JP2709121B2

JP2709121B2 - 圧力センサ

Info

Publication number: JP2709121B2
Application number: JP1142989A
Authority: JP
Inventors: 秀生岡野; 和久池谷
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1989-01-20
Filing date: 1989-01-20
Publication date: 1998-02-04
Anticipated expiration: 2013-02-04
Also published as: JPH02190729A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は圧力センサ、特に感熱素子の電圧出力を増
幅する回路を備えたものに関する。

（従来の技術）油圧シリンダの油圧を知る等のため圧力センサが設け
られることがある。

これを第２図で説明すると、センシング部１の感圧素
子２は圧力の変化を電気抵抗値に変換するための素子で
あり、その抵抗値をR_Sとすると、他の３つの基準抵抗３
〜５とで直列接続したブリッジが組まれる。これら４つ
の抵抗の接続点Ａ〜Ｄには各リード線の一端が接続さ
れ、他端が接続端子ａ〜ｄとなる。

ここに、接続端子ａより電源電圧（V_CC）を電圧レギ
ュレータ６を介して供給するとともに、接続端子ｄをア
ースに接続すると、上記ブリッジが平衡していれば、B,
D点が同電位となって出力を生じないが、油圧の上昇に
応じてR_Sの値が変化すると、ブリッジの平衡がくずれて
Ｂ−Ｄ間に電位差が現れる。このため、Ｂ点電位とＤ点
電位をHIC（混成集積回路）７内部に形成されている差
動増幅器を介して出力させれば、この出力が油圧に応じ
たもの、つまりセンサ信号出力となる。

一方、センサ信号出力（V_SIG）と基準電圧（可変抵抗
８により設定される）とをコンパレータ９に入力し、コ
ンパレータ９からの出力にてトランジスタ10をスイッチ
ングすると、V_SIGが基準電圧を越えた時点でトランジス
タ10がONしてトランジスタ10のコレクタ側に出力（レベ
ル出力V_LEV）が生じるので、基準電圧によりV_SIGについ
て圧力レベルの判定を行うことができる。

（発明が解決しようとする課題）このような圧力センサでは、コンパレータ９の動作点
にバラツキがあると、センサ信号出力が同じであって
も、圧力レベルの判定が安定しない。こで、可変抵抗８
にて基準電圧を発生させるように構成し、かつ感圧素子
２に所定の圧力をかけた場合に出力されるセンサ信号出
力を基準値として、可変抵抗値（つまり基準電圧）を調
整することで、同じセンサ信号出力に対して同じ圧力レ
ベルが判定されるようにしている。

ここに、コンパレータ９のバラツキを吸収するには基
準電圧を調整しなければならないのであるが、そのため
には、感圧素子２に実際に所定の圧力を加えなければな
らないので、圧力検定器を必要とするほか、センシング
部を圧力検定器に取り付けなければならない煩わしさを
伴う。

一方、センシング部を生産する技術が進んで、現在で
は歩留まりが相当に高く、かつセンサ特性も安定してい
るので、圧力をかけてセンサ特性を確かめるほどでもな
くなっている。このため、感圧素子に圧力をかけなくと
もよくなれば、基準電圧の調整作業がやりやすくなる。

この発明はこのような従来の問題点に着目してなされ
たもので、感圧素子に所定の圧力を加えた場合に生ずる
センサ信号出力と同等の電圧をコンパレータに入力させ
ることで基準電圧を調整するようにしたセンサを提供す
ることを目的とする。

（課題を解決するための手段）この発明は、感圧素子と３つの基準抵抗を直列に接続
したブリッジに一定の電圧を作用させる電圧源（定電圧
源）と、定電圧の作用する接続点の両隣りの接続点間の
各電位を入力し、その電位差に応じた出力をする増幅器
と、コンパレータに入力される基準電圧を可変に設定し
得る手段（たとえば定電圧源と可変抵抗）と、この基準
電圧と前記増幅器からの出力電圧とを比較することによ
り圧力レベルを判定するコンパレータとを備える圧力セ
ンサにおいて、前記圧力レベルに相当する電圧を設定す
る手段（たとえば定電圧源と可変抵抗）と、この設定電
圧と前記増幅器出力とを切換えてコンパレータに入力さ
せる手段（たとえばスイッチ）とを設けた。

（作用）コンパレータに入力させる基準電圧を調整するにあた
っては、切換手段により、電圧設定手段からの設定電圧
を、増幅器出力に代わって、コンパレータに入力させ
る。そして、この設定電圧を基準値として、コンパレー
タにより判定される圧力レベルが一定となるように、基
準電圧を調整する。

ここに、基準電圧の調整のためには、感圧素子に実際
に圧力を加えなくとも、切換手段を切換操作するだけで
良い。

（実施例）第１図は、第２図と対応させて示す実施例で、第２図
と同一の部分には同一の符号をつけている。

同図において、センサ信号出力（V_SIG）をコンパレー
タ９に入力させるための分岐点Ｅの手前に、接点ｅとｆ
を切換えるスイッチ11を設け、接点ｆに可変抵抗12を接
続する。ここに、接点ｅを閉じているときには、センサ
信号出力がコンパレータ９に入力され、これに対して接
点ｆが閉じられると、可変抵抗12により設定される電圧
がコンパレータ９に入力される。

この抵抗12により設定する電圧には、感圧素子２に加
えていた所定の圧力により発生するセンサ信号出力と同
等の電圧を採用する。そのためには、感圧素子２に作用
させる圧力とセンサ信号出力の関係を予め測定してお
き、この関係を参照して設定すべき電圧を決定する。

また、抵抗12を可変としたのは、コンパレータ９にて
判定させる圧力レベルを変えたい場合に対処するためで
ある。

上記スイッチ11と可変抵抗12とは、混成集積回路の一
部として一体に構成しても良いし、外部に設けても構わ
ない。

このように構成すると、コンパレータ９に入力される
基準電圧を調整するにあたっては、スイッチ11を切り換
えて接点ｆを閉じ、可変抵抗12により設定された電圧を
コンパレータ９に入力させる。そして、この設定電圧を
基準値として、コンパレータ９により判定される圧力レ
ベルが一定となるように、可変抵抗８の抵抗値を変え
る。つまり、感圧素子２に所定の圧力を加えた場合に生
じていたセンサ信号出力と同等の電圧を、電源電圧より
作って加えることで、基準電圧を調整するのである。

ここに、基準電圧の調整のためには、感圧素子２に実
際に圧力を加えなくとも、スイッチ11を切換操作するだ
けで足りるので、圧力検定器が不要となり、センシング
部１をこの検定器に取り付ける煩わしさから解放され
る。

感圧素子２に実際に圧力を加えるのは、センサ特性を
確認しつつ、さらに基準電圧の調整に使用する基準値を
得るためであるから、後者の場合だけに限ってみれば、
わざわざセンサ信号出力を使う必然性はないわけであ
る。しかも、前者については、生産技術の進歩により、
断線等の不良品ができることも殆んどなく十分に安定し
たセンサ特性が得られるので、この点からするも、感圧
素子２に圧力をかけてみる作業は不要となっているので
ある。

また、可変抵抗12としたことにより、コンパレータ９
で判定される圧力レベルを任意に調整することができ
る。

（発明の効果）この発明では、コンパレータで判定される圧力レベル
に相当する電圧を設定する手段と、この設定電圧をセン
サ信号出力にかえてコンパレータに入力させる手段とを
設けたため、感圧素子に実際に圧力をかけてみなくと
も、コンパレータに入力させる基準電圧の調整ができる
ことになり、その調整作業がやりやすくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の回路図、第２図は従来例の
回路図である。１……センシング部、２……感圧素子、３〜５……基準
抵抗、６……レギュレータ、７……HIC、８……可変抵
抗、９……コンパレータ、10……トランジスタ、11……
切換スイッチ、12……可変抵抗。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】感圧素子と３つの基準抵抗を直列に接続し
たブリッジに一定の電圧を作用させる電圧源と、定電圧
の作用する接続点の両隣りの接続点間の各電位を入力
し、その電位差に応じた出力をする増幅器と、コンパレ
ータに入力させる基準電圧を可変に設定し得る手段と、
この基準電圧と前記増幅器からの出力電圧とを比較する
ことにより圧力レベルを判定するコンパレータとを備え
る圧力センサにおいて、前記圧力レベルに相当する電圧
を設定する手段と、この設定電圧と前記増幅器出力とを
切換えてコンパレータに入力させる手段とを設けたこと
を特徴とする圧力センサ。