JP2009058327A - 物理量センサ温度補償回路 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的簡単な回路構成で物理量センサの温度補償が行える物理量センサ温度補償回路を提供すること。
【解決手段】２次の温度特性を持つ物理量センサのオフセット電圧温度特性を、一つの屈折点を有する２本の直線による折れ線で示される温度特性補償信号に基づき補償することを特徴とする物理量センサ温度補償回路である。
【選択図】図１

Description

本発明は、物理量センサ温度補償回路に関し、詳しくは、１次で負の温度特性を有し２次で正の温度特性を有する物理量センサの温度補償に関するものである。

たとえば半導体で構成される圧力センサには、１次で負の温度特性を有し２次で正の温度特性を有するものがある。このような圧力センサの温度特性の測定結果に基づき、２次の温度特性補償に必要な値が、
ｙ＝Ａｔ^２＋Ｂｔ＋Ｃ
と算出されたとする。

図４は、このような算出式に基づく従来の温度補償回路の一例を示す回路図であり、圧力センサ１１、ボルテージホロワ１２、差動増幅回路１５の他、スパン温度補正回路２３およびオフセット温度補正回路２４を備えている。

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

また、バンドギャップリファレンス回路２３２は、電源およびグランド間に直列に接続される抵抗Ｒ２３１，Ｒ２３２およびトランジスタ（ダイオード）Ｑ２３１と、電源およびグランド間に直列に接続される抵抗Ｒ２３３およびトランジスタ（ダイオード）Ｑ２３２と、抵抗Ｒ２３１，２３２の接続点に非反転入力端子が接続され、抵抗Ｒ２３３およびトランジスタＱ２３２の接続点に反転入力端子が接続される演算増幅器２３３とで構成されている。

そして、このように構成されるスパン温度補正回路２３は、電源電圧Ｖｃｃ（ｔ）としての出力電圧が、圧力センサ１１の両出力端子Ｔ３，Ｔ４間に発生し１次で負および２次で正の両温度変動成分を併せ持つスパン温度変動成分を打ち消すように、１次で正および２次で負の両温度変動成分を併せ持つ温度特性を持つように設定される。

ここで、係数Ａ,Ｂ,Ｃと電気回路定数ｂ２,ｃ２,ｂ３,ｃ３を、以下のように関連付けている。
Ａ＝ｂ２×ｂ３／Ｒ２３
Ｂ＝ｂ２＋(ｂ２×ｃ３＋ｃ２×ｂ３)／Ｒ２３
Ｃ＝ｃ２＋ｃ２×ｃ３／Ｒ２３
なお、ｂ２とｃ２は一つめの１次温度特性を発生させる回路の１次の温度係数と定数であり、ｂ３とｃ３は二つめの１次温度特性を発生させる回路の温度係数と定数である。

特開２００１−９１３８７号公報

しかし、このような回路構成によれば、２つの１次温度特性を発生させる回路を構成する部品の相互間で干渉が発生することから、これらの干渉を予測して各部品の調整を行わなければならず、実現は困難である。

本発明は、このような従来の問題点に着目したものであり、その目的は、比較的簡単な回路構成で物理量センサの温度補償が行える物理量センサ温度補償回路を提供することにある。

このような目的を達成する請求項１の発明は、２次の温度特性を持つ物理量センサのオフセット電圧温度特性を、一つの屈折点を有する２本の直線による折れ線で示される温度特性補償信号に基づき補償することを特徴とする物理量センサ温度補償回路である。

請求項２の発明は、請求項１に記載の物理量センサ温度補償回路において、前記一つの屈折点を有する２本の直線による折れ線で示される温度特性補償信号は、１次の温度特性を持つ温度検出部の出力を入力としてその絶対値を出力する可変増幅部により生成されることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２記載の物理量センサ温度補償回路において、前記２本の直線の低温側と高温側の温度係数の比が、抵抗比で設定されることを特徴とする。

請求項４の発明は、抵抗ブリッジよりなり２次の温度特性を持つ物理量センサと、１次の温度特性を持つ温度測定信号を出力する温度検出部と、この温度検出部の出力信号に基づき一つの屈折点を有する２本の直線による折れ線で示される温度特性補償信号を生成する可変増幅部と、この可変増幅部から出力される温度特性補償信号が加算された電流に基づき前記物理量センサを駆動する電流駆動部と、前記物理量センサの出力信号を差動増幅する差動増幅部と、前記温度検出部の出力信号と前記可変増幅部の出力信号を加算してオフセット電圧温度補償信号を生成し、所望のオフセット電圧温度特性の温度係数比のオフセット電圧温度補償信号に変換して出力するオフセット電圧温度補償信号発生回路と、前記差動増幅部から出力される感度が温度補償された物理量センサの差動出力とオフセット電圧温度補償信号発生回路から出力されるオフセット電圧温度補償信号を加算し、感度とオフセット電圧が温度補償された物理量信号を出力する加算器、とで構成されたことを特徴とする物理量センサ温度補償回路である。

本発明によれば、２次の温度特性を持つ圧力センサのオフセット電圧温度特性を、２本の直線(一つの屈折点)による折れ線で示される温度特性補償信号に基づき補償することができ、２本の直線の低温側と高温側の温度係数の比を、抵抗比で容易に設定できる。
そして、感度とオフセット電圧が温度補償された物理量信号を得ることができる。

以下、本発明について、図面を用いて説明する。図１は本発明に基づく物理量センサ温度補償回路図の一実施例を示す回路図である。図１の物理量センサ温度補償回路図は、温度検出部１と、可変増幅部２と、センサの電流駆動部３と、圧力センサ４と、差動増幅部５と、オフセット電圧温度補償信号発生回路６と、加算器７とで構成されている。

温度検出部１は、直列接続された抵抗Ｒ１とダイオードＤ１で構成されている。回路各部に電力を供給する内部電源電圧ＶＣＣは抵抗Ｒ１の一端に接続され、抵抗Ｒ１の他端はダイオードＤ１のアノードに接続され、ダイオードＤ１のカソードは前記各部の共通電位点ＧＮＤに接続されている。

可変増幅部２は、図２に示すように、抵抗Ｒ２１、ダイオードＤ２１、演算増幅器ＯＰ２１，ＯＰ２２、直流電圧源Ｖｒｅｆなどで構成されている。

図２において、温度検出部１の出力であるＶｔは抵抗Ｒ２１の一端と抵抗Ｒ２４の一端に接続され、抵抗Ｒ２１の他端は演算増幅器ＯＰ２１の反転入力端子とダイオードＤ２１のカソードと抵抗Ｒ２２の一端に接続されている。演算増幅器ＯＰ２１の非反転入力端子は直流電圧源Ｖｒｅｆの正電圧側に接続され、直流電圧源Ｖｒｅｆの負電圧側は共通電位点ＧＮＤに接続されていて、演算増幅器ＯＰ２１の非反転入力端子は直流電圧源Ｖｒｅｆの出力電圧によりバイアスされる。演算増幅器ＯＰ２１の出力端子はダイオードＤ２１のアノードとダイオードＤ２２のカソードに接続され、ダイオードＤ２２のアノードは抵抗Ｒ２２の他端と抵抗Ｒ２３の一端に接続されている。

抵抗Ｒ２３の他端は演算増幅器ＯＰ２２の反転入力端子と抵抗Ｒ２４の他端と抵抗Ｒ２５の一端に接続されている。演算増幅器ＯＰ２２の出力端子は抵抗Ｒ２５の他端に接続されて演算増幅器ＯＰ２２の非反転入力端子は所定電圧Ｖｒｅｆによりバイアスされる。ここで、抵抗Ｒ２３は演算増幅器ＯＰ２２の入力抵抗であり、抵抗Ｒ２５は演算増幅器ＯＰ２２の帰還抵抗である。Ｖｔｓは演算増幅器ＯＰ２２の出力であり、温度検出電圧Ｖｔを増幅した電圧である。

再び図１において、センサの電流駆動部３は、抵抗Ｒ２、演算増幅器ＯＰ１、トランジスタＱ１などで構成されている。可変増幅部２の出力であるＶｔｓは抵抗Ｒ３の一端に接続され、抵抗Ｒ３の他端は演算増幅器ＯＰ１の反転入力端子と抵抗Ｒ２とＲ４の一端に接続され、抵抗Ｒ２の他端は内部電源電圧ＶＣＣに接続されている。演算増幅器ＯＰ１の非反転入力端子は直流電圧源Ｖｒｅｆの正電圧側に接続されて所定電圧Ｖｒｅｆによりバイアスされる。演算増幅器ＯＰ１の出力端子はトランジスタＱ１のベース端子に接続され、トランジスタＱ１のエミッタ端子は抵抗４の他端と抵抗Ｒ５の一端に接続され、抵抗Ｒ５の他端は共通電位点ＧＮＤに接続されている。トランジスタＱ１のコレクタ端子は、圧力センサ４に接続されている。

圧力センサ４は、ブリッジ接続された４個の抵抗で構成されている。これら抵抗ブリッジの第１接続点は内部電源電圧ＶＣＣに接続され、第１接続点と対向する第２接続点はトランジスタＱ１のコレクタ端子に接続されている。そして残りの第３接続点と第４接続点はそれぞれ差動増幅部５に接続されている。

電流駆動部３は、圧力センサ４を駆動するために、内部電源電圧ＶＣＣから圧力センサ４、トランジスタＱ１、抵抗Ｒ５を経由して共通電位点ＧＮＤに、検出温度に関連した電圧Ｖｔｓに対応した電流を流す。抵抗ブリッジは、たとえば半導体圧力センサの場合、圧力を加えられる半導体（たとえばシリコン）上に形成されて、これらの抵抗値は、前記圧力に対応して変化する。そして、第３接続点と第４接続点間の電圧Ｖｐは前記圧力に対応した電圧となり、差動増幅部５はこの電圧Ｖｐを増幅して、前記圧力に対応した電圧Ｖｏを出力する。

オフセット電圧温度補償信号発生回路６は、抵抗Ｒ６〜Ｒ１０、可変抵抗ＶＲ１、演算増幅器ＯＰ２，ＯＰ３、直流電圧源Ｖｒｅｆなどで構成されている。

演算増幅器ＯＰ２の反転入力端子には、抵抗Ｒ６を介して可変増幅部２の出力電圧Ｖｔｓが入力されるとともに抵抗Ｒ７を介して可変増幅部２の入力電圧Ｖｔが入力され、さらに抵抗Ｒ８を介して演算増幅器ＯＰ２の出力端子が接続されている。演算増幅器ＯＰ２の非反転入力端子には直流電圧源Ｖｒｅｆの正電圧側が接続され、直流電圧源Ｖｒｅｆの負電圧側は共通電位点ＧＮＤに接続されている。

演算増幅器ＯＰ３の反転入力端子には抵抗Ｒ９を介して演算増幅器ＯＰ２の出力端子が接続されるとともに抵抗Ｒ１０を介して演算増幅器ＯＰ３の出力端子が接続され、非反転入力端子には直流電圧源Ｖｒｅｆの正電圧側が接続されている。直流電圧源Ｖｒｅｆの負電圧側は共通電位点ＧＮＤに接続されている。そして、演算増幅器ＯＰ２の出力端子と演算増幅器ＯＰ３の出力端子の間には、可変抵抗ＶＲ１が接続されている。

加算器７は、抵抗Ｒ１１〜Ｒ１３、演算増幅器ＯＰ４、直流電圧源Ｖｒｅｆなどで構成されている。

演算増幅器ＯＰ４の反転入力端子には、抵抗Ｒ１１を介して差動増幅部５の出力端子が接続されるとともに抵抗Ｒ１２を介して可変抵抗ＶＲ１のブラシが接続され、さらに抵抗Ｒ１３を介して演算増幅器ＯＰ４の出力端子が接続されている。演算増幅器ＯＰ４の非反転入力端子には直流電圧源Ｖｒｅｆの正電圧側が接続され、直流電圧源Ｖｒｅｆの負電圧側は共通電位点ＧＮＤに接続されている。

図３は図１の各部の特性例説明図であって、（Ａ）は温度検出部１における出力電圧Ｖｔの温度特性例を示し、（Ｂ）は可変増幅部２における出力電圧Ｖｔｓの温度特性例を示し、（Ｃ）はオフセット電圧温度補償信号発生回路６の演算増幅器ＯＰ３の反転入力端子側における電圧Ｖｔｚの温度特性例を示し、（Ｄ）はオフセット電圧温度補償信号発生回路６の演算増幅器ＯＰ３の出力端子側における電圧−Ｖｔｚの温度特性例を示し、（Ｅ）は圧力センサ４におけるオフセット電圧Ｖｓｏの温度特性例を示し、（Ｆ）は温度補償された圧力センサ４のオフセット電圧Ｖｓｏの温度特性例を示し、（Ｇ）は駆動電流Ｉｐの温度特性例を示し、（Ｈ）は圧力センサ４における感度電圧Ｖｓの温度特性例を示し、（Ｉ）は温度補償された圧力センサ４の感度電圧Ｖｓの温度特性例を示している。

図１の回路構成において、（Ａ）に示す温度検出部１の出力と（Ｂ）に示す可変増幅部２の出力をオフセット電圧温度補償信号発生回路６における演算増幅器ＯＰ２で構成される加算器で加算することにより（Ｃ）に示す補償信号Ｖｔｚを発生させ、演算増幅器ＯＰ３で構成される反転増幅器により（Ｄ）に示す補償信号−Ｖｔｚを発生させる。これら補償信号Ｖｔｚと−Ｖｔｚを可変抵抗ＶＲ１で調整することにより、（Ｅ）に示す圧力センサ４のオフセット電圧Ｖｓｏの温度特性例を（Ｆ）に示すように補償する。また、（Ｂ）に示す可変増幅部２の出力電圧を（Ｇ）に示すような駆動電流Ｉｐを出力するセンサの電流駆動部３に加算することにより、（Ｈ）に示す圧力センサ４の感度電圧Ｖｓの温度特性例を（Ｉ）に示すように補償する。

温度検出部１において、抵抗Ｒ１とダイオードＤ１との接続点から出力される電圧Ｖｔは、ダイオードＤ１の順方向電圧（アノードとカソード間の電圧）である。この順方向電圧Ｖｔは、ダイオードＤ１の周囲温度に対応して変化することから、この順方向電圧Ｖｔの値に基づいて周囲温度が検出できるが、図３（Ａ）に示すように温度に対して負の勾配を有する直線になる（たとえば勾配は＋１℃あたり−２ｍＶ）。所定温度Ｔｒｅｆ（たとえば２５℃）のとき、ＶｔはＶｒｅｆになる。

圧力センサ４のオフセット電圧Ｖｓｏは、圧力センサ４に圧力が加えられないときの圧力センサ４の出力で表わされる。圧力センサ４のオフセット電圧Ｖｓｏも図３（Ｅ）に示すように所定の温度特性を持っている。オフセット電圧Ｖｓｏの勾配は、所定温度Ｔｒｅｆを超える場合における勾配と所定温度Ｔｒｅｆ以下における勾配とは異なる。なお、近似的に直線（破線）により、これらの勾配を表している。

圧力センサ４の感度は、圧力センサ４に所定の圧力が加えられて出力電圧Ｖｐが変化したときの、この圧力変化分に対応する出力電圧Ｖｐの変化分である。例えば、圧力が０ｋＰａから１０ｋＰａに変化したとき、この圧力変化分に対応する出力電圧Ｖｐの変化分が圧力センサ４の感度になる。圧力センサ４の感度電圧Ｖｓは、圧力変化分に対応する出力電圧Ｖｐの変化分を表す。感度電圧Ｖｓは図３（Ｈ）に示すような所定の温度特性を有していて、所定温度Ｔｒｅｆを超える場合における勾配と所定温度Ｔｒｅｆ以下における勾配とは異なる。なお、所定温度Ｔｒｅｆのとき感度電圧ＶｓはＶｓｒｅｆになる。

可変増幅部２の動作について説明する。温度検出部１の出力電圧Ｖｔに対する可変増幅部２の増幅率は、温度検出部１の出力電圧Ｖｔの電圧値により異なる。温度検出部１の出力電圧Ｖｔが所定電圧Ｖｒｅｆ以上のとき可変増幅部２の出力電圧Ｖｔｓは下記式（１）で表わされ、温度検出部１の出力電圧Ｖｔが所定電圧Ｖｒｅｆ未満のとき可変増幅部２の出力電圧Ｖｔｓは下記式（２）で表わされる。

Vts＝{(R22/R21×R25/R23)−R25/R24}×(Vt−Vref)＋Vref （１）
Vts＝−(R25/R24)×(Vt−Vref)＋Vref （２）

このため、温度検出部１の出力電圧Ｖｔが所定電圧Ｖｒｅｆ以上のとき、可変増幅部２の増幅率Ｇ１（第１増幅率）は下記式（３）で、温度検出部１の出力電圧Ｖｔが所定電圧Ｖｒｅｆ未満のとき、可変増幅部２の増幅率Ｇ２（第２増幅率）は下記式（４）で表わされる。

G1＝(R22/R21×R25/R23)−R25/R24 （３）
G2＝−R25/R24 （４）

ここで、図３（Ｈ）における所定温度Ｔｒｅｆ以下の破線の勾配の逆極性値がＧ１に一致して、所定温度Ｔｒｅｆを超える場合の破線の勾配の逆極性値がＧ２に一致すれば、感度電圧Ｖｓの温度補償ができる。詳細に関しては後述する。

そして、温度が所定温度Ｔｒｅｆ以下のとき可変増幅部２の出力電圧Ｖｔｓは式（１）で表わすことができ、温度が所定温度Ｔｒｅｆを超えるとき可変増幅部２の出力電圧Ｖｔｓは式（２）で表わせる。温度が所定温度Ｔｒｅｆのとき、温度検出部１の出力電圧ＶｔはＶｒｅｆになるので、可変増幅部２の出力電圧ＶｔｓもＶｒｅｆとなる。これらから、可変増幅部２の出力電圧Ｖｔｓは図３（Ｂ）で表わされ、Ｖｒｅｆで折り返される形になる。

駆動部３の動作を説明する。駆動部３は、抵抗Ｒ３を介して入力されるＶｔｓに対応した電流Ｉ１と、抵抗Ｒ２を介して入力されるＶＣＣに対応した電流Ｉ２とを加算した電流を圧力センサ４に流す。そして、圧力センサ４に流れる電流Ｉｐを抵抗Ｒ５で検出し、この検出電圧を抵抗Ｒ４を介して演算増幅器ＯＰ１の反転入力端子に帰還することにより、前記加算電流を圧力センサ４に流す。ここで、電流Ｉｐは下記式（５）で表わされる。

Ip＝(Vref/R5)−{(R4＋R5)×(VCC−Vref)/(R2×R5)}
−{(R4＋R5)×(Vts−Vref)/(R3×R5)} （５）

ここで、式（５）の第１項と第２項は前記Ｉ２に相当し、温度検出電圧Ｖｔに関連しない所定電流値Ｉｒｅｆになる。式（５）の第３項は前記Ｉ１に相当し、可変増幅部２の出力電圧Ｖｔｓに関連して温度補償を行う。所定温度Ｔｒｅｆのとき、可変増幅部２の出力電圧ＶｔｓはＶｒｅｆであるので、電流ＩｐはＩｒｅｆ（例えば０．６ｍＡ）になる。以上より、電流Ｉｐは図３（Ｇ）で表わされ、Ｉｒｅｆで折り返される形になる。

そして、電流Ｉｐが図３（Ｇ）における破線の勾配の逆極性になることにより、感度電圧Ｖｓは図３（Ｉ）に示す実線になり、圧力センサ４の感度の温度補償ができる。なお、図３（Ｉ）の破線は、図３（Ｈ）の破線を温度補償したものである。

次に、図３（Ｉ）に示すように温度補償するために、図３（Ｈ）における所定温度Ｔｒｅｆ以下の破線の勾配の逆極性値がＧ１に一致し、所定温度Ｔｒｅｆを超える場合の破線の勾配の逆極性値がＧ２に一致するように、部品を選択することについて説明する。

圧力センサ４の感度温度特性として、図３（Ｈ）における所定温度Ｔｒｅｆ以下の破線の勾配が＋１℃あたり−Ａ（Ｖ）、所定温度Ｔｒｅｆを超える場合の破線の勾配が＋１℃あたり＋Ｂ（Ｖ）の場合について説明する。Ａ、Ｂは正の値とする。ここで、下記式（６）で表わされるように部品を選択する。

R22/R21＝R25/R24 （６）

式（６）を、式（３）と式（４）に代入することにより、Ｇ１とＧ２の比率は、下記式（７）で表わされる。

G1/G2＝1−(R25/R23) （７）

圧力センサ４の感度温度特性を補償するために、下記式（８）で示すように、Ｇ１が＋Ａ、Ｇ２が−Ｂになるようにする。

G1/G2＝1−(R25/R23)＝＋Ａ/−Ｂ （８）

式（８）に示すように、抵抗Ｒ２３とＲ２５の抵抗値を選択すれば、図３（Ｉ）に示すように、感度電圧Ｖｓの温度補償ができる。このように、第１増幅率Ｇ１と第２増幅率Ｇ２は、後段演算増幅器ＯＰ３の入力抵抗Ｒ２３と帰還抵抗Ｒ２５の比率に基づいて定められて、感度電圧Ｖｓの温度補償が行える。そして、抵抗Ｒ２３とＲ２５の抵抗値を選択すればよいので部品の選択が容易になり、温度補償が容易になる。抵抗Ｒ２３とＲ２５は、たとえば金属皮膜抵抗のような安価な抵抗を選択できる。また、図３（Ｈ）に示すように所定温度Ｔｒｅｆを超える場合と以下の場合における感度電圧Ｖｓの曲率（曲がり）が異なっていても、温度補償を行うことができる。

オフセット電圧温度補償信号発生回路６の動作を説明する。
可変増幅部２の動作で説明したように、感度電圧Ｖｓの温度補償のためにゲインの比が式（８）を満たすように設計された可変増幅部２を用いて、高温側と低温側で異なる温度係数をもつ２本の直線(一つの屈折点)による折れ線によるオフセット電圧の温度補償方法を考える。

ここで、可変増幅部２の出力電圧を感度温度補償信号Ｖｔｓとし、高温側の感度温度補償信号をＶｔｓ＿ｈ、低温側の感度温度補償信号をＶｔｓ＿ｌとすると、
Vts_h＝−R25/R24×(Vt-Vref)＋Vref （９）
Vts_l＝(R22/R21×R25/R23−R25/R24)×(Vt−Vref)＋Vref （１０）
R22/R21＝R25/R24とすると、
Vts_l＝−R25/R24×(1−R25/R23)×(Vt−Vref)＋Vref （１１）
になる。

オフセット電圧温度補償信号発生回路６の演算増幅器ＯＰ２は、温度検出部１の出力Ｖｔと可変増幅部２の出力Ｖｔｓを加算してオフセット電圧温度補償信号Ｖｔｚを発生させる。
Vtz＝−R８×｛(Vt−Vref)/R７＋(Vts−Vref)/R６}＋Ｖｒｅｆ （１２）

高温側のオフセット電圧温度補償信号をＶｔｚ＿ｈ、低温側のオフセット電圧温度補償信号をＶｔｚ＿ｌとすると、
Vtz_h＝−R8×(１/R７−R25/R24/R6)×(Vt−Vref)＋Vref （１３）
Vtz_l＝−R8×{１/R７−R25/R24×(1−(R25/R23)/R6}×(Vt−Vref)＋Vref （１４）
になる。

オフセット電圧温度補償信号の低温側と高温側のゲインの比は、
G_Vtz_l/G_Vtz_h＝{1/R7−R25/R24×(1−R25/R23)/R6}/(1/R7−R25/R24/R6)
（１５）
Ｒ６＝α×Ｒ７とすると、
G_Vtz_l/G_Vtz_h＝{α−R25/R24×(1−R25/R23)｝/(α−R25/R24) （１６）
になり、感度温度補償の要求に基づいてＲ２３，Ｒ２４，Ｒ２５を決定すればαを決定することができ、オフセット電圧温度補償の低温側／高温側の比を変えることができる。

具体例を説明する。
感度の温度補償にあたり、可変増幅部２のゲインの比を、
G_Vtz_l/G_Vtz_h＝1−R25/R23
＝(＋500ppm/℃)/(−300ppm/℃)
になるように、Ｒ２３＝７５ＫΩ、Ｒ２５＝２００ＫΩと決定したとする。
また、感度の温度補償回路の要求から、 Ｒ２４＝６２０ＫΩと決定したとすると、オフセット電圧温度特性の温度係数が低温側/高温側＝２倍となるような温度補償を行いたい場合は、式（１５）に基づき、
G_Vtz_l/G_Vtz_h＝{α−R25/R24×(1−R25/R23)｝/(α−R25/R24)
＝２
となるようにαを決めればよい。
この場合は、α＝１．１８となり、R６＝R７×１．１８となるように定数を選択することで所望のオフセット電圧温度特性の温度係数比を得られる。

オフセット電圧温度補償信号発生回路６の演算増幅器ＯＰ３は１倍の反転増幅器で、Ｖｔｚから−Ｖｔｚを発生させる。可変抵抗ＶＲ１の両端にはＶｔｚと−Ｖｔｚが印加され、オフセット電圧の補償量は個体に適切な値を可変抵抗ＶＲ１によって調整する。ブラシの位置が上端の場合の＋Ｖｔｚから下端の場合の−Ｖｔｚまでの可変範囲を持ち、低温側/高温側の温度係数比はαで定めた値となる。

加算器７の演算増幅器ＯＰ４は、差動増幅部５からの感度の温度補償された圧力センサ４の差動出力と、オフセット電圧温度補償信号発生回路６の可変抵抗ＶＲ１によって個体ごとに調節されたオフセット電圧温度補償信号を加算し、感度とオフセット電圧の温度補償された圧力信号を出力する。

このように構成することにより、温度検出電圧に対して異なる増幅率により温度検出電圧を増幅して、この増幅電圧に対応した電流を物理量センサに流して温度補償を行うことによって、温度補償と温度補償を行うための部品の選択を容易にできるとともに、２次の温度特性を持つ圧力センサのオフセット電圧温度特性を、２本の直線(一つの屈折点)による折れ線で補償することができる。２本の直線の低温側と高温側の温度係数の比は、抵抗比で容易に設定できる。

なお、上記実施例では、物理量センサが圧力センサの例を説明したが、流量、加速度、振動などを検出する物理量センサが、図３（Ｈ）と同様の温度特性を有する場合にも、温度補償を行うことができる。

また、図３（Ｈ）と逆の上に凸の温度特性を有する物理量センサについても、Ｄ２１およびＤ２２の極性を反転させるか、可変増幅部２と駆動部３の間に反転増幅部を入れるなどにより、温度補償を行うことができる。

なお、本発明は、前述の実施例に限定されることなく、その本質を逸脱しない範囲で、さらに多くの変更および変形を含むものである。

本発明に基づく物理量センサ温度補償回路図の一実施例を示す回路図である。 図１における可変増幅部２の具体例を示す回路図である。 図１の各部の特性例説明図である。 従来の圧力センサの温度補償回路図である。

符号の説明

１ 温度検出部
２ 可変増幅部
３ 電流駆動部
４ 圧力センサ
５ 差動増幅部
６ オフセット電圧温度補償信号発生回路
７ 加算器

Claims (4)

1. ２次の温度特性を持つ物理量センサのオフセット電圧温度特性を、一つの屈折点を有する２本の直線による折れ線で示される温度特性補償信号に基づき補償することを特徴とする物理量センサ温度補償回路。
2. 前記一つの屈折点を有する２本の直線による折れ線で示される温度特性補償信号は、１次の温度特性を持つ温度検出部の出力を入力としてその絶対値を出力する可変増幅部により生成されることを特徴とする請求項１記載の物理量センサ温度補償回路。
3. 前記２本の直線の低温側と高温側の温度係数の比が、抵抗比で設定されることを特徴とする請求項１または請求項２記載の物理量センサ温度補償回路。
4. 抵抗ブリッジよりなり２次の温度特性を持つ物理量センサと、
   １次の温度特性を持つ温度測定信号を出力する温度検出部と、
   この温度検出部の出力信号に基づき一つの屈折点を有する２本の直線による折れ線で示される温度特性補償信号を生成する可変増幅部と、
   この可変増幅部から出力される温度特性補償信号が加算された電流に基づき前記物理量センサを駆動する電流駆動部と、
   前記物理量センサの出力信号を差動増幅する差動増幅部と、
   前記温度検出部の出力信号と前記可変増幅部の出力信号を加算してオフセット電圧温度補償信号を生成し、所望のオフセット電圧温度特性の温度係数比のオフセット電圧温度補償信号に変換して出力するオフセット電圧温度補償信号発生回路と、
   前記差動増幅部から出力される感度が温度補償された物理量センサの差動出力とオフセット電圧温度補償信号発生回路から出力されるオフセット電圧温度補償信号を加算し、感度とオフセット電圧が温度補償された物理量信号を出力する加算器、
   とで構成されたことを特徴とする物理量センサ温度補償回路。

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