大器構成，將所述下游側電阻元件Rd和溫度設定用電阻R1的連接點的電位與兩個固定電阻的連接點的電位的差(Vd)向下游側電橋電路反饋。
[0078]在此，所述上游側電阻元件Ru和下游側電阻元件Rd是熱敏電阻，使用相同的電阻溫度系數的材料構成。并且，以利用各反饋控制電路使所述上游側電阻元件Ru和所述下游側電阻元件Rd成為與溫度設定用電阻R1相同電阻值的方式進行反饋控制。即，控制電壓Vu、Vd，使電阻值保持固定，進而使所述上游側電阻元件Ru和所述下游側電阻元件Rd的溫度也保持固定。在第一實施方式中，電壓Vu、Vd用作上游側電壓Vu、下游側電壓Vd，上述上游側電壓Vu和下游側電壓Vd是用于使上游側電阻元件Ru和下游側電阻元件Rd發熱而施加的電壓。
[0079]所述流量計算部2 (流體分析部)根據上游側電壓Vu和下游側電壓Vd計算在所述傳感器流道SC內流動的測量對象的氣體的流量，該上游側電壓Vu是用于使所述上游側電阻元件Ru發熱而施加的電壓，該下游側電壓Vd是用于使所述下游側電阻元件Rd發熱而施加的電壓。并且，所述流量計算部2通過利用具有存儲器、CPU、輸入輸出裝置、A/D轉換器和D/A轉換器等的所謂計算機執行存儲在存儲器內的流量計算用程序來實現其功能。SP，如圖2的功能框圖所示，所述流量計算部2至少實現作為傳感器輸出計算值計算部21、流體固有值計算部22、CF計算部23、流量校準曲線數據存儲部24和流量換算部25的功能。
[0080]以下對各部分進行說明。
[0081]所述傳感器輸出計算值計算部21根據所述上游側電壓Vu、所述下游側電壓Vd和規定的傳感器輸出計算值計算式，計算傳感器輸出計算值。在第一實施方式中，將上游側電壓Vu和下游側電壓Vd的差除以上游側電壓Vu和下游側電壓Vd的和的值作為傳感器輸出計算值，利用傳感器輸出計算值Vc、上游側電壓Vu和下游側電壓Vd將所述傳感器輸出計算值計算式表示為如下。
[0082]Vc = (Vu-Vd) / (Vu+Vd)
[0083]在此，Vu-Vd是依存于流體的流量和溫度的函數，Vu+Vd是僅依存于流體的溫度的函數。因此，傳感器輸出計算值Vc排除了由流體的溫度產生的影響，成為僅依存于流體的流量的函數。
[0084]所述流體固有值計算部22根據上游側參數Δ Vu和下游側參數Δ Vd,計算流體固有值N，該上游側參數AVu是與所述測量對象的氣體的流量變化時的所述上游側電壓Vu的變化率相關的值，該下游側參數AVd是與所述測量對象的氣體的流量變化時的所述下游側電壓Vd的變化率相關的值。在此，對上游側電壓Vu、上游側參數△ Vu、下游側電壓Vd和下游側參數A Vd的關系進行說明。
[0085]圖3是表示流量與上游側電壓Vu和下游側電壓Vd的關系的曲線圖。在使用恒定溫度方式的熱式流量計100的情況下，在傳感器流道SC內氣體未流動時，上游側電壓Vu和下游側電壓Vd成為大體相等的電壓值。這是因為氣體未流動，所以由上游側電阻元件Ru產生的熱量不會向下游側的下游側電阻元件Rd移動，所以為了保持規定的溫度，需要向上游側電阻元件Ru和下游側電阻元件Rd施加相同的電壓。
[0086]另一方面，在氣體流動的狀態下，由上游側電阻元件Ru向氣體傳遞的熱量向下游側電阻元件Rd移動。因此，如果想要保持相同的溫度，則作為被奪走熱量的一側的上游側電阻元件Ru需要更大的電壓，而作為從上游側傳遞來熱量的一側的下游側電阻元件Rd，需要比氣體未流動的狀態時小的電壓即可。因此，上游側電壓Vu與在傳感器流道SC內流動的氣體的流量成比例地變大、而下游側電壓Vd與其成比例地變小。并且，上游側電壓Vu和下游側電壓Vd相對于流量的變化率根據氣體的種類、更具體地說根據熱導率而變化。所述上游側參數A Vu和所述下游側參數△ Vd表示上游側電壓Vu和下游側電壓Vd相對于該流量的變化率，在第一實施方式中，如圖3的曲線圖所示，分別將從某流量流動的狀態下的上游側電壓Vu和下游側電壓Vd中減去氣體未流動而停止的狀態下的上游側電壓Vu和下游側電壓Vd的值作為上游側參數A Vu和下游側參數AVd。另外，作為上游側參數AVu和下游側參數△ Vd可以使用將流量作為變量的上游側電壓Vu和下游側電壓Vd的一次函數的斜率、以及與所述斜率相當的正切等各種參數。
[0087]并且，在第一實施方式中，所述流體固有值計算部22將所述上游側參數△ Vu和所述下游側參數A Vd的比計算為流體固有值N。更具體地說，所述流體固有值N是上游側參數AVu除以下游側參數AVd的值。該流體固有值N和作為每種氣體種類固有的熱導率的倒數的熱電阻率之間存在相關關系，可以由一次式記述所述關系性。作為其他表現方式，所述流體固有值N是每種氣體種類固有的值，而且能夠通過將該流體固有值N代入規定的計算式，計算熱電阻率或熱導率。因此，通過計算流體固有值N，可以確定當前在傳感器流道SC內流動的氣體的種類、或計算流動的流體的熱電阻率或熱導率并用于進行流量的計算時的修正。根據上述上游側參數A Vu和下游側參數AVd計算的每種氣體種類的流體固有值N和熱電阻率或熱導率的關系性，是由本申請的發明者們認真研究的結果首次發現的。
[0088]接著，對于根據上游側參數AVu和下游側參數AVd計算出的流體固有值N是每種氣體種類固有的值、而且所述流體固有值N與熱電阻率或熱導率具有規定的關系的理由進行定性說明。
[0089]如圖4的曲線圖所示，如果在傳感器流道SC內流動的氣體的種類、即氣體的熱導率不同，則在傳感器流道SC中上游側電阻元件Ru和下游側電阻元件Rd纏繞的部分的溫度分布也不同。更具體地說，在像He氣體那樣熱導率良好而迅速進行熱量傳遞的情況下，在上游側電阻元件Ru和下游側電阻元件Rd纏繞的范圍內，溫度以幾乎不產生延遲的方式上升。在使用像He氣體那樣熱導率良好的氣體的情況下，由于在上游側和下游側進行大體一對一的熱傳遞，所以上游側參數A Vu和下游側參數AVd的絕對值成為大體相同的值，所以流體固有值N成為接近1的值。另一方面，在使用與He氣體相比熱導率低的隊氣體的情況下，成為如下溫度分布:在稍許通過上游側電阻元件Ru的入口的地點成為設定的溫度，在稍許通過下游側電阻元件Rd的出口的地點成為原來的溫度。S卩，由于在上游側向隊氣體傳遞的熱量，以稍許的時間延遲向下游側傳遞，所以與上游側參數A Vu的絕對值相比下游側參數A Vd的絕對值變小，因此流體固有值N成為小于1的值。
[0090]接著，對圖2所示的CF計算部23進行說明。
[0091]所述CF計算部23根據所述流體固有值N，計算作為所述測量對象的流體的在傳感器流道SC內流動的氣體的轉換因子CF。在此，轉換因子CF是指在與對所述熱式流量計100進行校準時使用的氣體種類不同的氣體種類流動時用于對輸出的流量值進行修正的系數。在第一實施方式中，利用He氣體對表示所述傳感器輸出計算值Vc和實際流動的氣體的流量之間的關系的流量校準曲線數據Eq進行校準，所以在流道內流動的氣體為He氣體時轉換因子CF為1，在流道內流動的氣體為其他氣體種類時計算固有的轉換因子CF。并且，轉換因子CF并不是相對于全部流量值取固定的值，而是伴隨流量的增加而變化的值。在此，所述CF計算部23根據所述流體固有值N來計算CF變化比率R，該CF變化比率R是轉換因子CF相對于以用于校準的氣體為基準時計算出的流量的變化比率，并根據將所述CF變化比率R作為斜率的流量的一次式，計算相對于所述測量對象的氣體的各流量的所述轉換因子CF。更具體地說，如圖5的(a)的曲線圖所示，具有流量越增加則轉換因子CF的誤差越大的傾向。并且，在流量從零到規定的流量Q0之間(固定區間)，與氣體種類無關，轉換因子CF取固定值，如果超過規定的流量Q0 (CF變化區間)，則轉換因子CF伴隨流量增加、每種氣體種類以固有斜率增加。由于作為所述CF變化區間中的每種氣體種類的固有斜率的CF變化比率R依存于熱電阻率，所以也依存于與熱電阻率具有一對一對應關系的流體固有值No因此，CF變化比率R可以表現為流體固有值N的二次函數。
[0092]因此，所述CF計算部23首先根據由所述流體固有值計算部22計算出的流體固有值N，計算CF變化比率R，并使用計算出的CF變化比率R和作為規定的流量Q0時的轉換因子CF的CF0，將CF變化區間的轉換因子CF計算為流量的一次式。作為具體的公式，將基于基準的氣體的輸出流量作為Q時，如下所示。
[0093]CF = CF0 (1+ (R-l) X Q/100)
[0094]圖2所示的所述流量校準曲線數據存儲部24對于作為一種基準的氣體的He氣體存儲流量校準曲線數據Eq，該流量校準曲線數據Eq表示所述傳感器輸出計算值和流量的關系。更具體地說，所述流量校準曲線數據存儲部24將He氣體的流量和所述傳感器輸出計算值Vc的關系存儲為一次函數。S卩，在傳感器流道SC內流動的氣體為He時，如果將所述傳感器輸出計算值Vc代入該流量校準曲線數據Eq，則能夠得到當前流動的流量。
[0095]所述流量換算部25根據所述基準的流體的流量校準曲線數據Eq和所述測量對象的氣體的轉換因子CF，將在所述傳感器輸出計算值計算部21中計算出的傳感器輸出計算值，轉換為所述測量對象的氣體的流量。即，所述流量換算部25通過在將所述傳感器輸出計算值Vc代入所述流量校準曲線數據Eq而計算出的基準氣體的流量上乘以轉換因子CF，來輸出符合當前在傳感器流道SC內流動的氣體種類的流量。
[0096]按照上述第一實施方式的熱式流量計100，能夠根據所述上游側參數Δ Vu和下游側參數△ Vd進行計算，從而計算出與每種氣體種類固有的熱電阻率、熱導率一對一對應的流體固有值N。并且，可以根據該流體固有值N，適當且自動地計算用于修正流量值所需要的轉換因子CF。因此，即使在改變了氣體種類的情況下，用戶也不需要設定應當使用的轉換因子CF，而能夠利用根據流體固有值N計算出的轉換因子CF，與氣體種類無關始終輸出準確的流量。
[0097]從其他方面考慮，第一實施方式的熱式流量計100根據作為計算流量所需要的值的、用于使上游側電阻元件Ru和下游側電阻元件Rd發熱而施加的上游側電壓Vu和下游側電壓Vd，可以不另外附加傳感器就能夠得到每種氣體種類或每個氣體的熱電阻率、熱導率、甚至得到轉換因子CF這樣的物性。S卩，不改變以往具有的熱式流量計100的硬件結構，能夠僅通過軟件的變更、并根據所述流體固有值N，得到轉換因子CF等以往未得到的測量對象的氣體的物性，從