(57)【要約】【課題】　発熱抵抗体の経時劣化や流体の温度変化を懸念することなく流体の流量を正確に測定する。【解決手段】　　除算処理手段１３３が、差分を算出するための２つの発熱温度の少なくとも一方に定数を乗算するようにした。これにより、第１，２の発熱抵抗体１２２、１２３の温度係数が製造誤差や経時劣化のために相違しても、これを定数の乗算により計算上で同一とすることができ、よって、発熱抵抗体１２２、１２３の製造誤差や経時劣化に関係なく流体の流量を正確に測定することができる。【選択図】　　図１
2004004132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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前記第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、
　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、
　この第１の給電手段と同一の電力を前記第２の発熱抵抗体に供給する第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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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２記載の流量測定装置。
【請求項４】
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２記載の流量測定装置。
【請求項５】
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前記ｍ乗処理手段のｍ乗結果と前記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ることを特徴とする請求項１又は２記載の流量測定装置。
【請求項６】
“ｍ＝１，ｎ＝１”であることを特徴とする請求項５記載の流量測定装置。
【請求項７】
“ｍ＋ｎ＝１．５”なる関係を満足することを特徴とする請求項５記載の流量測定装置。
【請求項８】
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前記第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、
　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、
　この第１の給電手段と同一の電力を前記第２の発熱抵抗体に供給する第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、
　この第２の測定手段の測定電圧から前記第１の測定手段の測定電圧を減算する減算処理手段と、
　この減算結果に前記第２の測定手段の測定電圧を乗算する乗算処理手段と、
を備えることを特徴とする流量測定装置。
【請求項９】
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、
　この第２の測定手段の測定電圧から前記第１の測定手段の測定電圧を減算する減算処理手段と、
　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、
　その加算結果に前記第２の測定手段の測定電圧を乗算する乗算処理手段と、
を備えることを特徴とする流量測定装置。
【請求項１０】
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ことを特徴とする請求項９記載の流量測定装置。
【請求項１１】
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ことを特徴とする請求項９記載の流量測定装置。
【請求項１２】
係数乗算手段は、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ことを特徴とする請求項９記載の流量測定装置。
【請求項１３】
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前記ｍ乗処理手段の（ｍ−１）乗結果と前記ｎ乗処理手段のｎ乗結果とを乗算することを特徴とする請求項８又は９記載の流量測定装置。
【請求項１４】
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、その加算結果を前記第１の測定手段と前記第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ることを特徴とする請求項１ないし１３の何れか一記載の流量測定装置。
【請求項１５】
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、前記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ことを特徴とする請求項１４記載の流量測定装置。
【請求項１６】
抵抗温度係数が大きい第１の発熱抵抗体と第２の発熱抵抗体とを流体の流動方向に従って順番に位置させ、前記第１の発熱抵抗体と前記第２の発熱抵抗体とを電圧可変で電流一定の電力の供給により各々発熱させ、流体の流動により第１の発熱抵抗体から第２の発熱抵抗体に移動する熱量に基づいて流量を測定する流量測定方法において、前記第１の発熱抵抗体と前記第２の発熱抵抗体との両端電圧を各々測定し、前記第１の発熱抵抗体の両端電圧に所定の補正係数を乗算し、この乗算結果を前記第２の発熱抵抗体の両端電圧から減算し、この減算結果を前記第１の発熱抵抗体の両端電圧で除算するようにしたことを特徴とする流量測定方法。
【請求項１７】
抵抗温度係数が大きい第１の発熱抵抗体と第２の発熱抵抗体とを流体の流動方向に従って順番に位置させ、前記第１の発熱抵抗体と前記第２の発熱抵抗体とを電圧可変で電流一定の電力の供給により各々発熱させ、流体の流動により第１の発熱抵抗体から第２の発熱抵抗体に移動する熱量に基づいて流量を測定する流量測定方法において、前記第１の発熱抵抗体と前記第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前記第１の発熱抵抗体の両端電圧を減算し、前記第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、この加算結果に前記第２の発熱抵抗体の両端電圧を乗算するようにしたことを特徴とする流量測定方法。
【請求項１８】
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前記第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、
　前記第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、
　前記第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、
を備えることを特徴とする流量測定装置。
【請求項１９】
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ることを特徴とする請求項１８記載の流量測定装置。
【請求項２０】
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前記第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、を備えることを特徴とする流量測定装置。
【請求項２１】
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ることを特徴とする請求項２０記載の流量測定装置。
【請求項２２】
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前記第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、
　前記第１の発熱抵抗体と前記第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、
を備えることを特徴とする流量測定装置。
【請求項２３】
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ることを特徴とする請求項２２記載の流量測定装置。
【請求項２４】
加算手段の入力前段にインピーダンス変換手段を備えることを特徴とする請求項２３記載の流量測定装置。
【請求項２５】
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ことを特徴とする請求項２４記載の流量測定装置。
【請求項２６】
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ることを特徴とする請求項１８ないし２５の何れか一記載の流量測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　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。
【背景技術】
【０００２】
　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。
【０００３】
　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。
【０００４】
　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。
【０００５】
　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。
【０００６】
　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。
【０００７】
　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。
【０００８】
　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。
【０００９】
　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。
【００１０】
　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。
【００１１】
　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。
【００１２】
　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。
【００１３】
　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。
【００１４】
　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。
【００１５】
　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。
【００１６】
　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。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
　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。
【００１８】
　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。
【００１９】
　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。
【００２０】
　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。
【００２１】
　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。
【００２２】
　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。
【００２３】
　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。
【００２４】
　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。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
　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の発熱抵抗体と抵抗温度係数及び基準状態での抵抗値が同一で前記第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、
　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、
　この第１の給電手段と同一の電力を前記第２の発熱抵抗体に供給する第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。
【００２６】
　請求項２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。
【００２７】
　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。
【００２８】
　請求項４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。
【００２９】
　請求項５記載の発明は、請求項１又は２記載の流量測定装置において、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前記ｍ乗処理手段のｍ乗結果と前記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ることを特徴とする。
【００３０】
　請求項６記載の発明は、請求項５記載の流量測定装置において、“ｍ＝１，ｎ＝１”であることを特徴とする。
【００３１】
　請求項７記載の発明は、請求項５記載の流量測定装置において、“ｍ＋ｎ＝１．５”なる関係を満足することを特徴とする。
【００３２】
　請求項８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の発熱抵抗体と抵抗温度係数及び基準状態での抵抗値が同一で前記第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、
　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、
　この第１の給電手段と同一の電力を前記第２の発熱抵抗体に供給する第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、
　この第２の測定手段の測定電圧から前記第１の測定手段の測定電圧を減算する減算処理手段と、
　この減算結果に前記第２の測定手段の測定電圧を乗算する乗算処理手段と、
を備える。
【００３３】
　請求項９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、
　この第２の測定手段の測定電圧から前記第１の測定手段の測定電圧を減算する減算処理手段と、
　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、
　その加算結果に前記第２の測定手段の測定電圧を乗算する乗算処理手段と、
を備える。
【００３４】
　請求項１０記載の発明は、請求項９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ことを特徴とする。
【００３５】
　請求項１１記載の発明は、請求項９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ことを特徴とする。
【００３６】
　請求項１２記載の発明は、請求項９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ことを特徴とする。
【００３７】
　請求項１３記載の発明は、請求項８又は９記載の流量測定装置において、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前記ｍ乗処理手段の（ｍ−１）乗結果と前記ｎ乗処理手段のｎ乗結果とを乗算することを特徴とする。
【００３８】
　請求項１４記載の発明は、請求項１ないし１３の何れか一記載の流量測定装置において、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、その加算結果を前記第１の測定手段と前記第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ることを特徴とする。
【００３９】
　請求項１５記載の発明は、請求項１４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、前記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ことを特徴とする。
【００４０】
　請求項１６記載の発明は、抵抗温度係数が大きい第１の発熱抵抗体と第２の発熱抵抗体とを流体の流動方向に従って順番に位置させ、前記第１の発熱抵抗体と前記第２の発熱抵抗体とを電圧可変で電流一定の電力の供給により各々発熱させ、流体の流動により第１の発熱抵抗体から第２の発熱抵抗体に移動する熱量に基づいて流量を測定する流量測定方法において、前記第１の発熱抵抗体と前記第２の発熱抵抗体との両端電圧を各々測定し、前記第１の発熱抵抗体の両端電圧に所定の補正係数を乗算し、この乗算結果を前記第２の発熱抵抗体の両端電圧から減算し、この減算結果を前記第１の発熱抵抗体の両端電圧で除算するようにした。
【００４１】
　請求項１７記載の発明は、抵抗温度係数が大きい第１の発熱抵抗体と第２の発熱抵抗体とを流体の流動方向に従って順番に位置させ、前記第１の発熱抵抗体と前記第２の発熱抵抗体とを電圧可変で電流一定の電力の供給により各々発熱させ、流体の流動により第１の発熱抵抗体から第２の発熱抵抗体に移動する熱量に基づいて流量を測定する流量測定方法において、前記第１の発熱抵抗体と前記第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前記第１の発熱抵抗体の両端電圧を減算し、前記第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、この加算結果に前記第２の発熱抵抗体の両端電圧を乗算するようにした。
【００４２】
　請求項１８記載の発明は、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前記第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、
　前記第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、
　前記第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、
を備える。
【００４３】
　請求項１９記載の発明は、請求項１８記載の流量測定装置において、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ることを特徴とする。
【００４４】
　請求項２０記載の発明は、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前記第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、を備えることを特徴とする流量測定装置。
【００４５】
　請求項２１記載の発明は、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る。
【００４６】
　請求項２２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の発熱抵抗体と抵抗温度係数及び基準状態での抵抗値が同一で前記第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、
　前記第１の発熱抵抗体と前記第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、
を備える。
【００４７】
　請求項２３記載の発明は、請求項２２記載の流量測定装置において、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ることを特徴とする。
【００４８】
　請求項２４記載の発明は、請求項２３記載の流量測定装置において、加算手段の入力前段にインピーダンス変換手段を備えることを特徴とする。
【００４９】
　請求項２５記載の発明は、請求項２４記載の流量測定装置において、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ことを特徴とする。
【００５０】
　請求項２６記載の発明は、請求項１８ないし２５の何れか一記載の流量測定装置において、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ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００５１】
　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。
【００５２】
　請求項２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。
【００５３】
　請求項３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。
【００５４】
　請求項４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。
【００５５】
　請求項５記載の発明によれば、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。
【００５６】
　請求項６記載の発明によれば、“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。
【００５７】
　請求項７記載の発明によれば、“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。
【００５８】
　請求項８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。
【００５９】
　請求項９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、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。
【００６０】
　請求項１０記載の発明によれば、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。
【００６１】
　請求項１１記載の発明によれば、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。
【００６２】
　請求項１２記載の発明によれば、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。
【００６３】
　請求項１３記載の発明によれば、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。
【００６４】
　請求項１４記載の発明によれば、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。
【００６５】
　請求項１５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。
【００６６】
　請求項１６記載の発明によれば、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。
【００６７】
　請求項１７記載の発明によれば、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。
【００６８】
　請求項１８記載の発明によれば、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。
【００６９】
　請求項１９記載の発明によれば、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。
【００７０】
　請求項２０記載の発明によれば、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。
【００７１】
　請求項２１記載の発明によれば、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。
【００７２】
　請求項２２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。
【００７３】
　請求項２３記載の発明によれば、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。
【００７４】
　請求項２４記載の発明によれば、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。
【００７５】
　請求項２５記載の発明によれば、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。
【００７６】
　請求項２６記載の発明によれば、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７７】
　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。
【００７８】
　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。
【００７９】
　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。
【００８０】
　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。
【００８１】
　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。
【００８２】
　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。
【００８３】
　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。
【００８４】
　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。
【００８５】
　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。
【００８６】
　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。
【００８７】
　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。
【００８８】
　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。
【００８９】
　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。
【００９０】
　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。
【００９１】
　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。
【００９２】
　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）。
【００９３】
　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。
【００９４】
　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。
【００９５】
　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。
【００９６】
　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。
【００９７】
　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。
【００９８】
　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。
【００９９】
　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。
【０１００】
　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。
【０１０１】
　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。
【０１０２】
　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。
【０１０３】
　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。
【０１０４】
　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。
【０１０５】
　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。
【０１０６】
　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。
【０１０７】
　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。
【０１０８】
　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。
【０１０９】
　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。
【０１１０】
　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。
【０１１１】
　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。
【０１１２】
　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。
【０１１３】
　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。
【０１１４】
　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。
【０１１５】
　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。
【０１１６】
　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。
【０１１７】
　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。
【０１１８】
　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。
【０１１９】
　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。
【０１２０】
　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。
【０１２１】
　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。
【０１２２】
　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。
【０１２３】
　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。
【０１２４】
　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。
【０１２５】
　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。
【０１２６】
　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。
【０１２７】
　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。
【０１２８】
　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。
【０１２９】
　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。
【０１３０】
　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。
【０１３１】
　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。
【０１３２】
　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。
【０１３３】
　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。
【０１３４】
　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。
【０１３５】
　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。
【０１３６】
　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。
【０１３７】
　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。
【０１３８】
　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。
【０１３９】
　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。
【０１４０】
　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。
【０１４１】
　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。
【０１４２】
　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。
【０１４３】
　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。
【０１４４】
　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。
【０１４５】
　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。
【０１４６】
　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。
【０１４７】
　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。
【０１４８】
　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。
【０１４９】
　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。
【０１５０】
　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。
【０１５１】
　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。
【０１５２】
　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。
【０１５３】
　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。
【０１５４】
　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。
【０１５５】
　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。
【０１５６】
　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。
【０１５７】
　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。
【０１５８】
　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。
【０１５９】
　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。
【０１６０】
　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。
【０１６１】
　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。
【０１６２】
　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。
【０１６３】
　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。
【０１６４】
　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。
【０１６５】
　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。
【０１６６】
　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。
【０１６７】
　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。
【０１６８】
　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。
【０１６９】
　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。
【０１７０】
　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。
【０１７１】
　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。
【０１７２】
　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。
【０１７３】
　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。
【０１７４】
　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。
【０１７５】
　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。
【０１７６】
　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。
【０１７７】
　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。
【０１７８】
　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。
【０１７９】
　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、
　　ＶA ＝Ｉ×（Ｒ1 ＋Ｒ2 ）
　　ＶB ＝Ｉ×Ｒ2 
　　ＶC ＝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、
　　Ｖ1 ＝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、
　　Ｖ2 ＝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。
【０１８０】
　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。
【０１８１】
　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。
【０１８２】
　従って、減算装置３２２は
　　Ｖ3 ＝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。
【０１８３】
　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。
【０１８４】
　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。
【０１８５】
　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。
【０１８６】
　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。
【０１８７】
　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。
【０１８８】
　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。
【０１８９】
　この時、Ｄ点の電圧ＶD とＧ点の電圧ＶG は、各々
　　ＶD ＝Ｉ×Ｒ1 ＋ＶH 
　　ＶG ＝−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、
　　Ｒ3 ＝（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。
【０１９０】
　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。
【０１９１】
　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。
【０１９２】
　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。
【０１９３】
　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。
【０１９４】
　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。
【０１９５】
　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、
　　ＶD ＝Ｉ×Ｒ1 ＋ＶH 
　　ＶG ＝−Ｉ×Ｒ2 −ＶH 
となる。
【０１９６】
　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 は
　　ＶK ＝−Ｒ6 ×（ＶD ／Ｒ4 ＋ＶG ／Ｒ5 ）
となる。従って、前式を代入すると、
　　ＶK ＝−Ｒ6 ／Ｒ4 ×｛Ｉ×Ｒ1 ＋ＶH ＋（Ｉ×Ｒ2 ）−ＶH ｝
　　　　＝−Ｒ6 ／Ｒ4 ×Ｉ×（Ｒ1 −Ｒ2 ）
となる。
【０１９７】
　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。
【０１９８】
　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。
【０１９９】
　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。
【０２００】
　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、
　　ＶA ＝Ｉ×Ｒ1 ＋ＶL 
　　ＶC ＝−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。
【０２０１】
　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。
【０２０２】
　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、
　　ＶK ＝−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、
　　ＶK ＝−Ｒ6 ／Ｒ4 ×｛Ｉ×Ｒ1 ＋（−１）×Ｒ2 ｝
　　　　＝−Ｒ6 ／Ｒ4 ×Ｉ×（Ｒ1 −Ｒ2 ）
となる。
【０２０３】
　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。
【０２０４】
　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。
【０２０５】
　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。
【０２０６】
　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。
【０２０７】
　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、
　　ＶB ＝−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、
　　ＶA ＝ＶB ＋Ｉ×Ｒ1 ＝Ｉ×Ｒ1 −ＶO1
　　ＶC ＝ＶB −Ｉ×Ｒ2 ＝−Ｉ×Ｒ2 −ＶO1
となる。オペアンプ３７３の出力電圧ＶA′ は、
　　ＶA′ ＝ＶA −ＶO2
　　　　　＝Ｉ×Ｒ1 −ＶO1−ＶO2
となる。
【０２０８】
　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、
　　ＶK ＝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。
【０２０９】
　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。
【０２１０】
　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、
　　ＶK ＝−Ｉ×（Ｒ2 −Ｒ1 ）
となり、オフセット電圧の影響を受けなくなる。
【０２１１】
　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。
【０２１２】
　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。
【０２１３】
　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。
【０２１４】
　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。
【０２１５】
　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。
【図面の簡単な説明】
【０２１６】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】一変形例の流量測定装置を示すブロック図である。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】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。
【図９】第一の変形例の流量測定装置を示すブロック図である。
【図１０】第二の変形例の流量測定装置を示すブロック図である。
【図１１】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。
【図１２】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。
【図１３】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。
【図１４】３種類の温度での流量の測定結果を示す特性図である。
【図１５】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。
【図１６】乗数を変更した状態を示す特性図である。
【図１７】さらに乗数を変更した状態を示す特性図である。
【図１８】さらに乗数を変更した状態を示す特性図である。
【図１９】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。
【図２０】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。
【図２１】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。
【図２２】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。
【図２３】検討のための構成を示す回路図である。
【図２４】その測定結果を示すＶdu−Ｉu 特性図である。
【図２５】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。
【図２６】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。
【図２７】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。
【図２８】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。
【図２９】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。
【図３０】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。
【図３１】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。
【図３２】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。
【図３３】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。
【図３４】第１の従来例の流量測定装置を示すブロック図である。
【図３５】第２の従来例の流量測定装置を示すブロック図である。
【図３６】第３の従来例の流量測定装置を示す回路図である。
【図３７】第４の従来例の流量測定装置を示す回路図である。
【符号の説明】
【０２１７】
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
【図１】
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【図２】
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【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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