JP2003270315A - センサの出力特性調整方法 - Google Patents
センサの出力特性調整方法Info
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Abstract
縮する。 【解決手段】 第1の増幅・調整回路20から正規出力
電圧が出力され、第2の増幅・調整回路21からリファ
レンス電圧が出力される。判定回路3は、リファレンス
電圧から抵抗32〜35の抵抗分割によって生成された
基準電圧Vin+B、Vin-Bを基準電圧Vin+B、Vin-B、と
比較し、正規出力電圧が基準電圧Vin+B、Vin-Bによる
規格電圧範囲内にあれば正常検出信号を出力し、規格電
圧範囲外にあれば異常検出信号を出力する。出力回路4
は、判定回路3から正常検出信号が出力されていれば正
規出力電圧を出力し、異常検出信号が出力されていれば
異常を示す信号を出力する。このような圧力センサの出
力特性を調整する場合、調整時に、抵抗32、37に調
整用の抵抗36、37を並列接続して規格電圧範囲を拡
大し、調整が終了すると調整用の抵抗36、37を無効
にする。
Description
力等)を検出するセンサの出力特性調整方法に関する。
ブレーキ液圧や燃料噴射装置の燃料圧等の圧力の測定手
段として圧力センサが用いられている。この圧力センサ
の多くは、半導体基板に薄肉のダイヤフラム部を形成
し、このダイヤフラム部の中央部および周辺部に圧力検
出素子(ゲージ抵抗)を2つずつ形成してホイートスト
ンブリッジ回路を構成している。そして、ダイヤフラム
部に圧力が印加されると、ピエゾ抵抗効果によってゲー
ジ抵抗の抵抗値が変化し、この結果として中央部および
周辺部のゲージ抵抗における中点電位に電位差が生じ
る。圧力センサでは、この出力電圧に適当な増幅・調整
処理を施して圧力に応じた電気信号を出力するようにし
ている。
回路が汚染や損傷等によって誤った電位差を発生した場
合には、そのまま誤ったセンサ出力を行ってしまうた
め、そのような異常(故障)を検出する機能を備える必
要がある。
ゲージ抵抗により構成されたブリッジ回路の中点の電位
差を増幅・調整回路で増幅した出力(正規の出力)と、
ゲージ抵抗を分割した分割ゲージ抵抗の中間端子のう
ち、圧力が印加されていない状態で電位が等しい中間端
子の組み合わせにおける電位差を増幅・調整回路で増幅
した出力(リファレンス出力)とに基づいて、圧力セン
サの異常を検出するようにしたものが記載されている。
に基づいて異常検出を行う場合、ウインドコンパレータ
を用いた回路構成によって実現することが考えられる。
図2にその場合の具体的な圧力センサの回路構成を示
す。
整部2、判定回路3および出力回路4から構成されてい
る。
B、RC、RDがブリッジ接続された構成となってい
る。ここで、抵抗RA、RB、RC、RDは、それぞれ
2つの分割抵抗で構成され、抵抗RAは抵抗RA1と抵
抗RA2により、抵抗RBは抵抗RB1と抵抗RB2に
より、抵抗RCは抵抗RC1と抵抗RC2により、抵抗
RDは抵抗RD1と抵抗RD2により構成されている。
ブリッジ回路1における一端側(電源側)の端子Aおよ
び他端側(接地側)の端子Dの間には、定電圧Vcが印
加される。
20および第2の増幅・調整回路21から構成されてい
る。第1の増幅・調整回路20は、ブリッジ回路におけ
る中点B、Cの電位差VBCを増幅した電圧(正規出力電
圧)V1を出力する。また、第2の増幅・調整回路21
は、抵抗RB1とRB2の中間端子B2と、抵抗RD1
とRD2の中間端子C2の電位差VB2C2を増幅した電圧
(リファレンス電圧)V2を出力する。このリファレン
ス電圧V2は、上記した公報に記載された、圧力が印加
されていない状態で電位が等しい中間端子の組み合わせ
における電位差を増幅した出力に相当する。なお、2つ
の中点B、Cの電位差VBCと2つの中間端子B2、C2
の電位差VB2C2には、|VBC|=2×|VB2C2|の関係
が成り立っている。
成する第1、第2のコンパレータ30、31と、基準電
圧を生成するための抵抗32〜35から構成されてい
る。第1のコンパレータ30の反転入力端子と第2のコ
ンパレータ31の非反転入力端子には、第1の増幅・調
整回路20の正規出力電圧V1が入力され、第1のコン
パレータ30の非反転入力端子と第2のコンパレータ3
1の反転入力端子には、第1、第2の基準電圧Vin+A、
Vin-Aがそれぞれ入力される。この第1、第2の基準電
圧Vin+A、Vin-Aは、リファレンス電圧から抵抗32〜
35の抵抗分割によって生成される。すなわち、直列接
続された抵抗32〜35に電源電圧Vcが印加され、第
2の増幅・調整回路21の出力が抵抗33と抵抗34の
接続点に接続された構成となっており、抵抗32と抵抗
33の接続点から第1の基準電圧V in+Aが出力され、抵
抗34と抵抗35の接続点から第2の基準電圧Vin-Aが
出力される。
抗値をR1、R2、R3、R4とすると、第1の基準電
圧Vin+Aは数式1で表され、第2の基準電圧Vin-Aは数
式2で表される。
電圧V1が第1の基準電圧Vin+Aと第2の基準電圧V
in-Aの間、すなわち第1、第2の基準電圧Vin+A、V
in-Aによって設定された規格電圧範囲(例えば0.5か
ら4.5V)内にあるときには、第1、第2のコンパレ
ータ30の出力がいずれもハイレベルとなるため、判定
回路3はハイレベルの正常検出信号を出力する。しか
し、正規出力電圧V1が第1の基準電圧Vin+Aより高い
と、第1のコンパレータ30の出力はローレベルとな
り、また正規出力電圧V1が第2の基準電圧Vin-Aより
低いと、第2のコンパレータ31の出力はローレベルと
なるため、いずれの場合も判定回路3はローレベルの異
常検出信号を出力する。
からの正規出力電圧V1および判定回路3からの信号に
基づき、判定回路3から正常検出信号が出力されている
ときには、正規出力電圧V1を出力する。しかし、判定
回路3から異常検出信号が出力されると、異常を示す信
号(規格電圧範囲外の電圧信号)を出力する。
て、センサの出力特性を調整する場合、例えば、ブリッ
ジ回路1における2つの中点B、Cの電位差VBCが0の
状態で、正規出力電圧V1が例えば0.5Vとなるよう
に第1の増幅・調整回路20の動作点の電圧(オフセッ
ト)を調整し、VBC=10mVの状態のときに、正規出
力電圧V1が例えば1Vとなるように第1の増幅・調整
回路20の増幅率を調整する。また、第2の増幅・調整
回路21についても、抵抗33と抵抗34の接続点の電
圧をモニタしてオフセットおよび増幅率を調整する。こ
のようなセンサの出力特性の調整は、出力回路4の出力
をモニタしながら行う。
整中に、判定回路3から異常検出信号が出力されて出力
回路4から規格電圧範囲外の信号が出力される場合があ
る。このため、出力回路4の出力電圧が規格電圧範囲外
の信号にならないように、第1、第2の増幅・調整回路
20、21の微調整を繰り返し行う必要があり、調整に
時間がかかってしまうという問題が生じる。
たようなセンサにおける出力特性の調整時間を短縮する
ことを目的とする。
め、請求項1、2に記載の発明では、センサの正規出力
電圧(V1)を、複数の抵抗(32〜35)の抵抗分割
によって生成された基準電圧と比較し、正規出力電圧
(V1)が基準電圧によって設定された規格電圧範囲内
にあるか否かを判定する判定回路(3)と、判定回路
(3)から正規出力電圧(V1)が規格電圧範囲内にあ
ることを示す信号が出力されているときに正規出力電圧
(V1)を出力し、判定回路(3)から正規出力電圧
(V1)が規格電圧範囲を外れていることを示す信号が
出力されているときに異常を示す信号を出力する出力回
路(4)と、を備えたセンサに対し、出力回路(4)の
出力をモニタしてセンサの出力特性を調整する方法であ
って、調整時に、複数の抵抗(32〜35)のうち少な
くとも1つの抵抗(32、35)に、調整用の抵抗(3
6、37)を並列接続して規格電圧範囲を拡大し、調整
が終了すると調整用の抵抗(36、37)を無効にする
ことを特徴としている。
(4)から規格電圧範囲外の信号が出力されないように
することができるため、センサの出力特性の調整に要す
る時間を短縮することができる。
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すも
のである。
圧力センサの回路構成を図1に示す。なお、図2に示す
ものと同一部分には、同一符号を付して説明を省略し、
以下異なる部分についてのみ説明する。
示すように、抵抗32と並列に調整用の抵抗36が接続
され、抵抗35と並列に調整用の抵抗37が接続された
構成となっている。このような構成とすることにより、
第1の基準電圧Vin+Bは数式3で表され、第2の基準電
圧Vin-Bは数式4で表される。
in-B<Vin-Aの関係となるため、判定回路3の規格電圧
範囲(第1の基準電圧−第2の基準電圧)を、図2に示
す構成のものよりも広くすることができる。
に、判定回路3から異常検出信号が出力されない、すな
わち出力回路4の出力電圧が規格電圧範囲外の信号にな
らないようにすることができ、センサの出力特性の調整
に要する時間を短縮することができる。
36、37を無効にする。例えば、抵抗36、37の接
続をトリミングによって開放(オープン)状態にする。 (他の実施形態)抵抗36、37を無効にする方法とし
ては、抵抗36、37の抵抗値を抵抗32、35に比し
て非常に大きな値に調整し、抵抗36、37が判定回路
3の故障検出作動に影響しないようにしてもよい。
く固定抵抗であってもよい。
の電位差VB2C2を増幅した電圧である必要はなく、他の
中間端子間の電位差を増幅した電圧であってもよい。こ
のリファレンス電圧は、正規出力電圧を監視するために
用いられるものであるため、正規出力電圧V1の変化と
同様に変化するものであればよい。
35に調整用の抵抗36、37を並列接続するものを示
したが、規格電圧範囲を所望の範囲に拡大できるのであ
ればそのいずれか1つの並列接続のみとしてもよい。
ス電圧から抵抗32〜35の抵抗分割によって基準電圧
を生成するものを示したが、リファレンス電圧を用いず
に抵抗32〜35による抵抗分割によって基準電圧を生
成するようにしてもよい。
成であれば、圧力センサに限らず、圧力以外の物理量を
検出する物理量センサ、例えば加速度センサにも適用す
ることができる。
成を示す図である。
サの回路構成を示す図である。
路、4・・・出力回路、20、21・・・第1、第2の増幅・
調整回路、30、31・・・第1、第2のコンパレータ、
32〜35…抵抗、36、37…調整用の抵抗。
Claims (2)
- 【請求項1】 センサの正規出力電圧(V1)を、複数
の抵抗(32〜35)の抵抗分割によって生成された基
準電圧と比較し、前記正規出力電圧(V1)が前記基準
電圧によって設定された規格電圧範囲内にあるか否かを
判定する判定回路(3)と、 前記判定回路(3)から前記正規出力電圧(V1)が前
記規格電圧範囲内にあることを示す信号が出力されてい
るときに前記正規出力電圧(V1)を出力し、前記判定
回路(3)から前記正規出力電圧(V1)が前記規格電
圧範囲を外れていることを示す信号が出力されていると
きに異常を示す信号を出力する出力回路(4)と、を備
えたセンサに対し、前記出力回路(4)の出力をモニタ
してセンサの出力特性を調整する方法であって、 前記調整時に、前記複数の抵抗(32〜35)のうち少
なくとも1つの抵抗(32、35)に、調整用の抵抗
(36、37)を並列接続して前記規格電圧範囲を拡大
し、 前記調整が終了すると前記調整用の抵抗(36、37)
を無効にすることを特徴とするセンサの出力特性調整方
法。 - 【請求項2】 前記基準電圧は、前記正規出力電圧(V
1)の変化と同様に変化するリファレンス電圧から前記
複数の抵抗(32〜35)の抵抗分割によって生成され
たものであることを特徴とする請求項1に記載のセンサ
の出力特性調整方法。
Priority Applications (1)
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JP2002070136A JP3888196B2 (ja) | 2002-03-14 | 2002-03-14 | センサの出力特性調整方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US8028835B2 (en) | 2004-07-23 | 2011-10-04 | Terumo Kabushiki Kaisha | Medical products and medical product ordering system |
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2002
- 2002-03-14 JP JP2002070136A patent/JP3888196B2/ja not_active Expired - Fee Related
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