JP2571016Y2 - Gas detector - Google Patents

Gas detector

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JP2571016Y2
JP2571016Y2 JP2348592U JP2348592U JP2571016Y2 JP 2571016 Y2 JP2571016 Y2 JP 2571016Y2 JP 2348592 U JP2348592 U JP 2348592U JP 2348592 U JP2348592 U JP 2348592U JP 2571016 Y2 JP2571016 Y2 JP 2571016Y2
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Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】[0001]

【考案の利用分野】この考案はガス検出装置に関し、特
にガスセンサからの小さな信号を、高分解能でAD変換
するようにしたガス検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas detector, and more particularly to a gas detector which converts a small signal from a gas sensor into an A / D signal with high resolution.

【0002】[0002]

【従来技術】ガスセンサの信号をAD変換し、マイクロ
コンピュータで処理するようにしたガス検出装置は周知
である。このようなガス検出装置は、パターン認識の発
展とともに、微量ガスの検出、特に空調や匂いの検出の
分野で用いられている。
2. Description of the Related Art A gas detection device in which a signal from a gas sensor is AD-converted and processed by a microcomputer is well known. Such a gas detection device is used in the field of detection of a trace gas, particularly in the field of air conditioning and odor detection, with the development of pattern recognition.

【0003】マイクロコンピュータにはローエンド版の
4ビット・1チップマイクロコンピュータが主として用
いられ、ADコンバータはマイクロコンピュータに内蔵
の分解能8ビットのものが主として用いられる。
[0003] A low-end 4-bit one-chip microcomputer is mainly used as a microcomputer, and an AD converter having a resolution of 8 bits built in the microcomputer is mainly used.

【0004】しかしながら微量のガスを検出する場合、
ガスセンサの信号は小さく、例えば8ビットでAD変換
すると、2〜3デジットの信号しか得られないことがあ
る。ここでいう2〜3デジットは検出対象のガスによる
ガスセンサ信号の振幅で、信号の最大値である。
However, when detecting a very small amount of gas,
The signal of the gas sensor is small, and for example, when AD conversion is performed with 8 bits, only a signal of 2 to 3 digits may be obtained. Here, 2 to 3 digits are the amplitude of the gas sensor signal by the gas to be detected, which is the maximum value of the signal.

【0005】1デジットの信号では意味がなく、検出に
は少なくとも2デジットの信号が必要である。振幅が2
〜3デジットの信号に対し、2デジットの信号が生じて
からガスを検出すると、ガスセンサ信号が最大値に達し
てから検出を行うことになる。これではリアルタイム
で、速やかな検出を必要とする、空調の制御には不適当
である。また空調の制御以外の用途でも、ADコンバー
タの分解能が不足することは正確な検出を困難にしてい
る。
A one-digit signal is meaningless and requires at least a two-digit signal for detection. Amplitude 2
If a gas is detected after a 2-digit signal is generated with respect to a signal of 検 出 3 digits, detection is performed after the gas sensor signal reaches a maximum value. This is unsuitable for air-conditioning control, which requires quick detection in real time. In addition, in applications other than air conditioning control, the lack of resolution of the AD converter makes accurate detection difficult.

【0006】8ビットのADコンバータに替え、例えば
10ビットのADコンバータを用いれば分解能の問題を
解決することができる。10ビットのADコンバータ
が、例えば自動車エンジンの制御に用いられる、16ビ
ット・1チップマイクロコンピュータに内蔵されている
が、このような1チップマイクロコンピュータは極めて
高価である。仮にADコンバータをマイクロコンピュー
タとは別付けにする場合でも、10ビットや12ビット
のADコンバータは極めて高価である。
The resolution problem can be solved by using, for example, a 10-bit AD converter instead of the 8-bit AD converter. A 10-bit AD converter is built into a 16-bit one-chip microcomputer used for controlling an automobile engine, for example, but such a one-chip microcomputer is extremely expensive. Even if the AD converter is provided separately from the microcomputer, a 10-bit or 12-bit AD converter is extremely expensive.

【0007】ガスセンサ信号のAD変換の分解能不足を
補うため、例えば抵抗型のガスセンサの場合、ガスセン
サに接続する負荷抵抗の値を順次切り替えることが提案
されている。例えば検出電圧が5Vの場合、負荷抵抗に
加わる電圧をセンサ抵抗の変化が最も大きく現れる2.
5V程度に置くように、負荷抵抗を切り替えるのであ
る。しかしこの手法で得られる、分解能の向上は大きく
はない。例えばセンサ抵抗と負荷抵抗との抵抗値の比が
9:1で、負荷抵抗に500mVの出力が現れていると
する。ここでセンサ抵抗と負荷抵抗との比を1:1とす
ると、出力は2500mVとなる。これらの場合におい
て、センサ抵抗が10%変化したとする。すると元のセ
ンサ出力が500mVの場合に、負荷抵抗への出力の変
化は41.3mVとなる。一方元のセンサ出力が250
0mVの場合、出力の変化は119mVとなる。負荷抵
抗を切り替えることによる分解能の向上は、約2.9倍
にすぎない。
In order to compensate for the lack of resolution of the A / D conversion of the gas sensor signal, for example, in the case of a resistance type gas sensor, it has been proposed to sequentially switch the value of a load resistance connected to the gas sensor. For example, when the detection voltage is 5 V, the voltage applied to the load resistance is the largest change in the sensor resistance.
The load resistance is switched so as to be set at about 5V. However, the improvement in resolution obtained by this method is not large. For example, it is assumed that the ratio of the resistance value between the sensor resistance and the load resistance is 9: 1 and an output of 500 mV appears in the load resistance. Here, assuming that the ratio between the sensor resistance and the load resistance is 1: 1, the output is 2500 mV. In these cases, it is assumed that the sensor resistance has changed by 10%. Then, when the original sensor output is 500 mV, the change in the output to the load resistance is 41.3 mV. On the other hand, the original sensor output is 250
In the case of 0 mV, the change of the output is 119 mV. The improvement in resolution by switching the load resistance is only about 2.9 times.

【0008】[0008]

【考案の課題】この考案の課題は、小さなガスセンサの
信号を、高分解能のAD変換回路を用いずに高分解能で
AD変換し、正確にガスを検出できるようにすることに
ある。
An object of the present invention is to convert a signal from a small gas sensor into an A / D signal at a high resolution without using an A / D conversion circuit with a high resolution so that gas can be detected accurately.

【0009】[0009]

【考案の構成】この考案のガス検出装置は、ガスセンサ
信号をADコンバータでAD変換して、マイクロコンピ
ュータで処理するようにしたガス検出装置において、基
準信号を発生させるための手段と、基準信号をDA変換
するための手段と、DA変換した基準信号とガスセンサ
信号との差を増幅するための、差動増幅回路を設けると
共に、前記のADコンバータは、差動増幅回路からの出
力をAD変換するものとし、かつガスセンサ信号に応じ
基準信号を修正し、ガスセンサ信号と基準信号との差
を所定の範囲内に保つようにするための手段、とを設け
たことを特徴とする。基準信号の修正は、例えば差動増
幅器の出力をAD変換した値が所定の範囲から外れた際
に行えば良い。
The gas detecting device according to the present invention is a gas detecting device in which a gas sensor signal is AD-converted by an AD converter and processed by a microcomputer. A means for DA conversion and a differential amplifier circuit for amplifying a difference between the DA-converted reference signal and the gas sensor signal are provided, and the AD converter converts the output from the differential amplifier circuit to AD. and things, and depending on the gas sensor signal
Fixed reference signal Te, means to keep the difference between the gas sensor signal and the reference signal within a predetermined range, characterized in that a city. The correction of the reference signal may be performed, for example, when the value obtained by AD-converting the output of the differential amplifier deviates from a predetermined range.

【0010】[0010]

【考案の作用】この考案では、AD変換したガスセンサ
信号を基に基準信号を発生させ、これをDA変換して、
差動増幅回路でガスセンサ信号とDA変換した基準信号
との差を差動増幅する。そして差動増幅回路の出力をA
DコンバータでAD変換し、マイクロコンピュータで処
理する。
According to the present invention, a reference signal is generated based on the gas sensor signal obtained by the AD conversion, and the reference signal is DA-converted.
A differential amplifier differentially amplifies the difference between the gas sensor signal and the DA-converted reference signal. And the output of the differential amplifier circuit is A
A / D conversion is performed by a D converter and processed by a microcomputer.

【0011】このようにすればガスセンサ信号と基準信
号との差を増幅して、AD変換することになるので、A
Dコンバータの分解能が実質的に著しく増加する。次に
ガスセンサ信号と基準信号との差を、例えばADコンバ
ータの出力でモニターし、ガスセンサ信号と基準信号と
の差が所定の範囲から外れないように、ガスセンサ信号
に応じて基準信号を修正すれば良い。
In this way, the difference between the gas sensor signal and the reference signal is amplified and A / D converted.
The resolution of the D converter is substantially increased significantly. Next, the difference between the gas sensor signal and the reference signal is monitored by, for example, the output of an AD converter, and the difference between the gas sensor signal and the reference signal is monitored.
Gas sensor signal so that the difference between
The reference signal may be corrected according to

【0012】マイクロコンピュータの内部で、ガスセン
サ信号の1階微分や2階微分等の処理を施す場合には、
ガスセンサ信号の相対値が重要であり、AD変換した信
号をそのまま用いれば良い。これに対してガスセンサ信
号の絶対値が重要な場合、AD変換した信号に、基準信
号をデジタル加算した信号が、高分解能でのガスセンサ
信号のAD変換値となる。そこでこの信号を用いて、ガ
スを検出する。
When performing processing such as first-order differentiation or second-order differentiation of a gas sensor signal inside a microcomputer,
The relative value of the gas sensor signal is important, and the AD-converted signal may be used as it is. On the other hand, when the absolute value of the gas sensor signal is important, the signal obtained by digitally adding the reference signal to the AD-converted signal becomes the AD-converted value of the gas sensor signal with high resolution. Therefore, the gas is detected using this signal.

【0013】[0013]

【実施例】図1〜図3により、自動車の外気導入制御装
置を例に実施例を説明する。図1において、1はWO3
等の金属酸化物半導体を用いたガスセンサで、RLはそ
の負荷抵抗、RHはヒータである。ガスセンサ1にはこ
れ以外に、鉛フタロシアニン等のNOxセンサやSnO
2等の可燃性ガスセンサ、あるいはプロトン導電体等の
起電力型ガスセンサを用いてもよい。また自動車の外気
導入制御以外に、匂いの検出やオゾンの検出、室内用空
気清浄機の制御、発酵工業でのアルコールの検出、等に
用いても良い。負荷抵抗RLへの出力VRLを、センサ信
号とする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment will be described with reference to FIGS. In FIG. 1, 1 is WO3
RL is a load resistance and RH is a heater. In addition to the above, a NOx sensor such as lead phthalocyanine or SnO
A flammable gas sensor such as 2 or an electromotive gas sensor such as a proton conductor may be used. In addition to the outside air introduction control of the automobile, it may be used for detection of smell, detection of ozone, control of an indoor air cleaner, detection of alcohol in the fermentation industry, and the like. The output VRL to the load resistor RL is used as a sensor signal.

【0014】2は定電圧電源で、ガスセンサ1の駆動用
の5V等の検出電源VCと、7V等の付帯回路の駆動用
の電源VDDの2つの出力を発する。3は電源である。
4はバッファー用の演算増幅器で、高抵抗(例えば1〜
3MΩ)の負荷抵抗RLから、センサ信号VRLを取り
出すために用いる。5は差動増幅器、6は演算増幅器で
り、例えば差動増幅器5の後段にさらに増幅器を接続
しても良い。
Reference numeral 2 denotes a constant voltage power supply which generates two outputs, a detection power supply VC such as 5 V for driving the gas sensor 1 and a power supply VDD for driving an auxiliary circuit such as 7 V. 3 is a power supply.
Reference numeral 4 denotes a buffer operational amplifier having a high resistance (for example, 1 to 1).
It is used to extract the sensor signal VRL from the load resistance RL of 3 MΩ). 5 differential amplifier, 6 Ri <br/> Oh an operational amplifier, for example, further connect the amplifier in the subsequent stage of the differential amplifier 5
You may.

【0015】7はマイクロコンピュータで、8は8ビッ
トの基準信号VREFの発生回路、9は分解能8ビットの
ADコンバータ、10は12ビットのメモリー、11は
2階微分を行うためのデジタル2階微分回路で、ガスセ
ンサ信号のエッジを検出するためのエッジフィルターで
ある。12はタイマー、13は演算論理回路である。マ
イクロコンピュータ7の出力は駆動回路14に接続し、
その出力で負荷15、例えば自動車の外気導入制御装置
のダンパー、を制御する。
Reference numeral 7 denotes a microcomputer, 8 denotes a circuit for generating an 8-bit reference signal VREF, 9 denotes an AD converter having a resolution of 8 bits, 10 denotes a memory of 12 bits, and 11 denotes a digital second-order differential for performing a second-order differentiation. The circuit is an edge filter for detecting the edge of the gas sensor signal. 12 is a timer, and 13 is an arithmetic logic circuit. The output of the microcomputer 7 is connected to a drive circuit 14,
The output controls a load 15, for example, a damper of an outside air introduction control device of an automobile.

【0016】16は8ビットのスイッチ網、17は8ビ
ットのR−2R抵抗ラダー回路であり、基準信号発生回
路8の8ビットデジタル信号でスイッチ網16を駆動
し、R−2R抵抗ラダー回路17と演算増幅器6で、分
解能8ビットのアナログ出力に変換する。結局これは基
準信号VREFを8ビットでDA変換することに等しく、
DA変換の精度は8ビットの他に6ビットや4ビット等
でも良い。
Reference numeral 16 denotes an 8-bit switch network, and 17 denotes an 8-bit R-2R resistance ladder circuit. The switch network 16 is driven by an 8-bit digital signal of the reference signal generation circuit 8, and an R-2R resistance ladder circuit 17 is provided. And the operational amplifier 6 converts the analog output into an 8-bit analog output. After all, this is equivalent to DA conversion of the reference signal VREF by 8 bits,
The accuracy of the DA conversion may be 6 bits, 4 bits, or the like in addition to 8 bits.

【0017】図2,図3により実施例の動作を説明す
る。図3に、実車走行時のガスセンサ信号の動作波形を
示す。図に○のマークを付した領域が、ディーゼル車か
らのNOxに対する応答波形である。ディーゼル車から
のNOxに対するガスセンサ信号の特徴はエッジが生じ
る点にあり、マイクロコンピュータ7内にエッジ検出を
行うための2階微分回路11を設けて、ディーゼル車か
らの排ガスによるNOxを検出する。しかし図3から明
らかなように、NOxに対するセンサ信号は小さく、単
純に8ビットでAD変換すると、通常は2〜3デジット
しかない。2〜3デジットの信号の内、1デジットでは
ノイズやAD変換の量子化誤差との区別がつかず、NO
xを検出することができない。そこで2デジット目で検
出を行うこととすると、NOxによる外気の汚染が最大
となった時に、検出を行うことになる。これでは車外の
悪臭が車室に導入された後に検出を行うことになり、実
用上意味が無い。
The operation of the embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 3 shows an operation waveform of a gas sensor signal when the vehicle runs. The region marked with a circle in the figure is the response waveform to NOx from the diesel vehicle. The characteristic of the gas sensor signal for NOx from a diesel vehicle is that an edge is generated. A second-order differentiation circuit 11 for detecting an edge is provided in the microcomputer 7 to detect NOx due to exhaust gas from the diesel vehicle. However, as is clear from FIG. 3, the sensor signal for NOx is small, and when AD conversion is simply performed with 8 bits, there are usually only 2 to 3 digits. Of the signals of 2 to 3 digits, 1 digit cannot be distinguished from noise or quantization error of A / D conversion.
x cannot be detected. Therefore, if the detection is performed at the second digit, the detection is performed when the pollution of the outside air by NOx becomes maximum. In this case, the detection is performed after the odor outside the vehicle is introduced into the vehicle compartment, which is practically meaningless.

【0018】実施例では、図2のアルゴリズムで検出を
行う。負荷抵抗RLに現れるガスセンサ信号VRLをバッ
ファー用の演算増幅器4で取り出し、差動増幅器5で基
準信号VREFとの差を例えば16倍に差動増幅する。次
にこれをADコンバータ9で、例えば8ビットにAD変
換する。AD変換した信号は、例えば12ビットのメモ
リー10に入力し、ADコンバータ9の出力をその下位
8ビットとする。そして基準信号発生回路8に記憶させ
た基準信号VREFを、12ビットのメモリー10の上位
8ビットとしてデジタル加算する。このようにすればメ
モリー10には、12ビットの分解能でガスセンサ信号
VRLをAD変換した値を、記憶することができる。
In the embodiment, detection is performed by the algorithm shown in FIG. The gas sensor signal VRL appearing in the load resistance RL is extracted by the operational amplifier 4 for the buffer, and the differential amplifier 5 differentially amplifies the difference from the reference signal VREF by, for example, 16 times. Next, this is AD-converted by an AD converter 9 to, for example, 8 bits. The AD-converted signal is input to, for example, a 12-bit memory 10, and the output of the AD converter 9 is set to the lower 8 bits. Then, the reference signal VREF stored in the reference signal generation circuit 8 is digitally added as the upper 8 bits of the 12-bit memory 10. In this manner, the memory 10 can store a value obtained by AD-converting the gas sensor signal VRL with a resolution of 12 bits.

【0019】実施例では、ディーゼル車等からのNOx
による外気の汚染を検出して、車室内への外気の導入を
オンオフする。このための信号処理は2階微分回路11
でのエッジ検出にあり、ガスセンサ信号VRLの絶対値自
体は重要ではない。このため2階微分回路11で必要な
のはADコンバータ9の信号であり、基準信号発生回路
8から上位の8ビットのデータを加えてVRLに復元する
必要はない。即ちADコンバータ9で8ビットにAD変
換したデータをそのままメモリー10に記憶させ、2階
微分回路11でこの8ビット信号に対して2階微分を施
せば良い。また2階微分のために、実施例では例えば1
秒毎にサンプリングしたセンサ信号を5点にわたって用
いて2階微分を行う。このためにメモリー10には、5
点のAD変換したセンサ信号を記憶させ、1秒毎にこれ
をサイクリックに入れ替える。
In the embodiment, NOx from a diesel vehicle or the like is used.
To detect the contamination of the outside air by the vehicle, and turn on and off the introduction of the outside air into the vehicle interior. The signal processing for this is performed by the second order differentiation circuit 11
And the absolute value of the gas sensor signal VRL is not important. Therefore, what is required in the second-order differentiating circuit 11 is the signal of the AD converter 9, and there is no need to restore the VRL by adding the upper 8 bits of data from the reference signal generating circuit 8. That is, the data obtained by AD conversion into 8 bits by the AD converter 9 is stored in the memory 10 as it is, and the second-order differentiator 11 performs second-order differentiation on the 8-bit signal. Further, in the embodiment, for example, 1
Second order differentiation is performed using sensor signals sampled every second over five points. For this purpose, the memory 10 has 5
The AD-converted sensor signal of the point is stored and cyclically replaced every second.

【0020】デジタル2階微分回路11では、例えばV
0,V1,V2,V3,V4(ここにV0〜V4はAD変換し
たセンサ信号の列を現し、最も古いデータがV0、最も
新しいデータがV4となる。)を用い、例えば(V0−2
V1+2V2−2V3+V4)等により2階微分を行う。こ
こでは4秒間でのセンサ信号の列V0〜V4を用いデジタ
ル2階微分を行ったが、デジタル2階微分に用いるセン
サ信号の時間幅や各点の信号に対する重み係数(実施例
では(1,−2,2,−2,1))等は任意である。
In the digital second-order differentiation circuit 11, for example, V
0, V1, V2, V3, and V4 (where V0 to V4 represent a sequence of AD-converted sensor signals, the oldest data being V0 and the newest data being V4), for example, (V0-2).
V1 + 2V2-2−V3 + V4) and the like, and second order differentiation is performed. Here, the digital second-order differentiation is performed using the sensor signal sequence V0 to V4 for 4 seconds, but the time width of the sensor signal used for the digital second-order differentiation and the weighting coefficient for the signal at each point ((1, (1) −2, 2, −2, 1)) and the like are optional.

【0021】図3のエッジでデジタル2階微分信号は0
から急激に変化し、これからNOxを検出して、1分間
外気の導入を遮断する。ここで1分間としたのは、通常
は1分程度でディーゼル車との車間距離が開き、外気が
清浄に戻るからである。1回当りの外気の導入の遮断時
間や、外気導入の遮断の終了条件等は任意である。例え
ば外気汚染検出時のセンサ信号(V0)を記憶し、セン
サ信号とV0との差が所定の範囲に回復したことから、
外気の導入を再開しても良い。
The digital second-order differential signal is 0 at the edge in FIG.
From which the NOx is detected, and the introduction of outside air is shut off for one minute. The reason why the duration is set to one minute is that the distance between the vehicle and the diesel vehicle is generally increased in about one minute, and the outside air returns to a clean state. The time for shutting off the introduction of the outside air per one time, the condition for ending the shutting off of the introduction of the outside air, and the like are arbitrary. For example, since the sensor signal (V0) at the time of detection of outside air pollution is stored, and the difference between the sensor signal and V0 has recovered to a predetermined range,
The introduction of outside air may be resumed.

【0022】基準信号VREFは、絶えずガスセンサ信号
VRLから所定の範囲にあるようにする。そしてこの範囲
がガスセンサ信号VRLをAD変換する際のダイナミック
レンジを定め、実施例ではVRLとVREFとの差を増幅前
の値で例えば78.12mVと234.38mVとの間に
保つようにする。これは差動増幅回路5で16倍に差動
増幅した後、ADコンバータ9で8ビットAD変換する
と、64〜192デジットとなる。そこでADコンバー
タ9の出力がこの範囲から外れた際に、基準信号発生回
路8に記憶させた基準信号VREFを変更し、ADコンバ
ータ9の出力がこの範囲に収まるようにする。具体的に
は、リセット時に適当な基準信号VREFを発生させ、こ
れが所定の範囲から外れると基準信号VREFを修正し、
以後はガスセンサ信号VRLの変化に追随して基準信号V
REFを修正する。即ち実施例で行うのは、ガスセンサ信
号VRLと基準信号VREFとの差が、所定の範囲から外れ
ないように、基準信号VREFをフィードバック制御する
ことである。
The reference signal VREF is constantly in a predetermined range from the gas sensor signal VRL. This range determines the dynamic range when the gas sensor signal VRL is AD-converted. In the embodiment, the difference between VRL and VREF is kept between, for example, 78.12 mV and 234.38 mV as a value before amplification. This is a 64- to 192 digit signal obtained by performing 16-bit differential amplification by the differential amplifier circuit 5 and then performing 8-bit AD conversion by the AD converter 9. Therefore, when the output of the AD converter 9 is out of this range, the reference signal VREF stored in the reference signal generation circuit 8 is changed so that the output of the AD converter 9 falls within this range. Specifically, an appropriate reference signal VREF is generated at the time of reset, and when the reference signal VREF is out of a predetermined range, the reference signal VREF is corrected,
After that, the reference signal V follows the change of the gas sensor signal VRL.
Modify the REF. That is, in the embodiment, feedback control of the reference signal VREF is performed so that the difference between the gas sensor signal VRL and the reference signal VREF does not deviate from a predetermined range.

【0023】基準信号発生回路8には、例えば8ビット
のデジタル出力VREFを記憶して発生させ、この信号で
スイッチ網16を制御する。そしてスイッチ網16の信
号によりR−2R抵抗ラダー回路17を駆動し、演算増
幅器6で基準信号VREFを8ビットにDA変換した信号
を取り出す。そしてこれをアナログ基準信号として差動
増幅器5に入力する。この操作は基準信号VREFをDA
変換し、差動増幅器5の比較電位側に入力することに等
しい。
The reference signal generating circuit 8 stores and generates, for example, an 8-bit digital output VREF, and controls the switch network 16 with this signal. Then, the R-2R resistance ladder circuit 17 is driven by the signal of the switch network 16, and the signal obtained by DA-converting the reference signal VREF into 8 bits by the operational amplifier 6 is extracted. This is input to the differential amplifier 5 as an analog reference signal. This operation converts the reference signal VREF to DA
This is equivalent to conversion and input to the comparison potential side of the differential amplifier 5.

【0024】なお実施例ではマイクロコンピュータ7内
で基準信号VREFを発生させたが、例えば積分回路でガ
スセンサ信号VRLのボトムを求めてこれを基準信号VRE
Fとし、VRLとVREFの差を増幅してAD変換しても良
い。この場合には、積分回路の出力VREFを別にAD変
換し、VREFとの差とのAD変換値にデジタル加算すれ
ば、元のVRLをデジタル信号として復元できる。
Although the reference signal VREF is generated in the microcomputer 7 in the embodiment, for example, the bottom of the gas sensor signal VRL is obtained by an integrating circuit and this is used as the reference signal VRE.
As F, the difference between VRL and VREF may be amplified and AD converted. In this case, the original VRL can be restored as a digital signal by separately AD-converting the output VREF of the integration circuit and digitally adding the result to the AD conversion value of the difference from VREF.

【0025】[0025]

【考案の効果】この考案では、小さなガスセンサの信号
でも、高分解能のAD変換回路を用いずに、高分解能で
AD変換でき、正確にガスを検出することができる。
According to the present invention, even a signal from a small gas sensor can be A / D-converted at a high resolution without using a high-resolution A / D conversion circuit, and gas can be detected accurately.

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

【図1】 実施例のガス検出装置の回路図FIG. 1 is a circuit diagram of a gas detection device according to an embodiment.

【図2】 実施例のガス検出装置の動作アルゴリズム
を示すフローチャート
FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation algorithm of the gas detection device according to the embodiment.

【図3】 実車走行時のガスセンサ出力を示す特性図FIG. 3 is a characteristic diagram showing an output of the gas sensor when the vehicle is running.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ガスセンサ RH ヒータ RL 負荷抵抗 2 定電圧電源 3 電源 4 バッファー用の演算増幅器 5 差動増幅器 6 演算増幅器 7 マイクロコンピュータ 8 基準信号発生回路 9 AD変換部 10 12ビットセンサ信号メモリー 11 デジタル微分回路 12 タイマー 13 演算論理回路 14 駆動回路 15 負荷 16 8ビットスイッチ網 17 8ビットR−2R抵抗ラダー回路 VRL ガスセンサ出力 VC 検出電源 VDD 回路電源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas sensor RH Heater RL Load resistance 2 Constant voltage power supply 3 Power supply 4 Operational amplifier for buffer 5 Differential amplifier 6 Operational amplifier 7 Microcomputer 8 Reference signal generation circuit 9 AD conversion unit 10 12-bit sensor signal memory 11 Digital differentiation circuit 12 Timer 13 arithmetic logic circuit 14 drive circuit 15 load 16 8-bit switch network 17 8-bit R-2R resistance ladder circuit VRL gas sensor output VC detection power supply VDD circuit power supply

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】(57) [Scope of request for utility model registration] 【請求項1】 ガスセンサ信号をADコンバータでAD
変換して、マイクロコンピュータで処理するようにした
ガス検出装置において、 基準信号を発生させるための手段と、 基準信号をDA変換するための手段と、 DA変換した基準信号とガスセンサ信号との差を増幅す
るための、差動増幅回路を設けると共に、 前記のADコンバータは、差動増幅回路からの出力をA
D変換するものとし、 かつガスセンサ信号に応じて基準信号を修正し、ガスセ
ンサ信号と基準信号との差を所定の範囲内に保つように
するための手段、とを設けたことを特徴とする、ガス検
出装置。
An AD converter converts a gas sensor signal into an AD signal.
In a gas detection device which is converted and processed by a microcomputer, a means for generating a reference signal, a means for DA-converting the reference signal, and a difference between the DA-converted reference signal and the gas sensor signal In addition to providing a differential amplifier circuit for amplifying, the A / D converter outputs an output from the differential amplifier circuit to A
D conversion, and means for correcting the reference signal according to the gas sensor signal, so as to keep the difference between the gas sensor signal and the reference signal within a predetermined range, Gas detector.
【請求項2】 前記の基準信号を修正するための手段
は、前記の差動増幅器の出力が所定の範囲から外れた際
に、基準信号を修正するようにしたことを特徴とする、
請求項1に記載のガス検出装置。
2. The method according to claim 1, wherein the means for correcting the reference signal corrects the reference signal when an output of the differential amplifier deviates from a predetermined range.
The gas detection device according to claim 1.
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