JP2010164405A - ガス検出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】定電圧源cv1が、検出素子2及び比較素子3に対して定電圧を供給する。センサ回路4が、検出素子2の両端電圧Vsから比較素子3の両端電圧Vrを差し引いた差分(Vs−Vr)をセンサ出力vsenとして出力する。固定抵抗Rcsが、検出素子2及び比較素子3に流れるセンサ電流iが流れるように検出素子2及び比較素子3に直列接続されている。温度補正回路5が、固定抵抗Rcsの両端電圧Vcsに応じた温度補正電圧vc1を生成して、その生成した温度補正電圧vc1をセンサ出力Vsenに加算してセンサ出力Vsenの周囲温度の増減に応じた変動分を補正する。
【選択図】図1
Description
以下、本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。図1に示すように、ガス検出装置1は、検出素子2と、比較素子3と、定電圧源cv1と、センサ回路4と、定電圧源cv2と、固定抵抗Rcsと、温度補正回路5と、を備えている。検出素子2は、触媒担持体21と、第1測温抵抗体としての白金コイルRsと、から構成されている。触媒担持体21は、可燃ガスとの接触燃焼を促進する触媒が担持されたアルミナ担体から構成されている。白金コイルRsは、上記触媒担持体21に覆われていて、検出素子2の温度に応じて抵抗値が変化する。
Rn=R25×(1+K×(n−25)) …(1)
i=1.35V/(3.75Ω+3.75Ω)=180mA …(2)
Vs=3.75Ω×180mA=0.675V …(3)
Vr=3.75Ω×180mA=0.675V …(4)
故に、25℃、エアベースにおいて検出素子2と比較素子3との両端電圧Vsから比較素子3の両端電圧Vrを差し引いた差分Vs−Vrを0にすることができる。
Rs=3.75×(1+0.0033×Δ200)
=3.75×1.66
=6.225Ω …(5)
Rr=3.75×(1+0.0027×Δ200)
=3.75×1.54
=5.775Ω …(6)
i=1.35V/(6.225Ω+5.775Ω)=112.5mA …(7)
よって、図2(B)に示すように、225℃、エアベースにおいて検出素子2の両端電圧Vs及び比較素子3の両端電圧Vrは下記の式(8)及び(9)に示す値となる。
Vs=6.225Ω×112.5mA=0.700V …(8)
Vr=5.775Ω×112.5mA=0.650V …(9)
故に、225℃、エアベースにおいて検出素子2の両端電圧Vsから比較素子3の両端電圧Vrを差し引いた差分Vs−Vrが0.05Vとなる。よって、検出素子2のセンサ感度がΔ10mV/Δ1000ppmであるとすると、50mV/(10mV/1000ppm)=5000ppm相当のエアベース誤差となってしまう。このエアベース誤差を本実施形態のガス検出装置1はキャンセルするのが目的である。
次に、第2実施形態のガス検出装置1について説明する。第1実施形態に示すガス検出装置1は、あくまでも原理図であり、図1中のOPアンプA3は必要ない。第2実施形態のガス検出装置1は、このあたりを現実的な回路としている。また、第1実施形態では、アナログ演算の基準電圧が0であったが、第2実施形態ではアナログ演算の基準電圧をVrefとしている。なお、図3において図1について上述した第1実施形態で既に説明した部分と同等な部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
VC1=Vref+vc1 …(10)
上記概略回路図で説明した第2実施形態におけるガス検出装置1をさらに具体化した第3実施形態について図4を参照して以下説明する。同図に示すように、ガス検出装置1は、検出素子2と、比較素子3と、定電圧源cv1と、センサ回路4と、第2補正電圧源としての補正用電源回路6と、定電圧源cv2と、固定抵抗Rcsと、温度補正回路5と、を備えている。上記検出素子2、比較素子3、定電圧源cv1、定電圧源cv2、及び、固定抵抗Rcs、については、上記概略で既に説明しているのでここでは詳細な説明を省略する。
Vsen=Vref+(Vs−Vr)
=Vref+vsen …(11)
VA2=Vref+Δva2 …(12)
上記白金コイルRs、Rrは、基底温度25℃、エアベースにおいてセンサ出力vsen=Vs−Vr=0となるように設けられている。しかしながら、白金コイルRs、Rrは、抵抗値を揃えるのが難しく、製品毎に±10%程度ばらつく。よって、上記シフトセンサ出力Vsenは、上述した白金コイルRs、Rrの抵抗値のばらつきに起因して製品毎にばらつき、基準電圧Vrefからズレてしまう。上記補正電圧VA2は、基底温度25℃、エアベースでの上記シフトセンサ出力Vsenが基準電圧Vrefからズレている分をキャンセルするように調整されている。
v1=n1×{Vcs(25℃)+ΔVcs} …(13)
v1=Vref+n1×ΔVcs …(14)
VA1=Vref+Δva1 …(15)
白金コイルRs、Rrは、抵抗値を揃えるのが難しく、製品毎に±10%程度ばらつく。よって、センサ電流iは、上述した白金コイルRs、Rrの抵抗値のばらつきに起因して製品毎にばらつきが生じ、基底温度25℃、エアベースにおけるOPアンプA1の出力v1を基準電圧Vrefにすることができない。このため、上述した白金コイルRs、Rrの抵抗値のばらつきに起因して製品毎にばらつきが生じる。
(180mA×1Ω)×n1=1.00
n1=5.5555…
電子回路設計における常用抵抗値系列である24系列の組み合わせでOPアンプA1の増幅率n1=5.555とするのは困難を伴う。よって、Vref=1.000Vとする正確さをこのやり方で追求するよりは、本実施形態のようにもろもろの個体差を補正用電源回路54で吸収するのが懸命である。上記補正電圧VA1は、OPアンプA1の出力v1に加算して上述した製品毎の基底温度(25℃)での固定抵抗Rcsの両端電圧Vcsのばらつきをキャンセルするような値に予め調整されている。即ち、上記補正電圧VA1は、基底温度25℃、エアベースでの出力v1が基準電圧Vrefからズレている分をキャンセルするように調整されている。詳しくは、基底温度25℃、エアベースでの出力v1の基準電圧VrefからのズレをΔv1とすると、このΔv1により抵抗r6に発生する電流ir6=Δv1/r6を抵抗r9に流れる電流でキャンセルするように、補正電圧VA1を設定する。即ち、Δv1/r6=Δva1/r9となるように補正電圧VA1が調整される。
Vt1=Vref−[{(v1−Vref)/r6}+{(VA1−Vref)/r9}]×r10
r6=r10より
Vt1=Vref−[(v1−Vref)+(VA1−Vref)×(r10/r9)]
式(14)のv1=Vref+n1×ΔVcs、式(15)のVA1=Vref+Δva1より
Vt1=Vref−[(Vref+n1×ΔVcs−Vref)+(Vref+Δva1−Vref)×(r10/r9)]
=Vref−{n1×ΔVcs+Δva1×(r10/r9)} …(16)
なお、基底温度25℃、エアベースでの出力v1が基準電圧Vrefと等しいときは、Δva1=0に設定され、これを式(16)に代入すると下記の式(17)が得られる。
Vt1=Vref−n1×ΔVcs …(17)
Vt2=2Vref−Vt1
式(17)を代入すると、
Vt2=2Vref−(Vref−n1×ΔVcs)
Vt2=Vref+n1×ΔVcs …(18)
VC1=(Vt2−Vt1)×l/m+Vt1
上記式(17)、式(18)のVt1=Vref−n1×ΔVcs、Vt2=Vref+n1×ΔVcsを代入すると、
VC1=Vref+ΔVcs×(2×n1×l/m−n1)
この温度補正電圧VC1から基準電圧Vrefを差し引いた値をΔvc1=ΔVcs×(2×n1×l/m−n1)とすると、
VC1=Vref+Δvc1 …(19)
式(19)から明らかなように、温度補正電圧VC1は、固定抵抗Rcsの両端電圧Vcsに応じた値であり、その大きさは可変抵抗rv2によって調整することができる。
V10=Vref−{(VC1−Vref)/r13+(Vsen−Vref)/r29+(VA2−Vref)/r32}×r33
これにVC1=Vref+Δvc1、V=Vref+vsen、VA2=Vref+Δva2、r29=r33を代入すると、
V10=Vref−{vsen+Δvc1×(r33/r13)+Δva2×(r33/r32)} …(20)
式(20)に示すように、OPアンプA10からは、センサ出力vsenにΔvc1×(r33/r13)を加算して温度補正し、Δva2×(r33/r32)を加算して白金コイルRs、Rrのばらつきを補正した電圧を基準電圧Vrefから差し引いた電圧が出力される。
Vo=Vref−{(V10−Vref)/r34×ra4} …(21)
上記式(20)を代入すると、式(22)が得られる。
Vo=Vref−[Vref−{vsen+Δvc1×(r33/r13)+Δva2×(r33/r32)}−Vref]/r34×ra4
=Vref+[{vsen+Δvc1×(r33/r13)+Δva2×(r33/r32)}]/r34×ra4 …(22)
式(22)から明らかなように、OPアンプA11からはセンサ出力vsenにΔvc1×(r33/r13)を加算して温度補正しΔva2×(r33/r32)を加算して白金コイルRs、Rrのバラツキを補正した電圧が基準電圧Vrefだけシフトアップされて出力される。また、式(22)から明らかなように、可変抵抗ra4を調整することにより補正後のセンサ出力vsenのゲインを調整することができる。
Vs=1.35V×4.125Ω/(4.125Ω+3.375Ω)=0.7425V …(23)
Vr=1.35V×3.375Ω/(4.125Ω+3.375Ω)=0.6075V …(24)
i29=±0.135v/10k=±13.5μA …(25)
そして、例えばVref=1V、Vadd=2Vであり、補正電圧va2が基準電圧Vrefに対して±1Vの範囲で調整できるものであれば、抵抗r32としては、1/13.5μA=68kΩに設定すれば±10%内の白金コイルRs、Rrの抵抗値のばらつきをキャンセルできるように補正電圧va2を調整することができる。
Vcs=1Ω×180mA=0.18V …(26)
v1=56k/10k×0.18=1.008≒1V …(27)
Vcs=1Ω×198mA=0.198V …(28)
v1=1V+56k/10k×0.198V=2.1088V …(29)
よって、センサ電流i=180mA(標準値)に比べて約0.1V増加している。
Vcs=1Ω×162mA=0.162V …(30)
v1=56k/10k×0.162V=0.9072V …(31)
よって、センサ電流i=180mA(標準値)に比べて約0.1V減少している。
ir6=±0.1/10k=±10μA …(32)
そして、例えば、Vref=1V、Vadd=2Vであり、補正電圧va1が基準電圧Vrefに対して±1Vの範囲で調整できるものであれば、抵抗r9としては、1/10μA=100kΩに設定すれば±10%のセンサ電流iのばらつきをキャンセルできるように補正電圧va1を調整することができる。
Δi29=0.05V/10k=5μA …(33)
2 検出素子
3 比較素子
4 センサ回路
5 温度補正回路
6 補正用電源回路(第2補正電圧源)
21 触媒担持体
31 触媒非担持体
54 補正用電源回路(第2補正電圧源)
cv1 定電圧源
i センサ電流
Rs 白金コイル(第1測温抵抗体)
Rr 白金コイル(第2測温抵抗体)
Rcs 固定抵抗
A1 OPアンプ(差動増幅回路)
va1 補正電圧(第1補正電圧)
va2 補正電圧(第2補正電圧)
vc1 温度補正電圧
Claims (3)
- 可燃ガスとの接触燃焼を促進する触媒を担持した触媒担持体、及び、前記触媒担持体に覆われた第1測温抵抗体、から構成される検出素子と、前記可燃ガスに対して不感となる材料から構成された触媒非担持体、及び、前記触媒非担持体に覆われた第2測温抵抗体、から構成される比較素子と、を備え、前記検出素子及び前記比較素子が互いに直列に接続されたガス検出装置において、
前記検出素子及び前記比較素子に対して定電圧を供給する定電圧源と、
前記検出素子の両端電圧から前記比較素子の両端電圧を差し引いた差分を可燃ガスに応じたセンサ出力として出力するセンサ回路と、
前記検出素子及び前記比較素子に流れるセンサ電流が流れるように前記検出素子及び前記比較素子に直列接続された固定抵抗と、
前記固定抵抗の両端電圧に応じた温度補正電圧を生成して、その生成した前記温度補正電圧を前記センサ出力に加算して前記センサ出力の周囲温度の増減に応じた変動分を補正する温度補正回路と、
を備えたことを特徴とするガス検出装置。 - 前記温度補正回路が、前記固定抵抗の両端電圧を出力する差動増幅回路と、前記差動増幅回路から出力される前記固定抵抗の両端電圧に加算して、製品毎に発生する前記第1測温抵抗及び/又は前記第2測温抵抗の抵抗値のばらつきに起因する基底温度における前記固定抵抗の両端電圧のオフセット分を補正するための第1補正電圧を生成する第1補正電圧源と、を備えた
ことを特徴とする請求項1に記載のガス検出装置。 - 前記センサ回路から出力される前記センサ出力に加算して、製品毎に発生する前記第1測温抵抗及び/又は前記第2測温抵抗の抵抗値のばらつきに起因する基底温度における前記センサ出力のオフセット分を補正するための第2補正電圧を生成する第2補正電圧源を、
備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載のガス検出装置。
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
JP2022046671A (ja) * | 2019-09-03 | 2022-03-23 | 株式会社ユピテル | 電子機器及びプログラム |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09178687A (ja) * | 1995-10-25 | 1997-07-11 | Fuji Electric Co Ltd | ガス検知装置 |
JPH1038833A (ja) * | 1996-07-29 | 1998-02-13 | Yazaki Corp | ガス検知装置及びこの装置に用いられる温度検出方法 |
JPH1139579A (ja) * | 1997-07-15 | 1999-02-12 | Yazaki Corp | ガス・火災検出装置 |
JP2001188056A (ja) * | 1999-12-28 | 2001-07-10 | Yazaki Corp | ガス検知装置 |
JP2007010594A (ja) * | 2005-07-04 | 2007-01-18 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 接触燃焼式ガスセンサ |
JP2007248075A (ja) * | 2006-03-13 | 2007-09-27 | Yazaki Corp | ガス濃度測定装置及びガス濃度測定方法 |
JP2008039668A (ja) * | 2006-08-09 | 2008-02-21 | Yazaki Corp | ガス検出装置 |
-
2009
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09178687A (ja) * | 1995-10-25 | 1997-07-11 | Fuji Electric Co Ltd | ガス検知装置 |
JPH1038833A (ja) * | 1996-07-29 | 1998-02-13 | Yazaki Corp | ガス検知装置及びこの装置に用いられる温度検出方法 |
JPH1139579A (ja) * | 1997-07-15 | 1999-02-12 | Yazaki Corp | ガス・火災検出装置 |
JP2001188056A (ja) * | 1999-12-28 | 2001-07-10 | Yazaki Corp | ガス検知装置 |
JP2007010594A (ja) * | 2005-07-04 | 2007-01-18 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 接触燃焼式ガスセンサ |
JP2007248075A (ja) * | 2006-03-13 | 2007-09-27 | Yazaki Corp | ガス濃度測定装置及びガス濃度測定方法 |
JP2008039668A (ja) * | 2006-08-09 | 2008-02-21 | Yazaki Corp | ガス検出装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022046671A (ja) * | 2019-09-03 | 2022-03-23 | 株式会社ユピテル | 電子機器及びプログラム |
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