JP2001091296A - 温度補償機能付センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】周囲温度の変化に応じて変化するセンサの感度
を補正することによって、周囲温度が変化しても被検出
物を正確に検出することができる温度補償機能付センサ
を提供する。 【解決手段】温度補償機能付センサ１のセンサ２は、周
囲温度の変化に対して負特性である感度を有している。
周囲温度の変化に対する抵抗値の変化の特性が正特性で
ある抵抗Ｒ１（拡散抵抗）と、抵抗Ｒ１よりも周囲温度
の変化に対する抵抗値の変化が大きな正特性を有する抵
抗Ｒ２（拡散抵抗）とによって分圧された基準電圧Ｖｒ
は、周囲温度の変化に対して正特性となる。従って、基
準電圧Ｖｒと略同じ値の電圧Ｖｓと抵抗Ｒ３の抵抗値と
に基づく電流Ｉｓによってセンサ２が駆動されると、セ
ンサ２の感度は、元々負特性であったものが、正特性の
基準電圧Ｖｒによって補正され、周囲温度の変化に関わ
らず略一定となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、温度補償機能付セ
ンサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より圧力や磁気等の物理量を検出し
て、その物理量を電気信号に変換するために様々なセン
サが用いられている。一般にセンサは、周囲温度の変化
に応じて感度が変化する。

【０００３】例えば、特定の結晶体（シリコン結晶等）
の両端に圧力や張力を加えるとその両端に電圧が発生す
る所謂ピエゾ抵抗効果を利用した歪み抵抗型圧力センサ
の場合、結晶体に含まれる不純物の濃度（これが抵抗値
や感度に関係する）と抵抗温度係数との関係は、図５に
示すように、所定の傾きを有する直線関係にある。

【０００４】そして、温度特性（周囲温度の変化に対す
る感度の変化）に優れた前記圧力センサ、即ち、感度が
周囲温度に依存せず常に一定となるセンサを製造する場
合には、Ａ点に不純物濃度を設定すればよい。この場
合、抵抗温度係数はゼロであるため、センサの感度は周
囲温度に依存せず常に一定となる。従って、このような
センサを用いて圧力を検出する場合、その検出中に周囲
温度が上昇或いは下降してもセンサの感度は変化しない
（感度は低下しない）ため、センサに加わった圧力を正
確に検出することができる。

【０００５】一方、Ｂ点に不純物濃度を設定して前記圧
力センサを製造すると、温度補償（周囲温度の変化に応
じて変化するセンサの感度を補正すること）を行う必要
があるものの、仕様に適合する抵抗値が得られる。従っ
て、このようなセンサを用いて圧力を検出する場合、温
度補償さえ行えば、周囲温度が上昇或いは下降してもセ
ンサの感度は変化しない（感度は低下しない）ため、セ
ンサに加わった圧力を正確に検出することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した感
度が周囲温度に依存しないセンサにおいては、通常のセ
ンサに比較して製造条件が複雑化するばかりか、検出し
た物理量を電気信号に変換するときの変換効率や、イン
ピーダンス特性等の種々の電気的特性が低下して、感度
が低下する等の問題があった。

【０００７】本発明の目的は、周囲温度の変化に応じて
変化するセンサの感度を補正することによって、周囲温
度が変化しても被検出物を正確に検出することができる
温度補償機能付センサを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、所定の電流又は電圧が供給され
ると、被検出物を検出することによって検出信号を出力
するとともに、周囲温度の変化に応じて感度が変化する
センサと、前記センサに駆動電流又は駆動電圧を供給す
る供給手段と、前記センサに供給する電流又は電圧を決
定するために、前記供給手段に基準電圧を印加する電圧
印加手段とを備え、前記電圧印加手段は、周囲温度の変
化に応じて、前記センサの感度の変化とは逆に変化する
基準電圧を前記供給手段に印加して、前記センサの感度
の変化を補正するように構成されてなることを要旨とし
ている。

【０００９】従って、請求項１の発明では、電圧印加手
段から供給手段に基準電圧が印加されることによって、
供給手段からセンサに前記基準電圧に応じた駆動電流又
は駆動電圧が供給されると、センサが駆動される。する
と、センサは、そのときの周囲温度に応じた感度で被検
出物を検出し、検出信号を出力する。ここで、センサ自
身の感度は、周囲温度の変化に応じて変化するが、電圧
印加手段から供給手段に、センサの感度の変化とは逆に
変化する基準電圧が印加されるため、センサの感度は補
正され、周囲温度の変化に関わらず略一定となる。

【００１０】請求項２の発明は、請求項１に記載の発明
において、前記センサの感度及び前記電圧印加手段が出
力する基準電圧のうちいずれか一方は、周囲温度の変化
に対して負特性であり、他方は周囲温度の変化に対して
正特性であることを要旨としている。

【００１１】従って、請求項２の発明では、前記請求項
１の発明の作用に加えて、センサの感度が周囲温度の変
化に対して負特性である場合には、電圧印加手段が出力
する基準電圧は周囲温度に対して正特性である。従っ
て、周囲温度が上昇してセンサ自身の感度が低下して
も、正特性である基準電圧によって補正される。

【００１２】一方、センサの感度が周囲温度の変化に対
して正特性である場合には、電圧印加手段が出力する基
準電圧は周囲温度に対して負特性である。従って、周囲
温度が下降してセンサ自身の感度が低下しても、負特性
である基準電圧によって補正される。

【００１３】請求項３の発明は、請求項１又は請求項２
に記載の発明において、前記電圧印加手段は、周囲温度
の変化に応じて抵抗値が変化する複数の拡散抵抗の組み
合わせによって構成されていることを要旨としている。

【００１４】従って、請求項３の発明では、前記請求項
１又は請求項２の発明の作用に加えて、複数の拡散抵抗
の組み合わせによって基準電圧を決定し、その基準電圧
を供給手段に印加することによって、センサの感度の変
化が補正される。

【００１５】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、本発明の
第１実施形態を図面に従って説明する。図１は周囲温度
の変化に応じて変化するセンサの感度を補正することが
できる温度補償機能付センサを示す電気回路図である。
図１において、温度補償機能付センサ１は、センサデバ
イス（以下、単にセンサという）２、ＯＰアンプ３、抵
抗Ｒ１〜Ｒ３、増幅回路４を備えている。

【００１６】さて、電源の＋端子と−端子（図１ではグ
ラウンドの図記号で図示）との間には、抵抗Ｒ１及び抵
抗Ｒ２が直列に接続されている。抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２と
の間には供給手段としてのＯＰアンプ３の＋端子が接続
されている。ＯＰアンプ３の−端子は抵抗Ｒ３を介して
接地され、ＯＰアンプ３の出力端子はセンサ２を介して
前記抵抗Ｒ３に接続されている。

【００１７】センサ２の出力端子は増幅回路４の入力端
子に接続されており、センサ２の検出信号は増幅回路４
に入力される。増幅回路４の出力端子は図示しない制御
回路の回路素子に接続されており、増幅回路４はセンサ
２の検出信号を入力すると、その検出信号を増幅して、
その増幅した検出信号（出力５）を前記制御回路に出力
する。前記制御回路は、センサ２の検出信号に基づく出
力５に基づいて、様々な制御を行う。

【００１８】本実施形態のセンサ２には、周囲温度の変
化に対する感度の変化が負特性、即ち、周囲温度が上昇
すると感度がリニアに低下する（図２（ｄ）に点線で図
示）ものが使用されている。又、抵抗Ｒ１は、Ｎ型領域
にＰ型の不純物を拡散して、厚さや長さ、さらには不純
物の量等を調整することによって抵抗値が決まる公知の
拡散抵抗からなり、周囲温度が上昇すると抵抗値がリニ
アに大きくなる（図２（ｃ）に点線で図示）もの（正特
性）が使用されている。一方、抵抗Ｒ２は、前記抵抗Ｒ
１と同様の正特性を有する拡散抵抗Ｒａと、拡散抵抗Ｒ
ａよりも周囲温度の変化に対する抵抗値の変化が大きな
正特性を有する拡散抵抗Ｒｂとが直列に接続されて構成
されている。従って、抵抗Ｒ２における周囲温度の変化
に対する抵抗値の変化は、前記抵抗Ｒ１における周囲温
度の変化に対する抵抗値の変化よりも大きな正特性（図
２（ｃ）に１点鎖線で図示）となる。

【００１９】本実施形態では、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２とに
より電圧印加手段が構成されている。次に、上記のよう
に構成した温度補償機能付センサ１の作用、即ち、温度
補償機能付センサ１におけるセンサ２の感度補正方法に
ついて説明する。ここでは、センサ２には図２（ｄ）に
点線で示す、周囲温度の変化に対する感度の変化が負特
性であるものを使用することとし、この負特性を補正し
て、周囲温度が変化してもセンサ２の感度が一定となる
ようにすることを目的とする。尚、図２（ｃ）におい
て、縦軸の抵抗レンジは抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２に適用さ
れ、電圧レンジは基準電圧Ｖｒに適用される。又、図２
（ｄ）において、縦軸の電圧レンジは基準電圧Ｖｒに適
用され、変換効率レンジはセンサ２の感度及び補正後の
センサ２の感度に適用される。

【００２０】さて、電源の＋端子と−端子との間の電圧
（電源電圧）は、抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２によって分圧さ
れ、その分圧された基準電圧ＶｒがＯＰアンプ３の＋端
子に印加される。即ち、ＯＰアンプ３の＋端子には、
「電源電圧×抵抗Ｒ２の抵抗値／（抵抗Ｒ１の抵抗値＋
抵抗Ｒ２の抵抗値）」で表される基準電圧Ｖｒ、詳しく
は、「電源電圧×（拡散抵抗Ｒａの抵抗値＋拡散抵抗Ｒ
ｂの抵抗値）／（抵抗Ｒ１の抵抗値＋拡散抵抗Ｒａの抵
抗値＋拡散抵抗Ｒｂの抵抗値）」で表される基準電圧Ｖ
ｒが印加される。

【００２１】ここで、抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２における周
囲温度の変化に対する抵抗値の変化は、図２（ｃ）に点
線或いは１点鎖線で示すように、それぞれ互いに異なる
正特性である。従って、前記基準電圧Ｖｒは、大きな正
特性を有する抵抗Ｒ２の作用によって、周囲温度の変化
に対して正特性（図２（ｃ）に実線（図２（ｄ）に１点
鎖線）で示すように、図２（ｄ）に点線で示す負特性で
あるセンサ２の感度の変化とは逆）となるように変化す
る。

【００２２】前記基準電圧ＶｒがＯＰアンプ３の＋端子
に印加されると、ＯＰアンプの公知の特性により、その
＋端子と−端子との電位は略等しいため、ＯＰアンプ３
の−端子には基準電圧Ｖｒと略等しい値の電圧Ｖｓが印
加される。すると、抵抗Ｒ３には「電圧Ｖｓ／抵抗Ｒ３
の抵抗値」で表される値の電流Ｉｓが流れ、センサ２に
はそれと略同じ値の電流（所定の電流）が流れる（供給
される）。即ち、センサ２には抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２に
よって分圧された基準電圧Ｖｒと略同じ値の電圧Ｖｓ
と、抵抗Ｒ３の抵抗値とに基づく電流が流れることにな
り、同センサ２はその電流（駆動電流）によって駆動
（定電流駆動方式）される。

【００２３】センサ２が定電流駆動方式にて駆動され
て、例えば、圧力や磁気等の物理量（被検出物）を検出
すると、その物理量は所定の変換効率（感度）にて電気
信号に変換され、その電気信号は検出信号として増幅回
路４に出力される。すると、前記検出信号は増幅回路４
にて増幅され、その増幅された検出信号（出力５）に基
づいて、図示しない制御回路は様々な制御を行う。

【００２４】ここで、本実施形態では、センサ２の変換
効率、即ち、センサ２の感度は周囲温度の変化に対して
負特性（図２（ｄ）に点線で図示）である。従って、セ
ンサ２の感度を補正しない（温度補償機能を有していな
い）場合には、周囲温度が上昇すると、センサ２の感度
が低下して、正確な物理量の検出が行えないことにな
る。

【００２５】ところが、本実施形態では、センサ２を駆
動するための電流（駆動電流）は、電圧Ｖｓと抵抗Ｒ３
の抵抗値とによって決定される。そして、前記電圧Ｖｓ
は、抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２の各抵抗値によって決定され
る基準電圧Ｖｒと略等しいため、電圧Ｖｓは基準電圧Ｖ
ｒと同様に抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２の各抵抗値によって決
定される。ここで、抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２を、周囲温度
の変化に応じて抵抗値が変化する複数の拡散抵抗の組み
合わせによって構成し、本実施形態では、基準電圧Ｖｒ
が周囲温度の変化に対して正特性（図２（ｄ）に１点鎖
線で図示）となるようにした。従って、センサ２の感度
は、元々負特性であったものが、抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２
に基づく正特性の基準電圧Ｖｒによって補正され、図２
（ｄ）に実線で示すように、周囲温度の変化に関わらず
略一定となる。

【００２６】従って、本実施形態によれば、以下のよう
な効果を得ることができる。 （１）本実施形態では、抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２にて決定
された基準電圧ＶｒがＯＰアンプ３の＋端子に印加され
ることによって、ＯＰアンプ３からセンサ２に前記基準
電圧Ｖｒに応じた駆動電流が供給されると、センサ２が
駆動される。すると、センサ２は、そのときの周囲温度
に応じた感度で被検出物を検出し、検出信号を出力す
る。

【００２７】ここで、センサ２自身の感度は、周囲温度
の変化に応じて変化（本実施形態では負特性）するが、
ＯＰアンプ３にセンサ２の感度の変化とは逆に変化する
基準電圧Ｖｒ（本実施形態では正特性）が印加されるた
め、センサ２の感度は補正され、周囲温度の変化に関わ
らず略一定となる。従って、周囲温度の変化に応じて変
化するセンサの感度を補正することによって、周囲温度
が変化しても被検出物を正確に検出することができる。

【００２８】（２）本実施形態では、周囲温度が上昇し
てセンサ２自身の感度が低下しても、正特性の基準電圧
Ｖｒによって補正されるため、周囲温度が上昇しても上
昇前と略同じ感度にて被検出物を正確に検出することが
できる。

【００２９】（３）本実施形態では、周囲温度の変化に
応じて抵抗値が変化する複数の拡散抵抗Ｒ１、Ｒａ、Ｒ
ｂの組み合わせによって基準電圧Ｖｒを決定し、その基
準電圧ＶｒをＯＰアンプ３の＋端子に印加することによ
って、センサ２の感度の変化を補正することができる。

【００３０】（第２実施形態）次に、本発明の第２実施
形態を図３を参照して説明する。尚、本実施形態の温度
補償機能付センサ１は、前記第１実施形態に比較して、
周囲温度の変化に対するセンサ２の感度変化の特性、抵
抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２の構成が異なっている。従って、前
記第１実施形態の構成と同一又は相当する構成について
は同一符号を付して説明を省略する。

【００３１】さて、本実施形態のセンサ２には、周囲温
度の変化に対する感度の変化が正特性、即ち、周囲温度
が上昇すると感度がリニアに向上する（図３（ｄ）に点
線で図示）ものが使用されている。又、抵抗Ｒ２には、
周囲温度が上昇すると抵抗値がリニアに大きくなる（図
３（ｃ）に１点鎖線で図示する正特性）拡散抵抗が使用
されている。一方、抵抗Ｒ１は、前記抵抗Ｒ２と同様の
正特性を有する拡散抵抗Ｒｃと、拡散抵抗Ｒｃよりも周
囲温度の変化に対する抵抗値の変化が大きな正特性を有
する拡散抵抗Ｒｄとが直列に接続されて構成されてい
る。従って、抵抗Ｒ１における周囲温度の変化に対する
抵抗値の変化は、前記抵抗Ｒ２における周囲温度の変化
に対する抵抗値の変化よりも大きな正特性（図３（ｃ）
に点線で図示）となる。

【００３２】本実施形態においても、前記第１実施形態
と同様に、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２とにより電圧印加手段が
構成されている。次に、上記のように構成した温度補償
機能付センサ１の作用、即ち、温度補償機能付センサ１
におけるセンサ２の感度補正方法について説明する。こ
こでは、センサ２には図３（ｄ）に点線で示す、周囲温
度の変化に対する感度の変化が正特性であるものを使用
することとし、この正特性を補正して、周囲温度が変化
してもセンサ２の感度が一定となるようにすることを目
的とする。尚、図３（ｃ）において、縦軸の抵抗レンジ
は抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２に適用され、電圧レンジは基準
電圧Ｖｒに適用される。又、図３（ｄ）において、縦軸
の電圧レンジは基準電圧Ｖｒに適用され、変換効率レン
ジはセンサ２の感度及び補正後のセンサ２の感度に適用
される。

【００３３】さて、本実施形態では、ＯＰアンプ３の＋
端子には、「電源電圧×抵抗Ｒ２の抵抗値／（抵抗Ｒ１
の抵抗値＋抵抗Ｒ２の抵抗値）」で表される基準電圧Ｖ
ｒ、詳しくは、「電源電圧×抵抗Ｒ２の抵抗値／（拡散
抵抗Ｒｃの抵抗値＋拡散抵抗Ｒｄの抵抗値＋抵抗Ｒ２の
抵抗値）」で表される基準電圧Ｖｒが印加される。ここ
で、抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２における周囲温度の変化に対
する抵抗値の変化は、図３（ｃ）に点線或いは１点鎖線
で示すように、それぞれ互いに異なる正特性である。従
って、前記基準電圧Ｖｒは、大きな正特性を有する抵抗
Ｒ１の作用によって、周囲温度の変化に対して負特性
（図３（ｃ）に実線（図３（ｄ）に１点鎖線）で示すよ
うに、図３（ｄ）に点線で示す正特性であるセンサ２の
感度の変化とは逆）となるように変化する。

【００３４】前記基準電圧ＶｒがＯＰアンプ３の＋端子
に印加されると、前記第１実施形態と同様に、ＯＰアン
プ３の−端子に基準電圧Ｖｒと略等しい値の電圧Ｖｓが
印加され、抵抗Ｒ３には「電圧Ｖｓ／抵抗Ｒ３の抵抗
値」で表される値の電流Ｉｓが流れる。即ち、センサ２
が定電流駆動方式にて駆動されて、圧力や磁気等の物理
量（被検出物）を検出すると、その物理量は所定の変換
効率（感度）にて電気信号に変換され、図示しない制御
回路は、前記電気信号に基づく出力５に基づいて様々な
制御を行う。

【００３５】ここで、本実施形態では、センサ２の変換
効率、即ち、センサ２の感度は周囲温度の変化に対して
正特性（図３（ｄ）に点線で図示）である。従って、セ
ンサ２の感度を補正しない（温度補償機能を有していな
い）場合には、周囲温度が下降すると、センサ２の感度
が低下して、正確な物理量の検出が行えないことにな
る。

【００３６】ところが、本実施形態では、前記第１実施
形態と同様に、電圧Ｖｓは抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２の各抵
抗値によって決定される。ここで、抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ
２を、周囲温度の変化に応じて抵抗値が変化する複数の
拡散抵抗の組み合わせによって構成し、本実施形態で
は、基準電圧Ｖｒが周囲温度の変化に対して負特性（図
３（ｄ）に１点鎖線で図示）となるようにした。従っ
て、センサ２の感度は、元々正特性であったものが、抵
抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２に基づく負特性の基準電圧Ｖｒによ
って補正され、図３（ｄ）に実線で示すように、周囲温
度の変化に関わらず略一定となる。

【００３７】従って、本実施形態によれば、以下のよう
な効果を得ることができる。 （１）本実施形態では、周囲温度が下降してセンサ２自
身の感度が低下しても、負特性の基準電圧Ｖｒによって
補正されるため、周囲温度が下降しても下降前と略同じ
感度にて被検出物を正確に検出することができる。

【００３８】（２）本実施形態では、周囲温度の変化に
応じて抵抗値が変化する複数の拡散抵抗Ｒｃ、Ｒｄ、Ｒ
２の組み合わせによって基準電圧Ｖｒを決定し、その基
準電圧ＶｒをＯＰアンプ３の＋端子に印加することによ
って、センサ２の感度の変化を補正することができる。

【００３９】なお、前記各実施形態は以下のように変更
してもよい。 ・前記第１実施形態では、図２（ａ）に示すように、抵
抗Ｒ１を１つの拡散抵抗にて構成し、又、抵抗Ｒ２を周
囲温度の変化に対する抵抗値の変化の特性が異なる２つ
の拡散抵抗Ｒａ、Ｒｂにて構成したが、抵抗Ｒ１及び抵
抗Ｒ２を図２（ｂ）に示す構成としてもよい。即ち、抵
抗Ｒ２を、周囲温度の変化に対する抵抗値の変化が所定
の正特性である１つの拡散抵抗にて構成する。一方、抵
抗Ｒ１を、前記抵抗Ｒ２と同様の正特性を有する拡散抵
抗Ｒｅと、拡散抵抗Ｒｅよりも周囲温度の変化に対する
抵抗値の変化が小さな正特性を有する拡散抵抗Ｒｆとを
直列に接続することにより構成する。

【００４０】このようにした場合には、基準電圧Ｖｒ
は、「電源電圧×抵抗Ｒ２の抵抗値／（拡散抵抗Ｒｅの
抵抗値＋拡散抵抗Ｒｆの抵抗値＋抵抗Ｒ２の抵抗値）」
で表され、前記第１実施形態と同様（図２（ｃ）に実線
で示す）に、周囲温度の変化に対して正特性となるよう
に変化する。従って、前記第１実施形態と同様に、周囲
温度の変化に対する感度の変化が負特性であるセンサ２
を使用した場合には、そのセンサ２の感度を正特性の基
準電圧Ｖｒによって補正して、図２（ｄ）に実線で示す
ように、周囲温度の変化に関わらず略一定にすることが
できる。

【００４１】・前記第２実施形態では、図３（ａ）に示
すように、抵抗Ｒ２を１つの拡散抵抗にて構成し、又、
抵抗Ｒ１を周囲温度の変化に対する抵抗値の変化の特性
が異なる２つの拡散抵抗Ｒｃ、Ｒｄにて構成したが、抵
抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２を図３（ｂ）に示す構成としてもよ
い。即ち、抵抗Ｒ１を、周囲温度の変化に対する抵抗値
の変化が所定の正特性である１つの拡散抵抗にて構成す
る。一方、抵抗Ｒ２を、前記抵抗Ｒ１と同様の正特性を
有する拡散抵抗Ｒｇと、拡散抵抗Ｒｇよりも周囲温度の
変化に対する抵抗値の変化が小さな正特性を有する拡散
抵抗Ｒｈとを直列に接続することにより構成する。

【００４２】このようにした場合には、基準電圧Ｖｒ
は、「電源電圧×（拡散抵抗Ｒｇの抵抗値＋拡散抵抗Ｒ
ｈの抵抗値）／（抵抗Ｒ１の抵抗値＋拡散抵抗Ｒｇの抵
抗値＋拡散抵抗Ｒｈの抵抗値）」で表され、前記第２実
施形態と同様（図３（ｃ）に実線で示す）に、周囲温度
の変化に対して負特性となるように変化する。従って、
前記第２実施形態と同様に、周囲温度の変化に対する感
度の変化が正特性であるセンサ２を使用した場合には、
そのセンサ２の感度を負特性の基準電圧Ｖｒによって補
正して、図３（ｄ）に実線で示すように、周囲温度の変
化に関わらず略一定にすることができる。

【００４３】・前記各実施形態では、図１に示す定電流
駆動方式にてセンサ２を駆動したが、図４に示す定電圧
駆動方式にてセンサ２を駆動してもよい。定電圧駆動方
式の温度補償機能付センサ１は、前記各実施形態に比較
して、抵抗Ｒ３が省略され、ＯＰアンプ３の−端子がセ
ンサ２を介して接地されているところが異なっている。
この場合、ＯＰアンプ３の＋端子に、抵抗Ｒ１及び抵抗
Ｒ２によって分圧された基準電圧Ｖｒが印加されると、
センサ２には前記基準電圧Ｖｒと略同じ値の電圧Ｖｓ
（所定の電圧）が印加（供給）され、センサ２はその電
圧Ｖｓ（駆動電圧）によって駆動される。

【００４４】この定電圧駆動方式の温度補償機能付セン
サ１における抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２の構成は、前記した
図２（ａ）、図２（ｂ）、図３（ａ）、図３（ｂ）のい
ずれの構成としてもよい。

【００４５】これらのようにした場合にも、前記各実施
形態や別例と同様に、周囲温度の変化に対する感度の変
化が負特性或いは正特性であるセンサ２を使用した場合
において、そのセンサ２の感度を正特性或いは負特性の
基準電圧Ｖｒによって補正して、図２（ｄ）や図３
（ｄ）に実線で示すように、周囲温度の変化に関わらず
略一定にすることができる。

【００４６】・前記各実施形態とは異なり、抵抗Ｒ１を
周囲温度の変化に対する抵抗値の変化が所定の正特性で
ある１つの拡散抵抗にて構成するとともに、抵抗Ｒ２を
前記抵抗Ｒ１とは異なる正特性を有する１つの拡散抵抗
にて構成してもよい。

【００４７】このようにした場合には、例えば、抵抗Ｒ
２を抵抗Ｒ１よりも大きな正特性を有する拡散抵抗にて
構成した場合には、図２（ｃ）に実線で示すように、基
準電圧Ｖｒは周囲温度の変化に対して正特性となるた
め、周囲温度の変化に対する感度の変化が負特性である
センサ２の感度を補正することができる。一方、抵抗Ｒ
２を抵抗Ｒ１よりも小さな正特性を有する拡散抵抗にて
構成した場合には、図３（ｃ）に実線で示すように、基
準電圧Ｖｒは周囲温度の変化に対して負特性となるた
め、周囲温度の変化に対する感度の変化が正特性である
センサ２の感度を補正することができる。

【００４８】又、抵抗Ｒ１を周囲温度の変化に対する抵
抗値の変化の特性が異なる２つの拡散抵抗にて構成する
（直列接続、並列接続のいずれでもよい）とともに、抵
抗Ｒ２を周囲温度の変化に対する抵抗値の変化の特性が
異なる２つの拡散抵抗にて構成（直列接続、並列接続の
いずれでもよい）してもよい。ただし、この場合、周囲
温度の変化に対する抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２の各合成抵抗
値の変化の特性が互いに異なるように、抵抗Ｒ１及び抵
抗Ｒ２を構成するものとする。

【００４９】さらに、抵抗Ｒ１を前記特性が異なる２つ
の拡散抵抗にて構成するとともに、抵抗Ｒ２を前記特性
が異なる３つの拡散抵抗にて構成したり、或いは、抵抗
Ｒ１を前記特性が異なる３つの拡散抵抗にて構成すると
ともに、抵抗Ｒ２を前記特性が異なる２つの拡散抵抗に
て構成してもよい。さらに又、抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２を
それぞれ前記特性が異なる３つ以上の拡散抵抗を組み合
わせて構成（３つずつ、３つと４つ、４つと３つ、４つ
ずつ等）してもよい。これらの場合も、周囲温度の変化
に対する抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２の各合成抵抗値の変化の
特性が互いに異なるように、抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２を構
成するものとする。

【００５０】これらのようにした場合には、使用する拡
散抵抗の数が少ないほど低コストにてセンサ２の感度を
補正することができ、又、多くの拡散抵抗を組み合わせ
たときほど、より正確にセンサ２自身の感度の変化に合
わせた補正を行うことができる。

【００５１】・前記各実施形態では、複数の拡散抵抗の
組み合わせによって電圧印加手段を構成したが、少なく
とも一部の拡散抵抗の代わりにサーミスタ等を用いて電
圧印加手段を構成してもよい。即ち、電圧印加手段は、
周囲温度の変化に応じて、センサ２の感度の変化とは逆
に変化する基準電圧Ｖｒを供給手段（ＯＰアンプ３）に
印加するものであれば何でもよい。ここで、サーミスタ
は、周囲温度の変化に対する抵抗値の変化が負特性（周
囲温度が上昇すると抵抗値が小さくなる）である。

【００５２】従って、例えば、電圧印加手段の一部にサ
ーミスタを用いて、図２（ｃ）に実線で示す基準電圧Ｖ
ｒ（正特性）とするために、抵抗Ｒ１にサーミスタ（負
特性）を用いるとともに、抵抗Ｒ２に所定の正特性を有
する拡散抵抗（固定抵抗でもよい）を用いてもよい。こ
こで、サーミスタは、周囲温度の変化に対して、抵抗値
がリニアではなく曲線的に変化するため、これをリニア
に変化させる（ただし負特性）ために、サーミスタと固
定抵抗（拡散抵抗でもよい）とを組み合わせて（例え
ば、並列接続）抵抗Ｒ１を構成してもよい。

【００５３】又、電圧印加手段の一部にサーミスタを用
いて、図３（ｃ）に実線で示す基準電圧Ｖｒ（負特性）
とするために、抵抗Ｒ２にサーミスタ（負特性）を用い
るとともに、抵抗Ｒ１に所定の正特性を有する拡散抵抗
（固定抵抗でもよい）を用いてもよい。ここで、サーミ
スタは、周囲温度の変化に対して、抵抗値がリニアでは
なく曲線的に変化するため、これをリニアに変化させる
（ただし負特性）ために、サーミスタと固定抵抗（拡散
抵抗でもよい）とを組み合わせて（例えば、並列接続）
抵抗Ｒ２を構成してもよい。

【００５４】次に、前記各実施形態及び別例から把握で
きる請求項に記載した発明以外の技術的思想について、
それらの効果と共に以下に記載する。 （イ）前記電圧印加手段は、電源の＋端子に接続される
第１の拡散抵抗と、電源の−端子に接続される第２の拡
散抵抗とを含む少なくとも２つの拡散抵抗を備え、且
つ、前記第１及び第２の拡散抵抗によって分圧された基
準電圧を前記供給手段に印加するものであり、前記第１
及び第２の拡散抵抗は、周囲温度の変化に対する抵抗値
の変化の特性が互いに異なるものであって、前記センサ
の感度変化が周囲温度の変化に対して負特性であると
き、前記第２の拡散抵抗は、前記第１の拡散抵抗より
も、周囲温度の変化に対する抵抗値の変化が大きな正特
性を有するものとしたことを特徴とする請求項３に記載
の温度補償機能付センサ。

【００５５】従って、この（イ）に記載の発明によれ
ば、電圧印加手段は、センサの感度変化が周囲温度の変
化に対して負特性であるとき、電源の＋端子に接続され
る第１の拡散抵抗と、第１の拡散抵抗よりも、周囲温度
の変化に対する抵抗値の変化が大きな正特性を有し、電
源の−端子に接続される第２の拡散抵抗とによって分圧
された基準電圧を供給手段に印加する。ここで、前記基
準電圧は、「電源電圧×第２の拡散抵抗の抵抗値／（第
１の拡散抵抗の抵抗値＋第２の拡散抵抗の抵抗値）」に
て表される。

【００５６】従って、基準電圧は大きな正特性を有する
第２の拡散抵抗の作用によって、周囲温度の変化に対し
て正特性となるように変化することになり、周囲温度の
変化に対して負特性であるセンサの感度を補正すること
ができる。

【００５７】前記第１実施形態において抵抗Ｒ１は第１
の拡散抵抗を構成し、抵抗Ｒ２は第２の拡散抵抗を構成
する。 （ロ）前記電圧印加手段は、電源の＋端子に接続される
第１の拡散抵抗と、電源の−端子に接続される第２の拡
散抵抗とを含む少なくとも２つの拡散抵抗を備え、且
つ、前記第１及び第２の拡散抵抗によって分圧された基
準電圧を前記供給手段に印加するものであり、前記第１
及び第２の拡散抵抗は、周囲温度の変化に対する抵抗値
の変化の特性が互いに異なるものであって、前記センサ
の感度変化が周囲温度の変化に対して正特性であると
き、前記第１の拡散抵抗は、前記第２の拡散抵抗より
も、周囲温度の変化に対する抵抗値の変化が大きな正特
性を有するものとしたことを特徴とする請求項３に記載
の温度補償機能付センサ。

【００５８】従って、この（ロ）に記載の発明によれ
ば、電圧印加手段は、センサの感度変化が周囲温度の変
化に対して正特性であるとき、電源の−端子に接続され
る第２の拡散抵抗と、第２の拡散抵抗よりも、周囲温度
の変化に対する抵抗値の変化が大きな正特性を有し、電
源の＋端子に接続される第１の拡散抵抗とによって分圧
された基準電圧を供給手段に印加する。ここで、前記基
準電圧は、「電源電圧×第２の拡散抵抗の抵抗値／（第
１の拡散抵抗の抵抗値＋第２の拡散抵抗の抵抗値）」に
て表される。

【００５９】従って、基準電圧は大きな正特性を有する
第１の拡散抵抗の作用によって、周囲温度の変化に対し
て負特性となるように変化することになり、周囲温度の
変化に対して正特性であるセンサの感度を補正すること
ができる。

【００６０】前記第２実施形態において抵抗Ｒ１は第１
の拡散抵抗を構成し、抵抗Ｒ２は第２の拡散抵抗を構成
する。

【００６１】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、周囲温
度の変化に応じて変化するセンサの感度を補正すること
によって、周囲温度が変化しても被検出物を正確に検出
することができる。

【００６２】請求項２に記載の発明によれば、センサの
感度が周囲温度の変化に対して負特性である場合や正特
性である場合に、周囲温度が上昇したり或いは下降して
センサ自身の感度が低下しても、電圧印加手段が出力す
る基準電圧によって補正されるため、請求項１に記載の
発明の効果を奏する。

【００６３】請求項３に記載の発明によれば、電圧印加
手段を周囲温度の変化に応じて抵抗値が変化する複数の
拡散抵抗の組み合わせによって構成したことにより、請
求項１又は請求項２に記載の発明の効果を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１及び第２実施形態の温度補償機能付セン
サの電気回路図。

【図２】 （ａ）は第１実施形態のＲ１及びＲ２の構成
を示す接続図、（ｂ）はＲ１及びＲ２の構成の別例を示
す接続図、（ｃ）は周囲温度の変化に対するＲ１、Ｒ
２、Ｖｒの変化を示す特性図、（ｄ）は周囲温度の変化
に対するＶｒ、センサ感度の変化を示す特性図。

【図３】 （ａ）は第２実施形態のＲ１及びＲ２の構成
を示す接続図、（ｂ）はＲ１及びＲ２の構成の別例を示
す接続図、（ｃ）は周囲温度の変化に対するＲ１、Ｒ
２、Ｖｒの変化を示す特性図、（ｄ）は周囲温度の変化
に対するＶｒ、センサ感度の変化を示す特性図。

【図４】 温度補償機能付センサの別例を示す電気回路
図。

【図５】 歪み抵抗型圧力センサにおける不純物濃度と
抵抗温度係数との関係を示す特性図。

【符号の説明】

１…温度補償機能付センサ、２…センサ、３…供給手段
としてのＯＰアンプ、Ｖｒ…基準電圧、Ｒ１…抵抗（拡
散抵抗）、Ｒ２…抵抗（拡散抵抗であって、抵抗Ｒ１と
ともに電圧印加手段を構成する。）、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒ
ｃ、Ｒｄ、Ｒｅ、Ｒｆ、Ｒｇ、Ｒｈ…拡散抵抗。

フロントページの続き (72)発明者 小木曽 克也 愛知県丹羽郡大口町豊田三丁目260番地 株式会社東海理化電機製作所内 Ｆターム(参考） 2F055 DD05 EE14 FF02 GG32 2F075 AA03 EE05 EE08

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の電流又は電圧が供給されると、被
   検出物を検出することによって検出信号を出力するとと
   もに、周囲温度の変化に応じて感度が変化するセンサ
   と、 前記センサに駆動電流又は駆動電圧を供給する供給手段
   と、 前記センサに供給する電流又は電圧を決定するために、
   前記供給手段に基準電圧を印加する電圧印加手段とを備
   え、 前記電圧印加手段は、周囲温度の変化に応じて、前記セ
   ンサの感度の変化とは逆に変化する基準電圧を前記供給
   手段に印加して、前記センサの感度の変化を補正するよ
   うに構成されてなる温度補償機能付センサ。
2. 【請求項２】 前記センサの感度及び前記電圧印加手段
   が出力する基準電圧のうちいずれか一方は、周囲温度の
   変化に対して負特性であり、他方は周囲温度の変化に対
   して正特性である請求項１に記載の温度補償機能付セン
   サ。
3. 【請求項３】 前記電圧印加手段は、周囲温度の変化に
   応じて抵抗値が変化する複数の拡散抵抗の組み合わせに
   よって構成されている請求項１又は請求項２に記載の温
   度補償機能付センサ。