JP2001091385A - 断線検出機能付きブリッジセンサ - Google Patents
断線検出機能付きブリッジセンサInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 センサの特性を変化させることなく、センサ
の断線検出を可能にする。 【解決手段】 電源端子Ｔ１、グランド端子Ｔ２および
両出力端子Ｔ３，Ｔ４を有するブリッジ回路構成の抵抗
Ｒs1〜Ｒs4により成るセンサ１１に対して、電圧ＶＤＤ
の電源とセンサ１１の電源端子Ｔ１との間に介設され、
オンまたはオフに応じてそれぞれセンサ１１を駆動また
は停止させるＦＥＴ１２と、このＦＥＴ１２のオフ時に
基準電流としての定電流を電源端子Ｔ１からセンサ１１
に供給する電流発生部１３と、センサ１１に供給された
定電流によりセンサ１１の電源端子Ｔ１に発生する電圧
と基準電圧との比較を行い、この比較結果に応じてセン
サ１１が断線しているか否かの検出を行う比較部１４と
を設けた。
の断線検出を可能にする。 【解決手段】 電源端子Ｔ１、グランド端子Ｔ２および
両出力端子Ｔ３，Ｔ４を有するブリッジ回路構成の抵抗
Ｒs1〜Ｒs4により成るセンサ１１に対して、電圧ＶＤＤ
の電源とセンサ１１の電源端子Ｔ１との間に介設され、
オンまたはオフに応じてそれぞれセンサ１１を駆動また
は停止させるＦＥＴ１２と、このＦＥＴ１２のオフ時に
基準電流としての定電流を電源端子Ｔ１からセンサ１１
に供給する電流発生部１３と、センサ１１に供給された
定電流によりセンサ１１の電源端子Ｔ１に発生する電圧
と基準電圧との比較を行い、この比較結果に応じてセン
サ１１が断線しているか否かの検出を行う比較部１４と
を設けた。
Description
【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、断線検出機能付きブリ
ッジセンサに関するものである。
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、断線検出機能付きブリ
ッジセンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の断線検出機能付きブリッ
ジセンサは種々提案されており、例えば特開平６−２４
９７３０号公報には、センサチップ上にブリッジ状の抵
抗体のセンサを形成し、このブリッジの互いに対向する
一対の端部の一方を電源に接続し他方をグランドに接続
し、そして上記ブリッジの他の一対の端部を出力として
２つのアンプに入力し、各抵抗体のうち互いに対向する
一対の抵抗体の各々に、その抵抗体の抵抗値より極めて
大きい抵抗値の抵抗体を各々接続して成り、センサチッ
プの抵抗体の断線を確実に検知可能にするセンサ用ブリ
ッジ回路が開示されている。
ジセンサは種々提案されており、例えば特開平６−２４
９７３０号公報には、センサチップ上にブリッジ状の抵
抗体のセンサを形成し、このブリッジの互いに対向する
一対の端部の一方を電源に接続し他方をグランドに接続
し、そして上記ブリッジの他の一対の端部を出力として
２つのアンプに入力し、各抵抗体のうち互いに対向する
一対の抵抗体の各々に、その抵抗体の抵抗値より極めて
大きい抵抗値の抵抗体を各々接続して成り、センサチッ
プの抵抗体の断線を確実に検知可能にするセンサ用ブリ
ッジ回路が開示されている。
【０００３】なお、特開平３−２０９１４０号公報に
は、ダイヤフラムとは無関係の位置に４本の高抵抗を各
ゲージ抵抗と並列に接続して成り、断線時に大きな出力
を発生し、断線を知ることを可能とした圧力センサが開
示されている。
は、ダイヤフラムとは無関係の位置に４本の高抵抗を各
ゲージ抵抗と並列に接続して成り、断線時に大きな出力
を発生し、断線を知ることを可能とした圧力センサが開
示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記セ
ンサ用ブリッジ回路では、図４に示すように、センサを
構成する各抵抗体のうち、互いに対向する一対の抵抗体
の各々に抵抗体Ｒ１，Ｒ２が並列に接続されるので、セ
ンサのインピーダンスが変化してセンサの特性が変化
し、センサのオフセット電圧や温度特性が悪くなる場合
があった。
ンサ用ブリッジ回路では、図４に示すように、センサを
構成する各抵抗体のうち、互いに対向する一対の抵抗体
の各々に抵抗体Ｒ１，Ｒ２が並列に接続されるので、セ
ンサのインピーダンスが変化してセンサの特性が変化
し、センサのオフセット電圧や温度特性が悪くなる場合
があった。
【０００５】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、センサの特性を変化させることなく、センサの
断線検出が可能な断線検出機能付きブリッジセンサを提
供することを目的とする。
であり、センサの特性を変化させることなく、センサの
断線検出が可能な断線検出機能付きブリッジセンサを提
供することを目的とする。
【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記載の発明の断線検出機能付きブリッジセン
サは、電源端子、グランド端子および両出力端子を有す
るブリッジ回路構成の抵抗により成るセンサと、電源と
前記センサの電源端子との間に介設され、オンまたはオ
フに応じてそれぞれ前記センサを駆動または停止させる
スイッチ手段と、前記スイッチ手段のオフ時に定電流を
前記センサに供給する電流発生手段と、前記センサに供
給された定電流により前記センサに発生する電圧と基準
電圧との比較を行い、この比較結果に応じて前記センサ
が断線しているか否かの検出を行う比較手段とを備える
のである。
に請求項１記載の発明の断線検出機能付きブリッジセン
サは、電源端子、グランド端子および両出力端子を有す
るブリッジ回路構成の抵抗により成るセンサと、電源と
前記センサの電源端子との間に介設され、オンまたはオ
フに応じてそれぞれ前記センサを駆動または停止させる
スイッチ手段と、前記スイッチ手段のオフ時に定電流を
前記センサに供給する電流発生手段と、前記センサに供
給された定電流により前記センサに発生する電圧と基準
電圧との比較を行い、この比較結果に応じて前記センサ
が断線しているか否かの検出を行う比較手段とを備える
のである。
【０００７】本発明はセンサの断線を検出するために、
スイッチ手段のオフ時に定電流をセンサに供給し、セン
サに供給された定電流によりセンサに発生する電圧と基
準電圧との比較を行うので、センサのインピーダンスは
変化しない。この結果、センサの特性を変化させること
なく、センサの断線検出が可能になる。
スイッチ手段のオフ時に定電流をセンサに供給し、セン
サに供給された定電流によりセンサに発生する電圧と基
準電圧との比較を行うので、センサのインピーダンスは
変化しない。この結果、センサの特性を変化させること
なく、センサの断線検出が可能になる。
【０００８】なお、請求項１記載の断線検出機能付きブ
リッジセンサにおいて、前記電流発生手段は、前記定電
流を基準電流として前記センサおよび前記比較手段に個
別に供給するカレントミラー回路により成り、前記比較
手段は、前記基準電流を流して基準電圧を得る抵抗と、
前記基準電流により前記センサに発生する電圧および前
記基準電圧がそれぞれ非反転入力端子および反転入力端
子に印加されるコンパレータとにより成る構成でもよい
（請求項２）。この構成によれば、センサの特性を変化
させることなく、センサの断線検出が可能になる。
リッジセンサにおいて、前記電流発生手段は、前記定電
流を基準電流として前記センサおよび前記比較手段に個
別に供給するカレントミラー回路により成り、前記比較
手段は、前記基準電流を流して基準電圧を得る抵抗と、
前記基準電流により前記センサに発生する電圧および前
記基準電圧がそれぞれ非反転入力端子および反転入力端
子に印加されるコンパレータとにより成る構成でもよい
（請求項２）。この構成によれば、センサの特性を変化
させることなく、センサの断線検出が可能になる。
【０００９】また、請求項２記載の断線検出機能付きブ
リッジセンサにおいて、前記比較手段の抵抗は、正常状
態にある前記センサ全体の抵抗より大きく且つほぼ同じ
値になるように設定されている構成でもよい（請求項
３）。この構成によれば、センサの異常なインピーダン
ス上昇も検出可能になる。
リッジセンサにおいて、前記比較手段の抵抗は、正常状
態にある前記センサ全体の抵抗より大きく且つほぼ同じ
値になるように設定されている構成でもよい（請求項
３）。この構成によれば、センサの異常なインピーダン
ス上昇も検出可能になる。
【００１０】さらに、請求項２または３に記載の断線検
出機能付きブリッジセンサにおいて、前記比較手段の抵
抗は前記センサと同一構成になっている構成でもよい
（請求項４）。この構成によれば、周囲温度が変動して
も安定なセンサの断線検出が可能になる。
出機能付きブリッジセンサにおいて、前記比較手段の抵
抗は前記センサと同一構成になっている構成でもよい
（請求項４）。この構成によれば、周囲温度が変動して
も安定なセンサの断線検出が可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は本発明の第１実施形態に係
る断線検出機能付きブリッジセンサを示す構成図で、こ
の図を用いて以下に第１実施形態の説明を行う。
る断線検出機能付きブリッジセンサを示す構成図で、こ
の図を用いて以下に第１実施形態の説明を行う。
【００１２】図１に示す断線検出機能付きブリッジセン
サは、電源端子Ｔ１、グランド端子Ｔ２および両出力端
子Ｔ３，Ｔ４を有するブリッジ回路構成の抵抗Ｒs1〜Ｒ
s4により成り、入力としての加速度や圧力などの物理量
に応じたレベルの検出電圧を両出力端子Ｔ３，Ｔ４間に
発生するセンサ１１と、電圧ＶＤＤの電源とセンサ１１
の電源端子Ｔ１との間に介設され、オンまたはオフに応
じてそれぞれセンサ１１を駆動または停止させるＦＥＴ
１２（スイッチ手段）と、このＦＥＴ１２のオフ時に基
準電流としての定電流を電源端子Ｔ１からセンサ１１に
供給する電流発生部１３と、センサ１１に供給された定
電流によりセンサ１１の電源端子Ｔ１に発生する電圧と
基準電圧との比較を行い、この比較結果に応じてセンサ
１１が断線しているか否かの検出を行う比較部１４とに
より構成されている。
サは、電源端子Ｔ１、グランド端子Ｔ２および両出力端
子Ｔ３，Ｔ４を有するブリッジ回路構成の抵抗Ｒs1〜Ｒ
s4により成り、入力としての加速度や圧力などの物理量
に応じたレベルの検出電圧を両出力端子Ｔ３，Ｔ４間に
発生するセンサ１１と、電圧ＶＤＤの電源とセンサ１１
の電源端子Ｔ１との間に介設され、オンまたはオフに応
じてそれぞれセンサ１１を駆動または停止させるＦＥＴ
１２（スイッチ手段）と、このＦＥＴ１２のオフ時に基
準電流としての定電流を電源端子Ｔ１からセンサ１１に
供給する電流発生部１３と、センサ１１に供給された定
電流によりセンサ１１の電源端子Ｔ１に発生する電圧と
基準電圧との比較を行い、この比較結果に応じてセンサ
１１が断線しているか否かの検出を行う比較部１４とに
より構成されている。
【００１３】ただし、センサ１１のグランド端子Ｔ２は
グランドＧＮＤに接続されている。また、ＦＥＴ１２は
図外の制御部からゲートに供給される信号Ｓ１に応じて
オン／オフし、本断線検出機能付きブリッジセンサを間
欠的に駆動する構成になっている。近年、低消費電力化
の要望に応じて間欠駆動にする場合がしばしばある。ま
た、電流発生部１３は上記制御部から供給される信号Ｓ
２に応じて定電流をセンサ１１に供給する構成になって
いる。さらに、比較部１４は、例えば、センサ１１に供
給された基準電流によりセンサ１１の電源端子Ｔ１に発
生する電圧が基準電圧より高レベルになると出力レベル
がＨｉｇｈになり、そうでなければＬｏｗになるコンパ
レータなどで構成される。つまり、電源端子Ｔ１に発生
する電圧はコンパレータの非反転入力端子に印加し、基
準電圧はコンパレータの反転入力端子に印加する。
グランドＧＮＤに接続されている。また、ＦＥＴ１２は
図外の制御部からゲートに供給される信号Ｓ１に応じて
オン／オフし、本断線検出機能付きブリッジセンサを間
欠的に駆動する構成になっている。近年、低消費電力化
の要望に応じて間欠駆動にする場合がしばしばある。ま
た、電流発生部１３は上記制御部から供給される信号Ｓ
２に応じて定電流をセンサ１１に供給する構成になって
いる。さらに、比較部１４は、例えば、センサ１１に供
給された基準電流によりセンサ１１の電源端子Ｔ１に発
生する電圧が基準電圧より高レベルになると出力レベル
がＨｉｇｈになり、そうでなければＬｏｗになるコンパ
レータなどで構成される。つまり、電源端子Ｔ１に発生
する電圧はコンパレータの非反転入力端子に印加し、基
準電圧はコンパレータの反転入力端子に印加する。
【００１４】次に、上記構成の比較部１４に対して行わ
れる設定について説明する。断線検出時、つまりＦＥＴ
１２のオフ時、センサ１１に供給された基準電流Ｉref
によりセンサ１１の電源端子Ｔ１に発生する電圧Ｖsig
は、センサ１１を構成する抵抗Ｒs1〜Ｒs4の合成抵抗を
Ｒｓとしたとき、次式で与えられる。
れる設定について説明する。断線検出時、つまりＦＥＴ
１２のオフ時、センサ１１に供給された基準電流Ｉref
によりセンサ１１の電源端子Ｔ１に発生する電圧Ｖsig
は、センサ１１を構成する抵抗Ｒs1〜Ｒs4の合成抵抗を
Ｒｓとしたとき、次式で与えられる。
【００１５】Ｖsig ＝Ｒｓ×Ｉref ここで、センサ１１が断線状態（断線しかかりの状態を
含む）になったとすれば、合成抵抗Ｒｓの値が正常状態
のそれよりも大きくなるので、上式から、断線状態のセ
ンサ１１の電源端子Ｔ１に発生する電圧Ｖsig は、正常
状態のそれよりも高レベルになるのが分かる。
含む）になったとすれば、合成抵抗Ｒｓの値が正常状態
のそれよりも大きくなるので、上式から、断線状態のセ
ンサ１１の電源端子Ｔ１に発生する電圧Ｖsig は、正常
状態のそれよりも高レベルになるのが分かる。
【００１６】そこで、第１実施形態では、上記基準電圧
（Ｖref ）は、正常状態のセンサ１１の電源端子Ｔ１に
基準電流Ｉref を供給したとき、そのセンサ１１の電源
端子Ｔ１に発生する電圧Ｖsig と同レベルになるように
設定される。これにより、センサ１１の電源端子Ｔ１に
発生する電圧Ｖsig が基準電圧Ｖref より高レベルにな
ると、比較部１４の出力レベルがＨｉｇｈになり、セン
サ１１が断線しているとの検出結果が得られるのであ
る。
（Ｖref ）は、正常状態のセンサ１１の電源端子Ｔ１に
基準電流Ｉref を供給したとき、そのセンサ１１の電源
端子Ｔ１に発生する電圧Ｖsig と同レベルになるように
設定される。これにより、センサ１１の電源端子Ｔ１に
発生する電圧Ｖsig が基準電圧Ｖref より高レベルにな
ると、比較部１４の出力レベルがＨｉｇｈになり、セン
サ１１が断線しているとの検出結果が得られるのであ
る。
【００１７】次に、第１実施形態の特徴となる断線検出
動作を説明する。例えば、電源端子Ｔ１とグランド端子
Ｔ２との間に経路を残す断線状態、つまり抵抗Ｒs1，Ｒ
s4または抵抗Ｒs2，Ｒs3が正常で、他の２つの抵抗の少
なくとも１つが断線しているハーフブリッジ状態になる
と、センサ１１の合成抵抗が２×Ｒｓになるため、電圧
Ｖsig は、(２×Ｒｓ)×Ｉref となり基準電圧Ｖref よ
り高くなる。これにより、比較部１４の出力レベルがＨ
ｉｇｈになり、センサ１１が断線しているとの検出結果
が得られる。
動作を説明する。例えば、電源端子Ｔ１とグランド端子
Ｔ２との間に経路を残す断線状態、つまり抵抗Ｒs1，Ｒ
s4または抵抗Ｒs2，Ｒs3が正常で、他の２つの抵抗の少
なくとも１つが断線しているハーフブリッジ状態になる
と、センサ１１の合成抵抗が２×Ｒｓになるため、電圧
Ｖsig は、(２×Ｒｓ)×Ｉref となり基準電圧Ｖref よ
り高くなる。これにより、比較部１４の出力レベルがＨ
ｉｇｈになり、センサ１１が断線しているとの検出結果
が得られる。
【００１８】また、電源端子Ｔ１とグランド端子Ｔ２と
の間に経路を残さない断線状態（以下、単に完全断線状
態）になると、センサ１１の合成抵抗が無限大（∞）に
なるため、電圧Ｖsig は、∞×Ｉref となって電流発生
部１３の電源電圧とほぼ同レベルまで昇圧し、基準電圧
Ｖref より高くなる。これにより、比較部１４の出力レ
ベルがＨｉｇｈになり、センサ１１が断線しているとの
検出結果が得られる。
の間に経路を残さない断線状態（以下、単に完全断線状
態）になると、センサ１１の合成抵抗が無限大（∞）に
なるため、電圧Ｖsig は、∞×Ｉref となって電流発生
部１３の電源電圧とほぼ同レベルまで昇圧し、基準電圧
Ｖref より高くなる。これにより、比較部１４の出力レ
ベルがＨｉｇｈになり、センサ１１が断線しているとの
検出結果が得られる。
【００１９】一方、センサ１１が正常状態にある場合に
は、電圧Ｖsig は基準電圧Ｖref と同レベルになる。こ
れにより、比較部１４の出力レベルがＬｏｗになり、セ
ンサ１１が断線していないとの検出結果が得られる。
は、電圧Ｖsig は基準電圧Ｖref と同レベルになる。こ
れにより、比較部１４の出力レベルがＬｏｗになり、セ
ンサ１１が断線していないとの検出結果が得られる。
【００２０】以上により、またセンサ１１のインピーダ
ンスが変化しないことにより、センサの特性を変化させ
ることなく、センサの断線検出が可能になる。
ンスが変化しないことにより、センサの特性を変化させ
ることなく、センサの断線検出が可能になる。
【００２１】図２は本発明の第２実施形態に係る断線検
出機能付きブリッジセンサを示す構成図で、この図を用
いて以下に第２実施形態の説明を行う。
出機能付きブリッジセンサを示す構成図で、この図を用
いて以下に第２実施形態の説明を行う。
【００２２】図２に示す断線検出機能付きブリッジセン
サは、センサ１１およびＦＥＴ１２を第１実施形態と同
様に備えているほか、第１実施形態との相違点として、
電流発生部２３および比較部２４を備えている。
サは、センサ１１およびＦＥＴ１２を第１実施形態と同
様に備えているほか、第１実施形態との相違点として、
電流発生部２３および比較部２４を備えている。
【００２３】電流発生部２３は、ＦＥＴ１２のオフ時
に、センサ１１および比較部２４の後述する抵抗Ｒ２４
に基準電流Ｉref を個別に供給するものである。電流発
生部２３は、図２の例では、定電流源２３０と、この定
電流源２３０、抵抗Ｒ２４およびセンサ１１とともにカ
レントミラー回路を構成するＦＥＴ２３１〜２３３とに
より構成され、ＦＥＴ２３２，２３３の各ゲート端子が
ＦＥＴ２３１にカレントミラー接続されている。なお、
この構成に限らず、ＦＥＴ１２のオフ時に、電源端子Ｔ
１からセンサ１１に基準電流Ｉref を供給する定電流源
と、高電位側の一端から抵抗Ｒ２４に基準電流Ｉref を
供給する別の定電流源とにより成る構成でもよいのは言
うまでもない。
に、センサ１１および比較部２４の後述する抵抗Ｒ２４
に基準電流Ｉref を個別に供給するものである。電流発
生部２３は、図２の例では、定電流源２３０と、この定
電流源２３０、抵抗Ｒ２４およびセンサ１１とともにカ
レントミラー回路を構成するＦＥＴ２３１〜２３３とに
より構成され、ＦＥＴ２３２，２３３の各ゲート端子が
ＦＥＴ２３１にカレントミラー接続されている。なお、
この構成に限らず、ＦＥＴ１２のオフ時に、電源端子Ｔ
１からセンサ１１に基準電流Ｉref を供給する定電流源
と、高電位側の一端から抵抗Ｒ２４に基準電流Ｉref を
供給する別の定電流源とにより成る構成でもよいのは言
うまでもない。
【００２４】比較部２４は、基準電流Ｉref を流して基
準電圧Ｖref を得る抵抗Ｒ２４と、基準電流Ｉref によ
りセンサ１１の電源端子Ｔ１に発生する電圧Ｖsig およ
び基準電圧Ｖref がそれぞれ非反転入力端子および反転
入力端子に印加されるコンパレータ２４１とにより構成
されている。
準電圧Ｖref を得る抵抗Ｒ２４と、基準電流Ｉref によ
りセンサ１１の電源端子Ｔ１に発生する電圧Ｖsig およ
び基準電圧Ｖref がそれぞれ非反転入力端子および反転
入力端子に印加されるコンパレータ２４１とにより構成
されている。
【００２５】ここで、比較部２４は、基準電圧Ｖref が
次式を満足するように設定される。
次式を満足するように設定される。
【００２６】Ｒｓ×Ｉref ＜Ｖref ＜２×Ｒｓ×Ｉref つまり、比較部２４の抵抗Ｒ２４は次式を満足する値に
設定される。
設定される。
【００２７】Ｒｓ＜Ｒ２４＜２×Ｒｓ 特に、Ｒ２４＞Ｒｓを満足し、且つセンサ１１の合成抵
抗Ｒｓとほぼ等しくなる値に抵抗Ｒ２４の値を設定すれ
ば、センサ１１の異常なインピーダンス上昇も検出可能
になる。
抗Ｒｓとほぼ等しくなる値に抵抗Ｒ２４の値を設定すれ
ば、センサ１１の異常なインピーダンス上昇も検出可能
になる。
【００２８】次に、第２実施形態の断線検出動作を説明
する。例えば、センサ１１がハーフブリッジ状態になる
と、センサ１１の合成抵抗が２×Ｒｓになるため、電圧
Ｖsig は、(２×Ｒｓ)×Ｉref となり基準電圧Ｖref よ
り高くなる。これにより、比較部２４の出力レベルがＨ
ｉｇｈになり、センサ１１が断線しているとの検出結果
が得られる。
する。例えば、センサ１１がハーフブリッジ状態になる
と、センサ１１の合成抵抗が２×Ｒｓになるため、電圧
Ｖsig は、(２×Ｒｓ)×Ｉref となり基準電圧Ｖref よ
り高くなる。これにより、比較部２４の出力レベルがＨ
ｉｇｈになり、センサ１１が断線しているとの検出結果
が得られる。
【００２９】また、センサ１１が完全断線状態になる
と、センサ１１の合成抵抗が無限大になるため、電圧Ｖ
sig は電源の電圧ＶＤＤとほぼ同レベルまで昇圧し、基
準電圧Ｖref より高くなる。これにより、比較部２４の
出力レベルがＨｉｇｈになり、センサ１１が断線してい
るとの検出結果が得られる。
と、センサ１１の合成抵抗が無限大になるため、電圧Ｖ
sig は電源の電圧ＶＤＤとほぼ同レベルまで昇圧し、基
準電圧Ｖref より高くなる。これにより、比較部２４の
出力レベルがＨｉｇｈになり、センサ１１が断線してい
るとの検出結果が得られる。
【００３０】一方、センサ１１が正常状態にある場合に
は、電圧Ｖsig は基準電圧Ｖref より低レベルになる。
これにより、比較部２４の出力レベルがＬｏｗになり、
センサ１１が断線していないとの検出結果が得られる。
は、電圧Ｖsig は基準電圧Ｖref より低レベルになる。
これにより、比較部２４の出力レベルがＬｏｗになり、
センサ１１が断線していないとの検出結果が得られる。
【００３１】以上により、またセンサ１１のインピーダ
ンスが変化しないことにより、センサの特性を変化させ
ることなく、センサの断線検出が可能になる。
ンスが変化しないことにより、センサの特性を変化させ
ることなく、センサの断線検出が可能になる。
【００３２】図３は本発明の第３実施形態に係る断線検
出機能付きブリッジセンサを示す構成図で、この図を用
いて以下に第３実施形態の説明を行う。
出機能付きブリッジセンサを示す構成図で、この図を用
いて以下に第３実施形態の説明を行う。
【００３３】図３に示す断線検出機能付きブリッジセン
サは、センサ１１、ＦＥＴ１２および電流発生部２３を
第２実施形態と同様に備えているほか、第２実施形態と
の相違点として比較部３４を備えている。
サは、センサ１１、ＦＥＴ１２および電流発生部２３を
第２実施形態と同様に備えているほか、第２実施形態と
の相違点として比較部３４を備えている。
【００３４】この比較部３４は、センサ１１と同一構成
で同様の温度特性を持ち、基準電流Ｉref を流して基準
電圧Ｖref を得るブリッジ抵抗Ｒ３４と、基準電流Ｉre
f によりセンサ１１の電源端子Ｔ１に発生する電圧Ｖsi
g および基準電圧Ｖref がそれぞれ非反転入力端子およ
び反転入力端子に印加されるコンパレータ３４１とによ
り構成されている。このコンパレータ３４１は、センサ
１１に供給された基準電流によりセンサ１１の電源端子
Ｔ１に発生する電圧が基準電圧より高レベルになると出
力レベルがＨｉｇｈになり、そうでなければＬｏｗにな
る。また、ブリッジ抵抗Ｒ３４を構成する抵抗Ｒ３４１
〜Ｒ３４４は、それぞれセンサ１１の抵抗Ｒs1〜Ｒs4と
同じ抵抗値に設定されている。
で同様の温度特性を持ち、基準電流Ｉref を流して基準
電圧Ｖref を得るブリッジ抵抗Ｒ３４と、基準電流Ｉre
f によりセンサ１１の電源端子Ｔ１に発生する電圧Ｖsi
g および基準電圧Ｖref がそれぞれ非反転入力端子およ
び反転入力端子に印加されるコンパレータ３４１とによ
り構成されている。このコンパレータ３４１は、センサ
１１に供給された基準電流によりセンサ１１の電源端子
Ｔ１に発生する電圧が基準電圧より高レベルになると出
力レベルがＨｉｇｈになり、そうでなければＬｏｗにな
る。また、ブリッジ抵抗Ｒ３４を構成する抵抗Ｒ３４１
〜Ｒ３４４は、それぞれセンサ１１の抵抗Ｒs1〜Ｒs4と
同じ抵抗値に設定されている。
【００３５】次に、第３実施形態の断線検出動作を説明
する。例えば、センサ１１がハーフブリッジ状態になる
と、センサ１１の合成抵抗が２×Ｒｓになるため、電圧
Ｖsig は、(２×Ｒｓ)×Ｉref となり基準電圧Ｖref よ
り高くなる。これにより、比較部３４の出力レベルがＨ
ｉｇｈになり、センサ１１が断線しているとの検出結果
が得られる。
する。例えば、センサ１１がハーフブリッジ状態になる
と、センサ１１の合成抵抗が２×Ｒｓになるため、電圧
Ｖsig は、(２×Ｒｓ)×Ｉref となり基準電圧Ｖref よ
り高くなる。これにより、比較部３４の出力レベルがＨ
ｉｇｈになり、センサ１１が断線しているとの検出結果
が得られる。
【００３６】また、センサ１１が完全断線状態になる
と、センサ１１の合成抵抗が無限大になるため、電圧Ｖ
sig は電源の電圧ＶＤＤとほぼ同レベルまで昇圧し、基
準電圧Ｖref より高くなる。これにより、比較部３４の
出力レベルがＨｉｇｈになり、センサ１１が断線してい
るとの検出結果が得られる。
と、センサ１１の合成抵抗が無限大になるため、電圧Ｖ
sig は電源の電圧ＶＤＤとほぼ同レベルまで昇圧し、基
準電圧Ｖref より高くなる。これにより、比較部３４の
出力レベルがＨｉｇｈになり、センサ１１が断線してい
るとの検出結果が得られる。
【００３７】一方、センサ１１が正常状態にある場合に
は、電圧Ｖsig は基準電圧Ｖref と同レベルになる。こ
れにより、比較部２４の出力レベルがＬｏｗになり、セ
ンサ１１が断線していないとの検出結果が得られる。
は、電圧Ｖsig は基準電圧Ｖref と同レベルになる。こ
れにより、比較部２４の出力レベルがＬｏｗになり、セ
ンサ１１が断線していないとの検出結果が得られる。
【００３８】以上により、またセンサ１１のインピーダ
ンスが変化しないことにより、センサの特性を変化させ
ることなく、センサの断線検出が可能になる。
ンスが変化しないことにより、センサの特性を変化させ
ることなく、センサの断線検出が可能になる。
【００３９】また、一般に、圧力センサ１１は拡散抵抗
などで構成されると出力特性が温度依存性の特性とな
り、ブリッジ抵抗の温度依存性によって、センサ１１に
流れ込む電流が温度変動に伴って増減することになる。
このことは上記断線検出にとって誤検出の原因となる
が、第３実施形態では、センサ１１と同様の温度特性を
持つブリッジ抵抗Ｒ３４を備えるので、コンパレータ３
４１の反転入力端子の入力電圧がその非反転入力端子の
入力電圧に対して安定し、周囲温度が変動しても安定な
センサの断線検出が可能になる。
などで構成されると出力特性が温度依存性の特性とな
り、ブリッジ抵抗の温度依存性によって、センサ１１に
流れ込む電流が温度変動に伴って増減することになる。
このことは上記断線検出にとって誤検出の原因となる
が、第３実施形態では、センサ１１と同様の温度特性を
持つブリッジ抵抗Ｒ３４を備えるので、コンパレータ３
４１の反転入力端子の入力電圧がその非反転入力端子の
入力電圧に対して安定し、周囲温度が変動しても安定な
センサの断線検出が可能になる。
【００４０】
【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、電源端子、グランド端子および
両出力端子を有するブリッジ回路構成の抵抗により成る
センサと、電源と前記センサの電源端子との間に介設さ
れ、オンまたはオフに応じてそれぞれ前記センサを駆動
または停止させるスイッチ手段と、前記スイッチ手段の
オフ時に定電流を前記センサに供給する電流発生手段
と、前記センサに供給された定電流により前記センサに
発生する電圧と基準電圧との比較を行い、この比較結果
に応じて前記センサが断線しているか否かの検出を行う
比較手段とを備えるので、センサの特性を変化させるこ
となく、センサの断線検出が可能になる。
１記載の発明によれば、電源端子、グランド端子および
両出力端子を有するブリッジ回路構成の抵抗により成る
センサと、電源と前記センサの電源端子との間に介設さ
れ、オンまたはオフに応じてそれぞれ前記センサを駆動
または停止させるスイッチ手段と、前記スイッチ手段の
オフ時に定電流を前記センサに供給する電流発生手段
と、前記センサに供給された定電流により前記センサに
発生する電圧と基準電圧との比較を行い、この比較結果
に応じて前記センサが断線しているか否かの検出を行う
比較手段とを備えるので、センサの特性を変化させるこ
となく、センサの断線検出が可能になる。
【００４１】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の断線検出機能付きブリッジセンサにおいて、前記電
流発生手段は、前記定電流を基準電流として前記センサ
および前記比較手段に個別に供給するカレントミラー回
路により成り、前記比較手段は、前記基準電流を流して
基準電圧を得る抵抗と、前記基準電流により前記センサ
に発生する電圧および前記基準電圧がそれぞれ非反転入
力端子および反転入力端子に印加されるコンパレータと
により成るので、センサの特性を変化させることなく、
センサの断線検出が可能になる。
載の断線検出機能付きブリッジセンサにおいて、前記電
流発生手段は、前記定電流を基準電流として前記センサ
および前記比較手段に個別に供給するカレントミラー回
路により成り、前記比較手段は、前記基準電流を流して
基準電圧を得る抵抗と、前記基準電流により前記センサ
に発生する電圧および前記基準電圧がそれぞれ非反転入
力端子および反転入力端子に印加されるコンパレータと
により成るので、センサの特性を変化させることなく、
センサの断線検出が可能になる。
【００４２】請求項３記載の発明によれば、請求項２記
載の断線検出機能付きブリッジセンサにおいて、前記比
較手段の抵抗は、正常状態にある前記センサ全体の抵抗
より大きく且つほぼ同じ値になるように設定されている
ので、センサの異常なインピーダンス上昇も検出可能に
なる。
載の断線検出機能付きブリッジセンサにおいて、前記比
較手段の抵抗は、正常状態にある前記センサ全体の抵抗
より大きく且つほぼ同じ値になるように設定されている
ので、センサの異常なインピーダンス上昇も検出可能に
なる。
【００４３】請求項４記載の発明によれば、請求項２ま
たは３に記載の断線検出機能付きブリッジセンサにおい
て、前記比較手段の抵抗は前記センサと同一構成になっ
ているので、周囲温度が変動しても安定なセンサの断線
検出が可能になる。
たは３に記載の断線検出機能付きブリッジセンサにおい
て、前記比較手段の抵抗は前記センサと同一構成になっ
ているので、周囲温度が変動しても安定なセンサの断線
検出が可能になる。
【図１】本発明の第１実施形態に係る断線検出機能付き
ブリッジセンサを示す構成図である。
ブリッジセンサを示す構成図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る断線検出機能付き
ブリッジセンサを示す構成図である。
ブリッジセンサを示す構成図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る断線検出機能付き
ブリッジセンサを示す構成図である。
ブリッジセンサを示す構成図である。
【図４】断線検出機能付きブリッジセンサの従来構成例
を示す図である。
を示す図である。
１１ センサ １２ ＦＥＴ １３，２３ 電流発生部 １４，２４，３４ 比較部
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F055 AA40 BB20 CC02 DD20 EE11 FF01 FF31 GG49 2F063 AA50 BA30 CA40 DA21 EC03 EC20 FA10 LA09 LA27 LA30 2G014 AA02 AB25 AC19
Claims (4)
- 【請求項１】 電源端子、グランド端子および両出力端
子を有するブリッジ回路構成の抵抗により成るセンサ
と、 電源と前記センサの電源端子との間に介設され、オンま
たはオフに応じてそれぞれ前記センサを駆動または停止
させるスイッチ手段と、 前記スイッチ手段のオフ時に定電流を前記センサに供給
する電流発生手段と、 前記センサに供給された定電流により前記センサに発生
する電圧と基準電圧との比較を行い、この比較結果に応
じて前記センサが断線しているか否かの検出を行う比較
手段とを備える断線検出機能付きブリッジセンサ。 - 【請求項２】 前記電流発生手段は、前記定電流を基準
電流として前記センサおよび前記比較手段に個別に供給
するカレントミラー回路により成り、 前記比較手段は、前記基準電流を流して基準電圧を得る
抵抗と、前記基準電流により前記センサに発生する電圧
および前記基準電圧がそれぞれ非反転入力端子および反
転入力端子に印加されるコンパレータとにより成る請求
項１記載の断線検出機能付きブリッジセンサ。 - 【請求項３】 前記比較手段の抵抗は、正常状態にある
前記センサ全体の抵抗より大きく且つほぼ同じ値になる
ように設定されている請求項２記載の断線検出機能付き
ブリッジセンサ。 - 【請求項４】 前記比較手段の抵抗は前記センサと同一
構成になっている請求項２または３に記載の断線検出機
能付きブリッジセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27235199A JP2001091385A (ja) | 1999-09-27 | 1999-09-27 | 断線検出機能付きブリッジセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27235199A JP2001091385A (ja) | 1999-09-27 | 1999-09-27 | 断線検出機能付きブリッジセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001091385A true JP2001091385A (ja) | 2001-04-06 |
Family
ID=17512678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27235199A Withdrawn JP2001091385A (ja) | 1999-09-27 | 1999-09-27 | 断線検出機能付きブリッジセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001091385A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009156643A (ja) * | 2007-12-25 | 2009-07-16 | Panasonic Corp | 故障検出システム及び集積回路 |
| JP2010048725A (ja) * | 2008-08-22 | 2010-03-04 | Tokai Rika Co Ltd | 異常検出回路 |
| JP2010156621A (ja) * | 2008-12-27 | 2010-07-15 | New Japan Radio Co Ltd | センサ用半導体装置 |
| JP2013007572A (ja) * | 2011-06-22 | 2013-01-10 | Denso Corp | センサ装置 |
| JP2014085240A (ja) * | 2012-10-24 | 2014-05-12 | Tdk Corp | 磁気センサ |
| WO2022190913A1 (ja) * | 2021-03-12 | 2022-09-15 | Tdk株式会社 | 圧力センサおよびセンサシステム |
-
1999
- 1999-09-27 JP JP27235199A patent/JP2001091385A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009156643A (ja) * | 2007-12-25 | 2009-07-16 | Panasonic Corp | 故障検出システム及び集積回路 |
| JP2010048725A (ja) * | 2008-08-22 | 2010-03-04 | Tokai Rika Co Ltd | 異常検出回路 |
| JP4675993B2 (ja) * | 2008-08-22 | 2011-04-27 | 株式会社東海理化電機製作所 | 異常検出回路 |
| JP2010156621A (ja) * | 2008-12-27 | 2010-07-15 | New Japan Radio Co Ltd | センサ用半導体装置 |
| JP2013007572A (ja) * | 2011-06-22 | 2013-01-10 | Denso Corp | センサ装置 |
| JP2014085240A (ja) * | 2012-10-24 | 2014-05-12 | Tdk Corp | 磁気センサ |
| WO2022190913A1 (ja) * | 2021-03-12 | 2022-09-15 | Tdk株式会社 | 圧力センサおよびセンサシステム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20061205 |