differential voltage Vdu.

次に、電流Iu ,Id が等しく変化した場合の測定例を図25に示す。即ち、I=Iu =Id とし、Iが変化した場合の差電圧Vduの出力を示している。図24と図25との測定結果を比較すると、図25における差電圧Vduの変化の方が小さいことがわかる。つまり、図23に示したような構成で第1,2の発熱抵抗体22,23に対する電流源が別々であると、差電圧Vduが変化しやすいことがわかる。   Next, FIG. 25 shows a measurement example when the currents Iu and Id change equally. That is, the output of the differential voltage Vdu when I = Iu = Id and I changes is shown. Comparing the measurement results of FIG. 24 and FIG. 25, it can be seen that the change in the differential voltage Vdu in FIG. 25 is smaller. That is, when the current sources for the first and second heating resistors 22 and 23 are separate in the configuration as shown in FIG.

そこで、本実施の形態の流量測定装置311では、流体中に晒される第1,2の発熱抵抗体の抵抗値の変化に基づき流体の流量を測定する場合に、測定結果に及ぼす電流値の影響を小さくして、測定精度を向上させ得るように構成されている。まず、電力の供給を受けて発熱する第1,2の発熱抵抗体22,23が設けられている。これらの発熱抵抗体22,23は大きな抵抗温度係数を有するものであって、ともに流体の流路中に配設される、即ち、流体の熱的な結合がある箇所に設置されるもので、例えば、第1の発熱抵抗体22が上流側とされる。これらの第1,2の発熱抵抗体22,23は定電流Iを流す定電流源312とともに直列に接続されている。これにより、第1,2の発熱抵抗体22,23が電流的に直列に接続された抵抗体列313が形成されている。また、第1の発熱抵抗体22のA,B点の電圧VA ,VB に基づき端子電圧V1 を測定する第1の電圧測定手段として電圧測定装置314が設けられている。即ち、電圧測定装置314は電圧VA ,VB の差を演算して第1の発熱抵抗体22のA,B点間の電圧に対応した端子電圧V1 を出力する。同様に、第2の発熱抵抗体23のB,C点の電圧VB ,VC に基づき端子電圧V2 を測定する第2の電圧測定手段として電圧測定装置315が設けられている。即ち、電圧測定装置315は電圧VB ,VC の差を演算して第2の発熱抵抗体23のB,C点間の電圧に対応した端子電圧V2 を出力する。ここに、これらの電圧測定装置314,315の入力インピーダンスは、第1,2の発熱抵抗体22,23のインピーダンスに比べて十分大きな値に設定されている。 Therefore, in the flow rate measuring device 311 of the present embodiment, when the flow rate of the fluid is measured based on the change in the resistance value of the first and second heating resistors exposed to the fluid, the influence of the current value on the measurement result. It is comprised so that measurement precision can be made small and measurement accuracy can be improved. First, first and second heating resistors 22 and 23 are provided that generate heat upon receiving power. These heating resistors 22 and 23 have a large resistance temperature coefficient, and are both disposed in a fluid flow path, that is, installed at a place where there is a thermal coupling of fluid. For example, the first heating resistor 22 is on the upstream side. These first and second heating resistors 22 and 23 are connected in series together with a constant current source 312 for supplying a constant current I. Thus, a resistor array 313 is formed in which the first and second heating resistors 22 and 23 are connected in series in terms of current. Further, a voltage measuring device 314 is provided as a first voltage measuring means for measuring the terminal voltage V 1 based on the voltages V A and V B at the points A and B of the first heating resistor 22. That is, the voltage measuring device 314 calculates the difference between the voltages V A and V B and outputs the terminal voltage V 1 corresponding to the voltage between the points A and B of the first heating resistor 22. Similarly, a voltage measuring device 315 is provided as second voltage measuring means for measuring the terminal voltage V 2 based on the voltages V B and V C at the points B and C of the second heating resistor 23. That is, the voltage measuring device 315 calculates the difference between the voltages V B and V C and outputs a terminal voltage V 2 corresponding to the voltage between the points B and C of the second heating resistor 23. Here, the input impedances of these voltage measuring devices 314 and 315 are set to a sufficiently large value as compared with the impedances of the first and second heating resistors 22 and 23.

このような構成において、定電流源312からの定電流IはA点から第1の発熱抵抗体22へ流れ、さらにB点から第2の発熱抵抗体23へ流れる。よって、第1,2の発熱抵抗体22,23には等しい定電流Iが流れる。よって、A,B,C点の電圧VA ,VB ,VC は、発熱抵抗体22,23の抵抗値をR1 ,R2 で表すものとすると、
A =I×(R1 +R2
B =I×R2
C =0
となる。よって、電圧測定装置314はVA −VB を求めることにより、例えば、
1 =I×R1
なる端子電圧V1 を出力する。同様に、電圧測定装置315はVB −VC を求めることにより、例えば、
2 =I×R2
なる端子電圧V2 を出力する。つまり、端子電圧V1 は第1の発熱抵抗体22の抵抗値に対応した電圧値となり、端子電圧V2 は第2の発熱抵抗体23の抵抗値に対応した電圧値となる。
In such a configuration, the constant current I from the constant current source 312 flows from the point A to the first heating resistor 22 and from the point B to the second heating resistor 23. Therefore, an equal constant current I flows through the first and second heating resistors 22 and 23. Therefore, the voltages V A , V B , and V C at the points A , B , and C are represented by the resistance values of the heating resistors 22 and 23 as R 1 and R 2 , respectively.
V A = I × (R 1 + R 2 )
V B = I × R 2
V C = 0
It becomes. Therefore, the voltage measuring device 314 obtains V A −V B , for example,
V 1 = I × R 1
The terminal voltage V 1 is output. Similarly, the voltage measuring device 315 obtains V B −V C , for example,
V 2 = I × R 2
The terminal voltage V 2 is output. That is, the terminal voltage V 1 has a voltage value corresponding to the resistance value of the first heating resistor 22, and the terminal voltage V 2 has a voltage value corresponding to the resistance value of the second heating resistor 23.

従って、本実施の形態によれば、第1,2の発熱抵抗体22,23は定電流Iによって発熱するが、流体中に晒されているため、この熱は流体へ奪われる。このとき、奪われる熱は流体の流速に対応している。一方、第1,2の発熱抵抗体22,23はその温度により抵抗値が変化するため、これらの第1,2の発熱抵抗体22,23の抵抗値に対応した端子電圧V1 ,V2 は流体の流速に対応した値となるので、流量を求めることができる。この際、第1,2の発熱抵抗体22,23は抵抗体列313として電流的に直列に接続されているので、これらの発熱抵抗体22,23に対して1つの定電流源312により常に等しい電流を流すことができ、よって、流量測定に及ぼす電流値の影響を小さくすることができ、測定精度を向上させることができる。 Therefore, according to the present embodiment, the first and second heating resistors 22 and 23 generate heat by the constant current I, but since they are exposed to the fluid, this heat is taken away by the fluid. At this time, the heat taken away corresponds to the flow velocity of the fluid. On the other hand, since the resistance values of the first and second heating resistors 22 and 23 change depending on the temperature, the terminal voltages V 1 and V 2 corresponding to the resistance values of the first and second heating resistors 22 and 23 are used. Becomes a value corresponding to the flow velocity of the fluid, so that the flow rate can be obtained. At this time, since the first and second heating resistors 22 and 23 are connected in series as the resistor row 313 in current, the constant current source 312 always supplies the heating resistors 22 and 23 to each other. An equal current can be flowed, so that the influence of the current value on the flow rate measurement can be reduced, and the measurement accuracy can be improved.

本発明の第十一の実施の形態を図26に基づいて説明する。本実施の形態の流量測定装置321では、電圧測定装置314,315の出力電圧である端子電圧V1 ,V2 の差電圧V3 を演算する減算手段として減算装置322が付加されている。この減算装置322も構成的には電圧測定装置314,315と同様である。 The eleventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the flow rate measuring device 321 of the present embodiment, a subtracting device 322 is added as a subtracting means for calculating a difference voltage V 3 between the terminal voltages V 1 and V 2 that is an output voltage of the voltage measuring devices 314 and 315. The subtracting device 322 is structurally similar to the voltage measuring devices 314 and 315.

従って、減算装置322は
3 =V1 −V2 =I×(R1 −R2
なる差電圧V3 を出力する。よって、差電圧V3 も第1,2の発熱抵抗体22,23の抵抗値の差に対応した値となる。従って、減算装置322を追加することにより、第1,2の発熱抵抗体22,23の抵抗値の差の測定精度が向上する。
Therefore, the subtracting device 322 has V 3 = V 1 −V 2 = I × (R 1 −R 2 ).
The difference voltage V 3 is output. Therefore, the difference voltage V 3 also has a value corresponding to the difference between the resistance values of the first and second heating resistors 22 and 23. Therefore, by adding the subtracting device 322, the measurement accuracy of the difference between the resistance values of the first and second heating resistors 22 and 23 is improved.

本発明の第十二の実施の形態を図27に基づいて説明する。本実施の形態の流量測定装置331では、第1,2の発熱抵抗体22,23間に抵抗体332を介在させて電流的に直列接続された抵抗体列333が形成されている。ここに、抵抗体332は発熱抵抗体22,23とは異なり小さな抵抗温度係数のものが用いられ、かつ、流体と熱的に関係しない箇所に配設されている。   A twelfth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the flow rate measuring device 331 of the present embodiment, a resistor array 333 is formed that is connected in series in terms of current with a resistor 332 interposed between the first and second heating resistors 22 and 23. Here, unlike the heating resistors 22 and 23, the resistor 332 has a small resistance temperature coefficient, and is disposed at a location that is not thermally related to the fluid.

本実施の形態においては、第1,2の発熱抵抗体22,23は各々オペアンプ334,335の帰還ループ内に接続されて設けられている。即ち、第1の発熱抵抗体22の一端のD点はオペアンプ334の出力端子に接続され、他端のE点はオペアンプ334の−入力端子に接続されている。同様に、第2の発熱抵抗体23の一端のG点はオペアンプ335の出力端子に接続され、他端のF点はオペアンプ335の−入力端子に接続されている。発熱抵抗体22,23間に介在された抵抗体332は、一端のE点でオペアンプ334の−入力端子に接続され、他端のF点でオペアンプ335の−入力端子に接続されている。前記オペアンプ334,335の各々の+入力端子には電圧VH ,VI が入力されるように定電圧源336,337が接続されている。J点は回路の基準電圧のゼロ電圧点である。これにより、後述するように、3つの抵抗体22,23,332は経路D,E,F,Gにおいて電流的に直列に接続されていることになり、かつ、E〜F点間の何れかの箇所がゼロ電位点となる。 In the present embodiment, the first and second heating resistors 22 and 23 are provided connected to the feedback loops of the operational amplifiers 334 and 335, respectively. That is, the point D at one end of the first heating resistor 22 is connected to the output terminal of the operational amplifier 334, and the point E at the other end is connected to the negative input terminal of the operational amplifier 334. Similarly, the G point at one end of the second heating resistor 23 is connected to the output terminal of the operational amplifier 335, and the F point at the other end is connected to the negative input terminal of the operational amplifier 335. The resistor 332 interposed between the heating resistors 22 and 23 is connected to the negative input terminal of the operational amplifier 334 at the point E at one end, and connected to the negative input terminal of the operational amplifier 335 at the point F at the other end. Constant voltage sources 336 and 337 are connected to the + input terminals of the operational amplifiers 334 and 335 so that the voltages V H and V I are input thereto. Point J is the zero voltage point of the reference voltage of the circuit. As a result, as will be described later, the three resistors 22, 23, 332 are connected in series in terms of the paths D, E, F, G, and any of the points E to F. This is the zero potential point.

ここに、オペアンプの入力インピーダンスは大きく、その入力端子には電流が流れない。従って、オペアンプ334の出力からの電流はD点から第1の発熱抵抗体22へ流れる。この第1の発熱抵抗体22へ流れる電流はE点へ向い流れる。このとき、E点からオペアンプ334の−入力端子へは電流が流れない。よって、第1の発熱抵抗体22からE点へ流れた電流は抵抗体332を通りF点へ流れる。この場合も、F点からオペアンプ335の−入力端子へは電流が流れない。よって、抵抗体332からF点へ流れた電流は第2の発熱抵抗体23を通りG点、従って、オペアンプ335の出力端子側へ流れる。よって、3つの抵抗体22,23,332は、経路D,E,F,Gにおいて電流的に直列に接続されている。   Here, the input impedance of the operational amplifier is large, and no current flows through its input terminal. Therefore, the current from the output of the operational amplifier 334 flows from the point D to the first heating resistor 22. The current flowing through the first heating resistor 22 flows toward point E. At this time, no current flows from the point E to the negative input terminal of the operational amplifier 334. Therefore, the current flowing from the first heating resistor 22 to the point E flows through the resistor 332 to the point F. Also in this case, no current flows from the point F to the negative input terminal of the operational amplifier 335. Therefore, the current flowing from the resistor 332 to the point F flows through the second heating resistor 23 and to the point G, and thus to the output terminal side of the operational amplifier 335. Therefore, the three resistors 22, 23, and 332 are connected in series in terms of current in the paths D, E, F, and G.

このような構成において、オペアンプ334,335は各々発熱抵抗体22,23によりフィードバック制御されているため、+入力端子と−入力端子とは仮想接地され、等電位となる。つまり、オペアンプ334の−入力端子に接続されたE点の電圧は電圧VH と等しくなり、同様に、オペアンプ335の−入力端子に接続されたF点の電圧は電圧VI と等しくなる。 In such a configuration, since the operational amplifiers 334 and 335 are feedback-controlled by the heating resistors 22 and 23, respectively, the + input terminal and the −input terminal are virtually grounded and become equipotential. That is, the voltage at the point E connected to the negative input terminal of the operational amplifier 334 is equal to the voltage V H, and similarly, the voltage at the point F connected to the negative input terminal of the operational amplifier 335 is equal to the voltage V I.

この結果、E点からF点へ向かって抵抗体332を流れる電流Iは、オームの法則に従い、
I=(VH −VI )/R3
となる。この際、抵抗体22,23,332は電流的に直列に接続されているため、この電流Iはオペアンプ334から流れ出し、D,E,F,G点の経路を経てオペアンプ335へ流れる。
As a result, the current I flowing through the resistor 332 from point E to point F follows Ohm's law,
I = (V H −V I ) / R 3
It becomes. At this time, since the resistors 22, 23, and 332 are connected in series in terms of current, the current I flows out from the operational amplifier 334 and flows to the operational amplifier 335 through the paths of points D, E, F, and G.

いま、電圧VH ,VI を一定電圧とし、抵抗体332の抵抗値が変化しないものとすれば、電流Iは定電流となる。これにより、第1,2の発熱抵抗体22,23に対しても常に定電流を流すことができる。従って、本実施の形態の場合には、一定電圧VH ,VI を供給する定電圧源336,337とオペアンプ334,335との組み合わせにより定電流源338が形成されている。 If the voltages V H and V I are constant voltages and the resistance value of the resistor 332 is not changed, the current I becomes a constant current. Thereby, a constant current can always flow through the first and second heating resistors 22 and 23. Therefore, in the case of the present embodiment, a constant current source 338 is formed by a combination of constant voltage sources 336 and 337 that supply constant voltages V H and V I and operational amplifiers 334 and 335.

この時、D点の電圧VD とG点の電圧VG は、各々
D =I×R1 +VH
G =−I×R2 +VI
となる。ここで、例えば、VH =1V,VI =−1Vとしたとき、電流I=2mAとするには、
3 =(1−(−1))/0.002=1000
となり、抵抗体332の抵抗値を1kΩとすればよいことになる。
At this time, the voltage V D at the point D and the voltage V G at the point G are respectively V D = I × R 1 + V H
V G = −I × R 2 + V I
It becomes. Here, for example, when V H = 1V and V I = −1V, in order to obtain a current I = 2 mA,
R 3 = (1-(-1)) / 0.002 = 1000
Thus, the resistance value of the resistor 332 may be set to 1 kΩ.

このような定電流Iが流れることにより、第1,2の発熱抵抗体22,23は発熱する。ここに、これらの発熱抵抗体22,23は大きな抵抗温度係数を持つため、環境温度や流体の温度や流体の流れにより抵抗値が変化する。この抵抗値の変化の範囲が各々約500〜750Ω程度の抵抗体を用いた場合、D点には2〜2.5Vの電圧が現われ、G点には−2〜−2.5Vの電圧が現われる。そこで、D点の電圧VD から定電圧VH を減算すると、第1の発熱抵抗体22の両端間の端子電圧に対応した電圧が求められる。同様に、G点の電圧VG から定電圧VI を減算すると、第2の発熱抵抗体23の両端間の端子電圧に対応した電圧が求められる。 When such a constant current I flows, the first and second heating resistors 22 and 23 generate heat. Here, since these heating resistors 22 and 23 have a large resistance temperature coefficient, the resistance value varies depending on the environmental temperature, the temperature of the fluid, and the flow of the fluid. When resistors having a resistance change range of about 500 to 750Ω are used, a voltage of 2 to 2.5 V appears at point D, and a voltage of −2 to −2.5 V appears at point G. Appear. Therefore, when subtracting the constant voltage V H from the voltage V D at point D, the voltage corresponding to the terminal voltage across the first heating resistor 22 is determined. Similarly, when subtracting the constant voltage V I from the voltage V G of the G point, the voltage corresponding to the terminal voltage across the second heating resistor 23 is determined.

ちなみに、本実施の形態では、VH =1V,VI =−1Vとしたが、VH =0.5V,VI =−0.5Vの如く低電圧化し、抵抗体332の抵抗値を500Ωとすると、D点の電圧VD の電圧の範囲は1.5〜5V、G点の電圧VG の電圧の範囲は−1.5〜−2Vとなる。また、VI =0Vとすれば、F点が0Vとなる。これにより、定電圧源337を省略することができる。このとき、VH =1Vとし、抵抗体332の抵抗値を500Ωとすれば、D点の電圧VD の電圧の範囲は2〜2.5V、G点の電圧VG の電圧の範囲は−1〜−1.5Vとなる。 Incidentally, in the present embodiment, V H = 1V and V I = −1V, but the voltage is lowered to V H = 0.5V and V I = −0.5V, and the resistance value of the resistor 332 is 500Ω. Then, the voltage range of the voltage V D at the point D is 1.5 to 5 V, and the voltage range of the voltage V G at the point G is −1.5 to −2 V. If V I = 0V, the point F becomes 0V. Thereby, the constant voltage source 337 can be omitted. At this time, if V H = 1V and the resistance value of the resistor 332 is 500Ω, the voltage range of the voltage V D at the point D is 2 to 2.5 V, and the voltage range of the voltage V G at the point G is − 1 to -1.5V.

このように、E点の電圧を正にし、F点の電圧を負にすることにより、発熱抵抗体22,23をつなぐ経路EF間にゼロ電位点を持たせることができ、発熱抵抗体22,23の端子電圧の測定に必要な電圧の大きさを低く抑えることができる。この点は、例えば電池駆動等のガスメータ等においては大きなメリットとなる。   Thus, by making the voltage at the point E positive and the voltage at the point F negative, a zero potential point can be provided between the paths EF connecting the heat generating resistors 22 and 23, and the heat generating resistors 22, The magnitude of the voltage required for measuring the terminal voltage of 23 can be kept low. This is a great merit in, for example, a battery-driven gas meter or the like.

なお、本実施の形態に関して、第1,2の発熱抵抗体22,23は何れが上流側であってもよく(以下の各実施の形態でも同様である)、VH ,VI の正・負に関しても逆にVH 側を負,VI 側を正としてもよい。 In the present embodiment, any of the first and second heating resistors 22 and 23 may be upstream (the same applies to the following embodiments), and the positive and negative values of V H and V I are the same. Contrary to negative, the V H side may be negative and the V I side may be positive.

本発明の第十三の実施の形態を図28に基づいて説明する。本実施の形態の流量測定装置341では、オペアンプ334,335の出力電圧であるVD ,VG を加算する加算手段である加算器342が付加されている。VD は第1の発熱抵抗体22の両端の端子電圧の内で絶対値の大きい方の端子電圧を意味し、VG は第2の発熱抵抗体23の両端の端子電圧の内で絶対値の大きい方の端子電圧を意味する。前記加算器342はオペアンプ343とこのオペアンプ343に対する入力、帰還用の複数の抵抗体344〜347とにより構成されている。 A thirteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the flow rate measuring device 341 of the present embodiment, an adder 342 is added as an adding means for adding V D and V G that are output voltages of the operational amplifiers 334 and 335. V D means a terminal voltage having a larger absolute value among terminal voltages at both ends of the first heating resistor 22, and V G represents an absolute value among terminal voltages at both ends of the second heating resistor 23. Means the larger terminal voltage. The adder 342 includes an operational amplifier 343 and a plurality of resistors 344 to 347 for input and feedback to the operational amplifier 343.

このような構成において、抵抗体344,345の抵抗値を等しくし、電圧VH ,VI をVH =−VI なる関係とすると、D点の電圧VD とG点の電圧VG は前述した式より、
D =I×R1 +VH
G =−I×R2 −VH
となる。
In such a configuration, when the resistance values of the resistors 344 and 345 are made equal, and the voltages V H and V I have a relationship of V H = −V I , the voltage V D at the point D and the voltage V G at the point G are From the above formula,
V D = I × R 1 + V H
V G = −I × R 2 −V H
It becomes.

接続経路D,E,F,Gにおいて、ゼロ電位点は点E〜F間に存在する。従って、第1の発熱抵抗体22の両端の点D,Eの電圧の絶対値は点Dの方が大きい。同様に、第2の発熱抵抗体23の両端の点F,Gの電圧の絶対値は点Gの方が大きい。そこで、加算器342は点Dの電圧VD と点Gの電圧VG とを加算し、加算電圧VK として出力する。この加算電圧VK
K =−R6 ×(VD /R4 +VG /R5
となる。従って、前式を代入すると、
K =−R6 /R4 ×{I×R1 +VH +(I×R2 )−VH
=−R6 /R4 ×I×(R1 −R2
となる。
In the connection paths D, E, F, and G, the zero potential point exists between the points E to F. Therefore, the absolute value of the voltage at points D and E at both ends of the first heating resistor 22 is larger at the point D. Similarly, the absolute value of the voltage at points F and G at both ends of the second heating resistor 23 is larger at the point G. Therefore, the adder 342 adds the voltage V D at the point D and the voltage V G at the point G, and outputs the result as an added voltage V K. This added voltage V K is V K = −R 6 × (V D / R 4 + V G / R 5 )
It becomes. Therefore, substituting the previous formula,
V K = −R 6 / R 4 × {I × R 1 + V H + (I × R 2 ) −V H }
= −R 6 / R 4 × I × (R 1 −R 2 )
It becomes.

この結果、電圧VH ,VI の値を一定とすると、電流Iは定電流となる。すると、この式から加算器342の加算電圧VK は第1,2の発熱抵抗体22,23の抵抗値の差に比例した出力になることがわかる。よって、この加算器342の出力により発熱抵抗体22,23の抵抗値の差の成分のみを抽出することができ、測定精度が向上する。 As a result, the voltage V H, when a constant value of V I, the current I becomes a constant current. Then, it can be seen from this equation that the added voltage V K of the adder 342 becomes an output proportional to the difference between the resistance values of the first and second heating resistors 22 and 23. Therefore, only the difference component between the resistance values of the heating resistors 22 and 23 can be extracted from the output of the adder 342, and the measurement accuracy is improved.

本発明の第十四の実施の形態を図29に基づいて説明する。本実施の形態の流量測定装置351では、図22に示したような抵抗体列313中の第2の発熱抵抗体23がオペアンプ352の帰還ループに接続されて構成されている。即ち、発熱抵抗体22,23の接続点Bがオペアンプ352の−入力端子に接続され、発熱抵抗体23の他端側のC点がオペアンプ352の出力端子に接続されている。これにより、発熱抵抗体22,23の接続点Bはオペアンプ352により仮想接地されている。オペアンプ352の+入力端子には任意の一定電圧VL が与えられている。 A fourteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The flow rate measuring device 351 of the present embodiment is configured by connecting the second heating resistor 23 in the resistor row 313 as shown in FIG. 22 to the feedback loop of the operational amplifier 352. That is, the connection point B of the heating resistors 22 and 23 is connected to the negative input terminal of the operational amplifier 352, and the point C on the other end side of the heating resistor 23 is connected to the output terminal of the operational amplifier 352. Thereby, the connection point B of the heating resistors 22 and 23 is virtually grounded by the operational amplifier 352. An arbitrary constant voltage V L is applied to the + input terminal of the operational amplifier 352.

このような構成において、定電流源312からの定電流IはA点から第1の発熱抵抗体22へ流れ、さらにB点へ向かう。このB点へ流れる電流は、入力インピーダンスの大きなオペアンプ352の−入力端子へは流れず、第2の発熱抵抗体23へ流れ、C点へ向かう。ここに、第1,2の発熱抵抗体22,23は電流的に直列に接続されていることになる。   In such a configuration, the constant current I from the constant current source 312 flows from the point A to the first heating resistor 22 and further toward the point B. The current flowing to the point B does not flow to the negative input terminal of the operational amplifier 352 having a large input impedance, flows to the second heating resistor 23, and moves to the point C. Here, the first and second heating resistors 22 and 23 are connected in series in terms of current.

このとき、オペアンプ352は第2の発熱抵抗体23によりフィードバック制御されるため、その−入力端子と+入力端子との間は仮想接地となり、等電位となる。つまり、B点の電圧はL点の一定電圧VL と等しくなる。よって、A点の電圧VA ,C点の電圧VC は、
A =I×R1 +VL
C =−I×R2 +VL
となる。これにより、電圧VA ,VC は各々の発熱抵抗体22,23の抵抗値に比例した値になることがわかる。
At this time, since the operational amplifier 352 is feedback-controlled by the second heating resistor 23, the ground between the − input terminal and the + input terminal is a virtual ground and is equipotential. That is, the voltage at point B is equal to the constant voltage V L at point L. Therefore, the voltage V A at point A and the voltage V C at point C are
V A = I × R 1 + V L
V C = −I × R 2 + V L
It becomes. Thus, it can be seen that the voltages V A and V C are proportional to the resistance values of the respective heating resistors 22 and 23.

よって、本実施の形態によれば、定電流Iを流すことにより、第1,2の発熱抵抗体22,23は発熱する。ここに、これらの発熱抵抗体22,23は大きな抵抗温度係数を持つため、環境温度や流体の温度や流体の流れにより抵抗値が変化する。この抵抗値の変化の範囲が各々約500〜750Ω程度の抵抗体を用い、一定電圧VL =0Vとし、定電流I=2mAとした場合、A点には1〜1.5Vの電圧が現われ、C点には−1〜−1.5Vの電圧が現われる。これらの電圧の変化から流体の流れを知ることができる。この結果、発熱抵抗体22,23を直列接続し、定電流を流す場合であっても、図27や図28の抵抗体332のようなゼロ電位点を持たせるための抵抗等を要せず、さらに低い電圧で回路を動作させることができる。 Therefore, according to the present embodiment, when the constant current I is supplied, the first and second heating resistors 22 and 23 generate heat. Here, since these heating resistors 22 and 23 have a large resistance temperature coefficient, the resistance value varies depending on the environmental temperature, the temperature of the fluid, and the flow of the fluid. When resistors whose resistance value changes are about 500 to 750Ω each, a constant voltage V L = 0 V and a constant current I = 2 mA, a voltage of 1 to 1.5 V appears at point A. , A voltage of −1 to −1.5 V appears at point C. The flow of fluid can be known from these voltage changes. As a result, even when the heating resistors 22 and 23 are connected in series and a constant current flows, there is no need for a resistor or the like for providing a zero potential point as in the resistor 332 in FIGS. The circuit can be operated at a lower voltage.

本発明の第十五の実施の形態を図30に基づいて説明する。本実施の形態の流量測定装置361では、抵抗体列313の両端間の電圧、即ち、A点の電圧VA とC点の電圧VC とを加算する加算手段である加算器362が付加されている。この加算器362は構成的には加算器342と同じであり、オペアンプ343とこのオペアンプ343に対する入力、帰還用の複数の抵抗体344〜347とにより構成されている。従って、加算器362から出力される加算電圧VK は、
K =−R6 ×(VA /R4 +VC /R5
となる。いま、VL =0V、抵抗体344,345の抵抗値を等しくすると、上式は、
K =−R6 /R4 ×{I×R1 +(−1)×R2
=−R6 /R4 ×I×(R1 −R2
となる。
A fifteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the flow rate measuring device 361 of the present embodiment, an adder 362 that is an adding means for adding the voltage across the resistor array 313, that is, the voltage V A at the point A and the voltage V C at the point C is added. ing. The adder 362 is structurally the same as the adder 342 and includes an operational amplifier 343 and a plurality of resistors 344 to 347 for input and feedback to the operational amplifier 343. Therefore, the addition voltage V K output from the adder 362 is
V K = −R 6 × (V A / R 4 + V C / R 5 )
It becomes. Now, if V L = 0V and the resistance values of the resistors 344 and 345 are equal, the above equation is
V K = −R 6 / R 4 × {I × R 1 + (− 1) × R 2 }
= −R 6 / R 4 × I × (R 1 −R 2 )
It becomes.

従って、電流Iを一定とすると、加算器362の加算出力VK は第1,2の発熱抵抗体22,23の抵抗値の差に比例した値となる。よって、この加算器362の出力により発熱抵抗体22,23の抵抗値の差の成分のみを抽出することができ、測定精度が向上する。 Therefore, if the current I is constant, the addition output V K of the adder 362 becomes a value proportional to the difference between the resistance values of the first and second heating resistors 22 and 23. Therefore, only the difference component between the resistance values of the heating resistors 22 and 23 can be extracted by the output of the adder 362, and the measurement accuracy is improved.

本発明の第十六の実施の形態を図31に基づいて説明する。本実施の形態の流量測定装置371では、図30に示した構成に加えて、A点と加算器362の+入力側との間に電圧フォロワによりインピーダンス変換手段372として機能するオペアンプ373が介在されている。   A sixteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the flow measurement device 371 of the present embodiment, in addition to the configuration shown in FIG. 30, an operational amplifier 373 functioning as impedance conversion means 372 is interposed between the point A and the + input side of the adder 362 by a voltage follower. ing.

このような構成において、まず、オペアンプ373がない場合(図30の構成の場合)を考察する。この場合、定電流源312からの電流Iの一部はA点から加算器362側に向い流れる。この分岐電流は加算器362の入力インピーダンスに依存するよって、A点から第1,2の発熱抵抗体22,23側へ流れる電流は定電流Iとはならず減ってしまう。また、A点の電圧VA は第1の発熱抵抗体22の抵抗値により変化する。A点の電圧VA が変化すると、A点から加算器362へ流れる電流も変化する。ここに、流量を正確に測定するためには、第1,2の発熱抵抗体22,23の抵抗値の変化を精密に測定する必要があるが、A点から加算器362へ漏れる電流の変化は第1,2の発熱抵抗体22,23の抵抗値の測定の誤差の一因となる。 In such a configuration, first, a case where there is no operational amplifier 373 (in the case of the configuration of FIG. 30) will be considered. In this case, a part of the current I from the constant current source 312 flows from the point A toward the adder 362 side. Since this branch current depends on the input impedance of the adder 362, the current flowing from the point A toward the first and second heating resistors 22 and 23 does not become the constant current I and decreases. Further, the voltage V A at the point A varies depending on the resistance value of the first heating resistor 22. When the voltage V A at the point A changes, the current flowing from the point A to the adder 362 also changes. Here, in order to accurately measure the flow rate, it is necessary to accurately measure the change in resistance value of the first and second heating resistors 22 and 23, but the change in current leaking from the point A to the adder 362 is required. Causes a measurement error of the resistance values of the first and second heating resistors 22 and 23.

この点、本実施の形態のように、加算器362の入力段にオペアンプ373を介在させることにより、このような不都合が回避される。即ち、インピーダンス変換手段372の入力インピーダンスはオペアンプ373の入力インピーダンスにより規定されるが、このオペアンプ373の入力インピーダンスは理想的には無限大であり、実際の製品においても、106 〜109 Ω程度のものが存在している。従って、例えば、第1の発熱抵抗体22の抵抗値としては103 Ω程度のものを用い、オペアンプ373には入力インピーダンスの大きいものを用いれば、A点からオペアンプ373側に流れる電流を無視できる程度に少なく抑えることができる。従って、第1,2の発熱抵抗体22,23に流れる電流Iに加算器362が与える影響をオペアンプ373の大きな入力インピーダンスによって低減させることができる。 In this regard, such an inconvenience is avoided by interposing the operational amplifier 373 in the input stage of the adder 362 as in the present embodiment. That is, the input impedance of the impedance converting means 372 is defined by the input impedance of the operational amplifier 373. The input impedance of the operational amplifier 373 is ideally infinite, and even in an actual product, about 10 6 to 10 9 Ω. Things exist. Therefore, for example, if the resistance value of the first heating resistor 22 is about 10 3 Ω and the operational amplifier 373 has a large input impedance, the current flowing from the point A to the operational amplifier 373 can be ignored. Can be reduced to a small extent. Therefore, the influence of the adder 362 on the current I flowing through the first and second heating resistors 22 and 23 can be reduced by the large input impedance of the operational amplifier 373.

本発明の第十七の実施の形態を図32に基づいて説明する。本実施の形態の流量測定装置381は、図示例からもわかるように、構成的には図31に示した流量測定装置371の場合と全く同様であるが、この構成に用いられている3つのオペアンプ343,352,373が同じシリコンウエハ上に形成されて同じパッケージに封入されたものが用いられている点を特徴としている。具体的には、BURR‐BROWN社製のOPA404や、LINEAR TECHNOLOGY社製のLT1179のような4回路入りオペアンプの内3回路分をオペアンプ343,352,373として用いることにより容易に実現できる。この場合、加算器362における抵抗体344,345,346の抵抗値は等しくする。
このような同一パッケージのオペアンプを用いるのはオペアンプに存在するオフセット電圧を考慮したためである。即ち、オペアンプにはオフセット電圧が存在し、仮想接地動作状態にあっても、現実には−入力端子と+入力端子との間を同一電圧にするのは難しい。そこで、オペアンプのオフセット電圧を考える。3つのオペアンプ343,352,373のオフセット電圧を各々VO1,VO2,VO3とすると、接続点であるB点の電圧VB は、
B =−VO1
となる。ここに、定電流源312から電流Iが流れると、A点及びC点の電圧VA ,VC は、
A =VB +I×R1 =I×R1 −VO1
C =VB −I×R2 =−I×R2 −VO1
となる。オペアンプ373の出力電圧VA′ は、
A′ =VA −VO2
=I×R1 −VO1−VO2
となる。
The seventeenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As can be seen from the illustrated example, the flow measurement device 381 of the present embodiment is structurally the same as the flow measurement device 371 shown in FIG. 31, but the three flow measurement devices used in this configuration are the same. The operational amplifiers 343, 352, and 373 are formed on the same silicon wafer and sealed in the same package. Specifically, it can be easily realized by using three operational amplifiers as four operational amplifiers 343, 352, and 373 such as OPA404 manufactured by BURR-BROWN and LT1179 manufactured by LINEAR TECHNOLOGY. In this case, the resistance values of the resistors 344, 345, and 346 in the adder 362 are made equal.
The reason why such an operational amplifier of the same package is used is that an offset voltage existing in the operational amplifier is taken into consideration. That is, there is an offset voltage in the operational amplifier, and it is actually difficult to set the same voltage between the −input terminal and the + input terminal even in the virtual ground operation state. Therefore, consider the offset voltage of the operational amplifier. Assuming that the offset voltages of the three operational amplifiers 343, 352, and 373 are V O1 , V O2 , and V O3 , the voltage V B at the connection point B is
V B = −V O1
It becomes. When the current I flows from the constant current source 312, the voltages V A and V C at the points A and C are
V A = V B + I × R 1 = I × R 1 −V O1
V C = V B −I × R 2 = −I × R 2 −V O1
It becomes. The output voltage V A ′ of the operational amplifier 373 is
V A '= V A -V O2
= I × R 1 −V O1 −V O2
It becomes.

ここでは、抵抗体344,345,346の抵抗値は等しいので、R4 =R5 =R6 =Rとすると、加算器362から出力される加算電圧VK は、
K =VO3−{(VA′ −VO3)/R+(VC −VO3)/R}×R
=−3×VO3−VA′ −VC
=−3×VO3+2×VO1+VO2−I×(R2 −R1
となる。つまり、第1,2の発熱抵抗体22,23の抵抗値の差成分の他にオペアンプ343,352,373のオフセット電圧VO1,VO2,VO3成分が加算電圧VK 中に残ってしまう。
Here, since the resistance values of the resistors 344, 345, and 346 are equal, when R 4 = R 5 = R 6 = R, the added voltage V K output from the adder 362 is
V K = V O3 − {(V A ′ −V O3 ) / R + (V C −V O3 ) / R} × R
= -3 × V O3 −V A ′ −V C
= −3 × V O3 + 2 × V O1 + V O2 −I × (R 2 −R 1 )
It becomes. That is, the offset voltage V O1 , V O2 , V O3 components of the operational amplifiers 343, 352, 373 other than the difference component of the resistance values of the first and second heating resistors 22, 23 remain in the added voltage V K. .

例えば、LINEAR TECHNOLOGY社製のLT1179の場合、環境温度25℃において100μV程度のオフセット電圧を生ずることがある。さらに、オフセット電圧は環境温度や経時的な影響を受けても変化してしまう。   For example, in the case of LT1179 manufactured by LINEAR TECHNOLOGY, an offset voltage of about 100 μV may be generated at an environmental temperature of 25 ° C. Furthermore, the offset voltage changes even if it is affected by the environmental temperature and the time.

この点、3つのオペアンプ343,352,373のオフセット電圧が等しく、VO1=VO2=VO3=VO であるとすると、上式は、
K =−I×(R2 −R1
となり、オフセット電圧の影響を受けなくなる。
In this regard, if the offset voltages of the three operational amplifiers 343, 352, and 373 are equal and V O1 = V O2 = V O3 = V O ,
V K = −I × (R 2 −R 1 )
Thus, it is not affected by the offset voltage.

ここに、完全に等しいオフセット電圧を持つオペアンプを作製するのは極めて困難であるが、同じシリコンウエハ上に形成されたものを用いればオフセット電圧が極めて近似したものを揃えることができる。例えば、前述したBURR‐BROWN社製のOPA404や、LINEAR TECHNOLOGY社製のLT1179のような4回路入りオペアンプの内3回路分をオペアンプ343,352,373として用いれば、オペアンプ間のオフセット電圧の違いを最小にすることができる。特に、同一パッケージに封入されたものを用いれば、3つのオペアンプ343,352,373を熱的にも同じ状態にすることができる。この結果、オフセット電圧の温度変化に対しても3つのオペアンプ343,352,373のオフセット電圧の変化を同じ傾向に揃えることができ、第1,2の発熱抵抗体22,23の抵抗値測定に与えるオフセット電圧の影響を最小にすることができる。   Here, it is very difficult to produce operational amplifiers having completely the same offset voltage, but if those formed on the same silicon wafer are used, it is possible to prepare the ones having very close offset voltages. For example, if three circuits of four operational amplifiers such as the above-mentioned BUPA-BROWN OPA404 or LINEAR TECHNOLOGY LT1179 are used as the operational amplifiers 343, 352, 373, the difference in offset voltage between the operational amplifiers Can be minimized. In particular, if the ones enclosed in the same package are used, the three operational amplifiers 343, 352, and 373 can be thermally brought into the same state. As a result, the change in offset voltage of the three operational amplifiers 343, 352, and 373 can be arranged in the same tendency with respect to the temperature change in the offset voltage, and the resistance values of the first and second heating resistors 22 and 23 can be measured. The effect of the applied offset voltage can be minimized.

なお、実施する上では、例示した2つのIC商品例に限らず、かつ、オペアンプICにも限らず、図示の如く回路全体をシリコンウエハ上に作製して同一のパッケージに封入するようにしたものであってもよい。   In implementation, the circuit is not limited to the two illustrated IC product examples and is not limited to the operational amplifier IC, and the entire circuit is fabricated on a silicon wafer and enclosed in the same package as shown in the figure. It may be.

本発明の実施の第十八の形態を図33に基づいて説明する。本実施の形態の流量測定装置391は、例えば図32に示した構成の流量測定装置381に適用されており、この流量測定装置381の回路382を動作させるための電池等による電源392が設けられ、この電源392から前記回路382への電力供給を断続するスイッチ手段としてスイッチ393が設けられている。このスイッチ393は外部から制御回路によって自動的に任意の時点で任意に開閉し得るものである。   The eighteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The flow rate measuring device 391 of the present embodiment is applied to, for example, the flow rate measuring device 381 having the configuration shown in FIG. 32, and a power source 392 such as a battery for operating the circuit 382 of the flow rate measuring device 381 is provided. A switch 393 is provided as switch means for intermittently supplying power from the power source 392 to the circuit 382. This switch 393 can be opened and closed automatically at an arbitrary time by a control circuit from the outside.

このような構成において、流量を測定する場合には、スイッチ393を閉じて電源392から電力を回路382へ供給する。これにより、回路382は前述したような動作を行うことができ、第1,2の発熱抵抗体22,23へは電流が供給される。一方、流量を測定する必要がない時にはスイッチ393を開放させることにより電源392から回路382への電力の供給を止める。これにより、回路382は動作できなくなり、第1,2の発熱抵抗体22,23へも電流が流れなくなる。このように、流量測定を行う必要がない時には電流値をゼロにすることで無駄に消費する電力を低減させることができる。特に、電源392を電池とする場合においては、電池交換なしで測定動作を行わせ得る期間を長くすることができる。   In such a configuration, when measuring the flow rate, the switch 393 is closed and power is supplied from the power source 392 to the circuit 382. As a result, the circuit 382 can perform the operation as described above, and a current is supplied to the first and second heating resistors 22 and 23. On the other hand, when it is not necessary to measure the flow rate, the power supply from the power source 392 to the circuit 382 is stopped by opening the switch 393. As a result, the circuit 382 cannot operate, and no current flows to the first and second heating resistors 22 and 23. In this way, when it is not necessary to perform flow rate measurement, it is possible to reduce wasteful power consumption by setting the current value to zero. In particular, when the power source 392 is a battery, the period during which the measurement operation can be performed without battery replacement can be extended.

なお、測定を行う必要がない場合に第1,2の発熱抵抗体22,23へ流す電流をゼロとするために回路382への電力供給をスイッチ393で断つようにしたが、定電流源312から抵抗体列313への接続経路を断つことにより、この電流をゼロとするようにしてもよい。また、本実施の形態が適用される回路382としては、図32に示したような回路に限らず、前述した第十ないし第十六の何れの実施の形態であっても同様に適用し得る。   Note that the power supply to the circuit 382 is cut off by the switch 393 in order to make the current flowing to the first and second heating resistors 22 and 23 zero when there is no need to perform the measurement. This current may be made zero by cutting the connection path from the resistor to the resistor row 313. The circuit 382 to which this embodiment is applied is not limited to the circuit as shown in FIG. 32, and any of the tenth to sixteenth embodiments described above can be applied in the same manner. .

本発明の第一の実施の形態の流量測定装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the flow volume measuring apparatus of 1st embodiment of this invention. 第1,2の発熱抵抗体の流量による発熱温度の変化を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the change of the heat generation temperature by the flow volume of the 1st, 2nd heat generating resistor. 流量の算出結果と実際の流量との関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between the calculation result of flow volume, and actual flow volume. 一変形例の流量測定装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the flow measuring device of one modification. 本発明の第二の実施の形態の流量測定装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the flow volume measuring apparatus of 2nd embodiment of this invention. 本発明の第三の実施の形態の流量測定装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the flow volume measuring apparatus of 3rd embodiment of this invention. 本発明の第四の実施形態の流量測定装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the flow volume measuring apparatus of 4th embodiment of this invention. 本発明の第五の実施の形態の流量測定装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the flow volume measuring apparatus of 5th embodiment of this invention. 第一の変形例の流量測定装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the flow volume measuring apparatus of a 1st modification. 第二の変形例の流量測定装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the flow volume measuring apparatus of a 2nd modification. 本発明の第六の実施の形態の流量測定装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the flow volume measuring apparatus of the 6th Embodiment of this invention. 流体の流量の変化と第1,2の発熱抵抗体の両端電圧の変化との関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between the change of the flow volume of a fluid, and the change of the both-ends voltage of the 1st, 2nd heating resistor. 流体の流量の変化と測定結果との関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between the change of the flow volume of a fluid, and a measurement result. 3種類の温度での流量の測定結果を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the measurement result of the flow volume in three types of temperatures. 3種類の温度での流量の測定結果を所定の乗数で補正した状態を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the state which correct | amended the measurement result of the flow volume in three types of temperature with the predetermined multiplier. 乗数を変更した状態を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the state which changed the multiplier. さらに乗数を変更した状態を示す特性図である。Furthermore, it is a characteristic view which shows the state which changed the multiplier. さらに乗数を変更した状態を示す特性図である。Furthermore, it is a characteristic view which shows the state which changed the multiplier. 本発明の第七の実施の形態の流量測定装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the flow measuring device of 7th Embodiment of this invention. 本発明の第八の実施の形態の流量測定装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the flow measuring device of 8th Embodiment of this invention. 本発明の第九の実施の形態の流量測定装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the flow measuring apparatus of 9th Embodiment of this invention. 本発明の第十の実施の形態の流量測定装置を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the flow volume measuring apparatus of 10th Embodiment of this invention. 検討のための構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure for examination. その測定結果を示すVdu−Iu 特性図である。It is a Vdu-Iu characteristic figure which shows the measurement result. その条件を変えた場合の測定結果を示すVdu−Iu 特性図である。It is a Vdu-Iu characteristic figure which shows the measurement result at the time of changing the conditions. 本発明の第十一の実施の形態の流量測定装置を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the flow measuring device of 11th Embodiment of this invention. 本発明の第十二の実施の形態の流量測定装置を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the flow volume measuring apparatus of 12th embodiment of this invention. 本発明の第十三の実施の形態の流量測定装置を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the flow volume measuring apparatus of 13th embodiment of this invention. 本発明の第十四の実施の形態の流量測定装置を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the flow volume measuring apparatus of 14th embodiment of this invention. 本発明の第十五の実施の形態の流量測定装置を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the flow volume measuring apparatus of 15th embodiment of this invention. 本発明の第十六の実施の形態の流量測定装置を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the flow volume measuring apparatus of 16th embodiment of this invention. 本発明の第十七の実施の形態の流量測定装置を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the flow volume measuring apparatus of 17th embodiment of this invention. 本発明の第十八の実施の形態の流量測定装置を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the flow volume measuring apparatus of 18th embodiment of this invention. 第1の従来例の流量測定装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the flow volume measuring apparatus of a 1st prior art example. 第2の従来例の流量測定装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the flow volume measuring apparatus of the 2nd prior art example. 第3の従来例の流量測定装置を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the flow volume measuring apparatus of a 3rd prior art example. 第4の従来例の流量測定装置を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the flow volume measuring apparatus of a 4th prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

22 第1の発熱抵抗体
23 第2の発熱抵抗体
24 第1の測定手段
25 第2の測定手段
26 第1の給電手段
27 第2の給電手段
36 減算処理手段
122 第1の発熱抵抗体
123 第2の発熱抵抗体
124,125 給電手段
126,127 温度測定手段
133,142 除算処理手段(演算処理手段)
152 駆動電源(給電手段)
163 電流検出手段
164,165 温度測定手段,抵抗測定手段
172 第3の抵抗体
173 第3の給電手段
174 第3の測定手段
182 給電手段
183 抵抗記憶手段
192,193 給電手段
196,197 電流検出手段
205,206 温度測定手段
207 第3の測定手段
228 A/D変換器
230 係数乗算手段
231 減算処理手段
232 除算処理手段
242 係数乗算手段
243 加算処理手段
244 乗算処理手段
252 第1の給電手段
253 第2の給電手段
254 第1の測定手段
255 第2の測定手段
256 減算処理手段
257 m乗処理手段
258 n乗処理手段
259 乗算処理手段
262 デジタル加算手段
263 m乗処理手段
312 定電流源
313,333 抵抗体列
338 定電流源
342 加算手段
362 加算手段
393 スイッチ手段
314 第1の電圧測定手段
315 第2の電圧測定手段
322 減算手段
342 加算手段
343 オペアンプ
352 オペアンプ
362 加算手段
372 インピーダンス変換手段
373 オペアンプ

22 First heating resistor 23 Second heating resistor 24 First measuring means 25 Second measuring means 26 First feeding means 27 Second feeding means 36 Subtraction processing means 122 First heating resistor 123 Second heating resistor 124, 125 Power supply means 126, 127 Temperature measuring means 133, 142 Division processing means (arithmetic processing means)
152 Drive power supply (power supply means)
163 Current detection means 164, 165 Temperature measurement means, resistance measurement means 172 Third resistor 173 Third power supply means 174 Third measurement means 182 Power supply means 183 Resistance storage means 192, 193 Power supply means 196, 197 Current detection means 205, 206 Temperature measurement means 207 Third measurement means 228 A / D converter 230 Coefficient multiplication means 231 Subtraction processing means 232 Division processing means 242 Coefficient multiplication means 243 Addition processing means 244 Multiplication processing means 252 First power supply means 253 First Second power supply means 254 First measurement means 255 Second measurement means 256 Subtraction processing means 257 m-th power processing means 258 n-th power processing means 259 Multiplication processing means 262 Digital addition means 263 m-th power processing means 312 Constant current sources 313 and 333 Resistor array 338 Constant current source 342 Adder 362 Adder 393 Switch means 314 First voltage measurement means 315 Second voltage measurement means 322 Subtraction means 342 Addition means 343 Operational amplifier 352 Operational amplifier 362 Addition means 372 Impedance conversion means 373 Operational amplifier

Claims (3)

流体の流路に配置される抵抗温度係数が大きい第1の発熱抵抗体と、
この第1の発熱抵抗体の下流に配置される抵抗温度係数が大きい第2の発熱抵抗体と、
前記第1の発熱抵抗体に電圧可変で電流一定の電力を供給する第1の給電手段と、
前記第2の発熱抵抗体に電圧可変で電流一定の電力を供給する第2の給電手段と、
前記第1の発熱抵抗体の両端電圧を測定する第1の測定手段と、
前記第2の発熱抵抗体の両端電圧を測定する第2の測定手段と、
前記第1の測定手段の測定電圧に所定の補正係数を乗算する係数乗算手段と、
その乗算結果を前記第2の測定手段の測定電圧から減算する減算処理手段と、
その減算結果を前記第1の測定手段の測定電圧で除算する除算処理手段と、
を備えることを特徴とする流量測定装置。
A first heating resistor having a large resistance temperature coefficient disposed in the fluid flow path;
A second heating resistor having a large resistance temperature coefficient disposed downstream of the first heating resistor;
First power supply means for supplying electric power with constant voltage and constant current to the first heating resistor;
A second power supply means for supplying a constant current with a variable voltage to the second heating resistor;
First measuring means for measuring a voltage across the first heating resistor;
Second measuring means for measuring a voltage across the second heating resistor;
Coefficient multiplication means for multiplying the measurement voltage of the first measurement means by a predetermined correction coefficient;
Subtraction processing means for subtracting the multiplication result from the measurement voltage of the second measurement means;
Division processing means for dividing the subtraction result by the measurement voltage of the first measurement means;
A flow rate measuring device comprising:
係数乗算手段は、所定温度で流量“0”の基準状態での第2の発熱抵抗体の抵抗値を第1の発熱抵抗体の抵抗値で除算した結果の数値が補正係数として設定されていることを特徴とする請求項1記載の流量測定装置。In the coefficient multiplying means, a numerical value obtained as a result of dividing the resistance value of the second heating resistor in the reference state of the flow rate “0” at a predetermined temperature by the resistance value of the first heating resistor is set as a correction coefficient. The flow rate measuring apparatus according to claim 1. 係数乗算手段は、所定温度で流量“0”の基準状態での第2の測定手段の測定電圧を第1の測定手段の測定電圧で除算した結果の数値が補正係数として設定されていることを特徴とする請求項1記載の流量測定装置。The coefficient multiplier means that the numerical value resulting from dividing the measurement voltage of the second measurement means by the measurement voltage of the first measurement means in the reference state of the flow rate “0” at the predetermined temperature is set as the correction coefficient. The flow rate measuring device according to claim 1, wherein
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