风速测定装置及风量测定装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供结构简易并能够以低成本制作的测定精度高的风速测定装置。其具备以预定的设定温度发热的定温发热装置(10)，定温发热装置(10)具备电源(Vcc)、发热元件(21)(正特性热敏电阻元件PCT1～PCT3)、开关元件(Q1)、比较器元件(Cmp1)、第1负特性热敏电阻元件(NTC1)以及多个电阻元件(R1～R5)，发热元件和第1负特性热敏电阻元件(NTC1)被配置在风速测定点，开关元件(Q1)反复导通和截止，以使得发热元件(21)以设定温度发热，从电源(Vcc)向发热元件(21)施加脉冲电压，根据所施加的脉冲电压的波形，算出风速测定点处的风速。

Wind speed measuring device and air volume measuring device

The invention provides a wind speed measuring device with high precision and simple structure and can be produced at low cost. With the constant temperature heating device to heat a predetermined set temperature (10), constant temperature heating device (10) with power supply (Vcc), the heating element (21) (positive characteristic thermistor element PCT1 ~ PCT3), the switching element (Q1), (Cmp1), first comparator element negative characteristic thermistor element (NTC1) and a plurality of resistance elements (R1 to R5), a heating element and a first negative characteristic thermistor element (NTC1) is configured in the determination of wind speed, the switching element (Q1) repeatedly switched on and off, so that the heating element (21) to set the temperature of the heating, from the power source (Vcc) to the heating element (21) pulse voltage is applied, based on the pulse waveform of the applied voltage, wind speed calculated wind velocity measuring point.

【技术实现步骤摘要】
风速测定装置及风量测定装置
本专利技术涉及风速测定装置，更详细地说，涉及结构简易并能够以低成本制作的测定精度高的风速测定装置。另外，本专利技术涉及采用上述本专利技术的风速测定装置的风量测定装置。
技术介绍
专利文献1(日本专利特开2008-241318号公报)公开了在管道等的内部配置并测定通过的气体的风速的风速测定装置。图9表示专利文献1公开的气体流量计1000。另外，专利文献1公开的气体流量计1000测定“风量(气体流量)”而不是“风速”，但是如专利文献1所教导，“风量”和“风速”能够非常容易地相互换算。气体流量计1000具备传感器本体101和控制部102。传感器本体101通过在印刷基板103上形成热电偶104和热敏电阻元件(热敏电阻)105而成。热电偶104由电热线106和与其两侧接合的铜箔107a、107b构成。电热线106通过在铜之间产生热电动势的例如Cu-Ni合金的一种即康铜而形成。热电偶104通过对电热线106通电，在电热线106和铜箔107a、107b的接合点108a、108b间发生热电动势。控制部102具备：控制对电热线106的通电的通电控制电路109；检测接合点108a、108b间的热电动势的热电动势检测电路110；输入来自热敏电阻元件105的输出的测温电路111；将来自热电动势检测电路110、测温电路111的模拟信号变换为数字信号的A/D变换器112；控制上述各构成要素的控制电路113等。气体流量计1000在微风时，通过热电动势检测电路110检测与接合点108a、108b间的温度差ΔT相应的热电动势，根据该热电动势的大小算出气体流量。但是，气体流量计1000在强风时，电热线106暴露于强风而冷却，因此难以进行基于热电偶104的气体流量的测定。因而，气体流量计1000在强风时，由热敏电阻元件105检测印刷基板103的基板温度T，根据该检测结果算出气体流量。【现有技术文献】【专利文献】【专利文献1】日本专利特开2008-241318号公报
技术实现思路
【专利技术要解决的技术问题】上述气体流量计1000用电压的大小来测定接合点108a、108b间发生的热电动势、由热敏电阻元件105检测的印刷基板103的基板温度T，因此容易受到噪音的影响，存在气体流量的测定精度低的问题。另外，气体流量计1000必须定期地高精度校正热电动势检测电路110、测温电路111，存在保养的负担大的问题。气体流量计1000在忽略热电动势检测电路110、测温电路111的校正时或者校正不准确时，存在无法测定准确的气体流量的问题。另外，气体流量计1000的结构复杂，因此存在制作困难的问题。而且，气体流量计1000需要昂贵的A/D变换器112等，因此存在无法以低成本制作的问题。【用于解决技术问题的技术手段】本专利技术为了解决上述现有问题而提出，作为其手段，本专利技术的风速测定装置具备以预定的设定温度或设定温度附近的温度发热的定温发热装置，定温发热装置具备电源、发热元件、开关元件、比较器元件、第1负特性热敏电阻元件以及多个电阻元件，发热元件和第1负特性热敏电阻元件配置在风速测定点，发热元件通过电源发热，开关元件插入电源和发热元件之间，比较器元件控制开关元件的导通和截止，第1负特性热敏电阻元件配置在发热元件的附近，以与发热元件热耦合，以接近与发热元件相同的温度，将设定温度下的电阻值设为阈值电阻值，第1负特性热敏电阻元件与至少一个电阻元件串联连接且被施加一定的电压，形成温度检测用分压电路，从温度检测用分压电路的第1负特性热敏电阻元件和电阻元件的连接点，输出温度检测用电压，至少两个电阻元件串联连接且被施加一定的电压，形成比较用分压电路，从比较用分压电路的一个电阻元件和另一个电阻元件的连接点输出比较用电压，温度检测用分压电路的电阻元件及比较用分压电路的电阻元件各自的电阻值及向温度检测用分压电路及比较用分压电路分别施加的电压被设定成在第1负特性热敏电阻元件的温度为设定温度，第1负特性热敏电阻元件的电阻值为阈值电阻值时，温度检测用电压＝比较用电压，在第1负特性热敏电阻元件的温度比设定温度低，第1负特性热敏电阻元件的电阻值比阈值电阻值大时，温度检测用电压＞上述比较用电压，在第1负特性热敏电阻元件的温度比上述设定温度高，第1负特性热敏电阻元件的电阻值比上述阈值电阻值小时，温度检测用电压＜比较用电压，或，在第1负特性热敏电阻元件的温度比设定温度低，第1负特性热敏电阻元件的电阻值比阈值电阻值大时，温度检测用电压＜比较用电压，第1负特性热敏电阻元件的温度比设定温度高，第1负特性热敏电阻元件的电阻值比阈值电阻值小时，温度检测用电压＞比较用电压，比较器元件比较温度检测用电压和比较用电压，在第1负特性热敏电阻元件的温度比设定温度低，第1负特性热敏电阻元件的电阻值比阈值电阻值大时，使开关元件导通，在第1负特性热敏电阻元件的温度比设定温度高，第1负特性热敏电阻元件的电阻值比阈值电阻值小时，使开关元件截止，开关元件通过反复导通和截止，从而从电源向发热元件施加脉冲电压，根据施加的脉冲电压的波形，算出风速测定点处的风速。本专利技术的风速测定装置具备定温发热装置。定温发热装置具备电源、开关元件和发热元件。开关元件插入电源和发热元件之间，通过温度检测用分压电路、比较用分压电路、比较器元件等控制为反复导通和截止，以使得发热元件以预定的设定温度或设定温度附近的温度发热。即，开关元件在发热元件的温度低于设定温度时控制为导通，在发热元件的温度超出设定温度时控制为截止。其结果是，从电源向发热元件施加脉冲电压。然后，在风速测定点配置发热元件及第1负特性热敏电阻元件时，该脉冲电压的波形响应风速测定点的风速，呈现明确的变化。即，从无风到弱风、中风、强风，随着风速逐渐变大，脉冲电压的波形的占空比变高。另外，从无风到弱风、中风、强风，随着风速逐渐变大，脉冲电压的波形的每一次的导通时间变长。本专利技术的风速测定装置根据电源向发热元件施加的脉冲电压的波形，算出风速测定点处的风速。例如，能够根据脉冲电压的波形的占空比，算出风速测定点处的风速。或，能够根据脉冲电压的波形的每一次的导通时间的长度，算出风速测定点处的风速。另外，能够使用正特性热敏电阻元件作为发热元件。该情况下，即使万一误动作而导致温度异常上升超过设定温度，由于正特性热敏电阻元件的电阻值上升，能够抑制温度进一步上升，因此具备高安全性。优选为，还具备温度补偿用的第2负特性热敏电阻元件，由第2负特性热敏电阻元件修正设定温度。该情况下，能够更准确测定风速。即，受到测定风速的测定对象的风的温度的影响，脉冲电压的波形的占空比可能发生误差。例如，使风的温度设成(假定)常温即25℃来设计风速测定装置时，风的温度若比25℃高，则受到风的温度的影响，使得占空比变小。反之，风的温度若比25℃低，则受到风的温度的影响，使得占空比变大。即，风的温度若比25℃高，则由于第1负特性热敏电阻元件受到风的温度加热的影响，使得受到供电的第1负特性热敏电阻元件以比与实际的风速对应的时间要短的时间达到设定温度，且即使电力的供给停止，温度也不会急剧下降，因此占空比变小。另外，风的温度若比25℃低，则由于第1负特性热敏电阻元件受到风的温度冷却的影响，使得受到供电的第1负特性热敏电阻元件达到设定温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具备以预定的设定温度或所述设定温度附近的温度发热的定温发热装置的风速测定装置，其特征在于，所述定温发热装置具备电源、发热元件、开关元件、比较器元件、第1负特性热敏电阻元件以及多个电阻元件，所述发热元件和所述第1负特性热敏电阻元件配置在风速测定点，所述发热元件通过所述电源发热，所述开关元件插入所述电源和所述发热元件之间，所述比较器元件控制所述开关元件的导通和截止，所述第1负特性热敏电阻元件配置在所述发热元件的附近，与所述发热元件热耦合，以接近与所述发热元件相同的温度，将所述设定温度下的电阻值设为阈值电阻值，所述第1负特性热敏电阻元件与至少一个所述电阻元件串联连接且被施加一定的电压，形成温度检测用分压电路，从所述温度检测用分压电路的所述第1负特性热敏电阻元件和所述电阻元件的连接点，输出温度检测用电压，至少两个所述电阻元件串联连接且被施加一定的电压，形成比较用分压电路，从所述比较用分压电路的一个所述电阻元件和另一个所述电阻元件的连接点输出比较用电压，所述温度检测用分压电路的所述电阻元件及所述比较用分压电路的所述电阻元件各自的电阻值、及向所述温度检测用分压电路和所述比较用分压电路分别施加的所述电压被设定成，使得在所述第1负特性热敏电阻元件的温度为所述设定温度，所述第1负特性热敏电阻元件的电阻值为所述阈值电阻值时，所述温度检测用电压＝所述比较用电压，在所述第1负特性热敏电阻元件的温度比所述设定温度低，所述第1负特性热敏电阻元件的电阻值比所述阈值电阻值大时，所述温度检测用电压＞所述比较用电压，在所述第1负特性热敏电阻元件的温度比所述设定温度高，所述第1负特性热敏电阻元件的电阻值比所述阈值电阻值小时，所述温度检测用电压＜所述比较用电压，或，在所述第1负特性热敏电阻元件的温度比所述设定温度低，所述第1负特性热敏电阻元件的电阻值比所述阈值电阻值大时，所述温度检测用电压＜所述比较用电压，在所述第1负特性热敏电阻元件的温度比所述设定温度高，所述第1负特性热敏电阻元件的电阻值比所述阈值电阻值小时，所述温度检测用电压＞所述比较用电压，所述比较器元件比较所述温度检测用电压和所述比较用电压，在所述第1负特性热敏电阻元件的温度比所述设定温度低，所述第1负特性热敏电阻元件的电阻值比所述阈值电阻值大时，使所述开关元件导通，在所述第1负特性热敏电阻元件的温度比所述设定温度高，所述第1负特性热敏电阻元件的电阻值比所述阈值电阻值小时，使所述开关元件截止，所述开关元件通过反复导通和截止，从所述电源向所述发热元件施加脉冲电压，根据施加的所述脉冲电压的波形，算出所述风速测定点处的风速。...

【技术特征摘要】
2016.09.08 JP 2016-175575;2016.12.15 JP 2016-243851.一种具备以预定的设定温度或所述设定温度附近的温度发热的定温发热装置的风速测定装置，其特征在于，所述定温发热装置具备电源、发热元件、开关元件、比较器元件、第1负特性热敏电阻元件以及多个电阻元件，所述发热元件和所述第1负特性热敏电阻元件配置在风速测定点，所述发热元件通过所述电源发热，所述开关元件插入所述电源和所述发热元件之间，所述比较器元件控制所述开关元件的导通和截止，所述第1负特性热敏电阻元件配置在所述发热元件的附近，与所述发热元件热耦合，以接近与所述发热元件相同的温度，将所述设定温度下的电阻值设为阈值电阻值，所述第1负特性热敏电阻元件与至少一个所述电阻元件串联连接且被施加一定的电压，形成温度检测用分压电路，从所述温度检测用分压电路的所述第1负特性热敏电阻元件和所述电阻元件的连接点，输出温度检测用电压，至少两个所述电阻元件串联连接且被施加一定的电压，形成比较用分压电路，从所述比较用分压电路的一个所述电阻元件和另一个所述电阻元件的连接点输出比较用电压，所述温度检测用分压电路的所述电阻元件及所述比较用分压电路的所述电阻元件各自的电阻值、及向所述温度检测用分压电路和所述比较用分压电路分别施加的所述电压被设定成，使得在所述第1负特性热敏电阻元件的温度为所述设定温度，所述第1负特性热敏电阻元件的电阻值为所述阈值电阻值时，所述温度检测用电压＝所述比较用电压，在所述第1负特性热敏电阻元件的温度比所述设定温度低，所述第1负特性热敏电阻元件的电阻值比所述阈值电阻值大时，所述温度检测用电压＞所述比较用电压，在所述第1负特性热敏电阻元件的温度比所述设定温度高，所述第1负特性热敏电阻元件的电阻值比所述阈值电阻值小时，所述温度检测用电压＜所述比较用电压，或，在所述第1负特性热敏电阻元件的温度比所述设定温度低，所述第1负特性热敏电阻元件的电阻值比所述阈值电阻值大时，所述温度检测用电压＜所述比较用电压，在所述第1负特性热敏电阻元件的温度比所述设定温度高，所述第1负特性热敏电阻元件的电阻值比所述阈值电阻值小时，所述温度检测用电压＞所述比较用电压，所述比较器元件比较所述温度检测用电压和所述比较用电压，在所述第1负特性热敏电阻元件的温度比所述设定温度低，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：北村彰宏，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP