【07】風速計の動作原理について

風速測定
ある電流値で、加熱された風速素子に風が当たると、風に熱を奪われて風速素子の温度が下がります。このときに電流値を増やすことで、風速素子の温度を元に戻すことができます。風速素子の温度を一定に保つために必要な電流値と風速値は関連しており、この電流値を計測することで風速値を知ることができます。

風温測定
白金薄膜抵抗体や白金巻線の抵抗値は、温度の変化に伴い変化します。この抵抗値は、温度が上昇すると増加し、温度が下降すると減少し、ほぼ比例の関係にあります。この特性を利用して、温度素子を風速素子と同じ雰囲気に置き、その温度素子の抵抗値を測定すると風温を知ることができます。

圧力測定
拡散抵抗(センサーチップ)が形成した半導体圧力センサーを、シリコンの薄いダイヤフラムの4カ所に組み込むことによって、ダクト内の静圧と大気圧の差や、クリーンルームなどの室内と室外の圧力差を測定することができます。

湿度測定
湿度センサーは、一対のコンデンサーで形成されています。このコンデンサーには親水性の高分子が使用されており、この高分子に空気中の水分を吸着することで、コンデンサーの電気容量が変化します。その構造はガラス基板・下部電極・高分子薄膜・上部電極から構成されています。高分子薄膜に水分が吸脱することで誘電率が変化し、静電容量がします。その変化を電極でとらえることで、湿度を測定します。相対湿度変化に伴い静電容量が比例変化します(静電容量タイプ)。このほか、抵抗タイプがあります。精度は、一般的に静電容量タイプは低湿に強く、抵抗タイプは高湿に強いと言われています。