JPH0654322B2 - Gas rate sensor - Google Patents
Gas rate sensorInfo
- Publication number
- JPH0654322B2 JPH0654322B2 JP62128372A JP12837287A JPH0654322B2 JP H0654322 B2 JPH0654322 B2 JP H0654322B2 JP 62128372 A JP62128372 A JP 62128372A JP 12837287 A JP12837287 A JP 12837287A JP H0654322 B2 JPH0654322 B2 JP H0654322B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- rate sensor
- container
- bridge circuit
- gas rate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、センサ本体にレート(角速度)が加えられ
た時に一対の熱線の放熱状態が変化することを利用して
前記レートを検出するガスレートセンサに関するもので
ある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of use] The present invention utilizes a fact that when a rate (angular velocity) is applied to the sensor body, the heat radiation state of a pair of heat rays changes to detect the rate. The present invention relates to a rate sensor.
第4図はこの種の従来のガスレートセンサの構造を示す
断面図である(実開昭58−17559号公報参照)。
図において、1はヘリウムあるいはその混合物などレー
ト検出用のガス2が封入された密閉容器で、外周全体に
金属抵抗線で形成したヒータ3が絶縁被覆4を介して巻
回されており、内部が恒温槽となっている。この密閉容
器1内には上記ガス2の他に、細い金属線でできた一対
の熱線5がセラミックディスク6に張架されて配置され
ており、該ディスク6には熱線5を張架するための金属
支柱が一定間隔で埋設され、熱線5を通過したガス2が
通り抜ける孔が穿設されている。また密閉容器1内には
ガス2を一定方向に整流させるポンプ7も配置されてい
る。このポンプ7は圧電素子を金属板に張り合わせたも
ので、小さな孔が一ケ所あいており、交流電圧が印加さ
れると振動してその小さな孔からガス2が吸気・排気を
繰り返し、ガス2が一定方向に循環するようになってい
る。8は上記セラミックディスク6を固定しているアル
ミニウム製のホルダで、ポンプ室カバー9を支持してお
り、一端側は乱流状態のガス2を層流に整流するノズル
10が装着され、他端側は固定用リング11と当接して
いる。12はガス2の排気管、13は密閉容器1のフラ
ンジ部にリング状リブをプロジェクション溶接したハー
メチックベースで、ハーメチックシール加工により例え
ば9ピンの導入端子14が埋込まれており、この導入端
子14と上記熱線5のリード端子15が接続され、セン
サ本体の内と外が電気的に連結されている。また排気管
12は密閉容器1内をガス置換するための排気及びガス
封入口となり、ガス2の封入後溶接あるいは圧接等によ
り封止される。FIG. 4 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional gas rate sensor of this type (see Japanese Utility Model Laid-Open No. 58-17559).
In the figure, 1 is a closed container in which a gas 2 for rate detection such as helium or a mixture thereof is enclosed. A heater 3 formed of a metal resistance wire is wound around an entire outer periphery through an insulating coating 4, and the inside is It is a constant temperature bath. In addition to the gas 2 described above, a pair of heating wires 5 made of thin metal wires are stretched and arranged on the ceramic disk 6 in the closed container 1. In order to suspend the heating wires 5 on the disk 6. Of the metal columns are buried at regular intervals, and holes through which the gas 2 passing through the heating wire 5 passes are bored. A pump 7 for rectifying the gas 2 in a fixed direction is also arranged in the closed container 1. This pump 7 is made by laminating a piezoelectric element on a metal plate, and has a small hole at one place. When an AC voltage is applied, the pump 7 vibrates and gas 2 repeatedly inhales and exhausts from the small hole. It circulates in a fixed direction. Reference numeral 8 denotes an aluminum holder for fixing the ceramic disk 6, which supports a pump chamber cover 9, and has one end on which a nozzle 10 for rectifying the turbulent gas 2 into a laminar flow is mounted, and the other end. The side is in contact with the fixing ring 11. Reference numeral 12 is an exhaust pipe for gas 2, 13 is a hermetic base in which a ring-shaped rib is projection-welded to the flange portion of the closed container 1, and an introduction terminal 14 of, for example, 9 pins is embedded by a hermetic sealing process. Is connected to the lead terminal 15 of the heating wire 5, and the inside and outside of the sensor body are electrically connected. Further, the exhaust pipe 12 serves as an exhaust and gas filling port for replacing the gas in the closed container 1, and is sealed by welding or pressure welding after filling the gas 2.
第5図は上記構成のガスレートセンサの系統別構成を示
すブロック図である。密閉容器1内には、ガス2、熱線
5及びポンプ7などのレート検出系A、その検出信号を
電気信号に変換するブリッジ回路を有した信号変換系
B、変換された信号の増幅系Cなどが設けられている。
また容器外には、上記熱線5を駆動する熱線電源系D、
ポンプ7を駆動するポンプ駆動系E、ヒータ3の温度制
御を行って容器内を一定温度の恒温槽にするヒータ温度
制御系F、上記各系に電源を供給する電源系Gなどが設
けられている。FIG. 5 is a block diagram showing a system-specific configuration of the gas rate sensor having the above configuration. Inside the closed container 1, a rate detection system A such as the gas 2, the heat ray 5 and the pump 7, a signal conversion system B having a bridge circuit for converting the detection signal into an electric signal, an amplification system C for the converted signal, etc. Is provided.
Further, outside the container, a heat ray power supply system D for driving the heat ray 5 is provided.
A pump drive system E for driving the pump 7, a heater temperature control system F for controlling the temperature of the heater 3 to make the interior of the container a constant temperature bath, a power supply system G for supplying power to each system, and the like are provided. There is.
次に動作について説明する。熱線5は常に一定の電流が
流れて加熱されており、センサ本体にレートが加わって
いない時には一定な層流ガス2により均一に冷却され
る。センサ本体にレートが加えられると、コリオリの力
により密閉容器1内のガス2に偏りが発生し、一対の熱
線5の放熱状態に変化が生じる。この変化は熱線5の温
度変化となって表われ、更に、該熱線5をそれぞれ一辺
とするブリッジ回路により電気信号に変換され、レート
出力として取出される。そして、このレート出力により
自動車などの走行位置が検出され、方向センサとしての
機能が果される。Next, the operation will be described. The hot wire 5 is always heated by a constant electric current, and is uniformly cooled by the constant laminar gas 2 when the rate is not applied to the sensor body. When a rate is applied to the sensor body, the gas 2 in the closed container 1 is biased by the Coriolis force, and the heat radiation state of the pair of heating wires 5 changes. This change appears as a change in the temperature of the heating wire 5, and is further converted into an electric signal by a bridge circuit having the heating wire 5 as one side, and taken out as a rate output. Then, the traveling position of the automobile or the like is detected by this rate output, and the function as a direction sensor is fulfilled.
しかしながら従来のガスレートセンサにあっては、密閉
容器1内の各部品の温度依存性によって、電源投入後容
器内温度が安定するまでのウオームアップ時間が長く、
またその各部品の温度バランスが周囲温度により変化す
るのでオフセット電圧が変動し易く、更に長時間放置し
ておくと電子部品や回路基板が吸湿してインピーダンス
に変化が生じ、特性が安定しないという問題点があっ
た。However, in the conventional gas rate sensor, due to the temperature dependence of each component in the closed container 1, the warm-up time until the temperature inside the container becomes stable after the power is turned on is long,
In addition, since the temperature balance of each component changes depending on the ambient temperature, the offset voltage tends to fluctuate, and if left for a long time, the electronic components and the circuit board absorb moisture to change the impedance and the characteristics become unstable. There was a point.
この発明は、このような問題点に着目してなされたもの
で、電源投入後のウオームアップ時間が短かく、周囲温
度に対するオフセット電圧が安定し、また長時間放置後
においても特性が安定したガスレートセンサを提供する
ものである。The present invention has been made in view of these problems, and has a short warm-up time after power-on, stable offset voltage with respect to ambient temperature, and stable gas characteristics even after being left for a long time. A rate sensor is provided.
この発明のガスレートセンサは、ガスが封入された密閉
容器内に一対の熱線を配置すると共に、この一対の熱線
をそれぞれ一辺としてブリッジ回路を構成する抵抗体を
設け、センサ本体にレートが加えられた時、前記ガスの
流れにより熱線に発生する温度変化を該熱線の抵抗値変
化としてとらえ、前記ブリッジ回路の出力電気信号の変
化に変換して前記レートを検出するものにおいて、前記
ブリッジ回路を構成する抵抗体を前記一対の熱線と同一
の密閉容器内に設けたものである。In the gas rate sensor of the present invention, a pair of heat wires are arranged in a hermetically sealed container in which gas is enclosed, and a resistor forming a bridge circuit is provided with each of the pair of heat wires as one side, and a rate is applied to the sensor body. When the temperature change generated in the heat wire due to the flow of the gas is detected as a change in the resistance value of the heat wire and is converted into a change in the output electric signal of the bridge circuit to detect the rate, the bridge circuit is configured. The resistor is provided in the same sealed container as the pair of heating wires.
この発明のガスレートセンサにおいては、一対の熱線と
ブリッジ回路を構成する抵抗体がその熱線と同一の密閉
容器内に設けられているので、密閉容器内の温度が速く
安定し、周囲温度の影響を受けにくく、また長時間放置
しても各部品インピーダンス変化は少ない。In the gas rate sensor of the present invention, since the pair of heat rays and the resistor forming the bridge circuit are provided in the same closed vessel as the heat rays, the temperature in the closed vessel is stable quickly, and the influence of ambient temperature It is hard to receive, and the impedance change of each part is small even if left for a long time.
第1図はこの発明の一実施例を示す断面図であり、従来
の第4図と同一符号は同一構成要素を示している。図
中、1は内部が恒温槽となる密閉容器、2は容器内に封
入されたガス、3はヒータ、4は絶縁被覆、5は一対の
熱線、6は熱線5を支持するセラミックディスク、7は
ガス2を循環させるポンプ、8は熱線5及びポンプ7な
どを保持するホルダ、9はポンプ室カバー、10はガス
2を噴出するノズル、11はホルダ8の固定用リング、
12は排気管、13は容器内を密封しているハーメチッ
クベース、14は導入端子、15は熱線5のリード端子
で、導入端子14と接続されている。16は上記一対の
熱線5をそれぞれ一辺としてブリッジ回路を構成する抵
抗体R1,R2などが実装された回路基板で、密閉容器
1内の熱線5と同一雰囲気内に配置されており、ガス2
の流れを乱さないスペースに配設されている。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention, and the same reference numerals as those in FIG. 4 of the prior art indicate the same constituent elements. In the figure, 1 is a hermetically sealed container having an internal thermostatic chamber, 2 is a gas enclosed in the container, 3 is a heater, 4 is an insulating coating, 5 is a pair of heating wires, 6 is a ceramic disk for supporting the heating wires 5, 7 Is a pump for circulating the gas 2, 8 is a holder for holding the heating wire 5, the pump 7, etc., 9 is a pump chamber cover, 10 is a nozzle for ejecting the gas 2, 11 is a fixing ring for the holder 8,
Reference numeral 12 is an exhaust pipe, 13 is a hermetic base that seals the inside of the container, 14 is an introduction terminal, and 15 is a lead terminal of the heating wire 5, which is connected to the introduction terminal 14. Reference numeral 16 is a circuit board on which resistors R 1 and R 2 that form a bridge circuit with the pair of heat wires 5 as one side are mounted, and are arranged in the same atmosphere as the heat wires 5 in the closed container 1, Two
It is arranged in a space that does not disturb the flow of.
第2図は系統別の構成を示すブロック図であり、図示の
ように密閉容器1内(センサ本体内)のレート検出系A
の中に信号変換系B及び他の系の一部、例えば増幅系C
の一部が組込まれている。FIG. 2 is a block diagram showing the constitution of each system, and as shown in the figure, the rate detection system A in the closed container 1 (in the sensor body).
A signal conversion system B and a part of another system, for example, an amplification system C.
Part of is incorporated.
また第3図は回路基板16上に構成された信号変換系B
の詳細を示す回路構成図である。前述したように、一対
の熱線5をそれぞれ一辺(R,L)としてブリッジ回路
が抵抗体R1,R2によって構成されている。またオフ
セット電圧調整用の抵抗体R3及び可変抵抗体VRが設
けられ、更に増幅系Cからの漏れ電流を打ち消し合うた
めの上記ブリッジ回路に対応する等価抵抗体R4及びノ
イズ除去用コンデンサC1,C2が設けられている。Further, FIG. 3 shows a signal conversion system B formed on the circuit board 16.
3 is a circuit configuration diagram showing details of FIG. As described above, the bridge circuit is composed of the resistors R 1 and R 2 with the pair of heating wires 5 as one side (R, L). Further, a resistor R 3 for adjusting the offset voltage and a variable resistor VR are provided, and further, an equivalent resistor R 4 and a noise removing capacitor C 1 corresponding to the bridge circuit for canceling leakage currents from the amplification system C are provided. , C 2 are provided.
上記のように構成されたガスレートセンサにおいて、セ
ンサ本体にレートが加えられると、従来と同様熱線5に
温度変化が生じ、この変化分は第3図に示したブリッジ
回路により電気信号に変換される。そして、この電気信
号が増幅されて出力され、上記レートに応じて検出信号
を得ることができる。In the gas rate sensor configured as described above, when a rate is applied to the sensor body, a temperature change occurs in the heating wire 5 as in the conventional case, and this change amount is converted into an electric signal by the bridge circuit shown in FIG. It Then, this electric signal is amplified and output, and a detection signal can be obtained in accordance with the above rate.
ここで、上記ブリッジ回路など信号変換系Bはレート検
出系Aと同一の雰囲気内に設けられているので、密閉容
器1内の各部品の温度依存性による影響は極くわずかな
ものとなっている。即ち、回路基板16上の各部品はそ
れぞれ温度依存性を有しており、本実施例のように微小
変化を検出する場合にはそれが不安定要因となってい
る。しかし、それらの各部品をレート検出系Aと同一の
雰囲気内に収納することにより、各部品の温度変化を同
一条件の変化範囲に留めることができ、上記不安定要因
を取り除くことが可能となる。本実施例では、上記各部
品をガス2が封入された密閉容器1内に配置してガス2
の温度とのバランスをとるようにしてある。この時、回
路基板16等を比較的良好な熱伝導性を有した材料で形
成し、また密閉容器1と熱伝導性の良い材料で熱的に結
合すれば、最低限の熱抵抗を有するようなマウント構造
となる。このような構造により、同一の温度条件が満足
され、安定性の高い特性が得られると共に、電源投入時
からのウオームアップ時間が最小限に抑えられ、従来と
比較して約1/3〜1/4程度に短縮される。また周囲温度の
変動に対してオフセット電圧などの安定度が増し、長時
間放置した後でも特性が安定したものとなる。Here, since the signal conversion system B such as the bridge circuit is provided in the same atmosphere as the rate detection system A, the influence of the temperature dependence of each component in the closed container 1 is extremely small. There is. That is, each component on the circuit board 16 has temperature dependency, which becomes an unstable factor when detecting a minute change as in the present embodiment. However, by storing each of these parts in the same atmosphere as that of the rate detection system A, the temperature change of each part can be kept within the change range of the same condition, and the instability factor can be eliminated. . In this embodiment, the above components are placed in a closed container 1 in which a gas 2 is enclosed and the gas 2
I try to balance it with the temperature. At this time, if the circuit board 16 and the like are made of a material having a relatively good thermal conductivity and are thermally coupled to the closed container 1 with a material having a good thermal conductivity, the circuit board 16 and the like have a minimum thermal resistance. It has a simple mounting structure. With such a structure, the same temperature conditions are satisfied, highly stable characteristics are obtained, and the warm-up time from power-on is minimized. It is shortened to about / 4. Further, the stability of offset voltage and the like increases with respect to fluctuations in ambient temperature, and the characteristics become stable even after being left for a long time.
なお、この発明のガスレートセンサは、例えば自動車あ
るいは特殊車両用慣性航法装置における走行位置検出装
置、無人搬送車あるいは自走式ロボットの誘導装置、移
動あるいは変位する物体の運動、姿勢制御装置、また各
種計測用機器などの方向検出センサとして使用すること
が可能である。The gas rate sensor of the present invention is, for example, a traveling position detecting device in an inertial navigation device for an automobile or a special vehicle, an unmanned guided vehicle or a guiding device for a self-propelled robot, a motion or attitude control device for a moving or displacing object, It can be used as a direction detection sensor for various measuring devices.
以上説明したように、この発明によれば、熱線からの検
出信号を電気信号に変換する信号変換系の回路部品を熱
線と同一の密閉容器内に配置したため、電源投入後のウ
オームアップ時間が短かくなり、周囲温度に対するオフ
セット電圧が安定し、また長時間放置後においても特性
が安定するという効果が得られる。As described above, according to the present invention, since the circuit components of the signal conversion system that converts the detection signal from the heat ray into the electric signal are arranged in the same sealed container as the heat ray, the warm-up time after power-on is short. Thus, the effect that the offset voltage with respect to the ambient temperature is stable and the characteristics are stable even after being left for a long time is obtained.
第1図はこの発明の一実施例を示す断面図、第2図はそ
の系統別の構成を示すブロック図、第3図は第2図の信
号変換系の詳細を示す回路構成図、第4図は従来のガス
レートセンサの構造を示す断面図、第5図はその系統別
の構成を示すブロック図である。 1……密閉容器 2……ガス 5……熱線 7……ポンプ 10……ノズル 16……回路基板 R1,R2……抵抗体FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing the constitution of each system, FIG. 3 is a circuit constitution diagram showing the details of the signal conversion system of FIG. FIG. 5 is a sectional view showing the structure of a conventional gas rate sensor, and FIG. 5 is a block diagram showing the structure of each system. 1 ...... sealed container 2 ...... gas 5 ...... hot wire 7 ...... pump 10 ...... nozzle 16 ...... circuit board R 1, R 2 ...... resistor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 治 東京都府中市押立町1−35−1 (56)参考文献 特開 昭58−37566(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Osamu Matsumoto 1-35-1, Oshidate-cho, Fuchu-shi, Tokyo (56) Reference JP-A-58-37566 (JP, A)
Claims (3)
を配置すると共に、この一対の熱線をそれぞれ一辺とし
てブリッジ回路を構成する抵抗体を設け、センサ本体に
レートが加えられた時、前記ガスの流れにより熱線に発
生する温度変化を該熱線の抵抗値変化としてとらえ、前
記ブリッジ回路の出力電気信号の変化に変換して前記レ
ートを検出するガスレートセンサにおいて、前記ブリッ
ジ回路を構成する抵抗体を前記一対の熱線と同一の密閉
容器内に設けたことを特徴とするガスレートセンサ。1. A pair of heating wires are arranged in a hermetically sealed container in which a gas is sealed, and a resistor forming a bridge circuit is provided with the heating wires as one side, and when a rate is applied to the sensor body, The bridge circuit is configured in a gas rate sensor that detects a temperature change generated in the heat wire due to the flow of the gas as a resistance value change of the heat wire and converts it into a change in an output electric signal of the bridge circuit to detect the rate. A gas rate sensor characterized in that a resistor is provided in the same closed container as the pair of heating wires.
整回路の固定抵抗部と増幅系からのモレ電流を打ち消し
あう為のブリッジ回路に対応する等価抵抗との両方又は
どちらか一方を同一容器,同一雰囲気中に設置したこと
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のガスレートセ
ンサ。2. A container in which a fixed resistance portion of an offset voltage adjustment circuit which is a part of a signal conversion system and an equivalent resistance corresponding to a bridge circuit for canceling out a leakage current from an amplification system are the same container. The gas rate sensor according to claim 1, wherein the gas rate sensor is installed in the same atmosphere.
を同一容器,同一雰囲気中に設置したことを特徴とする
特許請求の範囲第1項又は第2項記載のガスレートセン
サ。3. The gas rate sensor according to claim 1 or 2, wherein a part of the amplification system, the heat ray power supply system, and the pump drive system are installed in the same container and the same atmosphere.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62128372A JPH0654322B2 (en) | 1987-05-27 | 1987-05-27 | Gas rate sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62128372A JPH0654322B2 (en) | 1987-05-27 | 1987-05-27 | Gas rate sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63293471A JPS63293471A (en) | 1988-11-30 |
| JPH0654322B2 true JPH0654322B2 (en) | 1994-07-20 |
Family
ID=14983194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62128372A Expired - Lifetime JPH0654322B2 (en) | 1987-05-27 | 1987-05-27 | Gas rate sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0654322B2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69510569T2 (en) * | 1994-01-20 | 1999-10-28 | Honda Giken Kogyo K.K., Tokio/Tokyo | Accelerometer |
| US5786744A (en) * | 1994-03-24 | 1998-07-28 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Hybrid sensor |
| JP3281169B2 (en) * | 1994-03-24 | 2002-05-13 | 本田技研工業株式会社 | Multi-axis gas rate sensor |
-
1987
- 1987-05-27 JP JP62128372A patent/JPH0654322B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63293471A (en) | 1988-11-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4373392A (en) | Sensor control circuit | |
| JP2889909B2 (en) | Atmosphere meter | |
| KR100230079B1 (en) | Humidity sensor | |
| JPH0690062B2 (en) | Thermal flow velocity detector | |
| JPH0654322B2 (en) | Gas rate sensor | |
| JPH11237356A (en) | Fluid identification method and fluid identification device | |
| JPH01180460A (en) | Gas rate sensor | |
| JPH11118566A (en) | Flow sensor | |
| JP3386250B2 (en) | Thermal dependency detector | |
| JP3277471B2 (en) | Temperature detecting element and its application element | |
| JPH08146026A (en) | Thermistor flow velocity sensor and liquid flow sensor | |
| JPS5895265A (en) | thermal flow meter | |
| JPS595919A (en) | Heat sensitive type flow rate detector | |
| JPH06118047A (en) | Structure of atmosphere sensor | |
| JPH05281073A (en) | Pirani gauge | |
| JP3363983B2 (en) | Heat wire type acceleration detector | |
| JP2890286B2 (en) | Sensor circuit | |
| JP3245687B2 (en) | Adjustment method of heat dissipation constant | |
| JPH06102115A (en) | Vibration type pressure gauge | |
| JPS63298066A (en) | Gas rate sensor body | |
| JPH0886677A (en) | Thermal air flow detector | |
| JPS63293472A (en) | Gas rate sensor | |
| JP3177803B2 (en) | Gas angular velocity detector | |
| JP2000146653A (en) | Flow sensor and temperature sensor | |
| JP2610580B2 (en) | Thermal flow velocity detector |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |