JP3378971B2 - 抵抗ブリッジ出力検出装置 - Google Patents
抵抗ブリッジ出力検出装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ｎ（ｎは、２または
４）個の抵抗により構成される抵抗ブリッジ回路を有
し、例えば、温度センサとして用いられる抵抗ブリッジ
出力検出装置に関し、特に、周囲温度の変化に対して安
定な特性を有する抵抗ブリッジ出力検出装置に関する。
尚、２個の抵抗により構成される抵抗回路は、一見して
ブリッジ状を呈してはいないが、本発明では、機能上の
観点から、２個の抵抗により構成される抵抗回路をも、
抵抗ブリッジ回路と呼ぶ。
４）個の抵抗により構成される抵抗ブリッジ回路を有
し、例えば、温度センサとして用いられる抵抗ブリッジ
出力検出装置に関し、特に、周囲温度の変化に対して安
定な特性を有する抵抗ブリッジ出力検出装置に関する。
尚、２個の抵抗により構成される抵抗回路は、一見して
ブリッジ状を呈してはいないが、本発明では、機能上の
観点から、２個の抵抗により構成される抵抗回路をも、
抵抗ブリッジ回路と呼ぶ。
【０００２】
【従来の技術】抵抗ブリッジ出力検出装置は、一般に、
抵抗ブリッジ回路と増幅回路とにより構成される抵抗ブ
リッジ出力検出装器を有している。
抵抗ブリッジ回路と増幅回路とにより構成される抵抗ブ
リッジ出力検出装器を有している。
【０００３】図４は、従来の抵抗ブリッジ出力検出装器
を示す回路図である。図４において、この抵抗ブリッジ
出力検出装器は、抵抗ブリッジ回路１１´と、増幅回路
１２´とにより構成されている。
を示す回路図である。図４において、この抵抗ブリッジ
出力検出装器は、抵抗ブリッジ回路１１´と、増幅回路
１２´とにより構成されている。
【０００４】抵抗ブリッジ回路１１´は、可変抵抗Ｒ´
１と、オフセット出力電圧調整用の可変抵抗Ｒ´２との
抵抗２個による２抵抗式のブリッジ回路である。そし
て、可変抵抗Ｒ´１として、例えば、サーミスタを適用
した場合には、抵抗ブリッジ出力検出装置は、温度セン
サ装置として用いられる。抵抗ブリッジ回路１１´に
は、図示しないバイアス電圧発生器から直流電圧である
バイアス電圧Ｖccが印加されており、ブリッジ回路の出
力電圧Ｖ´１は、数式１で表わされる。
１と、オフセット出力電圧調整用の可変抵抗Ｒ´２との
抵抗２個による２抵抗式のブリッジ回路である。そし
て、可変抵抗Ｒ´１として、例えば、サーミスタを適用
した場合には、抵抗ブリッジ出力検出装置は、温度セン
サ装置として用いられる。抵抗ブリッジ回路１１´に
は、図示しないバイアス電圧発生器から直流電圧である
バイアス電圧Ｖccが印加されており、ブリッジ回路の出
力電圧Ｖ´１は、数式１で表わされる。
【０００５】
【数１】
【０００６】即ち、初期状態のブリッジ回路出力電圧を
抵抗Ｒ´２によって任意の基準電圧に設定し、この基準
電圧に対して変化した電圧を検出するようにしている。
一般に、抵抗ブリッジ回路を構成している抵抗には、で
きるだけ温度特性値が等しいものを使用し、ブリッジ回
路としての出力電圧の温度ドリフトをできるだけ小さく
することが好ましい。
抵抗Ｒ´２によって任意の基準電圧に設定し、この基準
電圧に対して変化した電圧を検出するようにしている。
一般に、抵抗ブリッジ回路を構成している抵抗には、で
きるだけ温度特性値が等しいものを使用し、ブリッジ回
路としての出力電圧の温度ドリフトをできるだけ小さく
することが好ましい。
【０００７】増幅回路１２´は、２抵抗式の抵抗ブリッ
ジ回路１１´の出力電圧を増幅するものである。一般
に、抵抗ブリッジ回路の出力電圧は、微小な値であるた
め、増幅回路で増幅される。増幅回路１２´は、アンプ
ＩＣ´１およびアンプＩＣ´２と、抵抗Ｒ´５〜Ｒ´１
０とにより構成されている。この例では、抵抗ブリッジ
回路１１´の出力電圧を一段目の同相増幅で増幅し、さ
らに、二段目の同相増幅で増幅する２段増幅回路で増幅
出力を得ている。
ジ回路１１´の出力電圧を増幅するものである。一般
に、抵抗ブリッジ回路の出力電圧は、微小な値であるた
め、増幅回路で増幅される。増幅回路１２´は、アンプ
ＩＣ´１およびアンプＩＣ´２と、抵抗Ｒ´５〜Ｒ´１
０とにより構成されている。この例では、抵抗ブリッジ
回路１１´の出力電圧を一段目の同相増幅で増幅し、さ
らに、二段目の同相増幅で増幅する２段増幅回路で増幅
出力を得ている。
【０００８】図５は、従来の抵抗ブリッジ出力検出装器
の他の例を示す回路図である。図５において、この抵抗
ブリッジ出力検出装器は、抵抗ブリッジ回路１３´と、
増幅回路１４´とにより構成されている。
の他の例を示す回路図である。図５において、この抵抗
ブリッジ出力検出装器は、抵抗ブリッジ回路１３´と、
増幅回路１４´とにより構成されている。
【０００９】抵抗ブリッジ回路１３´は、可変抵抗Ｒ´
１と、オフセット出力電圧調整用の抵抗Ｒ´２と、固定
抵抗Ｒ´３およびＲ´４との抵抗４個による４抵抗式の
ブリッジ回路である。この場合にも、可変抵抗Ｒ´１と
して、サーミスタを適用した場合には、抵抗ブリッジ出
力検出装置は温度センサ装置として用いられる。抵抗ブ
リッジ回路１３´には、図示しないバイアス電圧発生器
から直流電圧であるバイアス電圧Ｖccが印加されてお
り、ブリッジ回路の出力電圧（Ｖ´２−Ｖ´３）は、数
式２で表わされる。
１と、オフセット出力電圧調整用の抵抗Ｒ´２と、固定
抵抗Ｒ´３およびＲ´４との抵抗４個による４抵抗式の
ブリッジ回路である。この場合にも、可変抵抗Ｒ´１と
して、サーミスタを適用した場合には、抵抗ブリッジ出
力検出装置は温度センサ装置として用いられる。抵抗ブ
リッジ回路１３´には、図示しないバイアス電圧発生器
から直流電圧であるバイアス電圧Ｖccが印加されてお
り、ブリッジ回路の出力電圧（Ｖ´２−Ｖ´３）は、数
式２で表わされる。
【００１０】
【数２】
【００１１】即ち、初期状態のブリッジ回路出力電圧を
抵抗Ｒ´２によって０または任意の基準電圧に設定し、
これらの電圧に対する変化分を検出するようにしてい
る。そして、この場合にも、抵抗ブリッジ回路を構成し
ている抵抗には、できるだけ温度特性値が等しいものを
使用し、ブリッジ回路出力電圧の温度ドリフトをできる
だけ小さくすることが好ましい。
抵抗Ｒ´２によって０または任意の基準電圧に設定し、
これらの電圧に対する変化分を検出するようにしてい
る。そして、この場合にも、抵抗ブリッジ回路を構成し
ている抵抗には、できるだけ温度特性値が等しいものを
使用し、ブリッジ回路出力電圧の温度ドリフトをできる
だけ小さくすることが好ましい。
【００１２】増幅回路１４´は、４抵抗式の抵抗ブリッ
ジ回路１３´の出力電圧を増幅する２段増幅回路であ
り、アンプＩＣ´３およびアンプＩＣ´４と、抵抗Ｒ´
１２〜Ｒ´１９とにより構成されている。
ジ回路１３´の出力電圧を増幅する２段増幅回路であ
り、アンプＩＣ´３およびアンプＩＣ´４と、抵抗Ｒ´
１２〜Ｒ´１９とにより構成されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】以上説明した抵抗ブリ
ッジ出力検出器を有する従来の抵抗ブリッジ出力検出装
置は、その出力電圧の温度ドリフトを考慮すると、抵抗
ブリッジ回路１１´あるいは１３´の温度ドリフトに、
アンプＩＣ´１およびアンプＩＣ´２あるいはアンプＩ
Ｃ´３およびＩＣ´４の入力オフセット電圧の温度ドリ
フトが加算され、これがさらに増幅されて得られること
となる。よって、従来、前述したように、ブリッジを構
成する抵抗の温度特性ができるだけ等しいものを使用す
ることにより、抵抗ブリッジ回路１１´あるいは１３´
の温度ドリフトを小さくすることがなされている。
ッジ出力検出器を有する従来の抵抗ブリッジ出力検出装
置は、その出力電圧の温度ドリフトを考慮すると、抵抗
ブリッジ回路１１´あるいは１３´の温度ドリフトに、
アンプＩＣ´１およびアンプＩＣ´２あるいはアンプＩ
Ｃ´３およびＩＣ´４の入力オフセット電圧の温度ドリ
フトが加算され、これがさらに増幅されて得られること
となる。よって、従来、前述したように、ブリッジを構
成する抵抗の温度特性ができるだけ等しいものを使用す
ることにより、抵抗ブリッジ回路１１´あるいは１３´
の温度ドリフトを小さくすることがなされている。
【００１４】しかし、アンプＩＣ´１およびアンプＩＣ
´２あるいはアンプＩＣ´３およびアンプＩＣ´４の入
力オフセット電圧の温度ドリフトについては、温度によ
る変化極性が正および負の両方あり得るため、補正する
ことが不可能である。また、入力オフセット電圧が低ド
リフト特性であるアンプを使用する方法もあるが、この
種のアンプは高価であり、抵抗ブリッジ出力検出装置全
体としても高価になってしまうという問題点がある。
´２あるいはアンプＩＣ´３およびアンプＩＣ´４の入
力オフセット電圧の温度ドリフトについては、温度によ
る変化極性が正および負の両方あり得るため、補正する
ことが不可能である。また、入力オフセット電圧が低ド
リフト特性であるアンプを使用する方法もあるが、この
種のアンプは高価であり、抵抗ブリッジ出力検出装置全
体としても高価になってしまうという問題点がある。
【００１５】本発明の課題は、周囲の温度変化に対して
安定な特性の出力電圧の得られる抵抗ブリッジ出力検出
装置を提供することである。
安定な特性の出力電圧の得られる抵抗ブリッジ出力検出
装置を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ｎ（ｎ
は、２または４）個の抵抗から成り、２個の入力端とｎ
／２個の出力端とを備えた抵抗ブリッジ回路と、前記２
個の入力端に印加されるバイアス電圧によって生ずる前
記抵抗ブリッジ回路からの出力電圧を増幅する増幅回路
とにより構成される抵抗ブリッジ出力検出器と、前記抵
抗ブリッジ回路の前記２個の入力端に印加される前記バ
イアス電圧を発生するバイアス電圧発生器とを有する抵
抗ブリッジ出力検出装置であって、前記バイアス電圧発
生器は、互いに逆相かつ同レベルである２つの交流電圧
を前記バイアス電圧として発生するものであり、前記抵
抗ブリッジ出力検出器の出力側には、１８０度の位相差
を持つ２つの同期検波回路により前記増幅回路のオフセ
ット電圧の温度ドリフトを除去する温度ドリフト除去手
段を有する抵抗ブリッジ出力検出装置において、前記増
幅回路は、前段回路におけるオフセット電圧の温度ドリ
フトに起因する直流誤差成分を除去する手段を含むこと
を特徴とする抵抗ブリッジ出力検出装置が得られる。
尚、前記増幅回路は、同相直流増幅回路段と、その後段
の同相交流増幅回路段とにより構成され、前記直流成分
を除去する手段は、前記同相交流増幅回路段の入力側に
設けられてもよい。
は、２または４）個の抵抗から成り、２個の入力端とｎ
／２個の出力端とを備えた抵抗ブリッジ回路と、前記２
個の入力端に印加されるバイアス電圧によって生ずる前
記抵抗ブリッジ回路からの出力電圧を増幅する増幅回路
とにより構成される抵抗ブリッジ出力検出器と、前記抵
抗ブリッジ回路の前記２個の入力端に印加される前記バ
イアス電圧を発生するバイアス電圧発生器とを有する抵
抗ブリッジ出力検出装置であって、前記バイアス電圧発
生器は、互いに逆相かつ同レベルである２つの交流電圧
を前記バイアス電圧として発生するものであり、前記抵
抗ブリッジ出力検出器の出力側には、１８０度の位相差
を持つ２つの同期検波回路により前記増幅回路のオフセ
ット電圧の温度ドリフトを除去する温度ドリフト除去手
段を有する抵抗ブリッジ出力検出装置において、前記増
幅回路は、前段回路におけるオフセット電圧の温度ドリ
フトに起因する直流誤差成分を除去する手段を含むこと
を特徴とする抵抗ブリッジ出力検出装置が得られる。
尚、前記増幅回路は、同相直流増幅回路段と、その後段
の同相交流増幅回路段とにより構成され、前記直流成分
を除去する手段は、前記同相交流増幅回路段の入力側に
設けられてもよい。
【００１７】本発明によればまた、ｎ（ｎは、２または
４）個の抵抗から成り、２個の入力端とｎ／２個の出力
端とを備えた抵抗ブリッジ回路と、前記２個の入力端に
印加されるバイアス電圧によって生ずる前記抵抗ブリッ
ジ回路からの出力電圧を増幅する増幅回路とにより構成
される抵抗ブリッジ出力検出器と、前記抵抗ブリッジ回
路の前記２個の入力端に印加される前記バイアス電圧を
発生するバイアス電圧発生器とを有する抵抗ブリッジ出
力検出装置であって、前記バイアス電圧発生器は、互い
に逆相かつ同レベルである２つの交流電圧を前記バイア
ス電圧として発生するものであり、前記抵抗ブリッジ出
力検出器の出力側には、１８０度の位相差を持つ２つの
同期検波回路により前記増幅回路のオフセット電圧の温
度ドリフトを除去する温度ドリフト除去手段を有する抵
抗ブリッジ出力検出装置において、前記温度ドリフト除
去手段は、前記バイアス電圧発生器からの信号を１８０
度の位相差を持たせて変調する第１および第２の変調器
と、前記抵抗ブリッジ出力検出器からの出力信号を前記
第１および前記第２の変調器からの変調信号によって同
期検波する第１および第２の同期検波器と、前記１およ
び前記第２の同期検波器の出力信号の差を検出する同期
検波出力差演算器とを有することを特徴とする抵抗ブリ
ッジ出力検出装置が得られる。尚、前記増幅回路は、前
段回路におけるオフセット電圧の温度ドリフトに起因す
る直流誤差成分を除去する手段を含んでいてもよい。ま
た、前記増幅回路は、同相直流増幅回路段と、その後段
の同相交流増幅回路段とにより構成され、前記直流成分
を除去する手段は、前記同相交流増幅回路段の入力側に
設けられてもよい。
４）個の抵抗から成り、２個の入力端とｎ／２個の出力
端とを備えた抵抗ブリッジ回路と、前記２個の入力端に
印加されるバイアス電圧によって生ずる前記抵抗ブリッ
ジ回路からの出力電圧を増幅する増幅回路とにより構成
される抵抗ブリッジ出力検出器と、前記抵抗ブリッジ回
路の前記２個の入力端に印加される前記バイアス電圧を
発生するバイアス電圧発生器とを有する抵抗ブリッジ出
力検出装置であって、前記バイアス電圧発生器は、互い
に逆相かつ同レベルである２つの交流電圧を前記バイア
ス電圧として発生するものであり、前記抵抗ブリッジ出
力検出器の出力側には、１８０度の位相差を持つ２つの
同期検波回路により前記増幅回路のオフセット電圧の温
度ドリフトを除去する温度ドリフト除去手段を有する抵
抗ブリッジ出力検出装置において、前記温度ドリフト除
去手段は、前記バイアス電圧発生器からの信号を１８０
度の位相差を持たせて変調する第１および第２の変調器
と、前記抵抗ブリッジ出力検出器からの出力信号を前記
第１および前記第２の変調器からの変調信号によって同
期検波する第１および第２の同期検波器と、前記１およ
び前記第２の同期検波器の出力信号の差を検出する同期
検波出力差演算器とを有することを特徴とする抵抗ブリ
ッジ出力検出装置が得られる。尚、前記増幅回路は、前
段回路におけるオフセット電圧の温度ドリフトに起因す
る直流誤差成分を除去する手段を含んでいてもよい。ま
た、前記増幅回路は、同相直流増幅回路段と、その後段
の同相交流増幅回路段とにより構成され、前記直流成分
を除去する手段は、前記同相交流増幅回路段の入力側に
設けられてもよい。
【００１８】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例によ
る抵抗ブリッジ出力検出装置を説明する。
る抵抗ブリッジ出力検出装置を説明する。
【００１９】［実施例１］図１は、本発明の実施例１に
よる抵抗ブリッジ出力検出装置を示すブロック図であ
る。図１において、実施例１による抵抗ブリッジ出力検
出装置は、抵抗ブリッジ回路１１と増幅回路１２とによ
り構成される抵抗ブリッジ出力検出器１０と、抵抗ブリ
ッジ出力検出器１０における抵抗ブリッジ回路の２個の
入力端に印加されるバイアス電圧を発生するバイアス電
圧発生器２０と、温度ドリフト除去手段とを有してい
る。温度ドリフト除去手段は、９０度位相変調器３０ａ
および２７０度位相変調器３０ｂと、９０度位相同期検
波器４０ａおよび２７０度位相同期検波器４０ｂと、同
期検波出力差演算器５０とから成り、増幅回路１２にお
ける後述するオフセット電圧の温度ドリフトを除去する
ものである。
よる抵抗ブリッジ出力検出装置を示すブロック図であ
る。図１において、実施例１による抵抗ブリッジ出力検
出装置は、抵抗ブリッジ回路１１と増幅回路１２とによ
り構成される抵抗ブリッジ出力検出器１０と、抵抗ブリ
ッジ出力検出器１０における抵抗ブリッジ回路の２個の
入力端に印加されるバイアス電圧を発生するバイアス電
圧発生器２０と、温度ドリフト除去手段とを有してい
る。温度ドリフト除去手段は、９０度位相変調器３０ａ
および２７０度位相変調器３０ｂと、９０度位相同期検
波器４０ａおよび２７０度位相同期検波器４０ｂと、同
期検波出力差演算器５０とから成り、増幅回路１２にお
ける後述するオフセット電圧の温度ドリフトを除去する
ものである。
【００２０】図２は、図１に示す抵抗ブリッジ出力検出
装置のうち、抵抗ブリッジ出力検出器１０と、バイアス
電圧発生器２０とを示す回路図である。図２において、
実施例１による抵抗ブリッジ出力検出器１０は、抵抗ブ
リッジ回路１１と増幅回路１２とにより構成されてい
る。
装置のうち、抵抗ブリッジ出力検出器１０と、バイアス
電圧発生器２０とを示す回路図である。図２において、
実施例１による抵抗ブリッジ出力検出器１０は、抵抗ブ
リッジ回路１１と増幅回路１２とにより構成されてい
る。
【００２１】抵抗ブリッジ回路１１は、可変抵抗Ｒ１
と、オフセット出力電圧調整用の可変抵抗Ｒ２との抵抗
２個による２抵抗式のブリッジ回路である。
と、オフセット出力電圧調整用の可変抵抗Ｒ２との抵抗
２個による２抵抗式のブリッジ回路である。
【００２２】抵抗ブリッジ回路１１には、バイアス電圧
発生器２０が接続されている。その端子ＡにはＶａ・si
n(ω・ｔ) ＋Ｖｂ、端子Ｂには−Ｖａ・sin(ω・ｔ) ＋
Ｖｂのそれぞれ逆相同レベルの交流電圧が印加される。
この場合の抵抗ブリッジ回路１１の出力電圧Ｖ１は、数
式３で表わされる。
発生器２０が接続されている。その端子ＡにはＶａ・si
n(ω・ｔ) ＋Ｖｂ、端子Ｂには−Ｖａ・sin(ω・ｔ) ＋
Ｖｂのそれぞれ逆相同レベルの交流電圧が印加される。
この場合の抵抗ブリッジ回路１１の出力電圧Ｖ１は、数
式３で表わされる。
【００２３】
【数３】
【００２４】尚、数式３において、Ｒ１＝Ｒ２の場合に
は、Ｖ１＝Ｖｂである。即ち、図１において、初期状態
にてオフセット出力電圧調整用の可変抵抗Ｒ２の値を可
変抵抗Ｒ１と等しい値に調整する。この状態における抵
抗ブリッジ出力Ｖ１は、数式３から明かなようにＶｂと
なる。可変抵抗Ｒ１が変化した場合、抵抗ブリッジ回路
１１の出力Ｖ１は、可変抵抗Ｒ１の変化に対応して、si
n(ω・ｔ) の周期である交流電圧が発生し、Ｖｂに重畳
した交流電圧として現われる。したがって、この交流電
圧の値により抵抗ブリッジ回路１１の出力電圧の大きさ
を測定することができる。
は、Ｖ１＝Ｖｂである。即ち、図１において、初期状態
にてオフセット出力電圧調整用の可変抵抗Ｒ２の値を可
変抵抗Ｒ１と等しい値に調整する。この状態における抵
抗ブリッジ出力Ｖ１は、数式３から明かなようにＶｂと
なる。可変抵抗Ｒ１が変化した場合、抵抗ブリッジ回路
１１の出力Ｖ１は、可変抵抗Ｒ１の変化に対応して、si
n(ω・ｔ) の周期である交流電圧が発生し、Ｖｂに重畳
した交流電圧として現われる。したがって、この交流電
圧の値により抵抗ブリッジ回路１１の出力電圧の大きさ
を測定することができる。
【００２５】抵抗ブリッジ回路１１に印加すべきバイア
ス電圧発生器２０の発生する交流電圧の波形を、実施例
１では正弦波としたが、本発明においては、矩形波およ
び三角波等の交流波形でも可能である。
ス電圧発生器２０の発生する交流電圧の波形を、実施例
１では正弦波としたが、本発明においては、矩形波およ
び三角波等の交流波形でも可能である。
【００２６】増幅回路１２は、２抵抗式の抵抗ブリッジ
回路１１の出力Ｖ１を増幅する。増幅回路１２は、アン
プＩＣ１およびアンプＩＣ２と、抵抗Ｒ５〜Ｒ１０と、
前段回路におけるオフセット電圧の温度ドリフトに起因
する直流誤差成分を除去する手段としてのコンデンサＣ
１および抵抗Ｒ１１とにより構成されている。詳しく
は、抵抗ブリッジ回路１１の出力Ｖ１を、抵抗Ｒ７、抵
抗Ｒ８およびアンプＩＣ１で構成される同相直流増幅回
路段で初段増幅し、アンプＩＣ１の出力端子に接続され
たコンデンサＣ１で、抵抗ブリッジ回路１１の温度ドリ
フトや、アンプＩＣ１の入力オフセット電圧の温度ドリ
フト等、直流増幅電圧成分を除去し、コンデンサＣ１、
抵抗Ｒ９〜Ｒ１１、およびアンプＩＣ２で構成される同
相交流増幅回路段で２段増幅する。
回路１１の出力Ｖ１を増幅する。増幅回路１２は、アン
プＩＣ１およびアンプＩＣ２と、抵抗Ｒ５〜Ｒ１０と、
前段回路におけるオフセット電圧の温度ドリフトに起因
する直流誤差成分を除去する手段としてのコンデンサＣ
１および抵抗Ｒ１１とにより構成されている。詳しく
は、抵抗ブリッジ回路１１の出力Ｖ１を、抵抗Ｒ７、抵
抗Ｒ８およびアンプＩＣ１で構成される同相直流増幅回
路段で初段増幅し、アンプＩＣ１の出力端子に接続され
たコンデンサＣ１で、抵抗ブリッジ回路１１の温度ドリ
フトや、アンプＩＣ１の入力オフセット電圧の温度ドリ
フト等、直流増幅電圧成分を除去し、コンデンサＣ１、
抵抗Ｒ９〜Ｒ１１、およびアンプＩＣ２で構成される同
相交流増幅回路段で２段増幅する。
【００２７】増幅器１２の出力Ｖout は、数式４で示す
電圧波形で表わされる。
電圧波形で表わされる。
【００２８】
【数４】
【００２９】数式４において、Ｖｃ・sin(ω・ｔ) は、
抵抗ブリッジ出力Ｖ１の増幅された交流電圧成分であ
り、Ｖｄは、アンプＩＣ２の入力オフセット電圧の温度
ドリフトの直流増幅電圧成分である。
抵抗ブリッジ出力Ｖ１の増幅された交流電圧成分であ
り、Ｖｄは、アンプＩＣ２の入力オフセット電圧の温度
ドリフトの直流増幅電圧成分である。
【００３０】ここで、再び、図１を参照して、温度ドリ
フト除去手段を詳述する。バイアス電圧発生器２０に接
続された９０度位相変調器３０ａおよび２７０度位相変
調器３０ｂはそれぞれ、バイアス電圧発生器２０の発生
する交流電圧のいずれかの波形を復調して、変調信号を
出力する。９０度位相同期検波器４０ａおよび２７０度
位相同期検波器４０ｂは、抵抗ブリッジ出力検出器１０
における増幅回路１２からの出力を、９０度位相変調器
３０ａおよび２７０度位相変調器３０ｂからの変調信号
によって同期検波を行う。同期検波出力差演算器５０
は、９０度位相同期検波器４０ａおよび２７０度位相同
期検波器４０ｂの検波出力信号の差を演算し、本抵抗ブ
リッジ出力検出装置としての出力Ｓを出力する。これに
よって、出力Ｓには、増幅回路１２における後述するオ
フセット電圧の温度ドリフト分は含まれない。尚、以上
説明した温度ドリフト除去手段をマイクロプロセッサに
より構成すれば、部品点数の削減を図って、抵抗ブリッ
ジ出力検出装置全体としての小型化が実現される。
フト除去手段を詳述する。バイアス電圧発生器２０に接
続された９０度位相変調器３０ａおよび２７０度位相変
調器３０ｂはそれぞれ、バイアス電圧発生器２０の発生
する交流電圧のいずれかの波形を復調して、変調信号を
出力する。９０度位相同期検波器４０ａおよび２７０度
位相同期検波器４０ｂは、抵抗ブリッジ出力検出器１０
における増幅回路１２からの出力を、９０度位相変調器
３０ａおよび２７０度位相変調器３０ｂからの変調信号
によって同期検波を行う。同期検波出力差演算器５０
は、９０度位相同期検波器４０ａおよび２７０度位相同
期検波器４０ｂの検波出力信号の差を演算し、本抵抗ブ
リッジ出力検出装置としての出力Ｓを出力する。これに
よって、出力Ｓには、増幅回路１２における後述するオ
フセット電圧の温度ドリフト分は含まれない。尚、以上
説明した温度ドリフト除去手段をマイクロプロセッサに
より構成すれば、部品点数の削減を図って、抵抗ブリッ
ジ出力検出装置全体としての小型化が実現される。
【００３１】さて、前述の数式５によって表される増幅
器１２の出力Ｖout は、９０度位相同期検波器４０ａお
よび２７０度位相同期検波器４０ｂによって、ω・ｔ＝
（１／２）・π（９０°位相）および３／２π（２７０
°位相）の周期で２つの同期検波をとると、同期出力信
号Ｖout ［（１／２）・π］および同期出力信号Ｖout
［（３／２）・π］はそれぞれ、数式５および数式６で
表わされる。
器１２の出力Ｖout は、９０度位相同期検波器４０ａお
よび２７０度位相同期検波器４０ｂによって、ω・ｔ＝
（１／２）・π（９０°位相）および３／２π（２７０
°位相）の周期で２つの同期検波をとると、同期出力信
号Ｖout ［（１／２）・π］および同期出力信号Ｖout
［（３／２）・π］はそれぞれ、数式５および数式６で
表わされる。
【００３２】
【数５】
【００３３】
【数６】
【００３４】さらに、同期検波出力差演算器５０によっ
て、２つの同期出力信号の差（数式６−数式７）を検出
すると、出力Ｓは、２・Ｖｃとなり、アンプＩＣ２の入
力オフセット電圧の温度ドリフトの直流増幅電圧成分Ｖ
ｄは、キャンセルされ、抵抗ブリッジ回路１１の出力を
交流電圧増幅した成分のみが得られる。即ち、オフセッ
ト電圧およびオフセット電圧の温度ドリフトを除いた抵
抗ブリッジ回路１１からの出力の大きさのみを測定する
ことができる。
て、２つの同期出力信号の差（数式６−数式７）を検出
すると、出力Ｓは、２・Ｖｃとなり、アンプＩＣ２の入
力オフセット電圧の温度ドリフトの直流増幅電圧成分Ｖ
ｄは、キャンセルされ、抵抗ブリッジ回路１１の出力を
交流電圧増幅した成分のみが得られる。即ち、オフセッ
ト電圧およびオフセット電圧の温度ドリフトを除いた抵
抗ブリッジ回路１１からの出力の大きさのみを測定する
ことができる。
【００３５】［実施例２］本発明の実施例２による抵抗
ブリッジ出力検出装置は、実施例１による抵抗ブリッジ
出力検出装置における抵抗ブリッジ出力検出器１０の変
形例である。
ブリッジ出力検出装置は、実施例１による抵抗ブリッジ
出力検出装置における抵抗ブリッジ出力検出器１０の変
形例である。
【００３６】図３は、実施例２による抵抗ブリッジ出力
検出装置の要部である抵抗ブリッジ出力検出器１０と、
バイアス電圧発生器２０とを示す回路図である。図３に
おいて、実施例２による抵抗ブリッジ出力検出器１０
は、抵抗ブリッジ回路１３と増幅回路１４とにより構成
されている。
検出装置の要部である抵抗ブリッジ出力検出器１０と、
バイアス電圧発生器２０とを示す回路図である。図３に
おいて、実施例２による抵抗ブリッジ出力検出器１０
は、抵抗ブリッジ回路１３と増幅回路１４とにより構成
されている。
【００３７】抵抗ブリッジ回路１３は、可変抵抗Ｒ１
と、オフセット出力電圧調整用の可変抵抗Ｒ２と、抵抗
Ｒ３および抵抗Ｒ４との抵抗４個による４抵抗式のブリ
ッジ回路である。そして、実施例１と同様に、バイアス
電圧発生器２０が接続され、その端子ＡにはＶａ・sin
(ω・ｔ) ＋Ｖｂ、端子Ｂには−Ｖａ・sin(ω・ｔ) ＋
Ｖｂのそれぞれ逆相同レベルの交流電圧が印加される。
この場合の抵抗ブリッジ回路１１の出力電圧（Ｖ２−Ｖ
３）は、数式７で表わされる。
と、オフセット出力電圧調整用の可変抵抗Ｒ２と、抵抗
Ｒ３および抵抗Ｒ４との抵抗４個による４抵抗式のブリ
ッジ回路である。そして、実施例１と同様に、バイアス
電圧発生器２０が接続され、その端子ＡにはＶａ・sin
(ω・ｔ) ＋Ｖｂ、端子Ｂには−Ｖａ・sin(ω・ｔ) ＋
Ｖｂのそれぞれ逆相同レベルの交流電圧が印加される。
この場合の抵抗ブリッジ回路１１の出力電圧（Ｖ２−Ｖ
３）は、数式７で表わされる。
【００３８】
【数７】
【００３９】尚、数式７において、Ｒ１×Ｒ３＝Ｒ２×
Ｒ４の場合には、（Ｖ２−Ｖ３）＝０である。即ち、図
３において、初期状態にてオフセット出力電圧調整用の
可変抵抗Ｒ２の値を抵抗Ｒ１×Ｒ３＝Ｒ２×Ｒ４が成立
するように調整する。この状態における抵抗ブリッジ出
力（Ｖ２−Ｖ３）は、数式４から明かなように０とな
る。可変抵抗Ｒ１が変化した場合、抵抗ブリッジ出力
（Ｖ２−Ｖ３）は可変抵抗Ｒ１の変化に対応してsin(ω
・ｔ) の周期である交流電圧が発生する。したがって、
実施例１と同様に、該交流電圧の値により抵抗ブリッジ
出力電圧の大きさを測定することができる。また、実施
例２においても、抵抗ブリッジ回路１３に印加すべきバ
イアス電圧発生器２０の発生する交流電圧の波形は、正
弦波に限らず、矩形波および三角波等の交流波形でもよ
い。
Ｒ４の場合には、（Ｖ２−Ｖ３）＝０である。即ち、図
３において、初期状態にてオフセット出力電圧調整用の
可変抵抗Ｒ２の値を抵抗Ｒ１×Ｒ３＝Ｒ２×Ｒ４が成立
するように調整する。この状態における抵抗ブリッジ出
力（Ｖ２−Ｖ３）は、数式４から明かなように０とな
る。可変抵抗Ｒ１が変化した場合、抵抗ブリッジ出力
（Ｖ２−Ｖ３）は可変抵抗Ｒ１の変化に対応してsin(ω
・ｔ) の周期である交流電圧が発生する。したがって、
実施例１と同様に、該交流電圧の値により抵抗ブリッジ
出力電圧の大きさを測定することができる。また、実施
例２においても、抵抗ブリッジ回路１３に印加すべきバ
イアス電圧発生器２０の発生する交流電圧の波形は、正
弦波に限らず、矩形波および三角波等の交流波形でもよ
い。
【００４０】増幅回路１４は、４抵抗式の抵抗ブリッジ
回路１３の出力（Ｖ２−Ｖ３）を増幅する。増幅回路１
４は、アンプＩＣ３およびアンプＩＣ４と、抵抗Ｒ１２
〜Ｒ１９と、前段回路におけるオフセット電圧の温度ド
リフトに起因する直流誤差成分を除去する手段としての
コンデンサＣ２および抵抗Ｒ２０とにより構成されてい
る。詳しくは、抵抗ブリッジ回路１３の出力（Ｖ２−Ｖ
３）を、抵抗Ｒ１６、抵抗Ｒ１７およびアンプＩＣ３で
構成される同相直流増幅回路段で初段増幅し、アンプＩ
Ｃ４の出力端子に接続されたコンデンサＣ２で、抵抗ブ
リッジ回路１３の温度ドリフトや、アンプＩＣ３の入力
オフセット電圧の温度ドリフト等、直流増幅電圧成分を
除去し、コンデンサＣ２、抵抗Ｒ１８〜Ｒ２０、および
アンプＩＣ４で構成される同相交流増幅回路段で２段増
幅する。
回路１３の出力（Ｖ２−Ｖ３）を増幅する。増幅回路１
４は、アンプＩＣ３およびアンプＩＣ４と、抵抗Ｒ１２
〜Ｒ１９と、前段回路におけるオフセット電圧の温度ド
リフトに起因する直流誤差成分を除去する手段としての
コンデンサＣ２および抵抗Ｒ２０とにより構成されてい
る。詳しくは、抵抗ブリッジ回路１３の出力（Ｖ２−Ｖ
３）を、抵抗Ｒ１６、抵抗Ｒ１７およびアンプＩＣ３で
構成される同相直流増幅回路段で初段増幅し、アンプＩ
Ｃ４の出力端子に接続されたコンデンサＣ２で、抵抗ブ
リッジ回路１３の温度ドリフトや、アンプＩＣ３の入力
オフセット電圧の温度ドリフト等、直流増幅電圧成分を
除去し、コンデンサＣ２、抵抗Ｒ１８〜Ｒ２０、および
アンプＩＣ４で構成される同相交流増幅回路段で２段増
幅する。
【００４１】そして、実施例２においても、増幅器１４
の出力Ｖout の電圧波形は、実施例１の増幅器１２と同
様に数式４（ただし、数式４において、Ｖｃ・sin(ω・
ｔ)は抵抗ブリッジ回路１３の出力（Ｖ２−Ｖ３）の増
幅された交流電圧成分であり、ＶｄはアンプＩＣの入力
オフセット電圧の温度ドリフトの直流増幅電圧成分であ
る。）で表わされるため、図１に示す温度ドリフト除去
手段を用いることが可能である。即ち、９０度位相同期
検波器４０ａおよび２７０度位相同期検波器４０ｂによ
って、ω・ｔ＝（１／２）・π（９０°位相）および
（３／２）・π（２７０°位相）の周期で２つの同期検
波をとることにより、数式５の同期出力信号Ｖout
［（１／２）・π］および数式６の同期出力信号Ｖout
［（３／２）・π］を得る。続いて、同期検波出力差演
算器５０によって、２つの同期出力信号の差（数式５−
数式６）を検出すると、出力Ｓは、２・Ｖｃとなり、ア
ンプＩＣ４の入力オフセット電圧の温度ドリフトの直流
増幅電圧成分Ｖｄは、キャンセルされ、抵抗ブリッジ回
路１３の出力を交流電圧増幅した成分のみが得られる。
即ち、オフセット電圧およびオフセット電圧の温度ドリ
フトを除いた抵抗ブリッジ回路１３からの出力の大きさ
のみを測定することができる。
の出力Ｖout の電圧波形は、実施例１の増幅器１２と同
様に数式４（ただし、数式４において、Ｖｃ・sin(ω・
ｔ)は抵抗ブリッジ回路１３の出力（Ｖ２−Ｖ３）の増
幅された交流電圧成分であり、ＶｄはアンプＩＣの入力
オフセット電圧の温度ドリフトの直流増幅電圧成分であ
る。）で表わされるため、図１に示す温度ドリフト除去
手段を用いることが可能である。即ち、９０度位相同期
検波器４０ａおよび２７０度位相同期検波器４０ｂによ
って、ω・ｔ＝（１／２）・π（９０°位相）および
（３／２）・π（２７０°位相）の周期で２つの同期検
波をとることにより、数式５の同期出力信号Ｖout
［（１／２）・π］および数式６の同期出力信号Ｖout
［（３／２）・π］を得る。続いて、同期検波出力差演
算器５０によって、２つの同期出力信号の差（数式５−
数式６）を検出すると、出力Ｓは、２・Ｖｃとなり、ア
ンプＩＣ４の入力オフセット電圧の温度ドリフトの直流
増幅電圧成分Ｖｄは、キャンセルされ、抵抗ブリッジ回
路１３の出力を交流電圧増幅した成分のみが得られる。
即ち、オフセット電圧およびオフセット電圧の温度ドリ
フトを除いた抵抗ブリッジ回路１３からの出力の大きさ
のみを測定することができる。
【００４２】
【発明の効果】本発明による抵抗ブリッジ出力検出装置
は、バイアス電圧発生器が互いに逆相かつ同レベルであ
る２つの交流電圧を前記バイアス電圧として発生するも
のであり、抵抗ブリッジ出力検出器の出力側に１８０度
の位相差を持つ２つの同期検波回路により増幅回路のオ
フセット電圧の温度ドリフトを除去する温度ドリフト除
去手段が備えられるため、周囲の温度変化に対して安定
な特性の出力電圧が得られる。
は、バイアス電圧発生器が互いに逆相かつ同レベルであ
る２つの交流電圧を前記バイアス電圧として発生するも
のであり、抵抗ブリッジ出力検出器の出力側に１８０度
の位相差を持つ２つの同期検波回路により増幅回路のオ
フセット電圧の温度ドリフトを除去する温度ドリフト除
去手段が備えられるため、周囲の温度変化に対して安定
な特性の出力電圧が得られる。
【００４３】さらに、抵抗ブリッジ出力検出器における
増幅回路に、前段回路におけるオフセット電圧の温度ド
リフトに起因する直流誤差成分を除去する手段を含ませ
れば、より安定した特性の出力電圧が得られる。
増幅回路に、前段回路におけるオフセット電圧の温度ド
リフトに起因する直流誤差成分を除去する手段を含ませ
れば、より安定した特性の出力電圧が得られる。
【図１】本発明の実施例１および２による抵抗ブリッジ
出力検出装置を示すブロック図である。
出力検出装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例１による抵抗ブリッジ出力検出
装置における抵抗ブリッジ出力検出器とバイアス電圧発
生器とを示す回路図である。
装置における抵抗ブリッジ出力検出器とバイアス電圧発
生器とを示す回路図である。
【図３】本発明の実施例１による抵抗ブリッジ出力検出
装置における抵抗ブリッジ出力検出器とバイアス電圧発
生器とを示す回路図である。
装置における抵抗ブリッジ出力検出器とバイアス電圧発
生器とを示す回路図である。
【図４】従来例による抵抗ブリッジ出力検出装置におけ
る抵抗ブリッジ出力検出器を示す回路図である。
る抵抗ブリッジ出力検出器を示す回路図である。
【図５】他の従来例による抵抗ブリッジ出力検出装置に
おける抵抗ブリッジ出力検出器を示す回路図である。
おける抵抗ブリッジ出力検出器を示す回路図である。
【符号の説明】
１０ 抵抗ブリッジ出力検出器
１１ 抵抗ブリッジ回路
１２ 増幅回路
２０ バイアス電圧発生器
３０ａ ９０度位相変調器
３０ｂ ２７０度位相変調器
４０ａ ９０度位相同期検波器
４０ｂ ２７０度位相同期検波器
５０ 同期検波出力差演算器
Claims (5)
- 【請求項１】 ｎ（ｎは、２または４）個の抵抗から成
り、２個の入力端とｎ／２個の出力端とを備えた抵抗ブ
リッジ回路と、前記２個の入力端に印加されるバイアス
電圧によって生ずる前記抵抗ブリッジ回路からの出力電
圧を増幅する増幅回路とにより構成される抵抗ブリッジ
出力検出器と、 前記抵抗ブリッジ回路の前記２個の入力端に印加される
前記バイアス電圧を発生するバイアス電圧発生器とを有
する抵抗ブリッジ出力検出装置であって、 前記バイアス電圧発生器は、互いに逆相かつ同レベルで
ある２つの交流電圧を前記バイアス電圧として発生する
ものであり、 前記抵抗ブリッジ出力検出器の出力側には、１８０度の
位相差を持つ２つの同期検波回路により前記増幅回路の
オフセット電圧の温度ドリフトを除去する温度ドリフト
除去手段を有する抵抗ブリッジ出力検出装置において、 前記増幅回路は、前段回路におけるオフセット電圧の温
度ドリフトに起因する直流誤差成分を除去する手段を含
むことを特徴とする抵抗ブリッジ出力検出装置 。 - 【請求項２】 前記増幅回路は、同相直流増幅回路段
と、その後段の同相交流増幅回路段とにより構成され、 前記直流成分を除去する手段は、前記同相交流増幅回路
段の入力側に設けられる請求項１に記載の抵抗ブリッジ
出力検出装置。 - 【請求項３】 ｎ（ｎは、２または４）個の抵抗から成
り、２個の入力端とｎ／２個の出力端とを備えた抵抗ブ
リッジ回路と、前記２個の入力端に印加されるバイアス
電圧によって生ずる前記抵抗ブリッジ回路からの出力電
圧を増幅する増幅回路とにより構成される抵抗ブリッジ
出力検出器と、 前記抵抗ブリッジ回路の前記２個の入力端に印加される
前記バイアス電圧を発生するバイアス電圧発生器とを有
する抵抗ブリッジ出力検出装置であって、 前記バイアス電圧発生器は、互いに逆相かつ同レベルで
ある２つの交流電圧を前記バイアス電圧として発生する
ものであり、 前記抵抗ブリッジ出力検出器の出力側には、１８０度の
位相差を持つ２つの同期検波回路により前記増幅回路の
オフセット電圧の温度ドリフトを除去する温度 ドリフト
除去手段を有する抵抗ブリッジ出力検出装置において、 前記温度ドリフト除去手段は、前記バイアス電圧発生器
からの信号を１８０度の位相差を持たせて変調する第１
および第２の変調器と、前記抵抗ブリッジ出力検出器か
らの出力信号を前記第１および前記第２の変調器からの
変調信号によって同期検波する第１および第２の同期検
波器と、前記１および前記第２の同期検波器の出力信号
の差を検出する同期検波出力差演算器とを有することを
特徴とする抵抗ブリッジ出力検出装置。 - 【請求項４】 前記増幅回路は、前段回路におけるオフ
セット電圧の温度ドリフトに起因する直流誤差成分を除
去する手段を含む請求項３に記載の抵抗ブリッジ出力検
出装置。 - 【請求項５】 前記増幅回路は、同相直流増幅回路段
と、その後段の同相交流増幅回路段とにより構成され、 前記直流成分を除去する手段は、前記同相交流増幅回路
段の入力側に設けられる請求項４に記載の抵抗ブリッジ
出力検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32431394A JP3378971B2 (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 抵抗ブリッジ出力検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32431394A JP3378971B2 (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 抵抗ブリッジ出力検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08178969A JPH08178969A (ja) | 1996-07-12 |
| JP3378971B2 true JP3378971B2 (ja) | 2003-02-17 |
Family
ID=18164408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32431394A Expired - Fee Related JP3378971B2 (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 抵抗ブリッジ出力検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3378971B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107656135A (zh) * | 2017-10-24 | 2018-02-02 | 尤宣来 | 高压导线电流的测量装置及测量方法 |
| KR102656037B1 (ko) * | 2022-06-27 | 2024-04-12 | (주)나우시스템즈 | 자기장 검출 장치 |
-
1994
- 1994-12-27 JP JP32431394A patent/JP3378971B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08178969A (ja) | 1996-07-12 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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