JP2001091387A

JP2001091387A - 圧力センサ温度補償回路

Info

Publication number: JP2001091387A
Application number: JP27234899A
Authority: JP
Inventors: Yasuji Konishi; 保司小西; Masanori Hayashi; 雅則林
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1999-09-27
Filing date: 1999-09-27
Publication date: 2001-04-06

Abstract

(57)【要約】【課題】圧力センサのオフセットおよびスパンの温度
特性に対して２次温度変動成分までも補償し、高精度な
検出出力を得る。【解決手段】ブリッジ回路構成の抵抗Ｒs1〜Ｒs4によ
り成り、オフセットおよび感度が１次で負および２次で
正の両温度変動成分を併せ持つ出力温度特性となる圧力
センサ１１と、１次で正および２次で負の両温度変動成
分を併せ持つ温度特性となる電圧を生成し、この電圧を
電源電圧としてボルテージホロワ１２を介して圧力セン
サ１１の電源端子Ｔ１に印加するスパン温度補正回路１
３と、１次で正および２次で負の両温度変動成分を併せ
持つ温度特性となる電圧を生成するオフセット温度補正
回路１４と、このオフセット温度補正回路１４で生成さ
れた電圧を基準電圧に用いて圧力センサ１１の検出信号
を増幅する差動増幅回路１５とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、半導体圧
力センサが持つ１次および２次の温度特性を高精度に補
正する半導体圧力センサ、特に、半導体圧力センサのオ
フセットおよびスパンの温度特性を補償する圧力センサ
温度補償回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７はこの種の圧力センサ温度補償回路
の従来構成例を示す図、図８は図７に示す主要各部の温
度特性図である。

【０００３】図７に示す圧力センサ温度補償回路は、ブ
リッジ回路構成の抵抗Ｒs1〜Ｒs4により成る圧力センサ
１１と、圧力センサ１１のスパンの温度特性と逆で１次
の温度特性（または温度係数）を持つ抵抗Ｒｔ１５、抵
抗Ｒ１５１〜Ｒ１５６、演算増幅器（いわゆるオペアン
プ）１５１〜１５３およびボルテージホロワ１５４によ
り成る差動増幅回路と、電源とグランドとの間に直列に
接続される感温抵抗Ｒｔ４および抵抗Ｒ４とを備え、こ
れら感温抵抗Ｒｔ４および抵抗Ｒ４の接続点の電圧を基
準電圧として差動増幅回路に与えて、圧力センサ１１の
オフセットに対して１次温度補償を行うとともに、抵抗
Ｒｔ１５の温度特性および差動増幅回路のゲインにより
圧力センサ１１のスパンに対して１次温度補償を行う構
成になっている。

【０００４】一般に、半導体圧力センサを定電圧Ｖccで
駆動すると、そのスパンおよびオフセットは温度が高く
なると低くなるので（図８（ａ）参照）、このような温
度変動を補償するために、図８（ｂ）に示すように、基
準電圧Ｖof(ｔ)および抵抗Ｒｔ１５に１次で正の温度特
性を持たせることにより、圧力センサのスパンおよびオ
フセットに対して１次の温度変動成分を補償することが
でき、ほぼ温度補償された検出出力を得ることができ
る。

【０００５】なお、特開平５−２４０６６０号公報に
は、ブリッジ回路の一方の出力端子とグランド間に温度
に応じて変化する感温電圧源と補償抵抗からなる感温電
圧回路を設け、補償対象となるオフセット温度ドリフト
特性、歪ゲージの温度特性に基づき、感温電圧源の出力
電圧値、その温度依存性および補償抵抗値を選択するよ
うにした半導体歪ゲージ式センサのオフセット温度ドリ
フト補償方法が記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７に
示す従来の圧力センサ温度補償回路では、スパンおよび
オフセットの１次の温度変動成分を補償することができ
るものの、図８（ｂ）に示すように、それらの２次の温
度変動成分を補償することができず、そのまま２次の温
度変動成分が残存し、高精度な検出出力を得ることがで
きない。近年、工業計測用として高精度化の要望があ
り、２次の温度変動成分を補償する必要が生じてきてい
る。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、圧力センサのオフセットおよびスパンの温度特
性に対して２次温度変動成分までも補償することができ
る高精度な圧力センサ温度補償回路を提供することを目
的とする。

【０００８】

【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温度補償回路は、ブ
リッジ回路構成の抵抗により成り、物理量に応じたレベ
ルの検出信号を発生し、この検出信号のオフセットおよ
び感度が１次で負および２次で正の両温度変動成分を併
せ持つ温度特性となる圧力センサと、１次で正および２
次で負の両温度変動成分を併せ持つ温度特性となる電圧
を生成し、この電圧を電源電圧としてバッファアンプを
介して前記圧力センサに印加するスパン温度補正回路
と、１次で正および２次で負の両温度変動成分を併せ持
つ温度特性となる電圧を生成するオフセット温度補正回
路と、前記オフセット温度補正回路で生成された電圧を
基準電圧に用いて前記圧力センサの検出信号を増幅する
差動増幅回路とを備えるのである。

【０００９】この構成では、１次で正および２次で負の
両温度変動成分を併せ持つ温度特性となる電圧が電源電
圧として圧力センサに印加するので、圧力センサの１次
で負および２次で正の両温度変動成分が低減するように
なる。これにより、例えばスパンの１次および２次の両
温度変動成分を補償することができる。また、１次で正
および２次で負の両温度変動成分を併せ持つ温度特性と
なる電圧が基準電圧に使用されるので、差動増幅回路に
おいても圧力センサの１次で負および２次で正の両温度
変動成分が低減するようになる。これにより、例えば圧
力センサのオフセットの１次および２次の両温度変動成
分を補償することができる。これらの結果、圧力センサ
のオフセットおよびスパンの温度特性に対して２次温度
変動成分までも補償することができる高精度な圧力セン
サ温度補償回路を提供することが可能になる。

【００１０】なお、請求項１記載の圧力センサ温度補償
回路において、前記スパン温度補正回路は、出力端子が
前記バッファアンプを介して前記圧力センサに接続され
る第１演算増幅器と、１次で負の温度特性となる電圧を
生成して前記第１演算増幅器の非反転入力端子に印加す
るバンドギャップリファレンス回路と、１次で正の温度
特性を持ち、前記第１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感温抵抗と、前記第１演算増幅
器の反転入力端子とグランドとの間に接続される抵抗と
により成り、前記オフセット温度補正回路は、前記基準
電圧としての電圧を出力する第２演算増幅器と、１次で
負の温度特性となる電圧を生成して前記第２演算増幅器
の非反転入力端子に印加するバンドギャップリファレン
ス回路と、１次で正の温度特性を持ち、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感温
抵抗と、前記第２演算増幅器の反転入力端子とグランド
との間に接続される抵抗とにより成る構成でもよい（請
求項２）。この構成によれば、圧力センサのオフセット
およびスパンの温度特性に対して２次温度変動成分まで
も補償することができる高精度な圧力センサ温度補償回
路を提供することが可能になる。

【００１１】また、請求項２記載の圧力センサ温度補償
回路において、前記バッファアンプと前記圧力センサと
の間に介設され、スパンの曲がり成分を調整し、スパン
の温度特性をオフセットの温度特性に一致させる抵抗を
備える構成でもよい（請求項３）。この構成によれば、
回路の簡単化が可能になる。

【００１２】さらに、請求項２記載の圧力センサ温度補
償回路において、前記圧力センサを構成するブリッジ回
路構成の抵抗に並列に接続され、オフセットの曲がり成
分を調整し、オフセットの温度特性をスパンの温度特性
に一致させる抵抗を備える構成でもよい（請求項４）。
この構成によれば、回路の簡単化が可能になる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１実施形態に係
る圧力センサ温度補償回路の構成図、図２は図１に示す
主要各部の温度特性図で、これらの図を用いて以下に第
１実施形態の説明を行う。ただし、図２（ａ）は図１の
圧力センサの出力温度特性を示し、図２（ｂ）は図１の
スパン温度補正回路およびオフセット温度補正回路の出
力温度特性を示し、そして図２（ｃ）は図１の差動増幅
回路の出力温度特性を示す。

【００１４】図１に示す圧力センサ温度補償回路は、大
別すると、圧力センサ１１、ボルテージホロワ（バッフ
ァアンプ）１２、スパン温度補正回路１３、オフセット
温度補正回路１４および差動増幅回路１５により構成さ
れている。

【００１５】圧力センサ１１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〜Ｒs4により成り、物理量（圧
力）に応じたレベルの検出電圧を両出力端子Ｔ３，Ｔ４
間に発生し、その検出電圧のオフセットおよび感度が１
次で負および２次で正の両温度変動成分を併せ持つ温度
特性となる。さらに詳述すると、温度変動成分を持たな
い温度特性の電圧、つまり温度補償された定電圧を電源
電圧Ｖccとして圧力センサ１１の電源端子Ｔ１に印加し
たとすれば、図２（ａ）に示すように、圧力センサ１１
のオフセットＶos(ｔ)およびスパンＶsp(ｔ)の各々が、
周囲温度ｔが温度ｔ０（例えば２５℃）より低くなるほ
どより高い昇圧率で高くなる一方、周囲温度ｔが温度ｔ
０より高くなるほどより低い降圧率で低くなるのであ
る。

【００１６】スパン温度補正回路１３は、１次で正およ
び２次で負の両温度変動成分を併せ持つ温度特性となる
電圧を生成し、この電圧をボルテージホロワ１２を介し
て電源電圧Ｖcc(ｔ)として圧力センサ１１の電源端子Ｔ
１に印加するものである（図２（ｂ）のＶcc(ｔ)参
照）。そして、このスパン温度補正回路１３は、電源電
圧Ｖcc(ｔ)としての出力電圧が、圧力センサ１１の両出
力端子Ｔ３，Ｔ４間に発生し１次で負および２次で正の
両温度変動成分を併せ持つスパン温度変動成分ΔＶsp
(ｔ)を打ち消す温度特性を持つように設定される。これ
により、スパン温度変動成分が除去または低減された検
出電圧Ｖs(ｔ) が圧力センサ１１から差動増幅回路１５
に出力されることになる。

【００１７】オフセット温度補正回路１４は、図２
（ｂ）のＶof(ｔ)に示すように、１次で正および２次で
負の両温度変動成分を併せ持つ温度特性となる電圧Ｖof
(ｔ)を生成するものである。なお、オフセット温度補正
回路１４の設定については後述する。

【００１８】差動増幅回路１５は、オフセット温度補正
回路１４で生成された電圧Ｖof(ｔ)を基準電圧に用いて
圧力センサ１１の検出電圧Ｖs(ｔ) を増幅するもので、
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１５１〜１５３および抵抗
Ｒ１５１〜Ｒ１５７を備えるとともに、演算増幅器１５
３および抵抗Ｒ１５４〜Ｒ１５７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Ｒ１５５の右端の電
位）に対して、オフセット温度補正回路１４で生成され
た基準電圧Ｖof(ｔ)を重畳するボルテージホロワ１５４
を備える構成になっている。そして、この構成例では、
Ｒ１５１＝Ｒ１５３、Ｒ１５４＝Ｒ１５６、およびＲ１
５５＝Ｒ１５７を満足するように、それら各抵抗値が設
定され、この場合、差動増幅回路１５のゲインＧは、
（１＋２×Ｒ１５１／Ｒ１５２）×（Ｒ１５７／Ｒ１５
６）になる。

【００１９】ここで、オフセット温度補正回路１４の設
定について説明すると、周囲温度がｔのとき、検出電圧
Ｖs(ｔ) に残存するオフセットＶos(ｔ)を次の（式１）
で表すことができる。ただし、ａ１，ｂ１，ｃ１は定数
で、ａ１＞０、ｂ１＜０である。

【００２０】Ｖos(ｔ)＝ａ１×ｔ²＋ｂ１×ｔ＋ｃ１（式１）いま、無圧力の状態であるとすると、差動増幅回路１５
の出力電圧Ｖout(ｔ)は次式で表される。

【００２１】Ｖout(ｔ)＝Ｇ×Ｖos(ｔ)＋Ｖof(ｔ) この式によれば、Ｖof(ｔ)＝−Ｇ×Ｖos(ｔ)であれば、
差動増幅回路１５の出力電圧Ｖout(ｔ) から、圧力セン
サ１１のオフセットが温度変動成分を含めて除去または
低減されるのが分かる。この理由により、第１実施形態
では、オフセット温度補正回路１４は、出力としてのＶ
of(ｔ)が−Ｇ×Ｖos(ｔ)と等しくなるように設定され
る。なお、Ｖof(ｔ)＝−Ｇ×Ｖos(ｔ)および（式１）か
ら、圧力センサ１１のオフセットを除去または低減する
には、１次で正および２次で負の両温度変動成分を併せ
持つ温度特性になるように、電圧Ｖof(ｔ)を設定する必
要があるのが分かる。

【００２２】次に、第１実施形態の特徴となる動作を説
明する。圧力センサ１１の電源端子Ｔ１には、スパン温
度補正回路１３からボルテージホロワ１２を介して、１
次で正および２次で負の両温度変動成分を併せ持つ温度
特性となる電圧Ｖcc(ｔ)が印加する。これにより、圧力
センサ１１から、スパン温度変動成分が除去または低減
された検出電圧Ｖs(ｔ) が出力される。

【００２３】この検出電圧Ｖs(ｔ) は、差動増幅回路１
５においてゲインＧで増幅され、出力電圧Ｖout(ｔ) と
して出力される。このとき、ゲインＧで増幅された圧力
センサ１１のオフセットＧ×Ｖos(ｔ)は、オフセット温
度補正回路１４で生成された電圧Ｖof(ｔ)により除去ま
たは低減される。これにより、差動増幅回路１５の出力
は、温度依存性の無いまたは低減された高精度な検出出
力になる。

【００２４】以上により、圧力センサ１１のオフセット
およびスパンの温度特性に対して２次温度変動成分まで
も補償することができ、図２（ｃ）に示すような高精度
な検出出力を得ることができる。

【００２５】図３は本発明の第２実施形態に係る圧力セ
ンサ温度補償回路の構成図、図４は図３に示す各部の温
度特性図で、これらの図を用いて以下に第２実施形態の
説明を行う。

【００２６】図３に示す圧力センサ温度補償回路は、圧
力センサ１１、ボルテージホロワ１２および差動増幅回
路１５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、スパン温度補正回路２３およ
びオフセット温度補正回路２４を備えている。

【００２７】スパン温度補正回路２３は、出力端子がボ
ルテージホロワ１２を介して圧力センサ１１の電源端子
Ｔ１に接続される演算増幅器２３１と、１次で負の温度
特性となる電圧Ｖbg1(ｔ) を生成して演算増幅器２３１
の非反転入力端子に印加するバンドギャップリファレン
ス回路２３２と、１次で正の温度特性を持ち、演算増幅
器２３１の反転入力端子および出力端子間に接続される
感温抵抗Ｒｔ２３と、演算増幅器２３１の反転入力端子
とグランドとの間に接続される抵抗Ｒ２３とにより構成
されている。

【００２８】また、上記バンドギャップリファレンス回
路２３２は、電源およびグランド間に直列に接続される
抵抗Ｒ２３１，Ｒ２３２およびトランジスタ（ダイオー
ド）Ｑ２３１と、電源およびグランド間に直列に接続さ
れる抵抗Ｒ２３３およびトランジスタ（ダイオード）Ｑ
２３２と、抵抗Ｒ２３１，２３２の接続点に非反転入力
端子が接続され、抵抗Ｒ２３３およびトランジスタＱ２
３２の接続点に反転入力端子が接続される演算増幅器２
３３とにより構成されている。

【００２９】そして、上記構成のスパン温度補正回路２
３は、第１実施形態と同様に、電源電圧Ｖcc(ｔ)として
の出力電圧が、圧力センサ１１の両出力端子Ｔ３，Ｔ４
間に発生し１次で負および２次で正の両温度変動成分を
併せ持つスパン温度変動成分を打ち消すように、１次で
正および２次で負の両温度変動成分を併せ持つ温度特性
を持つように設定される。

【００３０】ここで、スパン温度補正回路２３の出力を
１次で正および２次で負の両温度変動成分を併せ持つ温
度特性にするための条件を説明する。周囲温度をｔとし
たとき、バンドギャップリファレンス回路２３２の電圧
Ｖbg1(ｔ) を次の（式２）で表すことができ、また、感
温抵抗Ｒｔ２３の温度特性Ｒt23(ｔ) を次の（式３）で
表すことができる。ただし、ｂ２，ｃ２，ｂ３，ｃ３は
定数で、ｂ２＜０、ｂ３＞０である。

【００３１】Ｖbg1(ｔ)＝ｂ２×ｔ＋ｃ２（式２）Ｒt23(ｔ)＝ｂ３×ｔ＋ｃ３（式３）この場合、電源端子Ｔ１に印加する電圧Ｖcc(ｔ)は、次
式で示される温度特性を持つことになる。

【００３２】ただし、Ａ＝ｂ２×ｂ３／Ｒ２３、Ｂ＝ｂ２＋(ｂ２×
ｃ３＋ｃ２×ｂ３)／Ｒ２３、Ｃ＝ｃ２＋ｃ２×ｃ３／
Ｒ２３である。

【００３３】従って、Ａは負であるので、Ｒt23(ｔ)×
Ｖbg1(ｔ)の微分値あるいはＢが正になるように設定す
れば、スパン温度補正回路２３の出力が１次で正および
２次で負の両温度変動成分を併せ持つ温度特性となる。

【００３４】オフセット温度補正回路２４は、基準電圧
としての電圧Ｖof(ｔ)を出力する演算増幅器２４１と、
１次で負の温度特性となる電圧Ｖbg2(ｔ) を生成して演
算増幅器２４１の非反転入力端子に印加するバンドギャ
ップリファレンス回路２４２と、１次で正の温度特性を
持ち、演算増幅器２４１の反転入力端子および出力端子
間に接続される感温抵抗Ｒｔ２４と、演算増幅器２４１
の反転入力端子とグランドとの間に接続される抵抗Ｒ２
４とにより構成されている。

【００３５】また、上記バンドギャップリファレンス回
路２４２は、電源およびグランド間に直列に接続される
抵抗Ｒ２４１，Ｒ２４２およびトランジスタ（ダイオー
ド）Ｑ２４１と、電源およびグランド間に直列に接続さ
れる抵抗Ｒ２４３およびトランジスタ（ダイオード）Ｑ
２４２と、抵抗Ｒ２４１，２４２の接続点に非反転入力
端子が接続され、抵抗Ｒ２４３およびトランジスタＱ２
４２の接続点に反転入力端子が接続される演算増幅器２
４３とにより構成されている。

【００３６】そして、上記構成のオフセット温度補正回
路２４は、スパン温度補正回路２３と同様に、出力が１
次で正および２次で負の両温度変動成分を併せ持つ温度
特性となるように、且つ第１実施形態と同様に、電圧Ｖ
of(ｔ)が−Ｇ×Ｖos(ｔ)と等しくなるように設定され
る。

【００３７】次に、本圧力センサ温度補償回路の動作を
説明すると、圧力センサ１１の電源端子Ｔ１には、スパ
ン温度補正回路２３からボルテージホロワ１２を介し
て、１次で正および２次で負の両温度変動成分を併せ持
つ温度特性となる電圧Ｖcc(ｔ)が印加する。これによ
り、圧力センサ１１から、スパン温度変動成分が除去ま
たは低減された検出電圧Ｖs(ｔ) が出力される。

【００３８】この検出電圧Ｖs(ｔ) は、差動増幅回路１
５においてゲインＧで増幅され、出力電圧Ｖout(ｔ) と
して出力される。このとき、ゲインＧで増幅された圧力
センサ１１のオフセットＧ×Ｖos(ｔ)は、オフセット温
度補正回路２４で生成された電圧Ｖof(ｔ)により除去ま
たは低減される。これにより、差動増幅回路１５の出力
は、温度依存性の無いまたは低減された高精度な検出出
力になる。

【００３９】以上により、圧力センサ１１のオフセット
およびスパンの温度特性に対して２次温度変動成分まで
も補償することができ、高精度な検出出力を得ることが
できる（図４に示すＶout(t)／Ｖout(ｔ０) 参照）。

【００４０】図５は本発明の第３実施形態に係る圧力セ
ンサ温度補償回路の構成図、図６は図５に示す各部の温
度特性図で、これらの図を用いて以下に第３実施形態の
説明を行う。

【００４１】図５に示す圧力センサ温度補償回路は、圧
力センサ１１、ボルテージホロワ１２および差動増幅回
路１５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、圧力センサ１１におけるスパ
ンの温度特性とオフセットの温度特性とを一致させる手
段と、１次で正および２次で負の両温度変動成分を併せ
持つ温度特性となる電圧を生成するオフセット・スパン
温度補正回路３６とを備えている。

【００４２】上記手段として、例えば、ボルテージホロ
ワ１２の出力端子と圧力センサ１１の電源端子Ｔ１との
間にスパンの曲がり成分調整用の抵抗Ｒsa1 を接続すれ
ば、圧力センサ１１のスパンの温度特性が変わるので、
スパンの温度特性をオフセットの温度特性に一致（ほぼ
一致）させることができる。

【００４３】なお、これに限らず、圧力センサ１１を構
成するブリッジ回路構成の抵抗Ｒs1〜Ｒs4のいずれか
に、オフセットの曲がり成分調整用の抵抗を接続すれば
（図５のＲoa1 またはＲoa2 参照）、圧力センサ１１の
オフセットの温度特性が変わるので、オフセットの温度
特性をスパンの温度特性に一致させることができる。

【００４４】オフセット・スパン温度補正回路３６は、
圧力センサ１１の電源端子Ｔ１側および差動増幅回路１
５内のボルテージホロワ１５４の入力端子に出力端子が
接続される演算増幅器３６１と、１次で負の温度特性と
なる電圧Ｖbg3(ｔ) を生成して演算増幅器３６１の非反
転入力端子に印加するバンドギャップリファレンス回路
３６２と、１次で正の温度特性を持ち、演算増幅器３６
１の反転入力端子および出力端子間に接続される感温抵
抗Ｒｔ３６と、演算増幅器３６１の反転入力端子とグラ
ンドとの間に接続される抵抗Ｒ３６とにより構成されて
いる。

【００４５】また、上記バンドギャップリファレンス回
路３６２は、電源およびグランド間に直列に接続される
抵抗Ｒ３６１，Ｒ３６２およびトランジスタ（ダイオー
ド）Ｑ３６１と、電源およびグランド間に直列に接続さ
れる抵抗Ｒ３６３およびトランジスタ（ダイオード）Ｑ
３６２と、抵抗Ｒ３６１，３６２の接続点に非反転入力
端子が接続され、抵抗Ｒ３６３およびトランジスタＱ３
６２の接続点に反転入力端子が接続される演算増幅器３
６３とにより構成されている。

【００４６】そして、圧力センサ１１におけるスパンお
よびオフセットの両温度特性が一致しているので、上記
構成のオフセット・スパン温度補正回路３６は、出力が
１次で正および２次で負の両温度変動成分を併せ持つ温
度特性になるように設定されるとともに、電源電圧Ｖcc
(ｔ)としては、圧力センサ１１の両出力端子Ｔ３，Ｔ４
間に発生し１次で負および２次で正の両温度変動成分を
併せ持つスパン温度変動成分を打ち消し、且つ基準電圧
Ｖof(ｔ)としては、−Ｇ×Ｖos(ｔ)と等しくなるように
設定される。

【００４７】次に、本圧力センサ温度補償回路の動作を
説明すると、圧力センサ１１の電源端子Ｔ１には、オフ
セット・スパン温度補正回路３６からボルテージホロワ
１２を介して、１次で正および２次で負の両温度変動成
分を併せ持つ温度特性となる電圧Ｖcc(ｔ)が印加する。
これにより、圧力センサ１１から、スパン温度変動成分
が除去または低減された検出電圧Ｖs(ｔ) が出力され
る。

【００４８】この検出電圧Ｖs(ｔ) は、差動増幅回路１
５においてゲインＧで増幅され、出力電圧Ｖout(ｔ) と
して出力される。このとき、ゲインＧで増幅された圧力
センサ１１のオフセットＧ×Ｖos(ｔ)は、オフセット・
スパン温度補正回路３６で生成された電圧Ｖof(ｔ)によ
り除去または低減される。これにより、差動増幅回路１
５の出力は、温度依存性の無いまたは低減された高精度
な検出出力になる。

【００４９】以上により、圧力センサ１１のオフセット
およびスパンの温度特性に対して２次温度変動成分まで
も補償することができ、高精度な検出出力を得ることが
できる（図６に示すＶout(t)／Ｖout(ｔ０) 参照）。ま
た、回路の簡単化を図ることができる。

【００５０】

【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
成り、物理量に応じたレベルの検出信号を発生し、この
検出信号のオフセットおよび感度が１次で負および２次
で正の両温度変動成分を併せ持つ温度特性となる圧力セ
ンサと、１次で正および２次で負の両温度変動成分を併
せ持つ温度特性となる電圧を生成し、この電圧を電源電
圧としてバッファアンプを介して前記圧力センサに印加
するスパン温度補正回路と、１次で正および２次で負の
両温度変動成分を併せ持つ温度特性となる電圧を生成す
るオフセット温度補正回路と、前記オフセット温度補正
回路で生成された電圧を基準電圧に用いて前記圧力セン
サの検出信号を増幅する差動増幅回路とを備えるので、
圧力センサのオフセットおよびスパンの温度特性に対し
て２次温度変動成分までも補償することができる高精度
な圧力センサ温度補償回路を提供することが可能にな
る。

【００５１】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の圧力センサ温度補償回路において、前記スパン温度
補正回路は、出力端子が前記バッファアンプを介して前
記圧力センサに接続される第１演算増幅器と、１次で負
の温度特性となる電圧を生成して前記第１演算増幅器の
非反転入力端子に印加するバンドギャップリファレンス
回路と、１次で正の温度特性を持ち、前記第１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感温抵
抗と、前記第１演算増幅器の反転入力端子とグランドと
の間に接続される抵抗とにより成り、前記オフセット温
度補正回路は、前記基準電圧としての電圧を出力する第
２演算増幅器と、１次で負の温度特性となる電圧を生成
して前記第２演算増幅器の非反転入力端子に印加するバ
ンドギャップリファレンス回路と、１次で正の温度特性
を持ち、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感温抵抗と、前記第２演算増幅器の
反転入力端子とグランドとの間に接続される抵抗とによ
り成るので、圧力センサのオフセットおよびスパンの温
度特性に対して２次温度変動成分までも補償することが
できる高精度な圧力センサ温度補償回路を提供すること
が可能になる。

【００５２】請求項３記載の発明によれば、請求項２記
載の圧力センサ温度補償回路において、前記バッファア
ンプと前記圧力センサとの間に介設され、スパンの曲が
り成分を調整し、スパンの温度特性をオフセットの温度
特性に一致させる抵抗を備えるので、回路の簡単化が可
能になる。

【００５３】請求項４記載の発明によれば、請求項２記
載の圧力センサ温度補償回路において、前記圧力センサ
を構成するブリッジ回路構成の抵抗に並列に接続され、
オフセットの曲がり成分を調整し、オフセットの温度特
性をスパンの温度特性に一致させる抵抗を備えるので、
回路の簡単化が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る圧力センサ温度補
償回路の構成図である。

【図２】図１に示す主要各部の温度特性図である。

【図３】本発明の第２実施形態に係る圧力センサ温度補
償回路の構成図である。

【図４】図３に示す各部の温度特性図である。

【図５】本発明の第３実施形態に係る圧力センサ温度補
償回路の構成図である。

【図６】図５に示す各部の温度特性図である。

【図７】圧力センサ温度補償回路の従来構成例を示す図
である。

【図８】図７に示す主要各部の温度特性図である。

【符号の説明】

１１圧力センサ１２ボルテージホロワ１３，２３スパン温度補正回路１４，２４オフセット温度補正回路１５差動増幅回路３６オフセット・スパン温度補正回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2F049 AA12 CA12 2F055 AA40 BB20 CC60 DD04 EE13 FF02 GG32 GG33 GG34 2F075 AA03 AA06 AA08 CC03 EE04 EE08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ブリッジ回路構成の抵抗により成り、物
理量に応じたレベルの検出信号を発生し、この検出信号
のオフセットおよび感度が１次で負および２次で正の両
温度変動成分を併せ持つ温度特性となる圧力センサと、１次で正および２次で負の両温度変動成分を併せ持つ温
度特性となる電圧を生成し、この電圧を電源電圧として
バッファアンプを介して前記圧力センサに印加するスパ
ン温度補正回路と、１次で正および２次で負の両温度変動成分を併せ持つ温
度特性となる電圧を生成するオフセット温度補正回路
と、前記オフセット温度補正回路で生成された電圧を基準電
圧に用いて前記圧力センサの検出信号を増幅する差動増
幅回路とを備える圧力センサ温度補償回路。
【請求項２】前記スパン温度補正回路は、出力端子が
前記バッファアンプを介して前記圧力センサに接続され
る第１演算増幅器と、１次で負の温度特性となる電圧を
生成して前記第１演算増幅器の非反転入力端子に印加す
るバンドギャップリファレンス回路と、１次で正の温度
特性を持ち、前記第１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感温抵抗と、前記第１演算増幅
器の反転入力端子とグランドとの間に接続される抵抗と
により成り、前記オフセット温度補正回路は、前記基準電圧としての
電圧を出力する第２演算増幅器と、１次で負の温度特性
となる電圧を生成して前記第２演算増幅器の非反転入力
端子に印加するバンドギャップリファレンス回路と、１
次で正の温度特性を持ち、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感温抵抗と、前記
第２演算増幅器の反転入力端子とグランドとの間に接続
される抵抗とにより成る請求項１記載の圧力センサ温度
補償回路。
【請求項３】前記バッファアンプと前記圧力センサと
の間に介設され、スパンの曲がり成分を調整し、スパン
の温度特性をオフセットの温度特性に一致させる抵抗を
備える請求項２記載の圧力センサ温度補償回路。
【請求項４】前記圧力センサを構成するブリッジ回路
構成の抵抗に並列に接続され、オフセットの曲がり成分
を調整し、オフセットの温度特性をスパンの温度特性に
一致させる抵抗を備える請求項２記載の圧力センサ温度
補償回路。