(57)【要約】【課題】感度および応答性が高く、かつ、ダイナミックレンジが広い流体流量測定方式を提供する。【解決手段】流量測定装置において、流体の上流側から下流側にかけて、各々が、熱を発する発熱体および温度を検出する温度検出体の機能を有する第１、第２、第３、第４、第５、第６の感温抵抗体と、感温抵抗体を発熱させる電力の供給を制御する回路を備える。この回路は、第２、第５の感温抵抗体の発熱温度が等しくなるように、第３、第４の感温抵抗体に供給する電力を制御し、さらに、第１、第６の感温抵抗体の発熱温度が等しくなるように、第２、第５の感温抵抗体に供給する電力を制御し、第３、第４の感温抵抗体に供給される電力の差と、第２、第５の感温抵抗体に供給される電力の差とに基づいて流体の流量を測定する。【選択図】図２５
2007178447.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体中に配置され、熱を発する発熱体の上流側の放熱量と下流側の放熱量との差から、流体の流量を測定する流量測定装置において、
流体の上流側から下流側にかけて配置され、各々が、熱を発する発熱体および温度を検出する温度検出体の機能を有する第１、第２、第３、第４、第５、第６の感温抵抗体と、
前記感温抵抗体を発熱させる電力の供給を制御する回路を備え、
前記回路は、第２、第５の感温抵抗体の発熱温度が等しくなるように、第３、第４の感温抵抗体に供給する電力を制御し、さらに、第１、第６の感温抵抗体の発熱温度が等しくなるように、第２、第５の感温抵抗体に供給する電力を制御し、第３、第４の感温抵抗体に供給される電力の差と、第２、第５の感温抵抗体に供給される電力の差とに基づいて、流体の流量を測定する流量測定装置。
【請求項２】
さらに、前記第３と第４の感温抵抗体の間に発熱抵抗体を備え、
前記回路は、前記第１の感温抵抗体と第６の感温抵抗体の平均温度が予め設定された温度になるように、前記発熱抵抗体に供給する電力を制御する、請求項１に記載の流量測定装置。
【請求項３】
前記回路は、流体の温度に基づいて、前記予め設定された温度を変化させる、請求項２に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、流体の流量の測定に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体の流量を測定する方式は、大きく２種類に分けることができる。すなわち、加熱電流検出方式と、温度差検出方式である。
【０００３】
加熱電流検出方式は、流体中に設けられたヒーターを、流体温度に対して一定温度だけ高く保つのに必要な加熱電流を検出して、流体の流量を測定する。一方の温度差検出方式は、発熱抵抗体の温度を一定に保ち、その上流側に形成された上流側温度検出抵抗体と、下流側に形成された下流側温度検出抵抗体との温度差を検出して、流体の流量を測定する。温度差検出方式を採用する流体流量測定装置は例えば特公平５−７６５９に示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来の２つの方式には、それぞれ以下のような欠点が存在する。
【０００５】
具体的には、加熱電流検出方式を採用する流体流量測定装置では、小型化に適さず、かつ、小さな流量域の流量を測定することが困難である。
【０００６】
温度差検出方式を採用する流体流量測定装置では、小型化、および、小さい流量域の流量の測定が可能であるが、流体流量が大きくなると上流側温度検出抵抗体の温度がそれ以上低下しなくなり、また、下流側温度検出抵抗体の温度も低下を始める。よって大流量域で感度が低下し、ダイナミックレンジを大きく取れない。また、流量変化により温度検出抵抗体の温度が変化するため、応答性が悪い。
【０００７】
本発明の目的は、小型化が可能で、感度および応答性が高く、かつ、ダイナミックレンジが広い流体流量測定方式を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による流量測定装置は、流体中に配置され、熱を発する発熱体の上流側の放熱量と、下流側の放熱量との差から、流体の流量を測定し、流体の上流側から下流側にかけて、各々が、熱を発する発熱体および温度を検出する温度検出体の機能を有する第１、第２、第３、第４、第５、第６の感温抵抗体と、感温抵抗体を発熱させる電力の供給を制御する回路を備える。この回路は、第２、第５の感温抵抗体の発熱温度が等しくなるように、第３、第４の感温抵抗体に供給する電力を制御し、さらに、第１、第６の感温抵抗体の発熱温度が等しくなるように、第２、第５の感温抵抗体に供給する電力を制御し、第３、第４の感温抵抗体に供給される電力の差と、第２、第５の感温抵抗体に供給される電力の差とに基づいて、流体の流量を測定する。これにより上記目的が達成される。
【０００９】
好ましくは、前記第３と第４の感温抵抗体の間に、さらに発熱抵抗体を備え、回路は、前記第１の感温抵抗体と第６の感温抵抗体の平均温度が予め設定された温度になるように、前記発熱抵抗体に供給する電力を制御してもよい。
【００１０】
また、前記回路は、流体の温度に基づいて、前記予め設定された温度を変化させてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
流体の上流側から下流側に設けた６つの感温抵抗体のうち、第２、第５の感温抵抗体に供給される電力差は流体流量が小さいときに変化が大きく、第３、第４の感温抵抗体に供給される電力差は流体流量が大きいときに変化が大きくなる。よって、広い流量範囲にわたって感度の良い流量測定が可能となる。また、上流側と下流側の感温抵抗体の温度をフィードバック制御することになるので応答性が改善する。
【００１２】
流量が増大しても、第１〜第６の感温抵抗体の温度を高く保つことができるので、特に大流量での感度増大、ダイナミックレンジの拡大に効果がある。また、上流側と下流側の温度検出体の温度を一定に保つことになるので応答性が改善する。
【００１３】
流体の温度が変化しても流体と装置との温度差が一定に保たれるので、流体の温度変化が生じた場合でも流量を測定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図面では、同一の機能を有する構成要素には同一の参照符号を付している。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１の流体流量測定装置の測定部の構成を示す。流体流量測定装置は、シリコン基板１上に形成された薄肉部３に、白金等の感温材料により形成された発熱抵抗体４、温度センサとしての上流側温度検出抵抗体５および下流側温度検出抵抗体６を備えている。それぞれの抵抗体４、５、６には配線部９が接続され、配線部９の一端にはパッド部１０が接続されている。パッド部１０は外部回路との接続のため、ワイヤボンディング等に使用される。図２は、図１のＡ−Ａ’における薄肉部３の断面図である。薄肉部３は、絶縁層７、８とその間に形成された抵抗体４、５、６から形成されている。薄肉部３の裏面側のシリコンはエッチングにより除去され、空洞部２が形成されている。
【００１６】
この流体流量測定装置が流体（例えば、空気）の流速を検出する際の動作原理は以下のとおりである。まず、発熱抵抗体４が、シリコン基板１の温度よりも高い温度（たとえば１００℃）になるように加熱される。このシリコン基板１の温度は、流れている空気の温度とほぼ同じであると仮定できる。空気の流れがない場合には、発熱抵抗体４からの熱は、上流側温度検出抵抗体５および下流側温度検出抵抗体６の双方を均等に加熱する。図に示すように、上流側温度検出抵抗体５および下流側温度検出抵抗体６は、発熱抵抗体４に対して対称に配置されるからである。このとき、上流側温度検出抵抗体５および下流側温度検出抵抗体６の温度差はなくなり、抵抗差は生じない。一方、空気の流れがある場合、仮に、図２の「ＦＬＯＷ」と示す矢印の方向に空気の流れがある場合を考える。このとき、上流に位置する上流側温度検出抵抗体５は、発熱抵抗体４方向への空気の流れにより熱が奪われるので冷却され、下流に位置する下流側温度検出抵抗体６は、発熱抵抗体４からの空気の流れにより熱せられる。この温度差により生じる、上流側温度検出抵抗体５および下流側温度検出抵抗体６の抵抗値の差が電圧値の差をもたらし、空気の流量、流速が計測される。
【００１７】
図３は、実施の形態１による、抵抗体４、５、６を含む、流体流量測定装置の回路図である。上流側温度検出抵抗体５（Rsu)と下流側温度検出抵抗体６（Rsd)には定電流源１３が接続され、定電流Isが供給される。抵抗体Rsu５と抵抗体Rsd６の両端電圧（Vsu,Vsd)は加算回路１５に入力される。加算回路１５のゲインをＧとすると、加算回路の出力電圧Vaddは下記数１で表される。
【数１】
2007178447.tif 000003
【００１８】
固定抵抗R1とR2により定電圧１２（Vc）を分圧した電圧１９（Vt）と、加算回路１５の出力電圧Vaddとが比較され、パワートランジスタ２０により、両者が等しくなるように発熱抵抗体４に電力が供給される。ここで定電圧Vcを分圧した電圧Ｖtは下記数２で表される。
【数２】
2007178447.tif 000004
【００１９】
よって、Vt=Vaddとすると、数１および数２から、下記数３が得られる。
【数３】
2007178447.tif 000005
【００２０】
上流温度検出抵抗体５と下流温度検出抵抗体６の０℃の時の抵抗値をＲs0、抵抗温度係数をαs、温度をそれぞれＴsu、Ｔsdとすると、上流温度検出抵抗体５と下流温度検出抵抗体６の両端電圧Vsu,Vsdは、それぞれ下記数４および数５のように得られ、その結果、下記数６が得られる。
【数４】
2007178447.tif 000006
【数５】
2007178447.tif 000007
【数６】
2007178447.tif 000008
【００２１】
上述の数３および数６から、下記数７が得られる。
【数７】
2007178447.tif 000009
【００２２】
数７の右辺の各項は全て定数であるから、右辺は定数である。よって、図３に示す回路を構成することにより、上流側温度検出抵抗体５の温度（Ｔsu）と下流側温度検出抵抗体の温度（Ｔsd）の平均値を一定に保つことができる。
【００２３】
さらに図３を参照して、上流温度検出抵抗体５および下流温度検出抵抗体６には差動増幅器１７が接続されている。差動増幅器１７は、上流温度検出抵抗体５と下流温度検出抵抗体６の両端電圧Vsu,Vsdの電位差を、出力電圧Ｖoutとして端子１６から出力する。具体的には、出力電圧Ｖoutは、下記数８に示すように
【数８】
2007178447.tif 000010
となる。数８から明らかなように、出力電圧Ｖoutは、上流温度検出抵抗体５の温度(Ｔsu)と下流温度検出抵抗体６の温度(Ｔsd)の差に比例することが理解される。
【００２４】
出力電圧Ｖoutから、流量を得るためには、一般に、流量−出力電圧のテーブルを予め作成しておき、このテーブルを参照すればよい。テーブルは、流体流量測定装置が有するメモリ（図示せず）に格納される。テーブルを参照する動作は流体流量測定装置の中央演算装置（図示せず）が行う。なお、テーブルを用いることなく、出力電圧Ｖoutを変数として、流量が出力値として与えられる換算式を用いてもよい。
【００２５】
図４は、流体の流量に応じた、上流温度検出抵抗体５と下流温度検出抵抗体６の温度変化のグラフである。この図は、熱回路網法によりシミュレーションを行った結果に基づいて作成されている。曲線２１および曲線２２は、それぞれ、本実施の形態による上流温度検出抵抗体５の温度と下流温度検出抵抗体６の温度を示す。一方、曲線２３、２４は、それぞれ、従来例における上流温度検出抵抗体５の温度と下流温度検出抵抗体６の温度を示す。従来例では上流温度検出抵抗体５の温度と下流温度検出抵抗体６の温度は、流量が大きくなると低下し、その平均温度も流量とともに低下する。数７に関連して説明したように、本実施の形態では、上流側温度検出抵抗体５の温度と下流側温度検出抵抗体６の平均温度を一定に保つよう制御している。したがって、上流側温度検出抵抗体５の温度（曲線２１）が流量とともに低下すると、下流側温度検出抵抗体６の温度（曲線２２）は流量ともに上昇する。
【００２６】
本実施の形態における上流側温度検出抵抗体５の流量による温度低下（曲線２１）は、従来例における上流側温度検出抵抗体５の流量による温度低下（曲線２３）よりも小さい。このため流量がある程度大きくなった場合には、本発明における上流側温度検出抵抗体５の温度は、従来例における上流側温度検出抵抗体５の温度よりも高くなる。測定可能温度の観点から説明すると、例えば、測定可能温度の下限が６５℃と仮定したとき、従来は曲線２３で示すように約６０ｇ／ｓの流量までしか測定できなかった。しかし実施の形態１によれば、約２００ｇ／ｓまで測定可能である。よって実施の形態１における上流側温度検出抵抗体５の温度は、従来例に比べ、より大流量まで変化が許容される。
【００２７】
図５は、上流温度検出抵抗体５の温度と下流温度検出抵抗体６の温度の差の流量依存性を示すグラフである。図中、曲線２５は実施の形態１における上流温度検出抵抗体５と下流温度検出抵抗体６との温度差を示す。一方、曲線２６は従来例における上流温度検出抵抗体５と下流温度検出抵抗体６との温度差を示す。上述のように、実施の形態１における上流側温度検出抵抗体５の温度は、より大流量まで変化が可能であり、また、本発明の下流側温度検出抵抗体６の温度は流量とともに増大する。したがって、その温度差は従来に比べて大きくなり、より大流量まで大きな流量依存性を示す。
【００２８】
実施の形態１で説明した上述の構成によれば、上流温度検出抵抗体５と下流温度検出抵抗体６の温度差は従来例に比べより大流量まで大きく変化する。よって、特に大流量において感度が向上し、ダイナミックレンジが拡大できる。また、上流側と下流側の温度検出体５、６の温度をフィードバック制御することになるので、オープンループだった従来に比べ応答性が改善する。
【００２９】
（実施の形態２）
実施の形態１では、上流温度検出抵抗体５と下流温度検出抵抗体６の平均温度を出すために図３に示す加算回路１５を用いた。実施の形態２では、異なる回路を用いて、実施の形態１と同じ結果を得ることができる構成を説明する。
【００３０】
図６は、実施の形態２による、抵抗体４、５、６を含む、流体流量測定装置の回路図である。図６に示すように、上流温度検出抵抗体５の一方の端部は下流温度検出抵抗体６と直列に接続されており、他方の端部は、定電流Isを供給する定電流源１３に接続されている。このとき上流温度検出抵抗体５と下流温度検出抵抗体６が直列接続された高電位側の電圧２７(Vs)は、下記数９のように、
【数９】
2007178447.tif 000011
となり、実施の形態１のＶaddと同様に(Ｔsu＋Ｔsd)に依存した電圧が得られる。
【００３１】
差動増幅器１７は、上流側温度検出抵抗体５の両端電圧と下流側温度検出抵抗体６の両端電圧との差電圧を出力する。
【００３２】
このような構成によっても、上流温度検出抵抗体５と下流温度検出抵抗体６の温度差は従来例に比べより大流量まで大きく変化するので、特に大流量において感度が向上し、ダイナミックレンジが拡大できる。
【００３３】
実施の形態１、２の回路構成では、上流温度検出抵抗体５と下流温度検出抵抗体６に定電流を供給する定電流源１３を用いた。しかし、定電圧を印加する定電圧源を用いても同様の結果が得られる。また、上流側と下流側の温度検出体５、６の温度をフィードバック制御することになるので、オープンループだった従来に比べ応答性が改善する。
【００３４】
（実施の形態３）
図７は、実施の形態３の流体流量測定装置の測定部の構成を示す。流体流量測定装置は、シリコン基板１上に形成された薄肉部３に、中央発熱抵抗体４、上流側温度検出抵抗体５、下流側温度検出抵抗体６、および、上流側発熱抵抗体２８、下流側発熱抵抗体２９を備えている。上流側発熱抵抗体２８は、中央発熱抵抗体４と上流側温度検出抵抗体５の間（近傍）に、下流側発熱体２９は、中央発熱抵抗体４と下流側温度検出抵抗体６の間（近傍）に配置されている。その他の構成は図１および図２と同様である。
【００３５】
実施の形態３では、中央発熱抵抗体４、上流側温度検出抵抗体５、下流側温度検出抵抗体６を用いて図３と同様の回路を構成し、上流側温度検出抵抗体５と下流側温度検出抵抗体６の平均温度を一定に保つように中央発熱抵抗体４に供給する電力を制御する。
【００３６】
図８は、実施の形態３による、抵抗体５、６、２８、２９を含む流体流量測定装置の回路図である。上流側温度検出抵抗体５（Rsu)と下流側温度検出抵抗体６（Rsd)には定電流を供給する定電流源１３が接続されている。図８に示すように、上流側温度検出抵抗体５の両端電圧（Vsu)と下流側温度検出抵抗体６の両端電圧（Vsd)とは、それぞれコンパレータ３０の−入力端子と＋入力端子とに入力される。コンパレータ３０の出力は、上流側温度検出抵抗体５の温度が下流側温度検出抵抗体６の温度より低い場合（すなわちVsu<Vsdの場合）にはハイレベルとなり、逆の場合（すなわちVsu>Vsdの場合)にはローレベルとなる。コンパレータ３０の出力はスイッチ３１、３２に接続される。スイッチ３１は上流側発熱抵抗体２８と電源１１との接続を制御し、スイッチ３２は下流側発熱抵抗体２９と電源１１との接続を制御する。
【００３７】
次に図８の回路の動作を説明する。上流側から流体の流れが生じた場合、上流側温度検出抵抗体５の温度は下流側温度検出抵抗体６の温度より低くなり、それぞれの両端電圧の関係はVsu<Vsdとなる。このときコンパレータ３０の出力はハイレベルになるので、スイッチ３１がオンされ、スイッチ３２がオフされる。そして上流側発熱抵抗体２８が電源１１に接続される。上流側発熱抵抗体２８に電流が流れるとジュール熱により発熱し、近傍にある上流側温度検出抵抗体５の温度を上昇させる。上流側温度検出抵抗体５の温度が上昇して、下流側温度検出抵抗体６の温度より高くなると、それぞれの両端電圧の関係はVsu>Vsdとなる。このときコンパレータ３０の出力はローレベルとなり、スイッチ３１はオフされ、スイッチ３２はオンされて、下流側発熱抵抗体２９と電源１１とが接続される。下流側発熱抵抗体２９に電流が流れるとジュール熱により発熱し、近傍にある下流側温度検出抵抗体６の温度を上昇させる。下流側温度検出抵抗体６の温度が上昇して、上流側温度検出抵抗体５の温度より高くなると、それぞれの両端電圧の関係はVsu＜Vsdとなり、初期の状態に戻る。このようにスイッチ３１、３２の働きにより、電源１１を上流側発熱抵抗体２８と下流側発熱抵抗体２９に交互に切り換える動作が繰り返され、上流側温度検出抵抗体５の温度と下流側温度検出抵抗体６の温度が等しくなるように制御される。
【００３８】
図９は、抵抗体２８（図８）および抵抗体２９（図８）の端子電圧と、出力端子１６（図８）の電圧との関係を示す。図中、パルス３６は、上流側発熱抵抗体２８（図８）の＋側端子３４の電圧を示す。パルス３７は下流側発熱抵抗体２９（図８）の＋側端子３５の電圧を示す。パルス３８は出力端子１６（図８）の電圧を示す。上流側から流体が流れている場合、上流側温度検出抵抗体５（図８）の温度と下流側温度検出抵抗体６（図８）の温度とを等しくするためには、上流側発熱抵抗体２８（図８）により多くの電力を供給しなければならない。したがって、スイッチ３１（図８）が閉じている時間t1の方がスイッチ３２（図８）が閉じている時間t2より長くなる。この差（または比）は流体の流量が大きいほど大きくなる。逆流の場合は大小関係が逆になる。図１０は、出力電圧３８からアナログ電圧を得る際の処理を示す図である。図１０に示すように、出力電圧３８をローパスフィルタ４１に通すことにより、アナログ電圧出力４２）が得られる。電圧４２は出力電圧３８のデューティ比[t1/(t1+T2)]に応じた値となる。よって電圧４２を測定することにより、流体の流量を知ることができる。
【００３９】
図１１は、実施の形態３の構成による流量とデューティ比との関係を示すグラフ３９である。デューティ比は、流量０の時は５０％で、流量の増大とともに増大する。デューティ比が１００％になる流量は、上下流発熱抵抗体と上下流温度検出抵抗体の位置関係や電源電圧によって調整できる。図１０に示す出力回路を用いた場合、図１１と同様の出力カーブが得られる。
【００４０】
図３に示す回路により、上流側温度検出抵抗体５（図３）と下流側温度検出抵抗体６（図３）の平均温度を一定に保ち、しかも図８に示す回路により両者の温度を等しく制御することにより、抵抗体５、６の温度は全流量範囲において一定に保たれることになる。
【００４１】
以上のように、実施の形態３では上流側温度検出抵抗体５と下流側温度検出抵抗体６の温度が流量によらず一定に保たれるので、ダイナミックレンジが拡大する。また、流量変化による温度変化が生じないので応答性が向上する。さらに、抵抗体の温度を１００℃以上に保つことができるので、水滴などが付着した場合に即座に蒸発させることができ、水分付着による特性のドリフトを低減することができる。
【００４２】
（実施の形態４）
図１２は、図１０で説明した出力電圧Vout をデジタル出力するための処理を示す。出力電圧３８と高周波パルス信号４３とを乗算器４４によって乗算すると、出力電圧３８がハイレベルにあるときだけ（図９のt1の間だけ）高周波パルス４５が残る。この高周波パルス４５のパルス数を、一定時間、パルスカウンタ４６で計数することにより、デジタル出力４７が得られる。
【００４３】
このような構成により出力電圧をデジタル化することにより、実施の形態３と同様の効果が得られる上に、コンピュータを利用する際の、中央処理装置（以下、「ＣＰＵ」という）との結合性が良くなる。
【００４４】
（実施の形態５）
実施の形態３では、デューティ比[t1/(t1+t2)]を出力として採用したが、デューティ比差[(t1-t2)/(t1+t2)]を出力とすることもできる。図１３は、デューティ比差を出力するための処理を示す。まず上流側発熱抵抗体２８（図８）の＋側の端子３４の電圧４８（Vhu）と、下流側発熱抵抗体２９（図８）の＋側の端子３５の電圧４９（Vhd）とを、それぞれローパスフィルタ４１に通すことにより、アナログ電圧を得る。得られたアナログ電圧を減算回路５０で減算処理することにより、デューティ比差[(t1-t2)/(t1+t2)]に応じたアナログ電圧５１が得られる。図１４は、実施の形態５の構成による流量とデューティ比差との関係を示すグラフ４０である。実施の形態５のデューティ比差[(t1-t2)/(t1+t2)]は、図１４の曲線４０で示す流量依存性を有するので、図１３の出力処理で得られる出力電圧５１も曲線４０と同様の流量依存性を有する。
【００４５】
このような構成によっても実施の形態３と同様の効果が得られるとともに、オフセット出力（流量０での出力）が０にできるので感度がさらに向上する。
【００４６】
（実施の形態６）
図１５は、上流側発熱抵抗体２８（図８）の＋側の端子３４の電圧４８（Vhu）と、下流側発熱抵抗体２９（図８）の＋側の端子３５の電圧４９（Vhd）とを、デジタル出力するための処理を示す。乗算器４４において、電圧４８と４９のそれぞれに高周波パルス信号４３を乗算すると、電圧波形４８、４９がハイレベルにあるときだけ高周波パルス５３、５４が残る。このパルス５３、５４のパルス数を、一定時間、パルスカウンタ４６で計数し、減算器５０で減算処理することによりデジタル出力４７が得られる。
【００４７】
このような構成にすることにより、実施の形態５と同様の効果が得られる上に、ＣＰＵとの結合性が良くなる。
【００４８】
実施の形態３、４、５、６の回路構成では、上流温度検出抵抗体５および下流温度検出抵抗体６には、定電流を供給する定電流源１３を用いた。しかし、定電圧を印加する定電圧源を用いても同様の結果が得られる。
【００４９】
（実施の形態７）
図１６は、実施の形態７の流体流量測定装置の測定部の構成を示す。実施の形態７の流体流量測定装置では、シリコンチップ１上に流体の温度を検出する流体温度検出抵抗体５５が形成されている。流体温度検出抵抗体５５は、発熱抵抗体４から熱的な影響を受けないように薄肉部３から離れた位置に形成される。流体温度検出抵抗体５５の裏面のシリコンをエッチングにより除去し、流体温度検出抵抗体５５を第２の薄肉部上に形成してもよい。
【００５０】
図１７は、実施の形態７による、流体温度検出抵抗体５５を含む、流体流量測定装置の回路図である。この回路において、電圧１９（Vt）は数１０で表される。
【数１０】
2007178447.tif 000012
【００５１】
数１のＶaddと、数１０のＶｔとが等しくなるように制御すると、下記数１１が成り立つ。
【数１１】
2007178447.tif 000013
【００５２】
流体温度検出抵抗体５５の０℃の時の抵抗値をＲa0、抵抗温度係数をαaとすると、流体（および抵抗体５５）の温度がＴaのとき、
【数１２】
2007178447.tif 000014
数１１および数６から
【数１３】
2007178447.tif 000015
が成り立つ。数１３の右辺に流体温度検出抵抗体５５の温度Ｔaが含まれているため、右辺全体はＴaに依存した値となる。よって、上流側温度検出抵抗体５の温度（Ｔsu）と下流側温度検出抵抗体６の温度（Ｔsd）との平均値も流体温度Ｔaに依存した値となり、流体温度Ｔaが高いときは上流側温度検出抵抗体５と下流側温度検出抵抗体６の平均温度も高く、流体温度Ｔaが低いときは上流側温度検出抵抗体５と下流側温度検出抵抗体６の平均温度も低くなる。流体温度Ｔaと、上流側温度検出抵抗体５および下流側温度検出抵抗体６の平均温度との関係は、数１３中の回路定数Ｒ１やＲ２により調整できる。
【００５３】
このような構成および制御を採用することにより、流体の温度が変化したときの特性の変化を補償することができ、温度特性が向上する。
【００５４】
（実施の形態８）
実施の形態７では、電圧１９（Ｖｔ）が流体温度によって変化するよう、流体温度検出抵抗体５５（Ｒａ）を抵抗Ｒ１、Ｒ２と直列に接続した。しかし、数１３から理解されるように、電圧Ｖeを流体温度によって変化させても同様の効果が得られる。例えば図１８のような構成を採用することもできる。
【００５５】
図１８は、実施の形態８における、電圧Ｖeを出力する回路図である。この回路では、固定抵抗（R3,R4)および流体温度検出抵抗体５５により定電圧源５６を分圧した電圧を電圧Ｖeとして出力する。流体温度の変化は、流体温度検出抵抗体５５を用いて検出されるので、流体温度が変化したときにＶeを変化させることができる。よって、上流側温度検出抵抗体５（図１７）の温度（Ｔsu）と下流側温度検出抵抗体６（図１７）の温度（Ｔsd）の平均値も、流体温度Ｔaにより変化させることができる。流体温度Ｔaと上流側温度検出抵抗体５、下流側温度検出抵抗体６の平均温度との関係は、図１８中の固定抵抗Ｒ3やＲ4により調整すればよい。
【００５６】
上述の構成によれば、流体の温度が変化したときの特性の変化を補償することができ、温度特性が向上する。
【００５７】
（実施の形態９）
実施の形態８で説明したように、流体温度検出抵抗体を用いれば、流体温度の変化を反映した特性の変化を保証できる。
【００５８】
図１９は、実施の形態９における、流体温度検出抵抗体５５を挿入した流体流量測定装置の回路図である。
【００５９】
さらに言うまでもなく、実施の形態３、４、５、６においても、図１７、１８、１９に示す回路の構成を採用することにより、流体の温度が変化したときの特性の変化を補償することができ、温度特性が向上する。
【００６０】
（実施の形態１０）
実施の形態１において、図５に示す上流側温度検出抵抗体５と下流側温度検出抵抗体６の温度差（△Ｔs＝Ｔsu−Ｔsd）の流量依存性が、曲線２５により示されているとする。また、中央発熱抵抗体４の温度（Ｔh）と流体の温度（Ｔa）との温度差を△Ｔhとする（△Ｔh＝Ｔh−Ｔa）。この温度差△Ｔhと、流体の流量との関係は、図２０の曲線５７に示すとおりである。すなわち、図２０は、流体の流量と温度差△Ｔhとの関係を示すグラフである。両者の間には以下のような関係があることが実験的に確かめられている。
【数１４】
2007178447.tif 000016
【００６１】
ここでｋ(Q)は流量に依存する係数である。数１４から理解されるように、△Ｔhを変化させることにより、抵抗体５と６の温度差△Ｔsを変化させることができる。
【００６２】
実施の形態１０では、抵抗体４と流体の温度差△Ｔhを流量に応じて変化させる。図２１は、流量によって変化させた温度差△Ｔhを示すグラフ５７を示す。温度差△Ｔhをこのように変化させることにより、△Ｔsを線形にすることができる。図２２は、図２１に示す抵抗体４と流体の温度差△Ｔhに基づいて得られた、抵抗体５と６の温度差△Ｔsを示す線形のグラフ５８である。数８によれば、出力電圧Ｖoutは△Ｔsに比例することから、△Ｔsが線形であれば、流量に対して線形な出力電圧Ｖoutが得られる。
【００６３】
出力電圧が流量に対して線形になると、脈動流特性が改善されることを図２３、図２４において説明する。図２３および図２４は、脈動流特性の説明図である。脈動流特性とは、流体の流量がある周波数で変動している場合にいかに正確に流量測定を行えるかという特性である。自動車のエンジンに吸入される空気の管路内では、高負荷域において、脈動流が実際に発生する場合がある。図２３を参照して、まず従来の場合（出力電圧が非線形の場合）を説明する。曲線５９は、流量と出力電圧の関係を示す。このとき、曲線６０で示すような、流量が時間的に変動する脈動流を電圧変換すると、曲線６１で示す波形が得られる。自動車用のエンジン制御の場合、ある時間間隔の平均値を出力として用いる。そこで曲線６１の平均値を計算すると、一点鎖線６２で示す電圧レベルとなる。ところが、これを曲線５９を用いて流量変換すると一点鎖線６３で示す流量になるが、これは脈動流６０の平均流量６４と一致しない。上述のように、非線形の流量−出力関係を用いて脈動流を電圧変換し、その平均電圧を再度流量変換するような信号処理をすると、実際の平均流量とは異なる流量値が計算される。この差が脈動流誤差として現れる。
【００６４】
図２４の曲線６５で示すように、流量と出力電圧の関係が線形である場合は、脈動流量６０を電圧変化すると６６で示すような波形となり、その平均電圧を流量換算した値６７と脈動流量６０の平均値６４とは一致する。このため脈動流誤差は発生しない。
【００６５】
本実施の形態では、流量と出力電圧の関係が線形となるように発熱抵抗体４の温度を流量によって変化させたので脈動特性が改善される。なお、本実施の形態の内容は、実施の形態２に対しても適用できる。これにより、上述した本実施の形態の効果と同じ効果が得られる。
【００６６】
（実施の形態１１）
図２５は、実施の形態１１の流体流量測定装置の測定部の構成を示す。流体流量測定装置は、シリコン基板１上に形成された薄肉部３に、上流側から上流側温度検出抵抗体５、第1の発熱抵抗体６８、第２の発熱抵抗体６９、第３の発熱抵抗体７０、第４の発熱抵抗体７１、下流側温度検出抵抗体６の６つの抵抗体を備えている。なお、「温度検出抵抗体」および「発熱抵抗体」と区別しているが、これらは、「感温抵抗体」と呼ばれる同一の要素と考えることができる。すなわち、感温抵抗体は、温度を検出する機能と熱を発する機能との２つの機能を有する。
【００６７】
図２６は、実施の形態１１による、６つの抵抗体を含む、流体流量測定装置の回路図である。上流側温度検出抵抗体５（Rsu)と下流側温度検出抵抗体６（Rsd)には定電流源１３が接続され、定電流Isが供給される。上流側温度検出抵抗体５の両端電圧（Vsu)と下流側温度検出抵抗体６の両端電圧（Vsd)とは、それぞれコンパレータ７２の−入力端子と＋入力端子とに入力される。コンパレータ７２の出力は、上流側温度検出抵抗体５の温度が下流側温度検出抵抗体６の温度より低い場合（すなわちVsu<Vsdの場合）にはハイレベルとなり、逆の場合（すなわちVsu>Vsdの場合)にはローレベルとなる。コンパレータ７２の出力はスイッチ７４、７５に接続される。
【００６８】
第１の発熱抵抗体６８と第４の発熱抵抗体７１には、定電流Ｉsを供給する定電流源８０が接続されている。第１の発熱抵抗体６８の両端電圧８２（Vh1)と、第４の発熱抵抗体７１の両端電圧８５（Vh4)は、それぞれコンパレータ７３の−入力端子と＋入力端子に入力される。コンパレータ７３の出力は、第１の発熱抵抗体６８の温度が第４の発熱抵抗体７１の温度より低い場合（すなわちVh1<Vh4の場合)はハイレベルとなり、逆の場合（すなわちVh1>Vh4の場合)はローレベルとなる。コンパレータ７３の出力はスイッチ７６，７７，７８，７９に接続されている。スイッチ７４の一端は電源１１に接続され、他端はスイッチ７８の一端、および、スイッチ７９の一端に接続されている。スイッチ７８の他端は、第２の発熱抵抗体６９に接続され、スイッチ７９の他端は第１の発熱抵抗体６８に接続されている。また、スイッチ７５の一端は電源１１に接続され、他端はスイッチ７６の一端およびスイッチ７７の一端に接続されている。スイッチ７６の他端は第４の発熱抵抗体７１に接続され、スイッチ７７の他端は第３の発熱抵抗体７０に接続されている。コンパレータ７２の出力端１６とコンパレータ７３の出力端８１の電圧が出力電圧となる。
【００６９】
次に図２６の回路の動作を説明する。上流側から流体の流れが生じた場合、上流側温度検出抵抗体５の温度は下流側温度検出抵抗体６の温度より低くなり、それぞれの両端電圧の関係はVsu<Vsdとなる。このときコンパレータ７２の出力はハイレベルになるので、スイッチ７４がオンされ、スイッチ７５がオフされる。またこのとき、第１の発熱抵抗体６８の温度は第４の発熱抵抗体７１の温度よりも低くなり、それぞれの両端電圧の関係はVh1<Vh4となる。よってコンパレータ７３の出力はハイレベルとなり、スイッチ７６とスイッチ７８がオンされ、スイッチ７７とスイッチ７９はオフされる。すると第２の発熱抵抗体６９が電源１１に接続される。
【００７０】
第２の発熱抵抗体６９に電流が流れるとジュール熱により発熱し、近傍にある第１の発熱抵抗体６８の温度を上昇させる。第１の発熱抵抗体６８の温度が上昇して、第４の発熱抵抗体７１の温度より高くなると、それぞれの両端電圧の関係はVh1>Vh4となる。このときコンパレータ７３の出力はローレベルとなり、スイッチ７６、７８はオフされ、スイッチ７７、７９はオンされて、第１の発熱抵抗体６８と電源１１とが接続される。
【００７１】
第１の発熱抵抗体６８に電流が流れるとジュール熱により発熱し、近傍にある上流側温度検出抵抗体５の温度を上昇させる。上流側温度検出抵抗体５の温度が上昇して、下流側温度検出抵抗体６の温度より高くなると、それぞれの両端電圧の関係はVsu＞Vsdとなる。その結果、コンパレータ７２の出力がローレベルとなり、スイッチ７４はオフされ、スイッチ７５はオンされる。すると、第３の発熱抵抗体７０と電源１１とが接続され、第３の発熱抵抗体７０に電流が流れる。
【００７２】
第３の発熱抵抗体７０はジュール熱により発熱し、近傍にある第４の発熱抵抗体７１の温度を上昇させる。第４の発熱抵抗体７１の温度が上昇して、第１の発熱抵抗体６８の温度より高くなると、それぞれの両端電圧の関係はVh1＜Vh4となる。このときコンパレータ７３の出力はハイレベルとなり、スイッチ７７、７９はオフされ、スイッチ７６、７８はオンされる。すると第４の発熱抵抗体７１と電源１１が接続され、第４の発熱抵抗体７１に電流が流れる。
【００７３】
第４の発熱抵抗体７１はジュール熱により発熱し、近傍にある下流側温度検出抵抗体６の温度を上昇させる。下流側温度検出抵抗体６の温度が上昇し、上流側温度検出抵抗体５の温度より高くなると、それぞれの両端電圧の関係はVsu<Vsdとなる。このときコンパレータ７２の出力はハイレベルとなり、スイッチ７５はオフされ、スイッチ７４はオンされて、初期の状態に戻る。
【００７４】
このように、スイッチ７４、７５、７６、７７、７８、７９によって、電源１１を第１、第２、第３、第４の発熱抵抗体に順番に切り換える動作が繰り返され、上流側温度検出抵抗体５の温度と下流側温度検出抵抗体６の温度、および、第１の発熱抵抗体６８の温度と第４の発熱抵抗体７１の温度が等しくなるように制御される。
【００７５】
図２７は、抵抗体６８〜７１（図２６）の端子電圧と出力端子１６、８１（図２６）の電圧との関係を示す。図中、パルス８６は、図２６における第１の出力電圧１６（Vout1)を示す。パルス８７は、第２の出力電圧８１（Vout2)を示す。また、パルス８８は第２の発熱抵抗体６９の両端電圧（Vh2)を示し、パルス８９は第１の発熱抵抗体６８の両端電圧（Vh1)を示し、パルス９０は第３の発熱抵抗体７０の両端電圧（Vh3)を示し、パルス９１は第４の発熱抵抗体７１の両端電圧（Vh4)を示す。図２７に示すタイミングから明らかなように、パルス８６（Vout1）およびパルス８７（Vout2)の両方がハイレベルのとき、パルス８８（Vh2）がハイレベルになる。そして、その後、Vh1、Vh3、Vh4の順にハイレベル状態が移動し、再度Vh2に戻る。
【００７６】
図２８は、Vout1,Vout2とVh1〜Vh4との関係を示す。上流側から流体が流れている場合、上流側温度検出抵抗体５の温度が下流側温度検出抵抗体６の温度より低い時間の方が長いため、コンパレータ７２の出力がハイレベルにある時間(t1)の方がローレベルにある時間(t2)より長くなる。また、第１の発熱抵抗体６８の温度が第４の発熱抵抗体７１の温度より低い時間の方が長いためコンパレータ７３の出力がハイレベルにある時間（t3)の方がローレベルにある時間(t4)より長くなる。それぞれの差（あるいは比）は流体の流量が大きいほど大きくなる。逆流の場合は大小関係が逆になる。
【００７７】
図２９に示すように、出力電圧８６（Vout1）、８７（Vout2）をローパスフィルタ９２、９３に通すことにより、アナログ出力電圧９４、９５が得られる。アナログ出力電圧９４、９５は、出力電圧８６、８７のデューティ比[t1/(t1+T2)]、および、[t3/(t3+t4)]に応じた値をとる。アナログ出力電圧９４、９５を加算回路９６によって加算することにより最終的な出力電圧９７が得られる。よって電圧９７を測定することにより、流体の流量を知ることができる。
【００７８】
図３０は、２つの出力電圧９４、９５から得られた最終的な出力電圧９７のグラフを示す。上流側温度検出抵抗体５および下流側温度検出抵抗体６の温度の大小関係に基づいて得られた出力電圧９４（Vout1）は、第１の発熱抵抗体６８と第４の発熱抵抗体７１の温度の大小関係に基づいて得られた出力電圧９５（Vout2）よりも、より小流量域で変化が大きくなる。逆に大流量域では、出力電圧９４（Vout1）が飽和状態になるのに対し、出力電圧９５（Vout2）は変化が大きくなる。これは上流側温度検出抵抗体５と下流側温度検出抵抗体６が薄肉部３上の高温部（中央部）から離れた位置にあり、小流量で温度変化がおきやすいためであり、さらに、第１、第４の発熱抵抗体６８、７１は高温部により近く、大流量で温度変化が起きやすくなるためである。２つの出力電圧を加算することにより、小流量でも大流量でも感度の高い出力電圧９７が得られる。比較のため、従来の出力電圧９８を点線で示す。
【００７９】
以上のように、本実施の形態では小流量域で感度の良い出力と大流量域で感度の良い出力を加算して出力とするので、広範囲において感度の良い出力が得られ、ダイナミックレンジが拡大する。また、上流側温度検出抵抗体５、下流側温度検出抵抗体６、第１の発熱抵抗体６８、第４の発熱抵抗体７１の温度をフィードバック制御することになるので、オープンループだった従来に比べ応答性が向上する。
【００８０】
（実施の形態１２）
図３１は、図２９で説明した出力電圧８６(Vout1)および８７(Vout2)をデジタル出力するための処理を示す。出力電圧８６、８７と高周波パルス信号９９を乗算器１００、１０１によって乗算すると、出力電圧８６、８７がハイレベルにあるときだけ（図２７のｔ１、ｔ３の間だけ）高周波パルス１０２、１０３が残る。これら高周波パルス１０２、１０３のパルス数を、一定時間、パルスカウンタ１０４、１０５で計数し、その結果を加算回路１０６で加算することにより、デジタル出力１０７が得られる。
【００８１】
このような構成にすることにより、実施の形態１１と同様の効果が得られる上に、ＣＰＵとの結合性が良くなる。
【００８２】
（実施の形態１３）
実施の形態１１では、デューティ比[t1/(t1+t2)]、[t3/(t3+t4)]を出力として採用したが、デューティ比差[(t1-t2)/(t1+t2)]、[(t3-t4)/(t3+t4)]を出力とすることもできる。
【００８３】
図３２は、デューティ比差を出力するための処理を示す。まず、出力電圧８６(Vout1)は、ローパスフィルタ９２に通され、アナログ電圧９４が得られる。また、出力電圧８６(Vout1)は、反転回路１０８で反転され、さらにローパスフィルタ１１０に通され、アナログ電圧１１２が得られる。これらのアナログ電圧９４、１１２を減算回路１１４で減算処理することにより、デューティ比差[(t1-t2)/(t1+t2)]に応じたアナログ電圧１１６が得られる。
【００８４】
一方、出力電圧８７(Vout2)は、ローパスフィルタ９３に通され、アナログ電圧９５が得られる。また、出力電圧８７(Vout2)は、反転回路１０９で反転され、さらにローパスフィルタ１１１に通され、アナログ電圧１１３が得られる。これらのアナログ電圧９５、１１３を減算回路１１５で減算処理することにより、デューティ比差[(t3-t4)/(t3+t4)]に応じたアナログ電圧１１７が得られる。
【００８５】
以上のようにして得られたアナログ電圧１１６、１１７を、加算回路９６で加算することにより最終出力電圧９７が得られる。
【００８６】
このような構成によっても実施の形態１１と同様の効果が得られるとともに、オフセット出力（流量０での出力）が０にできるので感度がさらに向上する。
【００８７】
（実施の形態１４）
図３３は、図２９で説明した出力電圧８６(Vout1)および８７(Vout2)をデジタル出力するための別の処理を示す。
【００８８】
まず乗算器１００において、出力電圧８６(Vout1)に高周波パルス信号９９を乗算すると、出力電圧８６がハイレベルにあるときだけ高周波パルス１０２が残る。このパルス１０２のパルス数を、一定時間、パルスカウンタ１０４で計数する。また、出力電圧８６(Vout1)を反転回路１１８で反転し、乗算器１２０において、高周波パルス信号９９を乗算すると、反転電圧がハイレベルにあるときだけ高周波パルス１２２が残る。このパルス１２２のパルス数を、一定時間、パルスカウンタ１２４で計数する。以上のようにして得られたパルスの計数結果を、減算回路１２６で減算処理する。
【００８９】
一方、乗算器１０１において、出力電圧８７(Vout2)に高周波パルス信号９９を乗算すると、出力電圧８７がハイレベルにあるときだけ高周波パルス１０３が残る。このパルス１０３のパルス数を、一定時間、パルスカウンタ１０５で計数する。また、出力電圧８７(Vout2)を反転回路１１９で反転し、乗算器１２１において、高周波パルス信号９９を乗算すると、反転電圧がハイレベルにあるときだけ高周波パルス１２３が残る。このパルス１２３のパルス数を、一定時間、パルスカウンタ１２５で計数する。以上のようにして得られたパルスの計数結果を、減算回路１２７で減算処理する。
【００９０】
以上のようにして求めたそれぞれの減算結果を、加算回路１０６において加算することにより、最終的なデジタル出力１０７が得られる。
【００９１】
このような構成にすることによっても、実施の形態１３と同様の効果が得られる上に、ＣＰＵとの結合性が良くなる。
【００９２】
実施の形態１１、１２、１３、１４の回路構成では、上流温度検出抵抗体５と下流温度検出抵抗体６、第１の発熱抵抗体６８および第４の発熱抵抗体７１には、定電流を供給する定電流源１３、８０を用いた。しかし、定電圧を印加する定電圧源を用いても同様の結果が得られる。
【００９３】
（実施の形態１５）
図３４は、実施の形態１５の流体流量測定装置の測定部の構成を示す。実施の形態１５の流体流量測定装置では、第２の発熱抵抗体６９と第３の発熱抵抗体７０との間に中央発熱抵抗体４を形成した。図では、配線部９とパッド部１０は図２５と同様であるので、それらの記載は省略している。中央発熱抵抗体４(Rh）、上流側温度検出抵抗体５(Rsu)および下流側温度検出抵抗体６(Rsd)により定温度回路を構成し、上流側温度検出抵抗体５と下流側温度検出抵抗体６の平均温度が一定となるように中央発熱抵抗体４に供給する電力を制御する。定温度回路図は図３と同一である。
【００９４】
図３の回路によれば、上流側温度検出抵抗体５および下流側温度検出抵抗体６の平均温度を一定に保つことができる。さらに図２６の回路により、上流側温度検出抵抗体５および下流側温度検出抵抗体６の温度を等しく制御することにより、抵抗体５、６の温度は全流量範囲において一定に保たれることになる。
【００９５】
以上のように、本実施の形態の構成によれば、上流側温度検出抵抗体５と下流側温度検出抵抗体６の温度が流量によらず一定に保たれるので、ダイナミックレンジの拡大が図れる。また、流量変化による温度変化が生じないので応答性が向上する。さらに、抵抗体の温度を１００℃以上に保つことができるので、水滴などが付着した場合に即座に蒸発させることができ、水分付着による特性のドリフトを低減することができる。
【００９６】
（実施の形態１６）
図３５は、実施の形態１６の流体流量測定装置の測定部の構成を示す。図では、配線部９とパッド部１０は図２５と同様であるので、それらの記載は省略している。
【００９７】
実施の形態１６では、シリコンチップ１上に流体の温度を検出する流体温度検出抵抗体５５(Ra)を形成する。流体温度検出抵抗体５５は発熱抵抗体４、６８、６９、７０、７１から熱的な影響を受けないように薄肉部３から離れた位置に形成される。流体温度検出抵抗体５５の裏面のシリコンをエッチングにより除去し、流体温度検出抵抗体５５を第２の薄肉部上に形成してもよい。
【００９８】
流体温度検出抵抗体５５を用いて図１７に示す回路を構成する。これにより、実施の形態７と同様に、上流側温度検出抵抗体５の温度（Ｔsu）と下流側温度検出抵抗体６の温度（Ｔsd）との平均値が流体温度Ｔaに依存した値となり、流体温度Ｔaが高いときは上流側温度検出抵抗体５および下流側温度検出抵抗体６の平均温度も高い。一方、流体温度Ｔaが低いときは上流側温度検出抵抗体５と下流側温度検出抵抗体６の平均温度も低くなるように制御される。流体温度Ｔaと上流側温度検出抵抗体５、下流側温度検出抵抗体６の平均温度との関係は、数１３中の回路定数Ｒ1やＲ2により調整できる。
【００９９】
このような構成および制御を採用することにより、流体の温度が変化したときの特性の変化を補償することができ、温度特性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】実施の形態１の流体流量測定装置の測定部の構成を示す図である。
【図２】薄肉部３の断面図である。
【図３】実施の形態１による、抵抗体４、５、６を含む、流体流量測定装置の回路図である。
【図４】流体の流量に応じた、上流温度検出抵抗体５と下流温度検出抵抗体６の温度変化のグラフである。
【図５】上流温度検出抵抗体５の温度と下流温度検出抵抗体６の温度の差の流量依存性を示すグラフである。
【図６】実施の形態２による、抵抗体４、５、６を含む、流体流量測定装置の回路図である。
【図７】実施の形態３の流体流量測定装置の測定部の構成を示す図である。
【図８】実施の形態３による、抵抗体５、６、２８、２９を含む流体流量測定装置の回路図である。
【図９】抵抗体２８（図８）および抵抗体２９（図８）の端子電圧と、出力端子１６（図８）の電圧との関係を示す図である。
【図１０】出力電圧３８からアナログ電圧を得る際の処理を示す図である。
【図１１】実施の形態３の構成による流量とデューティ比との関係を示すグラフ３９である。
【図１２】図１０で説明した出力電圧Voutをデジタル出力するための処理を示す図である。
【図１３】デューティ比差を出力するための処理を示す図である。
【図１４】実施の形態５の構成による流量とデューティ比差との関係を示すグラフ４０である。
【図１５】上流側発熱抵抗体２８（図８）の＋側の端子３４の電圧４８（Vhu）と、下流側発熱抵抗体２９（図８）の＋側の端子３５の電圧４９（Vhd）とを、デジタル出力するための処理を示す図である。
【図１６】実施の形態７の流体流量測定装置の測定部の構成を示す図である。
【図１７】実施の形態７による、流体温度検出抵抗体５５を含む、流体流量測定装置の回路図である。
【図１８】実施の形態８における、電圧Ｖeを出力する回路図である。
【図１９】実施の形態９における、流体温度検出抵抗体５５を挿入した流体流量測定装置の回路図である。
【図２０】流体の流量と温度差△Ｔhとの関係を示すグラフである。
【図２１】流量によって変化させた温度差△Ｔhを示すグラフ５７を示す。
【図２２】図２１に示す抵抗体４と流体の温度差△Ｔhに基づいて得られた、抵抗体５と６の温度差△Ｔsを示す線形のグラフ５８である。
【図２３】脈動流特性の説明図である。
【図２４】脈動流特性の説明図である。
【図２５】実施の形態１１の流体流量測定装置の測定部の構成を示す図である。
【図２６】実施の形態１１による、６つの抵抗体を含む、流体流量測定装置の回路図である。
【図２７】抵抗体６８〜７１（図２６）の端子電圧と、出力端子１６、８１（図２６）の電圧との関係を示す図である。
【図２８】Vout1,Vout2とVh1〜Vh4との関係を示す図である。
【図２９】最終出力を出力するための処理を示す図である。
【図３０】２つの出力電圧９４、９５から得られた最終的な出力電圧９７のグラフである。
【図３１】図２９で説明した出力電圧８６(Vout1)および８７(Vout2) をデジタル出力するための処理を示す図である。
【図３２】デューティ比差を出力するための処理を示す図である。
【図３３】図２９で説明した出力電圧８６(Vout1)および８７(Vout2) をデジタル出力するための別の処理を示す図である。
【図３４】実施の形態１５の流体流量測定装置の測定部の構成を示す図である。
【図３５】実施の形態１６の流体流量測定装置の測定部の構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１  シリコン基板、    ２  空洞部、    ３  薄肉部、    ４  発熱抵抗体、    ５  上流側温度検出抵抗体、    ６  下流側温度検出抵抗体、    ７  絶縁層、    ８  絶縁層、    ９  配線部、    １０  パッド部、    １３  定電流源、    １５  加算回路、    １７  差動増幅器、    ６８  第1の発熱抵抗体、    ６９  第２の発熱抵抗体、    ７０  第３の発熱抵抗体、    ７１  第４の発熱抵抗体７１。
【図１】
2007178447.tif 000017
【図２】
2007178447.tif 000018
【図３】
2007178447.tif 000019
【図４】
2007178447.tif 000020
【図５】
2007178447.tif 000021
【図６】
2007178447.tif 000022
【図７】
2007178447.tif 000023
【図８】
2007178447.tif 000024
【図９】
2007178447.tif 000025
【図１０】
2007178447.tif 000026
【図１１】
2007178447.tif 000027
【図１２】
2007178447.tif 000028
【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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