JP2003021115A - Two-wire sensor circuit - Google Patents

Two-wire sensor circuit

Info

Publication number
JP2003021115A
JP2003021115A JP2001209217A JP2001209217A JP2003021115A JP 2003021115 A JP2003021115 A JP 2003021115A JP 2001209217 A JP2001209217 A JP 2001209217A JP 2001209217 A JP2001209217 A JP 2001209217A JP 2003021115 A JP2003021115 A JP 2003021115A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
terminal
effect transistor
amplifier
field effect
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001209217A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2003021115A5 (en
Inventor
Kenji Hashiguchi
健二 橋口
Motoaki Iwata
元昭 岩田
Kiyoshi Nakaaki
喜代志 仲秋
Hiroshi Oba
啓史 大庭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koganei Corp
Kohden Co Ltd
Original Assignee
Koganei Corp
Kohden Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koganei Corp, Kohden Co Ltd filed Critical Koganei Corp
Priority to JP2001209217A priority Critical patent/JP2003021115A/en
Publication of JP2003021115A publication Critical patent/JP2003021115A/en
Publication of JP2003021115A5 publication Critical patent/JP2003021115A5/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a two-wire sensor circuit enabling stable action, decreasing size, and reducing a cost. SOLUTION: This two-wire sensor circuit is structured by a bridge circuit 1 having MR elements 1a to 1d sensing magnetic force as four sides, an amplifier 2 amplifying a detecting signal from the bridge circuit 1, a Darlington connecting circuit 3 connected to the amplifier 2, a light emitting diode LED1 connected to the Darlington connecting circuit 3, and a constant-current circuit 4 connected to the light emitting diode LED1. The amplifier 2 is made to be a CMOS type, and the constant-current circuit 4 is structured by a field effect transistor FET1, a resistance R1, and a variable resistance VR1, thereby decreasing a voltage drop of the constant-current circuit 4 at the time of detection by the MR elements 1a to 1d, and enabling operation of the CMOS type amplifier 2 by power source voltage lower than a constant-current range of the field effect transistor FET1.

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、2線式のセンサ回
路技術に関し、特にシリンダなどの流体圧作動機器の位
置検出装置として、小型化とコスト低減に良好な2線式
センサ回路に適用して有効な技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a two-wire type sensor circuit technology, and in particular, it is applied to a two-wire type sensor circuit which is suitable for downsizing and cost reduction as a position detecting device for fluid pressure operating equipment such as a cylinder. And effective technology.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、流体圧作動機器の位置検出装置に
おいては、小形化と共に短絡保護回路などの付加機能を
入れるため、モノリシックICを使用したタイプと、汎
用センサICとSMD(サーフェイス・マウント・デバ
イス)構成をした単機能のセンサがある。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a position detecting device for fluid pressure actuated equipment, a monolithic IC is used, a general-purpose sensor IC and an SMD (surface mount, There is a single-function sensor configured as a device.

【0003】たとえば、後者の例としては、本発明者が
以前に提案した実用新案登録第2606494号公報に
記載される技術などが挙げられる。この公報の技術は、
図13に示すように、MR素子1a〜1dを4辺とする
ブリッジ回路1、このブリッジ回路1からの検出信号を
増幅する増幅器2や、ダーリントン接続回路3、発光ダ
イオードLED、定電流回路4のトランジスタQおよび
定電流ダイオードIDなどからなり、トランジスタQの
エミッタ端子が信号端子OUTに接続されると共に、ダ
ーリントン接続回路3のエミッタ端子がコモン端子GN
Dに接続されて構成されている。
For example, as the latter example, there is a technique described in the utility model registration No. 2606494 previously proposed by the present inventor. The technology of this publication is
As shown in FIG. 13, a bridge circuit 1 having four sides of the MR elements 1a to 1d, an amplifier 2 for amplifying a detection signal from the bridge circuit 1, a Darlington connection circuit 3, a light emitting diode LED, and a constant current circuit 4 are provided. The transistor Q and the constant current diode ID are included. The emitter terminal of the transistor Q is connected to the signal terminal OUT, and the emitter terminal of the Darlington connection circuit 3 is the common terminal GN.
It is configured to be connected to D.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のよう
な実用新案登録第2606494号公報に記載の技術に
関して、本発明者は、近年の流体圧作動機器、およびこ
の流体圧作動機器の位置検出装置の小型化およびコスト
低減の要求に着目して、以下のような改善策を検討し
た。
With respect to the technology described in Japanese Utility Model Registration No. 2606494, the present inventor has found that the present fluid pressure actuating device and a position detecting device for the fluid pressure actuating device. Focusing on the demand for size reduction and cost reduction, the following improvement measures were examined.

【0005】たとえば、前記公報に記載の技術におい
て、消費電力の低減および電源電圧の低電圧化を図るた
めに、増幅器をCMOS型にすることが考えられる。こ
の場合、前記図13のようなトランジスタおよび定電流
ダイオードからなる定電流回路では内部抵抗が大きく、
この内部抵抗による電圧降下も大きくなることから増幅
器が動作しなくなるという問題が発生することが考えら
れる。
For example, in the technique described in the above publication, a CMOS type amplifier may be considered in order to reduce power consumption and supply voltage. In this case, the internal resistance is large in the constant current circuit including the transistor and the constant current diode as shown in FIG.
Since the voltage drop due to this internal resistance also becomes large, it is conceivable that the amplifier will not operate.

【0006】そこで、本発明者は、定電流回路の内部抵
抗を小さくする回路構成として、定電流ダイオードを用
いずに、電界効果トランジスタを使用した回路構成とす
ることで、この定電流回路の内部抵抗を小さくし、増幅
器をCMOS型にした場合でも、低い電源電圧でセンサ
回路が動作可能となることを考えついた。
Therefore, the present inventor uses a field effect transistor instead of a constant current diode as a circuit structure for reducing the internal resistance of the constant current circuit. It was conceived that the sensor circuit can operate with a low power supply voltage even when the resistance is reduced and the amplifier is of CMOS type.

【0007】そこで、本発明の目的は、増幅器をCMO
S型にし、電界効果トランジスタを使用した定電流回路
による回路構成とすることで、安定した動作を可能と
し、小型化とコスト低減を実現することができる2線式
センサ回路を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to make the amplifier a CMO.
It is an object of the present invention to provide a two-wire sensor circuit which is S-type and has a circuit configuration of a constant current circuit using a field effect transistor, which enables stable operation and can achieve downsizing and cost reduction. .

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、検出素子によるブリッジ回路、増幅器、
ダーリントン接続回路、発光ダイオード、電界効果トラ
ンジスタ、抵抗などからなる2線式センサ回路の構成に
おいて、増幅器はCMOS型からなり、電界効果トラン
ジスタおよび抵抗は、検出素子による検出時に電圧降下
を小さくして電界効果トランジスタの定電流領域より低
い電源電圧でCMOS型の増幅器を動作可能とする定電
流回路として構成されるものである。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a bridge circuit with a detection element, an amplifier,
In the configuration of the 2-wire type sensor circuit including the Darlington connection circuit, the light emitting diode, the field effect transistor, the resistor, etc., the amplifier is of CMOS type, and the field effect transistor and the resistor reduce the voltage drop at the time of detection by the detection element to reduce the electric field. It is configured as a constant current circuit that enables a CMOS amplifier to operate with a power supply voltage lower than the constant current region of the effect transistor.

【0009】また、本発明の他の2線式センサ回路は、
検出素子によるブリッジ回路、増幅器、ダーリントン接
続回路、発光ダイオード、電界効果トランジスタ、抵
抗、トランジスタなどからなる構成において、増幅器は
CMOS型からなり、電界効果トランジスタおよび抵抗
は定電流回路として構成され、トランジスタは、電界効
果トランジスタの電流特性に依存することなく、検出素
子による検出時に電圧降下を小さくしてCMOS型の増
幅器を動作可能とするスイッチング回路として構成され
るものである。
Another two-wire sensor circuit of the present invention is
In a configuration including a bridge circuit by a detection element, an amplifier, a Darlington connection circuit, a light emitting diode, a field effect transistor, a resistor, a transistor, etc., the amplifier is a CMOS type, the field effect transistor and the resistor are configured as a constant current circuit, and the transistor is The switching circuit is configured so that the CMOS type amplifier can operate by reducing the voltage drop during detection by the detection element without depending on the current characteristics of the field effect transistor.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明す
るための全図において、同一機能を有する構成要素には
同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. In all the drawings for explaining the embodiments, constituent elements having the same functions are designated by the same reference numerals, and repeated description thereof will be omitted.

【0011】(実施の形態1)まず、図1により、本発
明の実施の形態1の2線式センサ回路の構成の一例を説
明する。図1は本実施の形態の2線式センサ回路を示す
回路図である。
(Embodiment 1) First, an example of the configuration of a two-wire sensor circuit according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a circuit diagram showing a two-wire sensor circuit of this embodiment.

【0012】本実施の形態の2線式センサ回路は、たと
えば検出素子によるブリッジ回路からの検出信号を増幅
器を通して出力する信号端子およびコモン端子を備えた
2線式センサとされ、磁力に感応されるMR素子1a〜
1dを4辺とするブリッジ回路1と、このブリッジ回路
1からの検出信号を増幅する増幅器2と、この増幅器2
に接続されるダーリントン接続回路3と、このダーリン
トン接続回路3に接続される発光ダイオードLED1
と、この発光ダイオードLED1に接続される定電流回
路4などから構成されている。
The two-wire type sensor circuit of this embodiment is a two-wire type sensor having a signal terminal and a common terminal for outputting a detection signal from a bridge circuit by a detection element through an amplifier, and is sensitive to magnetic force. MR element 1a-
A bridge circuit 1 having 1d as four sides, an amplifier 2 for amplifying a detection signal from the bridge circuit 1, and an amplifier 2
To the Darlington connection circuit 3 and the light emitting diode LED1 connected to the Darlington connection circuit 3.
And a constant current circuit 4 connected to the light emitting diode LED1.

【0013】ブリッジ回路1は、各辺に検出素子である
MR素子1a〜1dが接続された4辺のブリッジ構造か
らなり、MR素子1aとMR素子1cの交点が電源電圧
Vcc、MR素子1bとMR素子1dの交点が接地電圧
GNDにそれぞれ接続されている。また、MR素子1a
とMR素子1bの交点が出力端子OUT1、MR素子1
cとMR素子1dの交点が出力端子OUT2にそれぞれ
接続され、この出力端子OUT1および出力端子OUT
2から増幅器2に接続されている。
The bridge circuit 1 has a four-sided bridge structure in which MR elements 1a to 1d, which are detection elements, are connected to each side, and the intersection of the MR element 1a and the MR element 1c is the power supply voltage Vcc and the MR element 1b. The intersections of the MR elements 1d are connected to the ground voltage GND, respectively. Also, the MR element 1a
And the MR element 1b intersect at the output terminal OUT1 and MR element 1
The intersections of c and the MR element 1d are connected to the output terminal OUT2, and the output terminal OUT1 and the output terminal OUT are connected.
2 to the amplifier 2.

【0014】増幅器2は、PMOSトランジスタとNM
OSトランジスタによるCMOS型からなり、たとえば
正入力端子(+)、負入力端子(−)、出力端子(OU
T)、電源端子(+V)、接地端子(−V)が設けられ
ている。そして、正入力端子(+)および負入力端子
(−)は、ブリッジ回路1の出力端子OUT2、出力端
子OUT1にそれぞれ接続され、この正入力端子(+)
と負入力端子(−)との間にコンデンサC1が接続され
ている。また、出力端子(OUT)は、ダーリントン接
続回路3に接続され、この出力端子(OUT)と正入力
端子(+)との間に抵抗R2が接続されている。さら
に、電源端子(+V)および接地端子(−V)は、電源
電圧Vcc、接地電圧GNDにそれぞれ接続され、この
電源端子(+V)と接地端子(−V)との間にコンデン
サC2が接続されている。
The amplifier 2 includes a PMOS transistor and an NM.
It is a CMOS type with OS transistors, and includes, for example, a positive input terminal (+), a negative input terminal (-), and an output terminal (OU).
T), a power supply terminal (+ V), and a ground terminal (-V). The positive input terminal (+) and the negative input terminal (-) are connected to the output terminal OUT2 and the output terminal OUT1 of the bridge circuit 1, respectively.
The capacitor C1 is connected between the negative input terminal (−) and the negative input terminal (−). The output terminal (OUT) is connected to the Darlington connection circuit 3, and the resistor R2 is connected between the output terminal (OUT) and the positive input terminal (+). Further, the power supply terminal (+ V) and the ground terminal (-V) are connected to the power supply voltage Vcc and the ground voltage GND, respectively, and the capacitor C2 is connected between the power supply terminal (+ V) and the ground terminal (-V). ing.

【0015】ダーリントン接続回路3は、極性が同じ複
数個のトランジスタを直結して、見掛け上、特性の優れ
た1個のトランジスタとする回路であり、ブリッジ回路
1による検出時でON状態、非検出時にOFF状態とな
り、たとえば2個のNPN形トランジスタQ1,Q2お
よび抵抗R3から構成され、初段のNPN形トランジス
タQ1のベース端子に抵抗R3が接続され、このNPN
形トランジスタQ1のエミッタ端子と終段のNPN形ト
ランジスタQ2のベース端子が接続され、このNPN形
トランジスタQ1,Q2のコレクタ端子間が接続されて
いる。そして、初段のNPN形トランジスタQ1のベー
ス端子が抵抗R3を介して増幅器2に接続され、終段の
NPN形トランジスタQ2のエミッタ端子がコモン端子
GNDに接続され、かつ両方のNPN形トランジスタQ
1,Q2のコレクタ端子が発光ダイオードLED1に接
続されている。
The Darlington connection circuit 3 is a circuit in which a plurality of transistors having the same polarity are directly connected to each other to form a single transistor having an apparently excellent characteristic. The bridge circuit 1 detects an ON state and a non-detection state. At times, it becomes an OFF state, and is composed of, for example, two NPN type transistors Q1 and Q2 and a resistor R3, and the resistor R3 is connected to the base terminal of the first stage NPN type transistor Q1.
The emitter terminal of the transistor Q1 is connected to the base terminal of the NPN transistor Q2 at the final stage, and the collector terminals of the NPN transistors Q1 and Q2 are connected. The base terminal of the first-stage NPN transistor Q1 is connected to the amplifier 2 through the resistor R3, the emitter terminal of the last-stage NPN transistor Q2 is connected to the common terminal GND, and both NPN transistor Q are connected.
The collector terminals of 1 and Q2 are connected to the light emitting diode LED1.

【0016】発光ダイオードLED1は、検出時にダー
リントン接続回路3のON状態により点灯し、非検出時
にダーリントン接続回路3のOFF状態で消灯する表示
灯であり、カソード端子がダーリントン接続回路3に接
続され、アノード端子が定電流回路4に接続されてい
る。
The light emitting diode LED1 is an indicator light which is turned on when the Darlington connection circuit 3 is ON when detected, and is turned off when the Darlington connection circuit 3 is OFF when not detected. The cathode terminal is connected to the Darlington connection circuit 3. The anode terminal is connected to the constant current circuit 4.

【0017】定電流回路4は、MR素子1a〜1dによ
る検出時に電圧降下を小さくして定電流領域より低い電
源電圧でCMOS型の増幅器2を動作可能とする回路で
あり、たとえば電界効果トランジスタFET1、抵抗R
1および可変抵抗VR1から構成され、電界効果トラン
ジスタFET1のソース端子が可変抵抗VR1の一端
に、この可変抵抗VR1の他端が抵抗R1の一端に、こ
の抵抗R1の他端が電界効果トランジスタFET1のゲ
ート端子にそれぞれ接続されている。そして、電界効果
トランジスタFET1のドレイン端子が発光ダイオード
LED1に接続され、またゲート端子がブリッジ回路1
の電源電圧Vcc側に接続されている。
The constant current circuit 4 is a circuit that reduces the voltage drop during detection by the MR elements 1a to 1d and enables the CMOS type amplifier 2 to operate with a power supply voltage lower than the constant current region. For example, the field effect transistor FET1. , Resistance R
1 and the variable resistor VR1, the source terminal of the field effect transistor FET1 is at one end of the variable resistor VR1, the other end of the variable resistor VR1 is at one end of the resistor R1, and the other end of the resistor R1 is at the field effect transistor FET1. Each is connected to the gate terminal. The drain terminal of the field effect transistor FET1 is connected to the light emitting diode LED1, and the gate terminal is the bridge circuit 1
Is connected to the power supply voltage Vcc side.

【0018】以上のように構成される2線式センサ回路
は、定電流回路4の電界効果トランジスタFET1のド
レイン端子が信号端子OUTに接続されると共に、ダー
リントン接続回路3のエミッタ端子がコモン端子GND
に接続され、電界効果トランジスタFET1のゲート端
子およびダーリントン接続回路3のエミッタ端子がブリ
ッジ回路1の電源電圧Vccと接地電圧GNDの間に接
続され、このブリッジ回路1に対して回路電圧が印加さ
れてMR素子1a〜1dによる検出が可能となってい
る。なお、この2線式センサ回路においては、外部雑音
による補償のため、信号端子OUTとコモン端子GND
との間にサージ電圧対策用の定電圧ダイオードZD1が
接続されている。
In the two-wire type sensor circuit configured as described above, the drain terminal of the field effect transistor FET1 of the constant current circuit 4 is connected to the signal terminal OUT, and the emitter terminal of the Darlington connection circuit 3 is the common terminal GND.
And the gate terminal of the field effect transistor FET1 and the emitter terminal of the Darlington connection circuit 3 are connected between the power supply voltage Vcc of the bridge circuit 1 and the ground voltage GND, and the circuit voltage is applied to the bridge circuit 1. Detection is possible with the MR elements 1a to 1d. In this 2-wire sensor circuit, the signal terminal OUT and the common terminal GND are used for compensation due to external noise.
A constant voltage diode ZD1 for surge voltage countermeasure is connected between and.

【0019】そして、この2線式センサ回路の構成部品
は、汎用SMD部品を用いて図示しないプリント基板上
に実装され、さらにケース内に内蔵されて2線式センサ
の位置検出装置として、たとえば空気圧シリンダなどの
流体圧作動機器の外面に設けられた取付溝に嵌合されて
取り付けられ、空気圧シリンダのストローク端の位置検
出に用いられる。
The components of the two-wire sensor circuit are mounted on a printed circuit board (not shown) by using general-purpose SMD components, and are further housed in a case to serve as a position detecting device for the two-wire sensor, for example, pneumatic pressure. It is fitted and mounted in a mounting groove provided on the outer surface of a fluid pressure operating device such as a cylinder, and is used for detecting the position of the stroke end of a pneumatic cylinder.

【0020】次に、図2〜図5により、本実施の形態の
2線式センサ回路の特徴の一例を説明する。図2は電界
効果トランジスタのドレイン電流ID−ゲート・ソース
電圧VGSの特性図、図3はドレイン電流ID−ドレイン
・ソース電圧VDSの特性図、図4は定電流回路の回路
図、図5はドレイン電流ID−ドレイン・ソース電圧VD
Sの特性図をそれぞれ示す。
Next, one example of the characteristics of the two-wire sensor circuit of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2 is a characteristic diagram of the drain current I D -gate-source voltage V GS of the field effect transistor, FIG. 3 is a characteristic diagram of the drain current I D -drain-source voltage V DS , and FIG. 4 is a circuit diagram of a constant current circuit. Figure 5 is the drain current I D - drain-source voltage V D
The characteristics of S are shown respectively.

【0021】(1)CMOS型の増幅器 本実施の形態の2線式センサ回路では、増幅器2にCM
OS型を使用しているため、低い電圧でも動作でき、ブ
リッジ回路1のMR素子1a〜1dと増幅器2による消
費電流が低くなる。たとえば一例として、MR素子1a
〜1dの抵抗値=8kΩ、増幅器2の消費電流=0.0
82mA、電源電圧Vcc=1.8Vのとき、1.8V
÷8kΩ+0.082mA=0.3mAの消費電流とな
る。また、電界効果トランジスタFET1として、I
DSSの小さい物を選別して使うことにより、定電流回路
4による電圧降下も小さくなる。たとえば一例として、
DS S=1mA、ID=0.3mAのときに、図2よりV
GS=0.2V、図3で定電流領域の最低電圧はVDS
0.5Vより、0.2+0.5=0.7Vの電圧降下と
なる。よって、2線式センサ回路がONのとき、本発明
の前提となる前述した図13の定電流回路のように、定
電流ダイオードIDによりトランジスタQをバイパスし
なくても、増幅器2を動作させることができる。
(1) CMOS type amplifier In the two-wire type sensor circuit of this embodiment, the amplifier 2 has a CM.
Since the OS type is used, it can operate even at a low voltage, and the current consumption by the MR elements 1a to 1d of the bridge circuit 1 and the amplifier 2 becomes low. For example, as an example, the MR element 1a
Resistance value of 1d = 8 kΩ, current consumption of amplifier 2 = 0.0
82V, 1.8V when the power supply voltage Vcc = 1.8V
÷ 8 kΩ + 0.082 mA = 0.3 mA consumption current. Further, as the field effect transistor FET1, I
By selecting and using the one with a small DSS, the voltage drop due to the constant current circuit 4 also becomes small. For example, as an example,
When I DS S = 1 mA and I D = 0.3 mA, V from FIG.
GS = 0.2V, the minimum voltage of the constant current region in FIG. 3 V DS =
From 0.5V, the voltage drop becomes 0.2 + 0.5 = 0.7V. Therefore, when the two-wire sensor circuit is ON, the amplifier 2 can be operated without bypassing the transistor Q by the constant current diode ID as in the constant current circuit of FIG. 13 which is a premise of the present invention. You can

【0022】また、本発明の前提となる定電流回路のト
ランジスタQを削除することにより、2線式センサ回路
の電源電圧Vcc−接地電圧GND間の電圧はトランジ
スタQ1のVBE電圧の分だけ低くなるが、前記と同じ理
由により問題がない。
Further, by removing the transistor Q of the constant current circuit which is the premise of the present invention, the voltage between the power supply voltage Vcc and the ground voltage GND of the two-wire type sensor circuit is lowered by the V BE voltage of the transistor Q1. However, there is no problem for the same reason as above.

【0023】さらに、定電流領域より低い電圧でも、本
発明の前提となる定電流回路の定電流ダイオードIDよ
り、本実施の形態の定電流回路4の内部抵抗の方が小さ
く、電圧降下が少なくなるので、増幅器2を安定して動
作させることができる。たとえば一例として、定電流回
路4の内部抵抗は、0.7÷0.3=2.3kΩとな
る。
Further, even at a voltage lower than the constant current region, the internal resistance of the constant current circuit 4 of the present embodiment is smaller and the voltage drop is smaller than that of the constant current diode ID of the constant current circuit which is the premise of the present invention. Therefore, the amplifier 2 can be stably operated. For example, as an example, the internal resistance of the constant current circuit 4 is 0.7 / 0.3 = 2.3 kΩ.

【0024】(2)電界効果トランジスタを使用した定
電流回路 図4において、たとえば一例として、電界効果トランジ
スタFET1のドレイン・ソース電圧VDSが2.5Vの
とき、ドレイン電流IDを0.3mAだけ流す場合、抵
抗R1と可変抵抗VR1の両端の電圧、すなわちゲート
・ソース電圧V GSを0.2Vとして、抵抗R1+可変抵
抗VR1を0.2÷0.3=660Ωに設定する。
(2) Constant using a field effect transistor
Current circuit In FIG. 4, for example, as an example, a field effect transistor
Drain-source voltage V of FET 1DSIs 2.5V
When the drain current IDIf only 0.3 mA is applied,
Voltage across anti-R1 and variable resistor VR1, ie gate
・ Source voltage V GSIs 0.2V, the resistance R1 + variable resistance
Set anti-VR1 to 0.2 ÷ 0.3 = 660Ω.

【0025】この状態で、ドレイン電流IDが増加する
と、抵抗R1+可変抵抗VR1の電圧降下が大きくな
り、ゲート・ソース電圧VGSが大きくなるのでドレイン
電流I Dが減少する。そして、ドレイン電流IDが減少す
ると、抵抗R1+可変抵抗VR1の電圧降下が小さくな
り、ゲート・ソース電圧VGSが小さくなるのでドレイン
電流IDが増加する。
In this state, the drain current IDWill increase
And the voltage drop of the resistor R1 + variable resistor VR1 becomes large.
, Gate-source voltage VGSBecause the drain becomes larger
Current I DIs reduced. And the drain current IDIs reduced
Then, the voltage drop of the resistor R1 + variable resistor VR1 becomes small.
, Gate-source voltage VGSBecomes smaller so drain
Current IDWill increase.

【0026】これにより、定電流特性が得られる。よっ
て、電界効果トランジスタFET1のドレイン・ソース
電圧VDSが変化しても、図5のように、ドレイン・ソー
ス電圧VDS>2.5Vでドレイン電流IDの変化は0.
2mAの範囲で一定である。
As a result, constant current characteristics can be obtained. Therefore, even if the drain-source voltage V DS of the field effect transistor FET1 changes, as shown in FIG. 5, when the drain-source voltage V DS > 2.5 V, the change of the drain current I D is 0.
It is constant in the range of 2 mA.

【0027】(3)定電流回路の基板占有面積比較 本発明の前提となる定電流回路の定電流ダイオードID
は、たとえば一例として3.5×1.35≒4.7mm
2であり、これに対して本実施の形態の電界効果トラン
ジスタFET1を使用した定電流回路は、たとえば一例
として1.6×1.6(FET1)+0.6×0.3
(R1)+1.0×0.5(VR1)≒2.7mm2
なり、本実施の形態の定電流回路4により、現状の57
%(2.4÷4.7)の大きさとなる。
(3) Substrate occupation area comparison of constant current circuit Constant current diode ID of constant current circuit which is the premise of the present invention
Is, for example, 3.5 × 1.35≈4.7 mm
2 , the constant current circuit using the field effect transistor FET1 of the present embodiment is, for example, 1.6 × 1.6 (FET1) + 0.6 × 0.3
(R1) + 1.0 × 0.5 (VR1) ≈2.7 mm 2 , which is 57 by the constant current circuit 4 of the present embodiment.
% (2.4 ÷ 4.7).

【0028】以上のように、本実施の形態の2線式セン
サ回路においては、消費電力を下げること、内部降
下電圧を下げること、コストダウンを図ること、小
型化を図ること、を目的に、消費電力を下げるために
CMOS型の増幅器2を利用し、内部降下電圧を下げ
るために電界効果トランジスタFET1などから構成す
る定電流回路4を採用し、コストダウンを図るために
本発明の前提となる前述した図13のトランジスタなど
からなるスイッチング回路を削除し、小型化を図るた
めに電界効果トランジスタFET1などから構成する定
電流回路4を採用した、ことを特徴とするものである。
As described above, in the two-wire type sensor circuit of this embodiment, for the purpose of reducing power consumption, reducing internal voltage drop, cost reduction, and size reduction, The CMOS type amplifier 2 is used to reduce the power consumption, and the constant current circuit 4 including the field effect transistor FET1 and the like is used to reduce the internal voltage drop, which is the premise of the present invention for cost reduction. It is characterized in that the constant current circuit 4 constituted by the field effect transistor FET1 and the like is adopted in order to reduce the size by removing the switching circuit including the transistor and the like shown in FIG.

【0029】すなわち、本実施の形態では、消費電力を
下げるために利用した増幅器2がCMOS型のため、電
源電圧を高くできない。その問題点に対して、電界効果
トランジスタFET1などから構成する定電流回路4を
採用して対策している。また、内部降下電圧を下げるた
めには、増幅器2の電源電圧が低くなる。その問題点に
対して、電界効果トランジスタFET1などから構成す
る定電流回路4を採用して対策している。さらに、この
電界効果トランジスタFET1などから構成する定電流
回路4を採用すると、内部抵抗が小さいので、本発明の
前提となるトランジスタなどからなるスイッチング回路
を削除することができる。また、本発明の前提となる定
電流回路の大きな定電流ダイオードIDに対して、超小
型部品の電界効果トランジスタFET1を採用している
ので、小型化を図ることができる。
That is, in the present embodiment, the power supply voltage cannot be increased because the amplifier 2 used for reducing the power consumption is a CMOS type. To solve the problem, a constant current circuit 4 composed of a field effect transistor FET1 and the like is adopted to solve the problem. Further, in order to reduce the internal voltage drop, the power supply voltage of the amplifier 2 is lowered. To solve the problem, a constant current circuit 4 composed of a field effect transistor FET1 and the like is adopted to solve the problem. Further, when the constant current circuit 4 including the field effect transistor FET1 and the like is adopted, the internal resistance is small, so that the switching circuit including the transistor and the like which is the premise of the present invention can be eliminated. Further, since the field effect transistor FET1 which is a microminiature component is adopted for the large constant current diode ID of the constant current circuit which is the premise of the present invention, miniaturization can be achieved.

【0030】次に、図6〜図11により、本実施の形態
の2線式センサ回路の設計の一例を説明する。図6は2
線式センサ回路の設計の説明図、図7はNPN型トラン
ジスタのhFEの説明図、図8はVBEの説明図、図9は発
光ダイオードのVFの説明図、図10は定電流回路のV
GSの説明図、図11は設計結果をまとめた説明図をそれ
ぞれ示す。
Next, an example of the design of the two-wire type sensor circuit of this embodiment will be described with reference to FIGS. 2 in FIG.
FIG. 7 is an explanatory diagram of the design of the linear sensor circuit, FIG. 7 is an explanatory diagram of h FE of the NPN type transistor, FIG. 8 is an explanatory diagram of V BE , FIG. 9 is an explanatory diagram of V F of the light emitting diode, and FIG. 10 is a constant current circuit. V
FIG. 11 is an explanatory diagram of GS , and FIG. 11 is an explanatory diagram summarizing the design results.

【0031】本実施の形態においては、たとえば一例と
して、図6において、ブリッジ回路1のMR素子1a〜
1dの抵抗RMR=8kΩ、電源電圧Vcc=10〜28
V、負荷電流=4〜20mA、漏れ電流=1mA以下と
する。
In the present embodiment, for example, referring to FIG. 6, MR elements 1a to 1a of bridge circuit 1 are shown in FIG.
1d resistance R MR = 8 kΩ, power supply voltage Vcc = 10 to 28
V, load current = 4 to 20 mA, leakage current = 1 mA or less.

【0032】(1)増幅器の出力電圧の計算 2線式センサ回路の動作範囲内、NPN型トランジスタ
Q1,Q2のON時、増幅器2の出力電圧の最低値を計
算する。この際に、NPN型トランジスタQ1,Q2の
FEはデータシートより図7、VBEは図8の値をそれぞ
れ用いる。
(1) Calculation of output voltage of amplifier When the NPN transistors Q1 and Q2 are turned on within the operating range of the two-wire type sensor circuit, the minimum value of the output voltage of the amplifier 2 is calculated. At this time, h FE of the NPN transistors Q1 and Q2 uses the values in FIG. 7 and V BE in FIG. 8 from the data sheet, respectively.

【0033】 VICO=VR3+VBE1+VBE2・・・式(1) VR3=R3×IB1・・・式(2) IC2=hFE1×hFE2×IB1B1=IC2/(hFE1×hFE2)・・・式(3) 式(1)に式(2)、式(3)を代入して、 VICO=R3×IC2/(hFE1×hFE2)+VBE1+VBE2・・・式(4) .温度=−10℃で、IC2=20mAのとき、後述す
る(2)の抵抗R3の計算から、R3=100kΩとす
ると、 VICO=100×103×20×10-3/(93.3×154)+0.94 +0.97≒2.05(V) となる。
V ICO = V R3 + V BE1 + V BE2 (Equation (1)) V R3 = R3 × I B1 (Equation (2)) I C2 = h FE1 × h FE2 × I B1 I B1 = I C2 / (H FE1 × h FE2 ) ... Expression (3) Substituting Expression (2) and Expression (3) into Expression (1), V ICO = R3 × I C2 / (h FE1 × h FE2 ) + V BE1 + V BE2 ... Formula (4). When I C2 = 20 mA at temperature = −10 ° C., and R3 = 100 kΩ from the calculation of the resistance R3 in (2) described later, V ICO = 100 × 10 3 × 20 × 10 −3 /(93.3) × 154) + 0.94 + 0.97≈2.05 (V).

【0034】.温度=−10℃で、IC2=4mAのと
き、 VICO=36×103×4×10-3/(93.3×136)+0.94 +0.94≒1.89(V) となる。
.. When I C2 = 4 mA at temperature = −10 ° C., V ICO = 36 × 10 3 × 4 × 10 −3 /(93.3×136)+0.94 + 0.94≈1.89 (V) .

【0035】.温度=70℃で、IC2=4mAのと
き、 VICO=36×103×4×10-3/(159×192)+0.62 +0.62≒1.24(V) となる。
.. When I C2 = 4 mA at temperature = 70 ° C., V ICO = 36 × 10 3 × 4 × 10 −3 /(159×192)+0.62 + 0.62≈1.24 (V).

【0036】よって、温度=−10℃、IC2=20mA
のときにVICOが最大値となり、このときの必要な電源
電圧Vccは、Vcc=VICO+0.05で、Vcc=
2.1(v)となる。
Therefore, temperature = -10 ° C., I C2 = 20 mA
At this time, V ICO becomes the maximum value, and the required power supply voltage Vcc at this time is Vcc = V ICO +0.05, and Vcc =
It becomes 2.1 (v).

【0037】(2)抵抗R3の計算 式(4)より、 R3×IC2/(hFE1×hFE2)=VICO−VBE1−VBE2 R3=hFE1×hFE2×(VICO−VBE1−VBE2)/IC2 温度=−10℃で、IC2=20mAのとき、VICO=2Vとすると、 R3=93.3×154×(2−0.97−0.94)/0.02 =64656.9 となり、抵抗R3=100kΩとする。(2) From the calculation formula (4) of the resistance R3, R3 × I C2 / (h FE1 × h FE2 ) = V ICO −V BE1 −V BE2 R3 = h FE1 × h FE2 × (V ICO −V BE1 −V BE2 ) / I C2 When temperature is −10 ° C. and I C2 is 20 mA, and V ICO is 2 V, R3 = 93.3 × 154 × (2−0.97−0.94) / 0 0.02 = 64656.9 and the resistance R3 = 100 kΩ.

【0038】(3)2線式センサ回路の動作範囲外(N
PN型トランジスタQ1,Q2のOFF時) このときの増幅器2のシンク電流の最大値は、温度=−
10℃、IC2=20mAで、 IB1=20×10-3/(93.3×154)≒1.4×10-6(A) このとき、増幅器2のLowレベル出力電圧は0Vの近
くとなるため、NPN型トランジスタQ1,Q2はOF
Fとなる。
(3) Outside the operating range of the two-wire sensor circuit (N
The maximum value of the sink current of the amplifier 2 at this time is temperature = −
At 10 ° C., I C2 = 20 mA, I B1 = 20 × 10 −3 /(93.3×154)≈1.4×10 −6 (A) At this time, the low level output voltage of the amplifier 2 is close to 0V. Therefore, the NPN transistors Q1 and Q2 are OF
It becomes F.

【0039】(4)内部降下電圧の計算(NPN型トラ
ンジスタQ2のON時) この際に、発光ダイオードLED1のVFはデータシー
トより図9の値を用いる。
(4) Calculation of internal voltage drop (when NPN transistor Q2 is ON) At this time, the value shown in FIG. 9 is used as V F of the light emitting diode LED1 from the data sheet.

【0040】内部降下電圧VDは、 VD=VF+VBE2 となる。The internal voltage drop V D is V D = V F + V BE2 .

【0041】.温度=−10℃で、IC2=20mAの
とき、 VD=2.23+0.97=3.2(v) となる。
.. At a temperature of −10 ° C. and I C2 = 20 mA, V D = 2.23 + 0.97 = 3.2 (v).

【0042】.温度=−10℃で、IC2=4mAのと
き、 VD=1.93+0.94=2.87(v) となる。
.. At a temperature of −10 ° C. and I C2 = 4 mA, V D = 1.93 + 0.94 = 2.87 (v).

【0043】.温度=70℃で、IC2=4mAのと
き、 VD=1.81+0.62=2.43(v) となる。
.. At a temperature of 70 ° C. and an I C2 of 4 mA, V D = 1.81 + 0.62 = 2.43 (v).

【0044】(5)定電流回路の検討 電源電圧Vcc=2.1Vとすると、ブリッジ回路1の
MR素子1a〜1dに流す電流値IMRは、 IMR=Vcc/RMR=2.1/8000=0.26mA 増幅器2の回路電流は0.2mAであるので、定電流回
路4により作る電流(ドレイン電流)IDは、 ID=0.26+0.2=0.46mA となる。
(5) Examination of constant current circuit Assuming that the power supply voltage Vcc = 2.1V, the current value I MR flowing through the MR elements 1a to 1d of the bridge circuit 1 is I MR = Vcc / R MR = 2.1 / 8000 = because the circuit current of 0.26mA amplifier 2 is 0.2 mA, the current to make the constant current circuit 4 (the drain current) I D becomes I D = 0.26 + 0.2 = 0.46mA .

【0045】このときのVGSを求める。このVGSは、図
10のようになる。
V GS at this time is obtained. This V GS is as shown in FIG.

【0046】よって、VGSは0.15〜0.84Vまで
変化するので、この電圧になるように抵抗R1+可変抵
抗VR1をトリミングする必要がある。
Therefore, since V GS varies from 0.15 to 0.84 V, it is necessary to trim the resistor R1 + variable resistor VR1 so as to have this voltage.

【0047】R1+VR1=RSとすると、 最小は、RS=0.15/0.46×10-3≒326Ω
または≒330Ω 平均は、RS=0.54/0.46×10-3≒1.17
kΩ 最大は、RS=0.84/0.46×10-3≒1.83
kΩ となる。
If R1 + VR1 = R S , the minimum is R S = 0.15 / 0.46 × 10 −3 ≈326 Ω
Or ≈330Ω The average is R S = 0.54 / 0.46 × 10 −3 ≈1.17
The maximum kΩ is R S = 0.84 / 0.46 × 10 −3 ≈1.83.
It becomes kΩ.

【0048】(6)結果 図11において、のように、IDSS=5mAの電界効
果トランジスタFET1で、定電流回路4での電圧降下
は実測値で、0.5V程度である。よって、前記(4)
ののように内部降下電圧が低い場合でも、2.43−
0.5=1.93Vとなり、増幅器2の電源電圧は確保
される。さらに、のように、前記のような温度範囲、
負荷電流で、Vcc−0.05>VICOとなるので、N
PN型トランジスタQ1,Q2を動作させることができ
る。また、の場合、内部降下電圧は、70℃、4mA
の2.43Vより高い電圧となり、VICOは−10℃、
20mAの2.05Vより低くなるので問題がない。
(6) Results As shown in FIG. 11, in the field effect transistor FET1 with I DSS = 5 mA, the measured voltage drop in the constant current circuit 4 is about 0.5 V in actual measurement. Therefore, the above (4)
Even if the internal voltage drop is low, as in
Since 0.5 = 1.93V, the power supply voltage of the amplifier 2 is secured. In addition, as in the above temperature range,
At load current, Vcc-0.05> VICO , so N
The PN type transistors Q1 and Q2 can be operated. In the case of, the internal voltage drop is 70 ° C, 4 mA.
Of becomes a voltage higher than 2.43V, V ICO is -10 ℃,
There is no problem because it becomes lower than 2.05V of 20 mA.

【0049】以上のようにして、ブリッジ回路1のMR
素子1a〜1d、増幅器2、発光ダイオードLED1、
NPN型トランジスタQ1,Q2、電界効果トランジス
タFET1、抵抗R1、可変抵抗VR1などの各回路構
成部品の種類および値などが計算され、これに最適な各
部品を選定することで2線式センサ回路を設計すること
ができる。
As described above, the MR of the bridge circuit 1
Elements 1a to 1d, amplifier 2, light emitting diode LED1,
The type and value of each circuit component such as the NPN transistors Q1 and Q2, the field effect transistor FET1, the resistor R1, the variable resistor VR1 and the like are calculated. Can be designed.

【0050】従って、本実施の形態の2線式センサ回路
によれば、増幅器2をCMOS型とし、定電流回路4を
電界効果トランジスタFET1、抵抗R1および可変抵
抗VR1から構成することにより、MR素子1a〜1d
による検出時に定電流回路4の電圧降下を小さくして、
電界効果トランジスタFET1の定電流領域より低い電
源電圧でCMOS型の増幅器2を動作させることができ
る。さらに、増幅器2を安定して動作させることができ
るので、スイッチング時の誤動作をなくすことも可能と
なる。
Therefore, according to the two-wire type sensor circuit of the present embodiment, the amplifier 2 is a CMOS type and the constant current circuit 4 is composed of the field effect transistor FET1, the resistor R1 and the variable resistor VR1. 1a-1d
The voltage drop of the constant current circuit 4 is reduced at the time of detection by
The CMOS amplifier 2 can be operated with a power supply voltage lower than the constant current region of the field effect transistor FET1. Furthermore, since the amplifier 2 can be operated stably, it is possible to eliminate malfunctions during switching.

【0051】また、本発明の前提となる2線式センサ回
路に比べて、小さい部品を使用することができるので、
部品の小型化により2線式センサ回路を小型化すること
ができる。さらに、部品点数を減らすことができるの
で、部品点数の削減によるコストダウンを図ることも可
能となる。
Further, as compared with the two-wire type sensor circuit which is the premise of the present invention, small parts can be used,
The two-wire sensor circuit can be downsized by downsizing the parts. Furthermore, since the number of parts can be reduced, it is possible to reduce the cost by reducing the number of parts.

【0052】(実施の形態2)図12により、本発明の
実施の形態2の2線式センサ回路の構成の一例を説明す
る。図12は本実施の形態の2線式センサ回路を示す回
路図である。
(Second Embodiment) An example of the configuration of a two-wire sensor circuit according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a circuit diagram showing the two-wire sensor circuit of this embodiment.

【0053】本実施の形態の2線式センサ回路は、前記
実施の形態1と同様に、たとえば検出素子によるブリッ
ジ回路からの検出信号を増幅器を通して出力する信号端
子およびコモン端子を備えた2線式センサとされ、前記
実施の形態1との相違点は、定電流回路の電界効果トラ
ンジスタの電流特性に依存することなく、検出素子によ
る検出時に電圧降下を小さくしてCMOS型の増幅器を
動作可能とするスイッチング回路を追加した点である。
なお、本実施の形態では、前記実施の形態1と同一機能
を有する構成要素については説明を省略する。
The two-wire type sensor circuit of the present embodiment has a two-wire type sensor circuit which has a signal terminal and a common terminal for outputting a detection signal from a bridge circuit by a detection element through an amplifier, as in the first embodiment. The sensor is different from the first embodiment in that the CMOS type amplifier can operate by reducing the voltage drop at the time of detection by the detection element without depending on the current characteristic of the field effect transistor of the constant current circuit. This is the point that a switching circuit for switching is added.
In addition, in the present embodiment, description of the components having the same functions as those in the first embodiment will be omitted.

【0054】すなわち、本実施の形態の2線式センサ回
路は、磁力に感応されるMR素子1a〜1dを4辺とす
るブリッジ回路1と、このブリッジ回路1からの検出信
号を増幅する増幅器2と、この増幅器2に接続されるダ
ーリントン接続回路3と、このダーリントン接続回路3
に接続される発光ダイオードLED1と、この発光ダイ
オードLED1に接続される定電流回路4と、発光ダイ
オードLED1と定電流回路4に接続されるスイッチン
グ回路5などから構成されている。
That is, the two-wire type sensor circuit of the present embodiment has a bridge circuit 1 having four sides of MR elements 1a to 1d sensitive to magnetic force, and an amplifier 2 for amplifying a detection signal from the bridge circuit 1. And the Darlington connection circuit 3 connected to the amplifier 2 and the Darlington connection circuit 3
And a constant current circuit 4 connected to the light emitting diode LED1, a switching circuit 5 connected to the light emitting diode LED1 and the constant current circuit 4, and the like.

【0055】特に、本実施の形態においては、電界効
果トランジスタの選別を避けること、定電流回路の内
部抵抗を下げること、を目的に、電界効果トランジス
タの選別を避け、かつ定電流回路の内部抵抗を下げる
ためにスイッチング回路5を採用した、ことを特徴とす
るものである。
In particular, in the present embodiment, for the purpose of avoiding selection of the field effect transistor and lowering the internal resistance of the constant current circuit, selection of the field effect transistor is avoided and the internal resistance of the constant current circuit is reduced. This is characterized in that the switching circuit 5 is adopted in order to lower the voltage.

【0056】スイッチング回路5は、定電流回路4の電
界効果トランジスタFET1の電流特性に依存すること
なく、MR素子1a〜1dによる検出時に電圧降下を小
さくしてCMOS型の増幅器2を動作可能とする回路で
あり、たとえばPNP形トランジスタQ3および抵抗R
4から構成され、PNP形トランジスタQ3のベース端
子が抵抗R4の一端に、この抵抗R4の他端がPNP形
トランジスタQ3のエミッタ端子にそれぞれ接続されて
いる。そして、PNP形トランジスタQ3のベース端子
が発光ダイオードLED1のアノード端子に接続され、
またコレクタ端子が電界効果トランジスタFET1のゲ
ート端子に、エミッタ端子が電界効果トランジスタFE
T1のドレイン端子にそれぞれ接続されている。
The switching circuit 5 enables the CMOS amplifier 2 to operate by reducing the voltage drop during detection by the MR elements 1a to 1d without depending on the current characteristic of the field effect transistor FET1 of the constant current circuit 4. Circuit, for example a PNP transistor Q3 and a resistor R
4, the base terminal of the PNP transistor Q3 is connected to one end of the resistor R4, and the other end of the resistor R4 is connected to the emitter terminal of the PNP transistor Q3. The base terminal of the PNP transistor Q3 is connected to the anode terminal of the light emitting diode LED1,
The collector terminal is the gate terminal of the field effect transistor FET1, and the emitter terminal is the field effect transistor FE.
Each of them is connected to the drain terminal of T1.

【0057】さらに、本実施の形態では、定電流回路4
が電界効果トランジスタFET1および可変抵抗VR1
から構成され、電界効果トランジスタFET1は、MR
素子1a〜1dによる検出時に定電流回路4の内部抵抗
を下げることが可能なスイッチング回路5を追加するこ
とで、前記実施の形態1のようにIDSSの小さい物を使
う必要がないため、この電界効果トランジスタFET1
を使用する際の選別を避けることができる。さらに、コ
ンデンサC2と抵抗R1によりフィルタ回路を構成する
ことで、回路の発振現象を防ぐことができる。すなわ
ち、MR素子1a〜1dによる検出のタイミングで、電
源電圧変動により増幅器2の出力が異常動作する要因に
対しても、フィルタ回路によって電源電圧変動を抑える
ことにより、発振対策を盛り込むことができる。さら
に、増幅器2の電源端子(+V)と接地端子(−V)と
の間に定電圧ダイオードZD2を接続することで、増幅
器2の電源電圧の上昇に対して対策することができる。
Further, in the present embodiment, the constant current circuit 4
Is a field effect transistor FET1 and a variable resistor VR1
The field effect transistor FET1 is composed of
By adding the switching circuit 5 capable of lowering the internal resistance of the constant current circuit 4 at the time of detection by the elements 1a to 1d, it is not necessary to use an object having a small I DSS as in the first embodiment. Field effect transistor FET1
It is possible to avoid selection when using. Further, by forming the filter circuit with the capacitor C2 and the resistor R1, it is possible to prevent the oscillation phenomenon of the circuit. That is, even when the output of the amplifier 2 abnormally operates due to the fluctuation of the power supply voltage at the timing of detection by the MR elements 1a to 1d, the fluctuation of the power supply voltage is suppressed by the filter circuit, so that a countermeasure against oscillation can be incorporated. Furthermore, by connecting the constant voltage diode ZD2 between the power supply terminal (+ V) and the ground terminal (−V) of the amplifier 2, it is possible to take measures against the rise in the power supply voltage of the amplifier 2.

【0058】従って、本実施の形態の2線式センサ回路
によれば、増幅器2をCMOS型とし、定電流回路4を
電界効果トランジスタFET1などから構成し、PNP
形トランジスタQ3などからなるスイッチング回路5を
追加することにより、定電流回路4の電界効果トランジ
スタFET1の電流特性に依存することなく、MR素子
1a〜1dによる検出時に電圧降下を小さくしてCMO
S型の増幅器2を動作させることができる。さらに、回
路の発振対策も盛り込むことにより、より一層、増幅器
2を安定して動作させることができるので、スイッチン
グ時の誤動作をなくすことも可能となる。
Therefore, according to the two-wire type sensor circuit of the present embodiment, the amplifier 2 is a CMOS type, the constant current circuit 4 is composed of the field effect transistor FET1, etc., and the PNP is used.
By adding the switching circuit 5 including the transistor Q3 and the like, the voltage drop can be reduced at the time of detection by the MR elements 1a to 1d without depending on the current characteristic of the field effect transistor FET1 of the constant current circuit 4 to reduce the CMO.
The S-type amplifier 2 can be operated. Furthermore, by incorporating circuit oscillation countermeasures, the amplifier 2 can be operated more stably, so that malfunctions at the time of switching can be eliminated.

【0059】また、前記実施の形態1と同様に、本発明
の前提となる2線式センサ回路に比べて、小さい部品を
使用することができるので、部品の小型化により2線式
センサ回路を小型化することができる。さらに、部品点
数を減らすことができるので、部品点数の削減によるコ
ストダウンを図ることも可能となる。
Further, as in the case of the first embodiment, it is possible to use a smaller component than the two-wire type sensor circuit which is the premise of the present invention. It can be miniaturized. Furthermore, since the number of parts can be reduced, it is possible to reduce the cost by reducing the number of parts.

【0060】なお、前記実施の形態においては、空気圧
シリンダの位置検出に用いられる2線式センサ回路に適
用した場合について説明したが、これに限定されるもの
ではなく、たとえば油圧シリンダや、ロータリアクチュ
エータなどの他の流体圧作動機器の位置検出装置、さら
に検出機能が必要とされる他の装置のセンサ回路として
も広く適用することができる。
In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the two-wire type sensor circuit used for detecting the position of the pneumatic cylinder has been described, but the present invention is not limited to this, and for example, a hydraulic cylinder or a rotary actuator. It can also be widely applied as a position detection device for other fluid pressure actuated devices such as, and as a sensor circuit for other devices requiring a detection function.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の2線式セ
ンサ回路によれば、電界効果トランジスタを使用した定
電流回路を構成することで、この定電流回路の電圧降下
を下げることができるので、CMOS型の増幅器を安定
して動作させることが可能となる。さらに、部品点数を
削減し、また使用部品を小型化することができるので、
小型化とコスト低減を図ることが可能となる。この結
果、2線式センサ回路の安定した動作を可能とし、小型
化およびコスト低減を実現することが可能となる。
As described above, according to the two-wire sensor circuit of the present invention, the voltage drop of the constant current circuit can be reduced by forming the constant current circuit using the field effect transistor. Therefore, the CMOS type amplifier can be stably operated. Furthermore, since the number of parts can be reduced and the parts used can be made smaller,
It is possible to reduce the size and cost. As a result, the two-wire sensor circuit can be stably operated, and the miniaturization and the cost reduction can be realized.

【0062】さらに、本発明の他の2線式センサ回路に
よれば、回路の発振対策も盛り込むことで、より一層、
増幅器を安定して動作させることができるので、スイッ
チング時の誤動作をなくすことも可能となる。
Further, according to another two-wire type sensor circuit of the present invention, by incorporating measures against circuit oscillation,
Since the amplifier can be operated stably, it is possible to eliminate malfunctions at the time of switching.

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

【図1】本発明の実施の形態1の2線式センサ回路を示
す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a two-wire sensor circuit according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態1の2線式センサ回路にお
いて、電界効果トランジスタのドレイン電流ID−ゲー
ト・ソース電圧VGSを示す特性図である。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a drain current ID −gate-source voltage V GS of a field effect transistor in the two-wire sensor circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態1の2線式センサ回路にお
いて、電界効果トランジスタのドレイン電流ID−ドレ
イン・ソース電圧VDSを示す特性図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a drain current I D −drain / source voltage V DS of a field effect transistor in the two-wire sensor circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施の形態1の2線式センサ回路にお
いて、定電流回路を示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a constant current circuit in the two-wire sensor circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施の形態1の2線式センサ回路にお
いて、電界効果トランジスタのドレイン電流ID−ドレ
イン・ソース電圧VDSを示す特性図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing a drain current I D −drain / source voltage V DS of a field effect transistor in the two-wire sensor circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施の形態1の2線式センサ回路の設
計を説明するための回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram for explaining the design of the two-wire sensor circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施の形態1の2線式センサ回路の設
計において、NPN型トランジスタのhFEを示す説明図
である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing h FE of the NPN transistor in the design of the two-wire sensor circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施の形態1の2線式センサ回路の設
計において、NPN型トランジスタのVBEを示す説明図
である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing V BE of the NPN transistor in the design of the two-wire sensor circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施の形態1の2線式センサ回路の設
計において、発光ダイオードのVFを示す説明図であ
る。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing V F of the light emitting diode in designing the two-wire sensor circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図10】本発明の実施の形態1の2線式センサ回路の
設計において、定電流回路のVGSを示す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing V GS of the constant current circuit in the design of the two-wire sensor circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図11】本発明の実施の形態1の2線式センサ回路の
設計結果のまとめを示す説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a summary of design results of the two-wire sensor circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図12】本発明の実施の形態2の2線式センサ回路を
示す回路図である。
FIG. 12 is a circuit diagram showing a two-wire sensor circuit according to a second embodiment of the present invention.

【図13】本発明の前提となる2線式センサ回路を示す
回路図である。
FIG. 13 is a circuit diagram showing a two-wire sensor circuit which is a premise of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ブリッジ回路 1a〜1d MR素子 2 増幅器 3 ダーリントン接続回路 4 定電流回路 5 スイッチング回路 LED1 発光ダイオード C1,C2 コンデンサ R1,R2,R3,R4 抵抗 Q1,Q2 NPN形トランジスタ Q3 PNP形トランジスタ FET1 電界効果トランジスタ VR1 可変抵抗 ZD1,ZD2 定電圧ダイオード OUT 信号端子 GND コモン端子 1 bridge circuit 1a to 1d MR element 2 amplifier 3 Darlington connection circuit 4 constant current circuit 5 switching circuits LED1 light emitting diode C1, C2 capacitors R1, R2, R3, R4 resistance Q1, Q2 NPN type transistor Q3 PNP type transistor FET1 field effect transistor VR1 variable resistor ZD1, ZD2 constant voltage diode OUT signal terminal GND common terminal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H03K 17/95 G01R 33/06 R (72)発明者 岩田 元昭 東京都千代田区丸の内3丁目2番3号 株 式会社コガネイ内 (72)発明者 仲秋 喜代志 静岡県磐田郡竜洋町宮本249番地の9 浜 松光電株式会社内 (72)発明者 大庭 啓史 静岡県磐田郡竜洋町宮本249番地の9 浜 松光電株式会社内 Fターム(参考) 2F077 AA49 CC02 JJ03 JJ09 JJ23 TT06 TT16 TT82 TT87 2G017 AD55 BA05 BA14 3H081 AA03 BB01 BB03 CC25 GG05 GG10 GG15 GG16 GG23 5J050 AA03 AA49 CC00 DD03 DD04 DD14 EE04 EE09 EE31 FF04 FF23 5J092 AA03 AA12 AA47 AA59 CA36 CA37 CA87 CA92 FA01 FA10 HA02 HA10 HA19 HA20 HA25 HA29 HA44 KA01 KA12 KA47 MA06 MA08 MA21 SA01 SA15 TA01 TA02 VL07 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H03K 17/95 G01R 33/06 R (72) Inventor Motoaki Iwata 3-2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo No. Incorporated company in Koganei (72) Inventor Kiyoshi Nakaaki 9 at 249 Miyamoto, Ryuyo-cho, Iwata-gun, Shizuoka Prefecture Hamamatsu Photoelectric Co., Ltd. (72) In Hiroshi Oba 9 Hamamatsu at 249 Miyamoto, Ryoyo-cho, Iwata-gun, Shizuoka 2F077 AA49 CC02 JJ03 JJ09 JJ23 TT06 TT16 TT82 TT87 2G017 AD55 BA05 BA14 3H081 AA03 BB01 BB03 CC25 GG05 GG10 GG15 GG16 GG23 5JAEE EE23 CA36 CA37 CA87 CA92 FA01 FA10 HA02 HA10 HA19 HA20 HA25 HA29 HA44 KA01 KA12 KA47 MA06 MA08 MA21 SA01 SA15 TA01 TA02 VL07

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 検出素子によるブリッジ回路からの検出
信号を増幅器を通して出力する信号端子およびコモン端
子を備え、流体圧作動機器の位置検出に用いる2線式セ
ンサ回路であって、 前記増幅器の出力端子にベース端子が接続されるダーリ
ントン接続回路と、該ダーリントン接続回路のコレクタ
端子にカソード端子が接続される発光ダイオードと、該
発光ダイオードのアノード端子にドレイン端子が接続さ
れる電界効果トランジスタと、該電界効果トランジスタ
のソース−ゲート端子間に接続される抵抗とを備え、前
記電界効果トランジスタのドレイン端子を前記信号端子
に接続すると共に、前記ダーリントン接続回路のエミッ
タ端子を前記コモン端子に接続し、前記電界効果トラン
ジスタのゲート端子および前記ダーリントン接続回路の
エミッタ端子を前記ブリッジ回路間に接続して該ブリッ
ジ回路に対して回路電圧を印加して前記検出素子による
検出を可能とし、 前記増幅器はCMOS型からなり、 前記電界効果トランジスタおよび前記抵抗は、前記検出
素子による検出時に電圧降下を小さくして前記電界効果
トランジスタの定電流領域より低い電源電圧で前記CM
OS型の増幅器を動作可能とする定電流回路として構成
されることを特徴とする2線式センサ回路。
1. A two-wire sensor circuit used for detecting the position of a fluid pressure actuated device, comprising a signal terminal for outputting a detection signal from a bridge circuit by a detection element through an amplifier and a common terminal, the output terminal of the amplifier. A Darlington connection circuit having a base terminal connected to a light emitting diode, a light emitting diode having a cathode terminal connected to a collector terminal of the Darlington connection circuit, a field effect transistor having a drain terminal connected to an anode terminal of the light emitting diode, A resistor connected between the source and gate terminals of the effect transistor, the drain terminal of the field effect transistor is connected to the signal terminal, the emitter terminal of the Darlington connection circuit is connected to the common terminal, the electric field Gate terminal of effect transistor and said Darlington connection circuit An emitter terminal is connected between the bridge circuits to apply a circuit voltage to the bridge circuits to enable detection by the detection element, the amplifier is of CMOS type, the field effect transistor and the resistor are the The voltage drop is reduced during detection by the detection element, and the CM is operated at a power supply voltage lower than the constant current region of the field effect transistor.
A two-wire sensor circuit configured as a constant current circuit that enables an OS-type amplifier to operate.
【請求項2】 検出素子によるブリッジ回路からの検出
信号を増幅器を通して出力する信号端子およびコモン端
子を備え、流体圧作動機器の位置検出に用いる2線式セ
ンサ回路であって、 前記増幅器の出力端子にベース端子が接続されるダーリ
ントン接続回路と、該ダーリントン接続回路のコレクタ
端子にカソード端子が接続される発光ダイオードと、該
発光ダイオードのアノード端子にドレイン端子が接続さ
れる電界効果トランジスタと、該電界効果トランジスタ
のソース−ゲート端子間に接続される抵抗と、前記発光
ダイオードのアノード端子にベース端子が接続され、前
記電界効果トランジスタのゲート端子、ドレイン端子に
コレクタ端子、エミッタ端子がそれぞれ接続されるトラ
ンジスタとを備え、前記電界効果トランジスタのドレイ
ン端子を前記信号端子に接続すると共に、前記ダーリン
トン接続回路のエミッタ端子を前記コモン端子に接続
し、前記電界効果トランジスタのゲート端子および前記
ダーリントン接続回路のエミッタ端子を前記ブリッジ回
路間に接続して該ブリッジ回路に対して回路電圧を印加
して前記検出素子による検出を可能とし、 前記増幅器はCMOS型からなり、 前記電界効果トランジスタおよび前記抵抗は、定電流回
路として構成され、 前記トランジスタは、前記電界効果トランジスタの電流
特性に依存することなく、前記検出素子による検出時に
電圧降下を小さくして前記CMOS型の増幅器を動作可
能とするスイッチング回路として構成されることを特徴
とする2線式センサ回路。
2. A two-wire type sensor circuit used for detecting the position of a fluid pressure actuated device, comprising a signal terminal for outputting a detection signal from a bridge circuit by a detection element through an amplifier and a common terminal, the output terminal of the amplifier. A Darlington connection circuit having a base terminal connected to the light emitting diode, a light emitting diode having a cathode terminal connected to a collector terminal of the Darlington connection circuit, a field effect transistor having a drain terminal connected to an anode terminal of the light emitting diode, and the electric field A transistor connected between a source and a gate terminal of an effect transistor, a base terminal connected to an anode terminal of the light emitting diode, and a collector terminal and an emitter terminal connected to a gate terminal and a drain terminal of the field effect transistor, respectively. And a drain of the field effect transistor. The Darlington connection circuit is connected to the common terminal, the gate terminal of the field effect transistor and the emitter terminal of the Darlington connection circuit are connected between the bridge circuits. A circuit voltage is applied to the bridge circuit to enable detection by the detection element, the amplifier is a CMOS type, the field effect transistor and the resistor are configured as a constant current circuit, the transistor is the A two-wire sensor circuit, which is configured as a switching circuit that enables the CMOS amplifier to operate by reducing the voltage drop when detected by the detection element without depending on the current characteristics of the field effect transistor. .
JP2001209217A 2001-07-10 2001-07-10 Two-wire sensor circuit Pending JP2003021115A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001209217A JP2003021115A (en) 2001-07-10 2001-07-10 Two-wire sensor circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001209217A JP2003021115A (en) 2001-07-10 2001-07-10 Two-wire sensor circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003021115A true JP2003021115A (en) 2003-01-24
JP2003021115A5 JP2003021115A5 (en) 2008-07-03

Family

ID=19044903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001209217A Pending JP2003021115A (en) 2001-07-10 2001-07-10 Two-wire sensor circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003021115A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6717416B2 (en) * 2001-09-14 2004-04-06 Vega Grieshaber Kg Circuit configuration for the voltage supply of a two-wire sensor
JP2007139130A (en) * 2005-11-21 2007-06-07 Ckd Corp Liquid pressure cylinder sensor
JP2007318352A (en) * 2006-05-24 2007-12-06 Asahi Kasei Electronics Co Ltd Magnetoelectric transducing switch
JP2008185145A (en) * 2007-01-30 2008-08-14 Ckd Corp Fluid pressure cylinder position detecting device
JP2013132152A (en) * 2011-12-22 2013-07-04 New Japan Radio Co Ltd Dc brushless motor drive circuit
CN108534806A (en) * 2017-03-03 2018-09-14 杨毅 Resonant chord sensor and secondly core wire duplex switching method in the calibration of two core cables

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6717416B2 (en) * 2001-09-14 2004-04-06 Vega Grieshaber Kg Circuit configuration for the voltage supply of a two-wire sensor
JP2007139130A (en) * 2005-11-21 2007-06-07 Ckd Corp Liquid pressure cylinder sensor
JP4608419B2 (en) * 2005-11-21 2011-01-12 シーケーディ株式会社 Fluid pressure cylinder sensor
JP2007318352A (en) * 2006-05-24 2007-12-06 Asahi Kasei Electronics Co Ltd Magnetoelectric transducing switch
JP2008185145A (en) * 2007-01-30 2008-08-14 Ckd Corp Fluid pressure cylinder position detecting device
JP2013132152A (en) * 2011-12-22 2013-07-04 New Japan Radio Co Ltd Dc brushless motor drive circuit
CN108534806A (en) * 2017-03-03 2018-09-14 杨毅 Resonant chord sensor and secondly core wire duplex switching method in the calibration of two core cables
CN108534806B (en) * 2017-03-03 2024-02-20 杨毅 Two-core system cable calibration inner Chu Zhenxian sensor and two-core wire duplex switching method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20080190203A1 (en) Signal Amplifying Circuit and Acceleration Sensor Having the Same
US6204715B1 (en) Signal amplifying circuit
US6677811B2 (en) Power supply circuit and RF transponder IC
US7215182B2 (en) High-performance, low-noise reference generators
JP2003021115A (en) Two-wire sensor circuit
CN110829830B (en) Output self-adaptive charge pump follower circuit based on LDO (low dropout regulator)
US6664857B2 (en) Two-stage operational amplifier
CN113411054B (en) Radio frequency amplifier and output 1dB compression point dynamic adjusting circuit thereof
US8283937B2 (en) Monitoring system and input and output device
JP2003526981A (en) Circuit structure for operating point adjustment for high frequency transistor and amplifier circuit
US5397979A (en) Integrated circuit with constant-voltage control circuit
US6928176B2 (en) Switching circuit built in IC for earphone and loudspeaker of portable information device
CN214255058U (en) Constant current source driving circuit
KR200329902Y1 (en) Switching circuit built in ic for earphone and loudspeaker of portable information device
JPH072923U (en) 2-wire sensor circuit
JPH0285766A (en) Range switching circuit
KR100735495B1 (en) Voltage comparator having hysteresis characteristics
CN206906907U (en) A kind of temperature control circuit
JPH0944784A (en) Two-wire sensor and sensor structure using this
JP2005218264A (en) Current limit circuit
US5773992A (en) Output buffer circuit capable of supressing ringing
JP3158449B2 (en) Voltage detection circuit
US7102443B2 (en) Temperature-stabilized amplifier circuit
JP2597314Y2 (en) Constant current circuit
CN115877909A (en) Distributed LDO (low dropout regulator) structure without external capacitive type

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080521

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080521

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101130

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20110405