(57)【要約】【課題】少ない部品点数であって、高精度且つ高速な応答が可能な流向流速センサ回路、及び流向流速計を提供する。【解決手段】流向流速センサ回路は、加熱部１１に対してサイン波の交流電流を流すサイン波発生部２０と、各温度計測部１２ａ〜１２ｈにより計測された被計測流体の温度の時間変化を示すサイン波データのデジタル直交検波、及び当該サイン波データを総て加算した合算データのデジタル直交検波を行う直交検波部２１、２２と、サイン波データのデジタル直交検波の結果から当該サイン波データの振幅を算出する振幅算出部２３と、合算データのデジタル直交検波の結果から当該合算データの交流電流に対する位相差を算出する位相算出部２４と、算出された振幅及び位相差から被計測流体の流向及び流速を算出する流向流速算出部２５とを備える。【選択図】図１
2011089776.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流を流すことにより自らが発熱して被計測流体を加熱し且つ電流量に応じて加熱量が変化する加熱部と、当該加熱部により加熱された被計測流体の温度を測定する少なくとも３つ以上の温度計測部と、を備える流向流速センサによって計測された被計測流体の温度の変化から、被計測流体の流向及び流速を算出する流向流速センサ回路であって、
前記加熱部に対してサイン波の交流電流を流すサイン波発生部と、
各温度計測部により計測された被計測流体の温度の時間変化を示すサイン波データのデジタル直交検波、及び当該サイン波データを総て加算した合算データのデジタル直交検波を行う直交検波部と、
前記サイン波データのデジタル直交検波の結果から当該サイン波データの振幅を算出する振幅算出部と、
前記合算データのデジタル直交検波の結果から当該合算データの前記交流電流に対する位相差を算出する位相算出部と、
算出された前記振幅及び前記位相差から被計測流体の流向及び流速を算出する流向流速算出部と、
を備えることを特徴とする流向流速センサ回路。
【請求項２】
前記サイン波発生部は、２周期分の前記交流電流を前記加熱部に対して流し、
前記直交検波部は、前記２周期分の前記交流電流を前記加熱部に対して流している期間における前記サイン波データのデジタル直交検波を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の流向流速センサ回路。
【請求項３】
前記位相算出部及び前記振幅算出部の各々は、デジタル・シグナル・プロセッサ或いはマイクロコンピュータを用いた演算手段として構成されることを特徴とする請求項１また２に記載の流向流速センサ回路。
【請求項４】
電流を流すことにより自らが発熱して被計測流体を加熱し且つ電流量に応じて加熱量が変化する加熱部と、当該加熱部により加熱された被計測流体の温度を測定する少なくとも３つ以上の温度計測部とを備える流向流速センサと、
前記流向流速センサによって計測された被計測流体の温度の変化から、被計測流体の流向及び流速を算出する流向流速センサ回路とを備える流向流速計であって、
流向流速センサ回路は、
前記加熱部に対してサイン波の交流電流を流すサイン波発生部と、
各温度計測部により計測された被計測流体の温度の時間変化を示すサイン波データのデジタル直交検波、及び当該サイン波データを総て加算した合算データのデジタル直交検波を行う直交検波部と、
前記サイン波データのデジタル直交検波の結果から当該サイン波データの振幅を算出する振幅算出部と、
前記合算データのデジタル直交検波の結果から当該合算データの前記交流電流に対する位相差を算出する位相算出部と、
算出された前記振幅及び前記位相差から被計測流体の流向及び流速を算出する流向流速算出部と、
を備えることを特徴とする流向流速計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被計測流体を加熱する加熱部と、加熱部の周囲に配置された少なくとも３つ以上の温度計測部とを備える流向流速センサによって計測された被計測流体の温度の変化から、被計測流体の流向及び流速を算出する流向流速センサ回路、及び流向流速センサと流向流速センサ回路とを備える流向流速計に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記した流向流速センサ回路として、例えば図７に示すような、２つの信号の特定周波数における位相差を算出する位相差算出回路を適用することが従来から知られている。位相差算出回路において、２つの信号源６２ａ、６２ｂの各々から、位相は異なるが、周波数が同一のサイン波の信号が出力される。各信号はアナログ・デジタル・コンバータ（ＡＤＣ）６７ａ、６７ｃにおいてサンプリングされる。また同時に、両信号は加算器６９により加算処理され、加算処理後の信号もＡＤＣ６７ｂにおいてサンプリングされる。サンプリングされた３つのサイン波データは、マイコン５７或いはデジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）において、それぞれ複素ＤＦＴ（デジタルフーリエ変換）による位相検波処理が行われる。ＤＦＴ６８ａ〜６８ｃから出力される基本周波数の複素数を座標変換（７１ａ〜７１ｃ）して位相差を演算（７５）して出力する。
【０００３】
流向流速センサ回路への適用においては、２つの信号源６２ａ、６２ｂとして、加熱部に流す電流及び温度計測部により計測される温度を選択すれば、位相差算出回路から出力される位相差及び振幅から流向及び流速を求めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２２９９７５号公報（特に、第１０図、段落[０００２]〜[０００５]参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＤＦＴ及び座標変換によってサイン波データの位相を求める場合、少なくとも４周期分以上のサイン波データを必要とする。そのため、図８に示すように、流向流速センサ回路に適用する場合、少なくとも５周期分以上のサイン波データが必要となり、位相差算出に時間がかかってしまう。
【０００６】
ＤＦＴ及び座標変換によってサイン波データの位相を求める場合、正確に整数倍周期分のデータを切り取るか、または窓関数を掛ける必要がある。整数倍周期分のデータを切り取る場合、マイコン５７或いはＤＳＰのクロック信号をサイン波データに同期させる必要が生じてその処理が煩雑となる。また、窓関数を掛けると、算出される位相差の精度が低下する。
【０００７】
ＤＦＴ演算は、周波数が不明な信号波形の周波数解析には有用な手法であるが、高調波の周波数解析まで行ってしまうため、演算時間が長くなってしまう。そのため、既知の周波数のサイン波データの位相差算出には有用ではない。
【０００８】
本発明は上記した課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、少ない部品点数であって、高精度且つ高速な応答が可能な流向流速センサ回路、及び流向流速計を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の特徴は、電流を流すことにより自らが発熱して被計測流体を加熱し且つ電流量に応じて加熱量が変化する加熱部と、当該加熱部により加熱された被計測流体の温度を測定する少なくとも３つ以上の温度計測部と、を備える流向流速センサによって計測された被計測流体の温度の変化から、被計測流体の流向及び流速を算出する流向流速センサ回路である。この流向流速センサ回路は、加熱部に対してサイン波の交流電流を流すサイン波発生部と、各温度計測部により計測された被計測流体の温度の時間変化を示すサイン波データのデジタル直交検波、及び当該サイン波データを総て加算した合算データのデジタル直交検波を行う直交検波部と、サイン波データのデジタル直交検波の結果から当該サイン波データの振幅を算出する振幅算出部と、合算データのデジタル直交検波の結果から当該合算データの前記交流電流に対する位相差を算出する位相算出部と、算出された振幅及び位相差から被計測流体の流向及び流速を算出する流向流速算出部とを備える。
【００１０】
本発明の第１の特徴によれば、ＤＦＴ及び座標変換によってサイン波データの位相を求める従来例に比べて必要とするサイン波データの期間が短くて済む。また、ＤＦＴ及び座標変換によってサイン波データの位相を求める場合のように、正確に整数倍周期分のデータを切り取るか、または窓関数を掛ける必要がないので、位相差の算出精度が向上する。更に、少ない部品点数で同時に複数のサイン波データの振幅及び位相角の計測が可能となる。
【００１１】
本発明の第１の特徴において、サイン波発生部は、２周期分の前記交流電流を前記加熱部に対して流し、直交検波部は、２周期分の交流電流を加熱部に対して流している期間におけるサイン波データのデジタル直交検波を行ってもよい。これにより、加熱部に２周期分の交流電流を流している間にサンプリングされたサイン波データから、振幅と位相角を高精度に算出することができるので、演算時間を短縮することができる。
【００１２】
本発明の第１の特徴において、位相算出部及び振幅算出部の各々は、デジタル・シグナル・プロセッサ或いはマイクロコンピュータを用いた演算手段として構成されていてもよい。これにより、振幅算出及び位相検出をＤＳＰまたはマイクロコンピュータで行うため、高精度なアナログ回路部品を必要とせず、電子部品のバラツキによる誤差が無くなる。
【００１３】
本発明の第２の特徴は、電流を流すことにより自らが発熱して被計測流体を加熱し且つ電流量に応じて加熱量が変化する加熱部と、当該加熱部により加熱された被計測流体の温度を測定する少なくとも３つ以上の温度計測部とを備える流向流速センサと、流向流速センサによって計測された被計測流体の温度の変化から、被計測流体の流向及び流速を算出する流向流速センサ回路とを備える流向流速計である。流向流速センサ回路は、加熱部に対してサイン波の交流電流を流すサイン波発生部と、各温度計測部により計測された被計測流体の温度の時間変化を示すサイン波データのデジタル直交検波、及び当該サイン波データを総て加算した合算データのデジタル直交検波を行う直交検波部と、サイン波データのデジタル直交検波の結果から当該サイン波データの振幅を算出する振幅算出部と、合算データのデジタル直交検波の結果から当該合算データの交流電流に対する位相差を算出する位相算出部と、算出された振幅及び位相差から被計測流体の流向及び流速を算出する流向流速算出部とを備える。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係わる流向流速計の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の増幅回路部１５の一例であって、８つのチャンネルの信号増幅機能を備える増幅回路部１５及び８つのサーモパイル１２ａ〜１２ｈの構成を示すブロック図である。
【図３】図１の流向流速センサ５の具体的な構成を示す平面図である。
【図４】図１のマイコン７の動作例を示すフローチャートである。
【図５】マイクロヒータ１１に流れる交流電流（Ｉ）とサーモパイル１２ａから出力される交流信号（Ｖ）との関係の一例を示すグラフである。
【図６】マイコン７の構成のうち流向流速算出部２５が有する機能及び処理動作の一例を説明する為のベクトル図である。
【図７】２つの信号の特定周波数における位相差を算出する従来の位相差算出回路の構成を示すブロック図である。
【図８】ＤＦＴ及び座標変換によってサイン波データの位相を求める場合に必要なサイン波データの長さを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付している。
【００１６】
図１を参照して、本発明の実施の形態に係わる流向流速計の構成を説明する。本発明の実施の形態に係わる流向流速計は、例えば気体或いは液体を含む被計測流体の中に配置される流向流速センサ５と、流向流速センサ５によって計測された被計測流体の温度の変化から、被計測流体の流向及び流速を算出する流向流速センサ回路の一例としての信号処理部６とを備える。
【００１７】
流向流速センサ５は、電流を流すことにより自らが発熱して被計測流体を加熱する加熱部の一例としてのマイクロヒータ１１と、マイクロヒータ１１により加熱された被計測流体の温度を測定する少なくとも３つ以上の温度計測部の一例としての８つのサーモパイル１２ａ〜１２ｈとを備える。流向流速センサ５の具体的な構成については図３を参照して後述する。
【００１８】
信号処理部６は、サーモパイル１２ａ〜１２ｈから受信する信号を増幅する増幅回路部１５と、マイクロヒータ１１へ送信する信号を増幅するアンプ１６と、増幅回路部１５により増幅されたアナログ信号をデジタル信号へ変換するアナログ・デジタル・コンバータ（ＡＤＣ）１７と、ＡＤＣ１７によりデジタル化された信号の演算処理を行うことにより被計測流体の流向及び流速を求めるマイコン（マイクロコンピュータ）７とを備える。
【００１９】
マイコン７は、マイクロヒータ１１に対してサイン波の交流電流を流すサイン波発生部２０と、各サーモパイル１２ａ〜１２ｈにより計測された被計測流体の温度の時間変化を示すサイン波データのデジタル直交検波を行う第１の直交検波部２１と、これらのサイン波データを総て合算する加算器１９と、これらのサイン波データを総て加算した合算データのデジタル直交検波を行う第２の直交検波部２２と、第１の直交検波部２１によるサイン波データのデジタル直交検波の結果からこれらのサイン波データの振幅を算出する振幅算出部２３と、第２の直交検波部２２による合算データのデジタル直交検波の結果から合算データの上記した交流電流に対する位相差を算出する位相算出部２４と、算出された振幅及び位相差から被計測流体の流向及び流速を算出する流向流速算出部２５とを備える。
【００２０】
サイン波発生部２０から出力されるデジタル信号はデジタル・アナログ・コンバータ（ＤＡＣ）１８によりサイン波形状のアナログ信号へ変換されてアンプ１６に入力される。アンプ１６は、サイン波形状のアナログ信号を増幅してマイクロヒータ１１へ出力する。よって、サイン波発生部２０は、マイクロヒータ１１に対してサイン波の交流電流を流すことができる。マイクロヒータ１１にサイン波の交流電流が流れると、マイクロヒータ１１近傍の被計測流体の温度はサイン波形状に変化する。
【００２１】
サーモパイル１２ａ〜１２ｈは、被計測流体の温度に応じたアナログ信号をそれぞれ出力する。サーモパイル１２ａ〜１２ｈから出力されたアナログ信号は増幅回路部１５によりそれぞれ増幅され、アナログ・デジタル・コンバータ（ＡＤＣ）１７によりデジタル信号へ変換され、マイコン７に入力される。よって、マイクロヒータ１１近傍の被計測流体の温度がサイン波形状に変化すると、マイコン７に入力されるデジタル信号も、サーモパイル１２ａ〜１２ｈにより計測された被計測流体の温度の時間変化を示すサイン波形状の信号、即ちサイン波データとなる。
【００２２】
図３を参照して、図１の流向流速センサ５の具体的な構成を説明する。マイクロヒータ１１及び温度サーモパイル１２ａ〜１２ｈは、被計測流体の中に配置されている。また、マイクロヒータ１１及びサーモパイル１２ａ〜１２ｈは図３に示す一平面上に配置され、流向流速計は当該平面内における被計測流体の流向及び流速を計測する。サーモパイル１２ａ〜１２ｈは、マイクロヒータ１１から離間してマイクロヒータ１１の周りを取り囲むように配置されている。また、サーモパイル１２ａ〜１２ｈの中点Ｃａ〜Ｃｈは正八角形の頂点を成し、当該正八角形の中心点とマイクロヒータ１１の中心点Ｃｔは同じ位置に配置されている。
【００２３】
マイクロヒータ１１によって加熱された被計測流体は、下流側のサーモパイル１２ａ〜１２ｈ近傍まで移動する。そして、下流側のサーモパイル１２ａ〜１２ｈは、被計測流体の温度上昇を検知する。マイクロヒータ１１に流れる電流量に応じて、マイクロヒータ１１自身の発熱量が変化する。よって、マイクロヒータ１１近傍の被計測流体の加熱量、すなわち被計測流体の温度も、マイクロヒータ１１に流れる電流量に応じて変化する。これにより、サーモパイル１２ａ〜１２ｈは、被計測流体の温度に応じたアナログ信号をそれぞれ出力することができる。
【００２４】
図２に示すように、図１の増幅回路部１５は、８チャンネルの信号増幅機能を備え、各チャンネルにおいて８つのサーモパイル１２ａ〜１２ｈからの出力信号を増幅する。具体的には、増幅回路部１５は、８つの計装アンプ１５ａ〜１５ｈと、総ての計装アンプ１５ａ〜１５ｈに共通して入力される基準信号を出力するリファレンス部２７とを備える。計装アンプ１５ａ〜１５ｈの入力端子には、それぞれサーモパイル１２ａ〜１２ｈの出力端子が接続され、計装アンプ１５ａ〜１５ｈのオフセット端子にはリファレンス部２７の基準信号が入力される。各計装アンプ１５ａ〜１５ｈの出力端子からは、増幅されたアナログ信号（交流信号）ＡＤ１〜ＡＤ８がそれぞれ出力される。
【００２５】
図１のＡＤＣ１７は、増幅されたアナログ信号ＡＤ１〜ＡＤ８をほぼ同じタイミングでサンプリングして、サイン波データをそれぞれ出力する。また、ＡＤＣ１７によるアナログ信号ＡＤ１〜ＡＤ８のサンプリングタイミングとＤＡＣ１８のサンプリングタイミングとはほぼ同じである。
【００２６】
なお、マイクロヒータ１１に対してサイン波の交流電流を流した場合、各サーモパイル１２ａ〜１２ｈから出力されるアナログ信号は、マイクロヒータ１１に流す交流電流と同一周波数の交流信号となる。また、被計測流体の流向及び流速に応じて、各サーモパイル１２ａ〜１２ｈから出力される交流信号の位相角及び振幅が変化する。図５は、マイクロヒータ１１に流れる交流電流（Ｉ）とサーモパイル１２ａから出力される交流信号（Ｖ）との関係の一例を示すグラフである。実線が交流電流（Ｉ）を示し、破線が交流信号（Ｖ）を示す。ここでは、サーモパイル１２ａを例示したが、他のサーモパイル１２ｂ〜１２ｈについても同様にして、交流信号（Ｖ）と交流電流（Ｉ）とは同じ周波数であるが、流向及び流速に応じて位相角及び振幅が変化する。
【００２７】
図１に戻り、マイコン７の構成を説明する。第１の直交検波部２１は、ＡＤＣ１７によりサンプリングされた８チャンネルのサイン波データをメモリに記憶する。具体的には、サイン波発生部２０が２周期分のサイン波を出力している期間だけ、８チャンネルのサイン波データをメモリに記憶する。図５に示したマイクロヒータ１１に流れる交流電流（Ｉ）とサーモパイル１２ａから出力される交流信号（Ｖ）との位相差を考慮すると、少なくとも１周期分のサイン波データをメモリに記憶することができる。
【００２８】
加算器１９は、同時にサンプリングされた８チャンネルのサイン波データを総て加算して、９チャンネル目の合成サイン波データ（合算データ）を出力する。
【００２９】
そして、第１の直交検波部２１は、（１）式〜（９）式に従って８チャンネルのサイン波データのデジタル直交検波を順に行う。同様に、第２の直交検波部２２は、合算データのデジタル直交検波を行う。具体的には、１周期分の８チャンネルのサイン波データ及び１周期分の合算データを用いて（１）式に示すデジタル直交検波を行い、（６）式に示すＳ及び（７）式に示すＣをそれぞれ求める。
【００３０】
なお、（１）式〜（９）式において、ｙ１、ｙ２、〜ｙｎはサイン波データであり、ｔ１、ｔ２、〜ｔｎはサンプリングタイムであり、ωはマイクロヒータ１１に流れる交流電流のサイン波の角周波数であり、Ａはサイン波データの振幅であり、θはマイクロヒータ１１の交流電流に対する位相角であり、Ｂ＃はＢの疑似逆行列である。
【００３１】
【数１】
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【００３２】
振幅算出部２３は、デジタル直交検波が行われた８チャンネルのサイン波データの振幅Ａを求める。位相算出部２４は、デジタル直交検波された合算データについて、位相角θを求める。
【００３３】
流向流速算出部２５は、振幅算出部２３により算出された８チャンネルのサイン波データの振幅Ａ、及び位相算出部２４により算出された合算データの位相角θから、被計測流体の流向及び流速を算出する。
【００３４】
次に、図４を参照して、図１に示したマイコン７の動作例を説明する。
【００３５】
（イ）先ずＳ０１段階において、マイコン７のイニシャライズを行う。Ｓ０３段階に進み、サイン波発生部２０は、マイクロヒータ１１に対して少なくとも２周期分のサイン波の交流電流を流す。具体的には、サイン波発生部２０が予め記憶しているオフセットのかかったサイン波データをＤＡＣ１８に対して順次、出力する。後述するようにＳ０３〜Ｓ０７段階を１２８回繰り返すことにより、ＤＡＣ１８及びアンプ１６を介して交流電流がマイクロヒータ１１へ印加される。
【００３６】
（ロ）Ｓ０５段階において、第１の直交検波部２１は、ＡＤＣ１７によりサンプリングされた８チャンネルのサイン波データをメモリに記憶する。具体的には、Ｓ０３〜Ｓ０７段階を１２８回繰り返すことにより、サイン波発生部２０が２周期分のサイン波を出力している期間だけ、８チャンネルのサイン波データをメモリに記憶する。Ｓ０７段階に進み、加算器１９は、サンプリングされた８チャンネルのサイン波データを総て加算して、第２の直交検波部２２は、９チャンネル目の合成サイン波データ（合算データ）を記憶する。Ｓ０８段階に進み、Ｓ０３〜Ｓ０７段階を１２８回繰り返したか否かを判断する。１２８回繰り返している場合に限り（Ｓ０８段階でＹＥＳ）、Ｓ０９段階に進み、それ以外では（Ｓ０８段階でＮＯ）Ｓ０３段階に戻る。Ｓ０３〜Ｓ０７段階を１２８回繰り返すことにより、サイン波発生部２０は２周期分のサイン波を出力し、第１の直交検波部２１及び第２の直交検波部２２は２周期分のサイン波データをメモリに記憶することができる。
【００３７】
（ハ）Ｓ０９段階において、第１の直交検波部２１及び第２の直交検波部２２は、８チャンネルのサイン波データ及び合算データのデジタル直交検波を順に行う。Ｓ１１段階に進み、振幅算出部２３は、８チャンネルのサイン波データのデジタル直交検波の結果から、８チャンネルのサイン波データの振幅を求める。Ｓ１３段階に進み、位相算出部２４は、合算データのデジタル直交検波の結果から合算データのマイクロヒータ１１へ印加される交流電流に対する位相差を算出する。
【００３８】
（ニ）Ｓ１５段階に進み、流向流速算出部２５は、算出された振幅及び位相差から被計測流体の流向及び流速を算出し、Ｓ１７段階において流向及び流速を出力する。このようにして、流向流速センサによって計測された被計測流体の温度の変化を示す８チャンネルのサイン波データから、被計測流体の流向及び流速を算出することができる。Ｓ１９段階に進み、被計測流体の流向流速の算出処理を終了するコマンドが入力されているか否かを判断する。終了コマンドが入力されている場合に限り（Ｓ１９段階でＹＥＳ）、図４のフローチャートは終了し、それ以外では（Ｓ１９段階でＮＯ）、Ｓ０３段階へ戻り、終了コマンドが入力されるまで、Ｓ０３〜Ｓ１７段階を繰返し実施する。
【００３９】
図６を参照して、本発明の実施の形態に係わる流向流速センサの構成のうち流向流速算出部２５が有する機能及び処理動作の一例を説明する。図６の実線及び点線で示したベクトルＴＰ１〜ＴＰ８の向きは、図３のマイクロヒータ１１の中心点Ｃｔからサーモパイル１２ａ〜１２ｈの中点Ｃａ〜Ｃｈへの方向に相当する。そして、ベクトルＴＰ１〜ＴＰ８の長さは、サーモパイル１２ａ〜１２ｈのサイン波データの振幅Ａの大きさに対応し、サーモパイル１２ａ〜１２ｈが配置された方向ごとの流速成分に相当する。
【００４０】
流向流速算出部２５は、先ず、サイン波データの振幅Ａの大きさに基づいて、サーモパイル１２ａ〜１２ｈごとのベクトルＴＰ１〜ＴＰ８を演算し、その後、ベクトルＴＰ１〜ＴＰ８を合算して合成ベクトルＲＶを求める。合成ベクトルＲＶの向きは流向流速計により計測される流向（流れの方向）に相当し、合成ベクトルＲＶの長さは流向流速計により計測される流速に相当する。
【００４１】
以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、以下の作用効果が得られる。
【００４２】
マイクロヒータ１１に対してサイン波の交流電流を流し、各サーモパイル１２ａ〜１２ｈにより計測された被計測流体の温度の時間変化を示すサイン波データのデジタル直交検波、及び当該サイン波データを総て加算した合算データのデジタル直交検波を行って、各サイン波データの振幅及び合算データの交流電流に対する位相差を算出する。そして、算出された振幅及び位相差から被計測流体の流向及び流速を算出する。これにより、ＤＦＴ及び座標変換によってサイン波データの位相を求める従来例に比べて、必要とするサイン波データの期間が短くて済む。また、ＤＦＴ及び座標変換によってサイン波データの位相を求める場合のように、正確に整数倍周期分のデータを切り取るか、または窓関数を掛ける必要がないので、位相差の算出精度が向上する。更に、少ない部品点数で同時に複数のサイン波データの振幅及び位相角の計測が可能となる。よって、少ない部品点数であって、高精度且つ高速な応答が可能な流向流速センサ回路及び流向流速計を提供することができる。
【００４３】
また、サイン波発生部２０は、２周期分の交流電流をマイクロヒータ１１に対して流し、第１の直交検波部２１は、２周期分の交流電流をマイクロヒータ１１に対して流している期間におけるサイン波データのデジタル直交検波を行う。これにより、マイクロヒータ１１に２周期分の交流電流を流している間にサンプリングされたサイン波データから、振幅と位相角を高精度に算出することができるので、演算時間を短縮することができる。
【００４４】
位相算出部２４及び振幅算出部２３の各々は、マイコン７を用いた演算手段として構成されている。これにより、振幅算出及び位相検出をマイコン７で行うため、高精度なアナログ回路部品を必要とせず、電子部品のバラツキによる誤差が無くなる。
【００４５】
上記のように、本発明は、１つの実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００４６】
例えば、図３には、サーモパイル１２ａ〜１２ｈの数（ｎ）が８である場合について述べるが、流向流速センサが備えるサーモパイル１２ａ〜１２ｈの数は８に限定されるわけではない。数の増加と共に、流速計測における流向依存性が減少する。
【００４７】
マイコン７の代りに、デジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）を用いても構わない。また、本発明の実施の形態では、図１の信号処理部６が流向流速センサ回路に相当する場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されることはない。例えば、マイコン７或いはＤＳＰが流向流速センサ回路であっても構わない。
【００４８】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【符号の説明】
【００４９】
５    流向流速センサ
６    信号処理部（流向流速センサ回路）
７    マイコン
１１    マイクロヒータ（加熱部）
１２ａ〜１２ｈ    サーモパイル（温度計測部）
１５    増幅回路部
１６    アンプ
１７    ＡＤＣ
１８    ＤＡＣ
１９    加算器
２０    サイン波発生部
２１    第１の直交検波部（直交検波部）
２２    第２の直交検波部（直交検波部）
２３    振幅算出部
２４    位相算出部
２５    流向流速算出部
【図１】
2011089776.tif 000004
【図２】
2011089776.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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