JP2000292389A - センサ回路 - Google Patents
センサ回路Info
- Publication number
- JP2000292389A JP2000292389A JP11102570A JP10257099A JP2000292389A JP 2000292389 A JP2000292389 A JP 2000292389A JP 11102570 A JP11102570 A JP 11102570A JP 10257099 A JP10257099 A JP 10257099A JP 2000292389 A JP2000292389 A JP 2000292389A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power supply
- supply current
- circuit
- voltage
- sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
めの電源電流制限抵抗を備えたセンサ回路であって、電
源電圧の電圧利用率を引き上げて、動作電源電圧範囲の
下限電圧の改善を図ることのできるセンサ回路を提供す
る。 【解決手段】 電源電流制限抵抗6の一方端N1 を直接
電源VDDに接続するとともに、電源電流制限抵抗6をセ
ンサ素子2の負荷抵抗としてセンサ素子2と電源VDDの
間に挿入する。更に、電源電流制限抵抗6は、その両端
N1 ,N2 に電源電圧が印加された場合であっても、電
源電流制限抵抗6の表面温度が所定の温度等級の防爆電
気機器の最高表面温度範囲を超えないものを使用する。
Description
よる異常発熱を抑制するための電源電流制限抵抗を備え
たセンサ回路に関する。
ては、携帯用のガス検知装置やガス測定装置等を構成す
る本質安全防爆機器がある。本質安全防爆機器は、安全
保持抵抗という電源電流制限用の抵抗を電源と回路の間
に直列に挿入することで、回路が故障して完全導通状態
や半導通状態になっても回路中の部品が一定温度以上に
ならないようにしている。この安全保持抵抗の抵抗値は
電源電圧と使用部品によって異なるが、電源電圧6V以
下では大体数Ω〜10数Ω程度である。携帯用のガス検
知装置やガス測定装置等に使用されるセンサ回路の一例
として、熱線型半導体式センサの場合、センサ素子にセ
ンサ素子と略同じ抵抗値の負荷抵抗を直列に接続し、そ
の対辺にセンサ素子と負荷抵抗と同じ抵抗比の回路を並
列に接続してブリッジ回路を形成して、センサ素子の抵
抗値の変化をブリッジ回路中の2点間の電圧として検出
し、センサ出力を得ている。このとき正常動作時のブリ
ッジ回路の両端電圧、つまり、センサ素子と負荷抵抗の
両端電圧は、2.2〜2.8V程度となる。
全防爆機器の場合、安全保持抵抗が電源とブリッジ回路
の間に直列に挿入されるので、電源電圧が4Vを下回
り、3V後半の電圧値となると、この安全保持抵抗を流
れる電源電流による電圧降下のためにブリッジ回路の両
端に十分な電圧が供給されずに正常動作しなくなる。こ
のため、電池仕様の携帯用機器の場合は、安全保持抵抗
分の電圧降下による電圧利用率の低下により、実質的に
電池寿命が短くなってしまうという問題が生じる。
ものであり、その目的は、過剰な電源電流による異常発
熱を抑制するための電源電流制限抵抗を備えたセンサ回
路であって、電源電圧の電圧利用率を引き上げて、動作
電源電圧範囲の下限電圧の改善を図ることのできるセン
サ回路を提供する点にある。
の本発明に係るセンサ回路の第一の特徴構成は、特許請
求の範囲の欄の請求項1に記載した如く、過剰な電源電
流による異常発熱を抑制するための電源電流制限抵抗を
備えたセンサ回路であって、前記電源電流制限抵抗の一
方端を直接電源に接続するとともに、前記電源電流制限
抵抗をセンサ素子の負荷抵抗としてセンサ素子と前記電
源の間に挿入してなる点にある。
の請求項2に記載した如く、上記第一の特徴構成に加え
て、前記電源電流制限抵抗は、前記電源電流制限抵抗の
両端に電源電圧が印加された場合であっても、前記電源
電流制限抵抗の表面温度が所定の温度等級の防爆電気機
器の最高表面温度範囲を超えないものを使用する点にあ
る。ここで、防爆電気機器の最高表面温度範囲は、例え
ば、温度等級がT3の場合は135〜200℃で、温度
等級がT4の場合は100〜135℃である。
の請求項3に記載した如く、上記第一または第二の特徴
構成に加えて、前記電源電流制限抵抗と前記センサ素子
の直列回路の両端電圧を所定変動範囲内に制限するため
のセンサ電源回路を、前記センサ素子とグランド間に挿
入してなる点にある。
の第一の特徴構成によれば、正常動作時においては、電
源電流制限抵抗がセンサ回路の負荷抵抗として機能する
ため、電源電流制限抵抗による電圧降下は負荷抵抗で回
路動作上必然的に生じる電圧降下として現れるため、電
源電流制限抵抗による電圧降下による電源電圧の電圧利
用率の低下を回避することができ、更に、電源電流制限
抵抗から見てセンサ素子側の回路上における短絡等の故
障により電源電流が増加する異常が発生しても、電源電
流制限抵抗によって過剰な電源電流の発生及びそれに伴
う異常発熱が抑制されるのである。
ある電源電流制限抵抗の直列回路以外の回路要素を含む
場合、例えば、上述したようなブリッジ回路の場合は、
他の回路要素の抵抗値はセンサ素子の抵抗値とは独立し
て設定できるため、予め十分高い抵抗値に設定しておく
ことで、当該回路要素を流れる電源電流の異常増加及び
それに伴う異常発熱を回避することができる。
が発生した場合であっても、電源電流制限抵抗の表面温
度が最大でも所定の温度等級の防爆電気機器の最高表面
温度範囲を超えないため、爆発性ガス雰囲気中等の危険
場所で使用可能な当該温度等級に相応の防爆電気機器
に、本センサ回路を使用することができる。
路によって正常動作時におけるセンサ回路の検出性能の
向上が図れるとともに、このセンサ回路での故障に起因
する電源電流の増加が発生した場合であっても、電源電
流制限抵抗によって過剰な電源電流の発生及びそれに伴
う異常発熱が抑制されるのである。
の形態につき、図面に基づいて説明する。
線コイル等の貴金属線材に金属酸化物半導体を被覆焼成
して形成した熱線型半導体式センサ素子2を用いてガス
センサを構成するものを例示する。センサ回路1は、ブ
リッジ回路3、センサ電源回路4、増幅回路5の各回路
ブロックから構成されている。
流制限抵抗6の直列回路と二つの抵抗7,8の直列回路
が並列接続して構成されており、ブリッジ回路3の電源
電流制限抵抗6側のノードN1 を電源端子VDDに接続し
ている。ガス検知に伴うセンサ素子2の抵抗値の変化を
センサ素子2と電源電流制限抵抗6間のノードN2 と抵
抗7,8間のノードN3 との間の差動電圧として出力す
る。二つの抵抗7,8の抵抗比は、標準状態のセンサ素
子2の抵抗値と電源電流制限抵抗6の抵抗値と等しく設
定してあり、標準状態での出力電圧は0Vである。電源
電流制限抵抗6は、その両端に電源電圧(例えば、6
V)が印加された場合であっても、前記電源電流制限抵
抗の表面温度が温度等級T3の防爆電気機器の最高表面
温度範囲135〜200℃、或いは、温度等級T4の防
爆電気機器の最高表面温度範囲100〜135℃を超え
ないものを使用する。例えば、2Wの金属皮膜抵抗を3
本並列に接続したもの等を使用する。尚、電源電流制限
抵抗6の抵抗値は、センサ素子2の抵抗値と略同じ値を
設定する。また、抵抗7,8の抵抗値は、この直列回路
を流れる電流を制限すべく1kΩ以上のものを使用す
る。
ンサ素子2側のノードN4 とグランド端子VSS間に設け
られており、ブリッジ回路3の両端のノードN1 ,N4
間に印加される電圧を所定の基準電圧に保持すべく、ノ
ードN4 の電圧レベルを制御する。センサ電源回路4
は、一実施例として、バイポーラトランジスタ9、オペ
アンプ10、抵抗11、定電流源12を、図1に示すよ
うに接続して構成されている。抵抗11の一方の端子N
5 を電源端子VDDに接続し、他方の端子N6 にノードN
4 の参照電圧Vref を発生し、バイポーラトランジスタ
9とオペアンプ10がノードN4 の電圧レベルを参照電
圧Vref に維持すべく動作する。抵抗11の抵抗値及び
定電流源12の電流値は、抵抗11の両端電圧が前記所
定の基準電圧となるように設定されている。更に、抵抗
11の抵抗値は、抵抗7,8の抵抗値と同様に、この抵
抗11を流れる電流を制限すべく1kΩ以上のものを使
用する。
プ13と四つの抵抗14,15,16,17を図1に示
すように接続して、差動増幅回路を構成してなり、増幅
回路5の二つの差動入力端子の一方をブリッジ回路3の
ノードN2 に、他方の差動入力端子をノードN3 と接続
し、ブリッジ回路3の出力電圧を増幅して、出力端子N
7 からその増幅電圧を出力する。抵抗14,15,1
6,17の各抵抗値は、増幅率及び出力電圧レベルに応
じた適正値に設定されている。
路3のノードN2 がグランド端子V SSと短絡してノード
N2 の電位がグランドレベル(接地電位)まで低下し
て、電源電流制限抵抗6の両端に電源電圧が印加される
事態になっても、電源電流の殆どが電源電流制限抵抗6
を通じて流れ、そのジュール熱による表面温度の上昇
が、上記した防爆電気機器の最高表面温度範囲内に制限
されることから、センサ回路1の温度上昇も同様に制限
され、異常な温度上昇による爆発性ガスへの引火等を未
然に防止することができるのである。また、ブリッジ回
路3のノードN3 がグランド端子VSSと短絡してノード
N3の電位がグランドレベルまで低下して、抵抗7の両
端に電源電圧が印加される事態になっても、抵抗7がそ
もそも高抵抗であるため、抵抗7を流れる電源電流はミ
リアンペアオーダまたはそれ以下に制限され、当該電源
電流による発熱も自動的に制限される。 更に、センサ電
源回路4の端子N6 がグランド端子VSSと短絡して端子
N6 の電位がグランドレベルまで低下して、抵抗11の
両端に電源電圧が印加される事態になっても、抵抗7の
場合と同様に、抵抗11がそもそも高抵抗であるため、
抵抗11を流れる電源電流はミリアンペアオーダまたは
それ以下に制限され、当該電源電流による発熱も自動的
に制限される。
た構成でなくても構わない。例えば、ブリッジ回路3を
構成せず、単純に、センサ素子2と電源電流制限抵抗6
の直列回路だけで構成しても構わない。この場合、電源
電圧変動等によるノードN2 の出力電圧レベルの変動を
抑制するため、上記したセンサ電源回路4を使用するの
が好ましい。
実施形態の構成に限定されるものではない。同機能の他
の公知回路を使用しても構わない。例えば、抵抗11の
代わりに内部抵抗の高い電池を使用し、定電流源12を
除去してもよい。また、センサ電源回路4は、必ずしも
設ける必要はない。
態の構成に限定されるものではない。同機能の他の公知
回路を使用しても構わない。
ンサ素子以外のものであっても構わない。
回路図
Claims (3)
- 【請求項1】 過剰な電源電流による異常発熱を抑制す
るための電源電流制限抵抗を備えたセンサ回路であっ
て、 前記電源電流制限抵抗の一方端を直接電源に接続すると
ともに、前記電源電流制限抵抗をセンサ素子の負荷抵抗
としてセンサ素子と前記電源の間に挿入してなるセンサ
回路。 - 【請求項2】 前記電源電流制限抵抗は、前記電源電流
制限抵抗の両端に電源電圧が印加された場合であって
も、前記電源電流制限抵抗の表面温度が所定の温度等級
の防爆電気機器の最高表面温度範囲を超えないものを使
用することを特徴とする請求項1記載のセンサ回路。 - 【請求項3】 前記電源電流制限抵抗と前記センサ素子
の直列回路の両端電圧を所定変動範囲内に制限するため
のセンサ電源回路を、前記センサ素子とグランド間に挿
入してなる請求項1または2記載のセンサ回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10257099A JP3480910B2 (ja) | 1999-04-09 | 1999-04-09 | センサ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10257099A JP3480910B2 (ja) | 1999-04-09 | 1999-04-09 | センサ回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000292389A true JP2000292389A (ja) | 2000-10-20 |
JP3480910B2 JP3480910B2 (ja) | 2003-12-22 |
Family
ID=14330897
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10257099A Expired - Lifetime JP3480910B2 (ja) | 1999-04-09 | 1999-04-09 | センサ回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3480910B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006017681A (ja) * | 2004-07-05 | 2006-01-19 | Noritz Corp | 湿度検出装置 |
JP2009170278A (ja) * | 2008-01-17 | 2009-07-30 | Riken Keiki Co Ltd | 本質安全防爆機器における二次電池の放電方法および本質安全防爆機器 |
JP2013004211A (ja) * | 2011-06-13 | 2013-01-07 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
-
1999
- 1999-04-09 JP JP10257099A patent/JP3480910B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006017681A (ja) * | 2004-07-05 | 2006-01-19 | Noritz Corp | 湿度検出装置 |
JP2009170278A (ja) * | 2008-01-17 | 2009-07-30 | Riken Keiki Co Ltd | 本質安全防爆機器における二次電池の放電方法および本質安全防爆機器 |
JP2013004211A (ja) * | 2011-06-13 | 2013-01-07 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3480910B2 (ja) | 2003-12-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5917382A (en) | Sensor of the instant power dissipated in a power transistor | |
JP2000292389A (ja) | センサ回路 | |
US3558989A (en) | Semiconductor protective device | |
US6717416B2 (en) | Circuit configuration for the voltage supply of a two-wire sensor | |
JPH0120363B2 (ja) | ||
JP3496867B2 (ja) | 接触燃焼式ガスセンサの断線・短絡検出回路 | |
JP4543973B2 (ja) | AS−i用スレーブの過負荷・短絡保護回路 | |
JP2001188056A (ja) | ガス検知装置 | |
JP3105697B2 (ja) | 定電流発生回路 | |
JPS62156570A (ja) | 抵抗値検出回路 | |
JPH02134575A (ja) | 電源電流測定回路 | |
JPH055507Y2 (ja) | ||
JP2001188055A (ja) | ガス検知装置 | |
JP2004037147A (ja) | 過電流センサ | |
JPS597229A (ja) | 温度検出器 | |
JP3422015B2 (ja) | 2線式信号伝送器 | |
JP4258837B2 (ja) | 2線式伝送回路 | |
JPH03269265A (ja) | 電力制限検出回路 | |
JPH03118434A (ja) | サーミスタ温度検出回路 | |
KR100187640B1 (ko) | 온도 독립형 전압감시회로 | |
JPS5928333Y2 (ja) | 差動式火災感知器 | |
JPS5822329Y2 (ja) | 過電圧保護手段を備えた増幅器 | |
JPS62236320A (ja) | 直流地絡検出装置 | |
JPH0413691Y2 (ja) | ||
JPS5831272Y2 (ja) | イオン式煙感知器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091010 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101010 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101010 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111010 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121010 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121010 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131010 Year of fee payment: 10 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |