DE10131229A1 - Eine physikalische Größe erfassender Sensor - Google Patents

Eine physikalische Größe erfassender Sensor

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Abstract

Ein eine physikalische Größe erfassender Sensor beinhaltet einen Sensorabschnitt (10) zum Erzeugen und Ausgeben einer Spannung, die von einer physikalischen Größe abhängt. Eine Signalverarbeitungsschaltung (4) arbeitet zum Verarbeiten der Spannung, die aus dem Sensorabschnitt (10) ausgegeben wird, um eine Spannung, die von der Spannung abhängt, die aus dem Sensorabschnitt (10) ausgegeben wird, während einer Betriebsart zum Erfassen einer physikalischen Größe zu erzeugen und auszugeben. Eine Referenzspannung wird während einer Überprüfungsbetriebsart in die Signalverarbeitungsschaltung (4) eingegeben, welche sich von der Betriebsart zum Erfassen einer physikalischen Größe unterscheidet. Die Referenzspannung unterscheidet sich von der Spannung, die aus dem Sensorabschnitt (10) ausgegeben wird. Während der Überprüfungsbetriebsart wird ein Fehlverhalten der Signalverarbeitungsschaltung (4) auf der Grundlage eines Ausgangssignals aus der Signalverarbeitungsschaltung (4) erfaßt, welche auf die darin eingegebene Referenzspannung reagiert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen eine physi­ kalische Größe erfassenden Sensor wie zum Beispiel einen Drucksensor und betrifft weiterhin sowohl eine Vorrich­ tung zum Erfassen einer physikalischen Größe als auch eine Sensorsignal-Verarbeitungsvorrichtung.
Die US-A-6 040 779 offenbart ein Überwachen der Funk­ tion einer symmetrischen Sensorbrückenschaltung, welches dadurch durchgeführt wird, daß das Signal von der positi­ ven oder negativen Halbbrücke von der Hälfte der Brücken­ versorgungsspannung in einem Summierteil subtrahiert wird und nachfolgend auf eine derartige Weise von einem Ver­ stärker verstärkt wird, daß es dem Vollbrückensignal ent­ spricht. Das Vollbrückensignal wird in einem Komparator mit dem verstärkten Differenzsignal verglichen. Wenn das Differenzsignal auf eine unzulässige Weise von dem Voll­ brückensignal abweicht, schaltet der Komparator ein Alarmsignal derart auf das Ausgangssignal des Sensors, daß dieses Ausgangssignal in einen Bereich versetzt wird, welcher sich außerhalb des normalen Betriebsbereichs des Sensors befindet.
Die WO 96/22515 offenbart einen Halbleiterdruckwand­ ler, welcher einen Siliziumwafer aufweist, der eine Ober- und eine Unterseite aufweist. Der Siliziumwafer weist weiterhin einen Hohlraum in der Unterseite auf, um da­ durch eine Membran auszubilden. Vier piezowiderstandsbe­ haftete Elemente sind auf der Oberseite des Siliziumwa­ fers auf einem Umfang der Membran angeordnet und über me­ tallisierte Leiter, die auf dem Siliziumwafer angeordnet sind, in der Form einer Wheatstone-Brücke verbunden. Eine Mehrzahl von Verbindungsanschlußflächen, die auf der Oberseite des Siliziumwafers angeordnet sind, liefern ei­ nen externen Zugriff auf die Wheatstone-Brückenschaltung. Ein Diagnoseleiter ist derart auf der Oberseite des Sili­ ziumwafers angeordnet, daß der Umfang der Membran ge­ kreuzt wird, wobei der Diagnoseleiter an jedem Ende des Diagnoseleiters mit entsprechenden Verbindungsanschluß­ flächen verbunden ist. Daher bricht, wenn die Membran bricht, der Diagnoseleiter, um dadurch eine positive An­ zeige des Bruchs der Membran durch eine externe Schaltung zu liefern, in welcher der Diagnoseleiter verwendet wird.
Die Japanische Patentoffenlegungsschrift 2000-146991, die der EP-A-0 962 748 entspricht, offenbart ein Überwa­ chen der Funktion einer Sensorkomponente. Dieses Überwa­ chen besteht aus einer erweiterten Version, die derart aufgebaut ist, daß sie eine Änderung von Umgebungsbedin­ gungen identifiziert und rechtzeitig eine Gegenmaßnahme gegenüber einem Betriebsstopp unternimmt. In dieser An­ meldung ist eine Sensorkomponente in einer monolithisch integrierten Schaltung ausgebildet und weist einen Sensor und mindestens einen Meßverstärker auf. Die Sensorkompo­ nente ist mit externen Anschlüssen für mindestens die Zu­ fuhr eines Stroms und eines Ausgangsmeßsignals versehen. Weiterhin ist eine Berechnungsschaltung in der Sensorkom­ ponente vorgesehen und ist mit mindestens einem schal­ tungsinternen Meßpunkt verbunden. Die Berechnungsschal­ tung ist mit einem Modulator zum Modulieren mindestens eines Zufuhrstroms, einer Zufuhrspannung und des Aus­ gangsmeßsignals verbunden. Ein Diagnosesignal, das aus schaltungsinternen Meßwerten erzeugt wird, wird aus einem vorhandenen externen Verbindungsanschluß in der Sensor­ komponente ausgegeben.
Die Japanische Patentoffenlegungsschrift 10-506718, die der WO 97/05464 entspricht, offenbart einen Sensor, der eine Membran aufweist. In dieser Anmeldung sind erste und zweite Widerstandsmeßbrücken auf ersten bzw. zweiten Halbflächen der Membran angeordnet. Zwei Brückensignale, die von den ersten und zweiten Widerstandsmeßbrücken er­ zeugt werden, werden verglichen, um die Funktion des Sen­ sors zu überprüfen und ein Fehlverhalten des Sensors zu erfassen.
Die Japanische Patentoffenlegungsschrift 61-155931 offenbart einen Drucksensor, der eine erste Membran und eine zweite Membran aufweist. Die erste Membran stützt ein Sensorteil und kann sich als Reaktion auf einen zu erfassenden Druck deformieren. Die erste Membran defi­ niert eine Referenzdruckkammer. Die zweite Membran stützt ein Überprüfungssensorteil zum Erzeugen eines Signals, das einem Ausfluß aus der Referenzkammer entspricht. Die zweite Membran trennt die Referenzdruckkammer von einer Überprüfungsdruckkammer. Das Überprüfungssensorteil ist in der Referenzdruckkammer angeordnet.
Die Japanische Patentoffenlegungsschrift 8-247881 of­ fenbart einen Druckdifferenzsensor mit einer Diagnose­ funktion. Bei dem Sensor dieser Anmeldung besteht eine Brücke aus Dehnungsmeßstreifenwiderständen, deren Wider­ standswerte sich als Reaktion auf eine Ablenkung abhängig von einem zu erfassenden Druck ändern. Ein Energieversor­ gungsanschluß ist mit der Brücke verbunden. Zwei Signale, welche an jeweiligen Schenkeln der Brücke auftreten, wer­ den zu einem Additionsergebnissignal addiert. Das Additi­ onsergebnissignal wird mit einem Schwellwertpegel vergli­ chen. Wenn das Additionsergebnissignal den Schwellwertpe­ gel überschreitet, wird diagnostiziert, daß der Sensor abnormal arbeitet.
Die Japanische Patentoffenlegungsschrift 62-95485 of­ fenbart eine Vorrichtung, die derart aufgebaut ist, daß ein eine Abnormität anzeigendes Signal nach außen ausge­ geben wird, wenn ein Betrieb eines Sensors falsch ist. Die Vorrichtung dieser Anmeldung beinhaltet eine Sensor­ energieversorgung und einen Sensorabschnitt, welche über eine Energieversorgungsleitung und eine Ausgangssignal­ leitung miteinander verbunden sind. Der Sensorabschnitt weist eine Trägererzeugungsschaltung und eine Trägerüber­ lagerungsschaltung auf. Die Trägererzeugungsschaltung wirkt derart, daß sie ein Hochfrequenzsignal (einen Trä­ ger) erzeugt. Die Trägererzeugungsschaltung wird als Re­ aktion darauf aktiviert und deaktiviert, ob eine Sensor­ schaltung normal arbeitet oder nicht. Die Trägerüberlage­ rungsschaltung arbeitet derart, daß sie das Hochfrequenz­ signal (den Träger) auf elektrische Energie überlagert, die entlang der Energieversorgungsleitung zugeführt wird. Die Sensorenergieversorgung weist eine Trägererfassungs­ schaltung zum Erfassen des Vorhandenseins und Nichtvor­ handenseins des Trägers auf, der auf die elektrische Energie überlagert wird, die entlang der Energieversor­ gungsleitung zugeführt wird. Die Trägererfassungsschal­ tung gibt ein Signal nach außen aus, welches anzeigt, ob der Sensor normal arbeitet oder nicht.
Die Japanische Patentoffenlegungsschrift 10-300615 offenbart eine Online-Selbstdiagnose auf einem Halblei­ terdrucksensor, der eine Membran beinhaltet. In dieser Anmeldung ist der Sensor derart aufgebaut, daß er zwei Signale ausgibt. Die zwei Ausgangssignale aus dem Sensor werden auf eine zeitgeschachtelte Weise in einen Mikro­ computer eingegeben und von diesem verarbeitet. Die Sig­ nalverarbeitung durch den Mikrocomputer ist derart aufge­ baut, daß sie eine Beschädigung an der Membran, eine Be­ schädigung an einem Sensorleiter, alterungsbedingte Ände­ rungen der Zustände eines Erfassungsabschnitts und eines Schaltungsabschnitts des Sensors, eine alterungsbedingte Änderung der Sensorempfindlichkeit und eine Änderung des Nullpunkts des Sensors erfaßt.
Die Japanische Patentoffenlegungsschrift 3-210047 of­ fenbart eine Sensorabnormitäts-Diagnosevorrichtung. Bei der Vorrichtung dieser Anmeldung verwendet ein Sensor eine Energieversorgungsspannung als eine Referenzspannung und einen Pullup-Wiederstand, an den die Energieversor­ gungsspannung angelegt wird. Der Pullup-widerstand kann durch einen Pulldown-Widerstand ersetzt werden, der mit Masse verbunden ist. Ein dem Sensor zugeführter Strom wird durch Ändern des Widerstandswerts des Pullup-Wider­ stands oder des Pulldown-Widerstands geändert. Ein Erfas­ sen wird bezüglich einer Änderungsgröße einer Ausgangs­ spannung von dem Sensor durchgeführt, welche auftritt, wenn der dem Widerstand zugeführte Strom geändert wird. Die erfaßte Änderungsgröße wird mit einer Referenzände­ rungsgröße verglichen, die durch Daten dargestellt ist, die in einem Speicher gespeichert sind. Die Referenzände­ rungsgröße ist verfügbar, wenn der Sensor normal arbei­ tet. Wenn die erfaßte Änderungsgröße größer als die Refe­ renzänderungsgröße ist, wird diagnostiziert, daß der Sen­ sor abnormal arbeitet.
Die Japanische Patentoffenlegungsschrift 9-304427 of­ fenbart eine Vorrichtung zum Erfassen einer physikali­ schen Größe, welche einen Beschleunigungssensor beinhal­ tet, der einen Erfassungsabschnitt und einen Diagnoseab­ schnitt aufweist. Der Erfassungsabschnitt erfaßt eine Be­ schleunigung als eine physikalische Größe und gibt ein Signal aus, das von der erfaßten Beschleunigung abhängt. Der Diagnoseabschnitt führt ein Diagnoseverfahren eines Entscheidens, ob der Erfassungsabschnitt normal arbeitet oder abnormal arbeitet, als Reaktion auf das Ausgangs­ signal aus diesem durch. Auf der Grundlage des Ergebnis­ ses des Diagnoseverfahrens ändert der Diagnoseabschnitt einen Strom, der durch einen Energieversorgungsanschluß fließt. Aus einer Spannung, die von dem Strom abhängt, der durch den Energieversorgungsanschluß fließt, erhält ein Mikrocomputer eine Information über das Ergebnis des Diagnoseverfahrens.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen verbesserten eine physikalische Größe erfassenden Sensor, eine verbesserte eine physikalische Größe erfas­ sende Vorrichtung und eine verbesserte Sensorsignal-Ver­ arbeitungsvorrichtung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des eine physikali­ sche Größe erfassenden Sensors mit den in Anspruch 1, 2, 3, 20, 21 und 28 angegebenen Maßnahmen, hinsichtlich der Vorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe mit den in den Ansprüchen 35 und 41 angegebenen Maßnahmen und hinsichtlich der Sensorsignal-Verarbeitungsvorrichtung mit den in Anspruch 45 angegebenen Maßnahmen gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der anhängigen Ansprüche.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein eine physikalische Größe erfassender Sensor ge­ schaffen, der aufweist: einen Sensorabschnitt zum Erfas­ sen und Ausgeben einer Spannung, die von einer physikali­ schen Größe abhängt; eine Signalverarbeitungsschaltung zum Verarbeiten der Spannung, die aus dem Sensorabschnitt ausgegeben wird, um eine Spannung, die von der Spannung abhängt, die aus dem Sensorabschnitt ausgegeben wird, während einer Betriebsart zum Erfassen einer physikali­ schen Größe zu erzeugen und auszugeben; eine Einrichtung zum Eingeben einer Referenzspannung in die Signalverar­ beitungsschaltung während einer Überprüfungsbetriebsart, welche sich von der Betriebsart zum Erfassen einer physi­ kalischen Größe unterscheidet, wobei die Referenzspannung von der Spannung verschieden ist, die aus dem Sensorab­ schnitt ausgegeben wird; und eine Einrichtung zum Erfas­ sen eines Fehlverhaltens der Signalverarbeitungsschaltung auf der Grundlage eines Ausgangssignals aus der Signal­ verarbeitungsschaltung, welche auf die darin eingegebene Referenzspannung reagiert, während der Überprüfungsbe­ triebsart.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein eine physikalische Größe erfassender Sensor ge­ schaffen, der aufweist: einen Sensorabschnitt zum Erzeu­ gen und Ausgeben einer Spannung, die von einer physikali­ schen Größe abhängt; eine Signalverarbeitungsschaltung; einen Überprüfungssignal-Erzeugungsabschnitt zum Ausgeben einer Referenzspannung für ein Überprüfen; eine Einrich­ tung zum Eingeben der Spannung, die aus dem Sensorab­ schnitt ausgegeben wird, in die Signalverarbeitungsschal­ tung während einer Betriebsart zum Erfassen einer physi­ kalischen Größe, um ein Erfassen der physikalischen Größe durchzuführen; eine Einrichtung zum Eingeben der Refe­ renzspannung aus dem Überprüfungssignal-Erzeugungsab­ schnitt in die Signalverarbeitungsschaltung während einer Überprüfungsbetriebsart; und eine Einrichtung zum Erfas­ sen eines Fehlverhaltens der Signalverarbeitungsschaltung auf der Grundlage eines Ausgangssignals aus der Signal­ verarbeitungsschaltung, welche auf die darin eingegebene Referenzspannung reagiert, während der Überprüfungsbe­ triebsart.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein eine physikalische Größe erfassender Sensor ge­ schaffen, der aufweist: einen Sensorabschnitt zum Erzeu­ gen und Ausgeben einer Spannung, die von einer physikali­ schen Größe abhängt; eine Signalverarbeitungsschaltung; einen Überprüfungssignal-Erzeugungsabschnitt zum Ausgeben einer Referenzspannung für ein Überprüfen; eine Einrich­ tung zum Auswählen der Spannung, die aus dem Sensorab­ schnitt ausgegeben wird, und zum Eingeben der ausge­ wählten Spannung in die Signalverarbeitungsschaltung, während einer Betriebsart zum Erfassen einer physikali­ schen Größe; und eine Einrichtung zum Auswählen der Refe­ renzspannung, die aus dem Überprüfungssignal-Erzeugungs­ abschnitt ausgegeben wird, und zum Eingeben der Referenz­ spannung in die Signalverarbeitungsschaltung, während ei­ ner Überprüfungsbetriebsart, welche sich von der Be­ triebsart zum Erfassen einer physikalischen Größe unter­ scheidet.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfin­ dung, der auf ihrem zweiten Aspekt beruht, wird ein eine physikalische Größe erfassender Sensor geschaffen, wobei der Überprüfungssignal-Erzeugungsabschnitt eine Wheatstone-Brückenschaltung, die eine tetragonal ge­ schlossene Schaltung beinhaltet, die eine Reihenschaltung von Widerständen aufweist, und eine Einrichtung zum Aus­ geben einer Differenz zwischen Spannungen an gegenüber­ liegenden Schnittpunkten in der Wheatstone-Brückenschal­ tung als die Referenzspannung aufweist.
Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfin­ dung, der auf ihrem vierten Aspekt beruht, wird ein eine physikalische Größe erfassender Sensor geschaffen, wobei der Überprüfungssignal-Erzeugungsabschnitt eine Konstant­ stromschaltung zum Steuern eines Stroms in der Wheatstone-Brückenschaltung aufweist.
Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfin­ dung, der auf ihrem fünften Aspekt beruht, wird ein eine physikalische Größe erfassender Sensor geschaffen, der weiterhin einen Speicher, der Daten speichert, die sich auf einen Strom beziehen, und eine Einrichtung zum Steu­ ern der Konstantstromschaltung als Reaktion auf die in dem Speicher gespeicherten Daten aufweist.
Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfin­ dung, der auf ihrem zweiten Aspekt beruht, wird ein eine physikalische Größe erfassender Sensor geschaffen, wobei der Überprüfungssignal-Erzeugungsabschnitt eine D/A-Wand­ lerschaltung einer R/2R-Leiterstruktur aufweist.
Gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung, der auf ihrem zweiten Aspekt beruht, wird ein eine physi­ kalische Größe erfassender Sensor geschaffen, der weiter­ hin einen analogen Multiplexer zum Eingeben der Spannung, die aus dem Sensorabschnitt ausgegeben wird, während der Betriebsart zum Erfassen einer physikalischen Größe in die Signalverarbeitungsschaltung und zum Eingeben der Re­ ferenzspannung aus dem Überprüfungssignal-Erzeugungsab­ schnitt während der Überprüfungsbetriebsart in die Sig­ nalverarbeitungsschaltung aufweist.
Gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfin­ dung, der auf ihrem ersten Aspekt beruht, wird ein eine physikalische Größe erfassender Sensor geschaffen, wobei die Signalverarbeitungsschaltung eine Einrichtung zum Verstärken der Spannung, die aus dem Sensorabschnitt aus­ gegeben wird, und eine Einrichtung zum Kompensieren eines Versatzes und einer Versatztemperaturcharakteristik des Sensorabschnitts aufweist.
Gemäß einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfin­ dung, der auf ihrem neunten Aspekt beruht, wird ein eine physikalische Größe erfassender Sensor geschaffen, der weiterhin eine Vergleichseinrichtung zum Vergleichen des Ausgangssignals aus der Signalverarbeitungsschaltung mit einem vorbestimmten Referenzsignal während der Überprü­ fungsbetriebsart und eine Einrichtung zum Erfassen eines Fehlverhaltens der Signalverarbeitungsschaltung auf der Grundlage eines Vergleichsergebnisses durch die Ver­ gleichseinrichtung während der Überprüfungsbetriebsart aufweist.
Gemäß einem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung, der auf ihrem zehnten Aspekt beruht, wird ein eine physi­ kalische Größe erfassender Sensor geschaffen, der weiter­ hin eine Einrichtung zum Erzeugen einer Ausgangsspannung, welche davon abhängt, ob ein Fehlverhalten der Signalver­ arbeitungsschaltung auf der Grundlage des Vergleichser­ gebnisses durch die Vergleichseinrichtung erfaßt wird oder nicht, aufweist.
Gemäß einem zwölften Aspekt der vorliegenden Erfin­ dung, der auf ihrem ersten Aspekt beruht, wird ein eine physikalische Größe erfassender Sensor geschaffen, der weiterhin einen Diagnoseanweisungssignal-Erzeugungsab­ schnitt zum Ausgeben eines Diagnoseanweisungssignals auf­ weist, welches einen Wechsel zwischen der Betriebsart zum Erfassen einer physikalischen Größe und der Überprüfungs­ betriebsart vorsieht.
Gemäß einem dreizehnten Aspekt der vorliegenden Er­ findung, der auf ihrem zwölften Aspekt beruht, wird ein eine physikalische Größe erfassender Sensor geschaffen, wobei der Diagnoseanweisungssignal-Erzeugungsabschnitt aufweist: eine Last, an die eine vorgeschriebene Energie­ versorgungsspannung angelegt wird; einen Transistor, der zu der Last in Reihe geschaltet ist; erste und zweite Wi­ derstände zum Erzeugen einer Spannung, welche den Transi­ stor steuert; und eine Einrichtung zum Ausgeben einer Spannung an einem Schnittpunkt zwischen der Last und dem Transistor als das Diagnoseanweisungssignal.
Gemäß einem vierzehnten Aspekt der vorliegenden Er­ findung, der auf ihrem ersten Aspekt beruht, wird ein eine physikalische Größe erfassender Sensor geschaffen, der weiterhin einen ersten Speicher zum Speichern von Korrekturdaten für die Signalverarbeitungsschaltung und von Korrekturdaten für den Sensorabschnitt, einen zweiten Speicher zum Speichern von Korrekturdaten für den Signal­ verarbeitungsabschnitt und eine in der Signalverarbei­ tungsschaltung vorgesehene Einrichtung zum Verwenden der Korrekturdaten, die in dem zweiten Speicher vorgesehen sind, während der Überprüfungsbetriebsart aufweist.
Gemäß einem fünfzehnten Aspekt der vorliegenden Er­ findung, der auf ihrem vierzehnten Aspekt beruht, wird ein eine physikalische Größe erfassender Sensor geschaf­ fen, der weiterhin einen Chip aufweist, auf welchem die Signalverarbeitungsschaltung und der Sensorabschnitt aus­ gebildet sind.
Gemäß einem sechzehnten Aspekt der vorliegenden Er­ findung, der auf ihrem ersten Aspekt beruht, wird ein eine physikalische Größe erfassender Sensor geschaffen, der weiterhin einen Speicher zum Speichern von Korrektur­ daten für die Signalverarbeitungsschaltung und eine in er Signalverarbeitungsschaltung vorgesehene Einrichtung zum Verwenden der Korrekturdaten, die in dem Speicher gespei­ chert sind, während der Betriebsart zum Erfassen einer physikalischen Größe und der Überprüfungsbetriebsart auf­ weist.
Gemäß einem siebzehnten Aspekt der vorliegenden Er­ findung, der auf ihrem sechzehnten Aspekt beruht, wird ein eine physikalische Größe erfassender Sensor geschaf­ fen, der weiterhin einen ersten Chip, auf welchem der Sensorabschnitt ausgebildet ist, und einen zweiten Chip aufweist, auf welchem die Signalverarbeitungsschaltung ausgebildet ist, wobei der zweite Chip von dem ersten Chip verschieden ist und der Speicher auf dem zweiten Chip ausgebildet ist.
Gemäß einem achtzehnten Aspekt der vorliegenden Er­ findung, der auf ihrem ersten Aspekt beruht, wird ein eine physikalische Größe erfassender Sensor geschaffen, der weiterhin eine Ausgangsschaltung zum Erzeugen eines Spannungssignals als Reaktion auf das Ausgangssignal aus der Signalverarbeitungsschaltung, einen Komparator zum Vergleichen des Spannungssignals, das von der Ausgangs­ schaltung erzeugt wird, während der Überprüfungsbetriebs­ art mit einem vorbestimmten Referenzsignal, um ein Fehl­ verhalten der Signalverarbeitungsschaltung zu erfassen, und eine Einrichtung zum Steuern der Ausgangsschaltung als Reaktion auf das Vergleichsergebnis durch den Kompa­ rator aufweist, um zu bewirken, daß die Ausgangsschaltung eine Ausgangsspannung erzeugt, welche davon abhängt, ob ein Fehlverhalten der Signalverarbeitungsschaltung erfaßt wird oder nicht.
Gemäß einem neunzehnten Aspekt der vorliegenden Er­ findung, der auf ihrem ersten Aspekt beruht, wird ein eine physikalische Größe erfassender Sensor geschaffen, der weiterhin einen Komparator zum Vergleichen des Aus­ gangssignals aus der Signalverarbeitungsschaltung während der Überprüfungsbetriebsart mit einem vorbestimmten Refe­ renzsignal, um ein Fehlverhalten der Signalverarbeitungs­ schaltung zu erfassen, und zum Ausgeben eines Signals, das darstellt, ob ein Fehlverhalten der Signalverarbei­ tungsschaltung erfaßt wird oder nicht, während der Über­ prüfungsbetriebsart aufweist.
Gemäß einem zwanzigsten Aspekt der vorliegenden Er­ findung wird ein eine physikalische Größe erfassender Sensor geschaffen, der aufweist: einen Sensorabschnitt zum Erzeugen und Ausgeben einer Spannung, die von einer physikalischen Größe abhängt; eine Signalverarbeitungs­ schaltung; einen Überprüfungssignal-Erzeugungsabschnitt, der eine Brückenschaltung zum Ausgeben einer Referenz­ spannung für ein Überprüfen beinhaltet, welche bezüglich der physikalischen Größe unempfindlich ist; eine Einrich­ tung zum Eingeben der Spannung, die aus dem Sensorab­ schnitt ausgegeben wird, in die Signalverarbeitungsschal­ tung während einer Betriebsart zum Erfassen einer physi­ kalischen Größe, um ein Erfassen der physikalischen Größe durchzuführen; eine Einrichtung zum Eingeben der Refe­ renzspannung aus dem Überprüfungssignal-Erzeugungsab­ schnitt in die Signalverarbeitungsschaltung während einer Überprüfungsbetriebsart, welche sich von der Betriebsart zum Erfassen einer physikalischen Größe unterscheidet; und eine Systemsteuerschaltung zum Erfassen eines Fehl­ verhaltens der Signalverarbeitungsschaltung auf der Grundlage eines Ausgangssignals aus der Signalverarbei­ tungsschaltung, welche auf die darin eingegebene Refe­ renzspannung reagiert, während der Überprüfungsbetriebs­ art.
Gemäß einem einundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein eine physikalische Größe erfassender Sensor geschaffen, der aufweist: einen Sensorabschnitt zum Erzeugen und Ausgeben einer Spannung, die von einer physikalischen Größe abhängt; einen Überprüfungssignal- Erzeugungsabschnitt zum Ausgeben einer Referenzspannung für ein Überprüfen; eine Signalverarbeitungsschaltung; eine Einrichtung zum Auswählen der Spannung, die aus dem Sensorabschnitt ausgegeben wird, und zum Eingeben der ausgewählten Spannung in die Signalverarbeitungsschaltung während einer Betriebsart zum Erfassen einer physikali­ schen Größe; eine Einrichtung zum Auswählen der Referenz­ spannung, die aus dem Überprüfungssignal-Erzeugungsab­ schnitt ausgegeben wird, und zum Eingeben der Referenz­ spannung in die Signalverarbeitungsschaltung während ei­ ner Überprüfungsbetriebsart nach der Betriebsart zum Er­ fassen einer physikalischen Größe; und eine Einrichtung zum kontinuierlichen Ausgeben eines Sensorausgangssignals während der Überprüfungsbetriebsart, wobei das Sensoraus­ gangssignal ein Ausgangssignal aus der Signalverarbei­ tungsschaltung ist, das zu einem Zeitpunkt in der Be­ triebsart zum Erfassen einer physikalischen Größe auf­ tritt, welcher der Überprüfungsbetriebsart unmittelbar vorhergeht.
Gemäß einem zweiundzwanzigsten Aspekt der vorliegen­ den Erfindung, der auf ihrem einundzwanzigsten Aspekt be­ ruht, wird ein eine physikalische Größe erfassender Sen­ sor geschaffen, wobei die Einrichtung zum kontinuierli­ chen Ausgeben eine Einrichtung zum Verriegeln eines Aus­ gangssignals aus der Signalverarbeitungsschaltung zu ei­ nem Zeitpunkt in der Betriebsart zum Erfassen einer phy­ sikalischen Größe, welcher der Überprüfungsbetriebsart unmittelbar vorhergeht, und zum kontinuierlichen Ausgeben des verriegelten Signals als das Sensorausgangssignal während der Überprüfungsbetriebsart aufweist.
Gemäß einem dreiundzwanzigsten Aspekt der vorliegen­ den Erfindung, der auf ihrem zweiundzwanzigsten Aspekt beruht, wird ein eine physikalische Größe erfassender Sensor geschaffen, wobei der Überprüfungssignal-Erzeu­ gungsabschnitt eine Wheatstone-Brückenschaltung, die eine tetragonal geschlossene Schaltung beinhaltet, die eine Reihenschaltung von Widerständen aufweist, und eine Ein­ richtung zum Ausgeben einer Differenz zwischen Spannungen an gegenüberliegenden Schnittpunkten in der Wheatstone- Brückenschaltung als die Referenzspannung aufweist.
Gemäß einem vierundzwanzigsten Aspekt der vorliegen­ den Erfindung, der auf ihrem dreiundzwanzigsten Aspekt beruht, wird ein eine physikalische Größe erfassender Sensor geschaffen, wobei der Überprüfungssignal-Erzeu­ gungsabschnitt eine Konstantstromschaltung zum Steuern eines Stroms in der Wheatstone-Brückenschaltung aufweist.
Gemäß einem fünfundzwanzigsten Aspekt der vorliegen­ den Erfindung, der auf ihrem vierundzwanzigsten Aspekt beruht, wird ein eine physikalische Größe erfassender Sensor geschaffen, der weiterhin einen Speicher, der speichert, die sich auf einen Strom beziehen, und eine Einrichtung zum Steuern der Konstantstromschaltung als Reaktion auf die in dem Speicher gespeicherten Daten auf­ weist.
Gemäß einem sechsundzwanzigsten Aspekt der vorliegen­ den Erfindung, der auf ihrem zweiundzwanzigsten Aspekt beruht, wird ein eine physikalische Größe erfassender Sensor geschaffen, wobei der Überprüfungssignal-Erzeu­ gungsabschnitt eine D/A-Wandlerschaltung einer R/2R-Lei­ terstruktur aufweist.
Gemäß einem siebenundzwanzigsten Aspekt der vorlie­ genden Erfindung, der auf ihrem zweiundzwanzigsten Aspekt beruht, wird ein eine physikalische Größe erfassender Sensor geschaffen, der weiterhin einen analogen Multiple­ xer zum Eingeben der Spannung, die aus dem Sensorab­ schnitt ausgegeben wird, während der Betriebsart zum Er­ fassen einer physikalischen Größe in die Signalverarbei­ tungsschaltung und zum Eingeben der Referenzspannung aus dem Überprüfungssignal-Erzeugungsabschnitt während der Überprüfungsbetriebsart in die Signalverarbeitungsschal­ tung aufweist.
Gemäß einem achtundzwanzigsten Aspekt der vorliegen­ den Erfindung wird ein eine physikalische Größe erfassen­ der Sensor geschaffen, der aufweist: einen Sensorab­ schnitt zum Erzeugen und Ausgeben einer Spannung, die von einer physikalischen Größe abhängt; einen Überprüfungs­ signal-Erzeugungsabschnitt zum Ausgeben einer Referenz­ spannung für ein Überprüfen; eine Signalverarbeitungs­ schaltung; eine Einrichtung zum Eingeben der Spannung, die aus dem Sensorabschnitt ausgegeben wird, in die Sig­ nalverarbeitungsschaltung während einer Betriebsart zum Erfassen einer physikalischen Größe; eine Einrichtung zum Eingeben der Referenzspannung aus dem Überprüfungssignal- Erzeugungsabschnitt in die Signalverarbeitungsschaltung während einer Überprüfungsbetriebsart nach der Betriebs­ art zum Erfassen einer physikalischen Größe; eine Ein­ richtung zum Erfassen eines Fehlverhaltens der Signalver­ arbeitungsschaltung auf der Grundlage eines Ausgangs­ signals aus der Signalverarbeitungsschaltung, welche auf die darin eingegebene Referenzspannung reagiert, während der Überprüfungsbetriebsart; und eine Einrichtung zum Verriegeln des Ausgangssignals aus der Signalverarbei­ tungsschaltung zu einem Zeitpunkt in der Betriebsart zum Erfassen einer physikalischen Größe, welcher der Überprü­ fungsbetriebsart unmittelbar vorhergeht, und zum kontinu­ ierlichen Ausgeben des verriegelten Signals während der Überprüfungsbetriebsart.
Gemäß einem neunundzwanzigsten Aspekt der vorliegen­ den Erfindung, der auf ihrem achtundzwanzigsten Aspekt beruht, wird ein eine physikalische Größe erfassender Sensor geschaffen, wobei die Signalverarbeitungsschaltung einen Verstärker zum Verstärken der Spannung, die aus dem Sensorabschnitt ausgegeben wird, und einen A/D-Wandler zum Wandeln eines Ausgangssignals des Verstärkers zu ei­ nem entsprechenden digitalen Signal aufweist und die Ver­ riegelungseinrichtung eine Einrichtung zum Verriegeln des digitalen Signals, das von dem A/D-Wandler erzeugt wird, zu einem Zeitpunkt in der Betriebsart zum Erfassen einer physikalischen Größe, welcher der Überprüfungsbetriebsart unmittelbar vorhergeht, und zum kontinuierlichen Ausgeben des verriegelten digitalen Signals während der Überprü­ fungsbetriebsart aufweist.
Gemäß einem dreißigsten Aspekt der vorliegenden Er­ findung, der auf ihrem neunundzwanzigsten Aspekt beruht, wird ein eine physikalische Größe erfassender Sensor ge­ schaffen, der weiterhin einen Speicher zum Speichern von Referenzdaten, einen Komparator zum Vergleichen des digi­ talen Signals, das von dem A/D-Wandler erzeugt wird, mit den in dem Speicher gespeicherten Referenzdaten und eine Einrichtung zum Erfassen eines Fehlverhaltens der Signal­ verarbeitungsschaltung als Reaktion auf ein Vergleichser­ gebnis durch den Komparator aufweist.
Gemäß einem einunddreißigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung, der auf ihrem dreißigsten Aspekt beruht, wird ein eine physikalische Größe erfassender Sensor geschaf­ fen, der weiterhin einem D/A-Wandler zum Wandeln des di­ gitalen Signals, das von dem A/D-Wandler erzeugt wird, zu einem analogen Signal, eine Ausgangsschaltung zum Erzeu­ gen einer Spannung, die von dem analogen Signal abhängt, das von dem D/A-Wandler erzeugt wird, und eine Einrich­ tung zum Steuern der Ausgangsschaltung, wenn ein Fehlver­ halten der Signalverarbeitungsschaltung als Reaktion auf das Vergleichsergebnis durch den Komparator erfaßt wird, um eine Spannung auszugeben, die das Fehlverhalten der Signalverarbeitungsschaltung anzeigt, aufweist.
Gemäß einem zweiunddreißigsten Aspekt der vorliegen­ den Erfindung, der auf ihrem einunddreißigsten Aspekt be­ ruht, wird ein eine physikalische Größe erfassender Sen­ sor geschaffen, wobei die Spannung, die aus der Ausgangs­ schaltung ausgegeben wird, wenn ein Fehlverhalten der Signalverarbeitungsschaltung erfaßt wird, außerhalb eines vorgeschriebenen Bereichs für die Spannung ist, die von der Ausgabeschaltung während der Betriebsart zum Erfassen einer physikalischen Größe erzeugt wird.
Gemäß einem dreiunddreißigsten Aspekt der vorliegen­ den Erfindung, der auf ihrem einundzwanzigsten Aspekt be­ ruht, wird ein eine physikalische Größe erfassender Sen­ sor geschaffen, der weiterhin einen ersten Speicher zum Speichern von Korrekturdaten für die Signalverarbeitungs­ schaltung und von Korrekturdaten für den Sensorabschnitt, einen zweiten Speicher zum Speichern von Korrekturdaten für die Signalverarbeitungsschaltung und eine in der Sig­ nalverarbeitungsschaltung vorgesehene Einrichtung zum Verwenden der Korrekturdaten, die in dem zweiten Speicher gespeichert sind, während der Überprüfungsbetriebsart aufweist.
Gemäß einem vierunddreißigsten Aspekt der vorliegen­ den Erfindung, der auf ihrem dreiunddreißigsten Aspekt beruht, wird ein eine physikalische Größe erfassender Sensor geschaffen, der weiterhin einen Chip aufweist, auf welchem die Signalverarbeitungsschaltung und der Sensor­ abschnitt ausgebildet sind.
Gemäß einem fünfunddreißigsten Aspekt der vorliegen­ den Erfindung wird eine eine physikalische Größe erfas­ sende Vorrichtung geschaffen, die aufweist: eine erste Sensorschaltung, die einen ersten Erfassungsabschnitt zum Erzeugen und Ausgeben eines Signals beinhaltet, das von einer physikalischen Größe abhängt; eine Referenzerzeu­ gungseinrichtung zum Erzeugen eines Referenzsignals, das von der physikalischen Größe abhängt; eine Vergleichsein­ richtung zum Vergleichen des Signals, das aus der ersten Sensorschaltung ausgegeben wird, mit dem Referenzsignal, das von der Referenzerzeugungseinrichtung erzeugt wird; und eine Einrichtung zum Erzeugen eines Fehlverhaltenser­ fassungssignals auf der Grundlage eines Vergleichsergeb­ nisses durch die Vergleichseinrichtung.
Gemäß einem sechsunddreißigsten Aspekt der vorliegen­ den Erfindung, der auf ihrem fünfunddreißigsten Aspekt beruht, wird eine eine physikalische Größe erfassende Vorrichtung geschaffen, wobei die Referenzerzeugungsein­ richtung eine zweite Sensoreinrichtung, die einen zweiten Erfassungsabschnitt zum Erfassen eines Signals, das einen Obergrenzen-Referenzwert darstellt, und eines Signals, das einen Untergrenzen-Referenzwert darstellt, beinhaltet und die Vergleichseinrichtung eine Einrichtung zum Be­ stimmen, ob sich das Signal, das aus der ersten Sensor­ schaltung ausgegeben wird, in einem Bereich zwischen dem Obergrenzen-Referenzwert und dem Untergrenzen-Referenz­ wert befindet, aufweist.
Gemäß einem siebenunddreißigsten Aspekt der vorlie­ genden Erfindung, der auf ihrem sechsunddreißigsten Aspekt beruht, wird eine eine physikalische Größe erfas­ sende Vorrichtung geschaffen, wobei die Referenzerzeu­ gungseinrichtung einen positiven Energieversorgungsan­ schluß, an den eine Energieversorgungsspannung angelegt wird, eine zwischen dem positiven Energieversorgungsan­ schluß und einem Ausgangsanschluß der zweiten Sensor­ schaltung angeschlossene Reihenschaltung von Widerständen zum Ausführen einer Spannungsteilung, um das Signal zu erzeugen, das den Obergrenzen-Referenzwert darstellt, ei­ nen Masseanschluß und eine zwischen dem Masseanschluß und dem Ausgangsanschluß der zweiten Sensorschaltung ange­ schlossene Reihenschaltung von Widerständen zum Ausführen einer Spannungsteilung aufweist, um das Signal zu erzeu­ gen, das den Untergrenzen-Referenzwert darstellt, auf­ weist.
Gemäß einem achtunddreißigsten Aspekt der vorliegen­ den Erfindung, der auf ihrem fünfunddreißigsten Aspekt beruht, wird eine eine eine physikalische Größe erfas­ sende Vorrichtung geschaffen, die weiterhin einen ersten Anschluß, eine Einrichtung zum Anlegen einer Energiever­ sorgungsspannung über den ersten Anschluß an die erste Sensorschaltung und eine mit dem ersten Anschluß verbun­ dene Stromsteuereinrichtung zum Ändern eines Stroms als Reaktion auf das Vergleichsergebnis durch die Vergleichs­ einrichtung und zum Erzeugen des Fehlverhaltenserfas­ sungssignals auf der Grundlage einer Änderung eines Stroms, der durch den ersten Anschluß fließt, aufweist.
Gemäß einem neununddreißigsten Aspekt der vorliegen­ den Erfindung, der auf ihrem achtunddreißigsten Aspekt beruht, wird eine eine eine physikalische Größe erfas­ sende Vorrichtung geschaffen, die weiterhin einen zweiten Anschluß für das Signal, das aus der ersten Sensorschal­ tung ausgegeben wird, und einen dritten Anschluß, der an Masse gelegt ist, aufweist.
Gemäß einem vierzigsten Aspekt der vorliegenden Er­ findung, der auf ihrem achtunddreißigsten Aspekt beruht, wird eine eine eine physikalische Größe erfassende Vor­ richtung geschaffen, wobei die Referenzerzeugungseinrich­ tung eine zweite Sensorschaltung, die einen zweiten Er­ fassungsabschnitt zum Erzeugen eines Signals, das einen Obergrenzen-Referenzwert darstellt, und eines Signals, das einen Untergrenzen-Referenzwert darstellt, beinhaltet und die Vergleichseinrichtung eine Einrichtung zum Be­ stimmen, ob sich das Signal, das aus der ersten Sensor­ schaltung ausgegeben wird, in einem Bereich zwischen dem Obergrenzen-Referenzwert und dem Untergrenzen-Referenz­ wert befindet, aufweist und wobei die Stromsteuereinrich­ tung ein erstes Element, ein zweites Element, eine auf das Vergleichsergebnis durch die Vergleichseinrichtung reagierende Einrichtung zum Zulassen, daß ein Strom durch das erste Element fließt, und zum Sperren, daß ein Strom durch das zweite Element fließt, wenn sich das Signal, das aus der ersten Sensorschaltung ausgegeben wird, in dem Bereich zwischen dem Obergrenzen-Referenzwert und dem Untergrenzen-Referenzwert befindet, eine auf das Ver­ gleichsergebnis durch die Vergleichseinrichtung reagie­ rende Einrichtung zum Sperren, daß ein Strom durch das erste Element fließt, und zum Zulassen, daß ein Strom durch das zweite Element fließt, wenn sich das Signal, das aus der ersten Sensorschaltung ausgegeben wird, nicht in dem Bereich zwischen dem Obergrenzen-Referenzwert und dem Untergrenzen-Referenzwert beinhaltet, und eine Ein­ richtung zum Erzeugen des Fehlverhaltenserfassungssignals auf der Grundlage einer Änderung eines Stroms, der durch das erste Element fließt, und einer Änderung eines Stroms, der durch das zweite Element fließt, aufweist.
Gemäß einem einundvierzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine eine physikalische Größe erfassende Vorrichtung geschaffen, die aufweist: eine erste Sensor­ schaltung, die einen ersten Erfassungsabschnitt zum Er­ zeugen und Ausgeben eines Signals aufweist, das von einer physikalischen Größe abhängt; eine Referenzerzeugungsein­ richtung zum Erzeugen eines Referenzsignals, das von der physikalischen Größe abhängt; eine Vergleichseinrichtung zum Vergleichen des Signals, das aus der ersten Sensor­ schaltung ausgegeben wird, mit dem Referenzsignal, das von der Referenzerzeugungseinrichtung erzeugt wird; und eine Einrichtung zum Ausgeben einer Information über ein Vergleichsergebnis durch die Vergleichseinrichtung über eine Energieversorgungsleitung zu der ersten Sensorschal­ tung.
Gemäß einem zweiundvierzigsten Aspekt der vorliegen­ den Erfindung, der auf ihrem einundvierzigsten Aspekt be­ ruht, wird eine eine physikalische Größe erfassende Vor­ richtung geschaffen, die weiterhin einen ersten Anschluß, eine Einrichtung zum Anlegen einer Energieversorgungs­ spannung über den ersten Anschluß an die erste Sensor­ schaltung und eine mit dem ersten Anschluß verbundene Stromsteuereinrichtung zum Ändern eines Stroms als Reak­ tion auf das Vergleichsergebnis durch die Vergleichsein­ richtung und zum Erzeugen der Information über das Ver­ gleichsergebnis durch die Vergleichseinrichtung auf der Grundlage einer Änderung eines Stroms, der durch den er­ sten Anschluß fließt, aufweist.
Gemäß einem dreiundvierzigsten Aspekt der vorliegen­ den Erfindung, der auf ihrem einundvierzigsten Aspekt be­ ruht, wird eine eine physikalische Größe erfassende Vor­ richtung geschaffen, wobei die Referenzerzeugungseinrich­ tung eine zweite Sensorschaltung aufweist, die einen zweiten Erfassungsabschnitt zum Erzeugen eines Signals, das einen Obergrenzen-Referenzwert darstellt, und eines Signals, das einen Untergrenzen-Referenzwert darstellt, beinhaltet wobei die Vergleichseinrichtung eine Einrich­ tung zum Bestimmen, ob sich das Signal, das aus der er­ sten Sensorschaltung ausgegeben wird, in einem Bereich zwischen dem Obergrenzen-Referenzwert und dem Untergren­ zen-Referenzwert befindet oder nicht, aufweist und wobei die Referenzerzeugungseinrichtung weiterhin einen positi­ ven Energieversorgungsanschluß, an den eine Energiever­ sorgungsspannung angelegt wird, eine zwischen dem positi­ ven Energieversorgungsanschluß und einem Ausgangsanschluß der zweiten Sensorschaltung angeschlossene Reihenschal­ tung von Widerständen zum Ausführen einer Spannungstei­ lung, um das Signal zu erzeugen, das den Obergrenzen-Re­ ferenzwert darstellt, einen Masseanschluß und eine zwi­ schen dem Masseanschluß und dem Ausgangsanschluß der zweiten Sensorschaltung angeschlossene Reihenschaltung von Widerständen zum Ausführen einer Spannungsteilung, um das Signal zu erzeugen, das den Untergrenzen-Referenzwert darstellt, aufweist.
Gemäß einem vierundvierzigsten Aspekt der vorliegen­ den Erfindung, der auf ihrem dreiundvierzigsten Aspekt beruht, wird eine eine physikalische Größe erfassende Vorrichtung geschaffen, wobei die zweite Sensorschaltung eine höhere Empfindlichkeit als die erste Sensorschaltung aufweist.
Gemäß einem fünfundvierzigsten Aspekt der vorliegen­ den Erfindung wird eine Sensorsignal-Verarbeitungsvor­ richtung geschaffen, die aufweist: einen Energieversor­ gungsanschluß; eine Einrichtung zum Zuführen einer Ener­ gieversorgungsspannung über den Energieversorgungsan­ schluß zum Betreiben eines Sensors; eine Einrichtung zum Überwachen einer Ausgangsspannung aus dem Sensor; eine Stromerfassungseinrichtung zum Erzeugen einer Spannung, die von einem Strom abhängt, der durch den Energieversor­ gungsanschluß fließt; eine Signalwandlereinrichtung zum Wandeln der Ausgangsspannung aus dem Sensor zu einem er­ sten sich aus einer Wandlung ergebenden Signal und zum Wandeln der Spannung, die von der Stromerfassungseinrich­ tung erzeugt wird, zu einem zweiten sich aus einer Wand­ lung ergebenden Signal; und eine Signalverarbeitungsein­ richtung zum Verarbeiten des ersten sich aus einer Wand­ lung ergebenden Signals, das von der Signalwandlerein­ richtung erzeugt wird, und zum Erfassen eines Fehlverhal­ tens des Sensors als Reaktion auf das zweite sich aus ei­ ner Wandlung ergebende Signal, das von der Signalwandler­ einrichtung erzeugt wird.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beilie­ gende Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 eine Darstellung eines Drucksensors gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er­ findung;
Fig. 2 eine Darstellung einer Konstantstromschaltung und eines Verstärkers in Fig. 1;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Operations­ verstärkers innerhalb einer Ausgangsschaltung in Fig. 1;
Fig. 4 eine Darstellung eines Abschnitts eines Drucksen­ sors gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 eine Darstellung eines Abschnitts eines Drucksen­ sors gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 eine Darstellung einer D/A-Wandlerschaltung in einem Drucksensor gemäß einem fünften Ausfüh­ rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 eine Darstellung eines Drucksensors gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er­ findung;
Fig. 8 eine Darstellung eines Drucksensors gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er­ findung;
Fig. 9 eine Darstellung eines Drucksensors gemäß einem neunten. Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er­ findung;
Fig. 10 eine Darstellung eines Drucksensors gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er­ findung;
Fig. 11 eine Darstellung eines Drucksensors gemäß einem elften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er­ findung;
Fig. 12 eine Zeitbereichsdarstellung eines Ausgangs­ signals bzw. eines einen Druck anzeigenden Sig­ nals aus dem Drucksensor in Fig. 11;
Fig. 13 eine Darstellung eines Drucksensors gemäß einem fünfzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 14 ein Blockschaltbild eines Drucksensors gemäß ei­ nem sechzehnten Ausführungsbeispiel der vorlie­ genden Erfindung;
Fig. 15 eine Darstellung des Drucksensors in Fig. 14;
Fig. 16 eine Darstellung der in dem Drucksensor in den Fig. 14 und 15 auftretenden Beziehungen von Spannungen zu Druck;
Fig. 17 eine Zeitbereichsdarstellung eines einer Strom­ steuerschaltung in den Fig. 14 und 15 zuge­ führten Stroms;
Fig. 18 eine Darstellung einer eine ECU bzw. elektroni­ sche Steuerschaltung und den Drucksensor in den Fig. 14 und 15 aufweisenden Vorrichtung in dem sechzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 19 eine Darstellung eines Drucksensors gemäß einem siebzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Fig. 1 zeigt einen Drucksensor gemäß dem ersten Aus­ führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Druck­ sensor in Fig. 1 beinhaltet einen Erfassungsabschnitt bzw. Sensorabschnitt 10. Ein zu erfassender Druck wird auf den Erfassungsabschnitt 10 ausgeübt.
Der Drucksensor in Fig. 1 beinhaltet weiterhin eine Druckerfassungsschaltung 1 und eine Überprüfungsschaltung 2. Die Druckerfassungsschaltung 1 enthält den Erfassungs­ abschnitt 10. Die Druckerfassungsschaltung 1 erzeugt ein Signal, das den auf den Erfassungsabschnitt 10 ausgeübten Druck darstellt, und gibt es aus. Die Überprüfungsschal­ tung 2 erzeugt ein Signal, das für ein Überprüfen bzw. eine Diagnose bezüglich eines bestimmten Abschnitts des Drucksensors verwendet wird, und gibt es aus.
Ein analoger Multiplexer 3 ist mit der Druckerfas­ sungsschaltung 1 und der Überprüfungsschaltung 2 verbun­ den. Der Multiplexer 3 ist ebenso mit einem Verstärker 4 verbunden. Der Multiplexer 3 empfängt das Ausgangssignal der Druckerfassungsschaltung 1. Der Multiplexer 3 emp­ fängt das Ausgangssignal der Überprüfungsschaltung 2. Der Multiplexer 3 empfängt ein Diagnoseanweisungssignal von einer Systemsteuerschaltung (nicht gezeigt). Die System­ steuerschaltung kann eine elektronische Steuereinheit bzw. ECU beinhalten. Das Diagnoseanweisungssignal ist bi­ när. Der Multiplexer 3 wählt entweder das Ausgangssignal aus der Druckerfassungsschaltung 1 oder das Ausgangs­ signal aus der Überprüfungsschaltung 2 in Übereinstimmung mit dem Zustand des Diagnoseanweisungssignals aus und gibt das ausgewählte Signal zu dem Verstärker 4 aus. Ein Betrieb des Drucksensors wird durch das Diagnoseanwei­ sungssignal zwischen einer Druckerfassungsbetriebsart und einer Überprüfungsbetriebsart geändert. Während der Druckerfassungsbetriebsart ist das Diagnoseanweisungs­ signal in seinem Zustand, welcher bewirkt, daß der Multi­ plexer 3 das Ausgangssignal der Druckerfassungsschaltung 1 zu dem Verstärker 4 überträgt. Während der Überprü­ fungsbetriebsart ist das Diagnoseanweisungssignal in sei­ nem Zustand, welcher bewirkt, daß der Multiplexer 3 das Ausgangssignal der Überprüfungsschaltung 2 zu dem Ver­ stärker 4 überträgt. Vorzugsweise befindet sich der Zeit­ punkt einer Änderung des Diagnoseanweisungssignals zu seinem Zustand für die Überprüfungsbetriebsart des Druck­ sensors in einem Zeitbereich, in dem ein Aussetzen einer Druckerfassung zulässig ist.
Wie es zuvor erwähnt worden ist, beinhaltet die Druckerfassungsschaltung 1 einen Erfassungsabschnitt 10. Die Druckerfassungsschaltung 1 beinhaltet weiterhin eine Konstantstromschaltung 11, einen Speicher 12 und einen D/A- bzw. Digital/Analog-Wandler 13. Der Erfassungsab­ schnitt 10 beinhaltet eine Brückenschaltung, die eine Kombination von vier Diffusionsschichtwiderständen bzw. vier Dehnungsmeßstreifen 5 bis 8 aufweist, die auf einer Membran ausgebildet sind, auf die der zu erfassende Druck ausgeübt wird. Der Erfassungsabschnitt 10 ist mit dem Multiplexer 3 und der Konstantstromschaltung 11 verbun­ den. Die Konstantstromschaltung 11 bewirkt, daß ein Kon­ stantstrom durch den Erfassungsabschnitt 10 fließt. Der Konstantstrom, der durch den Erfassungsabschnitt 10 fließt, wird durch ein Steuersignal bestimmt, das der Konstantstromschaltung 11 zugeführt wird. Die Konstant­ stromschaltung 11 ist mit dem D/A-Wandler 13 verbunden. Der D/A-Wandler 13 ist mit dem Speicher 12 verbunden. Der Speicher 12 speichert digitale Daten, die sich auf eine Empfindlichkeit bzw. eine sich aus einem Erfassen erge­ bende Signalspanne beziehen. Der Speicher 12 gibt sich auf eine Empfindlichkeit beziehende digitale Daten zu dem D/A-Wandler 13 aus. Der D/A-Wandler 13 ändert die sich auf eine Empfindlichkeit beziehenden digitalen Daten in ein entsprechendes sich auf eine Empfindlichkeit bezie­ hendes analoges Signal. Der D/A-Wandler 13 gibt das sich auf eine Empfindlichkeit beziehende analoge Signal als ein Steuersignal zu der Konstantstromschaltung 11 aus.
Während der Druckerfassungsbetriebsart hängt die Dif­ ferenz zwischen den Spannungen an gegenüberliegenden Schnittpunkten in der Brückenschaltung des Erfassungsab­ schnitts 10 von dem auf den Erfassungsabschnitt 10 ausge­ übten Druck ab. Die Spannungen an den gegenüberliegenden Schnittpunkten zwischen Widerständen in der Brückenschal­ tung des Erfassungsabschnitts 10 werden als das Ausgangs­ signal der Druckerfassungsschaltung 1 oder das Ausgangs­ signal des Erfassungsabschnitts 10 an den Multiplexer 3 angelegt. Wie es zuvor erwähnt worden ist, bewirkt die Konstantstromschaltung 11, das eine Konstantstrom durch den Erfassungsabschnitt 10 fließt. Der Konstantstrom wird durch das Steuersignal bestimmt, das der Konstantstrom­ schaltung 11 von dem D/A-Wandler 13 zugeführt wird. Da das Steuersignal von den sich auf eine Empfindlichkeit beziehenden digitalen Daten abhängt, die aus dem Speicher 12 ausgegeben werden, wird der Konstantstrom, der durch den Erfassungsabschnitt 10 fließt, durch die sich auf eine Empfindlichkeit beziehenden digitalen Daten be­ stimmt, die aus dem Speicher 12 ausgegeben werden. Vor­ zugsweise werden die sich auf eine Empfindlichkeit bezie­ henden digitalen Daten, die aus dem Speicher 12 ausgege­ ben werden, derart ausgelegt, daß sie für eine Tempera­ turkompensation für die Empfindlichkeit des Drucksensors zweckmäßig sind.
Die Störstellenkonzentration in den Diffusions­ schichtwiderständen 5 bis 8, die die Brückenschaltung in dem Erfassungsabschnitt 10 bilden, ist optimiert, um eine Temperaturkompensation für die Empfindlichkeit des Druck­ sensors vorzusehen. Die Temperaturcharakteristik der Dif­ fusionsschichtwiderstände 5 bis 8 und die Temperaturab­ hängigkeit der Empfindlichkeit des Drucksensors werden derart festgelegt, daß sie einander auslöschen. Dieses Festlegen läßt zu, daß eine Temperaturkompensation für die Empfindlichkeit des Drucksensors vorgesehen wird, wenn ein Konstantstrom durch die Brückenschaltung in den Erfassungsabschnitt 10 fließt. Vorzugsweise wird in dem Fall, in dem der Temperaturkoeffizient der Empfindlich­ keit des Drucksensors ungefähr gleich -1600 ppm/°C ist, der Temperaturkoeffizient der Diffusionsschichtwider­ stände 5 bis 8 auf ungefähr +1600 ppm/°C festgelegt. In diesem Fall ist die Störstellenkonzentration der Diffu­ sionsschichtwiderstände 5 bis 8 auf zum Beispiel ungefähr 1020 cm-3 festgelegt.
Eine Auswahleinrichtung 32 ist zwischen dem Speicher 12 und dem D/A-Wandler 13 angeschlossen. Der D/A-Wandler 13 ist mit dem Verstärker 4 verbunden. Der Speicher 12 speichert digitale Daten, die sich auf einen Versatz in der Brückenschaltung des Erfassungsabschnitts 10 und ei­ nen Versatz in dem Verstärker 4 beziehen. Weiterhin spei­ chert der Speicher 12 digitale Daten, die sich auf eine Versatztemperaturcharakteristik bzw. eine Versatztempera­ turabhängigkeit der Brückenschaltung des Erfassungsab­ schnitts 10 und eine Versatztemperaturcharakteristik bzw. eine Versatztemperaturabhängigkeit des Verstärkers bezie­ hen. Die sich auf einen Versatz beziehenden digitalen Da­ ten und die digitalen Versatztemperaturcharakteristikda­ ten können von dem Speicher 12 über die Auswahleinrich­ tung 32 zu dem D/A-Wandler 13 übertragen werden. Genauer gesagt empfängt die Auswahleinrichtung 32 das Diagnosean­ weisungssignal. Die Auswahleinrichtung 32 reagiert auf das Diagnoseanweisungssignal. Während der Druckerfas­ sungsbetriebsart wird die Auswahleinrichtung 32 durch das Diagnoseanweisungssignal derart gesteuert, daß sie die sich auf einen Versatz beziehenden digitalen Daten und die digitalen Versatztemperaturcharakteristikdaten aus­ wählt, die aus dem Speicher 12 ausgegeben werden. In die­ sem Fall liefert die Auswahleinrichtung 32 die sich auf einen Versatz beziehenden digitalen Daten und die digita­ len Versatztemperaturcharakteristikdaten von dem Speicher 12 zu dem D/A-Wandler 13. Der D/A-Wandler 13 wandelt die sich auf einen Versatz beziehenden digitalen Daten zu ei­ nem entsprechenden sich auf einen Versatz beziehenden analogen Signal. Der D/A-Wandler 13 gibt das sich auf ei­ nen Versatz beziehende analoge Signal zu dem Verstärker 4 aus. Der D/A-Wandler 13 wandelt die digitalen Versatztem­ peraturcharakteristikdaten zu einem entsprechenden analo­ gen Versatztemperaturcharakteristiksignal. Der D/A-Wand­ ler 13 gibt das analoge Versatztemperaturcharakteristik­ signal zu dem Verstärker 4 aus. Während der Druckerfas­ sungsbetriebsart wird das Ausgangssignal des Erfassungs­ abschnitts 10 über den Multiplexer 3 zu dem Verstärker 4 übertragen. Daher verstärkt der Verstärker 4 das Aus­ gangssignal des Erfassungsabschnitts 10 (das heißt die Differenz zwischen den Spannungen an den gegenüberliegen­ den Schnittpunkten zwischen Widerständen in der Brücken­ schaltung des Erfassungsabschnitts 10) als Reaktion auf das sich auf einen Versatz beziehende analoge Signal und das analoge Versatztemperaturcharakteristiksignal, um da­ durch den Versatz und die Versatztemperaturabhängigkeit der Brückenschaltung in dem Erfassungsabschnitt 10 und ebenso den Versatz und die Versatztemperaturabhängigkeit des Verstärkers 4 zu kompensieren.
Wie es später erwähnt wird, beinhaltet der Verstärker 4 eine erste Schaltung zum Steuern des analogen Versatz­ temperaturcharakteristiksignals in Übereinstimmung mit der Temperatur und eine zweite Schaltung zum Einstellen des Ausgangssignals des Erfassungsabschnitts 10 als Reak­ tion auf das gesteuerte analoge Versatztemperaturcharak­ teristiksignal, um eine erwünschte Temperaturkompensation durchzuführen.
Die Überprüfungsschaltung 2 beinhaltet eine Überprü­ fungsbrückenschaltung 20, einen Speicher 22 und eine Kon­ stantspannungsschaltung 31. Die Überprüfungsbrückenschal­ tung 20 beinhaltet eine Konstantstromschaltung 21. Der Speicher 22 ist mit der Konstantstromschaltung 21 und der Auswahleinrichtung 32 verbunden. Der Speicher 22 spei­ chert sich auf eine Empfindlichkeit beziehende digitale Daten zum Bestimmen eines Stroms, der aufgrund der Kon­ stantstromschaltung 21 fließt. Die Konstantspannungs­ schaltung 31 ist mit der Überprüfungsbrückenschaltung 20 verbunden.
Die Überprüfungsbrückenschaltung 20 weist eine Kombi­ nation von Widerständen 23 bis 26 auf, deren Widerstands­ werte kaum von der Temperatur abhängen. Die Widerstände 23 bis 26 bestehen aus einer Struktur, die sich von einem Dehnungsmeßstreifen unterscheidet. Die Widerstände 23 bis 26 sind auf einem Substrat eines Aufbaus ausgebildet, der von dem einer Membran verschieden ist, so daß die Über­ prüfungsbrückenschaltung 20 unempfindlich gegenüber dem auf den Erfassungsabschnitt 10 ausgeübten Druck ist. Vor­ zugsweise beinhalten die Widerstände 23 bis 26 Dünnfilm­ widerstände aus CrSi. Die Widerstände 23 bis 26 sind in eine tetragonal geschlossene Schaltung bzw. eine Wheatstone-Brückenschaltung geschaltet, welche einen Schnittpunkt 27 zwischen den Widerständen 23 und 24, ei­ nen Schnittpunkt 28 zwischen den Widerständen 25 und 26, einen Schnittpunkt 29 zwischen den Widerständen 23 und 25 und einen Schnittpunkt 30 zwischen den Widerständen 24 und 26 aufweist. Der Schnittpunkt 27 ist mit dem positi­ ven Ausgangsanschluß der Konstantspannungsschaltung 31 verbunden. Der negative Ausgangsanschluß der Konstant­ spannungsschaltung 31 ist an Masse gelegt. Der Schnitt­ punkt 28 ist an Masse gelegt. Die Schnittpunkte 29 und 30 sind mit dem Multiplexer 3 verbunden. Die Spannungen an den Schnittpunkten 29 und 30 werden als das Ausgangs­ signal der Überprüfungsschaltung 2 oder das Ausgangs­ signal der Überprüfungsbrückenschaltung 20 an den Multi­ plexer 3 angelegt. Der Schnittpunkt 27 ist ein sogenann­ ter Energieversorgungsschnittpunkt. Der Schnittpunkt 28 ist ein sogenannter an Masse gelegter Schnittpunkt. Die Schnittpunkte 29 und 30 werden als erste bzw. zweite Aus­ gangsschnittpunkte bezeichnet.
Die Eingangsseite der Konstantstromschaltung 21 ist mit einem Zwischenpunkt in dem Widerstand 24 verbunden, der sich zwischen dem Energieversorgungsschnittpunkt 27 und dem zweiten Ausgangsschnittpunkt 30 befindet. Die Ausgangsseite der Konstantstromschaltung 21 ist mit dem an Masse gelegten Schnittpunkt 28 verbunden.
Die Konstantstromschaltung 21 beinhaltet zum Beispiel einen D/A-Wandler und einen Stromsteuerabschnitt. Der D/A-Wandler empfängt die sich auf eine Empfindlichkeit beziehenden digitalen Daten von dem Speicher 22. Der D/A- Wandler wandelt die sich auf Empfindlichkeit beziehenden digitalen Daten zu einem entsprechenden analogen Signal. Der D/A-Wandler gibt das analoge Signal als ein Steuer­ signal zu dem Stromsteuerabschnitt aus. Der Stromsteuer­ abschnitt regelt einen Strom, der durch die Stromsteuer­ schaltung 21 fließt, zu einem konstanten Pegel, der durch das Steuersignal bestimmt wird. Daher ist der Konstant­ strom, der durch die Stromsteuerschaltung 21 fließt, durch die sich auf eine Empfindlichkeit beziehenden digi­ talen Daten bestimmt, die aus dem Speicher 22 ausgegeben werden. Vorzugsweise wird der Konstantstrom, der durch die Konstantstromschaltung 21 fließt, derart ausgewählt, daß die Differenz zwischen den Spannungen an den ersten und zweiten Schnittpunkten 29 und 30 gleich einem er­ wünschten Wert wird. Die Differenz zwischen den Spannun­ gen an den ersten und zweiten Ausgangsschnittpunkten 29 und 30 entspricht einer Referenzspannung für ein Überprü­ fen.
Während der Überprüfungsbetriebsart wird das Aus­ gangssignal der Überprüfungsbrückenschaltung 20 über den Multiplexer 3 zu dem Verstärker 4 übertragen und daher verstärkt der Verstärker 4 das Ausgangssignal der Über­ prüfungsbrückenschaltung 20. Genauer gesagt verstärkt der Verstärker 4 die Differenz zwischen den Spannungen an den ersten und zweiten Schnittpunkten 29 und 30 in der Über­ prüfungsbrückenschaltung 20. Vorzugsweise weist das Aus­ gangssignal der Überprüfungsbrückenschaltung 20 eine Spanne auf, die gleich der Spanne des Ausgangssignals der Brückenschaltung in dem Erfassungsabschnitt 10 ist. Zum Beispiel weist in dem Fall, daß die sich auf eine Emp­ findlichkeit beziehenden digitalen Daten in dem Speicher 22 einen Bereich von mehreren mV bis 200 mV entsprechen, das Ausgangssignal der Überprüfungsbrückenschaltung 20 eine Auflösung auf, die 8 Bit bis 10 Bit entspricht.
Die Konstantspannungsschaltung 31 leitet eine Kon­ stantspannung aus der Energieversorgungsspannung ab. Die Konstantspannungsschaltung 31 legt die Konstantspannung zwischen den Energieversorgungsschnittpunkt 27 und den an Masse gelegten Schnittpunkt 28 an. Die Energieversor­ gungsspannung kann direkt an den Energieversorgungs­ schnittpunkt 27 und den an Masse gelegten Schnittpunkt 28 angelegt werden. In diesem Fall weist die Spannung, die zwischen den Energieversorgungsschnittpunkt 27 und den an Masse gelegten Schnittpunkt 28 angelegt wird, ein Ver­ hältnis zu der Energieversorgungsspannung auf.
Die Auswahleinrichtung 32 ist zwischen dem Speicher 22 und dem D/A-Wandler 13 angeschlossen. Der Speicher 22 speichert digitale Daten, die sich auf einen Versatz in dem Verstärker 4 beziehen. Weiterhin speichert der Spei­ cher 22 digitale Daten, die sich auf eine Versatztempera­ turcharakteristik bzw. eine Versatztemperaturabhängigkeit des Verstärkers 4 beziehen. Die sich auf einen Versatz beziehenden digitalen Daten und die digitalen Versatztem­ peraturcharakteristikdaten können von dem Speicher 22 über die Auswahleinrichtung 32 zu dem D/A-Wandler 13 übertragen werden. Wie es zuvor erwähnt worden ist, rea­ giert die Auswahleinrichtung 32 auf das Diagnoseanwei­ sungssignal. Während der Überprüfungsbetriebsart wird die Auswahleinrichtung 32 durch das Diagnoseanweisungssignal gesteuert, um die sich auf einen Versatz beziehenden di­ gitalen Daten und die digitalen Versatztemperaturcharak­ teristikdaten, die aus dem Speicher 22 ausgegeben werden, auszuwählen. In diesem Fall liefert die Auswahleinrich­ tung 32 die sich auf einen Versatz beziehenden digitalen Daten und die digitalen Versatztemperaturcharakteristik­ daten von dem Speicher 22 zu dem D/A-Wandler 13. Der D/A- Wandler 13 wandelt die sich auf einen Versatz beziehenden digitalen Daten zu einem entsprechenden sich auf einen Versatz beziehenden analogen Signal. Der D/A-Wandler 13 gibt das sich auf einen Versatz beziehende analoge Signal zu dem Verstärker 4 aus. Der D/A-Wandler 13 wandelt die digitalen Versatztemperaturcharakteristikdaten zu einem entsprechenden analogen Versatztemperaturcharakteristik­ signal. Der D/A-Wandler 13 gibt das analoge Versatztempe­ raturcharakteristiksignal zu dem Verstärker 4 aus. Wäh­ rend der Überprüfungsbetriebsart wird das Ausgangssignal der Überprüfungsbrückenschaltung 20 über den Multiplexer 3 zu dem Verstärker 4 übertragen. Daher verstärkt der Verstärker das Ausgangssignal der Überprüfungsbrücken­ schaltung 20 als Reaktion auf das sich auf einen Versatz beziehende analoge Signal und das analoge Versatztempera­ turcharakteristiksignal, um dadurch den Versatz und die Versatztemperaturabhängigkeit des Verstärkers 4 zu kom­ pensieren.
Wie es später erwähnt wird, beinhaltet der Verstärker 4 eine erste Schaltung zum Steuern des analogen Versatz­ temperaturcharakteristiksignals in Übereinstimmung mit der Temperatur und eine zweite Schaltung zum Einstellen des Ausgangssignals der Überprüfungsbrückenschaltung 20 als Reaktion auf das gesteuerte analoge Versatztempera­ turcharakteristiksignal, um eine erwünschte Temperatur­ kompensation durchzuführen.
Der Drucksensor in Fig. 1 beinhaltet weiterhin einen Fensterkomparator 33 und eine Ausgangsschaltung 34, wel­ che mit dem Verstärker 4 verbunden sind. Der Komparator 33 ist mit der Ausgangsschaltung 34 verbunden. Der Ver­ stärker 4 gibt das sich aus einer Verstärkung ergebende Spannungssignal zu dem Fensterkomparator 33 und der Aus­ gangsschaltung 34 aus.
Der Fensterkomparator 33 empfängt das Diagnoseanwei­ sungssignal. Der Fensterkomparator 33 wird als Reaktion auf das Diagnoseanweisungssignal während der Überprü­ fungsbetriebsart aktiviert. Eine Obergrenzen-Referenz­ spannung und eine Untergrenzen-Referenzspannung werden in dem Fensterkomparator 33 vorgesehen. Die Obergrenzen- und Untergrenzen-Referenzspannungen definieren dazwischen ei­ nen normalen Bereich für die Spannung des Ausgangssignals aus dem Verstärker 4. Der Fensterkomparator 33 vergleicht die Spannung des Ausgangssignals aus dem Verstärker 4 mit den Obergrenzen- und Untergrenzen-Referenzspannungen. Der Fensterkomparator 33 bestimmt, ob sich die Spannung des Ausgangssignals aus dem Verstärker 4 in dem normalen Be­ reich befindet oder nicht. Der Fensterkomparator 33 er­ zeugt ein Diagnosesteuersignal, das das Ergebnis der Be­ stimmung (das Ergebnis des Vergleichs) darstellt. Das Diagnosesteuersignal ist ein Diagnoseergebnissignal. Das Diagnosesteuersignal stellt dar, ob ein bestimmter Ab­ schnitt des Drucksensors normal oder falsch arbeitet. Der bestimmte Abschnitt des Drucksensors beinhaltet den Ver­ stärker 4. Genauer gesagt befindet sich das Diagnosesteu­ ersignal in seinem Zustand eines niedrigen Pegels, wenn sich die Spannung des Ausgangssignals aus dem Verstärker 4 außerhalb des normalen Bereichs befindet. Das Diagnose­ steuersignal befindet sich an seinem Zustand eines hohen Pegels, wenn sich die Spannung des Ausgangssignals aus dem Verstärker 4 in dem normalen Bereich befindet. Der Fensterkomparator 33 gibt das Diagnosesteuersignal zu der Ausgangsschaltung 34 aus. Während der Überprüfungsbe­ triebsart wird, wenn sich die Spannung des Ausgangs­ signals aus dem Verstärker 4 außerhalb des normalen Be­ reichs befindet, die Ausgangsschaltung 34 durch das Dia­ gnosesteuersignal derart gesteuert, daß ein Signal ausge­ geben wird, das anzeigt, daß der Verstärker 4 falsch ar­ beitet. Andererseits wird, wenn sich die Spannung des Ausgangssignals aus dem Verstärker 4 in dem normalen Be­ reich befindet, die Ausgangsschaltung 34 durch das Dia­ gnosesteuersignal derart gesteuert, daß ein Signal ausge­ geben wird, das anzeigt, daß der Verstärker 4 normal ar­ beitet. Der Verstärker 4 entspricht einer Signalverarbei­ tungsschaltung. Der Verstärker 4 und die Ausgangsschal­ tung 34 können einer Signalverarbeitungsschaltung ent­ sprechen.
Der Fensterkomparator 33 ist während der Druckerfas­ sungsbetriebsart nicht aktiv. In diesem Fall wird das sich aus einer Verstärkung ergebende Signal von dem Ver­ stärker 4 über die Ausgangsschaltung 34 zu einer externen Vo 99999 00070 552 001000280000000200012000285919988800040 0002010131229 00004 99880rrichtung (nicht gezeigt) übertragen.
Die Ausgangsschaltung 34 beinhaltet einen Operations­ verstärker 34A und Widerstände 34B und 34C. Der invertie­ rende Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 34A ist über den Widerstand 34B mit dem Ausgangsanschluß des Ver­ stärkers 4 verbunden. An den nichtinvertierenden Ein­ gangsanschluß des Operationsverstärkers 34A wird eine vorbestimmte Referenzspannung Vref angelegt. Der Aus­ gangsanschluß des Operationsverstärkers 34A ist mit einem Sensorausgangsanschluß OUT2 verbunden. Ebenso ist der Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers 34A über den Widerstand 34C mit seinem invertierenden Eingangsanschluß verbunden.
Es wird auf Fig. 2 verwiesen. Die Konstantstromschal­ tung 11 beinhaltet einen Widerstand 50, eine Stromspie­ gelschaltung 51, einen Transistor 52 und einen Opera­ tionsverstärker 53. Die Stromspiegelschaltung 51 besteht aus Transistoren 51a und 51b. Die Basen der Transistoren 51a und 51b sind miteinander verbunden. Die Emitter der Transistoren 51a und 51b sind gemeinsam mit einer positi­ ven Energieversorgungsleitung verbunden, an die eine Kon­ stantenergieversorgungsspannung Vcc angelegt wird. Der Kollektor des Transistors 51a ist mit dem Kollektor des Transistors 52 verbunden. Der Schnittpunkt zwischen den Kollektoren der Transistoren 51a und 52 ist mit dem Schnittpunkt zwischen den Basen der Transistoren 51a und 51b verbunden. Die Basis des Transistors 52 ist mit dem Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers 53 verbunden. Der Emitter des Transistors 52 ist mit dem invertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 53 und einem Ende des Widerstands 50 verbunden. Das andere Ende des Widerstands 50 ist an Masse gelegt. Das sich auf eine Empfindlichkeit beziehende analoge Signal, das von dem D/A-Wandler 13 (siehe Fig. 1) erzeugt wird, wird an den nichtinvertierenden Eingangsanschluß des Operationsver­ stärkers 53 angelegt. Der Kollektor des Transistors 51b ist mit der Brückenschaltung in dem Erfassungsabschnitt 10 (siehe Fig. 1) verbunden. Daher kann ein Strom über den Transistor 51b in den Erfassungsabschnitt 10 fließen. Der Widerstand 50 weist einen Widerstandswert auf, der kaum von der Temperatur abhängt. Vorzugsweise verwendet der Widerstand 50 einen Dünnfilmwiderstand aus CrSi.
Der Operationsverstärker 53 stellt den Kollektorstrom durch den Transistor 52 als Reaktion auf das sich auf eine Empfindlichkeit beziehende analoge Signal ein. Durch die Funktion der Stromspiegelschaltung 51 führt das Ein­ stellen des Kollektorstroms durch den Transistor 52 zu dem Einstellen der Kollektorströme durch die Transistoren 51a und 51b. Daher wird der Strom, der in den Erfassungs­ abschnitt 10 fließt, durch das sich auf eine Empfindlich­ keit beziehende analoge Signal bestimmt. In dem Fall, in dem das sich auf eine Empfindlichkeit beziehende analoge Signal eine erwünschte Empfindlichkeit anzeigt, wird der Strom, der in den Erfassungsabschnitt 10 fließt, durch die erwünschte Empfindlichkeit bestimmt.
Wie es in Fig. 2 gezeigt ist, beinhaltet der Verstär­ ker 4 nichtinvertierende Verstärker 57 und 61. Der nicht­ invertierende Verstärker 57 besteht aus einem Operations­ verstärker 54 und Widerständen 55 und 56. Der nichtinver­ tierende Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 54 empfängt eine erste Ausgangsspannung aus dem Multiplexer 3 (siehe Fig. 1). Der Ausgangsanschluß des Operationsver­ stärkers 54 ist mit einem ersten Ende des Widerstands 56 verbunden. Der invertierende Eingangsanschluß des Opera­ tionsverstärkers 54 ist mit einem zweiten Ende des Wider­ stands 56 und einem ersten Ende des Widerstands 55 ver­ bunden. Der nichtinvertierende Verstärker 61 besteht aus einem Operationsverstärker 58 und Widerständen 59 und 60. Der nichtinvertierende Eingangsanschluß des Operations­ verstärkers 58 empfängt eine zweite Ausgangsspannung aus dem Multiplexer 3 (siehe Fig. 1). Der Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers 58 ist mit einem ersten Ende des Widerstands 60 verbunden. Der invertierende Eingangs­ anschluß des Operationsverstärkers 58 ist mit einem zwei­ ten Ende des Widerstands 60 und einem ersten Ende des Wi­ derstands 59 verbunden. Ein zweites Ende des Widerstands 59 ist mit dem Schnittpunkt zwischen dem Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers 54 und dem ersten Ende des Wi­ derstands 56 verbunden.
Der Verstärker 4 beinhaltet Widerstände 62 und 63, einen Operationsverstärker 64 und einen Widerstand 65. Die Widerstände 62 und 63 sind in Reihe geschaltet. Ein Ende der Reihenschaltung der Widerstände 62 und 63 ist mit der positiven Energieversorgungsleitung verbunden, an die die Konstantenergieversorgungsspannung Vcc angelegt wird. Das andere Ende der Reihenschaltung der Widerstände 62 und 63 ist an Masse gelegt. Der nichtinvertierende Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 64 ist mit dem Schnittpunkt zwischen den Widerständen 62 und 63 verbun­ den. Der invertierende Eingangsanschluß des Operations­ verstärkers 64 ist über den Widerstand 65 mit seinem Aus­ gangsanschluß verbunden. Der Ausgangsanschluß des Opera­ tionsverstärkers 64 ist mit einem zweiten Ende des Wider­ stands 55 verbunden. Die Reihenschaltung der Widerstände 62 und 63 teilt die Konstantenergieversorgungsspannung Vcc und legt die sich aus einer Teilung ergebende Span­ nung an den Operationsverstärker 64 an. Der Operations­ verstärker 64 und der Widerstand 65 bilden eine Span­ nungsfolgerschaltung zum Erzeugen einer Referenzspannung aus der sich aus einer Teilung ergebenden Spannung. Der Widerstand 65 wirkt derart, daß er einen Versatz in dem Operationsverstärker 64 auslöscht. Der Operationsverstär­ ker 64 gibt die Referenzspannung zu dem nichtinvertieren­ den Verstärker 57 aus.
Der nichtinvertierende Verstärker 57 arbeitet auf dem ersten Ausgangssignal aus dem Multiplexer 3 (siehe Fig. 1) als Reaktion auf die Referenzspannung, die aus dem Operationsverstärker 64 ausgegeben wird. Eine Spannung, die aus dem Operationsverstärker 54 in dem nichtinvertie­ renden Verstärker 57 ausgegeben wird, wird als eine Refe­ renzspannung an den nichtinvertierenden Verstärker 61 an­ gelegt. Der nichtinvertierende Verstärker 61 arbeitet auf der zweiten Ausgangsspannung aus dem Multiplexer 3 (siehe Fig. 1) als Reaktion auf die Referenzspannung, die aus dem Operationsverstärker 54 ausgegeben wird. Ein Signal, das aus dem nichtinvertierenden Verstärker 61 ausgegeben wird bzw. ein Signal, das aus dem Operationsverstärker 58 ausgegeben wird, entspricht der Differenz zwischen den ersten und zweiten Ausgangsspannungen aus dem Multiplexer 3.
Der Verstärker 4 beinhaltet einen Operationsverstär­ ker 66 und Widerstände 66A, 67 und 68. Ein erstes Ende des Widerstands 67 ist mit dem Schnittpunkt zwischen dem Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers 58 und dem er­ sten Ende des Widerstands 60 verbunden. Ein zweites Ende des Widerstands 67 ist mit dem invertierenden Eingangsan­ schluß des Operationsverstärkers 66 verbunden. Der nicht­ invertierende Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 66 ist über den Widerstand 66A mit dem Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers 64 verbunden. Der invertierende Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 66 ist über den Widerstand 68 mit seinem Ausgangsanschluß verbunden. Der Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers 66 ist mit einem Ausgangsanschluß Vout des Verstärkers 4 verbunden. Der Operationsverstärker 66 und die Widerstände 67 und 68 bilden einen invertierenden Verstärker, welcher die Refe­ renzspannung von dem Operationsverstärker 64 empfängt und welcher ein Ausgangssignal aus dem Operationsverstärker 58 in dem nichtinvertierenden Verstärker 61 empfängt. Der invertierende Verstärker besteht aus dem Operationsver­ stärker 66 und den Widerständen 67 und 68 und verstärkt das Ausgangssignal aus dem Operationsverstärker 58 und gibt das sich aus einer Verstärkung ergebende Signal aus, welches das Ausgangssignal des Verstärkers 4 bildet.
Der Verstärker 4 beinhaltet einen Operationsverstär­ ker 69 und einen Widerstand 70. Das sich auf einen Ver­ satz beziehende analoge Signal, das von dem D/A-Wandler 13 (siehe Fig. 1) erzeugt wird, wird an den nichtinver­ tierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 69 angelegt. Der invertierende Eingangsanschluß des Opera­ tionsverstärkers 69 ist mit seinem Ausgangsanschluß ver­ bunden. Der Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers 69 ist über den Widerstand 70 mit dem invertierenden Ein­ gangsanschluß des Operationsverstärkers 66 verbunden. Der Operationsverstärker 69 wirkt als eine Spannungsfolger­ schaltung. Das sich auf einen Versatz beziehende analoge Signal geht durch den Operationsverstärker 69 und den Wi­ derstand 70, bevor es den Operationsverstärker 66 er­ reicht.
Der Verstärker 4 beinhaltet einen Operationsverstär­ ker 71 und einen Widerstand 72. Das analoge Versatztempe­ raturcharakteristiksignal, das von dem D/A-Wandler 13 (siehe Fig. 1) erzeugt wird, wird an den nichtinvertie­ renden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 71 an­ gelegt. Der invertierende Eingangsanschluß des Opera­ tionsverstärkers 71 ist mit seinem Ausgangsanschluß ver­ bunden. Der Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers 71 ist über den Widerstand 72 mit dem invertierenden Ein­ gangsanschluß des Operationsverstärkers 66 verbunden. Der Operationsverstärker 71 wirkt als eine Spannungsfolger­ schaltung. Das analoge Versatztemperaturcharakteristik­ signal geht durch den Operationsverstärker 71 und den Wi­ derstand 72, bevor es den Operationsverstärker 66 er­ reicht. Das analoge Versatztemperaturcharakteristiksignal sieht eine Kompensation des Versatzes in dem Verstärker 4 und des Versatzes in der Brückenschaltung des Erfassungs­ abschnitts 10 (siehe Fig. 1) vor.
Der Verstärker 4 beinhaltet einen Operationsverstär­ ker 73 und Widerstände 73A, 74, 75 und 77. Der invertie­ rende Eingangsanschluß des Verstärkers 73 ist über den Widerstand 74 mit dem Ausgangsanschluß des Operationsver­ stärkers 71 verbunden. Der invertierende Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 73 ist über den Widerstand 75 mit seinem Ausgangsanschluß verbunden. Der nichtinvertie­ rende Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 73 ist über den Widerstand 73A mit dem Ausgangsanschluß des Ope­ rationsverstärkers 64 verbunden. Der Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers 73 ist über den Widerstand 77 mit dem invertierenden Eingangsanschluß des Operationsver­ stärkers 66 verbunden. Der Operationsverstärker 73 und die Widerstände 73A, 74 und 75 bilden einen Addierer 76, welcher die Referenzspannung aus dem Operationsverstärker 64 empfängt und welcher das analoge Versatztemperaturcha­ rakteristiksignal aus dem Operationsverstärker 71 emp­ fängt. Der Addierer 76 arbeitet als Reaktion auf die Re­ ferenzspannung. Das analoge Versatztemperaturcharakteri­ stiksignal geht durch den Addierer 76, während es dadurch gesteuert oder verarbeitet wird. Dann geht das analoge Versatztemperaturcharakteristiksignal durch den Wider­ stand 77, bevor es den Operationsverstärker 66 erreicht.
Einer der Widerstände 74 und 75 in dem Addierer 76 hängt bedeutsam von der Temperatur ab, während der andere Widerstand kaum davon abhängt. Vorzugsweise verwendet ei­ ner der Widerstände 74 und 75 einen Diffusionsschichtwi­ derstand, während der andere Widerstand einen Dünnfilmwi­ derstand aus CrSi verwendet. Daher steuert der Addierer 76 das analoge Versatztemperaturcharakteristiksignal mit einem Verstärkungsfaktor, der von der Temperatur abhängt. Demgemäß hängt der Pegel des analogen Versatztempera­ turcharakteristiksignals, das aus dem Addierer 76 ausge­ geben wird, von der Temperatur ab. Die Temperaturabhän­ gigkeit des Ausgangssignals aus dem Addierer 76 ist der­ art ausgelegt, daß sie die Versatztemperaturabhängigkeit des Verstärkers 4 und die Versatztemperaturabhängigkeit der Brückenschaltung in dem Erfassungsabschnitt 10 (siehe Fig. 1) kompensiert.
Der Operationsverstärker 66, die Widerstände 67, 68, 70, 72 und 77 bilden einen Addierer, welcher die Aus­ gangssignale aus den Operationsverstärkern 58, 69, 71 und 73 zu einem sich aus einer Addition ergebenden Signal aufsummiert. Das sich aus einer Addition ergebende Signal führt zu einer Kompensation des Versatzes und der Ver­ satztemperaturabhängigkeit des Verstärkers 4 und ebenso des Versatzes und der Versatztemperaturabhängigkeit der Brückenschaltung in dem Erfassungsabschnitt 10 (siehe Fig. 1). Das sich aus einer Addition ergebene Signal bil­ det das Ausgangssignal des Verstärkers 4, welches von dem Operationsverstärker 66 über den Ausgangsanschluß Vout des Verstärkers 4 zu dem Fensterkomparator 33 und der Ausgangsschaltung 34 (siehe Fig. 1) übertragen wird.
Es wird auf Fig. 3 verwiesen. Der Operationsverstär­ ker 34A in der Ausgangsschaltung 34 weist einen invertie­ renden Eingangsanschluß 101, einen nichtinvertierenden Eingangsanschluß 106 und einen Ausgangsanschluß Voutl auf. Der Operationsverstärker 34A beinhaltet einen Tran­ sistor 100, an dessen Basis das Diagnosesteuersignal an­ gelegt wird.
Der Operationsverstärker 34A beinhaltet Transistoren 102 und 104, die eine Stromspiegelschaltung bilden. Die Basen der Transistoren 102 und 103 sind miteinander ver­ bunden. Der Emitter des Transistors 102 ist mit der posi­ tiven Energieversorgungsleitung verbunden, an die die Konstantenergieversorgungsspannung Vcc angelegt wird. Der Kollektor des Transistors 102 ist mit dem Schnittpunkt zwischen den Basen der Transistoren 102 und 103 verbun­ den. Der Kollektors des Transistors 102 ist ebenso mit einem Ende eines Widerstands 104 verbunden. Das andere Ende des Widerstands 104 ist an Masse gelegt. Der Emitter des Transistors 103 ist über einen Widerstand 105 mit der positiven Energieversorgungsleitung verbunden, an die die Konstantenergieversorgungsspannung Vcc angelegt wird.
Der Transistor 102 und der Widerstand 104 bestimmen einen Referenzstrom, der durch diese fließt. Ein Strom fließt als Reaktion auf den Referenzstrom durch den Tran­ sistor 103 und den Widerstand 105. Der Strom, der durch den Transistor 103 fließt, wird durch den Widerstandswert des Widerstands 105 bestimmt.
Der Operationsverstärker 34A beinhaltet Transistoren 107, 108, 109, 109A, 110, 111, 112 und 113. Die Emitter der Transistoren 107 und 108 sind mit dem Kollektor des Transistors 103 verbunden. Die Basis des Transistors 107 ist mit dem nichtinvertierenden Eingangsanschluß 106 ver­ bunden. Die Basis des Transistors 108 ist mit dem inver­ tierenden Eingangsanschluß 101 verbunden. Der Kollektor des Transistors 107 ist mit der Basis des Transistors 111 und dem Kollektor des Transistors 110 verbunden. Der Kol­ lektor des Transistors 108 ist mit der Basis des Transi­ stors 109A und dem Kollektor des Transistors 109 verbun­ den. Die Basen der Transistoren 109 und 110 sind mitein­ ander verbunden. Der Kollektor des Transistors 109 ist mit dem Schnittpunkt zwischen den Basen der Transistoren 109 und 110 verbunden. Die Emitter der Transistoren 109 und 110 sind an Masse gelegt. Der Emitter des Transistors 109A ist mit dem Kollektor des Transistors 103 verbunden. Der Kollektor des Transistors 109A ist an Masse gelegt.
Der Emitter des Transistors 111 ist mit dem Kollektor des Transistors 103 verbunden. Der Kollektor des Transistors 111 ist an Masse gelegt. Die Basis des Transistors 112 ist mit dem Schnittpunkt zwischen dem Kollektor des Tran­ sistors 103 und dem Emitter des Transistors 111 verbun­ den. Der Kollektor des Transistors ist über einen Wider­ stand 112A mit der positiven Energieversorgungsleitung verbunden, an die die Konstantenergieversorgungsspannung Vcc angelegt wird. Der Emitter des Transistors 112 ist mit dem Kollektor des Transistors 100 verbunden. Der Emitter des Transistors 100 ist mit der positiven Ener­ gieversorgungsleitung verbunden, an die die Konstantener­ gieversorgungsspannung Vcc angelegt wird. Die Basis des Transistors 113 ist mit dem Schnittpunkt zwischen dem Emitter des Transistors 112 und dem Kollektor des Transi­ stors 100 verbunden. Der Emitter des Transistors 113 ist an Masse gelegt. Der Kollektor des Transistors 113 ist mit dem Ausgangsanschluß Voutl, einem Ende eines Wider­ stands 114 und einem Ende eines Kondensators C verbunden. Das andere Ende des Widerstands 114 ist mit der positiven Energieversorgungsleitung verbunden, an die die Konstant­ energieversorgungsspannung Vcc angelegt wird. Das andere Ende des Kondensators C ist mit dem Schnittpunkt zwischen dem Kollektor des Transistors 107, dem Kollektor des Transistors 110 und der Basis des Transistors 111 verbun­ den.
Die Kollektorströme, die durch die Transistoren 109 und 110 fließen, hängen von der Differenz zwischen den Spannungen an dem invertierenden Eingangsanschluß 101 und dem nichtinvertierenden Eingangsanschluß 106 ab. Die Kol­ lektorströme, die durch die Transistoren 111 und 112 fließen, hängen von dem Kollektorstrom ab, der durch den Transistor 110 fließt. Der Kollektorstrom, der durch den Transistor 113 fließt, ändert sich in Übereinstimmung mit dem Kollektorstrom, der durch den Transistor 112 fließt. Daher hängt der Kollektorstrom, der durch den Transistor 113 fließt, von der Differenz zwischen den Spannungen an dem invertierenden Eingangsanschluß 101 und dem nichtin­ vertierenden Eingangsanschluß 106 ab. Der Widerstand 114 bewirkt einen Spannungsabfall in Übereinstimmung mit dem Kollektorstrom, der durch den Transistor 113 fließt. Die Spannung an dem Schnittpunkt zwischen dem Widerstand 114 und dem Kollektor des Transistors 113 ist gleich der Kon­ stantenergieversorgungsspannung Vcc minus dem Spannungs­ abfall, der von dem Widerstand 114 bewirkt wird. Demgemäß hängt die Spannung an dem Schnittpunkt zwischen dem Wi­ derstand 114 und dem Kollektor des Transistors 113 von der Differenz zwischen den Spannungen und dem invertie­ renden Eingangsanschluß 101 und dem nichtinvertierenden Eingangsanschluß 106 ab. Die Spannung an dem Schnittpunkt zwischen dem Widerstand 114 und dem Kollektor des Transi­ stors 113 wird als ein Ausgangssignal des Operationsver­ stärkers 34A übertragen.
Wie es zuvor erwähnt worden ist, befindet sich das Diagnosesteuersignal in seinem Zustand eines niedrigen Pegels, wenn sich die Spannung des Ausgangssignals aus dem Verstärker 4 außerhalb des normalen Bereichs befin­ det. Das Diagnosesteuersignal, das sich in seinem Zustand eines niedrigen Pegels befindet, schaltet den Transistor 100 ein, so daß der Transistor 113 im größten Grad lei­ tend gemacht wird. Als Ergebnis fällt die Signalspannung an dem Ausgangsanschluß Vout1 auf einen vorbestimmten niedrigen Pegel nahe des Massepotentials. Die Signalspan­ nung, die gleich dem vorbestimmten niedrigen Pegel ist, zeigt an, daß der Verstärker 4 falsch arbeitet.
In dem Fall, in dem die Konstantenergieversorgungs­ spannung Vcc gleich 5 V ist, ist es bevorzugt, daß sich die Signalspannung, die aus dem Ausgangsanschluß Vout1 ausgegeben wird, während eines normalen Betriebs des Drucksensors in dem Bereich von 0,5 V bis 4,5 V ändert. In diesem Fall kann das Diagnosesteuersignal, das einem Fehlverhalten des bestimmten Abschnitts des Drucksensors entspricht, derart festgelegt sein, daß es bewirkt, daß die Signalspannung niedriger als 0,3 V (ein niedriger Re­ ferenzpegel) oder höher als 4,7 V (ein hoher Referenzpe­ gel) ist. Weiterhin kann der Operationsverstärker 34A durch einen Operationsverstärker einer Schienen-zu-Schie­ nen-Schaltungsstruktur ersetzt werden.
Der Drucksensor in Fig. 1 kann derart abgeändert wer­ den, daß ein Fehlverhalten des Verstärkers 4 durch Bezug­ nahme auf das Diagnosesteuersignal erfaßt werden kann, das aus dem Fensterkomparator 33 ausgegeben wird.
Wie es zuvor erwähnt worden ist, wird an den nichtin­ vertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 34A in der Ausgangsschaltung 34 die vorbestimmte Refe­ renzspannung Vref angelegt. Die vorbestimmte Referenz­ spannung Vref wird durch Teilen der Konstantenergiever­ sorgungsspannung Vcc erzeugt. Die vorbestimmte Referenz­ spannung Vref kann durch eine Konstantspannungsschaltung erzeugt werden.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4 zeigt einen Abschnitt eines Drucksensors gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin­ dung. Der Drucksensor in Fig. 4 ist ausgenommen der hier in weiteren Verlauf erwähnten Aufbauänderungen ähnlich zu dem Drucksensor in Fig. 1. Der Drucksensor in Figur bein­ haltet eine Druckerfassungsschaltung 1A und eine Überprü­ fungsschaltung 2A anstelle der Druckerfassungsschaltung 1 bzw. der Überprüfungsschaltung 2 (siehe Fig. 1). Die Aus­ wahleinrichtung 32 (siehe Fig. 1) wird bei dem Drucksen­ sor in Fig. 4 weggelassen.
Die Druckerfassungsschaltung 1A enthält einen Erfas­ sungsabschnitt 10A und einen Speicher 12A, welche den Er­ fassungsabschnitt 10 bzw. den Speicher 12 (siehe Fig. 1) ersetzen. Die Druckerfassungsschaltung 1A erzeugt ein Signal, das den auf den Erfassungsabschnitt 10A ausgeüb­ ten Druck darstellt, und gibt dieses aus. Das Ausgangs­ signal aus der Druckerfassungsschaltung 1A wird dem Mul­ tiplexer 3 zugeführt. Die Überprüfungsschaltung 2A er­ zeugt ein Signal, das für ein Überprüfen (eine Diagnose) bezüglich eines bestimmten Abschnitts des Drucksensors verwendet wird, und gibt dieses aus. Das Ausgangssignal aus der Überprüfungsschaltung 2A wird dem Multiplexer 3 zugeführt.
Der Erfassungsabschnitt 10A beinhaltet eine Brücken­ schaltung, die eine Kombination aus vier Diffusions­ schichtwiderständen bzw. vier Dehnungsmeßstreifen oder vier Hauptwiderständen 5 bis 8 und vier Hilfswiderständen 201a bis 204a aufweist. Der Hilfswiderstand 201 ist par­ allel zu dem Hauptwiderstand 5 geschaltet. Der Hilfswi­ derstand 202 ist parallel zu dem Hauptwiderstand 6 ge­ schaltet. Der Hilfswiderstand 203 ist in Reihe zu dem Hauptwiderstand 7 geschaltet. Der Hilfswiderstand 204 ist in Reihe zu dem Hauptwiderstand 8 geschaltet.
Widerstände 201 bis 204 beinhalten CrSi-Dünnfilmwi­ derstände, die Widerstandswerte aufweisen, deren Tempera­ turkoeffizienten (TCR) ungefähr gleich 0 sind. Die Wider­ stände 201 bis 204 werden einem Laserabgleich unterzogen, um eine Versatzspannung, die sich auf die Hauptwider­ stände 5 bis 8 bezieht, einzustellen und zu korrigieren. In Übereinstimmung mit einem ersten Beispiel wird die er­ ste Hälfte der Versatzspannung in der Brückenschaltung durch den Hilfswiderstand 201 eingestellt und korrigiert und wird die zweite Hälfte der Versatzspannung durch den Hilfswiderstand 204 eingestellt und korrigiert. In Über­ einstimmung mit einem zweiten Beispiel wird die erste Hälfte der Versatzspannung in der dritten Schaltung durch den Hilfswiderstand 202 eingestellt und korrigiert und wird die zweite Hälfte der Versatzspannung durch den Hilfswiderstand 203 eingestellt und korrigiert. Daher wird die Temperaturabhängigkeit der Versatzspannung in der Brückenschaltung ungefähr zu null gemacht.
Der Speicher 12A speichert digitale Daten, die sich auf eine Empfindlichkeit bzw. eine sich aus einem Erfas­ sen ergebende Signalspanne beziehen. Der Speicher 12A gibt die sich auf eine Empfindlichkeit beziehenden digi­ talen Daten zu dem D/A-Wandler 13 aus. Weiterhin spei­ chert der Speicher 12A digitale Daten, die sich auf einen Versatz in dem Verstärker 4 beziehen. Weiterhin speichert der Speicher 12A digitale Daten, die sich auf eine Ver­ satztemperaturcharakteristik bzw. eine Versatztemperatur­ abhängigkeit des Verstärkers 4 beziehen. Der Speicher 12A gibt die sich auf einem Versatz beziehenden digitalen Da­ ten und die digitalen Versatztemperaturcharakteristikda­ ten zu dem D/A-Wandler 13 aus.
Die Überbrückungsschaltung 2A enthält einen Speicher 22A, welcher den Speicher 22 (siehe Fig. 1) ersetzt. Der Speicher 22A speichert sich auf eine Empfindlichkeit be­ ziehende digitale Daten zum Bestimmen eines Stroms, der durch die Konstantstromschaltung 21 und die Überbrüc­ kungsschaltung 2A fließt. Der Speicher 22A gibt die sich auf eine Empfindlichkeit beziehenden digitalen Daten zu der Konstantstromschaltung 21 aus. Der Fensterkomparator 33 (siehe Fig. 1), der dem Verstärker 4 folgt, kann nicht nur ein Fehlverhalten des Verstärkers 4, sondern ebenso ein Fehlverhalten des Speichers 12A oder des D/A-Wandlers 13 erfassen.
Es ist bevorzugt, daß ein Sensorabschnitt bzw. ein Signalverarbeitungsabschnitt des Drucksensors durch ge­ trennte Schaltungschips ausgebildet sind. In diesem Fall können der Sensorabschnitt und der Signalverarbeitungsab­ schnitt unabhängig voneinander eingestellt werden, so daß die Ausbeute verbessert werden kann.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Fig. 5 zeigt einen Abschnitt eines Drucksensors gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin­ dung. Der Drucksensor in Fig. 5 ist ausgenommen von Auf­ bauänderungen, die hier im weiteren Verlauf erwähnt wer­ den, zu dem Drucksensor in Fig. 1 ähnlich. Der Drucksen­ sor in Fig. 5 beinhaltet einen Transistor 351, Wider­ stände R1 und R2 und eine Last 352.
Die Widerstände R1 und R2 sind in Reihe geschaltet. Ein Ende der Reihenschaltung der Widerstände R1 und R2 ist mit einer positiven Energieversorgungsleitung verbun­ den, an die eine Energieversorgungsspannung Vcc angelegt wird. Das andere Ende der Reihenschaltung der Widerstände R1 und R2 ist an Masse gelegt. Die Basis des Transistors 351 ist mit dem Schnittpunkt zwischen den Widerständen R1 und R2 verbunden. Der Emitter des Transistors 351 ist an Masse gelegt. Ein erstes Ende der Last 352 ist mit der positiven Energieversorgungsleitung verbunden, an die die Energieversorgungsspannung Vcc angelegt wird. Ein zweites Ende der Last 352 ist mit dem Kollektor des Transistors 351 verbunden. Das Diagnoseanweisungssignal wird an dem Schnittpunkt zwischen dem zweiten Ende der Last 352 und dem Kollektor des Transistors 351 erzeugt. Vorzugsweise ist die Last 352 ein Konstantstromtyp, die einen Wider­ stand und einen Transistor verwendet. Der Transistor 351 kann ein MOS-Typ sein.
Die Systemsteuerschaltung bzw. ECU ändert die Ener­ gieversorgungsspannung Vcc zwischen einem vorbestimmten höheren Pegel und einem vorbestimmten niedrigeren Pegel. Die Systemsteuerschaltung bzw. ECU ändert die Energiever­ sorgungsspannung Vcc zu dem vorbestimmten höheren Pegel, wenn der Drucksensor in der Überprüfungsbetriebsart be­ trieben wird. In diesem Fall wird der Transistor 351 ein­ geschaltet, so daß das Diagnoseanweisungssignal einen Zu­ stand eines niedrigen Pegels annimmt. Wenn die Ba­ sis/Emitter-Spannung VBE in dem Transistor 351 auf unge­ fähr 0,7 V ansteigt, wird der Transistor 351 leitend. Da­ her werden Widerstandswerte der Widerstände R1 und R2 im voraus derart festgelegt, daß sie die folgende Beziehung erfüllen:
0,7 V < Vcc.R2/(R1 + R2)
Die Systemsteuerschaltung bzw. ECU ändert die Ener­ gieversorgungsspannung Vcc zu dem vorbestimmten niedrige­ ren Pegel, wenn der Drucksensor in der Druckerfassungsbe­ triebsart betrieben wird. In diesem Fall wird der Transi­ stor 351 ausgeschaltet, so daß das Diagnoseanweisungs­ signal einen Zustand eines hohen Pegels annimmt.
Es ist anzumerken, daß das Diagnoseanweisungssignal während der Druckerfassungsbetriebsart des Drucksensors in ihren Zustand eines hohen Pegels sein kann.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines vierten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Das vierte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er­ findung ist ausgenommen dessen ähnlich zu den ersten bis dritten Ausführungsbeispielen von ihr, daß die Speicher 12 und 22 (oder 12A und 22A) durch einen einzigen Spei­ cher ausgebildet sind.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines fünften Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Das fünfte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er­ findung ist ausgenommen dessen ähnlich zu den ersten bis dritten Ausführungsbeispielen von ihr, daß die Überprü­ fungsbrückenschaltung 20 durch eine D/A-Wandlerschaltung eines R/2R-Leiter-Typs ersetzt ist.
Wie es in Fig. 6 gezeigt ist, beinhaltet die D/A- Wandlerschaltung Widerstände RA, RB und Ra, Widerstände Rc1, Rc2,. . . und Rcn, Widerstände Rb1, Rb2,. . ., eine Konstantstromschaltung 301, Konstantstromschaltungen 3021, 3022,. . . und 302n und einen Signalgenerator 303.
Ein erstes Ende des Widerstands RA ist mit dem posi­ tiven Ausgangsanschluß der Konstantspannungsschaltung 31 verbunden. Ein zweites Ende des Widerstands RA ist mit einem ersten Ende des Widerstands RB verbunden. Ein zwei­ tes Ende des Widerstands RB ist an Masse gelegt. Der Schnittpunkt zwischen den Widerständen RA und RB ist mit einem ersten Ausgangsanschluß 304 der D/A-Wandlerschal­ tung verbunden, welche zu dem Multiplexer 3 (siehe Fig. 1) führt. Ein erstes Ende des Widerstands Ra ist mit dem Schnittpunkt zwischen den Widerständen RA und RB verbun­ den. Ein zweites Ende des Widerstands Ra ist mit einem ersten Ende der Konstantstromschaltung 301 verbunden. Ein zweites Ende der Konstantstromschaltung 301 ist an Masse gelegt. Erste Enden der Widerstände Rc1, Rc2,. . . und Rcn sind mit dem Schnittpunkt zwischen den Widerständen RA und RB verbunden. Zweite Enden der Widerstände Rc1, Rc2,. . . und Rcn sind mit ersten Enden der Konstantstromschal­ tungen 3021, 3022,. . . bzw. 302n verbunden. Der Schnitt­ punkt zwischen dem Widerstand Rcn und der Konstantstrom­ schaltung 302n ist mit einem zweiten Ausgangsanschluß 305 der D/A-Wandlerschaltung verbunden, welche zu dem Multi­ plexer 3 (siehe Fig. 1) führt. Zweite Enden der Kon­ stantstromschaltungen 3021, 3022,. . . und 302n sind an Masse gelegt. Der Schnittpunkt zwischen dem Widerstand Rc1 und der Konstantstromschaltung 3021 ist über den Wi­ derstand Rb1 mit dem Schnittpunkt zwischen dem Widerstand Ra und der Konstantstromschaltung 301 verbunden. Der Schnittpunkt zwischen dem Widerstand Rc2 und der Kon­ stantstromschaltung 3022 ist über den Widerstand Rb2 mit dem Schnittpunkt zwischen dem Widerstand Rc1 und der Kon­ stantstromschaltung 3021. Weiterhin sind Widerstände, die den Widerständen Rb1 und Rb2 entsprechen, zwischen späte­ ren Stufen der Leiter vorgesehen. Die Konstantstromschal­ tung 301 weist einen Steueranschluß auf, der mit dem Sig­ nalgenerator 303 verbunden ist. Die Konstantstromschal­ tungen 3021, 3022,. . . und 302n weisen Steueranschlüsse auf, die mit dem Signalgenerator 303 verbunden sind.
Der Widerstandswert des Widerstands Ra ist gleich ei­ nem vorbestimmten Wert R. Weiterhin sind die Widerstands­ werte der Widerstände Rb1, Rb2,. . . gleich dem vorbe­ stimmten Wert R. Die Widerstandswerte der Widerstände Rc1, Rc2,. . . und Rcn sind gleich einem vorbestimmten Wert 2R, der dem Zweifachen des Widerstandswerts R des Widerstands Ra entspricht.
Der Signalgenerator 303 erzeugt Steuersignale. Der Signalgenerator 303 gibt die Steuersignale zu den Kon­ stantstromschaltungen 301, 3021, 3022,. . . bzw. 302n aus. Jede der Konstantstromschaltungen 301, 3021, 3022,. . . und 302n wird als Reaktion auf das betreffende Steuersig­ nal zwischen einem eingeschalteten Zustand und einem aus­ geschalteten Zustand geändert.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines sechsten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegen­ den Erfindung ist der Drucksensor in einem der ersten bis fünften Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung derart abgeändert, daß eine von einem Druck verschiedene physikalische Größe erfaßt wird.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines siebten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Fig. 7 zeigt einen Drucksensor gemäß dem siebten Aus­ führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Druck­ sensor in Fig. 7 ist ausgenommen dessen ähnlich zu dem Drucksensor in Fig. 1, daß der Eingangsanschluß des Fen­ sterkomperators 33 mit dem Ausgangsanschluß der Ausgangs­ schaltung 34, das heißt einem Ausgangsanschluß des Opera­ tionsverstärkers 34A, anstelle des Ausgangsanschluß des Verstärkers 4 verbunden ist.
In dem Drucksensor in Fig. 7 reagiert der Fensterkom­ perator 33 auf das Ausgangssignal aus der Ausgangsschal­ tung 34 anstelle des Ausgangssignals aus dem Verstärker 4. Der Fensterkomperator 33 kann nicht nur ein Fehlver­ halten des Verstärkers 4, sondern ebenso ein Fehlverhal­ ten der Ausgangsschaltung 34 erfassen.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines achten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Fig. 8 zeigt einen Drucksensor gemäß dem achten Aus­ führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Druck­ sensor in Fig. 8 ist ausgenommen von Aufbauänderungen, die hier im weiteren Verlauf erwähnt werden, ähnlich zu dem Drucksensor in Fig. 1.
Der Drucksensor in Fig. 1 weist Sensorausgangsan­ schlüsse OUT1 und OUT3 auf. Die Ausgangsschaltung 34 (siehe Fig. 1) ist bei dem Drucksensor in Fig. 8 wegge­ lassen. In dem Drucksensor in Fig. 8 ist der Ausgangsan­ schluß des Verstärkers 4 mit dem Sensorausgangsanschluß OUT1 verbunden. Das Ausgangssignal aus dem Verstärker 4 wird über den Sensorausgangsanschluß OUT1 als ein einen Druck anzeigendes Signal zu einer externen Vorrichtung übertragen. Der Ausgangsanschluß des Fensterkomperators 33 ist mit dem Sensorausgangsanschluß OUT2 verbunden. Das Ausgangssignal aus dem Fensterkomperator 33 wird über den Sensorausgangsanschluß OUT2 als ein Diagnoseergebnissig­ nals zu einer externen Vorrichtung übertragen.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines neunten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Fig. 9 zeigt einen Drucksensor gemäß dem neunten Aus­ führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Druck­ sensor in Fig. 9 ist ausgenommen von Aufbauänderungen, die hier im weiteren Verlauf erwähnt werden, ähnlich zu dem Drucksensor in Fig. 1.
Der Drucksensor in Fig. 9 weist einen Sensorausgangs­ anschluß OUT1 und eine Konstantstromschaltung 33A auf. Die Ausgangsschaltung 34 (siehe Fig. 1) ist bei dem Drucksensor in Fig. 9 weggelassen. In dem Drucksensor in Fig. 9 ist der Ausgangsanschluß des Verstärkers 4 mit dem Sensorausgangsanschluß OUT1 verbunden. Das Ausgangssignal aus dem Verstärker 4 wird über den Sensorausgangsanschluß OUT1 als ein einen Druck anzeigendes Signal zu einer ex­ ternen Vorrichtung übertragen.
Ein erstes Ende der Konstantstromschaltung 33A ist mit der positiven Energieversorgungsleitung verbunden, an die die konstante Energieversorgungsspannung Vcc angelegt wird. Ein zweites Ende der Konstantstromschaltung 33A ist an Masse gelegt. Die Konstantstromschaltung 33A weist ei­ nen Steueranschluß auf, der mit dem Ausgangsanschluß des Fensterkomperators 33 verbunden ist. Daher empfängt der Steueranschluß der Konstantstromschaltung 33A das Diagno­ sesteuersignal von dem Fensterkomperator 33. Der Strom, der durch die Konstantstromschaltung 33A fließt, das heißt der Strom, der entlang der positiven Energieversor­ gungsleitung fließt, wird als Reaktion auf das Diagnose­ steuersignal geändert. Die positive Energieversorgungs­ leitung ist mit der Systemsteuerschaltung bzw. ECU ver­ bunden. Die Systemsteuerschaltung bzw. ECU ist derart programmiert, daß sie auf der Grundlage des Stroms, der entlang der positiven Energieversorgungsleitung fließt, erfaßt, ob der bestimmte Abschnitt des Drucksensors nor­ mal oder falsch arbeitet.
Gemäß einer Ausgestaltung des Drucksensors in Fig. 9 folgt dem Verstärker 4 die Ausgangsschaltung 34 (siehe Fig. 7) und ist der Eingangsanschluß des Fensterkompera­ tors 33 mit dem Ausgangsanschluß der Ausgangsschaltung 34 verbunden. Daher reagiert der Fensterkomperator 33 auf das Ausgangssignal aus der Ausgangsschaltung 34.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines zehnten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Fig. 10 zeigt einen Drucksensor gemäß dem zehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Drucksensor in Fig. 10 ist ausgenommen von Aufbauänderun­ gen, die hier im weiteren Verlauf erwähnt werden, ähnlich zu dem Drucksensor in Fig. 1.
In dem Drucksensor in Fig. 10 beinhaltet die System­ steuerschaltung bzw. ECU 40 einen A/D- bzw. Ana­ log/Digital-Wandler 40A und eine CPU- bzw. zentrale Ver­ arbeitungseinheit 40B. Der A/D-Wandler 40A und die CPU 40B sind miteinander verbunden. Der Fensterkomperator 33 und die Ausgangsschaltung 34 (siehe Fig. 1) sind bei dem Drucksensor in Fig. 10 weggelassen.
In dem Drucksensor in Fig. 10 wird das Ausgangssignal des Verstärkers als ein analoges Sensorsignal an den A/D- Wandler 40A angelegt. Der A/D-Wandler 40A wandelt das analoge Sensorsignal in ein entsprechendes digitales Sen­ sorsignal. Der A/D-Wandler 40A gibt das digitale Sensor­ signal zu der CPU 40B aus. Die CPU 40B ist derart aufge­ baut, daß sie die folgenden Betriebsschritte durchführt. Die CPU 40B vergleicht das digitale Sensorsignal mit er­ sten und zweiten Referenzsignalen, die ersten und zweiten vorbestimmten Werten entsprechen, die dazwischen einen normalen Bereich definieren. Die CPU 40B bestimmt, ob sich das digitale Sensorsignal in dem normalen Bereich befindet oder nicht. Wenn sich das digitale Sensorsignal in dem normalen Bereich befindet, entscheidet CPU 40B, daß der bestimmte Abschnitt des Drucksensors normal ar­ beitet. Wenn sich das digitale Sensorsignal außerhalb des normalen Bereichs befindet, entscheidet die CPU 40B, daß der bestimmte Abschnitt des Drucksensors falsch arbeitet.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines elften Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Fig. 11 zeigt einen Drucksensor gemäß dem elften Aus­ führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Druck­ sensor in Fig. 11 beinhaltet einen Erfassungsabschnitt bzw. einen Sensorabschnitt 510, eine Diagnosesteuerschal­ tung 540 und eine Abgleichsteuerschaltung 541. Ein zu er­ fassender Druck wird auf den Erfassungsabschnitt 510 aus­ geübt.
Die Diagnosesteuerschaltung 540 beinhaltet einen Mi­ krocomputer oder eine ähnliche Vorrichtung, die eine Kom­ bination eines Eingabe/Ausgabe- bzw. I/O-Anschlusses, eine CPU, einen Nur-Lese-Speicher bzw. ROM und einen Direktzu­ griffsspeicher bzw. RAM aufweist. Die Diagnosesteuer­ schaltung 540 arbeitet in Übereinstimmung mit einem in dem ROM gespeicherten Programm. Das Programm ist derart aufgebaut, daß die Diagnosesteuerschaltung 540 Betriebs­ schritte ausführt, die später erwähnt werden.
Die Abgleichsteuerschaltung 540 beinhaltet einen Mi­ krocomputer oder eine ähnliche Vorrichtung, die eine Kom­ bination eines I/O-Anschlusses, einer CPU, eines ROM und eines RAM aufweist. Die Abgleichsteuerschaltung 540 ar­ beitet in Übereinstimmung mit einem in dem ROM gespei­ cherten Programm. Das Programm ist derart aufgebaut, daß die Abgleichsteuerschaltung 540 Betriebsschritte aus­ führt, welche später erwähnt werden.
Der Drucksensor in Fig. 11 beinhaltet eine Drucker­ fassungsschaltung 501 und eine Überprüfungsschaltung 502. Die Druckerfassungsschaltung 501 erzeugt ein Signal, das den auf den Erfassungsabschnitt 510 ausgeübten Druck dar­ stellt, und gibt dieses aus. Die Überprüfungsschaltung 502 erzeugt ein Signal, das für ein Überprüfen bzw. eine Diagnose eines bestimmten Abschnitts des Drucksensors verwendet wird, und gibt dieses aus.
Eine analoger Multiplexer 503 ist mit der Druckerfas­ sungsschaltung 501, der Überprüfungsschaltung 502, einem Verstärker 504 und der Diagnosesteuerschaltung 40 verbun­ den. Der Multiplexer 503 nimmt das Ausgangssignal der Druckerfassungsschaltung 501 auf. Der Multiplexer 503 empfängt das Ausgangssignal der Überprüfungsschaltung 502. Die Diagnosesteuerschaltung 540 gibt ein Diagnosean­ weisungssignal zu dem Multiplexer 503 aus. Das Diagnose­ anweisungssignal ist binär. Der Multiplexer 503 wählt in Übereinstimmung mit dem Zustand des Diagnoseanweisungs­ signals entweder das Ausgangssignal aus der Druckerfas­ sungsschaltung 501 oder das Ausgangssignal aus der Über­ prüfungsschaltung 502 aus und liefert das ausgewählte Signal zu dem Verstärker 504. Ein Betrieb des Drucksen­ sors kann zwischen verschiedenen Betriebsarten geändert werden, die eine Druckerfassungsbetriebsart, eine Über­ prüfungsbetriebsart und eine Abgleichbetriebsart aufwei­ sen. Genauer gesagt wird ein Betrieb des Drucksensors durch das Diagnoseanweisungssignal zwischen der Drucker­ fassungsbetriebsart und der Überprüfungsbetriebsart geän­ dert. Während der Druckerfassungsbetriebsart befindet sich das Diagnoseanweisungssignal in seinem Zustand, wel­ cher bewirkt, daß der Multiplexer 503 das Ausgangssignal der Druckerfassungsschaltung 501 zu dem Verstärker 504 überträgt. Während der Überprüfungsbetriebsart befindet sich das Diagnoseanweisungssignal in seinem Zustand, wel­ cher bewirkt, daß der Multiplexer 503 das Ausgangssignal der Überprüfungsschaltung 502 zu dem Verstärker 504 über­ trägt.
Die Diagnosesteuerschaltung 540 ist mit einem Oszil­ lator bzw. OSC 542 verbunden. Der Oszillator 542 erzeugt ein Taktsignal. Die Diagnosesteuerschaltung 540 empfängt das Taktsignal von dem Oszillator 542. Die Diagnosesteu­ erschaltung 540 ändert das Diagnoseanweisungssignal als Reaktion auf das Taktsignal derart, daß die Überprüfungs­ betriebsart des Drucksensors wiederholt mit einer vorbe­ stimmten geeigneten Periode ausgeführt wird.
Wie es zuvor erwähnt worden ist, beinhaltet die Druckerfassungsschaltung 501 den Erfassungsabschnitt 510. Die Druckerfassungsschaltung 501 beinhaltet weiterhin eine Konstantstromschaltung 511, einen Speicher 512 und einen D/A-Wandler 513. Der Erfassungsabschnitt 510 bein­ haltet eine Brückenschaltung, die eine Kombination von vier Diffusionsschichtwiderständen bzw. vier Dehnungsmeß­ streifen 505 bis 508 aufweist, die auf einer Membran aus­ gebildet sind, auf die der zu erfassende Druck ausgeübt wird. Der Erfassungsabschnitt 510 ist mit dem Multiplexer 503 und der Konstantstromschaltung 511 verbunden. Die Konstantstromschaltung 511 bewirkt, daß ein Konstantstrom durch den Erfassungsabschnitt 510 fließt. Der Konstant­ strom, der durch den Erfassungsabschnitt 510 fließt, wird durch ein Steuersignal bestimmt, das der Konstantstrom­ schaltung 511 zugeführt wird. Die Konstantstromschaltung 511 ist mit dem D/A-Wandler 513 verbunden. Der D/A-Wand­ ler 513 ist mit dem Speicher 512 verbunden. Der Speicher 512 speichert digitale Daten, die sich auf eine Empfind­ lichkeit bzw. eine sich aus einem Erfassen ergebende Sig­ nalspanne beziehen. Der Speicher 512 gibt die sich auf eine Empfindlichkeit beziehenden digitalen Daten zu dem D/A-Wandler 513 aus. Der D/A-Wandler 513 wandelt die sich auf eine Empfindlichkeit beziehenden digitalen Daten in ein entsprechendes sich auf eine Empfindlichkeit bezie­ hendes analoges Signal. Der D/A-Wandler 513 gibt das sich auf eine Empfindlichkeit beziehende analoge Signal als ein Steuersignal zu einer Konstanstromschaltung 511 aus.
Während der Druckerfassungsbetriebsart hängt die Dif­ ferenz zwischen den Spannungen an gegenüberliegenden Schnittpunkten zwischen Widerständen in der Brückenschal­ tung des Erfassungsabschnitts 510 von dem Druck ab, der auf den Erfassungsabschnitt 510 ausgeübt wird. Die Span­ nungen an den gegenüberliegenden Schnittpunkten in der Brückenschaltung des Erfassungsabschnitts 510 werden als das Ausgangssignal der Druckerfassungsschaltung 511 oder das Ausgangssignal des Erfassungsabschnitts 5I0 an den Multiplexer 503 angelegt. Wie es zuvor erwähnt worden ist, bewirkt die Konstantstromschaltung 511, daß ein Kon­ stantstrom durch den Erfassungsabschnitt 510 fließt. Der Konstantstrom wird durch das Steuersignal bestimmt, das der Konstantstromschaltung 511 von dem D/A-Wandler 513 zugeführt wird. Da das Steuersignal von den sich auf eine Empfindlichkeit beziehenden digitalen Daten abhängt, die aus dem Speicher 512 ausgegeben werden, wird der Kon­ stantstrom, der durch den Erfassungsabschnitt 510 fließt, durch die sich auf eine Empfindlichkeit beziehenden digi­ talen Daten bestimmt, die aus dem Speicher 512 ausgegeben werden. Vorzugsweise sind die sich auf eine Empfindlich­ keit digitalen Daten, die aus dem Speicher 512 ausgegeben werden, derart ausgelegt, daß sich für eine Temperatur­ kompensation für die Empfindlichkeit des Drucksensors zweckmäßig sind.
Die Störstellenkonzentration in den Diffusions­ schichtwiderständen 505 bis 508, die die Brückenschaltung in dem Erfassungsabschnitt 510 bilden, ist derart opti­ miert, daß eine Temperaturkompensation für die Empfind­ lichkeit des Drucksensors vorgesehen wird. Die Tempera­ turcharakteristik der Diffusionsschichtwiderstände 505 bis 508 und die Temperaturabhängigkeit der Empfindlich­ keit des Drucksensors werden derart festgelegt, daß sie einander auslöschen. Dieses Einstellen läßt zu, daß eine Temperaturkompensation für die Empfindlichkeit des Druck­ sensors vorgesehen wird, wenn ein KonstantsLrom durch die Brückenschaltung in dem Erfassungsabschnitt 510 fließt. Genauer gesagt wird in dem Fall, in dem der Temperatur­ koeffizient der Empfindlichkeit des Drucksensors ungefähr gleich -1600 ppm/°C ist, der Temperaturkoeffizient der Diffusionsschichtwiderstände 505 bis 508 auf ungefähr +1600 ppm/°C festgelegt. In diesem Fall wird die Stör­ stellenkonzentration in den Diffusionsschichtwiderständen 505 bis 508 auf zum Beispiel ungefähr 1020 cm-3 festge­ legt.
Eine Auswahleinrichtung 532 ist zwischen dem Speicher 512 und dem D/A-Wandler 513 angeschlossen. Die Auswah­ leinrichtung 532 ist weiterhin mit der Diagnosesteuer­ schaltung 540 verbunden. Der D/A-Wandler 513 ist mit dem Verstärker 504 verbunden. Der Speicher 512 speichert di­ gitale Daten, die sich auf einen Versatz in der Brücken­ schaltung des Erfassungsabschnitts 510 und einen Versatz in dem Verstärker 504 beziehen. Weiterhin speichert der Speicher 512 digitale Daten, die sich auf eine Versatz­ temperaturcharakteristik bzw. eine Versatztemperaturab­ hängigkeit der Brückenschaltung des Erfassungsabschnitts 510 und eine Versatztemperaturcharakteristik bzw. eine Versatztemperaturabhängigkeit des Verstärkers 504 bezie­ hen. Die sich auf einen Versatz beziehenden digitalen Da­ ten und die digitalen Versatztemperaturcharakteristikda­ ten können von dem Speicher 512 über die Auswahleinrich­ tung 532 zu dem D/A-Wandler 513 übertragen werden. Ge­ nauer gesagt empfängt die Auswahleinrichtung 532 das Dia­ gnoseanweisungssignal von der Diagnosesteuerschaltung 540. Die Auswahleinrichtung 532 reagiert auf das Diagno­ seanweisungssignal. Während der Druckerfassungsbetriebs­ art wird die Auswahleinrichung 532 durch das Diagnosean­ weisungssignal derart gesteuert, daß es die sich auf ei­ nen Versatz beziehenden digitalen Daten und die digitalen Versatztemperaturcharakteristikdaten auswählt, die aus dem Speicher 512 ausgegeben werden. In diesem Fall lie­ fert die Auswahleinerichtung 532 die sich auf einen Ver­ satz beziehenden digitalen Daten und die digitalen Ver­ satztemperaturcharakteristikdaten von dem Speicher 512 zu dem D/A-Wandler 513. Der D/A-Wandler 513 wandelt die sich auf einen Versatz beziehenden digitalen Daten in ein ent­ sprechendes sich auf einen Versatz beziehendes analoges Signal. Der D/A-Wandler 513 gibt das sich auf einen Ver­ satz beziehende analoge Signal zu dem Verstärker 504 aus. Der D/A-Wandler 513 wandelt die digitalen Versatztempera­ turcharakteristikdaten zu einem entsprechenden analogen Versatztemperaturcharakteristiksignal. Der D/A-Wandler 513 gibt das analoge Versatztemperaturcharakteristiksig­ nal zu dem Verstärker 504 aus. Während der Druckerfas­ sungsbetriebsart wird das Ausgangssignal des Erfassungs­ abschnitts 410 über den Multiplexer 503 zu dem Verstärker 504 übertragen. Daher verstärkt der Verstärker 504 das Ausgangssignal des Erfassungsabschnitts, das heißt die Differenz zwischen den Spannungen an den gegenüberliegen­ den Schnittpunkten zwischen Widerständen in der Brücken­ schaltung des Erfassungsabschnitts 510, als Reaktion auf das sich auf einen Versatz beziehende analoge Signal und das analoge Versatztemperaturcharakteristiksignal, um da­ durch den Versatz der Versatztemperaturabhängigkeit der Brückenschaltung in dem Erfassungsabschnitt 510 und wei­ terhin den Versatz und die Versatztemperaturabhängigkeit des Verstärkers 504 zu kompensieren.
Der Verstärker 504 ist ähnlich zu dem Verstärker 4 in den Fig. 1 und 2. Demgemäß beinhaltet der Verstärker 504 eine erste Schaltung zum Steuern des analogen Ver­ satztemperaturcharakteristiksignals in Übereinstimmung mit der Temperatur und eine zweite Schaltung zum Einstel­ len des Ausgangssignals des Erfassungsabschnitts 510 als Reaktion auf das gesteuerte analoge Versatztemperaturcha­ rakteristiksignal, um eine erwünschte Temperaturkompensa­ tion durchzuführen.
Die Überprüfungsschaltung 502 beinhaltet eine Über­ prüfungsbrückenschaltung 520, einen Speicher 522 und eine Konstantspannungsschaltung 531. Die Überprüfungsbrücken­ schaltung 520 beinhaltet eine Konstantstromschaltung 521. Der Speicher 522 ist mit der Konstantstromschaltung 521 und der Auswahleinrichung 532 verbunden. Der Speicher 522 speichert sich auf eine Empfindlichkeit beziehende digi­ tale Daten zum Bestimmen eines Stroms, der durch die Kon­ stantstromschaltung 521 fließt. Die Konstantspannungs­ schaltung 531 ist mit der Überprüfungsbrückenschaltung 521 verbunden.
Die Überprüfungsbrückenschaltung 520 weist eine Kom­ bination von Widerständen 523 bis 526 auf, deren Wider­ standswerte kaum von der Temperatur abhängig sind. Die Widerstände 523 bis 526 sind von einer Struktur, die von einem Dehnungsmessstreifen verschieden ist. Die Wider­ stände 523 bis 526 sind derart auf einem Substrat eines Aufbaus ausgebildet, der von einer Membran verschieden ist, daß die Überprüfungsbrückenschaltung 520 unempfind­ lich bezüglich des auf den Erfassungsabschnitt 510 ausge­ übten Drucks ist. Vorzugsweise beinhalten die Widerstände 523 bis 526 Dünnfilmwiderstände aus CrSi. Die Widerstände 523 bis 526 sind in einer tetragonal geschlossenen Schal­ tung verbunden, welche einen Schnittpunkt 527 zwischen den Widerständen 523 und 524, einen Schnittpunkt 528 zwi­ schen den Widerständen 525 und 526, einen Schnittpunkt 529 zwischen den Widerständen 523 und 525 und einen Schnittpunkt 530 zwischen den Widerständen 524 und 526 aufweist. Der Verbindungspunkt 527 ist mit dem positiven Ausgangsanschluß der Konstantspannungsschaltung 531 ver­ bunden. Der negative Ausgangsanschluß der Konstantspan­ nungsschaltung 531 ist an Masse gelegt. Der Schnittpunkt 528 ist an Masse gelegt. Die Schnittpunkte 529 und 530 sind mit dem Multiplexer 503 verbunden. Die Spannungen an den Schnittpunkten 529 und 530 werden als das Ausgangs­ signal der Überbrückungsschaltung 502 oder das Ausgangs­ signal der Überprüfungsbrückenschaltung 520 an den Multi­ plexer 503 angelegt. Der Schnittpunkt 529 wird als ein Energieversorgungsschnittpunkt bezeichnet. Der Schnitt­ punkt 528 wird als ein an Masse gelegter Schnittpunkt be­ zeichnet. Die Schnittpunkte 529 und 530 werden als erste bzw. zweite Ausgangsschnittpunkte bezeichnet.
Die Eingangsseite der Konstantstromschaltung 521 ist mit einem Zwischenpunkt in dem Widerstand 524 verbunden, der sich zwischen dem Energieversorgungsschnittpunkt 127 und dem zweiten Ausgangsschnittpunkt 130 befindet. Die Ausgangsseite der Konstantstromschaltung 521 ist mit dem an Masse gelegten Schnittpunkt 528 verbunden.
Die Konstanstromschaltung 521 beinhaltet zum Beispiel einen D/A-Wandler und einen Stromsteuerabschnitt. Der D/A-Wandler empfängt die sich auf eine Empfindlichkeit beziehenden digitalen Daten von dem Speicher 522. Der D/A-Wandler wandelt die sich auf eine Empfindlichkeit be­ ziehenden digitalen Daten in ein entsprechendes analoges Signal. Der D/A-Wandler gibt das analoge Signal als ein Steuersignal zu dem Stromsteuerabschnitt aus. Der Strom­ steuerabschnitt regelt einen Strom, der durch die Kon­ stantstromschaltung 521 fließt, zu einem konstanten Pe­ gel, der durch das Steuersignal bestimmt wird. Daher wird der Konstantstrom der durch die Konstantstromschaltung 521 fließt, durch die sich auf eine Empfindlichkeit be­ ziehenden digitalen Daten bestimmt, die aus dem Speicher 522 ausgegeben werden. Vorzugsweise wird der Konstant­ strom, der durch die Konstantstromschaltung 521 fließt, derart ausgewählt, daß die Differenz zwischen den Span­ nungen und den ersten und zweiten Ausgangsschnittpunkten 529 und 530 gleich einem erwünschten Wert wird. Die Dif­ ferenz zwischen den Spannungen an den ersten und zweiten Ausgangsschnittpunkten 529 und 530 entspricht einer Refe­ renzspannung für ein Überprüfen.
Während der Überprüfungsbetriebsart wird das Aus­ gangssignal der Überprüfungsbrückenschaltung 520 über den Multiplexer 503 zu dem Verstärker 504 übertragen und da­ her verstärkt der Verstärker 504 das Ausgangssignal der Überprüfungsbrückenschaltung 520. Genauer gesagt ver­ stärkt der Verstärker 504 die Differenz zwischen den Spannungen in den ersten und zweiten Ausgangsschnittpun­ ken 529 und 530 in der Überprüfungsbrückenschaltung 520. Genauer gesagt weist das Ausgangssignal der Überprüfungs­ brückenschaltung 520 eine Spanne auf, die gleich der Spanne des Ausgangssignals der Brückenschaltung in dem Erfassungsabschnitt 510 ist. Zum Beispiel weist in dem Fall, in dem die sich auf eine Empfindlichkeit beziehen­ den digitalen Daten in dem Speicher 522 einen Bereich von mehreren mV bis 200 mV entsprechen, das Ausgangssignal der Überprüfungsbrückenschaltung 520 eine Auflösung auf, die 8 Bit bis 10 Bit entspricht.
Die Konstantspannungsschaltung 531 leitet eine Kon­ stantspannung aus der Energieversorgungsspannung ab. Die Konstantspannungsschaltung 531 legt die Konstantspannung zwischen den Energieversorgungsschnittpunkt 527 und den an Masse gelegten Schnittpunkt 528 an. Die Energieversor­ gungsspannung kann direkt zwischen den Energieversor­ gungsschnittpunkt 527 und den an Masse gelegten Schnitt­ punkt 528 angelegt werden. In diesem Fall weist die Span­ nung, die an den Energieversorgungsschnittpunkt 527 und den Masseschnittpunkt 528 angelegt wird, ein Verhältnis zu der Energieversorgungsspannung auf.
Die Auswahleinrichtung 532 ist zwischen dem Speicher 522 und dem D/A-Wandler 513 angeschlossen. Der Speicher 522 speichert digitale Daten, die sich auf einen Versatz in dem Verstärker 504 beziehen. Weiterhin speichert der Speicher 522 digitale Daten, die sich auf eine Versatz­ temperaturcharakteristik bzw. eine Versatztemperaturab­ hängigkeit des Verstärkers 504 beziehen. Die sich auf ei­ nen Versatz beziehenden digitalen Daten und die digitalen Versatztemperaturcharakteristikdaten können von dem Spei­ cher 522 über die Auswahleinrichtung 532 zu dem D/A-Wand­ ler 532 übertragen werden. Wie es zuvor erwähnt worden ist, reagiert die Auswahleinrichtung 532 auf das Diagno­ seanweisungssignal, das aus der Diagnosesteuerschaltung 540 ausgegeben wird. Während der Überprüfungsbetriebsart wird die Auswahleinrichtung 532 derart durch das Diagno­ seanweisungssignal gesteuert, daß die sich auf einen Ver­ satz beziehenden digitalen Daten und die digitalen Ver­ satztemperaturchararkteristikdaten, die aus dem Speicher 522 ausgegeben werden, ausgewählt werden. In diesem Fall liefert die Auswahleinrichtung 532 die sich auf einen Versatz beziehenden digitalen Daten und die digitalen Versatztemperaturcharakteristikdaten von dem Speicher 522 zu dem D/A-Wandler 513. Der D/A-Wandler 513 wandelt die sich auf einen Versatz beziehenden digigtalen Daten zu einem entsprechenden sich auf einen Versatz beziehendes analoges Signal. Die D/A-Wandler 513 gibt das sich auf einen Versatz beziehende analoge Signal zu dem Verstärker 504 aus. Der D/A-Wandler 513 wandelt die digitalen Ver­ satztemperaturcharakteristikdaten zu einem entsprechenden analogen Versatztemperaturcharakteristiksignal. Der D/A- Wandler 513 gibt das analoge Versatztemperaturcharakteri­ stiksignal zu dem Verstärker 504 aus. Während der Über­ prüfungsbetriebsart wird das Ausgangssignal der Überprü­ fungsbrückenschaltung 520 über den Multiplexer 503 zu dem Verstärker 504 übertragen. Daher verstärkt der Verstärker 504 das Ausgangssignal der Überprüfungsbrückenschaltung 520 als Reaktion auf das sich auf einen Versatz bezie­ hende analoge Signal und das analoge Versatztempera­ turcharakteristiksignal, um dadurch den Versatz und die Versatztemperaturabhängigkeit des Verstärkers 504 zu kom­ pensieren.
Der Verstärker 504 beinhaltet eine erste Schaltung zum Steuern des analogen Versatztemperaturcharakteristik­ signals in Übereinstimmung mit der Temperatur und eine zweite Schaltung zum Einstellen des Ausgangssignals der Überprüfungsbrückenschaltung 520 als Reaktion auf das ge­ steuerte analoge Versatztemperaturcharakteristiksignal, um eine erwünschte Temperaturkompensation durchzuführen.
Der Drucksensor in Fig. 11 beinhaltet weiterhin einen A/D-Wandler 533, eine Verriegelungsschaltung 534, einen D/A-Wandler 535, eine Ausgangsschaltung 536, einen Spei­ cher 537 und einen Komparator 538. Der A/D-Wandler 533 ist mit dem Verstärker 504, der Verriegelungsschaltung 534 und dem Komparator 538 verbunden. Die Verriegelungs­ schaltung 534 ist mit dem D/A-Wandler 535, dem Speicher 537, der Diagnosesteuerschaltung 540 und der Abgleich­ steuerschaltung 541 verbunden. Der D/A-Wandler 535 ist mit der Ausgangsschaltung 536 verbunden. Die Ausgangs­ schaltung ist mit der Diagnosesteuerschaltung 540 verbun­ den. Der Speicher 537 ist mit dem Komparator 538 und der Abgleichsteuerschaltung 541 verbunden. Der Komparator 538 ist mit der Diagnosesteuerschaltung 540 verbunden.
Der A/D-Wandler 533 empfängt das analoge Ausgangs­ signal bzw. das analoge sich aus einer Vestärkung erge­ bende Signal von dem Verstärker 504. Der A/D-Wandler 533 wandelt das analoge sich aus einer Verstärkung ergebende Signal zu einem entsprechenden digitalen Signal. Der A/D- Wandler 533 gibt das digitale Signal zu der Verriege­ lungsschaltung 534 und dem Komparator 538 aus. Die Ver­ riegelungsschaltung 534 tastet das digitale Ausganssignal des A/D-Wandlers 533 als Reaktion auf das Diagnoseanwei­ sungssignal, das aus der Diagnosesteuerschaltung 540 aus­ gegeben wird, ab und hält es. Die Verriegelungsschaltung 534 gibt das gehaltene digitale Signal zu dem D/A-Wandler 535 aus.
Der D/A-Wandler 535 wandelt das digitale Ausgangs­ signal der Verriegelungsschaltung 534 zu einem entspre­ chenden analogen Signal. Der D/A-Wandler 535 gibt das analoge Signal zu der Ausgangsschaltung 536 aus. Die Aus­ gangsschaltung 536 ist zu der Ausgangsschaltung 34 in den Fig. 1 und 3 ähnlich. Normalerweise wirkt die Aus­ gangsschaltung 536 als eine Spannungsfolgerschaltung und gibt ein Signal aus, das von dem Ausgangssignal des D/A- Wandlers 535 abhängt. Die Diagnosesteuerschaltung 540 er­ zeugt ein Diagnosesteuersignal bzw. ein Diagnoseergebnis­ signal, das darstellt, ob ein bestimmter Abschnitt des Drucksensors normal oder falsch arbeitet. Der bestimmte Abschnitt des Drucksensors beinhaltet den Verstärker 504 und den A/D-Wandler 533. Die Diagnosesteuerschaltung 540 gibt das Diagnosesteuersignal zu der Ausgangsschaltung 536 aus. Die Ausgangsschaltung 536 reagiert auf das Dia­ gnosesteuersignal. Wenn sich das Diagnosesteuersignal in einem Zustand befindet, der einem Fehlverhalten des be­ stimmten Abschnitts des Drucksenors entspricht, gibt die Ausgangsschaltung 536 ein im voraus eingestelltes Signal eines hohen Pegels oder ein im voraus eingestelltes Sig­ nal eines niedrigen Pegels aus. Das im voraus einge­ stellte Signal eines hohen Pegels oder das im voraus ein­ gestellte Signal eines niedrigen Pegels, das aus der Aus­ gangsschaltung 536 ausgegeben wird, unterrichtet eine Sy­ stemsteuerseite oder eine externe Vorrichtung darüber, daß der bestimmte Abschnitt des Drucksensors falsch ar­ beitet. Wenn sich das Diagnosesteuersignal in einem Zu­ stand befindet, der einem normalen Betrieb des bestimmten Abschnitts des Drucksensors entspricht, liefert die Aus­ gangsschaltung 536 das Ausgangssignal von dem D/A-Wandler 535 zu der nächsten Stufe.
Der Speicher 537 speichert ein Anfangswertsignal, das einem Anfangszustand des Drucksensors entspricht, welcher in der Überprüfungsbetriebsart normal arbeitet. Genauer gesagt wird während der Abgleichbetriebsart das Ausgangs­ signal der Verriegelungsschaltung 34 als das Anfangswert­ signal in den Speicher 537 geschrieben. Der Komparator 538 empfängt das Diagnoseanweisungssignal von der Diagno­ sesteuerschaltung 540. Während der Überprüfungsbetriebs­ art wird der Komparator 538 derart durch das Diagnosean­ weisungssignal gesteuert, daß er das Anfangswertsignal aus dem Speicher 537 ausliest und das Ausgangssignal des A/D-Wandlers 533 mit dem Anfangswertsignal vergleicht. Der Komparatur 538 erzeugt ein Signal, das ein Ver­ gleichsergebnis darstellt. Der Komparator 538 gibt das Vergleichsergebnissignal zu der Diagnosesteuerschaltung 540 aus. Die Abgleichsteuerschaltung 541 ist mit den Speichern 512, 522 und 537 verbunden. Weiterhin ist die Abgleichsteuerschaltung 541 mit der Verriegelungsschal­ tung 534, der Diagnosesteuerschaltung 540 und dem Oszil­ lator 542 verbunden. Die Abgleichsteuerschaltung 541 steuert die Speicher 512, 522 und 537, die Verriegelungs­ schaltung 534, die Diagnosesteuerschaltung 540 und den Oszillator 542.
Die Abgleichbetriebsart des Drucksensors weist erste bis siebte Stufen auf. Während der ersten Stufe der Ab­ gleichbetriebsart wird der auf den Erfassungsabschnitt 510 ausgeübte Druck auf null eingestellt und schreibt die Abgleichsteuerschaltung 541 vorübergehende sich auf einen Versatz beziehende digitale Daten in den Speicher 512. Die vorübergehenden sich auf einen Versatz beziehenden digitalen Daten werden von dem Speicher 512 über die Aus­ wahleinrichtung 532 zu dem D/A-Wandler 513 übertragen. Der D/A-Wandler 513 wandelt die vorübergehenden sich auf einen Versatz beziehenden digitalen Daten in ein vorüber­ gehendes sich auf einen Versatz beziehendes analoges Sig­ nal. Der D/A-Wandler 513 gibt das vorübergehende sich auf einen Versatz beziehende analoge Signal zu dem Verstärker 504 aus. Während der ersten Stufe der Abgleichbetriebsart wird das Ausgangssignal des Erfassungsabschnitts 510 über den Mulitplexer 503 zu dem Verstärker 504 übertragen. Der Verstärker 504 verstärkt das Ausgangssignal des Erfas­ sungsabschnitts 510 als Reaktion auf das vorübergehende sich auf einen Versatz beziehende analoge Signal. Der Verstärker 504 gibt das sich aus einer Verstärkung erge­ bende Signal zu dem A/D-Wandler 533 aus. Eine Informa­ tion, die durch das sich aus einer Verstärkung ergebende Signal dargestellt ist, wird durch den A/D-Wandler 533, die Verriegelungsschaltung 534, den D/A-Wandler 535 und die Ausgangsschaltung 536 übertragen. Die Abgleichsteuer­ schaltung 541 überprüft das Ausgangssignal der Ausgangs­ schaltung 536. Genauer gesagt bestimmt die Abgleichsteu­ erschaltung 541, ob sich das Ausgangssignal der Ausgangs­ schaltung 536 in einem im voraus eingestellten erwarteten Bereich bzw. einen im voraus eingestellten zulässigen Be­ reich befindet oder nicht. Wenn sich das Signal der Aus­ gangsschaltung 536 in dem im voraus eingestellten erwar­ teten Bereich befindet, hält die Abgleichsteuerschaltung 541 unverändert die vorübergehenden sich auf einen Ver­ satz beziehenden digitalen Daten in dem Speicher 512. Demgemäß verbleiben in diesem Fall die vorübergehenden sich auf einen Versatz beziehenden digitalen Daten als endgültige sich auf einen Versatz beziehende digitale Da­ ten in dem Speicher 512. Andererseits aktualisiert, wenn sich das Ausgangssignal der Ausgangsschaltung 536 außer­ halb des im voraus eingestellten erwarteten Bereichs be­ findet, die Abgleichsteuerschaltung 541 die vorübergehen­ den sich auf einen Versatz beziehenden digitalen Daten in dem Speicher 512 zu neuen sich auf einen Versatz bezie­ henden digitalen Daten. Dann werden Betriebsschritte durchgeführt, die zu den zuvor erwähnten Betriebsschrit­ ten ähnlich sind. Eine derartige Abfolge von Betriebs­ schritten wird wiederholt, bis das Ausgangssignal der Ausgangsschaltung 536 in den im voraus eingestellten er­ warteten Bereich fällt. Als Ergebnis sind letztlich die sich auf einen Versatz beziehenden digitalen Daten, wel­ che bewirken, daß sich das Ausgangssignal der Ausgangs­ schaltung 536 in dem im voraus eingestellten Bereich be­ findet, in den Speicher geladen. Während der zweiten Stufe der Abgleichbetriebsart wird der auf den Erfas­ sungsabschnitt 510 ausgeübte Druck auf einen Wert einge­ stellt, der verschieden von null ist, und schreibt die Abgleichsteuerschaltung 541 vorübergehende sich auf eine Empfindlichkeit beziehende digitale Daten in den Speicher 512. Die vorübergehenden sich auf eine Empfindlichkeit beziehenden digitalen Daten werden von dem Speicher 512 zu dem D/A-Wandler 513 übertragen. Der D/A-Wandler 513 wandelt die vorübergehenden sich auf eine Empfindlichkeit beziehenden digitalen Daten in ein vorübergehendes sich auf eine Empfindlichkeit beziehendes analoges Signal. Der D/A-Wandler 513 gibt das vorübergehende sich auf eine Empfindlichkeit beziehende analoge Signal zu der Kon­ stantstromschaltung 511 aus. Daher wird der Strom, der durch die Konstantstromschaltung 511 in dem Erfassungsab­ schnitt 510 fließt, durch das vorübergehende sich auf eine Empfindlichkeit beziehende analoge Signal bestimmt. Während der zweiten Stufe der Abgleichbetriebsart wird das Ausgangssignal des Erfassungsabschnitts 510 über den Multiplexer zu dem Verstärker 504 übertragen. Der Ver­ stärker 504 verstärkt das Ausgangssignal des Erfassungs­ abschnitts 510. Der Verstärker 504 gibt das sich aus ei­ ner Verstärkung ergebende Signal zu dem A/D-Wandler 533 aus. Eine Information, die durch das sich aus einer Ver­ stärkung ergebende Signal dargestellt ist, wird durch den A/D-Wandler 533, die Verriegelungsschaltung 534, den D/A- Wandler 535 und die Ausgangsschaltung 536 übertragen. Die Abgleichsteuerschaltung 541 überprüft das Ausgangssignal der Ausgangsschaltung 536. Genauer gesagt bestimmt die Abgleichsteuerschaltung 541, ob sich das Ausgangssignal der Ausgangsspannung 536 in einem im voraus eingestellten erwarteten Bereich bzw. einen im voraus eingestellten zu­ lässigen Bereich befindet oder nicht. Wenn sich das Aus­ gangssignal der Ausgangsschaltung 536 in dem in voraus eingestellten erwarteten Bereich befindet, hält die Ab­ gleichsteuerschaltung 541 unverändert die vorübergehenden sich auf eine Empfindlichkeit beziehenden digitalen Daten in dem Speicher 512. Demgemäß verbleiben in diesem Fall die vorübergehenden sich auf eine Empfindlichkeit bezie­ henden digitalen Daten als endgültige sich auf eine Emp­ findlichkeit beziehende digitale Daten in dem Speicher 512. Andererseits aktualisiert, wenn sich das Ausgangs­ signal der Ausgangsschaltung 536 außerhalb des im voraus eingestellten erwarteten Bereichs befindet, die Abgleich­ steuerschaltung 541 die vorübergehenden sich auf eine Empfindlichkeit beziehenden digitalen Daten in dem Spei­ cher 512 zu neuen sich auf eine Empfindlichkeit beziehen­ den digitalen Daten. Dann werden Betriebsschritte durch­ geführt, die zu den zuvor erwähnten Betriebsschritten ähnlich sind. Eine derartige Abfolge von Betriebsschrit­ ten wird wiederholt, bis das Ausgangssignal der Ausgangs­ schaltung 536 in den in voraus eingestellten erwarteten Bereich fällt. Als Ergebnis sind letztlich die sich auf eine Empfindlichkeit beziehenden digitalen Daten, welche bewirken, daß das Ausgangssignal der Ausgangsschaltung 536 in den im voraus eingestellten erwarteten Bereich fällt, in den Speicher 512 geladen.
Während der dritten Stufe der Abgleichbetriebsart wird der auf den Erfassungsabschnitt 510 ausgeübte Druck auf null eingestellt und schreibt die Abgleichsteuer­ schaltung 541 vorübergehende digitale Versatztempera­ turcharakteristikdaten in den Speicher 512. Die vorüber­ gehenden Versatztemperaturcharakteristikdaten werden von dem Speicher 512 über die Auswahleinrichtung 532 zu dem D/A-Wandler 513 übertragen. Der D/A-Wandler 513 wandelt die vorübergehenden digitalen Versatztemperaturcharakte­ ristikdaten zu einem vorübergehenden analogen Versatztem­ peraturcharakteristiksignal. Der D/A-Wandler 513 gibt das vorübergehende analoge Versatztemperaturcharakteristik­ signal zu dem Verstärker 514 aus. Während der dritten Stufe der Abgleichbetriebsart wird das Ausgangssignal des Erfassungsabschnitts 510 über den Multiplexer 503 zu dem Verstärker 504 übertragen. Der Verstärker 504 verstärkt das Ausgangssignal des Erfassungsabschnitts 510 als Reak­ tion auf das vorübergehende analoge Versatztemperaturcha­ rakteristiksignal. Der Verstärker 504 gibt das sich aus einer Verstärkung ergebende Signal zu dem A/D-Wandler 533 aus. Eine Information, die durch das sich aus einer Ver­ stärkung ergebende Signal dargestellt ist, wird durch den A/D-Wandler 533, die Verriegelungsschaltung 534, den D/A- Wandler 535 und die Ausgangsschaltung 536 übertragen. Die Abgleichsteuerschaltung 541 erfaßt eine Verschiebung des Versatzes in dem Ausgangssignal der Ausgangsschaltung 536, während sich die Temperatur ändert. Die Abgleich­ steuerschaltung 541 bestimmt, ob sich die erfaßte Ver­ satzverschiebung in einem im voraus eingestellten erwar­ teten Bereich bzw. einem im voraus eingestellten zulässi­ gen Bereich befindet oder nicht. Wenn sich die erfaßte Versatzverschiebung in dem im voraus eingestellten erwar­ teten Bereich befindet, hält die Abgleichsteuerschaltung 541 die vorübergehenden digitalen Versatztemperaturcha­ rakteristikdaten unverändert in dem Speicher 512. Demge­ mäß verbleiben in diesem Fall die vorübergehenden digita­ len Versatztemperaturcharakteristikdaten als endgültige digitale Versatztemperaturcharakteristikdaten in dem Speicher 512. Andererseits aktualisiert, wenn sich die erfaßte Versatzverschiebung außerhalb des im voraus ein­ gestellten erwarteten Bereichs befindet, die Abgleich­ steuerschaltung 541 die vorübergehenden digitalen Ver­ satztemperaturcharakteristikdaten in dem Speicher 512 zu neuen digitalen Versatztemperaturcharakteristikdaten. Dann werden Betriebsschritte durchgeführt, die zu den zu­ vor erwähnten Betriebsschritten ähnlich sind. Eine derar­ tige Abfolge von Betriebsschritten wird wiederholt, bis die erfaßte Versatzverschiebung in den im voraus einge­ stellten erwarteten Bereich fällt. Als Ergebnis sind letztlich die digitalen Versatztemperaturcharakteristik­ daten, welche bewirken, daß sich die Versatzverschiebung in dem Ausgangssignal der Ausgangsschaltung 536 in dem im voraus eingestellten erwarteten Bereich befindet, in den Speicher 512 geladen. Während der dritten Stufe der Ab­ gleichbetriebsart können die sich auf einen Versatz be­ ziehenden digitalen Daten in dem Speicher 512 als Reak­ tion auf das Ausgangssignal der Ausgangsschaltung 536 korrigiert werden.
Während der vierten Stufe der Abgleichbetriebsart schreibt die Abgleichsteuerschaltung 41 vorübergehende sich auf einen Versatz beziehende digitale Daten in den Speicher 522. Die vorübergehenden sich auf einen Versatz beziehenden digitalen Daten werden von dem Speicher 522 über die Auswahleinrichtung 532 zu dem D/A-Wandler 513 übertragen. Der D/A-Wandler 513 wandelt die vorübergehen­ den sich auf einen Versatz beziehenden digitalen Daten zu einem vorübergehenden sich auf einen Versatz beziehenden analogen Signal. Der D/A-Wandler 513 gibt das vorüberge­ hende sich auf einen Versatz beziehende analoge Signal 504 aus. Während der vierten Stufe der Abgleichbetriebs­ art wird das Ausgangssignal der Überprüfungsbrückenschal­ tung 520 über den Multiplexer 503 zu dem Verstärker 504 übertragen. Der Verstärker 504 verstärkt das Ausgangs­ signal der Überprüfungsbrückenschaltung 520 als Reaktion auf das vorübergehende sich auf einen Versatz beziehende analoge Signal. Der Verstärker 504 gibt das sich aus ei­ ner Verstärkung ergebende Signal zu dem A/D-Wandler 533 aus. Eine Information, die ein sich durch eine Verstär­ kung ergebendes Signal dargestellt ist, wird durch den A/D-Wandler 533, die Verriegelungsschaltung 534, den D/A- Wandker 535 und die Ausgangsschaltung 536 übertragen. Die Abgleichsteuerschaltung 541 überprüft das Ausgangssignal der Ausgangsschaltung 536. Genauer gesagt bestimmt die Abgleichsteuerschaltung 541, ob sich das Ausgangssignal der Ausgangsschaltung 536 in einem im voraus eingestell­ ten erwarteten Bereich bzw. einem in voraus eingestellten zulässigen Bereich befindet oder nicht. Wenn sich das Ausgangssignal der Ausgangsschaltung 536 in dem im voraus eingestellten erwarteten Bereich befindet, hält die Ab­ gleichssteuerschaltung 541 die vorübergehenden sich auf einen Versatz beziehenden digitalen Daten unverändert in dem Speicher. Demgemäß verbleiben in diesem Fall die vor­ übergehenden sich auf einen Versatz beziehenden digitalen Daten als endgültige sich auf einen Versatz beziehende digitale Daten in dem Speicher 522. Andererseits aktuali­ siert, wenn sich das Ausgangssignal der Ausgangsschaltung 536 außerhalb des im voraus eingestellten erwarteten Be­ reichs befindet, die Abgleichsteuerschaltung 541 die vor­ übergehenden sich auf einen Versatz beziehenden digitalen Daten in dem Speicher 522 zu neuen sich auf einen Versatz beziehenden digitalen Daten. Dann werden Betriebsschritte durchgeführt, die zu den zuvor erwähnten Betriebsschrit­ ten ähnlich sind. Eine derartige Abfolge von Betriebs­ schritten wird wiederholt, bis das Ausgangssignal der Ausgangsschaltung 536 in den im voraus eingestellten er­ warteten Bereich fällt. Als Ergebnis sind letztlich die sich aus einem Versatz beziehenden digitalen Daten, wel­ che bewirken, daß sich das Ausgangssignal der Ausgangs­ schaltung 536 in dem im voraus eingestellten erwarteten Bereich befindet, in den Speicher geladen.
Während der fünften Stufe der Abgleichbetriebsart schreibt die Abgleichsteuerschaltung 541 vorübergehende sich auf eine Empfindlichkeit beziehende digitale Daten in den Speicher 522. Die vorübergehenden sich auf eine Empfindlichkeit beziehenden digitalen Daten werden von dem Speicher 522 zu der Konstantstromschaltung 521 in der Überprüfungsbrückenschaltung 520 übertragen. Daher wird der Strom, der durch die Konstantstromschaltung 521 fließt, durch die vorübergehenden sich auf eine Empfind­ lichkeit beziehenden digitalen Daten bestimmt. Während der fünften Stufe der Abgleichbetriebsart wird das Aus­ gangssignal der Überprüfungsbrückenschaltung 520 über den Multiplexer 503 zu dem Verstärker 504 übertragen. Der Verstärker 504 verstärkt das Ausgangssignal des Erfas­ sungsabschnitts 510. Der Verstärker 504 gibt das sich aus einer Verstärkung ergebende Signal zu dem A/D-Wandler 533 aus. Eine Information, die durch das sich aus einer Ver­ stärkung ergebende Signal dargestellt ist, wird durch den A/D-Wandler 533, die Verriegelungsschaltung 534, den D/A- Wandler 535 und die Ausgangsschaltung 536 übertragen. Die Abgleichsteuerschaltung 541 überprüft das Ausgangssignal aus der Ausgangsschaltung 536. Genauer gesagt bestimmt die Abgleichsteuerschaltung 541, ob sich das Ausgangs­ signal der Ausgangsschaltung 536 in einem im voraus ein­ gestellten erwarteten Bereich bzw. einem im voraus einge­ stellten zulässigen Bereich befindet oder nicht. Wenn sich das Ausgangssignal der Ausgangsschaltung 536 in dem im voraus eingestellten erwarteten Bereich befindet, hält die Abgleichsteuerschaltung 541 die vorübergehenden sich auf eine Empfindlichkeit beziehenden digitalen Daten un­ verändert in dem Speicher 522. Demgemäß verbleiben in diesem Fall die vorübergehenden sich auf eine Empfind­ lichkeit beziehenden digitalen Daten als endgültige sich auf eine Empfindlichkeit beziehende digitale Daten in dem Speicher 522. Andererseits aktualisiert, wenn sich das Ausgangssignal der Ausgangsschaltung 536 außerhalb des im voraus eingestellten erwarteten Bereichs befindet, die Abgleichsteuerschaltung 541 die vorübergehenden sich auf eine Empfindlichkeit beziehenden digitalen Daten in dem Speicher 522 zu neuen sich auf eine Empfindlichkeit be­ ziehenden digitalen Daten. Dann werden Betriebsschritte durchgeführt, die ähnlich zu den zuvor erwähnten Be­ triebsschritten sind. Eine derartige Abfolge von Be­ triebsschritten wird wiederholt, bis das Ausgangssignal der Ausgangsschaltung 536 in den im voraus eingestellten erwarteten Bereich fällt. Als Ergebnis sind letztlich die sich auf eine Empfindlichkeit beziehenden digitalen Da­ ten, welche bewirken, daß sich das Ausgangssignal der Ausgangsschaltung 536 in dem im voraus eingestellten er­ warteten Bereich befindet, in den Speicher 522 geladen.
Während der sechsten Stufe der Abgleichbetriebsart schreibt die Abgleichsteuerschaltung 541 vorübergehende digitale Versatztemperaturcharakteristikdaten in den Speicher 522. Die vorübergehenden digitalen Versatztempe­ raturcharakteristikdaten werden von dem Speicher 522 über die Auswahleinrichtung 532 zu dem D/A-Wandler 513 über­ tragen. Der D/A-Wandler 513 wandelt die vorübergehenden digitalen Versatztemperaturcharakteristikdaten zu einem vorübergehenden analogen Versatztemperaturcharakteristik­ signal. Der D/A-Wandler 513 gibt das vorübergehende ana­ loge Versatztemperaturcharakteristiksignal zu dem Ver­ stärker 504 aus. Während der sechsten Stufe der Abgleich­ betriebsart wird das Ausgangssignal der Überprüfungsbrüc­ kenschaltung 520 über den Multiplexer 503 zu dem Verstär­ ker 504 übertragen. Der Verstärker 504 verstärkt das Aus­ gangssignal der Überprüfungsbrückenschaltung 520 als Re­ aktion auf das vorübergehende analoge Versatztempera­ turcharakteristiksignal. Der Verstärker 504 gibt das sich aus einer Verstärkung ergebende Signal zu dem A/D-Wandler 533 aus. Eine Information, die durch das sich aus einer Verstärkung ergebende Signal dargestellt ist, wird durch den A/D-Wandler 533, die Verriegelungsschaltung 534, den D/A-Wandler 535 und die Ausgangsschaltung 536 übertragen. Die Abgleichsteuerschaltung 541 erfaßt eine Versatzver­ schiebung in dem Ausgangssignal der Ausgangsschaltung 536, während die Temperatur geändert wird. Die Abgleich­ steuerschaltung 541 bestimmt, ob sich die erfaßte Ver­ satzverschiebung in einem im voraus eingestellten erwar­ teten Bereich bzw. einem in voraus eingestellten zulässi­ gen Bereich befindet oder nicht. Wenn sich die erfaßte Versatzverschiebung in dem im voraus eingestellten erwar­ teten Bereich befindet, hält die Abgleichsteuerschaltung 541 die vorübergehenden digitalen Versatztemperaturcha­ rakteristikdaten unverändert in dem Speicher 522. Demge­ mäß verbleiben in diesem Fall die vorübergehenden digita­ len Versatztemperaturcharakteristikdaten als endgültige digitale Versatztemperaturcharakteristikdaten in dem Speicher 522. Andererseits aktualisiert, wenn sich die erfaßte Versatzverschiebung außerhalb des im voraus ein­ gestellten erwarteten Bereichs befindet, die Abgleich­ steuerschaltung 541 die vorübergehenden digitalen Ver­ satztemperaturcharakteristikdaten in dem Speicher 522 zu neuen digitalen Versatztemperaturcharakteristikdaten. Dann werden Betriebsschritte durchgeführt, die zu den zu­ vor erwähnten Betriebsschritten ähnlich sind. Eine derar­ tige Abfolge von Betriebsschritten wird wiederholt, bis die erfaßte Versatzverschiebung in den im voraus einge­ stellten erwarteten Bereich fällt. Als Ergebnis sind letztlich die digitalen Versatztemperaturcharakteristik­ daten, welche bewirken, daß sich die Versatzverschiebung in dem Ausgangssignal der Ausgangsschaltung 536 in dem im voraus eingestellten erwarteten Bereich befindet, in den Speicher 522 geladen. Während dieser sechsten Stufe der Abgleichbetriebsart können die sich auf einen Versatz be­ ziehenden digitalen Daten in dem Speicher 522 als Reak­ tion auf das Ausgangssignal der Ausgangsschaltung 536 korrigiert werden.
Nachdem die ersten bis sechsten Stufen beendet worden sind, erreicht die Abgleichbetriebsart die siebte Stufe. Während der siebten Stufe der Abgleichbetriebsart werden die sich auf einen Versatz beziehenden digitalen Daten und die digitalen Versatztemperaturcharakteristikdaten von dem Speicher 522 über die Auswahleinrichtung 532 zu dem D/A-Wandler 513 übertragen. Weiterhin wird das Aus­ gangssignal der Überprüfungsbrückenschaltung 520 über den Multiplexer 503 zu dem Verstärker 504 übertragen. Während der siebten Stufe der Abgleichbetriebsart arbeitet die Abgleichsteuerschaltung 541 der Diagnosesteuerschaltung 540 derart, daß sie ein Aktivierungssignal zu der Verrie­ gelungsschaltung 534 ausgibt. Die Verriegelungsschaltung 534 tastet das Ausgangssignal des A/D-Wandlers 533 als Reaktion auf das Aktivierungssignal ab und hält es. Gleichzeitig betreibt die Abgleichsteuerschaltung 541 den Speicher 537 derart, daß er das gehaltene Signal spei­ chert, das aus der Verriegelungsschaltung 534 ausgegeben wird. Das in dem Speicher 537 gespeicherte Signal bildet das zuvor erwähnte Anfangswertsignal. Nach der Abgleich­ betriebsart wechseln die Druckerfassungsbetriebsart und die Überprüfungsbetriebsart einander ab.
Es wird auf Fig. 12 verwiesen. Die Druckerfassungsbe­ triebsart wird während eines Zeitintervalls T1 ausgeführt und die Überprüfungsbetriebsart wird während eines Zeit­ intervalls T2 ausgeführt, das dem Zeitintervall T1 folgt.
Während des Zeitintervalls T1, das heißt während der Druckerfassungsbetriebsart, wird die Auswahleinrichtung 532 durch die Diagnosesteuerschaltung 540 derart gesteu­ ert, daß sie die sich auf einen Versatz beziehenden digi­ talen Daten und die digitalen Versatztemperaturcharakte­ ristikdaten auswählt, die aus dem Speicher 512 ausgegeben werden. In diesem Fall werden die sich auf einen Versatz beziehenden digitalen Daten und die digitalen Versatztem­ peraturcharakteristikdaten von dem Speicher 512 zu dem D/A-Wandler 513 übertragen. Gleichzeitig wird der Multi­ plexer 503 durch die Diagnosesteuerschaltung 540 derart gesteuert, daß er das Ausgangssignal des Erfassungsab­ schnitts 510 auswählt. In diesem Fall wird das Augangs­ signal des Erfassungsabschnitts 510 zu dem Verstärker 504 übertragen. Weiterhin wird die Verriegelungsschaltung 534 derart gesteuert, daß sie sich in einem Durchlaßzustand befindet. Daher wird eine Information, die durch das Aus­ gangssignal des Erfassungsabschnitts 510 dargestellt ist, durch den Verstärker 504, den A/D-Wandler 513, die Ver­ riegelungsschaltung 534, den D/A-Wandler 535 und die Aus­ gangsschaltung 536 übertragen. Demgemäß gibt die Aus­ gangsschaltung 536 ein Signal aus, das den Druck anzeigt, der auf den Erfassungsabschnitt 510 ausgeübt wird. Zu ei­ nem Zeitpunkt, unmittelbar bevor die Druckerfassungsbe­ triebsart durch die Überprüfungsbetriebsart ersetzt wird, wird die Verriegelungsschaltung 534 durch die Diagnose­ steuerschaltung 540 derart gesteuert, daß sie das Aus­ gangssignal des A/D-Wandlers 533 abtastet und hält. Wäh­ rend des Zeitintervalls T2, das heißt während der Über­ prüfungsbetriebsart, das dem Zeitintervall T1 folgt, wird die Verriegelungsschaltung 534 derart gesteuert, daß das gehaltene Signal darin bleibt und zu dem D/A-Wandler 535 geliefert wird. Daher gibt unter der Voraussetzung, daß sich das Diagnosesteuersignal in seinem Zustand befindet, der einem normalen Betrieb des bestimmten Abschnitts des Drucksensors entspricht, das Ausgangssignal aus der Aus­ gangsschaltung 536 das gehaltene Signal in der Verriege­ lungsschaltung 534 wieder.
Demgemäß fährt die Ausgangsschaltung 536 unter der Voraussetzung, daß der bestimmte Abschnitt des Drucksen­ sors normal arbeitet, auch während der Überprüfungsbe­ triebsart fort, das einen Druck anzeigende Signal auszu­ geben. Während des Zeitintervalls T2, das heißt während der Überprüfungsbetriebsart, wird die Auswahleinrichtung 532 durch die Diagnosesteuerschaltung 540 derart gesteu­ ert, daß sie die sich auf einem Versatz beziehenden digi­ talen Daten und die digitalen Versatztemperaturcharakte­ ristikdaten auswählt, die aus dem Speicher 522 ausgegeben werden. In diesem Fall werden die sich auf einen Versatz beziehenden digitalen Daten und die digitalen Versatzcha­ rakteristikdaten von dem Speicher 522 zu dem D/A-Wandler 513 übertragen.
Gleichzeitig wird der Multiplexer 503 durch die Dia­ gnosesteuerschaltung 540 derart gesteuert, daß der das Ausgangssignal der Überprüfungsbrückenschaltung 520 aus­ wählt. In diesem Fall wird das Ausgangssignal der Über­ prüfungsbrückenschaltung 520 zu dem Verstärker 504 über­ tragen. Der Verstärker 504 verstärkt das Ausgangssignal der Überprüfungsbrückenschaltung 520. Der Verstärker 504 gibt das sich aus seiner Verstärkung ergebende analoge Signal zu dem A/D-Wandler 533 aus. Der A/D-Wandler 533 wandelt das sich aus seiner Verstärkung ergebende analoge Signal zu einem entsprechenden digitalen Signal. Der A/D- Wandler 533 gibt das digitale Signal zu dem Komparator 538 aus. Während des Zeitintervalls T2, das heißt während der Überprüfungsbetriebsart, wird der Komparator 538 durch die Diagnosesteuerschaltung 540 derart gesteuert, daß er das Anfangswertsignal aus dem Speicher 537 aus­ liest und das Ausgangssignal des A/D-Wandlers 533 mit dem Anfangswertsignal vergleicht. Der Komparator 538 erzeugt ein Signal, das das Vergleichsergebnis darstellt. Der Komparator 538 gibt das Vergleichsergebnissignal zu der Diagnosesteuerschaltung 540 aus. Die Diagnosesteuerschal­ tung 540 bestimmt, ob der bestimmte Bereich des Drucksen­ sors normal oder falsch arbeitet, unter Bezugnahme auf das Vergleichsergebnissignal. Die Diagnosesteuerschaltung 540 erzeugt das Diagnosesteuersignal als Reaktion auf das Bestimmungse 47233 00070 552 001000280000000200012000285914712200040 0002010131229 00004 47114rgebnis. Die Diagnosesteuerschaltung 540 gibt das Diagnosesteuersignal zu der Ausgangsschaltung 536 aus. Wenn das Vergleichsergebnis anzeigt, daß das Aus­ gangssignal des A/D-Wandlers 533 mit dem Anfangswertsig­ nal übereinstimmt, legt die Diagnosesteuerschaltung 540 das Diagnosesteuersignal auf seinen Zustand fest, der ei­ nem normalen Betrieb des bestimmten Bereichs des Druck­ sensors entspricht. Andererseits legt, wenn das Ver­ gleichsergebnissignal anzeigt, daß das Ausgangssignal des A/D-Wandlers 533 nicht mit dem Anfangswertsignal überein­ stimmt, die Diagnosesteuerschaltung 540 das Diagnosesteu­ ersignal auf seinen Zustand fest, der einem Fehlverhalten des bestimmten Abschnitts des Drucksensors entspricht.
Die Ausgangsschaltung 536 reagiert auf das Diagnosesteu­ ersignal. In dem Fall, in dem sich das Diagnosesteuersig­ nal in seinem Zustand befindet, der einem normalen Be­ trieb des bestimmten Abschnitts des Drucksensors ent­ spricht, liefert die Ausgangsschaltung 536 das Ausgangs­ signal aus dem D/A-Wandler 535 zu der nächsten Stufe. An­ dererseits gibt in dem Fall, in dem sich das Diagnose­ steuersignal in seinem Zustand befindet, der einem Fehl­ verhalten des bestimmten Abschnitts des Drucksensors ent­ spricht, die Ausgangsschaltung 536 das im voraus einge­ stellte Signal eines hohen Pegels oder das im voraus ein­ gestellte Signal eines niedrigen Pegels aus. Das im vor­ aus eingestellte Signal eines hohen Pegels oder das im voraus eingestellte Signal eines niedrigen Pegels, das aus der Ausgangsschaltung 536 ausgegeben wird, unterrich­ tet die Systemsteuerseite oder die externe Vorrichtung darüber, daß der bestimmte Abschnitt des Drucksensors falsch arbeitet.
In dem Fall, in dem die Energieversorgungsspannung gleich 5 V ist, ist es bevorzugt, daß sich die Signal­ spannung, die aus der Ausgangsschaltung 536 ausgegeben wird, während eines normalen Betriebs des Drucksensors in dem Bereich von 0,5 V bis 4,5 V ändert. In diesem Fall kann das Diagnosesteuersignal, das einem Fehlverhalten des bestimmten Abschnitts des Drucksensors entspricht, derart ausgelegt sein, daß es bewirkt, daß die Signal­ spannung niedriger als 0,3 V (ein unterer Referenzpegel) oder höher als 4,7 V (ein hoher Referenzpegel) ist.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines zwölften Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Das zwölfte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er­ findung ist ausgenommen dessen ähnlich zu ihrem elften Ausführungsbeispiel, daß die Speicher 512 und 522 (oder 12A und 22A) durch einen einzigen Speicher ausgebildet sind.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines dreizehn­ ten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Das dreizehnte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ausgenommen dessen ähnlich zu den elften und zwölften Ausführungsbeispielen von ihr, daß die Über­ prüfungsbrückenschaltung 520 durch einen D/A-Wandler ei­ nes R/2R-Leitertyps ersetzt ist, welcher ähnlich zu dem in Fig. 6 ist.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines vierzehn­ ten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Gemäß dem vierzehnten Ausführungsbeispiel der vorlie­ genden Erfindung ist der Drucksensor in einem der elften bis dreizehnten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Er­ findung derart abgeändert, daß er eine physikalische Größe erfaßt, die von einem Druck verschieden ist.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines fünfzehn­ ten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Fig. 13 zeigt einen Drucksensor gemäß dem fünfzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Drucksensor in Fig. 13 ist ausgenommen von Aufbauänderun­ gen, die hier im weiteren Verlauf erwähnt werden, ähnlich zu dem Drucksensor in Fig. 11. Der Drucksensor in Fig. 13 beinhaltet eine analoge Abtast/Halteschaltung 591, einen Speicher 592, einen D/A-Wandler 593, eine Verriegelungs­ schaltung 594 und einen Fensterkomparator 595. Der A/D- Wandler 533, die Verriegelungsschaltung 534, der D/A- Wandler 535, der Speicher 537 und der Komparator 538 (siehe Fig. 11) sind bei dem Drucksensor in Fig. 13 weg­ gelassen. Die Abtast/Halteschaltung 591 entspricht dem A/D-Wandler 533, der Verriegelungsschaltung 534 und dem D/A-Wandler 535 (siehe Fig. 11). Der D/A-Wandler 593 und der Fensterkomparator 595 entsprechen dem Komparator 538 (siehe Fig. 11). Der Drucksensor in Fig. 13 beinhaltet eine Diagnosesteuerschaltung 540A und eine Abgleichsteu­ erschaltung 541, welche von der Diagnosesteuerschaltung 540 bzw. der Abgleichsteuerschaltung 541 (siehe Fig. 11) abgewandelt sind.
Die Abtast/Halteschaltung 591 ist zwischen dem Ver­ stärker 504 und der Ausgangsschaltung 536 angeschlossen. Die Abtast/Halteschaltung 591 ist ebenso mit der Diagno­ sesteuerschaltung 540A und der Abgleichsteuerschaltung 541A verbunden. Der Speicher 592 ist mit der Abgleich­ steuerschaltung 541A und dem D/A-Wandler 593 verbunden. Der D/A-Wandler 593 ist mit dem Fensterkomparator 595 verbunden. Die Verriegelungsschaltung 594 ist mit der Diagnosesteuerschaltung 540A, der Abgleichsteuerschaltung 541A und dem Fensterkomparator 595 verbunden. Der Fen­ sterkomparator 595 ist mit dem Verstärker 504 verbunden.
Die Abtast/Halteschaltung 591 empfängt das Ausgangs­ signal des Verstärkers 504. Während der Druckerfassungs­ betriebsart und der Abgleichbetriebsart tastet die Ab­ tast/Halteschaltung 591 periodisch das Ausgangssignal des Verstärkers 504 auf einer analogen Basis ab und hält es und gibt das gehaltene Signal zu der Ausgangsschaltung 536 aus. Vorzugsweise befindet sich die Ab­ tast/Halteschaltung 591 während der Druckerfassungsbe­ triebsart und der Abgleichbetriebsart in einem im wesent­ lichen durchlässigen Zustand. Während der Überprüfungsbe­ triebsart fährt die Abtast/Halteschaltung 591 fort, das gehaltene Signal zu der Ausgangsschaltung 536 auszugeben, welches zu dem Zeitpunkt des Endes der vorhergehenden Druckerfassungsbetriebsart abgetastet worden ist.
Der Speicher 592 speichert digitale Daten, die eine Obergrenzen-Referenzspannung und eine Untergrenzen-Refe­ renzspannung darstellen. Der Speicher 592 gibt die digi­ talen Daten zu dem D/A-Wandler 593 aus. Der D/A-Wandler 593 wandelt die digitalen Ausgangsdaten aus dem Speicher 592 zu den Obergrenzen- und Untergrenzen-Referenzspannun­ gen. Der D/A-Wandler 593 legt die Obergrenzen- und Unter­ grenzen-Referenzspannungen an den Fensterkomparator 595 an.
Der Fensterkomparator 595 empfängt das Ausgangssignal des Verstärkers 504. Die Obergrenzen- und Untergrenzen- Referenzspannungen, die an den Fensterkomparator 595 an­ gelegt werden, definieren dazwischen einen normalen Be­ reich für die Spannung des Ausgangssignals des Verstär­ kers 504. Die Vorrichtung 595 vergleicht die Spannung des Ausgangssignals aus dem Verstärker 504 mit den Obergren­ zen- und Untergrenzen-Referenzspannungen. Der Fensterkom­ parator 595 bestimmt, ob sich die Spannung des Ausgangs­ signals aus dem Verstärker 504 in dem normalen Bereich befindet oder nicht. Der Fensterkomparator 595 erzeugt ein binäres Signal, das das Bestimmungsergebnis bzw. Ver­ gleichsergebnis darstellt. Der Fensterkomparator 595 gibt das Vergleichsergebnissignal zu der Verriegelungsschal­ tung 594 aus. Während der Überprüfungsbetriebsart tastet die Verriegelungsschaltung 594 das Vergleichsergeb­ nissignal ab und hält es und gibt das gehaltene Ver­ gleichsergebnissignal zu der Diagnosesteuerschaltung 540A aus. Die Diagnosesteuerschaltung 540A erzeugt ein Diagno­ sesteuersignal als Reaktion auf das Vergleichsergebnis­ signal, das von der Verriegelungsschaltung 594 zugeführt wird. Die Diagnosesteuerschaltung 540A gibt das Diagnose­ steuersignal zu der Ausgangsschaltung 536 aus.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines sechzehn­ ten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Fig. 14 zeigt einen Drucksensor 701 gemäß dem sech­ zehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Drucksensor 701 in Fig. 14 beinhaltet eine erste Sen­ sorschaltung 710, eine zweite Sensorschaltung 720, einen Fensterkomparator 730 und eine Stromsteuerschaltung 740. Wie es später deutlich wird, wirkt die zweite Sensor­ schaltung 720 als eine Referenzsignal-Erzeugungsschal­ tung.
Die erste Sensorschaltung 710 ist mit dem Fensterkom­ parator 730 verbunden. Die zweite Sensorschaltung 720 ist mit dem Fensterkomparator 730 verbunden. Der Fensterkom­ parator 730 ist mit der Stromsteuerschaltung 740 verbun­ den. Die erste Sensorschaltung 710 weist einen positiven Energieversorgungsanschluß auf, der mit einer positiven Energieversorgungsleitung verbunden ist, an den eine Kon­ stantenergieversorgungsspannung Vcc angelegt wird. Die erste Sensorschaltung 710 weist einen negativen Energie­ versorgungsanschluß auf, welcher an Masse gelegt ist. Die erste Sensorschaltung 710 wird durch Energie aktiviert, die entlang der positiven Energieversorgungsleitung zuge­ führt wird. Die zweite Sensorschaltung 720 weist einen positiven Energieversorgungsanschluß auf, der mit der po­ sitiven Energieversorgungsleitung verbunden ist, an die die Konstanteenergieversorgungsspannung Vcc angelegt wird. Die zweite Sensorschaltung 720 weist einen negati­ ven Energieversorgungsanschluß auf, der an Masse gelegt ist. Die zweite Sensorschaltung 720 wird durch Energie aktiviert, die entlang der positiven Energieversorgungs­ leitung zugeführt wird. Der Fensterkomparator 730 weist einen positiven Energieversorgungsanschluß auf, der mit der positiven Energieversorgungsleitung verbunden ist, an die Konstanteenergieversorgungsspannung Vcc angelegt wird. Der Fensterkomparator 730 weist einen negativen Energieversorgungsanschluß auf, welcher an Masse gelegt ist. Der Fensterkomparator 730 wird durch Energie akti­ viert, die entlang der positiven Energieversorgungslei­ tung zugeführt wird. Ein erstes Ende der Stromsteuer­ schaltung 720 ist mit der positiven Energieversorgungs­ leitung verbunden, an die die Konstanteenergieversor­ gungsspannung Vcc angelegt wird. Ein zweites Ende der Stromsteuerschaltung 740 ist an Masse gelegt. Das zweite Ende der Stromsteuerschaltung 740 ist mit einem Massean­ schluß GND verbunden. Die Stromsteuerschaltung 740 weist einen Steueranschluß auf, der mit dem Fensterkomparator 730 verbunden ist. Ein Strom, der von der positiven Ener­ gieversorgungsleitung durch die Stromsteuerschaltung 740 zu Masse fließt, wird durch ein Signal bestimmt, das an ihren Steueranschluß angelegt wird.
Die erste Sensorschaltung 710 weist einen Erfassungs­ abschnitt zum Erfassen eines Drucks auf. Die erste Sen­ sorschaltung 710 erzeugt eine Signalspannung VoutA, die den erfaßten Druck darstellt, und gibt diese aus. Die er­ ste Sensorschaltung 710 legt die Signalspannung VoutA an den Fensterkomparator 730 an. Die zweite Sensorschaltung 720 erzeugt eine Obergrenzen-Referenzspannung V1 und eine Untergrenzen-Referenzspannung V2. Die zweite Sensorschal­ tung 720 gibt die Obergrenzen-Referenzspannung V1 und die Untergrenzen-Referenzspannung V2 zu dem Fensterkomparator 730 aus. Der Fensterkomparator 730 vergleicht die Signal­ spannung VoutA mit der Obergrenzen-Referenzspannung V1 und der Untergrenzen-Referenzspannung V2. Die Obergren­ zen-Referenzspannung V1 und die Untergrenzen-Referenz­ spannung V2 definieren dazwischen einen normalen Bereich für die Signalspannung VoutA. Der Fensterkomparator 730 bestimmt, ob sich die Signalspannung VoutA in dem norma­ len Bereich befindet oder nicht. Der Fensterkomparator 730 erzeugt ein binäres Signal, das das Bestimmungsergeb­ nis bzw. Vergleichsergebnis darstellt. Der Fensterkompa­ rator 730 gibt das Vergleichsergebnissignal als ein Dia­ gnosesteuersignal zu dem Steueranschluß der Stromsteuer­ schaltung 740 aus. Daher hängt der Strom, der durch die Stromsteuerschaltung 740 fließt, von dem Diagnosesteuer­ signal ab.
Wie es in Fig. 15 gezeigt ist, beinhaltet die erste Sensorschaltung 710 einen ersten Erfassungsabschnitt 711 und einen Verstärker 712. Der erste Erfassungsabschnitt 711 weist eine Wheatstone-Brückenschaltung auf, die aus Dehnungsmeßstreifenwiderständen RaA bis RdA besteht, die auf den zu erfassenden Druck reagieren. Die Wheatstone- Brückenschaltung ist mit dem Verstärker 712 verbunden. Der Verstärker 712 empfängt ein Ausgangssignal der Wheatstone-Brückenschaltung. Der Verstärker 712 verstärkt das Ausgangssignal der Wheatstone-Brückenschaltung. Der Verstärker 712 gibt das sich aus einer Verstärkung erge­ bende Signal als die Signalspannung VoutA aus. Der Ver­ stärker 712 führt eine Nullpunkteinstellung, eine Emp­ findlichkeitstemperaturkompensation und eine Nullpunkt­ temperaturkompensation bezüglich des Ausgangssignals der Wheatstone-Brückenschaltung durch.
Die zweite Sensorschaltung 720 beinhaltet einen zwei­ ten Erfassungsabschnitt 721 und einen Verstärker 722. Der zweite Erfassungsabschnitt 721 weist eine Wheatstone- Brückenschaltung auf, die aus Dehnungsmeßstreifenwider­ ständen RaB bis RdB besteht. Die Wheatstone-Brückenschal­ tung ist mit dem Verstärker 722 verbunden. Der Verstärker 722 empfängt ein Ausgangssignal aus der Wheatstone-Brüc­ kenschaltung. Der Verstärker 722 gibt das sich aus einer Verstärkung ergebende Signal als eine Signalspannung VoutB aus. Der zweite Erfassungsabschnitt 721 und der Verstärker 722 sind in der Struktur zu dem ersten Erfas­ sungsabschnitt 711 bzw. dem Verstärker 712 ähnlich. Der zweite Erfassungsabschnitt 721 und der Verstärker 722 können sich in der Struktur von dem ersten Erfassungsab­ schnitt 711 bzw. dem Verstärker 712 unterscheiden.
Die zweite Sensorschaltung 720 beinhaltet weiterhin Widerstände R1B bis R4B, welche in dieser Reihenfolge in Reihe geschaltet sind. Ein Ende der Reihenschaltung der Widerstände R1B bis R4B, welches nahe dem Widerstand R1B ist, ist mit der positiven Energieversorgungsleitung ver­ bunden, an die die Konstanteenergieversorgungsspannung Vcc angelegt wird. Das andere Ende der Reihenschaltung der Widerstände R1B bis R4B ist an Masse gelegt. Der Schnittpunkt zwischen den Widerständen R2B und R3B ist mit dem Ausgangsanschluß des Verstärkers 722 verbunden. Daher wird an den Schnittpunkt zwischen den Widerständen R2B und R3B die Signalspannung VoutB angelegt. Die Ober­ grenzen-Referenzspannung V1 tritt an dem Schnittpunkt zwischen den Widerständen R1B und R2B auf. Die Untergren­ zen-Referenzspannung V2 tritt an dem Schnittpunkt zwi­ schen den Widerständen R3B und R4B auf. Die Obergrenzen- Referenzspannung V1 und die Untergrenzen-Referenzspannung V2 hängen von der Signalspannung VoutB ab. Vorzugsweise folgen die Obergrenzen-Referenzspannung V1 und die Unter­ grenzen-Referenzspannung V2 der Signalspannung VoutA. Die Widerstandswerte der Widerstände R1B bis R4B sind derart ausgewählt, daß die Obergrenzen-Referenzspannung V1 um einen Wert ΔV höher als die Signalspannung VoutA wird und die Untergrenzen-Referenzspannung V2 um einen Wert ΔV niedriger als die Signalspannung VoutA wird. Vorzugsweise ist der Wert ΔV auf 5% der Breite des Bereichs festge­ legt, in welchem sich die Signalspannung VoutA ändert. Zum Beispiel ist der Wert ΔV in dem Fall, in dem sich die Signalspannung VoutA in dem Bereich von 0,5 V bis 4,5 V ändert, auf 0,2 V festgelegt und daher beträgt die Breite des Bereichs gleich 4 V. Der Wert ΔV ist durch die fol­ gende Gleichung gegeben:
R2B/(R1B + R2B) = R3B/(R3B + R4B) = 2.ΔV/VCC (1)
Die Beziehung zwischen den Signalspannungen VoutA und VoutB, welche zu diesem Zeitpunkt auftritt, ist durch die folgende Gleichung ausgedrückt:
VoutB = (1 + R2B/R1B).VoutA - (Vcc/2)/(R2B/R1B) (2)
Daher unterscheiden sich die Signalspannungen VoutA und VoutB voneinander.
Die Signalspannung VoutB ist eine Basis zum Erzeugen der Obergrenzen-Referenzspannung V1 und der Untergrenzen- Referenzspannung V2. Die Obergrenzen-Referenzspannung V1 und die Untergrenzen-Referenzspannung V2 sind wie folgt gegeben:
V1 = (Vcc - VoutB).R1B/(R1B + R2B) (3)
V2 = VoutB.R3B/(R3B + R4B) (4)
Die Signalspannung VoutB erhöht sich, wenn der ausge­ übte Druck ansteigt. Deshalb ist, wie es in Fig. 16 ge­ zeigt ist, die Differenz zwischen der Signalspannung VoutB und der Obergrenzen-Referenzspannung V1 verhältnis­ mäßig groß und die Differenz zwischen der Signalspannung VoutB und der Untergrenzen-Referenzspannung V2 verhält­ nismäßig klein, wenn der ausgeübte Druck niedrig ist. An­ dererseits ist die Differenz zwischen der Signalspannung VoutB und der Obergrenzen-Referenzspannung V1 verhältnis­ mäßig klein und die Differenz zwischen der Signalspannung VoutB und der Untergrenzen-Referenzspannung V2 verhält­ nismäßig groß, wenn der ausgeübte Druck hoch ist.
Vorzugsweise ist die Beziehung zwischen der Signal­ spannung VoutB und dem ausgeübten Druck von der zwischen der Signalspannung VoutA und dem ausgeübten Druck ver­ schieden. Die Obergrenzen-Referenzspannung V1 und die Un­ tergrenzen-Referenzspannung V2 sind ungefähr gleich der Signalspannung VoutA bezüglich einer Empfindlichkeit für Druck. Wie es in Fig. 16 gezeigt ist, sind die charakte­ ristischen Linien der Obergrenzen-Referenzspannung V1 und der Untergrenzen-Referenzspannung V2 parallel zu der der Signalspannung VoutA. Vorzugsweise weist die Signalspan­ nung VoutB eine höhere Empfindlichkeit als die Signal­ spannung VoutA auf.
Es wird zurück auf Fig. 15 verwiesen. Der Fensterkom­ parator 730 beinhaltet einen ersten Komparator 731, einen zweiten Komparator 732, eine erste UND-Schaltung 733, eine zweite UND-Schaltung 734 und eine ODER-Schaltung 735. Der invertierende Eingangsanschluß des ersten Kompa­ rators 731 ist mit dem Schnittpunkt zwischen den Wider­ ständen R1B und R2B in der zweiten Sensorschaltung 720 verbunden. Der nichtinvertierende Eingangsanschluß des ersten Komparators 731 ist über einen Widerstand 736 mit dem Ausgangsanschluß des Verstärkers 712 in der ersten Sensorschaltung 710 verbunden. Der invertierende Ein­ gangsanschluß des zweiten Komparators 732 ist mit dem Schnittpunkt zwischen den Widerständen R3B und R4B in der zweiten Sensorschaltung 720 verbunden. Der nichtinvertie­ rende Eingangsanschluß des zweiten Komparators 732 ist über den Widerstand 736 mit dem Eingangsanschluß des Ver­ stärkers 712 in der ersten Sensorschaltung 710 verbunden. Ein Ende eines Kondensators 737 ist mit dem Schnittpunkt zwischen dem Widerstand 736, dem nichtinvertierenden Ein­ gangsanschluß des ersten Komparators 731 und dem nichtin­ vertierenden Eingangsanschluß des zweiten Komparators 732 verbunden. Das andere Ende des Kondensators 737 ist an Masse gelegt. Der Ausgangsanschluß des ersten Komparators 731 ist mit einem ersten Eingangsanschluß der ersten UND- Schaltung 733 verbunden. Der Eingangsanschluß des ersten Komparators 731 ist über einen Inverter mit einem ersten Eingangsanschluß der zweiten UND-Schaltung 734 verbunden. Der Ausgangsanschluß des zweiten Komparators 732 ist mit einem zweiten Eingangsanschluß der ersten UND-Schaltung 733 verbunden. Der Ausgangsanschluß des zweiten Kompara­ tors 732 ist über einen Inverter mit einem zweiten Ein­ gangsanschluß der zweiten UND-Schaltung 734 verbunden. Der Ausgangsanschluß der ersten UND-Schaltung 733 ist mit einem ersten Eingangsanschluß der ODER-Schaltung 735 ver­ bunden. Der Ausgangsanschluß der zweiten UND-Schaltung 734 ist mit einem zweiten Eingangsanschluß der ODER- Schaltung 735 verbunden. Der Ausgangsanschluß der ODER- Schaltung 735 ist mit der Stromsteuerschaltung 740 ver­ bunden.
Der Fensterkomparator 730 arbeitet wie folgt. Der er­ ste Komparator 731 empfängt die Signalspannung VoutA von der ersten Sensorschaltung 710. Der erste Komparator 731 empfängt die Obergrenzen-Referenzspannung V1 von der zweiten Sensorschaltung 720. Der erste Komparator 731 vergleicht die Signalspannung VoutA und die Obergrenzen- Referenzspannung V1 miteinander und gibt ein Signal aus, das das Vergleichsergebnis darstellt. Der zweite Kompara­ tor 732 empfängt die Signalspannung VoutA von der ersten Sensorschaltung 710. Der zweite Komparator 732 empfängt die Untergrenzen-Referenzspannung V2 von der zweiten Sen­ sorschaltung 720. Der zweite. Komparator 732 vergleicht die Signalspannung VoutA und die Untergrenzen-Referenz­ spannung V2 miteinander und gibt ein Signal aus, das das Vergleichsergebnis darstellt. Die erste UND-Schaltung 733 empfängt die Vergleichsergebnissignale von den ersten und zweiten Komparatoren 731 und 732. Die erste UND-Schaltung 733 führt eine UND-Verknüpfung zwischen den Vergleichser­ gebnissignalen aus und gibt ein Signal aus, das das Er­ gebnis der UND-Verknüpfung darstellt. Die zweite UND- Schaltung 734 empfängt das invertierte Vergleichsergeb­ nissignal, das von dem ersten Komparator 731 ausgegeben wird. Die zweite UND-Schaltung 734 empfängt das inver­ tierte Vergleichsergebnissignal, das von dem zweiten Kom­ parator 732 ausgegeben wird. Die zweite UND-Schaltung 734 führt eine UND-Verknüpfung zwischen den invertierten Ver­ gleichsergebnissignalen aus und gibt ein Signal aus, das das Ergebnis der UND-Verknüpfung darstellt. Die ODER- Schaltung 735 empfängt die UND-Verknüpfungs-Ergebnissig­ nale von den ersten und zweiten UND-Schaltungen 733 und 734. Die ODER-Schaltung 735 führt eine ODER-Verknüpfung zwischen den UND-Verküpfungs-Ergebnissignalen aus und gibt ein Signal aus, das das Ergebnis der ODER-Verknüp­ fung darstellt. Das ODER-Verknüpfungs-Ergebnissignal, das aus ODER-Schaltung 735 ausgegeben wird, wird der Strom­ steuerschaltung 740 als das Diagnosesteuersignal zuge­ führt. Das Diagnosesteuersignal, das aus dem Fensterkom­ parator 730 zu der Stromsteuerschaltung 740 ausgegeben wird, befindet sich in einem Zustand eines niedrigen Pe­ gels, wenn sich die Signalspannung VoutA in dem normalen Bereich, das heißt dem Bereich zwischen der Obergrenzen- Referenzspannung V1 und der Untergrenzen-Referenzspannung V2, befindet. Das Diagnosesteuersignal befindet sich in einem Zustand eines hohen Pegels, wenn sich die Signal­ spannung VoutA außerhalb des normalen Bereichs befindet. Der Widerstand 736 und der Komparator 737, welche zwi­ schen der ersten Sensorschaltung 710 und dem Fensterkom­ parator 730 vorgesehen sind, bilden ein Tiefpaßfilter zum Entfernen von Rauschen aus der Signalspannung VoutA.
Die Stromsteuerschaltung 740 ist mit der positiven Energieversorgungsleitung verbunden, an die die Konstant­ energieversorgungsspannung Vcc angelegt wird. Ebenso ist die Stromsteuerschaltung 740 mit dem Masseanschluß GND verbunden. Die Stromsteuerschaltung 740 beinhaltet eine NICHT-Schaltung 741, Transistoren 742 bis 744 und Wider­ stände R5 bis R7. Der Transistor 744 weist eine Parallel­ schaltung von "n" Untertransistoren auf, die jeweils gleich dem Transistor 743 sind, wobei "n" eine vorbe­ stimmte natürliche Zahl bezeichnet, die gleich oder grö­ ßer als 2 ist. Die Transistoren 743 und 744 bilden eine Stromspiegelschaltung 745.
Der Eingangsanschluß der NICHT-Schaltung 741 ist mit dem Ausgangsanschluß der ODER-Schaltung 735 in dem Fen­ sterkomparator 730 verbunden. Die Widerstände R5 und R6 sind in Reihe geschaltet. Ein Ende der Reihenschaltung der Widerstände R5 und R6 ist mit dem Ausgangsanschluß der NICHT-Schaltung 741 verbunden. Das andere Ende der Reihenschaltung der Widerstände R5 und R6 ist an Masse gelegt. Die Basis des Transistors 742 ist mit dem Schnittpunkt zwischen den Widerständen R5 und R6 verbun­ den. Der Kollektor des Transistors 742 ist über den Wi­ derstand R7 mit der positiven Energieversorgungsleitung verbunden, an die die Konstantenergieversorgungsspannung Vcc angelegt wird. Der Emitter des Transistors 742 ist an Masse gelegt. Der Kollektor des Transistors 743 ist mit dem Schnittpunkt zwischen dem Widerstand R7 und dem Kol­ lektor des Transistors 742 verbunden. Die Basen der Tran­ sistoren 743 und 744 sind miteinander verbunden. Der Schnittpunkt zwischen den Basen der Transistoren 743 und 744 ist mit dem Schnittpunkt zwischen dem widerstand R7, dem Kollektor des Transistors 742 und dem Kollektor des Transistors 743 verbunden. Die Emitter der Transistoren 743 und 744 sind an Masse gelegt. Der Emitter des Transi­ stors 744 ist mit dem Masseanschluß GND verbunden. Der Kollektor des Transistors 744 ist mit der positiven Ener­ gieversorgungsleitung verbunden, an die die Konstantener­ gieversorgungsspannung Vcc angelegt wird.
Die NICHT-Schaltung 741 empfängt das Diagnosesteuer­ signal von dem Fensterkomparator 730. Die NICHT-Schaltung 741 invertiert das Diagnosesteuersignal. Die NICHT-Schal­ tung 741 legt das sich aus einer Inversion ergebende Sig­ nal an die Reihenschaltung der Widerstände R5 und R6 an. Die Reihenschaltung der Widerstände R5 und R6 wirkt als ein Spannungsteiler für das sich aus einer Inversion er­ gebende Signal. Das sich aus einer Inversion ergebende Signal, welches an dem Schnittpunkt zwischen den Wider­ ständen R5 und R6 auftritt, wird der Basis des Transi­ stors 742 zugeführt. Der Transistor 742 wird als Reaktion auf das sich aus einer Division ergebende Signal betrie­ ben. Die Stromsteuerschaltung 745, die aus den Transisto­ ren 743 und 744 gebildet ist, wird durch den Transistor 742 gesteuert. Der Transistor 741 entspricht einem ersten Element, während die Transistoren 743 und 744 einem zwei­ ten Element entsprechen.
Der Drucksensor 701 arbeitet wie folgt. In dem Fall, in dem sich die Signalspannung VoutA in dem normalen Be­ reich, das heißt in dem Bereich zwischen der Obergrenzen- Referenzspannung V1 und der Untergrenzen-Referenzspannung V2, befindet, befindet sich das Diagnosesteuersignal, das von dem Fensterkomparator 730 zu der Stromsteuerschaltung 740 ausgegeben wird, in seinem Zustand eines niedrigen Pegels. Die NICHT-Schaltung 741 in der Stromsteuerschal­ tung 740 gibt als Reaktion auf das Diagnosesteuersignal eines niedrigen Pegels ein Signal eines hohen Pegels aus. Das Ausgangssignal eines hohen Pegels aus der NICHT- Schaltung 741 erreicht über den Widerstand R5 die Basis des Transistors 742, was bewirkt, daß sich der Transistor 742 in seinem eingeschalteten Zustand befindet. Wenn sich der Transistor 742 in seinem eingeschalteten Zustand be­ findet, befinden sich die Transistoren 743 und 744 in ih­ ren ausgeschalteten Zuständen. Daher ist in diesem Fall der Strom, der von der positiven Energieversorgungslei­ tung über die Stromsteuerschaltung 740 zu Masse fließt, das heißt der Strom, der von der Stromsteuerschaltung 740 aufgenommen wird, gleich einem Strom I1(normal), der über den Widerstand R7 und den Transistor 742 fließt. Der Strom I1(normal) ist wie folgt gegeben:
I1(normal) = {Vcc - VCE(sat)}/R7 ≈ Vcc/R7 (5)
Dabei bezeichnet VCE(sat) die Kollek­ tor/Emitterspannung in dem Transistor 742 und bezeichnet R7 den Widerstandswert des Widerstands R7.
In dem Fall, in dem sich die Signalspannung VoutA au­ ßerhalb des normalen Bereichs, das heißt des Bereichs zwischen der Obergrenzen-Referenzspannung V1 und der Un­ tergrenzen-Referenzspannung V2, befindet, befindet sich das Diagnosesteuersignal, das von dem Fensterkomparator 730 zu der Stromsteuerschaltung 740 ausgegeben wird, in seinem Zustand eines hohen Pegels. Die NICHT-Schaltung 741 in der Stromsteuerschaltung 740 gibt als Reaktion auf das Diagnosesteuersignal eines hohen Pegels ein Signal eines niedrigen Pegels aus. Das Ausgangssignal eines niedrigen Pegels aus der NICHT-Schaltung 741 erreicht über den Widerstand R5 die Basis des Transistors 742, was bewirkt, daß sich der Transistor 742 in seinem ausge­ schalteten Zustand befindet. Wenn sich der Transistor 742 in seinem ausgeschalteten Zustand befindet, befinden sich die Transistoren 743 und 744 in eingeschalteten Zustän­ den. Daher ist in diesem Fall der Strom, der von der po­ sitiven Energieversorgungsleitung über die Stromsteuer­ schaltung 740 zu Masse fließt, das heißt der Strom, der von der Stromsteuerschaltung 740 aufgenommen wird, gleich der Summe eines Stroms I1(abnormal), der über den Wider­ stand R7 und den Transistor 743 fließt, und eines Stroms I2, der über den Transistor 744 fließt. Der Strom I1(abnormal) ist wie folgt gegeben:
I1(abnormal) = (Vcc - VBE)/R7 ≈ (Vcc - 0,7)/R7 (6)
Dabei bezeichnet VBE die Basis/Emitterspannung in dem Transistor 743. Der Strom I2 wird durch das Stromspiegel­ verhältnis in der Stromspiegelschaltung 745 bestimmt und ist wie folgt gegeben:
I2 = n.I1(abnormal) (7)
Dabei bezeichnet "n" die Anzahl der Untertransisto­ ren, die den Transistor 744 bilden. Daher ist die Summe der Ströme I1(abnormal) und I2 wie folgt ausgedrückt:
I1(abnormal) + I2 = (n + 1).I1(abnormal) (8)
Wie es sich aus den Gleichungen (5) und (8) versteht, erhöht sich, wenn sich die Signalspannung VoutA aus dem normalen Bereich bewegt, der Strom, der durch die Strom­ steuerschaltung 740 fließt, um einen Wert ΔI, der wie folgt gegeben ist:
ΔI = I1(abnormal) + I2 - I1(normal) = (n + 1).I1(abnormal) - I1(normal) (9)
Es wird auf Fig. 17 verwiesen. Zu einem Zeitpunkt t0 tritt ein Fehlverhalten des Drucksensors 701 auf, so daß sich die Signalspannung VoutA aus dem normalen Bereich bewegt. Daher erhöht sich zu dem Zeitpunkt t0 der Strom, der von der Stromsteuerschaltung 740 aufgenommen wird, um den Wert ΔI, der gleich "I1(abnormal) + I2 - I1(normal)" ist. Demgemäß kann das Fehlverhalten des Drucksensors 701 durch ein Erfassen einer Änderung des Stroms erfaßt wer­ den, der von der Stromsteuerschaltung 740 aufgenommen wird. Der Strom, der von der Stromsteuerschaltung 740 aufgenommen wird, zeigt an, ob der Drucksensor 701 normal oder falsch arbeitet.
Wie es in Fig. 18 gezeigt ist, ist der Drucksensor 701 mit einer elektronischen Steuereinheit bzw. ECU 750 verbunden. Der Drucksensor 701 ist mit Anschlüssen 701a bis 701c versehen. Der Anschluß 701a ist mit der positi­ ven Energieversorgungsleitung verbunden, an die die Kon­ stantenergieversorgungsspannung Vcc angelegt wird. Die Signalspannung VoutA wird über den Anschluß 701b übertra­ gen. Der Anschluß 701c ist an Masse gelegt. Die An­ schlüsse 701a bis 701c sind über Verbinder 751 und 752 und einen Kabelbaum 753 mit der ECU 750 verbunden. Der Kabelbaum 753 beinhaltet Drähte 753a bis 753c, die von jeweiligen der Anschlüsse 701a bis 701c kommen.
Die ECU 750 beinhaltet eine Energieversorgungsschal­ tung 754 zum Erzeugen der Konstantenergieversorgungsspan­ nung Vcc. Die Energieversorgungsschaltung 754 weist eine Konstantspannungsschaltung 755, einen Operationsverstär­ ker 756, Transistoren 757 und 758, einen Widerstand 760, einen Transistor 768, einen Widerstand 769, einen Konden­ sator 770, einen Widerstand 771, einen Kondensator 772 und einen Widerstand 773 auf. Die Transistoren 757 und 758 bilden eine Stromspiegelschaltung 759. Der Transistor 758 weist eine Parallelschaltung von mehreren Untertran­ sistoren auf.
Der nichtinvertierende Eingangsanschluß des Opera­ tionsverstärkers 756 ist über den Widerstand 773 mit dem positiven Ausgangsanschluß der Konstantspannungsschaltung 755 verbunden. Der negative Ausgangsanschluß der Kon­ stantspannungsschaltung 755 ist an Masse gelegt. Der in­ vertierende Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 756 ist über den Widerstand 771 mit der positiven Aus­ gangsleitung, die sich von der Energieversorgungsschal­ tung 754 ausdehnt, das heißt der positiven Energieversor­ gungsleitung, an die die Konstantenergieversorgungsspan­ nung Vcc angelegt wird, verbunden. Ein Ende des Kondensa­ tors 772 ist mit dem Schnittpunkt zwischen dem Widerstand 771 und dem invertierenden Eingangsanschluß des Opera­ tionsverstärkers 756 verbunden. Das andere Ende des Kon­ densators 772 ist an Masse gelegt. Der Widerstand 771 und der Kondensator 772 bilden ein Rauschen entfernendes Tiefpaßfilter. Der Ausgangsanschluß des Operationsver­ stärkers 756 ist mit den Emittern der Transistoren 757 und 758 verbunden. Die Basen der Transistoren 757 und 758 sind miteinander verbunden. Der Schnittpunkt zwischen den Basen der Transistoren 757 und 758 ist mit dem Emitter des Transistors 768 verbunden. Der Kollektor des Transi­ stors 757 ist mit einem Ende des Widerstands 760 verbun­ den. Das andere Ende des Widerstands 760 ist an Masse ge­ legt. Der Widerstand 760 wirkt derart, daß er einen Strom erfaßt, der durch den Transistor 757 fließt. Der Wider­ stand 760 ist von einem Typ, der einen Widerstandswert aufweist, dessen Temperaturkoeffizient (TCR) ungefähr gleich null ist. Der Kollektor des Transistors 768 ist an Masse gelegt. Die Basis des Transistors 768 ist über den Widerstand 769 mit der positiven Ausgangsleitung, die sich von der Energieversorgungsschaltung 754 ausdehnt, das heißt der positiven Energieversorgungsleitung, an die die Konstantenergieversorgungsspannung Vcc angelegt wird, verbunden. Ein Ende des Kondensators 770 ist mit dem Schnittpunkt zwischen dem Widerstand 769 und der Basis des Transistors 768 verbunden. Das andere Ende des Kon­ densators 770 ist an Masse gelegt. Der Widerstand 769 und der Kondensator 770 bilden ein Rauschen entfernendes Tiefpaßfilter.
Der Strom, der von dem Drucksensor 701 aufgenommen wird, ist gleich dem Strom, der durch den Transistor 758 fließt. Daher bewirkt eine Änderung des Stroms, der von dem Drucksensor 701 aufgenommen wird, eine Änderung des Stroms, der durch den Transistor 758 fließt. Wenn sich der Strom, der durch den Transistor 758 fließt, ändert, ändert sich der Strom, der durch den Transistor 757 und den Widerstand 760 fließt, und ändert sich ebenso die Spannung Vs an dem Schnittpunkt zwischen dem Widerstand 760 und dem Kollektor des Transistors 757. Demgemäß hängt die Spannung Vs von dem Strom ab, der von dem Drucksensor 701 aufgenommen wird. Wie es zuvor erwähnt worden ist, zeigt der Strom, der durch den Drucksensor 701 fließt, an, ob der Drucksensor 701 normal oder falsch arbeitet. Daher hängt die Spannung Vs davon ab, ob der Drucksensor 701 normal oder falsch arbeitet.
Die ECU 750 beinhaltet einen A/D-Wandler 761 und eine CPU 762. Die CPU 762 ist mit dem A/D-Wandler 761 verbun­ den. Die CPU 762 empfängt eine digitale Tnformation bzw. digitale Signale von dem A/D-Wandler 761. Der A/D-Wandler 761 weist einen positiven Energieversorgungsanschluß auf, der mit dem positiven Ausgangsanschluß der Konstantspan­ nungsschaltung 755 verbunden ist. Der A/D-Wandler 761 weist einen negativen Energieversorgungsanschluß auf, welcher an Masse gelegt ist. Der A/D-Wandler 761 wird durch Energie aktiviert, die von der Konstantspannungs­ schaltung 755 zugeführt wird. Der A/D-Wandler 761 weist eine Mehrzahl von Kanälen CH0, CH1,. . ., CHm, CHm+1,. . . und CHn auf. Die Signalspannung VoutA wird über ein Tief­ paßfilter, das aus einem Widerstand 763 und einem Konden­ sator 764 gebildet ist, in den Kanal CHm des A/D-Wandlers 761 eingegeben. Genauer gesagt ist ein erstes Ende des Widerstands 763 mit dem Anschluß 701b des Drucksensors 701 verbunden, an welchem die Signalspannung VoutA auf­ tritt. Ein zweites Ende des Widerstands 763 ist mit dem Kanal CHm des A/D-Wandlers 761 verbunden. Ein Ende des Kondensators 764 ist mit dem Schnittpunkt zwischen dem Widerstand 763 und dem Kanal CHm des A/D-Wandlers 761 verbunden. Das andere Ende des Kondensators 764 ist an Masse gelegt. Der Kanal CHm des A/D-Wandlers 761 erzeugt eine digitale Information der Signalspannung VoutA und führt die digitale Information der CPU 762 zu. Die Span­ nung Vs, welche in der Energieversorgungsschaltung 754 auftritt, wird über ein Tiefpaßfilter, das aus einem Wi­ derstand 765 und einem Kondensator 766 gebildet ist, in den Kanal CHm+1 des A/D-Wandlers 761 eingegeben. Genauer ist ein erstes Ende des Widerstands 765 mit dem Schnitt­ punkt zwischen dem Widerstand 760 und dem Kollektor des Transistors 757 in der Energieversorgungsschaltung 754 verbunden. Ein zweites Ende des Widerstands 765 ist mit dem Kanal CHm+1 des A/D-Wandlers 761 verbunden. Ein Ende des Kondensators 766 ist mit dem Schnittpunkt zwischen dem Widerstand 765 und dem Kanal Chm+1 des A/D-Wandlers 761 verbunden. Das andere Ende des Kondensators 766 ist an Masse gelegt. Der Kanal CHm+1 des A/D-Wandlers 761 er­ zeugt eine digitale Information der Spannung Vs und legt die digitale Information an die CPU 762 an. Demgemäß wird die digitale Information der Spannung Vs, welche anzeigt, ob der Drucksensor 701 normal oder falsch arbeitet, der CPU 762 über den A/D-Wandlerkanal CHm+1 mitgeteilt, der von dem A/D-Wandlerkanal CHm für die Signalspannung VoutA verschieden ist.
Die ECU 750 beinhaltet einen Pulldown-Widerstand 767. Ein Ende des Pulldown-Widerstands 767 ist dem ersten Ende des Widerstands 763 und dem Anschluß 701b des Drucksen­ sors 701 verbunden. Das andere Ende des Pulldown-Wider­ stands 767 ist mit einer Leitung verbunden, welche an Masse gelegt ist und welche mit dem Anschluß 701c des Drucksensors 701 verbunden ist. Wenn der Draht 753b bricht, bewirkt der Pulldown-widerstand 767, daß das Mas­ sepotential bzw. die Nullspannung an den Kanal CHm des A/D-Wandlers 761 angelegt wird. Der Widerstandswert des Pulldown-Widerstands 767 ist derart ausgewählt, daß die Signalspannung VoutA, die an den Kanal CHm+1 des A/D- Wandlers 761 angelegt wird, um einen Pegel erhöht wird, der gleich oder größer als 4,7 V ist, wenn der Draht 753c bricht.
Die Information der Spannung Vs, das heißt die Infor­ mation des Stroms, der von dem Drucksensor 701 aufgenom­ men wird, wird über den A/D-Wandler 761 zu der CPU 762 übertragen. Die CPU 762 ist derart programmiert, daß sie die folgenden Betriebsschritte durchführt. Die CPU 762 vergleicht den Wert der Spannung Vs mit einem vorbestimm­ ten Schwellwert, der einer vorbestimmten Schwellwertspan­ nung entspricht. Die CPU 762 bestimmt, ob der Drucksensor 701 normal arbeitet oder nicht, als Reaktion auf das Ver­ gleichsergebnis.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines siebzehn­ ten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Fig. 19 zeigt einen Drucksensor 701A gemäß dem sieb­ zehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Drucksensor 701A in Fig. 19 ist ausgenommen von einer Aufbauänderung, die hier im weiteren Verlauf erläutert wird, ähnlich zu dem Drucksensor 701 in den Fig. 14 und 15.
Der Drucksensor 701A in Fig. 19 beinhaltet eine zweite Sensorschaltung 720A anstelle der zweiten Sensor­ schaltung 720 (siehe Fig. 14 und 15). Die zweite Sen­ sorschaltung 720A ist von der zweiten Sensorschaltung 720 abgeändert.
Der Verstärker 722 in der zweiten Sensorschaltung 720A ist mit der Wheatstone-Brückenschaltung in der er­ sten Sensorschaltung 710 verbunden. Der Verstärker 722 empfängt das Ausgangssignal aus der Wheatstone-Brücken­ schaltung in der ersten Sensorschaltung 710. Der Verstär­ ker 722 verstärkt das Ausgangssignal der Wheatstone-Brüc­ kenschaltung. Der Verstärker 722 gibt das sich aus einer Verstärkung ergebende Signal als die Signalspannung VoutB aus.
In dem Drucksensor 701A in Fig. 19 zeigt das Diagno­ sesteuersignal, das aus dem Fensterkomparator 730 ausge­ geben wird, an, ob der Verstärker 712 in der ersten Sen­ sorschaltung 710 normal oder falsch arbeitet.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines achtzehn­ ten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Gemäß dem achtzehnten Ausführungsbeispiel der vorlie­ genden Erfindung ist der Drucksensor in einem der sech­ zehnten und siebzehnten Ausführungsbeispiele der vorlie­ genden Erfindung derart abgeändert, daß er eine Beschleu­ nigung oder eine andere physikalische Größe erfaßt, die von einem Druck verschieden ist.
Ein in der vorhergehenden Beschreibung offenbarter eine physikalische Größe erfassender Sensor beinhaltet einen Sensorabschnitt zum Erzeugen und Ausgeben einer Spannung; die von einer physikalischen Größe abhängt. Eine Signalverarbeitungsschaltung arbeitet zum Verarbei­ ten der Spannung, die aus dem Sensorabschnitt ausgeben wird, um eine Spannung, die von der Spannung abhängt, die aus dem Sensorabschnitt ausgegeben wird, während einer Betriebsart zum Erfassen einer physikalischen Größe zu erzeugen und auszugeben. Eine Referenzspannung wird wäh­ rend einer Überprüfungsbetriebsart in die Signalverarbei­ tungsschaltung eingegeben, welche sich von der Betriebs­ art zum Erfassen einer physikalischen Größe unterschei­ det. Die Referenzspannung unterscheidet sich von der Spannung, die aus dem Sensorabschnitt ausgegeben wird. Während der Überprüfungsbetriebsart wird ein Fehlverhal­ ten der Signalverarbeitungsschaltung auf der Grundlage eines Ausgangssignals aus der Signalverarbeitungsschal­ tung erfaßt, welche auf die darin eingegebene Referenz­ spannung reagiert.

Claims (45)

1. Eine physikalische Größe erfassender Sensor, der aufweist:
einen Sensorabschnitt (10) zum Erfassen und Ausgeben einer Spannung, die von einer physikalischen Größe ab­ hängt;
eine Signalverarbeitungsschaltung (4) zum Verarbeiten der Spannung, die aus dem Sensorabschnitt (10) ausgegeben wird, um eine Spannung, die von der Spannung abhängt, die aus dem Sensorabschnitt (10) ausgegeben wird, während ei­ ner Betriebsart zum Erfassen einer physikalischen Größe zu erzeugen und auszugeben;
eine Einrichtung zum Eingeben einer Referenzspannung in die Signalverarbeitungsschaltung (4) während einer Überprüfungsbetriebsart, welche sich von der Betriebsart zum Erfassen einer physikalischen Größe unterscheidet, wobei die Referenzspannung von der Spannung verschieden ist, die aus dem Sensorabschnitt (10) ausgegeben wird; und
eine Einrichtung zum Erfassen eines Fehlverhaltens der Signalverarbeitungsschaltung (4) auf der Grundlage eines Ausgangssignals aus der Signalverarbeitungsschal­ tung (4), welche auf die darin eingegebene Referenzspan­ nung reagiert, während der Überprüfungsbetriebsart.
2. Eine physikalische Größe erfassender Sensor, der aufweist:
einen Sensorabschnitt (10) zum Erzeugen und Ausgeben einer Spannung, die von einer physikalischen Größe ab­ hängt;
eine Signalverarbeitungsschaltung (4);
einen Überprüfungssignal-Erzeugungsabschnitt (20) zum Ausgeben einer Referenzspannung für ein Überprüfen;
eine Einrichtung zum Eingeben der Spannung, die aus dem Sensorabschnitt (10) ausgegeben wird, in die Signal­ verarbeitungsschaltung (4) während einer Betriebsart zum Erfassen einer physikalischen Größe, um ein Erfassen der physikalischen Größe durchzuführen;
eine Einrichtung zum Eingeben der Referenzspannung aus dem Überprüfungssignal-Erzeugungsabschnitt (20) in die Signalverarbeitungsschaltung (4) während einer Über­ prüfungsbetriebsart; und
eine Einrichtung zum Erfassen eines Fehlverhaltens der Signalverarbeitungsschaltung (4) auf der Grundlage eines Ausgangssignals aus der Signalverarbeitungsschal­ tung (4), welche auf die darin eingegebene Referenzspan­ nung reagiert, während der Überprüfungsbetriebsart.
3. Eine physikalische Größe erfassender Sensor, der aufweist:
einen Sensorabschnitt (10) zum Erzeugen und Ausgeben einer Spannung, die von einer physikalischen Größe ab­ hängt;
eine Signalverarbeitungsschaltung (4);
einen Überprüfungssignal-Erzeugungsabschnitt (20) zum Ausgeben einer Referenzspannung für ein Überprüfen;
eine Einrichtung zum Auswählen der Spannung, die aus dem Sensorabschnitt (10) ausgegeben wird, und zum Einge­ ben der ausgewählten Spannung in die Signalverarbeitungs­ schaltung (4) während einer Betriebsart zum Erfassen ei­ ner physikalischen Größe; und
eine Einrichtung zum Auswählen der Referenzspannung, die aus dem Überprüfungssignalerzeugungsabschnitt (20) ausgegeben wird, und zum Eingeben der Referenzspannung in die Signalverarbeitungsschaltung (4) während einer Über­ prüfungsbetriebsart, welche sich von der Betriebsart zum Erfassen einer physikalischen Größe unterscheidet.
4. Eine physikalische Größe erfassender Sensor nach Anspruch 2, wobei der Überprüfungssignal-Erzeugungsab­ schnitt (20) eine Wheatstone-Brückenschaltung, die eine tetragonal geschlossene Schaltung beinhaltet, die eine Reihenschaltung von Widerständen aufweist, und eine Ein­ richtung zum Ausgeben einer Differenz zwischen Spannungen an gegenüberliegenden Schnittpunkten in der Wheatstone- Brückenschaltung als die Referenzspannung aufweist.
5. Eine physikalische Größe erfassender Sensor nach Anspruch 4, wobei der Überprüfungssignal-Erzeugungsab­ schnitt (20) eine Konstantstromschaltung (21) zum Steuern eines Stroms in der Wheatstone-Brückenschaltung (21) auf­ weist.
6. Eine physikalische Größe erfassender Sensor nach Anspruch 5, der weiterhin einen Speicher (22), der Daten speichert, die sich auf einen Strom beziehen, und eine Einrichtung zum Steuern der Konstantstromschaltung (21) als Reaktion auf die in dem Speicher (22) gespeicherten Daten aufweist.
7. Eine physikalische Größe erfassender Sensor nach Anspruch 2, wobei der Überprüfungssignal-Erzeugungsab­ schnitt (20) eine D/A-Wandlerschaltung einer R/2R-Leiter­ struktur aufweist.
8. Eine physikalische Größe erfassender Sensor nach Anspruch 2, der weiterhin einen analogen Multiplexer zum Eingeben der Spannung, die aus dem Sensorabschnitt (10) ausgegeben wird, während der Betriebsart zum Erfassen ei­ ner physikalischen Größe in die Signalverarbeitungsschal­ tung (4) und zum Eingeben der Referenzspannung aus dem Überprüfungssignal-Erzeugungsabschnitt (20) während der Überprüfungsbetriebsart in die Signalverarbeitungsschal­ tung (4) aufweist.
9. Eine physikalische Größe erfassender Sensor nach Anspruch 1, wobei die Signalverarbeitungsschaltung (4) eine Einrichtung zum Verstärken der Spannung, die aus dem Sensorabschnitt (10) ausgegeben wird, und eine Einrich­ tung zum Kompensieren eines Versatzes und einer Versatz­ temperaturcharakteristik des Sensorabschnitts (10) auf­ weist.
10. Eine physikalische Größe erfassender Sensor nach Anspruch 9, der weiterhin eine Vergleichseinrichtung (33) zum Vergleichen des Ausgangssignals aus der Signalverar­ beitungsschaltung (4) mit einem vorbestimmten Referenz­ signal während der Überprüfungsbetriebsart und eine Ein­ richtung zum Erfassen eines Fehlverhaltens der Signalver­ arbeitungsschaltung (4) auf der Grundlage eines Ver­ gleichsergebnisses durch die Vergleichseinrichtung (33) während der Überprüfungsbetriebsart aufweist.
11. Eine physikalische Größe erfassender Sensor nach Anspruch 10, der weiterhin eine Einrichtung (34) zum Er­ zeugen einer Ausgangsspannung, welche davon abhängt, ob ein Fehlverhalten der Signalverarbeitungsschaltung (4) auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses durch die Vergleichseinrichtung (33) erfaßt wird oder nicht, auf­ weist.
12. Eine physikalische Große erfassender Sensor nach Anspruch 1, der weiterhin einen Diagnoseanweisungssignal- Erzeugungsabschnitt zum Ausgeben eines Diagnoseanwei­ sungssignals aufweist, welches einen Wechsel zwischen der Betriebsart zum Erfassen einer physikalischen Größe und der Überprüfungsbetriebsart vorsieht.
13. Eine physikalische Größe erfassender Sensor nach Anspruch 12, wobei der Diagnoseanweisungssignal-Erzeu­ gungsabschnitt aufweist:
eine Last (352), an die eine vorgeschriebene Energie­ versorgungsspannung angelegt wird;
einen Transistor (351), der zu der Last in Reihe ge­ schaltet ist;
erste und zweite Widerstände (R1, R2) zum Erzeugen einer Spannung, welche den Transistor (351) steuert; und
eine Einrichtung zum Ausgeben einer Spannung an einem Schnittpunkt zwischen der Last (352) und dem Transistor (351) als das Diagnoseanweisungssignal.
14. Eine physikalische Größe erfassender Sensor nach Anspruch 1, der weiterhin einen ersten Speicher zum Spei­ chern von Korrekturdaten für die Signalverarbeitungs­ schaltung (4) und von Korrekturdaten für den Sensorab­ schnitt (10), einen zweiten Speicher zum Speichern von Korrekturdaten für die Signalverarbeitungsschaltung (4) und eine in der Signalverarbeitungsschaltung (4) vorgese­ hene Einrichtung zum Verwenden der Korrekturdaten, die in dem zweiten Speicher gespeichert sind, während der Über­ prüfungsbetriebsart aufweist.
15. Eine physikalische Größe erfassender Sensor nach Anspruch 14, der weiterhin einen Chip aufweist, auf wel­ chem die Signalverarbeitungsschaltung (4) und der Sensor­ abschnitt (10) ausgebildet sind.
16. Eine physikalische Größe erfassender Sensor nach Anspruch 1, der weiterhin einen Speicher zum Speichern von Korrekturdaten für die Signalverarbeitungsschaltung (4) und eine in der Signalverarbeitungsschaltung (4) vor­ gesehene Einrichtung zum Verwenden der Korrekturdaten, die in dem Speicher gespeichert sind, während der Be­ triebsart zum Erfassen einer physikalischen Größe und der Überprüfungsbetriebsart aufweist.
17. Eine physikalische Größe erfassender Sensor nach Anspruch 16, der weiterhin einen ersten Chip, auf welchem der Sensorabschnitt (10) ausgebildet ist, und einen zwei­ ten Chip aufweist, auf welchem die Signalverarbeitungs­ schaltung (4) ausgebildet ist, wobei der zweite Chip von dem ersten Chip verschieden ist und der Speicher auf dem zweiten Chip ausgebildet ist.
18. Eine physikalische Größe erfassender Sensor nach Anspruch 1, der weiterhin eine Ausgangsschaltung (34) zum Erzeugen eines Spannungssignals als Reaktion auf das Aus­ gangssignal aus der Signalverarbeitungsschaltung (4), ei­ nen Komparator (33) zum Vergleichen des Spannungssignals, das von der Ausgangsschaltung (34) erzeugt wird, während der Überprüfungsbetriebsart mit einem vorbestimmten Refe­ renzsignal, um ein Fehlverhalten der Signalverarbeitungs­ schaltung (4) zu erfassen, und eine Einrichtung zum Steu­ ern des Ausgangssignals (34) als Reaktion auf das Ver­ gleichsergebnis durch den Komparator (34) aufweist, um zu bewirken, daß die Ausgangsschaltung (34) eine Ausgangs­ spannung erzeugt, welche davon abhängt, ob ein Fehlver­ halten der Signalverarbeitungsschaltung (4) erfaßt wird oder nicht.
19. Eine physikalische Größe erfassender Sensor nach Anspruch 1, der weiterhin einen Komparator (33) zum Ver­ gleichen des Ausgangssignals aus der Signalverarbeitungs­ schaltung (4) während der Überprüfungsbetriebsart mit ei­ nem vorbestimmten Referenzsignal, um ein Fehlverhalten der Signalverarbeitungsschaltung (4) zu erfassen, und zum Ausgeben eines Signals, das darstellt, ob ein Fehlverhal­ ten der Signalverarbeitungsschaltung (4) erfaßt wird oder nicht, während der Überprüfungsbetriebsart aufweist.
20. Eine physikalische Größe erfassender Sensor, der aufweist:
einen Sensorabschnitt (10) zum Erzeugen und Ausgeben einer Spannung, die von einer physikalischen Größe ab­ hängt;
eine Signalverarbeitungsschaltung (4);
einen Überprüfungssignal-Erzeugungsabschnitt (20), der eine Brückenschaltung zum Ausgeben einer Referenz­ spannung für ein Überprüfen beinhaltet, welche bezüglich der physikalischen Größe unempfindlich ist;
eine Einrichtung zum Eingeben der Spannung, die aus dem Sensorabschnitt (10) ausgegeben wird, in die Signal­ verarbeitungsschaltung (4) während einer Betriebsart zum Erfassen einer physikalischen Größe, um ein Erfassen der physikalischen Größe durchzuführen;
eine Einrichtung zum Eingeben der Referenzspannung aus dem Überprüfungssignal-Erzeugungsabschnitt (20) in die Signalverarbeitungsschaltung (4) während einer Über­ prüfungsbetriebsart, welche sich von der Betriebsart zum Erfassen einer physikalischen Größe unterscheidet; und
eine Systemsteuerschaltung zum Erfassen eines Fehl­ verhaltens der Signalverarbeitungsschaltung (4) auf der Grundlage eines Ausgangssignals aus der Signalverarbei­ tungsschaltung (4), welche auf die darin eingegebene Re­ ferenzspannung reagiert, während der Überprüfungsbe­ triebsart.
21. Eine physikalische Größe erfassender Sensor, der aufweist:
einen Sensorabschnitt (510) zum Erzeugen und Ausgeben einer Spannung, die von einer physikalischen Größe ab­ hängt;
einen Überprüfungssignal-Erzeugungsabschnitt (520) zum Ausgeben einer Referenzspannung für ein Überprüfen;
eine Signalverarbeitungsschaltung (504, 533);
eine Einrichtung zum Auswählen der Spannung, die aus dem Sensorabschnitt ausgegeben wird, und zum Eingeben der ausgewählten Spannung in die Signalverarbeitungsschaltung (4) während einer Betriebsart zum Erfassen einer physika­ lischen Größe;
eine Einrichtung zum Auswählen der Referenzspannung, die aus dem Überprüfungssignal-Erzeugungsabschnitt (20) ausgegeben wird, und zum Eingeben der Referenzspannung in die Signalverarbeitungsschaltung (4) während einer Über­ prüfungsbetriebsart nach der Betriebsart zum Erfassen ei­ ner physikalischen Größe; und
eine Einrichtung (534) zum kontinuierlichen Ausgeben eines Sensorausgangssignals während der Überprüfungsbe­ triebsart, wobei das Sensorausgangssignal ein Ausgangs­ signal aus der Signalverarbeitungsschaltung (4) ist, das zu einem Zeitpunkt in der Betriebsart zum Erfassen einer physikalischen Größe auftritt, welcher der Überprüfungs­ betriebsart unmittelbar vorhergeht.
22. Eine physikalische Größe erfassender Sensor nach Anspruch 21, wobei die kontinuierlich ausgebende Einrich­ tung eine Einrichtung (534) zum Verriegeln eines Aus­ gangssignals aus der Signalverarbeitungsschaltung (4) zu einem Zeitpunkt in der Betriebsart zum Erfassen einer physikalischen Größe, welcher der Überprüfungsbetriebsart unmittelbar vorhergeht, und zum kontinuierlichen Ausgeben des verriegelten Signals als das Sensorausgangssignal während der Überprüfungsbetriebsart aufweist.
23. Eine physikalische Größe erfassender Sensor nach Anspruch 22, wobei der Überprüfungssignal-Erzeugungsab­ schnitt eine Wheatstone-Brückenschaltung, die eine tetra­ gonal geschlossene Schaltung beinhaltet, die eine Reihen­ schaltung von Widerständen (523 bis 526) aufweist, und eine Einrichtung zum Ausgeben einer Differenz zwischen Spannungen an gegenüberliegenden Schnittpunkten (529, 530) in der Wheatstone-Brückenschaltung als die Referenz­ spannung aufweist.
24. Eine physikalische Größe erfassender Sensor nach Anspruch 23, wobei der Überprüfungssignal-Erzeugungsab­ schnitt eine Konstantstromschaltung (521) zum Steuern ei­ nes Stroms in der Wheatstone-Brückenschaltung aufweist.
25. Eine physikalische Größe erfassender Sensor nach Anspruch 24, der weiterhin einen Speicher (522), der Da­ ten speichert, die sich auf einen Strom beziehen, und eine Einrichtung zum Steuern der Konstantstromschaltung (521) als Reaktion auf die in dem Speicher (522) gespei­ cherten Daten aufweist.
26. Eine physikalische Größe erfassender Sensor nach Anspruch 22, wobei der Überprüfungssignal-Erzeugungsab­ schnitt eine D/A-Wandlerschaltung einer R/2R-Leiterstruk­ tur aufweist.
27. Eine physikalische Größe erfassender Sensor nach Anspruch 22, der weiterhin einen analogen Multiplexer (503) zum Eingeben der Spannung, die aus dem Sensorab­ schnitt (10) ausgegeben wird, während der Betriebsart zum Erfassen einer physikalischen Größe in die Signalverar­ beitungsschaltung (4) und zum Eingeben der Referenzspan­ nung aus dem Überprüfungssignal-Erzeugungsabschnitt wäh­ rend der Überprüfungsbetriebsart in die Signalverarbei­ tungsschaltung (4) aufweist.
28. Eine physikalische Größe erfassender Sensor, der aufweist:
einen Sensorabschnitt (510) zum Erzeugen und Ausgeben einer Spannung, die von einer physikalischen Größe ab­ hängt;
einen Überprüfungssignal-Erzeugungsabschnitt (520) zum Ausgeben einer Referenzspannung für ein Überprüfen;
eine Signalverarbeitungsschaltung (504, 533);
eine Einrichtung zum Eingeben der Spannung, die aus dem Sensorabschnitt (510) ausgegeben wird, in die Signal­ verarbeitungsschaltung (504, 533) während einer Betriebs­ art zum Erfassen einer physikalischen Größe;
eine Einrichtung zum Eingeben der Referenzspannung aus dem Überprüfungssignal-Erzeugungsabschnitt (520) in die Signalverarbeitungsschaltung (504, 533) während einer Überprüfungsbetriebsart nach der Betriebsart zum Erfassen einer physikalischen Größe;
eine Einrichtung zum Erfassen eines Fehlverhaltens der Signalverarbeitungsschaltung (504, 533) auf der Grundlage eines Ausgangssignals aus der Signalverarbei­ tungsschaltung (504, 533), welche auf die darin eingege­ bene Referenzspannung reagiert, während der Überprüfungs­ betriebsart; und
eine Einrichtung (534) zum Verriegeln des Ausgangs­ signals aus der Signalverarbeitungsschaltung (504, 533) zu einem Zeitpunkt in der Betriebsart zum Erfassen der physikalischen Größe, welcher der Überprüfungsbetriebsart unmittelbar vorhergeht, und zum kontinuierlichen Ausgeben des verriegelten Signals während der Überprüfungsbe­ triebsart.
29. Eine physikalische Größe erfassender Sensor nach Anspruch 28, wobei die Signalverarbeitungsschaltung einen Verstärker (504) zum Verstärken der Spannung, die aus dem Sensorabschnitt (510) ausgegeben wird, und einen A/D- Wandler (533) zum Wandeln eines Ausgangssignals des Ver­ stärkers (504) zu einem entsprechenden digitalen Signal aufweist und die Verriegelungseinrichtung (534) eine Ein­ richtung zum Verriegeln des digitalen Signals, das von dem A/D-Wandler (533) erzeugt wird, zu einem Zeitpunkt in der Betriebsart zum Erfassen einer physikalischen Größe, welcher der Überprüfungsbetriebsart unmittelbar vorher­ geht, und zum kontinuierlichen Ausgeben des verriegelten digitalen Signals während der Überprüfungsbetriebsart aufweist.
30. Eine physikalische Größe erfassender Sensor nach Anspruch 29, der weiterhin einen Speicher (537) zum Spei­ chern von Referenzdaten, einen Komparator (538) zum Ver­ gleichen des digitalen Signals, das von dem A/D-Wandler (533) erzeugt wird, mit den in dem Speicher (537) gespei­ cherten Referenzdaten, und eine Einrichtung zum Erfassen eines Fehlverhaltens der Signalverarbeitungsschaltung (504, 533) als Reaktion auf ein Vergleichsergebnis durch den Komparator (538) aufweist.
31. Eine physikalische Größe erfassender Sensor nach Anspruch 30, der weiterhin einen D/A-Wandler (535) zum Wandeln des digitalen Signals, das von dem A/D-Wandler (533) erzeugt wird, zu einem analogen Signal, eine Ausgangsschaltung (536) zum Erzeugen einer Spannung, die von dem analogen Signal abhängt, das von dem D/A-Wandler (535) erzeugt wird, und eine Einrichtung zum Steuern der Ausgangsschaltung (536), wenn ein Fehlverhalten der Sig­ nalverarbeitungsschaltung (504, 533) als Reaktion auf das Vergleichsergebnis durch den Komparator (538) erfaßt wird, um eine Spannung auszugeben, die ein Fehlverhalten der Signalverarbeitungsschaltung (504, 533) anzeigt, auf­ weist.
32. Eine physikalische Größe erfassender Sensor nach Anspruch 31, wobei die Spannung, die aus der Ausgangs­ schaltung (536) ausgegeben wird, wenn ein Fehlverhalten der Signalverarbeitungsschaltung (504, 533) erfaßt wird, außerhalb eines vorgeschriebenen Bereichs für die Span­ nung ist, die von der Ausgangsschaltung (536) während der Betriebsart zum Erfassen einer physikalischen Größe er­ zeugt wird.
33. Eine physikalische Größe erfassender Sensor nach Anspruch 21, der weiterhin einen ersten Speicher zum Speichern von Korrekturdaten für die Signalverarbeitungs­ schaltung (504, 533) und von Korrekturdaten für den Sen­ sorabschnitt (510), einen zweiten Speicher zum Speichern von Korrekturdaten für die Signalverarbeitungsschaltung (504, 533) und eine in der Signalverarbeitungsschaltung (504, 533) vorgesehene Einrichtung zum Verwenden der Kor­ rekturdaten, die in dem zweiten Speicher gespeichert sind, während der Überprüfungsbetriebsart aufweist.
34. Eine physikalische Größe erfassender Sensor nach Anspruch 33, der weiterhin einen Chip aufweist, auf wel­ chem die Signalverarbeitungsschaltung (504, 533) und der Sensorabschnitt (510) ausgebildet sind.
35. Eine physikalische Größe erfassende Vorrichtung, die aufweist:
eine erste Sensorschaltung (710), die einen ersten Erfassungsabschnitt (711) zum Erzeugen und Ausgeben eines Signals beinhaltet, das von einer physikalischen Größe abhängt;
eine Referenzerzeugungseinrichtung (720) zum Erzeugen eines Referenzsignals (A1, A2), das von der physikali­ schen Größe abhängt;
eine Vergleichseinrichtung (730) zum Vergleichen des Signals, das aus der ersten Sensorschaltung (710) ausge­ geben wird, mit dem Referenzsignal (A1, A2), das von der Referenzerzeugungseinrichtung (720) erzeugt wird; und
eine Einrichtung zum Erzeugen eines Fehlverhaltenser­ fassungssignals auf der Grundlage des Vergleichsergebnis­ ses durch die Vergleichseinrichtung (730).
36. Eine physikalische Größe erfassende Vorrichtung nach Anspruch 35, wobei die Referenzerzeugungseinrichtung (720) eine zweite Sensorschaltung (720), die einen zwei­ ten Erfassungsabschnitt (721) zum Erzeugen eines Signals, das einen Obergrenzen-Referenzwert (V1) darstellt, und eines Signals, das einen Untergrenzen-Referenzwert (V2) darstellt, beinhaltet und die Vergleichseinrichtung (730) eine Einrichtung zum Bestimmen, ob sich das Signal, das aus der ersten Sensorschaltung (710) ausgegeben wird, in einem Bereich zwischen dem Obergrenzen-Referenzwert (V1) und dem Untergrenzen-Referenzwert (V2) befindet, auf­ weist.
37. Eine physikalische Größe erfassende Vorrichtung nach Anspruch 36, wobei die Referenzerzeugungseinrichtung (720) einen positiven Energieversorgungsanschluß (701a), an den eine Energieversorgungsspannung angelegt wird, eine zwischen dem positiven Energieversorgungsanschluß (701a) und einem Ausgangsanschluß der zweiten Sensor­ schaltung (720) angeschlossene Reihenschaltung von Wider­ ständen zum Ausführen einer Spannungsteilung, um das Sig­ nal zu erzeugen, das den Obergrenzen-Referenzwert (V1) darstellt, einen Masseanschluß (701c) und eine zwischen dem Masseanschluß (701c) und dem Ausgangsanschluß der zweiten Sensorschaltung (720) angeschlossene Reihenschal­ tung von Widerständen zum Ausführen einer Spannungstei­ lung, um das Signal zu erzeugen, das den Untergrenzen-Re­ ferenzwert (V2) darstellt, aufweist.
38. Eine physikalische Größe erfassende Vorrichtung nach Anspruch 35, die weiterhin einen ersten Anschluß (701a), eine Einrichtung zum Anlegen einer Energieversor­ gungsspannung (Vcc) über den ersten Anschluß (701a) an die erste Sensorschaltung (710) und eine mit dem ersten Anschluß (701a) verbundene Stromsteuereinrichtung (740) zum Ändern eines Stroms als Reaktion auf das Vergleichs­ ergebnis durch die Vergleichseinrichtung (730) und zum Erzeugen des Fehlverhaltenserfassungssignals auf der Grundlage einer Änderung eines Stroms, der durch den er­ sten Anschluß (701a) fließt, aufweist.
39. Eine physikalische Größe erfassende Vorrichtung nach Anspruch 38, die weiterhin einen zweiten Anschluß (701b) für das Signal, das aus der ersten Sensorschaltung (710) ausgegeben wird, und einen dritten Anschluß (701c), der an Masse gelegt ist, aufweist.
40. Eine physikalische Größe erfassende Vorrichtung nach Anspruch 38, wobei die Referenzerzeugungseinrichtung (720) eine zweite Sensorschaltung (720) aufweist, die ei­ nen zweiten Erfassungsabschnitt (721) zum Erzeugen eines Signals, das einen Obergrenzen-Referenzwert (V1) dar­ stellt, und eines Signals, das einen Untergrenzen-Refe­ renzwert (V2) darstellt, beinhaltet und die Vergleichs­ einrichtung (730) eine Einrichtung zum Bestimmen, ob sich das Signal, das aus der ersten Sensorschaltung (710) aus­ gegeben wird, in einem Bereich zwischen dem Obergrenzen- Referenzwert (V1) und dem Untergrenzen-Referenzwert (V2) befindet, aufweist und wobei die Stromsteuereinrichtung (740) ein erstes Element (742), ein zweites Element (743, 744), eine auf das Vergleichsergebnis durch die Ver­ gleichseinrichtung (730) reagierende Einrichtung zum Zu­ lassen, daß ein Strom durch das erste Element fließt, und zum Sperren, daß ein Strom durch das zweite Element fließt, wenn sich das Signal, das aus der ersten Sensor­ schaltung (710) ausgegeben wird, in dem Bereich zwischen dem Obergrenzen-Referenzwert (V1) und dem Untergrenzen- Referenzwert (V2) befindet, eine auf das Vergleichsergeb­ nis durch die Vergleichseinrichtung (730) reagierende Einrichtung zum Sperren, daß ein Strom durch das erste Element fließt, und zum Zulassen, daß ein Strom durch das zweite Element fließt, wenn sich das Signal, das aus der ersten Sensorschaltung (710) ausgegeben wird, nicht in dem Bereich zwischen dem Obergrenzen-Referenzwert (V1) und dem Untergrenzen-Referenzwert (V2) befindet, und eine Einrichtung zum Erzeugen des Fehlverhaltenserfassungs­ signals auf der Grundlage einer Änderung eines Stroms, der durch das erste Element fließt, und einer Änderung eines Stroms, der durch das zweite Element fließt, auf­ weist.
41. Eine physikalische Größe erfassende Vorrichtung, die aufweist:
eine erste Sensorschaltung (710), die einen Erfas­ sungsabschnitt (711) zum Erzeugen und Ausgeben eines Sig­ nals aufweist, das von einer physikalischen Größe ab­ hängt;
eine Referenzerzeugungseinrichtung (720) zum Erzeugen eines Referenzsignals (V1, V2), das von der physikali­ schen Größe abhängt;
eine Vergleichseinrichtung (730) zum Vergleichen des Signals, das aus der ersten Sensorschaltung (710) ausge­ geben wird, mit dem Referenzsignal (V1, V2), das von der Referenzerzeugungseinrichtung (720) erzeugt wird; und
eine Einrichtung zum Ausgeben einer Information über ein Vergleichsergebnis durch die Vergleichseinrichtung (730) über eine Energieversorgungsleitung zu der ersten Sensorschaltung (710).
42. Eine physikalische Größe erfassende Vorrichtung nach Anspruch 41, die weiterhin einen ersten Anschluß (701a), eine Einrichtung zum Anlegen einer Energieversor­ gungsspannung (Vcc) über den ersten Anschluß (701a) an die erste Sensorschaltung (710) und eine mit dem ersten Anschluß (701a) verbundene Stromsteuereinrichtung (740) zum Ändern eines Stroms als Reaktion auf das Vergleichs­ ergebnis durch die Vergleichseinrichtung (730) und zum Erzeugen der Information über das Vergleichsergebnis durch die Vergleichseinrichtung (730) auf der Grundlage einer Änderung eines Stroms, der durch den ersten An­ schluß (701a) fließt, aufweist.
43. Eine physikalische Größe erfassende Vorrichtung nach Anspruch 41, wobei die Referenzerzeugungseinrichtung (720) eine zweite Sensorschaltung (720) aufweist, die ei­ nen zweiten Sensorabschnitt (721) zum Erzeugen eines Sig­ nals, das einen Obergrenzen-Referenzwert (V1) darstellt, und eines Signals, das einen Untergrenzen-Referenzwert (V2) darstellt, beinhaltet, wobei die Vergleichseinrich­ tung (730) eine Einrichtung zum Bestimmen, ob sich das Signal, das aus der ersten Sensorschaltung ausgegeben wird, in einem Bereich zwischen dem Obergrenzen-Referenz­ wert (V1) und dem Untergrenzen-Referenzwert (V2) befindet oder nicht, aufweist und wobei die Referenzerzeugungsein­ richtung (720) weiterhin einen positiven Energieversor­ gungsanschluß (701a), an den eine Energieversorgungsspan­ nung angelegt wird, eine zwischen dem positiven Energie­ versorgungsanschluß (701a) und einem Ausgangsanschluß der zweiten Sensorschaltung (720) angeschlossene Reihenschal­ tung von Widerständen zum Ausführen einer Spannungstei­ lung, um das Signal zu erzeugen, das den Obergrenzen-Re­ ferenzwert (V1) darstellt, einen Masseanschluß (701c) und eine zwischen dem Masseanschluß (701a) und dem Ausgangs­ anschluß der zweiten Sensorschaltung (720) angeschlossene Reihenschaltung von Widerständen zum Ausführen einer Spannungsteilung, um das Signal zu erzeugen, das den Un­ tergrenzen-Referenzwert (V2) darstellt, aufweist.
44. Eine physikalische Größe erfassende Vorrichtung nach Anspruch 43, wobei die zweite Sensorschaltung (720) eine höhere Empfindlichkeit als die erste Sensorschaltung (710) aufweist.
45. Sensorsignal-Verarbeitungsvorrichtung, die auf­ weist:
einen Energieversorgungsanschluß;
eine Einrichtung zum Zuführen einer Energieversor­ gungsspannung über den Energieversorgungsanschluß zum Be­ treiben eines Sensors;
eine Einrichtung zum Überwachen einer Ausgangsspan­ nung aus dem Sensor;
eine Stromerfassungseinrichtung (759, 760) zum Erzeu­ gen einer Spannung, die von einem Strom abhängt, der durch den Energieversorgungsanschluß fließt;
eine Signalwandlereinrichtung (761) zum Wandeln der Ausgangsspannung aus dem Sensor zu einem ersten sich aus einer Wandlung ergebenden Signal und zum Wandeln der Spannung, die von der Stromerfassungseinrichtung (759, 760) erzeugt wird, zu einem zweiten sich aus einer Wand­ lung ergebenden Signal; und
eine Signalverarbeitungseinrichtung (762) zum Verar­ beiten des ersten sich aus einer Wandlung ergebenden Sig­ nals, das von der Signalwandlereinrichtung (761) erzeugt wird, und zum Erfassen eines Fehlverhaltens des Sensors als Reaktion auf das zweite sich aus einer Wandlung erge­ bende Signal, das von der Signalwandlereinrichtung (761) erzeugt wird.
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