热式流量计制造技术

在通过周期信号的频率来表示空气的流量的热式流量计中，在抑制高频噪声的同时，避免由频率变化引起的输出信号的波形异常。本发明专利技术的热式流量计具备并联连接了的多个开关元件，根据表示流量的周期信号的频率变化而使开关元件间的延迟幅度变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种热式流量计。
技术介绍
热式流量计是根据为了使由于在周围流过的空气而发生了变化的热射线的温度恢复原状所需的电流，来计测所流过的空气的流量的传感器。计测出的流量例如能够通过具有与该流量对应的频率的周期信号来表示。将周期信号输入到例如漏极开路电路(或者集电极开路电路，以下相同)，通过频率测定电路测定漏极开路电路输出的信号的频率，从而能够检测流量。漏极开路电路通过使开关元件进行接通/断开来输出高电平/低电平的输出信号。通过根据周期信号的频率而使开关元件进行接通/断开，能够输出与周期信号的频率所表示的流量对应的输出信号。在漏极开路电路的结构上，其输出信号为矩形波，所以产生高频噪声。作为缓和该高频噪声的手段，考虑将多个开关元件并联连接而多级地构成，使对各开关元件进行切换的时机错开，从而输出阶跃状的输出信号。下述专利文献1记载了各开关元件的切换时机不同的漏极开路电路的具体例。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平01-228214号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题输入到漏极开路电路的周期信号的频率根据计测出的流量而变化。因此，如果周期信号的频率变高，则漏极开路电路的开关元件的接通/断开周期就变短。在上述专利文献1记载的技术中，开关元件间的延迟时间间隔恒定。因此，如果周期信号的频率在一定程度以上地变高，则例如在最后级的开关元件进行动作之前最前级的开关元件开始下一周期的动作，输出信号有可能无法在1周期以内从高电平变化至低电平。在该情况下，难以准确地检测周期信号的频率所表示的流量。本专利技术是鉴于上述课题而完成的，其目的在于，在通过周期信号的频率来表示空气的流量的热式流量计中，在抑制高频噪声的同时，避免由频率变化引起的输出信号的波形异常。解决技术问题的技术手段本专利技术的热式流量计具备并联连接了的多个开关元件，根据表示流量的周期信号的频率变化而使开关元件间的延迟幅度变化。专利技术效果根据本专利技术的热式流量计，在通过并联连接了的多个开关元件抑制高频噪声的同时，即使周期信号的频率发生变化，也能够抑制输出信号的峰值、频率变成异常值。附图说明图1是使用低通滤波器来抑制电磁波噪声的情况下的输出信号波形例。图2是使用电流镜电路对流到漏极开路电路的电流施加了限制的情况下的输出信号波形例。图3是示出通过延迟电路对切换的时期设置了时间差的漏极开路电路的例子的电路图。图4是对图3的漏极开路电路输入了周期T1的脉冲信号的情况下的输出信号的波形图。图5是对图3的漏极开路电路输入了比T1短的周期T2的脉冲信号的情况下的输出信号的波形图。图6是对图3的漏极开路电路输入了周期T3(<4τ)的脉冲信号的情况下的输出信号的波形图。图7是实施方式1的漏极开路电路1的电路图。图8是输入信号Vi的波形图。图9是示出与漏极开路电路1连接的频率测定电路2的结构例的图。图10是在图9的电路结构中对漏极开路电路1输入了三角波的输入信号Vi时的输出电压Vfo的波形图。图11示出在图9的电路结构中输入信号Vi的周期发生了变化的情况下的输出电压Vfo的波形。图12是输出信号Vfo与比较电压Vc不交叉的波形例。图13是实施方式2的漏极开路电路1的电路图。图14示出在图3所示的以往的漏极开路电路中去除与晶体管Tr3的漏极端子连接的电流限制电阻而与输出端子Fo短路了的电路结构。图15是图14的漏极开路电路的输出信号波形。图16是示出实施方式3的漏极开路电路1的输出信号波形的图。图17是示出实施方式3的漏极开路电路1的变形例的图。图18是图17的电路结构中的输出信号波形的一例。图19是实施方式4的热式流量计100的结构图。具体实施方式<关于现有技术的课题>以下，为了容易理解本专利技术，首先，说明现有技术的课题的详细情况，其后说明本专利技术的实施方式。作为应对从集电极开路电路输出通过频率来表示信息的输出信号时产生的辐射电磁波的对策，有如下对策。图1是使用低通滤波器来抑制电磁波噪声的情况下的输出信号波形例。在漏极开路电路的输出端子配置组合电感器、电容器、电阻而构成的低通滤波器。在该情况下，如图1所示，在输出信号电压的下降起始处和上升起始处发生陡峭的电压变化，在输出信号中包含高频分量。电压V下降时的波形由下式1表示，上升时的波形由下式2表示。A是峰值，β是时间常数，α是常数，t是时间。将电压开始上升时和开始下降时分别设为t＝0。V＝A*Exp(-β*t)+α…式1V＝A*(1-Exp(-β*t))+α…式2图2是使用电流镜电路对流到漏极开路电路的电流施加了限制的情况下的输出信号波形例。在该情况下，如图2所示，在电压上升时不施加电流限制。作为周期信号而理想的波形是正弦波。但是，在使用漏极开路电路来输出频率的情况下，使输出端的晶体管进行接通/断开，从外部电源接受输出信号的电压。因此，漏极开路电路输出的信号波形原则上为矩形波。如果对频率为f的矩形波函数X进行傅立叶展开，则由下式3表示。ω＝2πf。即，矩形波等价于使比作为信号所需的频率高的频率的正弦波重合而得到的波。[数1]在电压是矩形波时，电流也是矩形波，所以式3表示流入到漏极开路电路的输出端子的电流波形。当流过电流I时，在I的周围产生由下式4表示的磁场H。r是距离电流的距离。H＝I/(2*π*r)…式4通过麦克斯韦的方程式，磁场H与电场E的关系由下式5表示。磁场H的时间变化越大，则产生越强的电场E。μ是导磁率，t是时间。因此，当流过矩形波的电流时，频率即使低，也发射高频电磁波，对周围设备施加噪声的影响。[数2]通过式4和式5可知，减小流入到漏极开路电路的输出端子的电流的时间变化，这作为高频噪声对策是有效的。作为实现它的方法，考虑将多个漏极开路晶体管并联连接到输出端子，对使晶体管导通的切换时期设置时间差，分多次地切换流入到输出端子的电流。但是，在根据周期信号的频率而输出物理量的传感器的情况下，输出频率不恒定而随时间变化。因此，如果输出频率变高，则输出波形产生异常。以下说明该异常波形。如专利文献1所记载的那样，图3是示出通过延迟电路对切换的时期设置了时间差的漏极开路电路的例子的电路图。在图3中，将在漏极端子连接有电流限制电阻的漏极开路晶体管并联连接3个到输出端子。在3个漏极开路晶体管Tr1、Tr2、Tr3的栅极之间，配置具有延迟时间τ的延迟电路D。漏极开路晶体管Tr1～Tr3的源极端子接地。漏极开路晶体管Tr1～Tr3的漏极端子与输出端子Fo连接。对漏极端子连接上拉电阻Rp，通过电压Vp将输出信号上拉。通过将作为周期信号的脉冲信号(SignalPulse)输入到栅极端子来控制漏极开路晶体管Tr1～Tr3。当被输入使漏极开路晶体管Tr1～Tr3导通的脉冲信号时，首先，Tr1导通，Tr2延迟τ而导通，Tr3进一步地延迟τ而导通。当被输入将漏极开路晶体管Tr1～Tr3设为非导通的脉冲信号时，首先，Tr1变成非导通，Tr2延迟τ而变成非导通，Tr3进一步地延迟τ而变成非导通。图4是对图3的漏极开路电路输入了周期T1的脉冲信号的情况下的输出信号的波形图。每当漏极开路晶体管Tr1～Tr3导通而流过电流时，输出电压Vfo下降，每当变成非导通时，输出电压Vfo上升。输出信号的周期与脉冲信号相同，为T1。图5是对图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热式流量计，其输出通过频率来表示空气的流量的输出信号，所述热式流量计的特征在于，具备：信号生成器，其生成通过频率来表示所述流量的周期信号；分流电路，其通过并联连接了的多个开关元件而构成，输出与所述周期信号对应的所述输出信号；以及延迟电路，其针对每个所述开关元件而使各所述开关元件的动作时机延迟，以使得各所述开关元件分别在所述周期信号的不同相位下接通，所述分流电路构成为每当各所述开关元件接通时，使所述输出信号的信号电平从高电平阶段性地下降，当全部的所述开关元件接通时，使所述输出信号的信号电平降低至低电平，所述延迟电路随着所述周期信号的频率变高而使所述延迟的时间宽度变短，随着所述周期信号的频率变低而使所述延迟的时间宽度变长。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.30 JP 2014-1129791.一种热式流量计，其输出通过频率来表示空气的流量的输出信号，所述热式流量计的特征在于，具备：信号生成器，其生成通过频率来表示所述流量的周期信号；分流电路，其通过并联连接了的多个开关元件而构成，输出与所述周期信号对应的所述输出信号；以及延迟电路，其针对每个所述开关元件而使各所述开关元件的动作时机延迟，以使得各所述开关元件分别在所述周期信号的不同相位下接通，所述分流电路构成为每当各所述开关元件接通时，使所述输出信号的信号电平从高电平阶段性地下降，当全部的所述开关元件接通时，使所述输出信号的信号电平降低至低电平，所述延迟电路随着所述周期信号的频率变高而使所述延迟的时间宽度变短，随着所述周期信号的频率变低而使所述延迟的时间宽度变长。2.根据权利要求1所述的热式流量计，其特征在于，所述延迟电路与所述周期信号的频率成比例地使所述延迟的时间宽度变化。3.根据权利要求1所述的热式流量计，其特征在于，所述开关元件中的至少某一个具备连接于输出所述输出信号的一侧的端子的电流限制电阻。4.根据权利要求3所述的热式流量计，其特征在于，配置于所述分流电路的最后级的所述开关元件不具备所述电流限制电阻，所述分流电路的其他所述开关元件具备所述电流限制电阻。5.根据权利要求1所述的热式流量计，其特征在于，所述延迟电路调整各所述开关元件的动作时机，以使得将...

【专利技术属性】
技术研发人员：安藤亮，寺田大介，细川丈夫，
申请(专利权)人：日立汽车系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP