发明名称 改良质量流感测器介面电路
摘要 一种改良质量流感测器介面("MFSI")电路及方法系揭露为可用于感测及测量一气体质量流率,并且提供与在一质量流控制器的该质量流率成比例之一输出电压。本发明的改良MFSI电路系包括该等上游与下游质量流感测元件之一精确电流源,以驱动电路。该电路系进一步包括一运算放大器,以便将上游感测元件的电压上游与下游感测元件的下游电压加总。一参考电压系电连接至该运算放大器的正节点。一上游分路电阻及一下游分路电阻是在运算放大器的负节点上共用一共同接合,而且与该等上游与下游质量流感测元件并联。本发明的MFSI电路系进一步包括在运算放大器的参考电压源与正节点之间连接一输出电阻、及在运算放大器的正节点与输出之间连接一回授电阻。该MFSI电路的运算放大器可提供与跨在该等上游及下游感测元件的电阻变化成比例之一输出信号,因此可与该气体质量流率成比例。
申请公布号 TW432268 申请公布日期 2001.05.01
申请号 TW089113547 申请日期 2000.07.07
申请人 明尼玻公司 发明人 笛唯特S 拉森;塔马思I 帕坦特亚斯
分类号 G05D9/00 主分类号 G05D9/00
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种用以感测及测量一气体质量流率之电路,以提供与一质量流控制器中的该质量流率成比例之一输出信号,其包含:一精确电流源,以驱动电路;一上游质量流感测元件;一下游质量流感测元件;一运算放大器,以加总该上游质量流感测元件的一电压上游及该下游质量流感测元件的一电压下游,及提供该输出信号;一参考电压源,其电连接至该运算放大器之一正节点;一上游分路电阻及一下游分路电阻,其共用在该运算放大器的一负节点上的一共同接合,并且与该等上游及下游质量流感测元件并联;一参考电阻,其电连接在该参考电压源与该运算放大器的五节点之间;及一回授电阻,其电连接在该负节点与该运算放大器的输出之间;及一参考电阻,其是该桥式电阻的一半値,电连接在该运算放大器的正节点与该等上游及下游感测电阻的接合之间。2.如申请专利范围第1项之电路,其中该精确电流源系进一步包含:一测量电阻,用以测量电流的该流程;至少一其他运算放大器及一第一电晶体与测量电阻,可控制通过电路的该电流流动;及一第二电晶体,用以在该等上游与下游质量流感测元件的一接合上维持该电压。3.如申请专利范围第1项之电路,其进一步包含一信号限制放大器,以控制该输出信号的大小。4.如申请专利范围第1项之电路,其中该等上游与下游质量流感测元件具有取决温度的电阻値。5.如申请专利范围第1项之电路,其中该等上游与下游感测元件是精密电阻。6.如申请专利范围第1项之电路,其中该等上游与下游质量流感测元件是电传导线。7.如申请专利范围第1项之电路,其中该输出信号可转送给在该质量流控制器内的一类比-数位转换器。8.如申请专利范围第1项之电路,其中该参考电压源是一+2.5伏特参考电压源。9.如申请专利范围第1项之电路,其中该等上游与下游质量流感测元件系电连接,以致于该上游质量流感测元件是该下游质量流感测元件的电及实体上游。10.如申请专利范围第1项之电路,其进一步包含一第一运算放大器,该第一运算放大器系电连接在该运算放大器的正节点与参考电压源之间;及一第二运算放大器电阻,其系电连接在该运算放大器的五节点与该等上游及下游感测电阻的接合之间,在该点上的电压几乎等于该参考源的电压;一第三运算放大器电阻是连接在该运算放大器的负节点与输出之间,一第四运算放大器电阻是连接在上游电阻与负运算放大器节点之间,且一第五运算放大器电阻是连接在该下游电阻与该负运算放大器节点之间。11.如申请专利范围第1项之电路,其中该第一运算放大器电阻与该第三运算放大器电阻具有相等的电阻値。该第二运算放大器电阻具有等于该等第四及第五运算放大器电阻并联等效的一电阻値。12.如申请专利范围第1项之电路,其中该回授电阻的电阻値可改变,以控制该运算放大器的增益。13.如申请专利范围第1项之电路,其中透过电连接至该运算放大器正节点的该参考电压源所建立的一偏压可在运算放大器的该等上游与下游感测电阻接合上建立一虚拟+2.5伏特电源。14.一种用以感测及测量一气体质量流率之方法,以提供与在一质量流控制器的该质量流率成比例之一输出信号,其包含下列步骤:使用一精确电流以驱动一电路;使用该电流感测该气体质量流率;及在该电路的输出上提供该输出信号,其中该电路包含:一精确电流源以驱动该电路;一上游质量流感测元件;一下游质量流感测元件;一运算放大器,以加总该上游质量流感测元件的电压上游与该下游质量流程感测元件的电压下游,并且提供该输出信号;一参考电压源,其电连接至该运算放大器的一正节点;一上游分路电阻及一下游分路电阻,其共用在该运算放大器的一负节点上的一共同接合,并且与该等上游及下游质量流感测元件并联;一参考电阻,其电连接在该运算放大器的参考电压源与正节点之间;及一回授电阻,其电连接在该运算放大器的五节点与输出之间。15.如申请专利范围第14项之方法,其中该精确电流源系进一步包含:一测量电阻,用以测量电流的该流程;至少一其他运算放大器及一第一电晶体与测量电阻,可控制通过电路的该电流流动;及一第二电晶体,用以在该等上游与下游质量流感测元件的一接合上维持该电压。16.如申请专利范围第14项之方法,其中该电路系进一步包含一信号限制放大器,以控制该输出信号的增益。17.如申请专利范围第14项之方法,其中该等上游与下游质量流感测元件具有取决温度的电阻値。18.如申请专利范围第14项之方法,其中该等上游与下游感测元件是精密电阻。19.如申请专利范围第18项之方法,其中所有电阻是1%精密电阻。20.如申请专利范围第14项之方法,其中该等上游与下游质量流感测元件是电传导线。21.如申请专利范围第14项之方法,其中该输出信号可转送给在该质量流控制器内的一类比-数位转换器。22.如申请专利范围第14项之方法,其中该参考电压源是一+2.5伏特参考电压源。23.如申请专利范围第14项之方法,其中该等上游与下游质量流感测元件系电连接,以致于该上游质量流感测元件是该下游质量流感测元件的电及实体上游。24.如申请专利范围第14项之方法,其中该电路系进一步包含一第一运算放大器电阻,其电连接在该运算放大器的正节点与该参考电压源之间;及一第二运算放大器电阻,其电连接在该运算放大器的负节点与等于该参考电压源的一电压之间。25.如申请专利范围第24项之方法,其中该第一运算放大器电阻及该第二运算放大器电阻具有相等的电阻値。26.如申请专利范围第14项之方法,其中该回授电阻的电阻値可改变,以控制该运算放大器的增益。27.如申请专利范围第14项之方法,其中透过电连接至该运算放大器正节点的该参考电压源所建立的一偏压可在该运算放大器的负节点上建立一虚接地。图式简单说明:第一图系显示一先前技艺质量流感测器桥式电路;第二图是一先前技艺理想电流源及零参考控制电路之一电路图;第三图是本发明的改良质量流感测器介面电路桥接拓扑之一简化电路图;第四图是在第三图所示本发明的改良质量流感测器介面电路精确电流原之一更详细电路图;及第五图是在第三图所示本发明的改良质量流感测器介面电路信号限制放大器之一详细电路图。
地址 美国