JP2001183165A - Sensor abnormality detecting circuit and physical quantity detecting device - Google Patents

Sensor abnormality detecting circuit and physical quantity detecting device

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JP2001183165A
JP2001183165A JP2000229236A JP2000229236A JP2001183165A JP 2001183165 A JP2001183165 A JP 2001183165A JP 2000229236 A JP2000229236 A JP 2000229236A JP 2000229236 A JP2000229236 A JP 2000229236A JP 2001183165 A JP2001183165 A JP 2001183165A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small-sized abnormality detecting circuit capable of accurately detecting abnormalities without delay in a sensor 10 in which the output voltages V1 and BV2 of a pair of output terminals J1 and J2 each change from a predetermined equilibrium-point voltage according to the physical quantity of an object to be detected by the same amount in the positive direction and negative direction. SOLUTION: The abnormality detecting circuit is provided with reference-voltage generating circuits 21-24 to generate the same voltage VE as the equilibrium-point voltage of the sensor 10, an operational amplifier 12 in which the voltage VE is inputted to its non-inverse input terminal and a resistance 15 is connected between is output terminal and inverse input terminal, a resistance 13 in which one output voltage V1 of the sensor 10 is impressed on its one end and its other end is connected to the inverse input terminal of the operational amplifier 12, a resistance 14 in which the other output voltage V2 of the sensor 10 is impressed in its one end, its other end is connected to the inverse input terminal of the operational amplifier 12, and its resistance value is set at the same value as that of the resistance 13, and a determining circuit 16 to output a signal indicating an anomaly in the case that the output voltage of the operational amplifier 12 lies outside a predetermined voltage range (VE±α).

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、一対の出力端子に
発生する各出力電圧が、検出対象の物理量に応じて、所
定の平衡点電圧を基準として正方向と負方向とに夫々同
じ電圧だけ変化するセンサの異常を検出するための異常
検出回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method for controlling an output voltage generated at a pair of output terminals by the same voltage in a positive direction and a negative direction based on a predetermined equilibrium point voltage in accordance with a physical quantity to be detected. The present invention relates to an abnormality detection circuit for detecting an abnormality of a changing sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、この種のセンサとして、例え
ば、図6(a)〜(c)に示すように、各々の抵抗値が
歪みによって変化すると共に互いがループ状に接続され
た4つのゲージ抵抗(一般に拡散抵抗からなるもので、
歪みゲージとも呼ばれる)1,2,3,4を有した圧力
センサ100がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a sensor of this type, for example, as shown in FIGS. 6 (a) to 6 (c), four sensors whose respective resistance values change due to strain and which are connected in a loop are formed. Gauge resistance (generally consisting of diffusion resistance,
There is a pressure sensor 100 having 1, 2, 3, 4 (also called strain gauges).

【0003】このような圧力センサ100では、上記4
つのゲージ抵抗1〜4がSi(シリコン)基板101上
に形成され、そのSi基板101は、例えば、内部に油
圧などの圧力Pが加わる円筒状の金属ダイヤフラム10
2の端面に、接合部材103によって接合される。
In such a pressure sensor 100, the above 4
Gauge resistors 1 to 4 are formed on a Si (silicon) substrate 101, and the Si substrate 101 has, for example, a cylindrical metal diaphragm 10 to which a pressure P such as a hydraulic pressure is applied.
2 is joined to the end face by a joining member 103.

【0004】そして、各ゲージ抵抗1〜4同士の接続点
A〜Dのうちで、特定の接続点A(図6の例では、ゲー
ジ抵抗1,4同士の接続点)と該接続点Aから数えて2
つ目の接続点C(図6の例では、ゲージ抵抗2,3同士
の接続点)との間に駆動電圧VDが印加され、他の2つ
の接続点B,D(図6の例では、ゲージ抵抗1,2同士
の接続点B及びゲージ抵抗3,4同士の接続点D)が一
対の出力端子J1,J2となっている。
[0006] Among the connection points A to D of the gauge resistors 1 to 4, a specific connection point A (in the example of FIG. 6, a connection point between the gauge resistors 1 and 4) and the connection point A Counting 2
The drive voltage VD is applied between the second connection point C (the connection point between the gauge resistors 2 and 3 in the example of FIG. 6), and the other two connection points B and D (in the example of FIG. 6, A connection point B between the gauge resistors 1 and 2 and a connection point D) between the gauge resistors 3 and 4 form a pair of output terminals J1 and J2.

【0005】そして更に、各ゲージ抵抗1,2,3,4
の抵抗値を、それぞれR1,R2,R3,R4とする
と、各ゲージ抵抗1,2,3,4は、下記の式1を満た
すように、その抵抗値及びSi基板101上での配置が
設計上決定されている。尚、式1において、R0は、圧
力P=0である時の各ゲージ抵抗1,2,3,4の抵抗
値である。また、ΔRは、圧力Pが加わった時の抵抗値
の増減を表しており、圧力P=0の場合には、ΔR=0
である。
Further, each of the gauge resistors 1, 2, 3, 4
Let R1, R2, R3, and R4 be the respective resistance values of the gauge resistors 1, 2, 3, and 4. The resistance values and the arrangement on the Si substrate 101 are designed so as to satisfy the following equation 1. Has been determined above. In Equation 1, R0 is a resistance value of each of the gauge resistors 1, 2, 3, and 4 when the pressure P = 0. ΔR represents an increase or decrease in the resistance value when the pressure P is applied. When the pressure P = 0, ΔR = 0
It is.

【0006】[0006]

【数1】 R1=R3=R0−ΔR,R2=R4=R0+ΔR …式1 このため、圧力P=0の場合には、ゲージ抵抗1,2同
士の接続点B(以下、この接続点Bを第1の出力端子J
1とする)に発生する第1の出力電圧V1と、ゲージ抵
抗3,4同士の接続点D(以下、この接続点Dを第2の
出力端子J2とする)に発生する第2の出力電圧V2と
が、両方共に、駆動電圧VDの1/2の電圧である平衡
点電圧V0(=VD/2)となる。
R1 = R3 = R0−ΔR, R2 = R4 = R0 + ΔR Equation 1 Therefore, when the pressure P = 0, a connection point B between the gauge resistors 1 and 2 (hereinafter, this connection point B is referred to as First output terminal J
1) and a second output voltage generated at a connection point D between the gauge resistors 3 and 4 (hereinafter, this connection point D is referred to as a second output terminal J2). V2 are both equal to the equilibrium point voltage V0 (= VD / 2), which is half the drive voltage VD.

【0007】また、金属ダイヤフラム102に圧力Pが
加わって(圧力P=N≠0になって)、Si基板101
上の各ゲージ抵抗1〜4に歪みが生じると、図6(d)
に示すように、第1の出力電圧V1が平衡点電圧V0よ
りもΔV1だけ高くなると共に、第2の出力電圧V2が
平衡点電圧V0よりもΔV2だけ低くなる。そして、Δ
V1とΔV2は、ホイートストンブリッジの対象性(上
記式1)より、両方共に同じ値(ΔV1=ΔV2)とな
る。つまり、第1の出力端子J1と第2の出力端子J2
との各々に発生する各出力電圧V1,V2は、検出対象
の物理量としての圧力Pに応じて、平衡点電圧V0を基
準として正方向と負方向とに夫々同じ電圧だけ変化する
こととなり、|V1−V0|=|V2−V0|となる。
When a pressure P is applied to the metal diaphragm 102 (pressure P = N ≠ 0), the Si substrate 101
When distortion occurs in each of the above gauge resistors 1 to 4, FIG.
As shown in (1), the first output voltage V1 becomes higher than the equilibrium point voltage V0 by ΔV1, and the second output voltage V2 becomes lower than the equilibrium point voltage V0 by ΔV2. And Δ
Both V1 and ΔV2 have the same value (ΔV1 = ΔV2) from the symmetry of the Wheatstone bridge (Equation 1 above). That is, the first output terminal J1 and the second output terminal J2
Output voltages V1 and V2 generated in each of the above-mentioned conditions change by the same voltage in the positive direction and in the negative direction based on the equilibrium point voltage V0 according to the pressure P as the physical quantity to be detected. V1−V0 | = | V2−V0 |

【0008】よって、こうした圧力センサ100の出力
電圧V1,V2を入力する信号処理回路は、上記両出力
電圧V1,V2の電位差(V1−V2)に基づいて、圧
力Pを検出する。そして、以上の原理により、圧力Pを
より精度良く検出できるようにしている。
Accordingly, the signal processing circuit for inputting the output voltages V1 and V2 of the pressure sensor 100 detects the pressure P based on the potential difference (V1-V2) between the two output voltages V1 and V2. Then, based on the above principle, the pressure P can be detected with higher accuracy.

【0009】以上が正常時の動作であるが、例えば図6
(c)に示すように、Si基板101や接合部材103
に亀裂Kが生じるなどして、4つのゲージ抵抗1〜4の
何れかの抵抗値が正常な値でなくなると、センサの平衡
点電圧V0や感度が変化して、圧力Pの検出精度が悪化
してしまう。そして、こうした故障時には、図6(e)
に例示するように、第1の出力電圧V1と本来の平衡点
電圧V0との差の絶対値(|V1−V0|=ΔV1)
と、第2の出力電圧V2と本来の平衡点電圧V0との差
の絶対値(|V2−V0|=ΔV2)とが等しくならな
い現象が発生する。
The above is the normal operation. For example, FIG.
As shown in (c), the Si substrate 101 and the bonding member 103
If the resistance value of any of the four gauge resistors 1 to 4 is not a normal value due to the occurrence of a crack K in the sensor, the equilibrium point voltage V0 and the sensitivity of the sensor change, and the detection accuracy of the pressure P deteriorates. Resulting in. In the case of such a failure, FIG.
, The absolute value of the difference between the first output voltage V1 and the original equilibrium point voltage V0 (| V1−V0 | = ΔV1)
And the absolute value of the difference between the second output voltage V2 and the original equilibrium point voltage V0 (| V2−V0 | = ΔV2) occurs.

【0010】ここで、このようなセンサの異常は、2つ
の出力電圧V1,V2の電位差(V1−V2)を監視し
ていても検出するができない。これは、センサの平衡点
電圧V0は、回路上には存在しない仮想の電位であるた
めである。そこで、こうしたセンサの異常を検出するた
めの技術として、特開平8−247881号公報には、
図7に示すような回路構成を採ることが記載されてい
る。
Here, such an abnormality of the sensor cannot be detected even if the potential difference (V1-V2) between the two output voltages V1 and V2 is monitored. This is because the sensor equilibrium point voltage V0 is a virtual potential that does not exist on the circuit. Therefore, as a technique for detecting such a sensor abnormality, Japanese Patent Application Laid-Open No.
It is described that a circuit configuration as shown in FIG. 7 is employed.

【0011】即ち、図7に示すように、上記公報に記載
の異常検出装置では、圧力センサ100に印加される駆
動電圧VDを1/2に分圧する2つの抵抗106,10
7と、3つの接点位置a,b,cを有した2つのスイッ
チSW1,SW2と、A/Dコンバータ,D/Aコンバ
ータ,及びMPU(マイクロプロセッサユニット)など
からなる情報処理装置108とを設けている。
That is, as shown in FIG. 7, in the abnormality detecting device described in the above publication, two resistors 106 and 10 for dividing the driving voltage VD applied to the pressure sensor 100 into 2.
7, two switches SW1 and SW2 having three contact positions a, b and c, and an information processing device 108 including an A / D converter, a D / A converter, and an MPU (microprocessor unit). ing.

【0012】そして、この異常検出装置では、情報処理
装置108がスイッチSW1,SW2を制御して、その
両スイッチSW1,SW2の接点位置をaの位置にする
ことにより、圧力センサ100の両出力電圧V1,V2
の差(V1−V2)を取り込み、また、両スイッチSW
1,SW2の接点位置をbの位置にすることにより、圧
力センサ100の一方の出力電圧V1と抵抗106,1
07による分圧電圧(即ちVD/2であり、圧力センサ
100の本来の平衡点電圧V0と同じ電圧)V3との差
(V1−V3)を取り込み、また更に、両スイッチSW
1,SW2の接点位置をcの位置にすることにより、圧
力センサ100の他方の出力電圧V2と抵抗106,1
07による分圧電圧V3との差(V2−V3)を取り込
むようにしている。
In this abnormality detecting device, the information processing device 108 controls the switches SW1 and SW2, and sets the contact positions of the switches SW1 and SW2 to the position a, so that both output voltages of the pressure sensor 100 are changed. V1, V2
(V1-V2), and both switches SW
By setting the contact position of SW1 and SW2 to the position b, one output voltage V1 of the pressure sensor 100 and the resistances 106, 1
07 (ie, VD / 2, which is the same voltage as the original equilibrium point voltage V0 of the pressure sensor 100) V3, and further, both switches SW
By setting the contact position of SW1 and SW2 to the position of c, the other output voltage V2 of the pressure sensor 100 and the resistances 106, 1
07 (V2−V3) from the divided voltage V3.

【0013】そして更に、情報処理装置108は、上記
両スイッチSW1,SW2の接点位置をbの位置とcの
位置とに夫々して取り込んだ「V1−V3」と「V2−
V3」とを加算して、「V1+V2−2・V3」なる電
圧を算出し、その算出した電圧(V1+V2−2・V
3)が所定のしきい値を越えている場合に、センサ10
0が異常であると判断するようにしている。
Further, the information processing device 108 captures the contact positions of the switches SW1 and SW2 at the positions b and c, respectively, at "V1-V3" and "V2-V3".
V3 ”to calculate a voltage“ V1 + V2-2 · V3 ”, and calculate the calculated voltage (V1 + V2-2 · V
If 3) exceeds a predetermined threshold, the sensor 10
0 is determined to be abnormal.

【0014】つまり、上記公報に記載の異常検出装置で
は、概念的には、センサ100の一方の出力電圧V1か
ら平衡点電圧V0(=V3)を引いた値(V1−V0)
と、センサ100の他方の出力電圧V2から平衡点電圧
V0(=V3)を引いた値(V2−V0)とを加算した
値(V1+V2−2・V3)が、正常時には0になると
いう点に着目して、その加算値(V1+V2−2・V
3)に基づきセンサ100の異常を検出するようにして
いる。
That is, in the abnormality detection device described in the above publication, conceptually, a value (V1-V0) obtained by subtracting the equilibrium point voltage V0 (= V3) from one output voltage V1 of the sensor 100.
A value (V1 + V2-2 · V3) obtained by adding a value (V2−V0) obtained by subtracting the equilibrium point voltage V0 (= V3) from the other output voltage V2 of the sensor 100 becomes 0 in a normal state. Paying attention to the added value (V1 + V2-2 · V
Abnormality of the sensor 100 is detected based on 3).

【0015】そして、この異常検出装置によれば、図6
(e)に例示したような両出力電圧V1,V2のアンバ
ランスを検出して、センサ100に異常が生じているこ
とを検知することができるようになる。
According to this abnormality detecting device, FIG.
By detecting the imbalance between the two output voltages V1 and V2 as illustrated in (e), it is possible to detect that the sensor 100 is abnormal.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の異常検出装置では、以下の問題がある。 :まず、2つのスイッチSW1,SW2の接点位置を
順次切り換えて上記加算値(V1+V2−2・V3)を
得ているため、同じ時点の出力電圧V1,V2に基づい
た正確な異常検出を行うことができない。つまり、スイ
ッチSW1,SW2の接点位置をbの位置にしてからc
の位置にするまでの間に、圧力センサ100に加わる圧
力Pが変化して出力電圧V1,V2が正常に変化した場
合、誤って異常であると判断してしまう可能性がある。
However, the above-mentioned conventional abnormality detecting device has the following problems. : First, since the above-mentioned added value (V1 + V2-2 · V3) is obtained by sequentially switching the contact positions of the two switches SW1 and SW2, accurate abnormality detection is performed based on the output voltages V1 and V2 at the same time. Can not. That is, after setting the contact positions of the switches SW1 and SW2 to the position b, c
If the pressure P applied to the pressure sensor 100 changes and the output voltages V1 and V2 change normally before reaching the position, there is a possibility that it is erroneously determined to be abnormal.

【0017】:そして更に、2つのスイッチSW1,
SW2の接点位置を順次切り換えて上記加算値(V1+
V2−2・V3)を得ているため、センサ100に異常
が発生してから、その異常を検知できるまでに遅れが生
じてしまう。 :また、上記従来の異常検出装置では、スイッチSW
1,SW2を制御したり異常検出用の演算を行うための
MPUを備えた情報処理装置108が必要となり、この
ような異常検出機能を持ったセンサユニットを構成する
場合に、そのセンサユニットが大規模且つ高価格なもの
となってしまう。
And two more switches SW1,
The contact position of SW2 is sequentially switched, and the added value (V1 +
Since V2-2 · V3) is obtained, a delay occurs after an abnormality occurs in the sensor 100 until the abnormality can be detected. : In the above-described conventional abnormality detection device, the switch SW
1, an information processing device 108 having an MPU for controlling the SW2 and performing an arithmetic operation for abnormality detection is required. When a sensor unit having such an abnormality detection function is configured, the sensor unit becomes large. It will be large and expensive.

【0018】本発明は、こうした問題に鑑みなされたも
のであり、一対の出力端子に発生する各出力電圧が、検
出対象の物理量に応じて、所定の平衡点電圧を基準とし
て正方向と負方向とに夫々同じ電圧だけ変化するセンサ
の異常を、遅れなく且つ正確に検出することができる小
規模な異常検出回路と、その異常検出回路を用いた物理
量検出装置とを提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of such a problem, and each output voltage generated at a pair of output terminals is adjusted in a positive direction and a negative direction based on a predetermined equilibrium point voltage according to a physical quantity to be detected. It is an object of the present invention to provide a small-scale abnormality detection circuit that can accurately and accurately detect an abnormality of a sensor that changes by the same voltage each time, and a physical quantity detection device using the abnormality detection circuit. .

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段、及び発明の効果】上記目
的を達成するためになされた請求項1に記載の異常検出
回路は、図1に例示するように、第1の出力端子J1に
発生する第1の出力電圧V1と、第2の出力端子J2に
発生する第2の出力電圧V2とが、検出対象の物理量に
応じて、所定の平衡点電圧V0を基準として正方向と負
方向とに夫々同じ電圧だけ変化するように形成されたセ
ンサ10の異常を検出するためのものであり、前記平衡
点電圧V0とほぼ同じの基準電圧VEを発生する基準電
圧発生回路11と、該基準電圧発生回路11によって発
生される基準電圧VEが一方の入力端子に入力された演
算増幅器(オペアンプ)12と、一端に前記センサ10
の第1の出力電圧V1が印加されると共に、他端が前記
演算増幅器12の他方の入力端子に接続された第1の抵
抗13と、一端に前記センサ10の第2の出力電圧V2
が印加されると共に、他端が前記演算増幅器12の他方
の入力端子に接続され、更に抵抗値が前記第1の抵抗1
3と同じに設定された第2の抵抗14と、前記演算増幅
器12の出力端子と他方の入力端子との間に接続された
第3の抵抗15と、前記演算増幅器12の出力電圧VOU
T が良否判定のために設定された電圧範囲外である場合
に、前記センサ10が異常であることを示す信号を出力
する判定回路16とを備えている。
In order to achieve the above object, the abnormality detecting circuit according to the first aspect of the present invention generates a signal at a first output terminal J1 as shown in FIG. The first output voltage V1 and the second output voltage V2 generated at the second output terminal J2 are set in a positive direction and a negative direction based on a predetermined equilibrium point voltage V0 according to a physical quantity to be detected. A reference voltage generating circuit 11 for generating a reference voltage VE substantially equal to the equilibrium point voltage V0, and a reference voltage generating circuit 11 for detecting an abnormality of the sensor 10 formed so as to change by the same voltage. An operational amplifier (op-amp) 12 having a reference voltage VE generated by a generation circuit 11 input to one input terminal, and one end of the sensor 10
, A first resistor 13 having the other end connected to the other input terminal of the operational amplifier 12, and a second output voltage V2 of the sensor 10 at one end.
Is applied, the other end is connected to the other input terminal of the operational amplifier 12, and the resistance value is set to the first resistance 1
3, a third resistor 15 connected between the output terminal of the operational amplifier 12 and the other input terminal, and an output voltage VOU of the operational amplifier 12.
A determination circuit 16 for outputting a signal indicating that the sensor 10 is abnormal when T is outside a voltage range set for quality determination;

【0020】尚、図1では、演算増幅器12の一方の入
力端子を非反転入力端子(+)とし、演算増幅器12の
他方の入力端子を反転入力端子(−)としている。また
図1は、異常検出対象のセンサ10が、図6を用いて説
明した圧力センサ100と同じセンサである場合を例示
しているが、本発明の異常検出回路は、それ以外のセン
サについても適用することができる。
In FIG. 1, one input terminal of the operational amplifier 12 is a non-inverting input terminal (+), and the other input terminal of the operational amplifier 12 is an inverting input terminal (-). FIG. 1 illustrates a case where the sensor 10 to be subjected to abnormality detection is the same sensor as the pressure sensor 100 described with reference to FIG. 6, but the abnormality detection circuit of the present invention also applies to other sensors. Can be applied.

【0021】このような異常検出回路において、第1の
抵抗13及び第2の抵抗14の各抵抗値をRとし、第3
の抵抗15の抵抗値をX・Rとすると、演算増幅器12
の出力電圧VOUT は、下記式2のようになる。
In such an abnormality detection circuit, the resistance values of the first resistor 13 and the second resistor 14 are R,
Let X · R be the resistance value of the resistor 15 of the operational amplifier 12.
Is the output voltage VOUT of the following equation (2).

【0022】[0022]

【数2】 VOUT =−X{(V1−VE)+(V2−VE)}+VE …式2 つまり、演算増幅器12からは、基準電圧VEを基準と
して、センサ10の一方の出力電圧V1から基準電圧V
Eを引いた値と、センサ10の他方の出力電圧V2から
基準電圧VEを引いた値とを、互いに加算した値に比例
した電圧VOUTが出力されることとなる。
VOUT = −X {(V1−VE) + (V2−VE) V + VE (2) That is, from the operational amplifier 12, the reference voltage VE is used as a reference, and one output voltage V1 of the sensor 10 is used as a reference. Voltage V
A voltage VOUT proportional to a value obtained by adding a value obtained by subtracting E and a value obtained by subtracting the reference voltage VE from the other output voltage V2 of the sensor 10 is output.

【0023】また、センサ10の両出力電圧V1,V2
のうち、第1の出力電圧V1が検出対象の物理量の増加
に応じて正方向に変化し、第2の出力電圧V2が検出対
象の物理量の増加に応じて負方向に変化するものとすれ
ば、第1の出力電圧V1と基準電圧VEとの差の絶対値
(|V1−VE|)をΔV1’とし、第2の出力電圧V
2と基準電圧VEとの差の絶対値(|V2−VE|)を
ΔV2’とすると、式2は下記式3のようになり、演算
増幅器12からは、基準電圧VEを基準として、ΔV
1’とΔV2’との差に比例した電圧VOUT が出力され
ることとなる。
The output voltages V1 and V2 of the sensor 10 are
Of the above, if the first output voltage V1 changes in the positive direction according to the increase in the physical quantity to be detected, and the second output voltage V2 changes in the negative direction according to the increase in the physical quantity to be detected, , The absolute value (| V1−VE |) of the difference between the first output voltage V1 and the reference voltage VE is set to ΔV1 ′, and the second output voltage V
Assuming that the absolute value (| V2−VE |) of the difference between the reference voltage VE and the reference voltage VE is ΔV2 ′, the equation 2 becomes the following equation 3, and the operational amplifier 12 outputs ΔV
A voltage VOUT proportional to the difference between 1 'and .DELTA.V2' is output.

【0024】[0024]

【数3】 VOUT =−X(ΔV1’−ΔV2’)+VE …式3 そして、演算増幅器12の出力電圧VOUT は、基準電圧
発生回路11によって発生される基準電圧VEがセンサ
10の平衡点電圧V0とほぼ等しいことから、センサ1
0が正常であれば、上記式2,3から分かるように、ほ
ぼVEとなる。
VOUT = −X (ΔV1′−ΔV2 ′) + VE (3) The output voltage VOUT of the operational amplifier 12 is obtained by changing the reference voltage VE generated by the reference voltage generation circuit 11 to the equilibrium point voltage V0 of the sensor 10. Is approximately equal to
If 0 is normal, it becomes almost VE as can be seen from the above equations (2) and (3).

【0025】これに対し、センサ10に異常が生じて、
その両出力電圧V1,V2のバランスが崩れると、即
ち、図6(e)に例示したように、第1の出力電圧V1
と平衡点電圧V0との差の絶対値ΔV1と、第2の出力
電圧V2と平衡点電圧V0との差の絶対値ΔV2とが等
しくならない現象が発生すると、演算増幅器12の出力
電圧VOUT は、基準電圧VEから正方向あるいは負方向
にずれることとなる。
On the other hand, if an abnormality occurs in the sensor 10,
When the balance between the two output voltages V1 and V2 is lost, that is, as illustrated in FIG.
When the phenomenon that the absolute value ΔV1 of the difference between the second output voltage V2 and the equilibrium point voltage V0 does not become equal to the absolute value ΔV1 of the difference between the output voltage VOUT of the operational amplifier 12 and It will be shifted in the positive or negative direction from the reference voltage VE.

【0026】そこで、この異常検出回路では、判定回路
16により、演算増幅器12の出力電圧VOUT が良否判
定用の電圧範囲外であるか否かを判定し、その電圧範囲
外である場合に、センサ10が異常であることを示す信
号を出力するようにしている。
Therefore, in this abnormality detection circuit, the judgment circuit 16 judges whether the output voltage VOUT of the operational amplifier 12 is out of the voltage range for judging pass / fail. 10 outputs a signal indicating that it is abnormal.

【0027】そして、このような請求項1の異常検出回
路によれば、常に同じ時点の出力電圧V1,V2に基づ
いて、センサ10の異常を正確に検出することができ、
しかも、センサ10に異常が発生してからその異常を検
知できるまでの遅れも殆ど無い。そして更に、MPUと
いった高機能な情報処理装置を設けることなく、非常に
小規模な回路構成でセンサ10の異常を検出することが
できるようになる。
According to the abnormality detection circuit of the first aspect, the abnormality of the sensor 10 can be accurately detected based on the output voltages V1 and V2 at the same time.
Moreover, there is almost no delay from the occurrence of an abnormality in the sensor 10 to the detection of the abnormality. Further, the abnormality of the sensor 10 can be detected with a very small circuit configuration without providing a high-performance information processing device such as an MPU.

【0028】尚、上記検出原理から分かるように、基準
電圧発生回路11が発生させる基準電圧VEは、センサ
10の平衡点電圧V0と同じであることが望ましい。但
し、基準電圧VEがセンサ10の平衡点電圧V0と完全
に一致していなくても、その誤差分は判定回路16での
良否判定用電圧範囲で吸収させることができるため、そ
の意味で、本発明においては、基準電圧VEをセンサ1
0の平衡点電圧V0とほぼ同じ電圧としている。
As can be seen from the above detection principle, it is desirable that the reference voltage VE generated by the reference voltage generation circuit 11 be the same as the equilibrium point voltage V0 of the sensor 10. However, even if the reference voltage VE does not completely match the equilibrium point voltage V0 of the sensor 10, the error can be absorbed in the pass / fail judgment voltage range in the judgment circuit 16, so that in this sense, In the present invention, the reference voltage VE is set to the sensor 1
0 is almost the same as the equilibrium point voltage V0.

【0029】ところで、請求項1の異常検出回路におい
て、第1の抵抗13の一端をセンサ10の第1の出力端
子J1に直接接続すると共に、第2の抵抗14の一端を
センサ10の第2の出力端子J2に直接接続するように
しても良いが、センサ10の構造によっては、その出力
端子J1,J2から演算増幅器12及び第1〜第3の抵
抗13,14,15からなる回路部分へ電流が流れると
出力電圧V1,V2がずれてしまう場合がある。
By the way, in the abnormality detecting circuit of the present invention, one end of the first resistor 13 is directly connected to the first output terminal J1 of the sensor 10, and one end of the second resistor 14 is connected to the second output terminal J2 of the sensor 10. May be directly connected to the output terminal J2, but depending on the structure of the sensor 10, from the output terminals J1 and J2 to the circuit portion including the operational amplifier 12 and the first to third resistors 13, 14, and 15. When a current flows, the output voltages V1 and V2 may be shifted.

【0030】そこで、請求項2に記載の異常検出回路で
は、図1に例示するように、前記センサ10の第1の出
力電圧V1を入力して、該第1の出力電圧V1を第1の
抵抗13の一端に印加する第1のバッファ17と、前記
センサ10の第2の出力電圧V2を入力して、該第2の
出力電圧V2を第2の抵抗14の一端に印加する第2の
バッファ18とを設けるようにしている。つまり、セン
サ10の第1の出力端子J1と第1の抵抗13との間
に、第1のバッファ17を設けると共に、センサ10の
第2の出力端子J2と第2の抵抗14との間に、第2の
バッファ18を設けるようにしている。
Therefore, in the abnormality detection circuit according to the second aspect, as shown in FIG. 1, the first output voltage V1 of the sensor 10 is input and the first output voltage V1 is changed to the first output voltage V1. A first buffer 17 applied to one end of a resistor 13 and a second output voltage V2 of the sensor 10 are input, and a second output voltage V2 is applied to one end of a second resistor 14. A buffer 18 is provided. That is, the first buffer 17 is provided between the first output terminal J1 of the sensor 10 and the first resistor 13, and the second buffer 14 is provided between the second output terminal J2 of the sensor 10 and the second resistor 14. , A second buffer 18 is provided.

【0031】そして、このような請求項2の異常検出回
路によれば、センサ10の出力端子J1,J2から演算
増幅器12及び第1〜第3の抵抗13,14,15から
なる回路部分へ電流が流れることが防止され、センサ1
0の異常をより正確に検出することができるようにな
る。
According to the abnormality detecting circuit of the second aspect, the current is supplied from the output terminals J1 and J2 of the sensor 10 to the circuit portion including the operational amplifier 12 and the first to third resistors 13, 14, and 15. Is prevented from flowing, and the sensor 1
The abnormality of 0 can be more accurately detected.

【0032】また更に、上記第1のバッファ及び第2の
バッファに加えて、請求項3に記載の如く、基準電圧発
生回路により発生される基準電圧VEを入力して、その
基準電圧VEを演算増幅器の前記一方の入力端子に入力
させる第3のバッファを設けるようにしても良い。
Further, in addition to the first buffer and the second buffer, a reference voltage VE generated by a reference voltage generating circuit is inputted to calculate the reference voltage VE. A third buffer for inputting to the one input terminal of the amplifier may be provided.

【0033】一方、上記第1のバッファ、第2のバッフ
ァ、及び第3のバッファの各々としては、入力電圧と同
じ電圧を出力するものではなく、請求項4に記載のよう
に、入力電圧を特定の電圧Vsfだけシフトさせた電圧
を、出力電圧として出力するレベルシフト回路を用いる
こともできる。尚、シフトする分の電圧Vsfの値は、
正と負の何れでも良い。また、各バッファは同じ構成の
レベルシフト回路とすれば良い。
On the other hand, each of the first buffer, the second buffer, and the third buffer does not output the same voltage as the input voltage. A level shift circuit that outputs a voltage shifted by a specific voltage Vsf as an output voltage can also be used. Note that the value of the voltage Vsf for the shift is:
It may be either positive or negative. Further, each buffer may be a level shift circuit having the same configuration.

【0034】つまり、第1〜第3のバッファとして、こ
のようなレベルシフト回路を用いた場合、第1の抵抗の
一端には、センサの第1の出力電圧V1をVsfだけシ
フトさせた電圧(=V1+Vsf)が印加され、第2の
抵抗の一端には、センサの第2の出力電圧V2をVsf
だけシフトさせた電圧(=V2+Vsf)が印加され、
演算増幅器の前記一方の入力端子には、基準電圧VEを
Vsfだけシフトさせた電圧(=VE+Vsf)が入力
されることとなり、3つの入力電圧が全て同じ電圧Vs
fだけシフトすることとなる。よって、この場合でも、
演算増幅器からは、センサの一方の出力電圧V1から基
準電圧VEを引いた値と、センサの他方の出力電圧V2
から基準電圧VEを引いた値とを、互いに加算した値に
比例した電圧VOUT が出力されることとなり(式2参
照)、前述した請求項1〜3の異常検出回路と同じ効果
を得ることができる。
That is, when such a level shift circuit is used as the first to third buffers, a voltage (Vsf) obtained by shifting the first output voltage V1 of the sensor by Vsf is applied to one end of the first resistor. = V1 + Vsf), and one end of the second resistor is connected to the second output voltage V2 of the sensor by Vsf.
Is applied (= V2 + Vsf),
A voltage (= VE + Vsf) obtained by shifting the reference voltage VE by Vsf is input to the one input terminal of the operational amplifier, and all three input voltages are equal to the same voltage Vs.
The shift is performed by f. So even in this case,
From the operational amplifier, a value obtained by subtracting the reference voltage VE from one output voltage V1 of the sensor and the other output voltage V2 of the sensor are obtained.
Is subtracted from the reference voltage VE, and a voltage VOUT proportional to a value obtained by adding the values is output (see Equation 2), and the same effect as that of the above-described abnormality detection circuit according to claims 1 to 3 can be obtained. it can.

【0035】また一般に、レベルシフト回路は、入力電
圧と同じ電圧を出力する構成のバッファに比べると構成
が簡単であるため、請求項4の異常検出回路によれば、
回路規模を小さくすることができるという利点がある。
次に、請求項5に記載の異常検出回路も、第1の出力端
子に発生する第1の出力電圧V1と、第2の出力端子に
発生する第2の出力電圧V2とが、検出対象の物理量に
応じて、所定の平衡点電圧V0を基準として正方向と負
方向とに夫々同じ電圧だけ変化するように形成されたセ
ンサの異常を検出するためのものである。
In general, the level shift circuit has a simpler configuration than a buffer configured to output the same voltage as the input voltage.
There is an advantage that the circuit scale can be reduced.
Next, in the abnormality detection circuit according to the fifth aspect, the first output voltage V1 generated at the first output terminal and the second output voltage V2 generated at the second output terminal are detected. This is for detecting an abnormality of a sensor formed so as to change by the same voltage in the positive direction and the same voltage in the negative direction based on the predetermined equilibrium point voltage V0 according to the physical quantity.

【0036】そして、請求項5の異常検出回路は、前記
平衡点電圧V0とほぼ同じの基準電圧VEを発生する基
準電圧発生回路と、該基準電圧発生回路によって発生さ
れる基準電圧VEが一方の入力端子に入力された演算増
幅器と、前記センサの第1の出力電圧V1を非反転入力
とし、前記基準電圧発生回路によって発生される基準電
圧VEを反転入力とした第1の差動増幅器と、前記セン
サの第2の出力電圧V2を非反転入力とし、前記基準電
圧発生回路によって発生される基準電圧VEを反転入力
とした第2の差動増幅器と、一端に前記第1の差動増幅
器の出力電圧V1Sが印加されると共に、他端が前記演
算増幅器の他方の入力端子に接続された第1の抵抗と、
一端に前記第2の差動増幅器の出力電圧V2Sが印加さ
れると共に、他端が前記演算増幅器の他方の入力端子に
接続され、更に抵抗値が前記第1の抵抗と同じに設定さ
れた第2の抵抗と、前記演算増幅器の出力端子と他方の
入力端子との間に接続された第3の抵抗と、前記演算増
幅器の出力電圧VOUT が良否判定のために設定された電
圧範囲外である場合に、前記センサが異常であることを
示す信号を出力する判定回路とを備えている。
An abnormality detection circuit according to a fifth aspect of the present invention includes a reference voltage generation circuit for generating a reference voltage VE substantially equal to the equilibrium point voltage V0, and one of the reference voltage VE generated by the reference voltage generation circuit. An operational amplifier input to an input terminal, a first differential amplifier having a first output voltage V1 of the sensor as a non-inverting input, and a reference voltage VE generated by the reference voltage generating circuit as an inverting input, A second differential amplifier having a second output voltage V2 of the sensor as a non-inverting input and a reference voltage VE generated by the reference voltage generating circuit as an inverting input; A first resistor having an output voltage V1S applied thereto and the other end connected to the other input terminal of the operational amplifier;
The output voltage V2S of the second differential amplifier is applied to one end, the other end is connected to the other input terminal of the operational amplifier, and the resistance value is set to be the same as the first resistance. 2, the third resistor connected between the output terminal of the operational amplifier and the other input terminal, and the output voltage VOUT of the operational amplifier are out of the voltage range set for quality judgment. A determination circuit for outputting a signal indicating that the sensor is abnormal.

【0037】つまり、請求項5の異常検出回路では、前
述した請求項2の異常検出回路に対し、第1及び第2の
バッファに代えて、第1及び第2の差動増幅器を設けて
いる。このような請求項5の異常検出回路において、第
1の差動増幅器及び第2の差動増幅器の増幅率(増幅
度)をYとすると、第1の差動増幅器の出力電圧V1S
は、式4のようになり、第2の差動増幅器の出力電圧V
2Sは、式5のようになる。
That is, in the abnormality detection circuit according to the fifth aspect, the first and second buffers are provided in place of the first and second buffers in the abnormality detection circuit according to the second aspect. . In the abnormality detection circuit according to the fifth aspect, assuming that the amplification factors (amplification degrees) of the first differential amplifier and the second differential amplifier are Y, the output voltage V1S of the first differential amplifier.
Is given by Expression 4, and the output voltage V of the second differential amplifier is
2S is expressed by Expression 5.

【0038】[0038]

【数4】V1S=Y(V1−VE)+VE …式4V1S = Y (V1-VE) + VE Expression 4

【0039】[0039]

【数5】V2S=Y(V2−VE)+VE …式5 そして、演算増幅器の出力電圧VOUT は、式2における
V1とV2とを、夫々、V1SとV2Sとに置き換える
ことにより、下記式6のようになる。
V2S = Y (V2−VE) + VE Equation 5 The output voltage VOUT of the operational amplifier is obtained by replacing V1 and V2 in Equation 2 with V1S and V2S, respectively, as shown in Equation 6 below. Become like

【0040】[0040]

【数6】 VOUT =−X・Y{(V1−VE)+(V2−VE)}+VE …式6 この式6から分かるように、請求項5の異常検出回路に
よれば、センサの出力電圧V1,V2のバランスが崩れ
た場合に、演算増幅器の出力電圧VOUT が、基準電圧V
Eから正方向あるいは負方向に、より大きくずれること
となる。
V OUT = −X · Y {(V1−VE) + (V2−VE)} + VE (6) As can be seen from Equation 6, according to the abnormality detection circuit of the fifth aspect, the output voltage of the sensor When the balance between V1 and V2 is lost, the output voltage VOUT of the operational amplifier becomes the reference voltage VOUT.
It will deviate greatly from E in the positive or negative direction.

【0041】このため、センサの異常をより確実に検出
することが可能となる。また、一般に、演算増幅器には
オフセット電圧が存在するが、こうしたオフセット電圧
の影響が十分小さい領域でその演算増幅器を動作させる
ことができるようになり、異常検出精度を更に向上させ
ることができる。
For this reason, it is possible to more reliably detect an abnormality in the sensor. In general, an operational amplifier has an offset voltage, but the operational amplifier can be operated in a region where the influence of the offset voltage is sufficiently small, and the abnormality detection accuracy can be further improved.

【0042】また、第1及び第2の差動増幅器は、請求
項2に記載の第1及び第2のバッファと同様の役割も果
たすこととなる。つまり、センサの出力端子から演算増
幅器及び第1〜第3の抵抗からなる回路部分へ余分な電
流が流れることも防止される。
Further, the first and second differential amplifiers fulfill the same role as the first and second buffers according to the second aspect. That is, it is also possible to prevent excess current from flowing from the output terminal of the sensor to the circuit portion including the operational amplifier and the first to third resistors.

【0043】ところで、上記請求項1〜5の異常検出回
路において、判定回路は、請求項6に記載の如く、前記
演算増幅器の出力電圧VOUT が、基準電圧発生回路によ
って発生される基準電圧VEよりも所定電圧αだけ高い
第1の判定電圧(VE+α)より高い場合、及び前記演
算増幅器の出力電圧VOUT が、基準電圧発生回路によっ
て発生される基準電圧VEよりも所定電圧βだけ低い第
2の判定電圧(VE−β)より低い場合に、センサが異
常であることを示す信号を出力するように構成すれば良
い。
In the abnormality detection circuit according to any one of the first to fifth aspects, the determination circuit may be configured such that the output voltage VOUT of the operational amplifier is higher than a reference voltage VE generated by a reference voltage generation circuit. Is higher than a first determination voltage (VE + α) that is higher by a predetermined voltage α, and the second determination is that the output voltage VOUT of the operational amplifier is lower by a predetermined voltage β than a reference voltage VE generated by a reference voltage generating circuit. When the voltage is lower than the voltage (VE-β), a signal indicating that the sensor is abnormal may be output.

【0044】具体的な構成例としては、基準電圧VEよ
りも所定電圧αだけ高い第1の判定電圧と、基準電圧V
Eよりも所定電圧βだけ低い第2の判定電圧とを発生す
る判定電圧発生回路を設け、その判定電圧発生回路で発
生される第1の判定電圧と第2の判定電圧とが判定回路
に供給されるようにする。そして、判定回路は、演算増
幅器の出力電圧VOUT が、上記供給される2つの電圧の
うちの高い方(即ち、第1の判定電圧)よりも高い場
合、及び演算増幅器の出力電圧VOUT が、上記供給され
る2つの電圧のうちの低い方(即ち、第2の判定電圧)
よりも低い場合に、センサが異常であることを示す信号
を出力するように構成すれば良い。尚、所定電圧α,β
は、同じ値に設定することが望ましいが、意図的に異な
る値とすることも可能である。
As a specific configuration example, a first determination voltage higher than the reference voltage VE by a predetermined voltage α and a reference voltage V
A determination voltage generation circuit for generating a second determination voltage lower than E by a predetermined voltage β is provided, and the first determination voltage and the second determination voltage generated by the determination voltage generation circuit are supplied to the determination circuit To be done. Then, the determination circuit determines that the output voltage VOUT of the operational amplifier is higher than the higher one of the two supplied voltages (that is, the first determination voltage), and that the output voltage VOUT of the operational amplifier is The lower of the two supplied voltages (ie, the second determination voltage)
If it is lower than this, it may be configured to output a signal indicating that the sensor is abnormal. Note that the predetermined voltages α, β
Are desirably set to the same value, but can be intentionally set to different values.

【0045】但し、レベルシフト回路からなる第1〜第
3のバッファを備えた請求項4の異常検出回路では、前
述した式2,3における「+VE」の項が「+(VE+
Vsf)」となり、演算増幅器の出力電圧VOUT は「V
E+Vsf」を基準とした電圧となるため、特に請求項
7に記載の如く構成するのが有効である。
However, in the abnormality detecting circuit according to the fourth aspect of the present invention, which includes the first to third buffers each including a level shift circuit, the term "+ VE" in the above-mentioned equations (2) and (3) is "+ (VE +
Vsf) ", and the output voltage VOUT of the operational amplifier becomes" Vsf).
Since the voltage is based on “E + Vsf”, it is particularly effective to configure the circuit as described in claim 7.

【0046】即ち、請求項7に記載の異常検出回路で
は、請求項4の異常検出回路において、上記第1の判定
電圧と第2の判定電圧とを発生する判定電圧発生回路に
加えて、その判定電圧発生回路で発生される第1の判定
電圧を、前記第1〜第3のバッファと同じ特定の電圧V
sfだけシフトさせて判定回路に供給する第4のバッフ
ァと、上記判定電圧発生回路で発生される第2の判定電
圧を、前記特定の電圧Vsfだけシフトさせて判定回路
に供給する第5のバッファとを備えている。そして、判
定回路は、演算増幅器の出力電圧VOUT が第4のバッフ
ァから供給される電圧(即ち、第1の判定電圧+Vs
f)よりも高い場合、及び演算増幅器の出力電圧VOUT
が第5のバッファから供給される電圧(即ち、第2の判
定電圧+Vsf)よりも低い場合に、センサが異常であ
ることを示す信号を出力するように構成するのである。
That is, in the abnormality detection circuit according to claim 7, in the abnormality detection circuit according to claim 4, in addition to the determination voltage generation circuit for generating the first determination voltage and the second determination voltage, The first determination voltage generated by the determination voltage generation circuit is set to the same specific voltage V as that of the first to third buffers.
a fourth buffer that shifts by sf and supplies the same to the determination circuit; and a fifth buffer that shifts the second determination voltage generated by the determination voltage generation circuit by the specific voltage Vsf and supplies the second determination voltage to the determination circuit. And Then, the determination circuit determines that the output voltage VOUT of the operational amplifier is a voltage supplied from the fourth buffer (that is, the first determination voltage + Vs
f) and the output voltage VOUT of the operational amplifier
Is lower than the voltage supplied from the fifth buffer (that is, the second determination voltage + Vsf), and outputs a signal indicating that the sensor is abnormal.

【0047】このような請求項7の異常検出回路によれ
ば、演算増幅器の出力電圧VOUT だけではなく、判定回
路における良否判定用の電圧範囲も、全体的に特定の電
圧Vsfだけシフトすることとなるため、判定電圧発生
回路を調整する等して第1の判定電圧と第2の判定電圧
とを設定し直さなくても、正確な異常判定が行えるよう
になる。
According to the abnormality detection circuit of the seventh aspect, not only the output voltage VOUT of the operational amplifier but also the voltage range for the pass / fail judgment in the judgment circuit is shifted as a whole by the specific voltage Vsf. Therefore, accurate abnormality determination can be performed without resetting the first determination voltage and the second determination voltage by adjusting the determination voltage generation circuit or the like.

【0048】一方、上記請求項1〜7の異常検出回路に
おいて、異常検出対象のセンサとしては、請求項8に記
載の如く、各々の抵抗値が歪みによって変化すると共に
互いがループ状に接続された4つのゲージ抵抗を有し、
前記各ゲージ抵抗同士の接続点のうちで、特定の接続点
と該特定の接続点から数えて2つ目の接続点との間に駆
動電圧が印加され、他の2つの接続点が前記第1及び第
2の出力端子となっている圧力センサとすることができ
る。
On the other hand, in the abnormality detecting circuits according to the first to seventh aspects, as a sensor to be subjected to the abnormality detection, as described in the eighth aspect, the respective resistance values change due to the distortion and are connected to each other in a loop. Have four gauge resistances,
Of the connection points between the gauge resistors, a drive voltage is applied between a specific connection point and a second connection point counted from the specific connection point, and the other two connection points are connected to the second connection point. The pressure sensor may be the first and second output terminals.

【0049】そして、このようにすれば、小規模な回路
構成でありながら、4つのゲージ抵抗を有した圧力セン
サの異常を、遅れなく且つ正確に検出することができる
ようになる。また特に、この種の圧力センサでは、通
常、各出力電圧V1,V2と平衡点電圧V0との差が小
さいため、請求項5の構成が有効である。
With this configuration, it is possible to accurately detect the abnormality of the pressure sensor having the four gauge resistors without delay even with a small circuit configuration. In particular, in this type of pressure sensor, the difference between each of the output voltages V1 and V2 and the equilibrium point voltage V0 is usually small, so the configuration of claim 5 is effective.

【0050】ここで、異常検出対象のセンサを圧力セン
サとした場合、基準電圧発生回路は、請求項9に記載の
如く、その圧力センサに印加される駆動電圧VDを分圧
して前記基準電圧VEを発生させる少なくとも2つの抵
抗とすることができる。例えば、図1に示すように、基
準電圧発生回路11は、駆動電圧VDを分圧する2つの
抵抗11a,11bによって構成することができる。そ
して、この場合、その両抵抗11a,11bの抵抗値
を、互いの接続点に基準電圧VEが発生するように設定
すれば良い。
Here, when the sensor for abnormality detection is a pressure sensor, the reference voltage generation circuit divides the drive voltage VD applied to the pressure sensor to generate the reference voltage VE. At least two resistances. For example, as shown in FIG. 1, the reference voltage generation circuit 11 can be configured by two resistors 11a and 11b that divide the drive voltage VD. In this case, the resistance values of the two resistors 11a and 11b may be set so that the reference voltage VE is generated at a connection point between the two resistors.

【0051】尚、駆動電圧VDを分圧する抵抗の数は3
つ以上であっても良い。つまり、何れかの抵抗同士の接
続点に発生する分圧電圧が目的の基準電圧VEとなるよ
うに、各抵抗の抵抗値を設定すれば良いからである。そ
して、このような請求項9の異常検出回路によれば、圧
力センサへの駆動電圧VDが変動して該圧力センサの実
際の平衡点電圧V0が変化しても、その平衡点電圧V0
の変化に追従して基準電圧VEが変わることとなる。よ
って、駆動電圧VDが変動しても、圧力センサの異常を
正確に検出することができる。
The number of resistors for dividing drive voltage VD is three.
There may be more than one. That is, the resistance value of each resistor may be set so that the divided voltage generated at the connection point between any of the resistors becomes the target reference voltage VE. According to the abnormality detection circuit of the ninth aspect, even if the drive voltage VD to the pressure sensor fluctuates and the actual equilibrium point voltage V0 of the pressure sensor changes, the equilibrium point voltage V0
, The reference voltage VE changes. Therefore, even if the drive voltage VD fluctuates, the abnormality of the pressure sensor can be accurately detected.

【0052】次に、請求項10に記載の物理量検出装置
は、第1の出力端子に発生する第1の出力電圧と、第2
の出力端子に発生する第2の出力電圧とが、検出対象の
物理量に応じて、所定の平衡点電圧を基準として正方向
と負方向とに夫々同じ電圧だけ変化するように形成され
たセンサを備えており、そのセンサの第1の出力電圧と
第2の出力電圧とに基づいて、検出対象の物理量を示す
検出信号を出力端子から出力するものである。
Next, the physical quantity detecting device according to the tenth aspect includes a first output voltage generated at the first output terminal and a second output voltage.
And a second output voltage generated at an output terminal of the sensor is formed so as to change by the same voltage in the positive direction and the same voltage in the negative direction based on a predetermined equilibrium point voltage in accordance with the physical quantity to be detected. A detection signal indicating a physical quantity to be detected is output from an output terminal based on the first output voltage and the second output voltage of the sensor.

【0053】そして特に、請求項10の物理量検出装置
は、前記センサの異常を検出するために、請求項1〜9
の何れかに記載の異常検出回路を備えており、その異常
検出回路の判定回路からセンサが異常であることを示す
信号が出力されると、出力端子から、前記検出信号に代
えて、異常の発生を示す特定の信号を出力する。
In particular, the physical quantity detecting device according to claim 10 is for detecting abnormality of the sensor.
When a signal indicating that the sensor is abnormal is output from the determination circuit of the abnormality detection circuit, the abnormality detection circuit is output from the output terminal instead of the detection signal. Outputs a specific signal indicating occurrence.

【0054】このような物理量検出装置によれば、セン
サが正常である場合には、検出対象の物理量を示す検出
信号が出力端子から出力されるが、センサに異常が生じ
た場合には、出力端子から異常の発生を示す特定の信号
が出力されることとなる。よって、当該物理量検出装置
からの検出信号を入力して処理する電子制御装置などの
他の装置は、その入力している検出信号が上記特定の信
号に変わったことを検知するだけで、センサが正常か否
かを判断することができ、信号ラインを別途設ける必要
がない。
According to such a physical quantity detection device, when the sensor is normal, a detection signal indicating the physical quantity to be detected is output from the output terminal, but when an abnormality occurs in the sensor, the output signal is output. A specific signal indicating the occurrence of an abnormality is output from the terminal. Therefore, other devices such as an electronic control device that inputs and processes the detection signal from the physical quantity detection device only detect that the input detection signal has changed to the above-described specific signal, and the sensor does not operate. It can be determined whether or not the signal is normal, and there is no need to separately provide a signal line.

【0055】[0055]

【発明の実施の形態】以下、本発明が適用された実施形
態のセンサの異常検出回路について、図面を用いて説明
する。まず、図2は、第1実施形態の異常検出回路の構
成を表す回路図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a sensor abnormality detecting circuit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a configuration of the abnormality detection circuit according to the first embodiment.

【0056】尚、本第1実施形態の異常検出回路は、図
6を用いて説明した圧力センサ100と同じ構成の圧力
センサ10の異常を検出するためのものであり、前述し
た図1の異常検出回路を、より具体的にしたものであ
る。そして、図2において、前述の図1及び図6に示し
た構成要素と同じものについては、同一の符号を付して
いるため、詳細な説明は省略する。
The abnormality detecting circuit of the first embodiment is for detecting an abnormality of the pressure sensor 10 having the same configuration as the pressure sensor 100 described with reference to FIG. This is a more specific detection circuit. In FIG. 2, the same components as those shown in FIGS. 1 and 6 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0057】図2に示すように、本第1実施形態の異常
検出回路は、図1と比較すると、下記の(1−1)〜
(1−3)の点が異なっている。 (1−1):圧力センサ10を構成する各ゲージ抵抗1
〜4同士の接続点A〜Dのうち、ゲージ抵抗1,4同士
の接続点Aとゲージ抵抗2,3同士の接続点Cとの間
に、接続点A側から接続点C側へと、4つの抵抗21,
22,23,24が順次直列に接続されている。
As shown in FIG. 2, the abnormality detection circuit of the first embodiment has the following (1-1) to
(1-3) is different. (1-1): Each gauge resistor 1 constituting the pressure sensor 10
From the connection points A to D, between the connection point A between the gauge resistors 1 and 4 and the connection point C between the gauge resistors 2 and 3, from the connection point A side to the connection point C side, Four resistors 21,
22, 23 and 24 are sequentially connected in series.

【0058】このため、圧力センサ10に印加される駆
動電圧VD、即ち上記接続点Aと上記接続点Cとの間に
印加される駆動電圧VDは、上記4つの抵抗21〜24
によって分圧されることとなるが、本第1実施形態で
は、その4つの抵抗21〜24の抵抗値を、各抵抗21
〜24同士の接続点に下記(1)〜(3)のような電圧
が発生するように設定している。
Therefore, the drive voltage VD applied to the pressure sensor 10, that is, the drive voltage VD applied between the connection point A and the connection point C is equal to the four resistances 21 to 24.
In the first embodiment, the resistance values of the four resistors 21 to 24 are divided by the respective resistors 21 to 24.
The following voltages (1) to (3) are set to be generated at the connection points between 24 to 2424.

【0059】(1):抵抗22と抵抗23との接続点
に、駆動電圧VDの1/2の電圧であって、圧力センサ
10の両出力電圧V1,V2の平衡点電圧V0と同じ電
圧が、基準電圧VEとして発生するようにする。そし
て、この抵抗22と抵抗23との接続点が、演算増幅器
12の非反転入力端子に接続されている。
(1): At the connection point between the resistor 22 and the resistor 23, a voltage which is a half of the driving voltage VD and which is the same as the equilibrium point voltage V0 of the two output voltages V1 and V2 of the pressure sensor 10 is applied. , The reference voltage VE. The connection point between the resistors 22 and 23 is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 12.

【0060】(2):抵抗21と抵抗22との接続点
に、上記基準電圧VE(=VD/2)よりも所定電圧α
だけ高い第1の判定電圧VH(=VE+α)が発生する
ようにする。 (3):抵抗23と抵抗24との接続点に、上記基準電
圧VE(=VD/2)よりも上記所定電圧αだけ低い第
2の判定電圧VL(=VE−α)が発生するようにす
る。
(2): The connection point between the resistor 21 and the resistor 22 has a predetermined voltage α higher than the reference voltage VE (= VD / 2).
A first determination voltage VH (= VE + α) that is only higher is generated. (3): A second determination voltage VL (= VE-α) lower than the reference voltage VE (= VD / 2) by the predetermined voltage α is generated at a connection point between the resistors 23 and 24. I do.

【0061】尚、本第1実施形態では、こうした4つの
抵抗21〜24が、基準電圧発生回路11に相当してい
る。そして、上記抵抗21〜24としては、温度依存性
をほとんど持たない薄膜抵抗を用いており、その抵抗値
はレーザトリミングによって調整するか、あるいは、抵
抗の比率さえ精度良くできればトリミングなしでも良
い。
In the first embodiment, the four resistors 21 to 24 correspond to the reference voltage generation circuit 11. As the resistors 21 to 24, thin-film resistors having almost no temperature dependency are used, and the resistance value may be adjusted by laser trimming, or no trimming may be used if the ratio of the resistors can be made with high accuracy.

【0062】(1−2):第1のバッファ17として、
反転入力端子と出力端子とが接続された演算増幅器25
を用いている。そして、その演算増幅器25の非反転入
力端子が、第1のバッファ17の入力端子として、圧力
センサ10の第1の出力端子J1(ゲージ抵抗1,2同
士の接続点B)に接続され、該演算増幅器25の出力端
子が、第1のバッファ17の出力端子として、第1の抵
抗13の一端に接続されている。
(1-2): As the first buffer 17,
Operational amplifier 25 with inverted input terminal and output terminal connected
Is used. The non-inverting input terminal of the operational amplifier 25 is connected as an input terminal of the first buffer 17 to a first output terminal J1 of the pressure sensor 10 (connection point B between the gauge resistors 1 and 2). An output terminal of the operational amplifier 25 is connected to one end of the first resistor 13 as an output terminal of the first buffer 17.

【0063】同様に、第2のバッファ18として、反転
入力端子と出力端子とが接続された演算増幅器26を用
いている。そして、その演算増幅器26の非反転入力端
子が、第2のバッファ18の入力端子として、圧力セン
サ10の第2の出力端子J2(ゲージ抵抗3,4同士の
接続点D)に接続され、該演算増幅器26の出力端子
が、第2のバッファ18の出力端子として、第2の抵抗
14の一端に接続されている。
Similarly, an operational amplifier 26 having an inverting input terminal and an output terminal connected to each other is used as the second buffer 18. The non-inverting input terminal of the operational amplifier 26 is connected as an input terminal of the second buffer 18 to a second output terminal J2 of the pressure sensor 10 (a connection point D between the gauge resistors 3 and 4). An output terminal of the operational amplifier 26 is connected to one end of the second resistor 14 as an output terminal of the second buffer 18.

【0064】(1−3):判定回路16として、ウィン
ドウコンパレータ27を備えている。そして、このウィ
ンドウコンパレータ27は、演算増幅器12の出力電圧
VOUT が抵抗21と抵抗22との接続点に発生する第1
の判定電圧VHよりも高い場合にローレベル信号を、そ
うでない場合にハイレベル信号を出力する第1の比較器
(コンパレータ)28と、演算増幅器12の出力電圧V
OUT が抵抗23と抵抗24との接続点に発生する第2の
判定電圧VLよりも低い場合にハイレベル信号を、そう
でない場合にローレベル信号を出力する第2の比較器2
9と、上記両比較器28,29の出力が両方共にハイレ
ベルである場合にハイレベル信号を、そうでない場合に
ローレベル信号を出力する第1のアンドゲート30と、
上記両比較器28,29の出力が両方共にローレベルで
ある場合にハイレベル信号を、そうでない場合にローレ
ベル信号を出力する第2のアンドゲート31と、上記両
アンドゲート30,31の出力の論理和信号を出力する
オアゲート32とから構成されている。
(1-3): A window comparator 27 is provided as the judgment circuit 16. The window comparator 27 determines that the first output voltage VOUT of the operational amplifier 12 is generated at the connection point between the resistor 21 and the resistor 22.
And a first comparator (comparator) 28 that outputs a low-level signal when the voltage is higher than the determination voltage VH, and a high-level signal otherwise.
A second comparator 2 that outputs a high-level signal when OUT is lower than a second determination voltage VL generated at a connection point between the resistors 23 and 24, and outputs a low-level signal otherwise.
9, a first AND gate 30 that outputs a high-level signal when the outputs of both comparators 28 and 29 are both at a high level, and outputs a low-level signal otherwise.
A second AND gate 31 that outputs a high-level signal when both outputs of the comparators 28 and 29 are at a low level, and outputs a low-level signal otherwise, and outputs of the two AND gates 30 and 31 And an OR gate 32 that outputs a logical sum signal of

【0065】このため、ウィンドウコンパレータ27の
上記オアゲート32からは、演算増幅器12の出力電圧
VOUT が、第2の判定電圧VL(=VE−α)から第1
の判定電圧VH(=VE+α)までの電圧範囲(良否判
定のために設定された電圧範囲に相当)に入っていれ
ば、ローレベル信号が出力される。
Therefore, from the OR gate 32 of the window comparator 27, the output voltage VOUT of the operational amplifier 12 is changed from the second determination voltage VL (= VE-α) to the first voltage.
Is within the voltage range (corresponding to the voltage range set for quality determination) up to the determination voltage VH (= VE + α), a low-level signal is output.

【0066】これに対して、演算増幅器12の出力電圧
VOUT が、上記電圧範囲(VE±α)外になると、即
ち、演算増幅器12の出力電圧VOUT が第1の判定電圧
VHよりも高くなるか、或いは第2の判定電圧VLより
も低くなると、ウィンドウコンパレータ27の上記オア
ゲート32から、圧力センサ10が異常であることを示
すハイレベル信号が出力されることとなる。
On the other hand, when the output voltage VOUT of the operational amplifier 12 is out of the above voltage range (VE ± α), that is, whether the output voltage VOUT of the operational amplifier 12 becomes higher than the first determination voltage VH. Alternatively, when the voltage becomes lower than the second determination voltage VL, a high-level signal indicating that the pressure sensor 10 is abnormal is output from the OR gate 32 of the window comparator 27.

【0067】以上のような第1実施形態の異常検出回路
において、第1のバッファ17としての演算増幅器25
からは、圧力センサ10の第1の出力電圧V1(第1の
出力端子J1に発生する出力電圧V1)と同じ電圧V1
が出力され、同様に、第2のバッファ18としての演算
増幅器26からは、圧力センサ10の第2の出力電圧V
2(第2の出力端子J2に発生する出力電圧V2)と同
じ電圧V2が出力される。
In the abnormality detection circuit of the first embodiment as described above, the operational amplifier 25 as the first buffer 17
From the voltage V1 which is the same as the first output voltage V1 of the pressure sensor 10 (the output voltage V1 generated at the first output terminal J1).
Similarly, the operational amplifier 26 serving as the second buffer 18 outputs the second output voltage V
2 (the output voltage V2 generated at the second output terminal J2).

【0068】また、本第1実施形態の異常検出回路にお
いて、第3の抵抗15の抵抗値は、第1及び第2の抵抗
13,14の抵抗値のX倍(但しXは1よりも大きい
値)に設定されている。このため、演算増幅器12の出
力電圧VOUT は、前述した式2,3のようになり、圧力
センサ10が正常であれば(即ち、圧力センサ10の各
出力電圧V1,V2の、基準電圧VEからの変化量が同
じであれば)、演算増幅器12の出力電圧VOUT は基準
電圧VEと等しくなる。
In the abnormality detection circuit of the first embodiment, the resistance of the third resistor 15 is X times the resistance of the first and second resistors 13 and 14 (where X is larger than 1). Value). Therefore, the output voltage VOUT of the operational amplifier 12 is given by the above-described equations (2) and (3). If the pressure sensor 10 is normal (that is, the output voltage V1, V2 of the pressure sensor 10 is deviated from the reference voltage VE). Is the same), the output voltage VOUT of the operational amplifier 12 becomes equal to the reference voltage VE.

【0069】これに対し、圧力センサ10に異常が生じ
て、その両出力電圧V1,V2のバランスが崩れると、
演算増幅器12の出力電圧VOUT は、基準電圧VEから
正方向あるいは負方向にずれることとなる。そして、演
算増幅器12の出力電圧VOUT が、良否判定用の上記電
圧範囲(VE±α)から外れると、ウィンドウコンパレ
ータ27(詳しくは、そのオアゲート32)から、圧力
センサ10が異常であることを示すハイレベル信号が出
力されることとなる。
On the other hand, if an abnormality occurs in the pressure sensor 10 and the balance between the two output voltages V1 and V2 is lost,
The output voltage VOUT of the operational amplifier 12 shifts in the positive or negative direction from the reference voltage VE. When the output voltage VOUT of the operational amplifier 12 deviates from the voltage range (VE ± α) for quality determination, the window comparator 27 (more specifically, the OR gate 32) indicates that the pressure sensor 10 is abnormal. A high-level signal is output.

【0070】このような本第1実施形態の異常検出回路
によれば、常に同じ時点の出力電圧V1,V2に基づい
て、圧力センサ10の異常を正確に検出することがで
き、しかも、圧力センサ10に異常が発生してからその
異常を検知できるまでの遅れも殆ど無い。そして更に、
MPUなどの高機能な情報処理装置を設けることなく、
非常に小規模な回路構成で圧力センサ10の異常を検出
できる。
According to the abnormality detection circuit of the first embodiment, the abnormality of the pressure sensor 10 can always be accurately detected based on the output voltages V1 and V2 at the same time. There is almost no delay from the occurrence of an abnormality in 10 until the abnormality can be detected. And furthermore
Without providing a high-performance information processing device such as an MPU,
An abnormality of the pressure sensor 10 can be detected with a very small circuit configuration.

【0071】また、圧力センサ10に印加される駆動電
圧VDを抵抗21〜24で分圧して、基準電圧VEを発
生させるようにしているため、駆動電圧VDが変動して
圧力センサ10の実際の平衡点電圧V0が変化しても、
基準電圧VEを常にその平衡点電圧V0と同じ値にする
ことができる。よって、圧力センサ10への駆動電圧V
Dが変動しても、その圧力センサ10の異常を正確に検
出することができる。
Further, since the driving voltage VD applied to the pressure sensor 10 is divided by the resistors 21 to 24 to generate the reference voltage VE, the driving voltage VD fluctuates and the actual Even if the equilibrium point voltage V0 changes,
The reference voltage VE can always be set to the same value as the equilibrium point voltage V0. Therefore, the driving voltage V applied to the pressure sensor 10
Even if D fluctuates, the abnormality of the pressure sensor 10 can be accurately detected.

【0072】また更に、圧力センサ10の第1の出力端
子J1と第1の抵抗13との間に、演算増幅器25から
なる第1のバッファ17を設けると共に、圧力センサ1
0の第2の出力端子J2と第2の抵抗14との間に、演
算増幅器26からなる第2のバッファ18を設けるよう
にしているため、圧力センサ10の出力端子J1,J2
から演算増幅器12及び第1〜第3の抵抗13,14,
15からなる回路部分へ電流が流れて出力電圧V1,V
2がずれてしまうことが防止され、圧力センサ10の異
常をより正確に検出することができる。
Further, a first buffer 17 comprising an operational amplifier 25 is provided between the first output terminal J 1 of the pressure sensor 10 and the first resistor 13.
Since the second buffer 18 composed of the operational amplifier 26 is provided between the second output terminal J2 and the second resistor 14, the output terminals J1 and J2 of the pressure sensor 10 are provided.
From the operational amplifier 12 and the first to third resistors 13, 14,
15 flows into the circuit portion consisting of
2 can be prevented from being displaced, and the abnormality of the pressure sensor 10 can be detected more accurately.

【0073】次に、図3は、第2実施形態の異常検出回
路の構成を表す回路図である。尚、本第2実施形態の異
常検出回路も、第1実施形態の異常検出回路と同様に、
図6を用いて説明した圧力センサ100と同じ構成の圧
力センサ10の異常を検出するためのものである。そし
て、図3において、図2に示した構成要素と同じものに
ついては、同一の符号を付しているため、詳細な説明は
省略する。
FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of the abnormality detection circuit according to the second embodiment. The abnormality detection circuit according to the second embodiment also has the same configuration as the abnormality detection circuit according to the first embodiment.
This is for detecting an abnormality of the pressure sensor 10 having the same configuration as the pressure sensor 100 described with reference to FIG. In FIG. 3, the same components as those shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0074】図3に示すように、本第2実施形態の異常
検出回路は、第1実施形態の異常検出回路(図2)と比
較すると、下記の(2−1)及び(2−2)の点が異な
っている。 (2−1):演算増幅器25からなる第1のバッファ1
7に代えて、圧力センサ10の第1の出力電圧V1を非
反転入力とし、抵抗22と抵抗23との接続点に発生す
る基準電圧VEを反転入力とした第1の差動増幅器35
を備えている。
As shown in FIG. 3, the abnormality detection circuit of the second embodiment has the following (2-1) and (2-2) when compared with the abnormality detection circuit of the first embodiment (FIG. 2). Is different. (2-1): First buffer 1 composed of operational amplifier 25
7, a first differential amplifier 35 having a first output voltage V1 of the pressure sensor 10 as a non-inverting input and a reference voltage VE generated at a connection point between the resistors 22 and 23 as an inverting input.
It has.

【0075】同様に、演算増幅器26からなる第2のバ
ッファ18に代えて、圧力センサ10の第2の出力電圧
V2を非反転入力とし、上記基準電圧VEを反転入力と
した第2の差動増幅器36を備えている。具体的に説明
すると、第1の差動増幅器35は、非反転入力端子が圧
力センサ10の第1の出力端子J1に接続された演算増
幅器41と、抵抗22と抵抗23との接続点と演算増幅
器41の反転入力端子との間に接続された抵抗42と、
演算増幅器41の出力端子と反転入力端子との間に接続
された抵抗43とからなり、上記演算増幅器41の出力
端子が、当該第1の差動増幅器35の出力端子として、
第1の抵抗13の一端に接続されている。そして、この
場合、演算増幅器41の非反転入力端子が、当該第1の
差動増幅器35の非反転入力端子となり、抵抗42の演
算増幅器41側とは反対側の端部が、当該第1の差動増
幅器35の反転入力端子となっている。
Similarly, instead of the second buffer 18 comprising the operational amplifier 26, the second differential voltage having the non-inverting input of the second output voltage V2 of the pressure sensor 10 and the inverting input of the reference voltage VE is used. An amplifier 36 is provided. More specifically, the first differential amplifier 35 includes an operational amplifier 41 having a non-inverting input terminal connected to the first output terminal J1 of the pressure sensor 10, an operational amplifier 41 connected to the resistor 22 and the resistor 23, and A resistor 42 connected between the inverting input terminal of the amplifier 41 and
It comprises a resistor 43 connected between the output terminal of the operational amplifier 41 and the inverting input terminal, and the output terminal of the operational amplifier 41 serves as the output terminal of the first differential amplifier 35.
It is connected to one end of the first resistor 13. In this case, the non-inverting input terminal of the operational amplifier 41 becomes the non-inverting input terminal of the first differential amplifier 35, and the end of the resistor 42 opposite to the operational amplifier 41 side is connected to the first inverting terminal. It is an inverting input terminal of the differential amplifier 35.

【0076】同様に、第2の差動増幅器36は、非反転
入力端子が圧力センサ10の第2の出力端子J2に接続
された演算増幅器44と、抵抗22と抵抗23との接続
点と演算増幅器44の反転入力端子との間に接続された
抵抗45と、演算増幅器44の出力端子と反転入力端子
との間に接続された抵抗46とからなり、上記演算増幅
器44の出力端子が、当該第2の差動増幅器36の出力
端子として、第2の抵抗14の一端に接続されている。
そして、この場合、演算増幅器44の非反転入力端子
が、当該第2の差動増幅器36の非反転入力端子とな
り、抵抗45の演算増幅器44側とは反対側の端部が、
当該第2の差動増幅器36の反転入力端子となってい
る。
Similarly, the second differential amplifier 36 includes an operational amplifier 44 having a non-inverting input terminal connected to the second output terminal J2 of the pressure sensor 10, and an operational amplifier 44 having a connection point between the resistors 22 and 23. A resistor 45 is connected between the inverting input terminal of the amplifier 44 and a resistor 46 is connected between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier 44. The output terminal of the operational amplifier 44 is The output terminal of the second differential amplifier 36 is connected to one end of the second resistor 14.
In this case, the non-inverting input terminal of the operational amplifier 44 becomes the non-inverting input terminal of the second differential amplifier 36, and the end of the resistor 45 on the side opposite to the operational amplifier 44 side is
This is an inverting input terminal of the second differential amplifier 36.

【0077】そして更に、上記抵抗42,43,45,
46の各抵抗値は、抵抗43と抵抗42との抵抗値の比
と、抵抗46と抵抗45との抵抗値の比とが、互いに同
じになるように設定されている。このため、抵抗43の
抵抗値を抵抗42の抵抗値で割った値と、抵抗46の抵
抗値を抵抗45の抵抗値で割った値とを、「Rb/R
a」とすると、第1の差動増幅器35及び第2の差動増
幅器36の増幅率Yは、「1+Rb/Ra」となり、前
述した式4,5から、第1の差動増幅器35の出力電圧
(即ち、第1の抵抗13の一端に印加される電圧)V1
Sと、第2の差動増幅器36の出力電圧(即ち、第2の
抵抗14の一端に印加される電圧)V2Sとは、夫々、
下記式7,8のようになる。
Further, the resistors 42, 43, 45,
The resistance values of the resistors 46 are set such that the ratio of the resistance values of the resistors 43 and 42 and the ratio of the resistance values of the resistors 46 and 45 are the same. Therefore, the value obtained by dividing the resistance value of the resistor 43 by the resistance value of the resistor 42 and the value obtained by dividing the resistance value of the resistor 46 by the resistance value of the resistor 45 are represented by “Rb / R
a ", the amplification factor Y of the first differential amplifier 35 and the second differential amplifier 36 becomes" 1 + Rb / Ra ", and the output of the first differential amplifier 35 is obtained from Expressions 4 and 5 described above. Voltage (that is, voltage applied to one end of the first resistor 13) V1
S and the output voltage of the second differential amplifier 36 (that is, the voltage applied to one end of the second resistor 14) V2S are respectively
Equations 7 and 8 below are obtained.

【0078】[0078]

【数7】 V1S=(1+Rb/Ra)×(V1−VE)+VE …式7V1S = (1 + Rb / Ra) × (V1−VE) + VE Equation 7

【0079】[0079]

【数8】 V2S=(1+Rb/Ra)×(V2−VE)+VE …式8 そして、演算増幅器12の出力電圧VOUT は、式2にお
けるV1とV2とを、夫々、上記式7,8のV1SとV
2Sとに置き換えることにより、下記式9のようにな
る。
V2S = (1 + Rb / Ra) × (V2−VE) + VE (Equation 8) The output voltage VOUT of the operational amplifier 12 is obtained by converting V1 and V2 in Equation 2 into V1S in Equations 7 and 8, respectively. And V
By replacing with 2S, the following equation 9 is obtained.

【0080】[0080]

【数9】 VOUT =−X(1+Rb/Ra)×{(V1−VE)+(V2−VE)}+V E …式9 よって、この式9から分かるように、本第2実施形態の
異常検出回路では、圧力センサ10の両出力電圧V1,
V2のバランスが崩れた場合に、演算増幅器12の出力
電圧VOUT が、基準電圧VEから正方向あるいは負方向
に、より大きくずれることとなる。
VOUT = −X (1 + Rb / Ra) × {(V1−VE) + (V2−VE)} + VE (Equation 9) As can be seen from Equation 9, the abnormality detection of the second embodiment is performed. In the circuit, both output voltages V1,
If the balance of V2 is lost, the output voltage VOUT of the operational amplifier 12 will deviate more from the reference voltage VE in the positive or negative direction.

【0081】(2−2):このため、本第2実施形態の
異常検出回路では、抵抗21と抵抗22との接続点に発
生する第1の判定電圧VHが第1実施形態の場合よりも
若干高く、且つ、抵抗23と抵抗24との接続点に発生
する第2の判定電圧VLが第1実施形態の場合よりも若
干低くなるように、4つの抵抗21〜24の抵抗値を設
定している。つまり、良否判定用の電圧範囲(VE±
α)を、基準電圧VEを中心にして若干広げている。
(2-2): For this reason, in the abnormality detection circuit of the second embodiment, the first judgment voltage VH generated at the connection point between the resistors 21 and 22 is higher than that in the first embodiment. The resistance values of the four resistors 21 to 24 are set such that the second determination voltage VL generated at the connection point between the resistors 23 and 24 is slightly lower than that in the first embodiment. ing. In other words, the voltage range for determining pass / fail (VE ±
α) is slightly extended around the reference voltage VE.

【0082】以上のような本第2実施形態の異常検出回
路によれば、圧力センサ10の出力電圧V1,V2のバ
ランスが崩れると、演算増幅器12の出力電圧VOUT が
基準電圧VEからより大きくずれることとなるため、圧
力センサ10が異常であるか否かをより正確に判断し
て、一層正確な異常検出を行うことができる。
According to the abnormality detection circuit of the second embodiment as described above, when the output voltages V1 and V2 of the pressure sensor 10 are out of balance, the output voltage VOUT of the operational amplifier 12 deviates more greatly from the reference voltage VE. Therefore, it is possible to more accurately determine whether or not the pressure sensor 10 is abnormal, and to perform more accurate abnormality detection.

【0083】また、演算増幅器12が持つオフセット電
圧の影響を小さくすることができる。また更に、第1及
び第2の差動増幅器35,36を構成する各演算増幅器
41,44は、第1実施形態における第1及び第2のバ
ッファ17,18(演算増幅器25,26)と同様の役
割も果たす。つまり、圧力センサ10の出力端子J1,
J2から演算増幅器12及び第1〜第3の抵抗13,1
4,15からなる回路部分へ余分な電流が流れることも
防止される。
Further, the influence of the offset voltage of the operational amplifier 12 can be reduced. Further, the operational amplifiers 41 and 44 constituting the first and second differential amplifiers 35 and 36 are similar to the first and second buffers 17 and 18 (the operational amplifiers 25 and 26) in the first embodiment. Also plays a role. That is, the output terminals J1,
From J2, the operational amplifier 12 and the first to third resistors 13, 1
An extra current is prevented from flowing through the circuit portion composed of the circuits 4 and 15.

【0084】次に、図4は、第3実施形態の異常検出回
路の構成を表す回路図である。尚、本第3実施形態の異
常検出回路も、第1実施形態の異常検出回路と同様に、
図6を用いて説明した圧力センサ100と同じ構成の圧
力センサ10の異常を検出するためのものである。そし
て、図4において、図2に示した構成要素と同じものに
ついては、同一の符号を付しているため、詳細な説明は
省略する。
Next, FIG. 4 is a circuit diagram showing the configuration of the abnormality detection circuit according to the third embodiment. Note that the abnormality detection circuit of the third embodiment also has the same configuration as the abnormality detection circuit of the first embodiment.
This is for detecting an abnormality of the pressure sensor 10 having the same configuration as the pressure sensor 100 described with reference to FIG. In FIG. 4, the same components as those shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0085】図4に示すように、本第3実施形態の異常
検出回路は、第1実施形態の異常検出回路(図2)と比
較すると、下記の(3−1)及び(3−2)の点が異な
っている。 (3−1):演算増幅器25によるボルテージフォロワ
回路のバッファ17に代えて、後述する構成のバッファ
51を備えている。そして同様に、演算増幅器26によ
るボルテージフォロワ回路のバッファ18に代えて、後
述する構成のバッファ52を備えている。
As shown in FIG. 4, the abnormality detection circuit of the third embodiment has the following (3-1) and (3-2) when compared with the abnormality detection circuit of the first embodiment (FIG. 2). Is different. (3-1): A buffer 51 having a configuration described later is provided instead of the buffer 17 of the voltage follower circuit using the operational amplifier 25. Similarly, a buffer 52 having a configuration described later is provided in place of the buffer 18 of the voltage follower circuit using the operational amplifier 26.

【0086】(3−2):抵抗22と抵抗23との接続
点と、演算増幅器12の非反転入力端子との間に、抵抗
22と抵抗23との接続点に生じる基準電圧VEを入力
としたバッファ53が追加されている。更に、抵抗21
と抵抗22との接続点と、ウィンドウコンパレータ27
を構成する第1の比較器28の非反転入力端子とが、直
接接続されるのではなく、その間に、抵抗21と抵抗2
2との接続点に生じる第1の判定電圧VHを入力とした
バッファ54が追加されている。そして同様に、抵抗2
3と抵抗24との接続点と、ウィンドウコンパレータ2
7を構成する第2の比較器29の非反転入力端子とが、
直接接続されるのではなく、その間に、抵抗23と抵抗
24との接続点に生じる第2の判定電圧VLを入力とし
たバッファ55が追加されている。
(3-2): The reference voltage VE generated at the connection point between the resistor 22 and the resistor 23 is input between the connection point between the resistor 22 and the resistor 23 and the non-inverting input terminal of the operational amplifier 12. A buffer 53 is added. Further, the resistor 21
Connection point between the resistor and the resistor 22 and the window comparator 27
Is not directly connected to the non-inverting input terminal of the first comparator 28, but the resistor 21 and the resistor 2
A buffer 54 having a first determination voltage VH generated at a connection point with the second input as an input is added. And similarly, resistor 2
3 and the resistor 24 and the window comparator 2
7 and the non-inverting input terminal of the second comparator 29
Instead of being directly connected, a buffer 55 having a second determination voltage VL generated at a connection point between the resistor 23 and the resistor 24 as an input is added therebetween.

【0087】ここで、上記5つのバッファ51〜55
は、入力電圧Viを特定の電圧Vsfだけシフトさせた
電圧(=Vi+Vsf)を、出力電圧Voとして出力す
るレベルシフト回路であり、例えば図5(A)のような
構成のものである、即ち、図5(A)に示すように、各
バッファ51〜55は、圧力センサ10に印加される駆
動電圧VD(詳しくは、駆動電圧VDの高電位側)にコ
レクタが接続されたNPNトランジスタ60と、そのN
PNトランジスタ60のエミッタと接地電位(即ち、駆
動電圧VDの低電位側)との間に接続された抵抗Rとを
備えている。そして、NPNトランジスタ60のベース
が、当該バッファの入力端子となり、NPNトランジス
タ60のエミッタが、当該バッファの出力端子となって
いる。
Here, the five buffers 51 to 55
Is a level shift circuit that outputs a voltage (= Vi + Vsf) obtained by shifting the input voltage Vi by a specific voltage Vsf as an output voltage Vo. For example, the level shift circuit has a configuration as shown in FIG. As shown in FIG. 5A, each of the buffers 51 to 55 includes an NPN transistor 60 having a collector connected to a drive voltage VD (specifically, a high potential side of the drive voltage VD) applied to the pressure sensor 10. That N
A resistor R is connected between the emitter of the PN transistor 60 and the ground potential (ie, the low potential side of the drive voltage VD). The base of the NPN transistor 60 is an input terminal of the buffer, and the emitter of the NPN transistor 60 is an output terminal of the buffer.

【0088】よって、バッファ51〜55からは、入力
電圧ViをNPNトランジスタ60のベース−エミッタ
間電圧Vbeだけ低電位側へシフトさせた電圧(=Vi
−Vbe)が、出力電圧Voとして出力されることとな
る。つまり、上記特定の電圧Vsfであって、入力電圧
Viをシフトさせる電圧分Vsfは、「−Vbe」とな
っている。
Therefore, a voltage (= Vi) obtained by shifting the input voltage Vi from the buffers 51 to 55 to the lower potential side by the base-emitter voltage Vbe of the NPN transistor 60.
−Vbe) is output as the output voltage Vo. That is, the voltage Vsf for shifting the input voltage Vi, which is the specific voltage Vsf, is “−Vbe”.

【0089】このようなバッファ51〜55を備えた本
第3実施形態の異常検出回路において、バッファ51か
ら第1の抵抗13の一端に出力される電圧Vo1は、圧
力センサ10の第1の出力電圧V1を上記Vbeだけ低
電位側にシフトした電圧(=V1−Vbe)となり、同
様に、バッファ52から第2の抵抗14の一端に出力さ
れる電圧Vo2は、圧力センサ10の第2の出力電圧V
2を上記Vbeだけ低電位側にシフトした電圧(=V2
−Vbe)となる。そして更に、バッファ53から演算
増幅器12の非反転入力端子に出力される電圧VoE
は、基準電圧VEを上記Vbeだけ低電位側にシフトし
た電圧(=VE−Vbe)となる。つまり、第1〜第3
の抵抗13,14,15と演算増幅器12とからなる信
号処理回路部分への3つの入力電圧Vo1,Vo2,V
oEが、全て同じ電圧Vbeだけ低電位側にシフトする
こととなる。
In the abnormality detection circuit according to the third embodiment including the buffers 51 to 55, the voltage Vo1 output from the buffer 51 to one end of the first resistor 13 is equal to the first output voltage of the pressure sensor 10. The voltage V1 is shifted to the lower potential side by the above Vbe (= V1−Vbe). Similarly, the voltage Vo2 output from the buffer 52 to one end of the second resistor 14 is equal to the second output of the pressure sensor 10. Voltage V
2 is shifted to the lower potential side by the above Vbe (= V2
−Vbe). Further, the voltage VoE output from the buffer 53 to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 12
Is a voltage (= VE−Vbe) obtained by shifting the reference voltage VE to the lower potential side by the above Vbe. That is, the first to third
Input voltages Vo1, Vo2, V to a signal processing circuit portion comprising resistors 13, 14, 15 and operational amplifier 12 of FIG.
oE are all shifted to the lower potential side by the same voltage Vbe.

【0090】よって、前述した式2からも分かるよう
に、本第3実施形態の異常検出回路においても、演算増
幅器12の出力電圧VOUT は、圧力センサ10の第1の
出力電圧V1から基準電圧VEを引いた値と、圧力セン
サ10の第2の出力電圧V2から基準電圧VEを引いた
値とを、互いに加算した値に比例した電圧となる。
Therefore, as can be seen from the above equation (2), also in the abnormality detection circuit of the third embodiment, the output voltage VOUT of the operational amplifier 12 changes from the first output voltage V1 of the pressure sensor 10 to the reference voltage VE. Is subtracted from a value obtained by subtracting the reference voltage VE from the second output voltage V2 of the pressure sensor 10, and is a voltage proportional to a value obtained by adding the values.

【0091】そして更に、この構成の場合、演算増幅器
12の出力電圧VOUT は、「VE−Vbe」を基準に変
化することとなるが、バッファ54,55の作用によ
り、ウィンドウコンパレータ27の判定値(即ち、良否
判定用の電圧範囲)も、前述の電圧Vbeだけ低電位側
にシフトして、「VH−Vbe」〜「VL−Vbe」と
なる。これは、バッファ54から第1の比較器28の非
反転入力端子に供給される電圧が、第1の判定電圧VH
を上記Vbeだけ低電位側にシフトした電圧(=VH−
Vbe)となり、同様に、バッファ55から第2の比較
器29の非反転入力端子に供給される電圧が、第2の判
定電圧VLを上記Vbeだけ低電位側にシフトした電圧
(=VL−Vbe)となるからである。
Further, in this configuration, the output voltage VOUT of the operational amplifier 12 changes with reference to "VE-Vbe". That is, the voltage range for pass / fail determination) is also shifted to the lower potential side by the above-described voltage Vbe, and becomes "VH-Vbe" to "VL-Vbe". This is because the voltage supplied from the buffer 54 to the non-inverting input terminal of the first comparator 28 is equal to the first determination voltage VH
Is shifted to the lower potential side by the above Vbe (= VH−
Vbe), and the voltage supplied from the buffer 55 to the non-inverting input terminal of the second comparator 29 is a voltage obtained by shifting the second determination voltage VL to the lower potential side by the above Vbe (= VL−Vbe). ).

【0092】このため、本第3実施形態の異常検出回路
によっても、第1実施形態の異常検出回路と同じ作用及
び効果を得ることができる。また、抵抗21〜24の抵
抗値を調整して第1及び第の判定電圧VH,VLを設定
し直さなくても、正確な異常判定が行えるようになる。
Therefore, the same operation and effect as the abnormality detection circuit of the first embodiment can be obtained by the abnormality detection circuit of the third embodiment. In addition, accurate abnormality determination can be performed without adjusting the resistance values of the resistors 21 to 24 and resetting the first and second determination voltages VH and VL.

【0093】そして特に、レベルシフト回路は、演算増
幅器によるボルテージフォロワ回路よりも構成が簡単で
あるため、本第3実施形態の異常検出回路によれば、回
路規模を小さくすることができるという利点がある。
尚、本第3実施形態では、バッファ51が第1のバッフ
ァに相当し、バッファ52が第2のバッファに相当し、
バッファ53が第3のバッファに相当している。そし
て、バッファ54が第4のバッファに相当し、バッファ
55が第5のバッファに相当している。また、抵抗21
〜24が、基準電圧発生回路11としてだけではなく、
請求項7の判定電圧発生回路としても機能している。
In particular, since the level shift circuit has a simpler configuration than the voltage follower circuit using the operational amplifier, the advantage of the abnormality detection circuit of the third embodiment is that the circuit scale can be reduced. is there.
In the third embodiment, the buffer 51 corresponds to a first buffer, the buffer 52 corresponds to a second buffer,
The buffer 53 corresponds to a third buffer. The buffer 54 corresponds to a fourth buffer, and the buffer 55 corresponds to a fifth buffer. The resistance 21
24 are not only used as the reference voltage generation circuit 11,
It also functions as the determination voltage generation circuit according to claim 7.

【0094】また、バッファ51〜55としては、図5
(A)に示したレベルシフト回路の他にも、例えば図5
(B),(C),(D)の各々に示すレベルシフト回路
を用いることができる。まず、図5(B)に示すレベル
シフト回路は、図5(A)のレベルシフト回路における
NPNトランジスタ60を、ダーリントン接続された2
つのNPNトランジスタ61,62に置き換えたもので
ある。そして、1段目のNPNトランジスタ61のベー
スが、当該バッファの入力端子となり、2段目のNPN
トランジスタ62のエミッタが、当該バッファの出力端
子となっている。
The buffers 51 to 55 are as shown in FIG.
In addition to the level shift circuit shown in FIG.
The level shift circuit shown in each of (B), (C), and (D) can be used. First, in the level shift circuit shown in FIG. 5B, the NPN transistor 60 in the level shift circuit of FIG.
This is replaced with two NPN transistors 61 and 62. The base of the first-stage NPN transistor 61 becomes the input terminal of the buffer, and the second-stage NPN transistor
The emitter of the transistor 62 is the output terminal of the buffer.

【0095】そして、この図5(B)のレベルシフト回
路では、1段目のNPNトランジスタ61のベース−エ
ミッタ間電圧を「Vbe1」とし、2段目のNPNトラ
ンジスタ62のベース−エミッタ間電圧を「Vbe2」
とすると、入力電圧Viを「Vbe1+Vbe2」だけ
低電位側へシフトさせた電圧(=Vi−(Vbe1+V
be2)が、出力電圧Voとして出力されることとな
る。つまり、入力電圧Viをシフトさせる電圧分Vsf
は、「−(Vbe1+Vbe2)」となる。
In the level shift circuit of FIG. 5B, the base-emitter voltage of the first-stage NPN transistor 61 is set to “Vbe1”, and the base-emitter voltage of the second-stage NPN transistor 62 is set to “Vbe1”. "Vbe2"
Then, a voltage (= Vi− (Vbe1 + V) obtained by shifting the input voltage Vi to the lower potential side by “Vbe1 + Vbe2”
be2) is output as the output voltage Vo. That is, the voltage component Vsf for shifting the input voltage Vi.
Becomes “− (Vbe1 + Vbe2)”.

【0096】次に、図5(C)に示すレベルシフト回路
は、接地電位にコレクタが接続されたPNPトランジス
タ70と、そのPNPトランジスタ70のエミッタと駆
動電圧VD(詳しくは、駆動電圧VDの高電位側)との
間に接続された抵抗Rとを備えている。そして、PNP
トランジスタ70のベースが、当該バッファの入力端子
となり、PNPトランジスタ70のエミッタが、当該バ
ッファの出力端子となっている。つまり、このレベルシ
フト回路は、図5(A)のレベルシフト回路におけるN
PNトランジスタ60を、PNPトランジスタ70に置
き換えた構成のものである。
Next, the level shift circuit shown in FIG. 5C includes a PNP transistor 70 having a collector connected to the ground potential, an emitter of the PNP transistor 70 and a drive voltage VD (specifically, a high drive voltage VD). (Potential side). And PNP
The base of the transistor 70 is an input terminal of the buffer, and the emitter of the PNP transistor 70 is an output terminal of the buffer. That is, this level shift circuit is the same as the level shift circuit shown in FIG.
In this configuration, the PN transistor 60 is replaced with a PNP transistor 70.

【0097】そして、この図5(C)のレベルシフト回
路では、入力電圧ViをPNPトランジスタ70のベー
ス−エミッタ間電圧Vbeだけ高電位側へシフトさせた
電圧(=Vi+Vbe)が、出力電圧Voとして出力さ
れることとなる。つまり、入力電圧Viをシフトさせる
電圧分Vsfは、「Vbe」となる。
In the level shift circuit of FIG. 5C, a voltage (= Vi + Vbe) obtained by shifting the input voltage Vi to the higher potential side by the base-emitter voltage Vbe of the PNP transistor 70 is used as the output voltage Vo. Will be output. That is, the voltage component Vsf for shifting the input voltage Vi is “Vbe”.

【0098】また、図5(D)に示すレベルシフト回路
は、図5(C)のレベルシフト回路におけるPNPトラ
ンジスタ70を、ダーリントン接続された2つのPNP
トランジスタ71,72に置き換えたものである。そし
て、1段目のPNPトランジスタ71のベースが、当該
バッファの入力端子となり、2段目のPNPトランジス
タ72のエミッタが、当該バッファの出力端子となって
いる。
In the level shift circuit shown in FIG. 5D, the PNP transistor 70 in the level shift circuit shown in FIG. 5C is connected to two Darlington-connected PNP transistors.
It is replaced with transistors 71 and 72. The base of the first-stage PNP transistor 71 is an input terminal of the buffer, and the emitter of the second-stage PNP transistor 72 is an output terminal of the buffer.

【0099】そして、この図5(D)のレベルシフト回
路では、1段目のPNPトランジスタ71のベース−エ
ミッタ間電圧を「Vbe1」とし、2段目のPNPトラ
ンジスタ72のベース−エミッタ間電圧を「Vbe2」
とすると、入力電圧Viを「Vbe1+Vbe2」だけ
高電位側へシフトさせた電圧(=Vi+(Vbe1+V
be2)が、出力電圧Voとして出力されることとな
る。つまり、入力電圧Viをシフトさせる電圧分Vsf
は、「Vbe1+Vbe2」となる。
In the level shift circuit of FIG. 5D, the base-emitter voltage of the first-stage PNP transistor 71 is set to “Vbe1”, and the base-emitter voltage of the second-stage PNP transistor 72 is set to “Vbe1”. "Vbe2"
Then, the voltage (= Vi + (Vbe1 + Vbe) obtained by shifting the input voltage Vi to the higher potential side by “Vbe1 + Vbe2”
be2) is output as the output voltage Vo. That is, the voltage component Vsf for shifting the input voltage Vi.
Becomes “Vbe1 + Vbe2”.

【0100】次に、第4実施形態として、前述した第1
〜第3実施形態の各異常検出回路のうちの何れかを備え
た物理量検出装置としての圧力検出装置80について、
図8を用いて説明する。図8に示すように、本実施形態
の圧力検出装置80は、前述した圧力センサ10と、圧
力センサ10の第1の出力電圧V1と第2の出力電圧V
2とが入力されて、その両出力電圧V1,V2の電位差
を増幅することにより、圧力センサ10で検出される圧
力Pに応じたアナログ電圧信号(検出対象の物理量を示
す検出信号に相当し、本実施形態では、0.5V〜4.
5Vの電圧信号)を出力するアンプ82と、アンプ82
の出力を外部へ出力するための出力端子84と、その出
力端子84とアンプ82との間に設けられた出力回路8
6と、異常検出回路88とを備えている。
Next, as a fourth embodiment, the first embodiment
To a pressure detection device 80 as a physical quantity detection device including any of the abnormality detection circuits of the third embodiment,
This will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 8, the pressure detection device 80 of the present embodiment includes the pressure sensor 10 described above, a first output voltage V1 and a second output voltage V1 of the pressure sensor 10.
2 and amplifies the potential difference between the two output voltages V1 and V2, an analog voltage signal corresponding to the pressure P detected by the pressure sensor 10 (corresponding to a detection signal indicating a physical quantity to be detected, In the present embodiment, 0.5V-4.
An amplifier 82 for outputting a 5V voltage signal) and an amplifier 82
Output terminal 84 for outputting the output of the circuit to the outside, and an output circuit 8 provided between the output terminal 84 and the amplifier 82.
6 and an abnormality detection circuit 88.

【0101】尚、異常検出回路88は、前述した第1〜
第3実施形態(図2〜図4)の各異常検出回路の何れか
であり、圧力センサ10の異常を検出するために設けら
れている。また、アンプ82は、温度補償機能を有した
ものである。ここで、出力回路86は、異常検出回路8
8のウィンドウコンパレータ27(詳しくは、オアゲー
ト32)からローレベル信号が出力されている正常時に
は、アンプ82の出力を、そのまま出力端子84に供給
して外部へと出力させる。
Incidentally, the abnormality detecting circuit 88 is provided with the first to the above-mentioned.
It is one of the abnormality detection circuits of the third embodiment (FIGS. 2 to 4), and is provided for detecting an abnormality of the pressure sensor 10. The amplifier 82 has a temperature compensation function. Here, the output circuit 86 is connected to the abnormality detection circuit 8.
When the low level signal is output from the window comparator 27 (specifically, the OR gate 32), the output of the amplifier 82 is supplied as it is to the output terminal 84 and output to the outside.

【0102】これに対して、ウィンドウコンパレータ2
7からハイレベル信号が出力されている異常発生時に
は、出力端子84の電圧を、アンプ82の出力に拘わら
ず、上記0.5V〜4.5Vの所定電圧範囲内にない電
圧(具体的には、0.3V以下あるいは4.7V以上)
にする。
On the other hand, the window comparator 2
7 when a high-level signal is output from the output terminal 7, the voltage of the output terminal 84 is set to a voltage that is not within the predetermined voltage range of 0.5 V to 4.5 V (specifically, regardless of the output of the amplifier 82). , 0.3V or less or 4.7V or more)
To

【0103】つまり、この圧力検出装置80では、ウィ
ンドウコンパレータ27から圧力センサ10が異常であ
ることを示す信号が出力されると、出力端子84から、
異常の発生を示す特定の信号として、正常時とは異なる
電圧を出力するようにしている。
That is, in the pressure detecting device 80, when a signal indicating that the pressure sensor 10 is abnormal is output from the window comparator 27, the output terminal 84
As a specific signal indicating the occurrence of an abnormality, a voltage different from that in a normal state is output.

【0104】このような本実施形態の圧力検出装置80
によれば、当該装置80からのアナログ電圧信号を入力
して圧力を検知する電子制御装置などの他の装置は、そ
の入力している電圧信号が上記所定電圧範囲外の電圧
(0.3V以下または4.7V以上)になったことを検
知するだけで、圧力センサ10が正常か否かを判断する
ことができ、信号ラインを別途設ける必要がない。
The pressure detecting device 80 of this embodiment as described above
According to the above, another device such as an electronic control device that receives an analog voltage signal from the device 80 and detects pressure receives a voltage outside the predetermined voltage range (0.3 V or less). Or 4.7 V or more), it is possible to determine whether the pressure sensor 10 is normal or not, and it is not necessary to separately provide a signal line.

【0105】以上、本発明の一実施形態について説明し
たが、本発明は、種々の形態を採り得ることは言うまで
もない。例えば、図2の異常検出回路において、抵抗2
2と抵抗23との接続点と、演算増幅器12の非反転入
力端子との間に、図2のバッファ17,18と同様のバ
ッファ(第3のバッファに相当)を設け、そのバッファ
から演算増幅器12の非反転入力端子に基準電圧VEを
入力するようにしても良い。つまり、図4の異常検出回
路における各バッファ51〜55を、演算増幅器による
ボルテージフォロワ回路のバッファに置き換えることも
可能である。
As described above, one embodiment of the present invention has been described, but it goes without saying that the present invention can take various forms. For example, in the abnormality detection circuit of FIG.
A buffer (corresponding to a third buffer) similar to the buffers 17 and 18 in FIG. 2 is provided between the connection point between the resistor 2 and the resistor 23 and the non-inverting input terminal of the operational amplifier 12. The reference voltage VE may be input to the twelve non-inverting input terminals. That is, each of the buffers 51 to 55 in the abnormality detection circuit of FIG. 4 can be replaced with a buffer of a voltage follower circuit using an operational amplifier.

【0106】また、図3の異常検出回路において、抵抗
22と抵抗23との接続点と、抵抗42と抵抗45との
接続点との間に、ボルテージフォロワ回路によるバッフ
ァを設け、そのバッファから抵抗42と抵抗45との接
続点及び演算増幅器12の非反転入力端子へ基準電圧V
Eを印加するように構成すれば、基準電圧VEがずれて
しまうことが全く無くなり、より高精度な異常検出が可
能となる。尚、抵抗21〜24の抵抗値が抵抗42〜4
6の抵抗値に対して十分に小さければ、基準電圧VEが
大きくずれることは無いため、このようなバッファは必
要に応じて設ければ良い。
In the abnormality detection circuit shown in FIG. 3, a buffer using a voltage follower circuit is provided between the connection point between the resistors 22 and 23 and the connection point between the resistors 42 and 45. The reference voltage V is applied to the connection point between the resistor 42 and the resistor 45 and the non-inverting input terminal of the operational amplifier 12.
If E is applied, the reference voltage VE does not deviate at all, and abnormality detection with higher accuracy becomes possible. Note that the resistance values of the resistors 21 to 24 are
If the resistance value is sufficiently small with respect to the resistance value of No. 6, the reference voltage VE does not greatly shift, and such a buffer may be provided as needed.

【0107】また更に、図3の異常検出回路において、
圧力センサ10の第1の出力端子J1と第1の差動増幅
器35との間、及び圧力センサ10の第2の出力端子J
2と第2の差動増幅器36との間に、夫々、バッファを
設けるようにしても良い。一方、上記各実施形態の異常
検出回路は、図6を用いて説明した圧力センサ100と
同じ構成の圧力センサ10の異常を検出するものであっ
たが、本発明は、こうした圧力センサに限らず、図6
(a)と同じ回路構成を備えた加速度センサや、それ以
外の他のセンサについても、全く同様に適用することが
できる。
Further, in the abnormality detection circuit of FIG.
Between the first output terminal J1 of the pressure sensor 10 and the first differential amplifier 35, and the second output terminal J of the pressure sensor 10
A buffer may be provided between the second differential amplifier 36 and the second differential amplifier 36, respectively. On the other hand, the abnormality detection circuit of each of the above embodiments detects an abnormality of the pressure sensor 10 having the same configuration as the pressure sensor 100 described with reference to FIG. 6, but the present invention is not limited to such a pressure sensor. , FIG.
The same applies to an acceleration sensor having the same circuit configuration as in (a) and other sensors.

【0108】また、異常検出対象のセンサの平衡点電圧
V0が、正常時において変化する可能性が無い場合(例
えば、上記実施形態における圧力センサ10の駆動電圧
VDが変動しない場合)、基準電圧VEや第1及び第2
の判定電圧VH,VLは、定電圧回路によって発生させ
るようにしても良い。
When the equilibrium point voltage V0 of the sensor whose abnormality is to be detected is not likely to change during normal operation (for example, when the drive voltage VD of the pressure sensor 10 in the above embodiment does not change), the reference voltage VE And the first and second
The determination voltages VH and VL may be generated by a constant voltage circuit.

【0109】尚、演算増幅器やコンパレータには、誤差
としてオフセット電圧があるが、以上の数式において、
これらは十分小さく無視できるものとして説明してあ
る。また、図2,3の各異常検出回路及びその変形例に
おいて、バッファは、演算増幅器によるボルテージフォ
ロワ回路以外で構成しても良い。
Incidentally, the operational amplifier and the comparator have an offset voltage as an error.
These are described as sufficiently small and negligible. Further, in each of the abnormality detection circuits of FIGS. 2 and 3 and its modified example, the buffer may be constituted by a circuit other than a voltage follower circuit using an operational amplifier.

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

【図1】 請求項1,2の本発明の異常検出回路を例示
する回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram illustrating an abnormality detection circuit according to the first and second embodiments of the present invention;

【図2】 第1実施形態の異常検出回路を表す回路図で
ある。
FIG. 2 is a circuit diagram illustrating an abnormality detection circuit according to the first embodiment.

【図3】 第2実施形態の異常検出回路を表す回路図で
ある。
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating an abnormality detection circuit according to a second embodiment.

【図4】 第3実施形態の異常検出回路を表す回路図で
ある。
FIG. 4 is a circuit diagram illustrating an abnormality detection circuit according to a third embodiment.

【図5】 バッファとしてのレベルシフト回路を表す回
路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram illustrating a level shift circuit as a buffer.

【図6】 圧力センサを説明する説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a pressure sensor.

【図7】 従来技術を説明する説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a conventional technique.

【図8】 実施形態の圧力検出装置の構成を表すブロッ
ク図である。
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a pressure detection device according to the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1〜4…ゲージ抵抗 10,100…圧力センサ 11
…基準電圧発生回路 11a,11b,21〜24,42,43,45,46
…抵抗 12…演算増幅器 13…第1の抵抗 14…第2の抵
抗 15…第3の抵抗 16…判定回路 17,51…第1のバッファ 18,
52…第2のバッファ 27…ウィンドウコンパレータ 28…第1の比較器
29…第2の比較器 30…第1のアンドゲート 31…第2のアンドゲート
32…オアゲート 35…第1の差動増幅器 36…第2の差動増幅器 5
3…第3のバッファ 54…第4のバッファ 55…第5のバッファ 80…
圧力検出装置 82…アンプ 84…出力端子 86…出力回路 88
…異常検出回路
1-4: Gauge resistance 10, 100: Pressure sensor 11
... Reference voltage generating circuits 11a, 11b, 21 to 24, 42, 43, 45, 46
... resistor 12 ... operational amplifier 13 ... first resistor 14 ... second resistor 15 ... third resistor 16 ... judgment circuit 17,51 ... first buffer 18,
52 second buffer 27 window comparator 28 first comparator
29 second comparator 30 first AND gate 31 second AND gate 32 OR gate 35 first differential amplifier 36 second differential amplifier 5
3 Third buffer 54 Fourth buffer 55 Fifth buffer 80
Pressure detecting device 82: Amplifier 84: Output terminal 86: Output circuit 88
... Abnormality detection circuit

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の出力端子に発生する第1の出力電
圧と、第2の出力端子に発生する第2の出力電圧とが、
検出対象の物理量に応じて、所定の平衡点電圧を基準と
して正方向と負方向とに夫々同じ電圧だけ変化するよう
に形成されたセンサの異常を検出するための異常検出回
路であって、 前記平衡点電圧とほぼ同じの基準電圧を発生する基準電
圧発生回路と、 該基準電圧発生回路によって発生される基準電圧が一方
の入力端子に入力された演算増幅器と、 一端に前記センサの第1の出力電圧が印加されると共
に、他端が前記演算増幅器の他方の入力端子に接続され
た第1の抵抗と、 一端に前記センサの第2の出力電圧が印加されると共
に、他端が前記演算増幅器の他方の入力端子に接続さ
れ、更に抵抗値が前記第1の抵抗と同じに設定された第
2の抵抗と、 前記演算増幅器の出力端子と他方の入力端子との間に接
続された第3の抵抗と、 前記演算増幅器の出力電圧が良否判定のために設定され
た電圧範囲外である場合に、前記センサが異常であるこ
とを示す信号を出力する判定回路と、 を備えたことを特徴とするセンサの異常検出回路。
1. A first output voltage generated at a first output terminal and a second output voltage generated at a second output terminal are:
An abnormality detection circuit for detecting an abnormality of a sensor formed so as to change by the same voltage in each of the positive direction and the negative direction with reference to a predetermined equilibrium point voltage according to the physical quantity of the detection target, A reference voltage generating circuit for generating a reference voltage substantially equal to the equilibrium point voltage; an operational amplifier having a reference voltage generated by the reference voltage generating circuit input to one input terminal; An output voltage is applied, the other end is connected to a first resistor connected to the other input terminal of the operational amplifier, and one end is applied with a second output voltage of the sensor, and the other end is connected to the operational amplifier. A second resistor connected to the other input terminal of the amplifier and further having a resistance value set to be the same as the first resistor; and a second resistor connected between the output terminal of the operational amplifier and the other input terminal. 3 resistance and the performance A determination circuit that outputs a signal indicating that the sensor is abnormal when the output voltage of the amplifier is out of a voltage range set for quality determination; and circuit.
【請求項2】 請求項1に記載のセンサの異常検出回路
において、 前記センサの第1の出力電圧を入力して、該第1の出力
電圧を前記第1の抵抗の一端に印加する第1のバッファ
と、 前記センサの第2の出力電圧を入力して、該第2の出力
電圧を前記第2の抵抗の一端に印加する第2のバッファ
と、 を備えていることを特徴とするセンサの異常検出回路。
2. The sensor abnormality detection circuit according to claim 1, wherein a first output voltage of the sensor is input, and the first output voltage is applied to one end of the first resistor. And a second buffer that receives a second output voltage of the sensor and applies the second output voltage to one end of the second resistor. Abnormality detection circuit.
【請求項3】 請求項2に記載のセンサの異常検出回路
において、 前記基準電圧発生回路により発生される基準電圧を入力
して、該基準電圧を前記演算増幅器の前記一方の入力端
子に入力させる第3のバッファを備えていること、 を特徴とするセンサの異常検出回路。
3. The abnormality detection circuit for a sensor according to claim 2, wherein a reference voltage generated by the reference voltage generation circuit is input, and the reference voltage is input to the one input terminal of the operational amplifier. An abnormality detection circuit for a sensor, comprising: a third buffer.
【請求項4】 請求項3に記載のセンサの異常検出回路
において、 前記第1のバッファと、前記第2のバッファと、前記第
3のバッファは、 入力電圧を特定の電圧だけシフトさせた電圧を、出力電
圧として出力するレベルシフト回路であること、 を特徴とするセンサの異常検出回路。
4. The sensor abnormality detection circuit according to claim 3, wherein the first buffer, the second buffer, and the third buffer are configured to shift an input voltage by a specific voltage. And a level shift circuit that outputs the output as an output voltage.
【請求項5】 第1の出力端子に発生する第1の出力電
圧と、第2の出力端子に発生する第2の出力電圧とが、
検出対象の物理量に応じて、所定の平衡点電圧を基準と
して正方向と負方向とに夫々同じ電圧だけ変化するよう
に形成されたセンサの異常を検出するための異常検出回
路であって、 前記平衡点電圧とほぼ同じの基準電圧を発生する基準電
圧発生回路と、 該基準電圧発生回路によって発生される基準電圧が一方
の入力端子に入力された演算増幅器と、 前記センサの第1の出力電圧を非反転入力とし、前記基
準電圧発生回路によって発生される基準電圧を反転入力
とした第1の差動増幅器と、 前記センサの第2の出力電圧を非反転入力とし、前記基
準電圧発生回路によって発生される基準電圧を反転入力
とした第2の差動増幅器と、 一端に前記第1の差動増幅器の出力電圧が印加されると
共に、他端が前記演算増幅器の他方の入力端子に接続さ
れた第1の抵抗と、 一端に前記第2の差動増幅器の出力電圧が印加されると
共に、他端が前記演算増幅器の他方の入力端子に接続さ
れ、更に抵抗値が前記第1の抵抗と同じに設定された第
2の抵抗と、 前記演算増幅器の出力端子と他方の入力端子との間に接
続された第3の抵抗と、 前記演算増幅器の出力電圧が良否判定のために設定され
た電圧範囲外である場合に、前記センサが異常であるこ
とを示す信号を出力する判定回路と、 を備えたことを特徴とするセンサの異常検出回路。
5. A first output voltage generated at a first output terminal and a second output voltage generated at a second output terminal are:
An abnormality detection circuit for detecting an abnormality of a sensor formed so as to change by the same voltage in each of the positive direction and the negative direction with reference to a predetermined equilibrium point voltage according to the physical quantity of the detection target, A reference voltage generating circuit for generating a reference voltage substantially equal to the equilibrium point voltage; an operational amplifier having a reference voltage generated by the reference voltage generating circuit input to one input terminal; a first output voltage of the sensor A non-inverting input, a first differential amplifier having a reference voltage generated by the reference voltage generating circuit as an inverting input, and a second output voltage of the sensor as a non-inverting input, the reference voltage generating circuit A second differential amplifier having the generated reference voltage as an inverting input, an output voltage of the first differential amplifier applied to one end, and the other end connected to the other input terminal of the operational amplifier; The output voltage of the second differential amplifier is applied to one end of the first resistor, and the other end is connected to the other input terminal of the operational amplifier. And a third resistor connected between the output terminal of the operational amplifier and the other input terminal, and an output voltage of the operational amplifier set for pass / fail determination. A determination circuit that outputs a signal indicating that the sensor is abnormal when the voltage is out of the specified voltage range.
【請求項6】 請求項1ないし請求項5の何れかに記載
のセンサの異常検出回路において、 前記判定回路は、 前記演算増幅器の出力電圧が、前記基準電圧発生回路に
よって発生される基準電圧よりも所定電圧だけ高い第1
の判定電圧より高い場合、及び前記演算増幅器の出力電
圧が、前記基準電圧発生回路によって発生される基準電
圧よりも所定電圧だけ低い第2の判定電圧より低い場合
に、前記信号を出力するように構成されていること、 を特徴とするセンサの異常検出回路。
6. The abnormality detection circuit for a sensor according to claim 1, wherein the determination circuit is configured such that an output voltage of the operational amplifier is higher than a reference voltage generated by the reference voltage generation circuit. Is also higher by a predetermined voltage.
And outputting the signal when the output voltage of the operational amplifier is lower than a second determination voltage lower by a predetermined voltage than the reference voltage generated by the reference voltage generation circuit. An abnormality detection circuit for a sensor, comprising:
【請求項7】 請求項4に記載のセンサの異常検出回路
において、 前記基準電圧発生回路によって発生される基準電圧より
も所定電圧だけ高い第1の判定電圧と、前記基準電圧よ
りも所定電圧だけ低い第2の判定電圧とを発生する判定
電圧発生回路と、 該判定電圧発生回路によって発生される前記第1の判定
電圧を、前記特定の電圧だけシフトさせて前記判定回路
に供給する第4のバッファと、 前記判定電圧発生回路によって発生される前記第2の判
定電圧を、前記特定の電圧だけシフトさせて前記判定回
路に供給する第5のバッファとを備え、 前記判定回路は、前記演算増幅器の出力電圧が前記第4
のバッファから供給される電圧よりも高い場合、及び前
記演算増幅器の出力電圧が前記第5のバッファから供給
される電圧よりも低い場合に、前記信号を出力するよう
に構成されていること、 を特徴とするセンサの異常検出回路。
7. The abnormality detection circuit for a sensor according to claim 4, wherein the first determination voltage is higher than the reference voltage by a predetermined voltage and is higher than the reference voltage. A fourth determination voltage generating circuit for generating a low second determination voltage, and a fourth voltage to be supplied to the determination circuit after shifting the first determination voltage generated by the determination voltage generation circuit by the specific voltage. A buffer, and a fifth buffer that shifts the second determination voltage generated by the determination voltage generation circuit by the specific voltage and supplies the second determination voltage to the determination circuit, wherein the determination circuit includes the operational amplifier Output voltage of the fourth
And when the output voltage of the operational amplifier is lower than the voltage supplied from the fifth buffer, the signal is output. Characteristic sensor abnormality detection circuit.
【請求項8】 請求項1ないし請求項7の何れかに記載
のセンサの異常検出回路において、 前記センサは、 各々の抵抗値が歪みによって変化すると共に互いがルー
プ状に接続された4つのゲージ抵抗を有し、前記各ゲー
ジ抵抗同士の接続点のうちで、特定の接続点と該特定の
接続点から数えて2つ目の接続点との間に駆動電圧が印
加され、他の2つの接続点が前記第1及び第2の出力端
子となっている圧力センサであること、 を特徴とするセンサの異常検出回路。
8. The sensor abnormality detection circuit according to claim 1, wherein each of the sensors has four gauges each of which has a resistance value that changes due to strain and is connected to each other in a loop. A driving voltage is applied between a specific connection point and a second connection point counted from the specific connection point among connection points between the gauge resistors, and the other two A connection point being a pressure sensor having the first and second output terminals.
【請求項9】 請求項8に記載のセンサの異常検出回路
において、 前記基準電圧発生回路は、 前記駆動電圧を分圧して前記基準電圧を発生させる少な
くとも2つの抵抗からなること、 を特徴とするセンサの異常検出回路。
9. The sensor abnormality detection circuit according to claim 8, wherein the reference voltage generation circuit includes at least two resistors that divide the drive voltage to generate the reference voltage. Sensor abnormality detection circuit.
【請求項10】 第1の出力端子に発生する第1の出力
電圧と、第2の出力端子に発生する第2の出力電圧と
が、検出対象の物理量に応じて、所定の平衡点電圧を基
準として正方向と負方向とに夫々同じ電圧だけ変化する
ように形成されたセンサを備え、 該センサの前記第1の出力電圧と前記第2の出力電圧と
に基づいて、前記検出対象の物理量を示す検出信号を出
力端子から出力する物理量検出装置であって、 前記センサの異常を検出するために請求項1ないし請求
項9の何れかに記載の異常検出回路を備えると共に、そ
の異常検出回路の前記判定回路から前記センサが異常で
あることを示す信号が出力されると、前記検出信号に代
えて、異常の発生を示す特定の信号を前記出力端子から
出力するように構成されていること、 を特徴とする物理量検出装置。
10. A first output voltage generated at a first output terminal and a second output voltage generated at a second output terminal determine a predetermined equilibrium point voltage according to a physical quantity to be detected. A sensor formed so as to change by the same voltage in each of the positive direction and the negative direction as a reference, and based on the first output voltage and the second output voltage of the sensor, the physical quantity of the detection target A physical quantity detection device which outputs a detection signal indicating the following from an output terminal, comprising: the abnormality detection circuit according to any one of claims 1 to 9 for detecting abnormality of the sensor, and the abnormality detection circuit. When a signal indicating that the sensor is abnormal is output from the determination circuit, a specific signal indicating occurrence of abnormality is output from the output terminal instead of the detection signal. Characterized by Physical quantity detection device.
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