JP2001091373A - Pressure sensor circuit - Google Patents

Pressure sensor circuit

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JP2001091373A
JP2001091373A JP27234999A JP27234999A JP2001091373A JP 2001091373 A JP2001091373 A JP 2001091373A JP 27234999 A JP27234999 A JP 27234999A JP 27234999 A JP27234999 A JP 27234999A JP 2001091373 A JP2001091373 A JP 2001091373A
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雅則 林
Yasuji Konishi
保司 小西
Shinji Sakamoto
慎司 坂本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly accurate and reliable pressure sensor circuit capable of canceling out the output offset of an amplifier and obtaining correct output even if external environments such as the passage of time, humidity and the like change. SOLUTION: This pressure sensor circuit is provided with switches S1-S6 as means to reduce the output offset voltage of an amplifier 13 contained in the output voltage V1 of the amplifier 13, and a switching control part to turn on the switches S1, S3, S4 and S6 and off the switches S2 and S5 at the time when input to the amplifier 13 is inhibited in an auto zero state, and to turn on the switches S2, S3, and S5 and off the switches S1, S4, and S6 at the time when input to the amplifier 13 is permitted, and to turn off the switch S3 at the time of a transition from the time when input is permitted to the time of inverse integration. The switching control part is provided for a control part 14b.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、主にブリッジ回路
構成の抵抗により成る圧力センサまたは加速度センサな
どを有し機械的な量を電気信号に変換して取り出すトラ
ンスジューサ回路に関し、特に圧力センサ回路に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transducer circuit having a pressure sensor or an acceleration sensor mainly composed of a bridge circuit, and converting a mechanical quantity into an electric signal, and more particularly to a pressure sensor circuit. Things.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5はこの種の圧力センサ回路の従来構
成例を示す図で(特願平11−147362号参照)、
この圧力センサ回路は、ブリッジ回路構成の圧力センサ
1、圧力センサ1の出力オフセットの温度補償を行うオ
フセット補正回路2、インスツルメンテーション・アン
プ型の増幅器3、この増幅器3の出力電圧をデジタル値
に変換するA/D変換器4、および圧力センサ1のスパ
ンの温度補償を行うスパン補正回路5を備え、圧力セン
サ1の出力オフセットおよびスパンに対して好適な温度
補償を行う構成になっている。
2. Description of the Related Art FIG. 5 is a diagram showing a conventional configuration example of this type of pressure sensor circuit (see Japanese Patent Application No. 11-147362).
This pressure sensor circuit includes a pressure sensor 1 having a bridge circuit configuration, an offset correction circuit 2 for performing temperature compensation of an output offset of the pressure sensor 1, an amplifier 3 of an instrumentation amplifier type, and an output voltage of the amplifier 3 being a digital value. And a span correction circuit 5 for performing temperature compensation of the span of the pressure sensor 1 so as to perform suitable temperature compensation for the output offset and the span of the pressure sensor 1. .

【0003】なお、特開昭64−10142号公報に
は、ブリッジの入力側に定電流を流して、入力端に生ず
る入力電圧を検出して増幅し、正、負の電圧を作り、こ
の正、負の電圧を利用または調整して信号を増幅するM
AIN増幅器の出力がZEROとなる用に加算してZE
RO点を調整する温度補償回路が記載されている。
Japanese Patent Laid-Open Publication No. Sho 64-10142 discloses that a constant current is applied to the input side of a bridge to detect and amplify an input voltage generated at an input terminal to generate positive and negative voltages. Amplifies the signal by utilizing or adjusting the negative voltage, M
Addition is made so that the output of the AIN amplifier becomes ZERO and ZE
A temperature compensation circuit for adjusting the RO point is described.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図5に
示す圧力センサ回路では、時間経過、湿度などの外部環
境変化により、増幅器(増幅器内の演算増幅器、つまり
いわゆるオペアンプ)のオフセット電圧が増減するの
で、増幅器の出力が変動し、その結果、圧力センサ回路
のデジタル出力も変動する課題があった。
However, in the pressure sensor circuit shown in FIG. 5, the offset voltage of the amplifier (the operational amplifier in the amplifier, that is, the so-called operational amplifier) increases or decreases due to changes in the external environment such as the passage of time and humidity. The output of the amplifier fluctuates, and as a result, the digital output of the pressure sensor circuit fluctuates.

【0005】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、増幅器の出力オフセットを打ち消し、時間経
過、湿度などの外部環境が変化しても正確な出力が得ら
れる高精度で高信頼性の圧力センサ回路を提供すること
を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and cancels out the output offset of an amplifier and provides a high-precision and high-reliability in which an accurate output can be obtained even when an external environment such as a lapse of time or humidity changes. It is an object of the present invention to provide a pressure sensor circuit.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項1記載の発明の圧力センサ回路は、ブリッジ回
路構成の抵抗により成る圧力センサと、前記圧力センサ
の出力オフセット低減用の基準信号を生成するオフセッ
ト補正回路と、前記オフセット補正回路からの基準信号
で前記出力オフセットを低減しながら前記圧力センサの
検出信号を増幅する差動増幅型の増幅器と、前記増幅器
の出力信号をデジタル値に変換するA/D変換器と、前
記増幅器の出力信号に含まれるその増幅器の出力オフセ
ットを前記A/D変換器で低減する手段とを備えるので
ある。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a pressure sensor circuit comprising: a pressure sensor comprising a resistor having a bridge circuit configuration; and a reference signal for reducing an output offset of the pressure sensor. An offset correction circuit that generates the output signal, a differential amplification type amplifier that amplifies the detection signal of the pressure sensor while reducing the output offset with a reference signal from the offset correction circuit, and converts the output signal of the amplifier into a digital value. An A / D converter for conversion and means for reducing the output offset of the amplifier included in the output signal of the amplifier by the A / D converter are provided.

【0007】この構成では、増幅器の出力オフセットが
A/D変換器で低減するようになるので、増幅器の出力
オフセットを打ち消し、時間経過、湿度などの外部環境
が変化しても正確な出力が得られる高精度で高信頼性の
圧力センサ回路を提供することができる。
In this configuration, since the output offset of the amplifier is reduced by the A / D converter, the output offset of the amplifier is canceled, and an accurate output can be obtained even if the external environment such as the passage of time or humidity changes. A highly accurate and highly reliable pressure sensor circuit can be provided.

【0008】なお、請求項1記載の圧力センサ回路にお
いて、前記A/D変換器は、所定電圧が非反転入力端子
に印加される第1演算増幅器と、前記増幅器の出力端子
に一端が接続される積分用抵抗と、この積分用抵抗の他
端と前記第1演算増幅器の反転入力端子との間に接続さ
れるオートゼロ用コンデンサと、前記積分用抵抗および
オートゼロ用コンデンサの接続点と前記第1演算増幅器
の出力端子との間に接続される積分用コンデンサと、前
記第1演算増幅器の出力端子および反転入力端子にそれ
ぞれ非反転入力端子および反転入力端子が接続される第
2演算増幅器と、前記積分用コンデンサから逆積分電流
を取り出す電流取出部とを有し、前記手段は、前記増幅
器の両入力端子間に接続される第1スイッチと、前記圧
力センサの一方の出力端子と前記増幅器の非反転側の入
力端子との間に介設される第2スイッチと、前記増幅器
の出力端子と前記A/D変換器の入力端子との間に介設
される第3スイッチと、前記第2演算増幅器の反転入力
端子および出力端子間に接続される第4スイッチと、前
記オフセット補正回路と前記増幅器との間に介設される
第5スイッチと、前記増幅器および第5スイッチの接続
点と前記第1演算増幅器の非反転入力端子との間に接続
される第6スイッチと、前記増幅器への入力禁止時に
は、前記第1、第3、第4および第6スイッチをオンに
して、前記第2および第5スイッチをオフにする一方、
前記増幅器への入力許容時には、前記第2、第3および
第5スイッチをオンにして、前記第1、第4および第6
スイッチをオフにし、前記入力許容時から逆積分時に移
行すると前記第3スイッチをオフにするスイッチング制
御部とを有する構成でもよい(請求項2)。この構成に
よれば、増幅器の出力オフセットを打ち消し、時間経
過、湿度などの外部環境が変化しても正確な出力が得ら
れる高精度で高信頼性の圧力センサ回路を提供すること
ができる。
In the pressure sensor circuit according to the first aspect, the A / D converter has a first operational amplifier for applying a predetermined voltage to a non-inverting input terminal, and one end connected to an output terminal of the amplifier. An integration resistor, an auto-zero capacitor connected between the other end of the integration resistor and the inverting input terminal of the first operational amplifier, and a connection point between the integration resistor and the auto-zero capacitor. An integrating capacitor connected between an output terminal of the operational amplifier, a second operational amplifier having a non-inverting input terminal and an inverting input terminal connected to an output terminal and an inverting input terminal of the first operational amplifier, respectively, A current extracting unit for extracting an inverse integration current from an integrating capacitor, wherein the means includes a first switch connected between both input terminals of the amplifier, and one of the pressure sensors. A second switch provided between the input terminal of the amplifier and a non-inverting input terminal of the amplifier; and a third switch provided between the output terminal of the amplifier and the input terminal of the A / D converter. A switch, a fourth switch connected between the inverting input terminal and the output terminal of the second operational amplifier, a fifth switch interposed between the offset correction circuit and the amplifier, A sixth switch connected between a connection point of the switch and a non-inverting input terminal of the first operational amplifier; and turning on the first, third, fourth, and sixth switches when input to the amplifier is prohibited. To turn off the second and fifth switches,
When the input to the amplifier is permitted, the second, third, and fifth switches are turned on, and the first, fourth, and sixth switches are turned on.
A switching control unit that turns off a switch and turns off the third switch when shifting from the input allowable time to the reverse integration time may be provided (claim 2). According to this configuration, it is possible to provide a highly accurate and highly reliable pressure sensor circuit capable of canceling the output offset of the amplifier and obtaining an accurate output even when the external environment such as the passage of time or humidity changes.

【0009】また、請求項1記載の圧力センサ回路にお
いて、前記A/D変換器は、所定電圧が非反転入力端子
に印加される第1演算増幅器と、前記増幅器の出力端子
に一端が接続される積分用抵抗と、この積分用抵抗の他
端と前記第1演算増幅器の反転入力端子との間に接続さ
れるオートゼロ用コンデンサと、前記積分用抵抗および
オートゼロ用コンデンサの接続点と前記第1演算増幅器
の出力端子との間に接続される積分用コンデンサと、前
記第1演算増幅器の出力端子および反転入力端子にそれ
ぞれ非反転入力端子および反転入力端子が接続される第
2演算増幅器と、前記積分用コンデンサから逆積分電流
を取り出す電流取出部とを有し、前記手段は、前記増幅
器の両入力端子間に接続される第1スイッチと、前記圧
力センサの一方の出力端子と前記増幅器の非反転側の入
力端子との間に介設される第2スイッチと、前記増幅器
の出力端子と前記A/D変換器の入力端子との間に介設
される第3スイッチと、前記第2演算増幅器の反転入力
端子および出力端子間に接続される第4スイッチと、前
記増幅器への入力禁止時には、前記第1、第3および第
4スイッチをオンにして、前記第2スイッチをオフにす
る一方、前記増幅器への入力許容時には、前記第2およ
び第3スイッチをオンにして、前記第1および第4スイ
ッチをオフにし、前記入力許容時から逆積分時に移行す
ると前記第3スイッチをオフにするスイッチング制御部
とを有し、前記オフセット補正回路は、前記入力禁止時
には前記第1演算増幅器の非反転入力端子に印加の所定
電圧と同レベルの電圧を出力する一方、前記入力許容時
には前記基準信号としての電圧を出力する構成でもよい
(請求項3)。この構成によれば、増幅器の出力オフセ
ットを打ち消し、時間経過、湿度などの外部環境が変化
しても正確な出力が得られる高精度で高信頼性の圧力セ
ンサ回路を提供することができる。
Further, in the pressure sensor circuit according to claim 1, the A / D converter has a first operational amplifier for applying a predetermined voltage to a non-inverting input terminal, and one end connected to an output terminal of the amplifier. An integration resistor, an auto-zero capacitor connected between the other end of the integration resistor and the inverting input terminal of the first operational amplifier, and a connection point between the integration resistor and the auto-zero capacitor. An integrating capacitor connected between an output terminal of the operational amplifier, a second operational amplifier having a non-inverting input terminal and an inverting input terminal connected to an output terminal and an inverting input terminal of the first operational amplifier, respectively, A current extracting unit for extracting an inverse integration current from an integrating capacitor, wherein the means includes a first switch connected between both input terminals of the amplifier, and one of the pressure sensors. A second switch provided between the input terminal of the amplifier and a non-inverting input terminal of the amplifier; and a third switch provided between the output terminal of the amplifier and the input terminal of the A / D converter. A switch, a fourth switch connected between an inverting input terminal and an output terminal of the second operational amplifier, and, when input to the amplifier is prohibited, turning on the first, third, and fourth switches, While the switch 2 is turned off, when the input to the amplifier is allowed, the second and third switches are turned on and the first and fourth switches are turned off. A switching control unit for turning off a third switch, wherein the offset correction circuit outputs a voltage of the same level as a predetermined voltage applied to a non-inverting input terminal of the first operational amplifier when the input is prohibited. , Said input allowable time may be configured to output a voltage as the reference signal (claim 3). According to this configuration, it is possible to provide a highly accurate and highly reliable pressure sensor circuit capable of canceling the output offset of the amplifier and obtaining an accurate output even when the external environment such as the passage of time or humidity changes.

【0010】また、請求項1記載の圧力センサ回路にお
いて、前記圧力センサは、出力オフセット電圧のばらつ
きが常に正の値になるように調整されている構成でもよ
い(請求項4)。この構成によれば、増幅器のダイナミ
ックレンジを拡大することができる。
Further, in the pressure sensor circuit according to the first aspect, the pressure sensor may be configured to be adjusted so that the variation of the output offset voltage always takes a positive value. According to this configuration, the dynamic range of the amplifier can be expanded.

【0011】また、請求項2記載の圧力センサ回路にお
いて、前記基準信号としての電圧から前記所定電圧を引
いて得た値が前記圧力センサの出力オフセットを打ち消
すように、前記基準信号が設定されている構成でもよい
(請求項5)。この構成によれば、増幅器のダイナミッ
クレンジを拡大することができる。
Further, in the pressure sensor circuit according to claim 2, the reference signal is set such that a value obtained by subtracting the predetermined voltage from a voltage as the reference signal cancels an output offset of the pressure sensor. (Claim 5). According to this configuration, the dynamic range of the amplifier can be expanded.

【0012】さらに、請求項2または3記載の圧力セン
サ回路において、前記逆積分電流は前記第1演算増幅器
の反転入力端子から取り出される構成でもよい(請求項
6)。この構成によれば、高精度なA/D変換が可能に
なる。
Further, in the pressure sensor circuit according to the second or third aspect, the back integration current may be taken out from an inverting input terminal of the first operational amplifier. According to this configuration, highly accurate A / D conversion can be performed.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】図1は本発明の第1実施形態に係
る圧力センサ回路の構成図で、この図を用いて以下に第
1実施形態の説明を行う。
FIG. 1 is a block diagram of a pressure sensor circuit according to a first embodiment of the present invention. The first embodiment will be described below with reference to this drawing.

【0014】まず、圧力センサ回路の基本構成について
説明すると、図1に示すように、圧力センサ回路(装
置)は、圧力センサ11、オフセット補正回路12、増
幅器13およびA/D変換器14により構成されてい
る。
First, the basic configuration of the pressure sensor circuit will be described. As shown in FIG. 1, the pressure sensor circuit (apparatus) includes a pressure sensor 11, an offset correction circuit 12, an amplifier 13, and an A / D converter 14. Have been.

【0015】圧力センサ11は、出力端子Ts1,Ts2お
よび電源端子Ts3,Ts4を有するブリッジ回路構成の抵
抗Rs1〜Rs4により成り、物理量(圧力)に応じたレベ
ルの検出電圧Vinを両出力端子Ts1,Ts2間に発生する
もので、ブリッジ回路の一方の電源端子Ts3にはバイア
ス電圧Vbiasまたはバイアス電流Ibiasが印加または供
給され、他方の電源端子Ts4はグランドGNDに接続さ
れている。
The pressure sensor 11 comprises resistors Rs1 to Rs4 in a bridge circuit configuration having output terminals Ts1 and Ts2 and power supply terminals Ts3 and Ts4, and outputs a detection voltage Vin at a level corresponding to a physical quantity (pressure) to both output terminals Ts1 and Ts1. The bias voltage Vbias or the bias current Ibias is applied or supplied to one power supply terminal Ts3 of the bridge circuit, and the other power supply terminal Ts4 is connected to the ground GND.

【0016】オフセット補正回路12は、圧力センサ1
1の出力オフセット電圧(以下、センサ・オフセット)
低減用の基準電圧Vgを生成するもので、出力信号とし
ての基準電圧Vgのレベル調整が可能に、例えば、所定
電圧(VDD)を基準電圧Vgに分圧する抵抗値可変の
分圧抵抗(抵抗および可変抵抗の直列回路)、またはデ
ジタル入力に応じたレベルの基準電圧Vgを出力するD
/A変換器により構成される。
The offset correction circuit 12 includes the pressure sensor 1
Output offset voltage of 1 (hereinafter, sensor offset)
The reference voltage Vg for reduction is generated, and the level of the reference voltage Vg as an output signal can be adjusted. For example, a variable resistance voltage dividing resistor (a resistor and a resistor) that divides a predetermined voltage (VDD) into the reference voltage Vg. D) that outputs a reference voltage Vg at a level corresponding to a digital input.
/ A converter.

【0017】増幅器13は、オフセット補正回路12か
らの基準電圧Vgでセンサ・オフセットを低減しなが
ら、圧力センサ11の検出電圧VinをゲインGで増幅す
るもので、いわゆるインスツルメンテーション・アンプ
型の差動増幅回路を構成する演算増幅器131〜133
および抵抗R131〜R137を備えるとともに、演算
増幅器133および抵抗R134〜R137により成る
標準型の差動増幅回路の基準電位(図では抵抗R135
の右端の電位)に対して、オフセット補正回路12で生
成された基準電圧Vgを重畳するボルテージホロワ13
4を備える構成になっている。
The amplifier 13 amplifies the detection voltage Vin of the pressure sensor 11 with a gain G while reducing the sensor offset with the reference voltage Vg from the offset correction circuit 12, and is a so-called instrumentation amplifier type. Operational amplifiers 131 to 133 constituting a differential amplifier circuit
And a reference potential (a resistor R135 in the figure) of a standard differential amplifier circuit comprising an operational amplifier 133 and resistors R134 to R137.
Voltage follower 13 for superposing the reference voltage Vg generated by the offset correction circuit 12 on the
4 is provided.

【0018】A/D変換器14は、増幅器13の出力電
圧V1をデジタル値Nout に変換するもので、所定の電
圧Vrが非反転入力端子に印加される演算増幅器(積分
器)141と、増幅器13の出力端子に一端が接続され
る積分用の抵抗R14と、この抵抗R14の他端と演算
増幅器141の反転入力端子との間に接続されるオート
ゼロ用のコンデンサCazと、抵抗R14およびコンデン
サCazの接続点と演算増幅器141の出力端子との間に
接続される積分用のコンデンサCint と、演算増幅器1
41の出力端子および反転入力端子にそれぞれ非反転入
力端子および反転入力端子が接続される演算増幅器(比
較器)142と、コンデンサCint を放電すべく、コン
デンサCaz,Cint の接続点からグランドに一定の逆積
分電流Irを流す電流取出部(図では電流源)143と
により成るA/D変換部14aを備えるとともに、この
A/D変換部14aの出力に応じたデジタル値Nout を
得る制御部14bを備える構成になっている。
The A / D converter 14 converts the output voltage V1 of the amplifier 13 into a digital value Nout, and includes an operational amplifier (integrator) 141 to which a predetermined voltage Vr is applied to a non-inverting input terminal, an amplifier 141, and an amplifier. 13, an integrating resistor R14 having one end connected to the output terminal, an auto-zero capacitor Caz connected between the other end of the resistor R14 and the inverting input terminal of the operational amplifier 141, a resistor R14 and a capacitor Caz. And the integration capacitor Cint connected between the connection point of the operational amplifier 141 and the output terminal of the operational amplifier 141.
An operational amplifier (comparator) 142 having a non-inverting input terminal and an inverting input terminal connected to the output terminal and the inverting input terminal of the capacitor 41, respectively, and a constant connection from the connection point of the capacitors Caz and Cint to ground to discharge the capacitor Cint An A / D conversion unit 14a including a current extraction unit (current source in the figure) 143 through which the inverse integrated current Ir flows, and a control unit 14b for obtaining a digital value Nout according to the output of the A / D conversion unit 14a are provided. It is configured to be equipped.

【0019】このような基本構成の圧力センサ回路に
は、第1実施形態の特徴として、A/D変換器14への
増幅器13の出力電圧V1に含まれる増幅器13の出力
オフセット電圧(以下、アンプ・オフセット)Vosを低
減する手段が設けられる。
In the pressure sensor circuit having such a basic configuration, as a feature of the first embodiment, the output offset voltage of the amplifier 13 included in the output voltage V1 of the amplifier 13 to the A / D converter 14 (hereinafter, referred to as amplifier (Offset) Means for reducing Vos are provided.

【0020】この手段は、増幅器13の両入力端子間に
接続されるスイッチS1と、圧力センサ11の出力端子
Ts2と増幅器13の非反転側の入力端子との間に介設さ
れるスイッチS2と、増幅器13の出力端子とA/D変
換器14の入力端子との間に介設されるスイッチS3
と、演算増幅器142の反転入力・出力端子間に接続さ
れるスイッチS4と、オフセット補正回路12の出力端
子とボルテージホロワ134の入力端子との間に介設さ
れるスイッチS5と、ボルテージホロワ134の入力端
子と演算増幅器141の非反転入力端子との間に接続さ
れるスイッチS6と、増幅器13への入力禁止時で、い
わゆるオートゼロ状態時には、スイッチS1,S3,S
4,S6をオンにして、スイッチS2,S5をオフにす
る一方、増幅器13への入力許容時には、スイッチS
2,S3,S5をオンにして、スイッチS1,S4,S
6をオフにし、入力許容時から逆積分時に移行するとス
イッチS3をオフにするスイッチング制御部とにより構
成される。なお、このスイッチング制御部は、例えばA
/D変換器14の制御部14b内に設けられる。
This means includes a switch S1 connected between both input terminals of the amplifier 13, and a switch S2 provided between the output terminal Ts2 of the pressure sensor 11 and the non-inverting input terminal of the amplifier 13. , A switch S3 interposed between the output terminal of the amplifier 13 and the input terminal of the A / D converter 14.
A switch S4 connected between the inverting input and output terminals of the operational amplifier 142; a switch S5 interposed between the output terminal of the offset correction circuit 12 and the input terminal of the voltage follower 134; The switch S6 connected between the input terminal of the operational amplifier 141 and the non-inverting input terminal of the operational amplifier 141, and the switches S1, S3, S3 when the input to the amplifier 13 is prohibited, that is, in a so-called auto-zero state.
4, S6 are turned on and the switches S2 and S5 are turned off.
2, S3, S5 are turned on, and switches S1, S4, S
6 and a switching control unit that turns off the switch S3 when a transition is made from the time when input is allowed to the time when reverse integration is performed. Note that this switching control unit is, for example, A
It is provided in the control unit 14b of the / D converter 14.

【0021】次に、第1実施形態の特徴となる上記手段
の動作を説明する。例えば、入力禁止時でオートゼロ状
態時には、スイッチS1,S3,S4,S6がオンにな
るとともに、スイッチS2,S5がオフになる。
Next, the operation of the above means, which is a feature of the first embodiment, will be described. For example, when the input is prohibited and in the auto-zero state, the switches S1, S3, S4, and S6 are turned on, and the switches S2 and S5 are turned off.

【0022】このとき、スイッチS1のオンおよびスイ
ッチS2のオフにより増幅器13への入力が禁止され、
スイッチS5のオフおよびスイッチS6のオンにより増
幅器13の出力電圧V1がVos+Vrになる。また、ス
イッチS4のオンにより、演算増幅器142の反転入力
端子および非反転入力端子の電圧V3,V4が仮想短絡
により電圧Vrと同レベルになり、抵抗R14およびコ
ンデンサCazの接続点の電圧V2が増幅器13の出力電
圧V1と同レベルになり安定する。この場合、コンデン
サCazに蓄積される電荷Qazを次式で表すことができ
る。
At this time, the input to the amplifier 13 is prohibited by turning on the switch S1 and turning off the switch S2.
When the switch S5 is turned off and the switch S6 is turned on, the output voltage V1 of the amplifier 13 becomes Vos + Vr. Further, when the switch S4 is turned on, the voltages V3 and V4 of the inverting input terminal and the non-inverting input terminal of the operational amplifier 142 become the same level as the voltage Vr due to the virtual short circuit, and the voltage V2 at the connection point between the resistor R14 and the capacitor Caz is amplified. 13 and becomes the same level as the output voltage V1 and becomes stable. In this case, the charge Qaz stored in the capacitor Caz can be expressed by the following equation.

【0023】 Qaz=Caz×(V1−Vr) =Caz×Vos このバイアス状態、つまりコンデンサCazがアンプ・オ
フセットに応じた電荷を蓄積した状態で、オートゼロ時
のA/D変換部14aが安定することになる。
Qaz = Caz × (V1−Vr) = Caz × Vos In this bias state, that is, in a state in which the capacitor Caz has accumulated a charge corresponding to the amplifier offset, the A / D conversion section 14a at the time of auto-zero is stabilized. become.

【0024】この状態で、増幅器13への入力許容時の
スイッチング制御に移行し、スイッチS2,S3,S5
がオンになるとともに、スイッチS1,S4,S6がオ
フになる。
In this state, the operation shifts to the switching control when the input to the amplifier 13 is permitted, and the switches S2, S3, S5
Is turned on, and the switches S1, S4, S6 are turned off.

【0025】このとき、スイッチS1のオフおよびスイ
ッチS2のオンにより、増幅器13への入力が許容さ
れ、スイッチS5のオンおよびスイッチS6のオフによ
り、増幅器13の出力電圧V1がG×Vin+Vg+Vos
になる。また、スイッチS4のオフにより、電圧V3が
電圧Vrのレベルを保持した状態になると同時に、演算
増幅器141,142の反転入力端子側におけるコンデ
ンサCazの端子が電圧Vrと切り離された状態になり、
コンデンサCazも上述の電荷量Qazを保持した状態にな
る。つまり、増幅器13への入力許容時になっても電圧
V2はVos+Vrのままとなる。従って、V1がG×V
in+Vg+Vosになるので、抵抗R14には次式で与え
られる電流I1が流れることになる。
At this time, the input to the amplifier 13 is permitted by turning off the switch S1 and turning on the switch S2, and the output voltage V1 of the amplifier 13 is G × Vin + Vg + Vos by turning on the switch S5 and turning off the switch S6.
become. When the switch S4 is turned off, the voltage V3 is maintained at the level of the voltage Vr, and at the same time, the terminals of the capacitors Caz on the inverting input terminal sides of the operational amplifiers 141 and 142 are disconnected from the voltage Vr.
The capacitor Caz also holds the charge amount Qaz described above. That is, even when the input to the amplifier 13 is permitted, the voltage V2 remains at Vos + Vr. Therefore, V1 is G × V
Since it becomes in + Vg + Vos, a current I1 given by the following equation flows through the resistor R14.

【0026】 I1=(V1−V2)/R14 =(G×Vin+Vg−Vr)/R14 そして、上記電流I1がコンデンサCint に流れるの
で、電圧V4は、T1を圧力センサ11の信号が入力す
る時間とすれば、Vr−Cin×I1×T1で与えられ
る。
I1 = (V1−V2) / R14 = (G × Vin + Vg−Vr) / R14 Then, since the current I1 flows through the capacitor Cint, the voltage V4 is determined by the time for inputting the signal of the pressure sensor 11 to T1. Then, it is given by Vr−Cin × I1 × T1.

【0027】上記状態がT1時間継続した後、逆積分時
に移行してスイッチS3がオフになると、電流取出部1
43が積分電流Irを流し始める逆積分状態になる。こ
のとき、コンデンサCinが電流Irで放電するため、電
圧V4は、Vr−I1×T1/Cin+Ir×T2/Cin
になる。ただし、T2は逆積分状態の時間である。
After the above state has continued for the time T1, the operation proceeds to the reverse integration and the switch S3 is turned off.
43 is in a reverse integration state in which the integration current Ir starts to flow. At this time, since the capacitor Cin discharges with the current Ir, the voltage V4 becomes Vr−I1 × T1 / Cin + Ir × T2 / Cin
become. Here, T2 is the time of the inverse integration state.

【0028】ここで、T2を演算増幅器142の出力レ
ベルがLowからHighに切り替わる時間に設定する
と、V3=Vrであるため、演算増幅器142の出力レ
ベルは、演算増幅器142の入力がVr>V4のときに
Lowになり、Vr<V4のときにHighになる。よ
って、T2は、Vr−I1×T1/Cin+Ir×T2/
Cin=Vrにより次式で与えられる。
Here, if T2 is set to the time when the output level of the operational amplifier 142 switches from Low to High, since V3 = Vr, the output level of the operational amplifier 142 is such that the input of the operational amplifier 142 is Vr> V4. At this time, it becomes Low, and when Vr <V4, it becomes High. Therefore, T2 is Vr−I1 × T1 / Cin + Ir × T2 /
It is given by the following equation by Cin = Vr.

【0029】T2=I1×T1/Ir また、T1をN個(一定)の基準クロック(CLK)で
発生させて、T1=CLK×Nとし、T2時間中に上記
と同周期のクロックの個数をカウントすると、T2=C
LK×Nout により、次式が成り立つ。ただし、Nout
はカウントしたクロック数である。
T2 = I1 × T1 / Ir Further, T1 is generated by N (constant) reference clocks (CLK), T1 = CLK × N, and during the time T2, the number of clocks having the same cycle as above is calculated. When counted, T2 = C
The following equation is established by LK × Nout. However, Nout
Is the number of counted clocks.

【0030】CLK×Nout =I1×T1/Ir Nout /N=I1/Ir このNout は、N、Irが一定によりI1に応じたデジ
タル値になる。すなわち、デジタル値Nout は、I1で
決定され、I1=(G×Vin+Vg−Vr)/R14であ
るため、アンプ・オフセットVosの影響を受けなくな
る。また、Vg−Vrがセンサ・オフセットを打ち消す
ようにVgを設定すると、センサ・オフセットの低減が
可能になる。これらの結果、湿度などの外部環境の変化
によってしばしばアンプ・オフセットが変化した場合で
も、A/D変換器14の出力は一定となり、高精度で高
信頼性の圧力センサ回路を得ることができる。
CLK × Nout = I1 × T1 / IrNout / N = I1 / Ir This Nout is a digital value corresponding to I1 when N and Ir are constant. That is, since the digital value Nout is determined by I1 and I1 = (G × Vin + Vg−Vr) / R14, the digital value Nout is not affected by the amplifier offset Vos. Setting Vg such that Vg-Vr cancels the sensor offset enables the sensor offset to be reduced. As a result, the output of the A / D converter 14 becomes constant even when the amplifier offset frequently changes due to a change in the external environment such as humidity, and a highly accurate and highly reliable pressure sensor circuit can be obtained.

【0031】図2は本発明の第2実施形態に係る圧力セ
ンサ回路の構成図で、この図を用いて以下に第2実施形
態の説明を行う。
FIG. 2 is a block diagram of a pressure sensor circuit according to a second embodiment of the present invention, and the second embodiment will be described below with reference to FIG.

【0032】図2に示す圧力センサ回路は、圧力センサ
11、増幅器13およびスイッチS1〜S4を第1実施
形態と同様に備えているほか、スイッチS5,S6の廃
止に伴う変更点以外は第1実施形態と同様に構成される
A/D変換器24を備えているとともに、第1実施形態
とは異なるオフセット補正回路22を備えている。
The pressure sensor circuit shown in FIG. 2 includes a pressure sensor 11, an amplifier 13, and switches S1 to S4 in the same manner as in the first embodiment. An A / D converter 24 having the same configuration as that of the first embodiment is provided, and an offset correction circuit 22 different from that of the first embodiment is provided.

【0033】A/D変換器24は、第1実施形態と同様
のA/D変換部14a、および第1実施形態とは異なる
制御部24bにより構成されている。制御部24bは、
増幅器13への入力禁止時で、オートゼロ状態時には、
スイッチS1,S3,S4をオンにして、スイッチS2
をオフにする一方、増幅器13への入力許容時には、ス
イッチS2,S3をオンにして、スイッチS1,S4を
オフにするスイッチング制御部を備える以外は、第1実
施形態の制御部14bと同様に構成される。
The A / D converter 24 includes an A / D converter 14a similar to that of the first embodiment and a controller 24b different from that of the first embodiment. The control unit 24b
When input to the amplifier 13 is prohibited and in the auto-zero state,
Turn on the switches S1, S3, S4 and switch S2
Is turned off, and when an input to the amplifier 13 is permitted, the switching control unit turns on the switches S2 and S3 and turns off the switches S1 and S4 in the same manner as the control unit 14b of the first embodiment. Be composed.

【0034】オフセット補正回路22は、センサ・オフ
セット低減用の基準電圧を生成するもので、D/A変換
器により構成される。そして、オートゼロ状態時におい
て、出力電圧のレベルが演算増幅器141の非反転入力
端子に印加の電圧Vrと同レベルになるように、また増
幅器13への入力許容時において、出力電圧のレベルが
センサ・オフセット低減用の基準電圧Vgと同レベルに
なるように、オフセット補正回路22を設定すれば、第
1実施形態と同様の回路動作により、同様の効果が得ら
れることになる。
The offset correction circuit 22 generates a reference voltage for reducing the sensor offset, and is constituted by a D / A converter. Then, in the auto-zero state, the output voltage level is equal to the voltage Vr applied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 141, and when the input to the amplifier 13 is allowed, the output voltage level is If the offset correction circuit 22 is set to be at the same level as the offset reduction reference voltage Vg, the same effect can be obtained by the same circuit operation as in the first embodiment.

【0035】ここで、センサ・オフセットの補正原理を
説明する。ただし、オートゼロ状態時のオフセット補正
回路22の出力をV22とし、入力許容時のオフセット
補正回路22の出力をV22+ΔV22とする。
Here, the principle of correcting the sensor offset will be described. However, the output of the offset correction circuit 22 in the auto-zero state is V22, and the output of the offset correction circuit 22 when the input is allowed is V22 + ΔV22.

【0036】入力許容時、圧力センサ11に圧力が加わ
っていないとすれば、Vinは数mV程度のセンサ・オフ
セットVoffsetになる。従って、V1がG×Voffset+
Vos+V22+ΔV22で、V2がVos+V22である
ので、電流I1は次式で与えられる。
If no pressure is applied to the pressure sensor 11 when input is allowed, Vin becomes a sensor offset Voffset of about several mV. Therefore, V1 is G × Voffset +
Since Vos + V22 + ΔV22 and V2 is Vos + V22, the current I1 is given by the following equation.

【0037】 I1=(V1−V2)/R14 =G×Voffset+ΔV22 そして、圧力センサ11に圧力が加わっていないので、
I1=0、つまりΔV22が−G×Voffsetになるよう
に調整すれば、センサ・オフセットの補正が可能にな
る。
I1 = (V1−V2) / R14 = G × Voffset + ΔV22 Since no pressure is applied to the pressure sensor 11,
If the adjustment is made so that I1 = 0, that is, ΔV22 becomes −G × Voffset, the sensor offset can be corrected.

【0038】図3は本発明の第3実施形態に係る圧力セ
ンサ回路における圧力センサを示す図で、この図を用い
て以下に第3実施形態を説明すると、本圧力センサ回路
は、圧力センサ31を備える以外は、第2実施形態と同
様に構成される。
FIG. 3 is a diagram showing a pressure sensor in a pressure sensor circuit according to a third embodiment of the present invention. The third embodiment will be described below with reference to this figure. Except for the configuration, the configuration is the same as that of the second embodiment.

【0039】圧力センサ31は、抵抗Rs1〜Rs4を第2
実施形態と同様に備えるとともに、センサ・オフセット
のばらつきを補正するために、図3に示すように、電源
端子Ts3と抵抗Rs1との間に介設される抵抗R1および
電源端子Ts3と抵抗Rs2との間に介設される抵抗R2の
どちらか一方を備え、センサ・オフセットのばらつきが
常に正となるように調整されている。
The pressure sensor 31 detects the resistances Rs1 to Rs4
As shown in FIG. 3, in order to provide the same as in the embodiment and correct the variation of the sensor offset, as shown in FIG. 3, a resistor R1 interposed between the power supply terminal Ts3 and the resistor Rs1 and the power supply terminal Ts3 and the resistor Rs2 are connected to each other. , And is adjusted so that the variation in the sensor offset is always positive.

【0040】ここで、本圧力センサ回路が圧力センサ3
1を備える以外は第2実施形態と同様に構成されるの
で、第2実施形態におけるセンサ・オフセットの補正原
理の説明から、次式が成り立つのが分かる。
Here, the pressure sensor circuit is a pressure sensor 3
Since the configuration is the same as that of the second embodiment except that 1 is provided, it can be understood from the description of the principle of correcting the sensor offset in the second embodiment that the following expression is established.

【0041】 Vin=Voffset ただし、ゼロ圧力時 V1=G×Voffset+Vos+V22+ΔV22 この場合、V1の振幅ダイナミックレンジはV22+Δ
V22〜VDDの範囲となる。このとき、ΔV22が−
G×Voffsetであるので、センサ・オフセットVoffset
が正になるように圧力センサ31を調整すれば、ΔV2
2<0となり、V1の振幅ダイナミックレンジを拡大す
ることができる。
Vin = Voffset However, at zero pressure V1 = G × Voffset + Vos + V22 + ΔV22 In this case, the amplitude dynamic range of V1 is V22 + Δ
V22 to VDD. At this time, ΔV22 becomes −
Since G × Voffset, the sensor offset Voffset
If the pressure sensor 31 is adjusted so that
2 <0, and the amplitude dynamic range of V1 can be expanded.

【0042】次に、本発明の第4実施形態に係る圧力セ
ンサ回路の説明を行う。ただし、第4実施形態に係る圧
力センサ回路は第1実施形態と同様に構成される。
Next, a pressure sensor circuit according to a fourth embodiment of the present invention will be described. However, the pressure sensor circuit according to the fourth embodiment has the same configuration as that of the first embodiment.

【0043】第4実施形態の場合、次式が成り立つ。In the case of the fourth embodiment, the following equation holds.

【0044】 Vin=Voffset ただし、ゼロ圧力時 V1=G×Voffset+Vos+Vg この場合、増幅器13のダイナミックレンジはVg〜V
DDとなり、センサ・オフセットを補正するように、V
g=−G×Voffsetになるように設定すれば、ダイナミ
ックレンジを拡大することができる。
Vin = Voffset However, at zero pressure V1 = G × Voffset + Vos + Vg In this case, the dynamic range of the amplifier 13 is Vg to Vg.
DD, and V is corrected so as to correct the sensor offset.
By setting g = −G × Voffset, the dynamic range can be expanded.

【0045】図4は本発明の第5実施形態に係る圧力セ
ンサ回路における圧力センサを示す図で、この図を用い
て以下に第5実施形態の説明を行う。
FIG. 4 is a diagram showing a pressure sensor in a pressure sensor circuit according to a fifth embodiment of the present invention, and the fifth embodiment will be described below with reference to FIG.

【0046】図4に示す圧力センサ回路は、圧力センサ
11、オフセット補正回路12、増幅器13およびスイ
ッチS1〜S6を第1実施形態と同様に備えているほ
か、第1実施形態とは相違するA/D変換器44を備え
ている。
The pressure sensor circuit shown in FIG. 4 includes a pressure sensor 11, an offset correction circuit 12, an amplifier 13, and switches S1 to S6 in the same manner as in the first embodiment. A / D converter 44 is provided.

【0047】このA/D変換器44は、第1実施形態と
同様の制御部14b、および第1実施形態とは異なるA
/D変換部44aにより構成されている。A/D変換部
44aは、電流取出部143に代えて、演算増幅器14
1の反転入力端子から逆積分電流を取り出す電流取出部
(図では電流源)443を備える以外は第1実施形態の
A/D変換部14aと同様に構成されている。
The A / D converter 44 includes a control unit 14b similar to that of the first embodiment and an A / D converter 44 different from that of the first embodiment.
It is constituted by a / D conversion unit 44a. The A / D converter 44a includes an operational amplifier 14 instead of the current extractor 143.
The configuration is the same as that of the A / D conversion unit 14a of the first embodiment, except that a current extraction unit (current source in the figure) 443 that extracts the inverse integrated current from the inversion input terminal of the first embodiment is provided.

【0048】上記構成の場合、逆積分電流を取り出す演
算増幅器141の反転入力端子の電位がA/D変換部4
4aの基準電圧Vrで安定なため、正確に逆積分電流を
取り出すことが可能になり、高精度なA/D変換を行う
ことが可能となる。
In the case of the above configuration, the potential of the inverting input terminal of the operational amplifier 141 for taking out the inverse integral current is
Since it is stable at the reference voltage Vr of 4a, it is possible to accurately take out the inverse integration current, and it is possible to perform highly accurate A / D conversion.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上のことから明らかなように、請求項
1記載の発明によれば、ブリッジ回路構成の抵抗により
成る圧力センサと、前記圧力センサの出力オフセット低
減用の基準信号を生成するオフセット補正回路と、前記
オフセット補正回路からの基準信号で前記出力オフセッ
トを低減しながら前記圧力センサの検出信号を増幅する
差動増幅型の増幅器と、前記増幅器の出力信号をデジタ
ル値に変換するA/D変換器と、前記増幅器の出力信号
に含まれるその増幅器の出力オフセットを前記A/D変
換器で低減する手段とを備えるので、増幅器の出力オフ
セットを打ち消し、時間経過、湿度などの外部環境が変
化しても正確な出力が得られる高精度で高信頼性の圧力
センサ回路を提供することができる。
As is apparent from the above description, according to the first aspect of the present invention, a pressure sensor comprising a resistor having a bridge circuit configuration and an offset for generating a reference signal for reducing an output offset of the pressure sensor are provided. A correction circuit, a differential amplification type amplifier for amplifying the detection signal of the pressure sensor while reducing the output offset with a reference signal from the offset correction circuit, and an A / A for converting the output signal of the amplifier into a digital value. Since the D / D converter and the means for reducing the output offset of the amplifier included in the output signal of the amplifier by the A / D converter are provided, the output offset of the amplifier is canceled, and the external environment such as time lapse and humidity is reduced. It is possible to provide a highly accurate and highly reliable pressure sensor circuit that can obtain an accurate output even if it changes.

【0050】請求項2記載の発明によれば、請求項1記
載の圧力センサ回路において、前記A/D変換器は、所
定電圧が非反転入力端子に印加される第1演算増幅器
と、前記増幅器の出力端子に一端が接続される積分用抵
抗と、この積分用抵抗の他端と前記第1演算増幅器の反
転入力端子との間に接続されるオートゼロ用コンデンサ
と、前記積分用抵抗およびオートゼロ用コンデンサの接
続点と前記第1演算増幅器の出力端子との間に接続され
る積分用コンデンサと、前記第1演算増幅器の出力端子
および反転入力端子にそれぞれ非反転入力端子および反
転入力端子が接続される第2演算増幅器と、前記積分用
コンデンサから逆積分電流を取り出す電流取出部とを有
し、前記手段は、前記増幅器の両入力端子間に接続され
る第1スイッチと、前記圧力センサの一方の出力端子と
前記増幅器の非反転側の入力端子との間に介設される第
2スイッチと、前記増幅器の出力端子と前記A/D変換
器の入力端子との間に介設される第3スイッチと、前記
第2演算増幅器の反転入力端子および出力端子間に接続
される第4スイッチと、前記オフセット補正回路と前記
増幅器との間に介設される第5スイッチと、前記増幅器
および第5スイッチの接続点と前記第1演算増幅器の非
反転入力端子との間に接続される第6スイッチと、前記
増幅器への入力禁止時には、前記第1、第3、第4およ
び第6スイッチをオンにして、前記第2および第5スイ
ッチをオフにする一方、前記増幅器への入力許容時に
は、前記第2、第3および第5スイッチをオンにして、
前記第1、第4および第6スイッチをオフにし、前記入
力許容時から逆積分時に移行すると前記第3スイッチを
オフにするスイッチング制御部とを有するので、増幅器
の出力オフセットを打ち消し、時間経過、湿度などの外
部環境が変化しても正確な出力が得られる高精度で高信
頼性の圧力センサ回路を提供することができる。
According to a second aspect of the present invention, in the pressure sensor circuit according to the first aspect, the A / D converter includes a first operational amplifier for applying a predetermined voltage to a non-inverting input terminal, and the amplifier. An integration resistor having one end connected to an output terminal of the first operational amplifier; an auto-zero capacitor connected between the other end of the integration resistor and an inverting input terminal of the first operational amplifier; An integrating capacitor connected between a connection point of the capacitor and an output terminal of the first operational amplifier; and a non-inverting input terminal and an inverting input terminal connected to an output terminal and an inverting input terminal of the first operational amplifier, respectively. A second operational amplifier, and a current extracting unit for extracting a reverse integration current from the integrating capacitor, the means comprising: a first switch connected between both input terminals of the amplifier; A second switch interposed between one output terminal of the pressure sensor and the input terminal on the non-inverting side of the amplifier; and a second switch between the output terminal of the amplifier and the input terminal of the A / D converter. A third switch interposed, a fourth switch connected between an inverting input terminal and an output terminal of the second operational amplifier, and a fifth switch interposed between the offset correction circuit and the amplifier. A sixth switch connected between a connection point of the amplifier and the fifth switch and a non-inverting input terminal of the first operational amplifier; and a first, third, and fourth switches when input to the amplifier is prohibited. And the sixth switch is turned on, and the second and fifth switches are turned off. On the other hand, when the input to the amplifier is permitted, the second, third and fifth switches are turned on,
A switching control unit that turns off the first, fourth, and sixth switches, and turns off the third switch when the transition is made from the input-permitted time to the reverse integration, so that the output offset of the amplifier is canceled, It is possible to provide a highly accurate and highly reliable pressure sensor circuit that can obtain an accurate output even when an external environment such as humidity changes.

【0051】請求項3記載の発明によれば、請求項1記
載の圧力センサ回路において、前記A/D変換器は、所
定電圧が非反転入力端子に印加される第1演算増幅器
と、前記増幅器の出力端子に一端が接続される積分用抵
抗と、この積分用抵抗の他端と前記第1演算増幅器の反
転入力端子との間に接続されるオートゼロ用コンデンサ
と、前記積分用抵抗およびオートゼロ用コンデンサの接
続点と前記第1演算増幅器の出力端子との間に接続され
る積分用コンデンサと、前記第1演算増幅器の出力端子
および反転入力端子にそれぞれ非反転入力端子および反
転入力端子が接続される第2演算増幅器と、前記積分用
コンデンサから逆積分電流を取り出す電流取出部とを有
し、前記手段は、前記増幅器の両入力端子間に接続され
る第1スイッチと、前記圧力センサの一方の出力端子と
前記増幅器の非反転側の入力端子との間に介設される第
2スイッチと、前記増幅器の出力端子と前記A/D変換
器の入力端子との間に介設される第3スイッチと、前記
第2演算増幅器の反転入力端子および出力端子間に接続
される第4スイッチと、前記増幅器への入力禁止時に
は、前記第1、第3および第4スイッチをオンにして、
前記第2スイッチをオフにする一方、前記増幅器への入
力許容時には、前記第2および第3スイッチをオンにし
て、前記第1および第4スイッチをオフにし、前記入力
許容時から逆積分時に移行すると前記第3スイッチをオ
フにするスイッチング制御部とを有し、前記オフセット
補正回路は、前記入力禁止時には前記第1演算増幅器の
非反転入力端子に印加の所定電圧と同レベルの電圧を出
力する一方、前記入力許容時には前記基準信号としての
電圧を出力するので、増幅器の出力オフセットを打ち消
し、時間経過、湿度などの外部環境が変化しても正確な
出力が得られる高精度で高信頼性の圧力センサ回路を提
供することができる。
According to a third aspect of the present invention, in the pressure sensor circuit according to the first aspect, the A / D converter includes a first operational amplifier for applying a predetermined voltage to a non-inverting input terminal, and the amplifier. An integration resistor having one end connected to an output terminal of the first operational amplifier; an auto-zero capacitor connected between the other end of the integration resistor and an inverting input terminal of the first operational amplifier; An integrating capacitor connected between a connection point of the capacitor and an output terminal of the first operational amplifier; and a non-inverting input terminal and an inverting input terminal connected to an output terminal and an inverting input terminal of the first operational amplifier, respectively. A second operational amplifier, and a current extracting unit for extracting a reverse integration current from the integrating capacitor, the means comprising: a first switch connected between both input terminals of the amplifier; A second switch interposed between one output terminal of the pressure sensor and the input terminal on the non-inverting side of the amplifier; and a second switch between the output terminal of the amplifier and the input terminal of the A / D converter. A third switch interposed, a fourth switch connected between the inverting input terminal and the output terminal of the second operational amplifier, and the first, third and fourth switches when the input to the amplifier is prohibited. Turn on,
While the second switch is turned off, when the input to the amplifier is allowed, the second and third switches are turned on, the first and fourth switches are turned off, and the transition from the input allowed to the reverse integration is performed. And a switching control unit for turning off the third switch, wherein the offset correction circuit outputs a voltage of the same level as a predetermined voltage applied to the non-inverting input terminal of the first operational amplifier when the input is prohibited. On the other hand, when the input is permitted, the voltage as the reference signal is output, so that the output offset of the amplifier is canceled, and accurate output can be obtained even if the external environment such as time lapse and humidity changes. A pressure sensor circuit can be provided.

【0052】請求項4記載の発明によれば、請求項1記
載の圧力センサ回路において、前記圧力センサは、出力
オフセット電圧のばらつきが常に正の値になるように調
整されているので、増幅器のダイナミックレンジを拡大
することができる。
According to the fourth aspect of the present invention, in the pressure sensor circuit according to the first aspect, the pressure sensor is adjusted such that the variation of the output offset voltage is always a positive value. The dynamic range can be expanded.

【0053】請求項5記載の発明によれば、請求項2記
載の圧力センサ回路において、前記基準信号としての電
圧から前記所定電圧を引いて得た値が前記圧力センサの
出力オフセットを打ち消すように、前記基準信号が設定
されているので、増幅器のダイナミックレンジを拡大す
ることができる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the pressure sensor circuit of the second aspect, a value obtained by subtracting the predetermined voltage from the voltage as the reference signal cancels an output offset of the pressure sensor. Since the reference signal is set, the dynamic range of the amplifier can be expanded.

【0054】請求項6記載の発明によれば、請求項2ま
たは3記載の圧力センサ回路において、前記逆積分電流
は前記第1演算増幅器の反転入力端子から取り出される
ので、高精度なA/D変換が可能になる。
According to the sixth aspect of the present invention, in the pressure sensor circuit according to the second or third aspect, since the inverse integrated current is taken out from an inverting input terminal of the first operational amplifier, a highly accurate A / D is achieved. Conversion becomes possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態に係る圧力センサ回路の
構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a pressure sensor circuit according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施形態に係る圧力センサ回路の
構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram of a pressure sensor circuit according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3実施形態に係る圧力センサ回路に
おける圧力センサを示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a pressure sensor in a pressure sensor circuit according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第5実施形態に係る圧力センサ回路に
おける圧力センサを示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a pressure sensor in a pressure sensor circuit according to a fifth embodiment of the present invention.

【図5】圧力センサ回路の従来構成例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a conventional configuration example of a pressure sensor circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,31 圧力センサ 12,22 オフセット補正回路 13 増幅器 14,24,44 A/D変換器 14a,44a A/D変換部 14b,24b 制御部 141 演算増幅器(積分器) 142 演算増幅器(比較器) 143,443 電流取出部 R14 積分用の抵抗 Caz オートゼロ用のコンデンサ Cint 積分用のコンデンサ S1〜S6 スイッチ R1,R2 抵抗 11, 31 Pressure sensor 12, 22 Offset correction circuit 13 Amplifier 14, 24, 44 A / D converter 14a, 44a A / D converter 14b, 24b Controller 141 Operational amplifier (integrator) 142 Operational amplifier (comparator) 143,443 Current extractor R14 Integrating resistor Caz Auto-zero capacitor Cint Integrating capacitor S1-S6 Switches R1, R2 Resistance

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂本 慎司 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Fターム(参考) 2F049 AA13 CA12 2F075 AA06 AA07 EE04  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shinji Sakamoto 1048 Kazuma Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric Works F-term (reference) 2F049 AA13 CA12 2F075 AA06 AA07 EE04

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ブリッジ回路構成の抵抗により成る圧力
センサと、 前記圧力センサの出力オフセット低減用の基準信号を生
成するオフセット補正回路と、 前記オフセット補正回路からの基準信号で前記出力オフ
セットを低減しながら前記圧力センサの検出信号を増幅
する差動増幅型の増幅器と、 前記増幅器の出力信号をデジタル値に変換するA/D変
換器と、 前記増幅器の出力信号に含まれるその増幅器の出力オフ
セットを前記A/D変換器で低減する手段とを備える圧
力センサ回路。
A pressure sensor comprising a resistor having a bridge circuit configuration; an offset correction circuit for generating a reference signal for reducing an output offset of the pressure sensor; and a reference signal from the offset correction circuit for reducing the output offset. A differential amplification type amplifier for amplifying the detection signal of the pressure sensor, an A / D converter for converting an output signal of the amplifier into a digital value, and an output offset of the amplifier included in the output signal of the amplifier. Means for reducing by the A / D converter.
【請求項2】 前記A/D変換器は、所定電圧が非反転
入力端子に印加される第1演算増幅器と、前記増幅器の
出力端子に一端が接続される積分用抵抗と、この積分用
抵抗の他端と前記第1演算増幅器の反転入力端子との間
に接続されるオートゼロ用コンデンサと、前記積分用抵
抗およびオートゼロ用コンデンサの接続点と前記第1演
算増幅器の出力端子との間に接続される積分用コンデン
サと、前記第1演算増幅器の出力端子および反転入力端
子にそれぞれ非反転入力端子および反転入力端子が接続
される第2演算増幅器と、前記積分用コンデンサから逆
積分電流を取り出す電流取出部とを有し、 前記手段は、前記増幅器の両入力端子間に接続される第
1スイッチと、前記圧力センサの一方の出力端子と前記
増幅器の非反転側の入力端子との間に介設される第2ス
イッチと、前記増幅器の出力端子と前記A/D変換器の
入力端子との間に介設される第3スイッチと、前記第2
演算増幅器の反転入力端子および出力端子間に接続され
る第4スイッチと、前記オフセット補正回路と前記増幅
器との間に介設される第5スイッチと、前記増幅器およ
び第5スイッチの接続点と前記第1演算増幅器の非反転
入力端子との間に接続される第6スイッチと、前記増幅
器への入力禁止時には、前記第1、第3、第4および第
6スイッチをオンにして、前記第2および第5スイッチ
をオフにする一方、前記増幅器への入力許容時には、前
記第2、第3および第5スイッチをオンにして、前記第
1、第4および第6スイッチをオフにし、前記入力許容
時から逆積分時に移行すると前記第3スイッチをオフに
するスイッチング制御部とを有する請求項1記載の圧力
センサ回路。
2. An A / D converter comprising: a first operational amplifier for applying a predetermined voltage to a non-inverting input terminal; an integrating resistor having one end connected to an output terminal of the amplifier; An auto-zero capacitor connected between the other end of the first operational amplifier and the inverting input terminal of the first operational amplifier, and a connection between a connection point of the integrating resistor and the auto-zero capacitor and an output terminal of the first operational amplifier. An integrating capacitor, a second operational amplifier having a non-inverting input terminal and an inverting input terminal connected to an output terminal and an inverting input terminal of the first operational amplifier, respectively, and a current for extracting a reverse integral current from the integrating capacitor. A take-out unit, the means comprising: a first switch connected between both input terminals of the amplifier; one output terminal of the pressure sensor; and a non-inverting input terminal of the amplifier. A second switch that is provided between a third switch that is provided between the input terminal of the A / D converter and the output terminal of the amplifier, the second
A fourth switch connected between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier, a fifth switch interposed between the offset correction circuit and the amplifier, a connection point between the amplifier and the fifth switch, A sixth switch connected between the non-inverting input terminal of the first operational amplifier and the first, third, fourth and sixth switches when the input to the amplifier is prohibited, When the input to the amplifier is allowed, the second, third, and fifth switches are turned on, and the first, fourth, and sixth switches are turned off. 2. The pressure sensor circuit according to claim 1, further comprising: a switching control unit that turns off the third switch when a transition is made from the time to the time of the reverse integration.
【請求項3】 前記A/D変換器は、所定電圧が非反転
入力端子に印加される第1演算増幅器と、前記増幅器の
出力端子に一端が接続される積分用抵抗と、この積分用
抵抗の他端と前記第1演算増幅器の反転入力端子との間
に接続されるオートゼロ用コンデンサと、前記積分用抵
抗およびオートゼロ用コンデンサの接続点と前記第1演
算増幅器の出力端子との間に接続される積分用コンデン
サと、前記第1演算増幅器の出力端子および反転入力端
子にそれぞれ非反転入力端子および反転入力端子が接続
される第2演算増幅器と、前記積分用コンデンサから逆
積分電流を取り出す電流取出部とを有し、 前記手段は、前記増幅器の両入力端子間に接続される第
1スイッチと、前記圧力センサの一方の出力端子と前記
増幅器の非反転側の入力端子との間に介設される第2ス
イッチと、前記増幅器の出力端子と前記A/D変換器の
入力端子との間に介設される第3スイッチと、前記第2
演算増幅器の反転入力端子および出力端子間に接続され
る第4スイッチと、前記増幅器への入力禁止時には、前
記第1、第3および第4スイッチをオンにして、前記第
2スイッチをオフにする一方、前記増幅器への入力許容
時には、前記第2および第3スイッチをオンにして、前
記第1および第4スイッチをオフにし、前記入力許容時
から逆積分時に移行すると前記第3スイッチをオフにす
るスイッチング制御部とを有し、 前記オフセット補正回路は、前記入力禁止時には前記第
1演算増幅器の非反転入力端子に印加の所定電圧と同レ
ベルの電圧を出力する一方、前記入力許容時には前記基
準信号としての電圧を出力する請求項1記載の圧力セン
サ回路。
3. An A / D converter comprising: a first operational amplifier for applying a predetermined voltage to a non-inverting input terminal; an integrating resistor having one end connected to an output terminal of the amplifier; An auto-zero capacitor connected between the other end of the first operational amplifier and the inverting input terminal of the first operational amplifier, and a connection between a connection point of the integrating resistor and the auto-zero capacitor and an output terminal of the first operational amplifier. An integrating capacitor, a second operational amplifier having a non-inverting input terminal and an inverting input terminal connected to an output terminal and an inverting input terminal of the first operational amplifier, respectively, and a current for extracting a reverse integral current from the integrating capacitor. A take-out unit, the means comprising: a first switch connected between both input terminals of the amplifier; one output terminal of the pressure sensor; and a non-inverting input terminal of the amplifier. A second switch that is provided between a third switch that is provided between the input terminal of the A / D converter and the output terminal of the amplifier, the second
A fourth switch connected between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier and, when input to the amplifier is prohibited, turning on the first, third and fourth switches and turning off the second switch On the other hand, when the input to the amplifier is permitted, the second and third switches are turned on, the first and fourth switches are turned off, and when the transition from the input permitted to the time of the reverse integration is performed, the third switch is turned off. The offset correction circuit outputs a voltage of the same level as a predetermined voltage applied to a non-inverting input terminal of the first operational amplifier when the input is prohibited, and the reference when the input is allowed. The pressure sensor circuit according to claim 1, wherein the pressure sensor circuit outputs a voltage as a signal.
【請求項4】 前記圧力センサは、出力オフセット電圧
のばらつきが常に正の値になるように調整されている請
求項1記載の圧力センサ回路。
4. The pressure sensor circuit according to claim 1, wherein the pressure sensor is adjusted so that the variation of the output offset voltage always becomes a positive value.
【請求項5】 前記基準信号としての電圧から前記所定
電圧を引いて得た値が前記圧力センサの出力オフセット
を打ち消すように、前記基準信号が設定されている請求
項2記載の圧力センサ回路。
5. The pressure sensor circuit according to claim 2, wherein the reference signal is set such that a value obtained by subtracting the predetermined voltage from the voltage as the reference signal cancels the output offset of the pressure sensor.
【請求項6】 前記逆積分電流は前記第1演算増幅器の
反転入力端子から取り出される請求項2または3記載の
圧力センサ回路。
6. The pressure sensor circuit according to claim 2, wherein said inverse integrated current is taken from an inverting input terminal of said first operational amplifier.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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