JP3482751B2 - センサ装置 - Google Patents
センサ装置Info
- Publication number
- JP3482751B2 JP3482751B2 JP26592895A JP26592895A JP3482751B2 JP 3482751 B2 JP3482751 B2 JP 3482751B2 JP 26592895 A JP26592895 A JP 26592895A JP 26592895 A JP26592895 A JP 26592895A JP 3482751 B2 JP3482751 B2 JP 3482751B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sensor
- temperature
- data
- pressure
- oscillation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、センサ及びその
センサ信号を処理するマイクロコンピュータ等の処理装
置を有して構成されるセンサ装置に関し、特により精度
の高いセンサ値をより効率よく得るためのセンサ装置構
造の具現に関する。
センサ信号を処理するマイクロコンピュータ等の処理装
置を有して構成されるセンサ装置に関し、特により精度
の高いセンサ値をより効率よく得るためのセンサ装置構
造の具現に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、各種の制御や処理にマイクロコン
ピュータが導入されるに及び、それら制御や処理のため
の各種情報を検出するセンサについてもその出力をマイ
クロコンピュータによって処理することが普通に行われ
つつある。
ピュータが導入されるに及び、それら制御や処理のため
の各種情報を検出するセンサについてもその出力をマイ
クロコンピュータによって処理することが普通に行われ
つつある。
【０００３】ここに従来、センサ及びそのセンサ信号を
処理するマイクロコンピュータ等の処理装置を有して構
成されるセンサ装置としては、例えば特開平３−６８８
１５号公報に記載の装置が知られている。
処理するマイクロコンピュータ等の処理装置を有して構
成されるセンサ装置としては、例えば特開平３−６８８
１５号公報に記載の装置が知られている。
【０００４】因みに、同センサ装置では、その処理ユニ
ット（マイクロコンピュータ）内に検索テーブル（マッ
プ）を持ち、センサ側から入力される情報に応じてこの
検索テーブルでの関連付け（マップ演算）を行うことに
よってその所望のセンサ値を得るようにしている。
ット（マイクロコンピュータ）内に検索テーブル（マッ
プ）を持ち、センサ側から入力される情報に応じてこの
検索テーブルでの関連付け（マップ演算）を行うことに
よってその所望のセンサ値を得るようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように、センサ信
号をマイクロコンピュータ等により処理するようにした
ことで、各種の演算を極めて柔軟に行うことができると
ともに、それら得られる値の補正も容易である等、より
信頼性の高いセンサ値を得ることができるようになる。
号をマイクロコンピュータ等により処理するようにした
ことで、各種の演算を極めて柔軟に行うことができると
ともに、それら得られる値の補正も容易である等、より
信頼性の高いセンサ値を得ることができるようになる。
【０００６】ところで通常、センサが複数製造される場
合には、たとえその仕様が同一のものであったとして
も、それらセンサ毎に特性のばらつきや機差が存在す
る。このため、マイクロコンピュータ等の処理装置にお
いて、それらセンサの出力に対し上記演算や補正を一様
に施したのでは、センサ値として所望の精度が得られな
いこともある。
合には、たとえその仕様が同一のものであったとして
も、それらセンサ毎に特性のばらつきや機差が存在す
る。このため、マイクロコンピュータ等の処理装置にお
いて、それらセンサの出力に対し上記演算や補正を一様
に施したのでは、センサ値として所望の精度が得られな
いこともある。
【０００７】したがって、そうした高い精度が要求され
る場合には、上記センサ毎の特性のばらつきや機差につ
いてもこれを的確に補正する必要がある。しかし、それ
らセンサ毎の特性のばらつきや機差等を補正するための
データを上記処理装置に書き込むようにしたのではその
処理が煩雑となり、かといって、それら特性のばらつき
や機差等をセンサ内部で補正、吸収しようとすると、そ
のための何らかの処理回路を同センサ内部に必要とする
こととなり、センサ自身の大型化やコストアップも避け
られない。
る場合には、上記センサ毎の特性のばらつきや機差につ
いてもこれを的確に補正する必要がある。しかし、それ
らセンサ毎の特性のばらつきや機差等を補正するための
データを上記処理装置に書き込むようにしたのではその
処理が煩雑となり、かといって、それら特性のばらつき
や機差等をセンサ内部で補正、吸収しようとすると、そ
のための何らかの処理回路を同センサ内部に必要とする
こととなり、センサ自身の大型化やコストアップも避け
られない。
【０００８】この発明は、こうした実情に鑑みてなされ
たものであり、センサ自身の大型化やコストアップ、並
びに処理装置に対する煩雑な処理等を好適に回避して、
センサ毎の特性のばらつきや機差等を補正したより精度
の高いセンサ値を得ることのできるセンサ装置を提供す
ることを目的とする。
たものであり、センサ自身の大型化やコストアップ、並
びに処理装置に対する煩雑な処理等を好適に回避して、
センサ毎の特性のばらつきや機差等を補正したより精度
の高いセンサ値を得ることのできるセンサ装置を提供す
ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】こうした目的を達成する
ため、この発明では、センサ自身の特性のばらつきや機
差等を補正するためのデータが予め記憶された不揮発性
メモリと、採取された物理情報対応データにこれら補正
データを付加した信号をセンサ信号としてマイクロコン
ピュータ等からなるセンサ信号処理装置に送信する送信
手段とをセンサ側に設けるようにする。そして、センサ
信号処理装置側にあっては、この送信されたセンサ信号
を適宜の受信手段で受信し、該受信されたセンサ信号の
前記物理情報対応データを同受信されたセンサ信号の前
記補正データに基づき補正しつつその検出対象となる物
理情報を算出するようにする。
ため、この発明では、センサ自身の特性のばらつきや機
差等を補正するためのデータが予め記憶された不揮発性
メモリと、採取された物理情報対応データにこれら補正
データを付加した信号をセンサ信号としてマイクロコン
ピュータ等からなるセンサ信号処理装置に送信する送信
手段とをセンサ側に設けるようにする。そして、センサ
信号処理装置側にあっては、この送信されたセンサ信号
を適宜の受信手段で受信し、該受信されたセンサ信号の
前記物理情報対応データを同受信されたセンサ信号の前
記補正データに基づき補正しつつその検出対象となる物
理情報を算出するようにする。
【００１０】センサ装置としてのこのような構成によれ
ば、上記センサ固有の補正データが同センサを通じて採
取された物理情報対応データと共にマイクロコンピュー
タ等からなるセンサ信号処理装置に自動転送されるよう
になる。
ば、上記センサ固有の補正データが同センサを通じて採
取された物理情報対応データと共にマイクロコンピュー
タ等からなるセンサ信号処理装置に自動転送されるよう
になる。
【００１１】このため、高い精度が要求され、センサ毎
の特性のばらつきや機差についてもこれを的確に補正す
る必要がある場合であっても、そのための補正データを
逐次センサ信号処理装置に書き込む必要はなくなる。
の特性のばらつきや機差についてもこれを的確に補正す
る必要がある場合であっても、そのための補正データを
逐次センサ信号処理装置に書き込む必要はなくなる。
【００１２】また、それら補正データによる演算も含め
上記物理情報を得るための演算そのものは、そもそも演
算処理装置としての十分な機能が備えられているセンサ
信号処理装置側で行われる。このため、センサ自身とし
ては基本的に、上記不揮発性メモリや送信手段等を具え
るものであればよく、その特性のばらつきや機差等につ
いての的確な補正を施すにしろ、センサ自身の大型化や
コストアップ等を招く懸念もない。
上記物理情報を得るための演算そのものは、そもそも演
算処理装置としての十分な機能が備えられているセンサ
信号処理装置側で行われる。このため、センサ自身とし
ては基本的に、上記不揮発性メモリや送信手段等を具え
るものであればよく、その特性のばらつきや機差等につ
いての的確な補正を施すにしろ、センサ自身の大型化や
コストアップ等を招く懸念もない。
【００１３】
【００１４】
【００１５】しかも、上記センサが特に圧力センサであ
り、その検出対象となる物理情報対応データを採取する
ための手段を、 （ａ）静電容量（Ｃ）−抵抗（Ｒ）時定数に応じた周期
を有する交番信号を発振する第１のＣＲ発振回路。 （ｂ）同じく静電容量−抵抗時定数に応じた周期を有す
る交番信号を発振する第２のＣＲ発振回路。 （ｃ）検出対象となる圧力の印加に応じたそれぞれ異な
る時定数変化を前記第１及び第２のＣＲ発振回路に対し
て付与する圧力情報抽出手段。 （ｄ）当該センサの温度に応じたそれぞれ異なる時定数
変化を前記第１及び第２のＣＲ発振回路に対して付与す
る温度情報抽出手段。 （ｅ）前記検出対象となる圧力の印加及び当該センサの
温度と無関係にそれぞれ異なる時定数変化を前記第１及
び第２のＣＲ発振回路に対して付与する基準情報抽出手
段。 （ｆ）前記圧力情報抽出手段によって時定数変化の付与
された前記第１及び第２のＣＲ発振回路による発振出力
の周波数差、及び前記温度情報抽出手段によって時定数
変化の付与された前記第１及び第２のＣＲ発振回路によ
る発振出力の周波数差、そして前記基準情報抽出手段に
よって時定数変化の付与された前記第１及び第２のＣＲ
発振回路による発振出力の周波数差をそれぞれ演算する
周波数差演算手段。をそれぞれ具え、これら演算された
各周波数差を物理情報対応データとして前記送信手段に
転送する構成であるため、センサ自身の温度特性やその
他の特性ばらつきによる影響を好適に除去することがで
きるようになる。
り、その検出対象となる物理情報対応データを採取する
ための手段を、 （ａ）静電容量（Ｃ）−抵抗（Ｒ）時定数に応じた周期
を有する交番信号を発振する第１のＣＲ発振回路。 （ｂ）同じく静電容量−抵抗時定数に応じた周期を有す
る交番信号を発振する第２のＣＲ発振回路。 （ｃ）検出対象となる圧力の印加に応じたそれぞれ異な
る時定数変化を前記第１及び第２のＣＲ発振回路に対し
て付与する圧力情報抽出手段。 （ｄ）当該センサの温度に応じたそれぞれ異なる時定数
変化を前記第１及び第２のＣＲ発振回路に対して付与す
る温度情報抽出手段。 （ｅ）前記検出対象となる圧力の印加及び当該センサの
温度と無関係にそれぞれ異なる時定数変化を前記第１及
び第２のＣＲ発振回路に対して付与する基準情報抽出手
段。 （ｆ）前記圧力情報抽出手段によって時定数変化の付与
された前記第１及び第２のＣＲ発振回路による発振出力
の周波数差、及び前記温度情報抽出手段によって時定数
変化の付与された前記第１及び第２のＣＲ発振回路によ
る発振出力の周波数差、そして前記基準情報抽出手段に
よって時定数変化の付与された前記第１及び第２のＣＲ
発振回路による発振出力の周波数差をそれぞれ演算する
周波数差演算手段。をそれぞれ具え、これら演算された
各周波数差を物理情報対応データとして前記送信手段に
転送する構成であるため、センサ自身の温度特性やその
他の特性ばらつきによる影響を好適に除去することがで
きるようになる。
【００１６】すなわち、上記検出対象となる圧力データ
そのものは、上記圧力情報抽出手段によって時定数変化
の付与された上記第１及び第２のＣＲ発振回路による発
振出力の周波数差として得ることができるが、これには
通常、センサ自身の温度特性による誤差分や上記第１及
び第２のＣＲ発振回路並びに上記周波数差演算手段等の
温度特性その他（第１及び第２系統間の特性ばらつき
等）による誤差分なども含まれている。
そのものは、上記圧力情報抽出手段によって時定数変化
の付与された上記第１及び第２のＣＲ発振回路による発
振出力の周波数差として得ることができるが、これには
通常、センサ自身の温度特性による誤差分や上記第１及
び第２のＣＲ発振回路並びに上記周波数差演算手段等の
温度特性その他（第１及び第２系統間の特性ばらつき
等）による誤差分なども含まれている。
【００１７】そこで、上記温度情報抽出手段や基準情報
抽出手段を設け、 （イ）温度情報抽出手段によって時定数変化の付与され
た上記第１及び第２のＣＲ発振回路による発振出力の周
波数差。 （ロ）基準情報抽出手段によって時定数変化の付与され
た上記第１及び第２のＣＲ発振回路による発振出力の周
波数差。 を併せ求めるようにすれば、該（イ）の周波数差によっ
て上記センサ自身の温度特性による誤差分が、また同
（ロ）の周波数差によって上記第１及び第２のＣＲ発振
回路並びに上記周波数差演算手段の温度特性その他によ
る誤差分がそれぞれ把握できるようになる。
抽出手段を設け、 （イ）温度情報抽出手段によって時定数変化の付与され
た上記第１及び第２のＣＲ発振回路による発振出力の周
波数差。 （ロ）基準情報抽出手段によって時定数変化の付与され
た上記第１及び第２のＣＲ発振回路による発振出力の周
波数差。 を併せ求めるようにすれば、該（イ）の周波数差によっ
て上記センサ自身の温度特性による誤差分が、また同
（ロ）の周波数差によって上記第１及び第２のＣＲ発振
回路並びに上記周波数差演算手段の温度特性その他によ
る誤差分がそれぞれ把握できるようになる。
【００１８】したがって、上記センサ信号処理装置にお
いて、それら受信される周波数差に対応した圧力情報、
温度情報、及び基準情報に基づく適宜の相殺演算を行う
ようにすることで、上述の如く、センサ自身の温度特性
やその他の特性ばらつきによる影響を好適に除去するこ
とができるようになる。
いて、それら受信される周波数差に対応した圧力情報、
温度情報、及び基準情報に基づく適宜の相殺演算を行う
ようにすることで、上述の如く、センサ自身の温度特性
やその他の特性ばらつきによる影響を好適に除去するこ
とができるようになる。
【００１９】なお、請求項２記載の発明によるように、
上記圧力情報抽出手段、上記温度情報抽出手段、及び上
記基準情報抽出手段については、これをそれぞれ （ｃ’）検出対象となる圧力の印加に応じて第１の方向
への抵抗値変化を生じる第１の感圧抵抗素子と、同じく
検出対象となる圧力の印加に応じて前記第１の方向とは
逆の第２の方向への抵抗値変化を生じる第２の感圧抵抗
素子とによって構成される第１のブリッジ回路。 （ｄ’）当該センサの温度に応じて抵抗値変化を生じる
感温抵抗素子と、基本的に温度特性を持たない抵抗素子
とによって構成される第２のブリッジ回路。 （ｅ’）基本的に温度特性を持たない抵抗素子によって
構成される第３のブリッジ回路。といった各別のブリッ
ジ回路にて構成し、また上記第１及び第２のＣＲ発振回
路についてはこれを、（ａ’，ｂ’）前記第１〜第３の
ブリッジ回路の各出力電圧がそれぞれ逆極性にて印加さ
れてオン抵抗が変化するＭＯＳトランジスタ（パストラ
ンジスタ）を有し、それらパストランジスタのオン抵抗
変化に応じて前記発振する交番信号の周期が変化するパ
ストランジスタ型のＣＲ発振回路。として構成すれば、
それらブリッジ回路としての高い感度やパストランジス
タ型ＣＲ発振回路としての高い発振精度に基づき、上述
した圧力情報、温度情報、並びに基準情報の各情報もよ
り効率よく、且つ正確に得られるようになる。
上記圧力情報抽出手段、上記温度情報抽出手段、及び上
記基準情報抽出手段については、これをそれぞれ （ｃ’）検出対象となる圧力の印加に応じて第１の方向
への抵抗値変化を生じる第１の感圧抵抗素子と、同じく
検出対象となる圧力の印加に応じて前記第１の方向とは
逆の第２の方向への抵抗値変化を生じる第２の感圧抵抗
素子とによって構成される第１のブリッジ回路。 （ｄ’）当該センサの温度に応じて抵抗値変化を生じる
感温抵抗素子と、基本的に温度特性を持たない抵抗素子
とによって構成される第２のブリッジ回路。 （ｅ’）基本的に温度特性を持たない抵抗素子によって
構成される第３のブリッジ回路。といった各別のブリッ
ジ回路にて構成し、また上記第１及び第２のＣＲ発振回
路についてはこれを、（ａ’，ｂ’）前記第１〜第３の
ブリッジ回路の各出力電圧がそれぞれ逆極性にて印加さ
れてオン抵抗が変化するＭＯＳトランジスタ（パストラ
ンジスタ）を有し、それらパストランジスタのオン抵抗
変化に応じて前記発振する交番信号の周期が変化するパ
ストランジスタ型のＣＲ発振回路。として構成すれば、
それらブリッジ回路としての高い感度やパストランジス
タ型ＣＲ発振回路としての高い発振精度に基づき、上述
した圧力情報、温度情報、並びに基準情報の各情報もよ
り効率よく、且つ正確に得られるようになる。
【００２０】また、上記センサがこのような圧力センサ
として構成される場合、それらセンサ毎の特性のばらつ
きや機差を補正するための前記補正データとしては、請
求項３記載の発明によるように、 ・センサ自身のオフセットの温度特性補正データ ・圧力測定値のオフセットデータ ・電気回路の温度特性補正データ ・温度測定値のオフセットデータ ・センサ感度の温度特性補正データ ・センサ感度温度特性のオフセットデータ の１若しくは複数が有効である。
として構成される場合、それらセンサ毎の特性のばらつ
きや機差を補正するための前記補正データとしては、請
求項３記載の発明によるように、 ・センサ自身のオフセットの温度特性補正データ ・圧力測定値のオフセットデータ ・電気回路の温度特性補正データ ・温度測定値のオフセットデータ ・センサ感度の温度特性補正データ ・センサ感度温度特性のオフセットデータ の１若しくは複数が有効である。
【００２１】そして、これら補正データの全てを用いる
場合には、請求項４記載の発明によるように、 ・前記圧力情報抽出手段によって時定数変化の付与され
た前記第１及び第２のＣＲ発振回路による発振出力の周
波数差をＤ、前記温度情報抽出手段によって時定数変化
の付与された前記第１及び第２のＣＲ発振回路による発
振出力の周波数差をＴ、前記基準情報抽出手段によって
時定数変化の付与された前記第１及び第２のＣＲ発振回
路による発振出力の周波数差をＡ、また前記補正データ
の前記センサ自身のオフセットの温度特性補正データを
ａ、前記圧力測定値のオフセットデータをｂ、前記電気
回路の温度特性補正データをｃ、前記温度測定値のオフ
セットデータをｄ、前記センサ感度の温度特性補正デー
タをｅ、そして前記センサ感度温度特性のオフセットデ
ータをｆとするとき、前記センサ信号処理装置は、それ
ら受信データに基づき、演算 Ｐ＝｛（Ｄ／Ａ−ｂ）−（ａ／ｃ）・（Ｔ／Ａ−ｄ）｝ ／｛（ｅ／ｃ）・（Ｔ／Ａ−ｄ）＋ｆ｝ を実行して、前記検出対象となる物理情報である圧力Ｐ
を算出する。といった演算構造を採用することで、同検
出対象とする圧力Ｐについての極めて精度の高いセンサ
値（物理情報）を得ることができるようになる。
場合には、請求項４記載の発明によるように、 ・前記圧力情報抽出手段によって時定数変化の付与され
た前記第１及び第２のＣＲ発振回路による発振出力の周
波数差をＤ、前記温度情報抽出手段によって時定数変化
の付与された前記第１及び第２のＣＲ発振回路による発
振出力の周波数差をＴ、前記基準情報抽出手段によって
時定数変化の付与された前記第１及び第２のＣＲ発振回
路による発振出力の周波数差をＡ、また前記補正データ
の前記センサ自身のオフセットの温度特性補正データを
ａ、前記圧力測定値のオフセットデータをｂ、前記電気
回路の温度特性補正データをｃ、前記温度測定値のオフ
セットデータをｄ、前記センサ感度の温度特性補正デー
タをｅ、そして前記センサ感度温度特性のオフセットデ
ータをｆとするとき、前記センサ信号処理装置は、それ
ら受信データに基づき、演算 Ｐ＝｛（Ｄ／Ａ−ｂ）−（ａ／ｃ）・（Ｔ／Ａ−ｄ）｝ ／｛（ｅ／ｃ）・（Ｔ／Ａ−ｄ）＋ｆ｝ を実行して、前記検出対象となる物理情報である圧力Ｐ
を算出する。といった演算構造を採用することで、同検
出対象とする圧力Ｐについての極めて精度の高いセンサ
値（物理情報）を得ることができるようになる。
【００２２】
【発明の実施の形態】図１に、この発明にかかるセンサ
装置の一実施形態を示す。この実施形態のセンサ装置
は、そのセンサ部が圧力センサからなるセンサ装置にあ
って、それらセンサ毎の特性のばらつきや機差等を補正
したより精度の高いセンサ値を得ることのできる装置と
して構成されている。
装置の一実施形態を示す。この実施形態のセンサ装置
は、そのセンサ部が圧力センサからなるセンサ装置にあ
って、それらセンサ毎の特性のばらつきや機差等を補正
したより精度の高いセンサ値を得ることのできる装置と
して構成されている。
【００２３】以下、同図１を参照して、この実施形態に
かかるセンサ装置の構成並びに動作について順次説明す
る。同図１に示されるように、このセンサ装置は、大き
くはセンサ（圧力センサ）１とそのセンサ信号を所要に
処理するセンサ信号処理装置２とによって構成されてい
る。以下では、これらセンサ１及びセンサ信号処理装置
２の別に、その具体構成並びに機能、動作を説明する。
かかるセンサ装置の構成並びに動作について順次説明す
る。同図１に示されるように、このセンサ装置は、大き
くはセンサ（圧力センサ）１とそのセンサ信号を所要に
処理するセンサ信号処理装置２とによって構成されてい
る。以下では、これらセンサ１及びセンサ信号処理装置
２の別に、その具体構成並びに機能、動作を説明する。
【００２４】まず、センサ１は、その検出対象となる物
理情報を抽出する部分として、圧力情報抽出用ブリッジ
回路１１１、温度情報抽出用ブリッジ回路１１２、及び
基準情報抽出用ブリッジ回路１１３の３つのフルブリッ
ジ回路を有している。
理情報を抽出する部分として、圧力情報抽出用ブリッジ
回路１１１、温度情報抽出用ブリッジ回路１１２、及び
基準情報抽出用ブリッジ回路１１３の３つのフルブリッ
ジ回路を有している。
【００２５】このうち、圧力情報抽出用ブリッジ回路１
１１は、検出対象となる圧力の印加に応じてそれぞれ同
図１に矢指する態様で、ピエゾ抵抗効果によりその抵抗
値が変化する感圧抵抗素子Ｒ11、Ｒ12、Ｒ13、及びＲ14
を有して構成されている。
１１は、検出対象となる圧力の印加に応じてそれぞれ同
図１に矢指する態様で、ピエゾ抵抗効果によりその抵抗
値が変化する感圧抵抗素子Ｒ11、Ｒ12、Ｒ13、及びＲ14
を有して構成されている。
【００２６】このため、抵抗素子Ｒ11及びＲ12の中点電
位は、該圧力の印加量に応じて低くなり、逆に、抵抗素
子Ｒ13及びＲ14の中点電位は、同圧力の印加量に応じて
高くなる。そして、これら中点電位の電位差が、同ブリ
ッジ回路１１１によるブリッジ出力として取り出される
ようになる。なお、該ブリッジ回路１１１による出力電
圧は、上記印加される圧力の他、当該センサ１の温度に
も依存したものとなっている。
位は、該圧力の印加量に応じて低くなり、逆に、抵抗素
子Ｒ13及びＲ14の中点電位は、同圧力の印加量に応じて
高くなる。そして、これら中点電位の電位差が、同ブリ
ッジ回路１１１によるブリッジ出力として取り出される
ようになる。なお、該ブリッジ回路１１１による出力電
圧は、上記印加される圧力の他、当該センサ１の温度に
も依存したものとなっている。
【００２７】一方、温度情報抽出用ブリッジ回路１１２
は、センサ１自身の温度に応じて抵抗値変化を生じる感
温抵抗素子Ｒ21及びＲ24と基本的に温度特性を持たない
抵抗素子Ｒ22及びＲ23とが、同図１に示される態様で接
続されたブリッジ回路として構成されている。
は、センサ１自身の温度に応じて抵抗値変化を生じる感
温抵抗素子Ｒ21及びＲ24と基本的に温度特性を持たない
抵抗素子Ｒ22及びＲ23とが、同図１に示される態様で接
続されたブリッジ回路として構成されている。
【００２８】このため、抵抗素子Ｒ21及びＲ22の中点電
位と抵抗素子Ｒ23及びＲ24の中点電位とでは、同センサ
１自身の温度に応じた電位差を生じることとなり、こう
した電位差が、同ブリッジ回路１１２によるブリッジ出
力として取り出されるようになる。なお、このブリッジ
回路１１２による出力電圧は基本的に、当該センサ１の
温度のみに依存したものとなっている。
位と抵抗素子Ｒ23及びＲ24の中点電位とでは、同センサ
１自身の温度に応じた電位差を生じることとなり、こう
した電位差が、同ブリッジ回路１１２によるブリッジ出
力として取り出されるようになる。なお、このブリッジ
回路１１２による出力電圧は基本的に、当該センサ１の
温度のみに依存したものとなっている。
【００２９】そして、第３のブリッジ回路である基準情
報抽出用ブリッジ回路１１３は、何れも基本的には温度
特性を持たない抵抗素子Ｒ31、Ｒ32、Ｒ33、及びＲ34が
同図１に示される態様で接続されたブリッジ回路として
構成されている。
報抽出用ブリッジ回路１１３は、何れも基本的には温度
特性を持たない抵抗素子Ｒ31、Ｒ32、Ｒ33、及びＲ34が
同図１に示される態様で接続されたブリッジ回路として
構成されている。
【００３０】このため、該ブリッジ回路１１３にあって
は、本来であれば、抵抗素子Ｒ31及びＲ32の中点電位と
抵抗素子Ｒ33及びＲ34の中点電位とで電位差を生じるこ
とはない。このことは、後述する時間数値変換回路（時
間Ａ−Ｄ）１５０において同ブリッジ回路１１３の出力
（電位差）についての何らかの時間測定値が得られる場
合、その測定値は、以降の回路であるＣＲ発振回路１３
１及び１３２、分周回路１４１及び１４２、並びに時間
数値変換回路１５０の温度特性その他のばらつきを示す
ようになることを意味する。この「その他のばらつき」
としては、上記ＣＲ発振回路や分周回路での第１及び第
２系統間での特性ばらつき等がある。
は、本来であれば、抵抗素子Ｒ31及びＲ32の中点電位と
抵抗素子Ｒ33及びＲ34の中点電位とで電位差を生じるこ
とはない。このことは、後述する時間数値変換回路（時
間Ａ−Ｄ）１５０において同ブリッジ回路１１３の出力
（電位差）についての何らかの時間測定値が得られる場
合、その測定値は、以降の回路であるＣＲ発振回路１３
１及び１３２、分周回路１４１及び１４２、並びに時間
数値変換回路１５０の温度特性その他のばらつきを示す
ようになることを意味する。この「その他のばらつき」
としては、上記ＣＲ発振回路や分周回路での第１及び第
２系統間での特性ばらつき等がある。
【００３１】また、同センサ１において、セレクタ１２
０は、上記圧力情報抽出用ブリッジ回路１１１、温度情
報抽出用ブリッジ回路１１２、及び基準情報抽出用ブリ
ッジ回路１１３の各ブリッジ出力を、後述する通信回路
１６０から与えられる選択信号ｓｅｌに基づき選択出力
する回路である。それら選択されたブリッジ出力は、同
図１に示されるように、ＣＲ発振回路１３１及び１３２
の各ＭＯＳトランジスタ（以下、パストランジスタとい
う）Ｔ31及びＴ32に対し、それぞれ逆極性の電圧として
与えられるようになる。
０は、上記圧力情報抽出用ブリッジ回路１１１、温度情
報抽出用ブリッジ回路１１２、及び基準情報抽出用ブリ
ッジ回路１１３の各ブリッジ出力を、後述する通信回路
１６０から与えられる選択信号ｓｅｌに基づき選択出力
する回路である。それら選択されたブリッジ出力は、同
図１に示されるように、ＣＲ発振回路１３１及び１３２
の各ＭＯＳトランジスタ（以下、パストランジスタとい
う）Ｔ31及びＴ32に対し、それぞれ逆極性の電圧として
与えられるようになる。
【００３２】これらパストランジスタ型のＣＲ発振回路
として構成されている第１及び第２のＣＲ発振回路１３
１及び１３２は、それら各パストランジスタＴ31及びＴ
32のオン抵抗変化に応じて周波数（若しくは周期）の変
化する交番信号（ここでの例ではパルス信号）を発振す
る回路である。
として構成されている第１及び第２のＣＲ発振回路１３
１及び１３２は、それら各パストランジスタＴ31及びＴ
32のオン抵抗変化に応じて周波数（若しくは周期）の変
化する交番信号（ここでの例ではパルス信号）を発振す
る回路である。
【００３３】因みに、こうしたＣＲ発振回路にあって
は、その発振周波数ｆが ｆ＝１／２πＣＲ …（１） として決定されることから、上記パストランジスタＴ31
及びＴ32のオン抵抗Ｒが大きければ低い周波数（長い周
期）の交番信号が発振され、同パストランジスタＴ31及
びＴ32のオン抵抗Ｒが小さければ高い周波数（短い周
期）のパルス信号が発振される。
は、その発振周波数ｆが ｆ＝１／２πＣＲ …（１） として決定されることから、上記パストランジスタＴ31
及びＴ32のオン抵抗Ｒが大きければ低い周波数（長い周
期）の交番信号が発振され、同パストランジスタＴ31及
びＴ32のオン抵抗Ｒが小さければ高い周波数（短い周
期）のパルス信号が発振される。
【００３４】したがって、例えば上記圧力情報抽出用ブ
リッジ回路１１１のブリッジ出力が選択されている場合
のように、検出対象となる圧力の印加に応じて、・第１
のＣＲ発振回路１３１側のパストランジスタＴ31は、そ
のＰチャネル電極が低電位、Ｎチャネル電極が高電位と
なり、そのオン抵抗が小さくなる。・第２のＣＲ発振回
路１３２側のパストランジスタＴ32は、そのＰチャネル
電極が高電位、Ｎチャネル電極が低電位となり、そのオ
ン抵抗が大きくなる。といった状況となる場合には、第
１のＣＲ発振回路１３１からは比較的周波数の高い（周
期の短い）パルス信号が、また第２のＣＲ発振回路１３
２からは、それよりも周波数の低い（周期の長い）パル
ス信号がそれぞれ発振出力されるようになる。
リッジ回路１１１のブリッジ出力が選択されている場合
のように、検出対象となる圧力の印加に応じて、・第１
のＣＲ発振回路１３１側のパストランジスタＴ31は、そ
のＰチャネル電極が低電位、Ｎチャネル電極が高電位と
なり、そのオン抵抗が小さくなる。・第２のＣＲ発振回
路１３２側のパストランジスタＴ32は、そのＰチャネル
電極が高電位、Ｎチャネル電極が低電位となり、そのオ
ン抵抗が大きくなる。といった状況となる場合には、第
１のＣＲ発振回路１３１からは比較的周波数の高い（周
期の短い）パルス信号が、また第２のＣＲ発振回路１３
２からは、それよりも周波数の低い（周期の長い）パル
ス信号がそれぞれ発振出力されるようになる。
【００３５】上記温度情報抽出用ブリッジ回路１１２の
ブリッジ出力、及び基準情報抽出用ブリッジ回路１１３
のブリッジ出力についても、各々これに準じたかたち
で、それら電位差に応じた周波数（周期）を有するパル
ス信号が同第１及び第２のＣＲ発振回路１３１及び１３
２から発振されるようになることは云うまでもない。
ブリッジ出力、及び基準情報抽出用ブリッジ回路１１３
のブリッジ出力についても、各々これに準じたかたち
で、それら電位差に応じた周波数（周期）を有するパル
ス信号が同第１及び第２のＣＲ発振回路１３１及び１３
２から発振されるようになることは云うまでもない。
【００３６】こうして第１及び第２のＣＲ発振回路１３
１及び１３２から発振されたパルス信号は何れも、第１
及び第２の分周回路１４１及び１４２によりそれぞれ例
えば数１００倍の時間幅に分周されて、時間数値変換回
路１５０に取り込まれる。
１及び１３２から発振されたパルス信号は何れも、第１
及び第２の分周回路１４１及び１４２によりそれぞれ例
えば数１００倍の時間幅に分周されて、時間数値変換回
路１５０に取り込まれる。
【００３７】時間数値変換回路１５０は、これら分周さ
れた第１及び第２のＣＲ発振回路１３１及び１３２の２
つの発振パルスに基づきその周波数差（周期時間差）を
求めてこれをディジタル信号に変換する回路である。そ
の処理態様の一例を参考までに図２に示す。
れた第１及び第２のＣＲ発振回路１３１及び１３２の２
つの発振パルスに基づきその周波数差（周期時間差）を
求めてこれをディジタル信号に変換する回路である。そ
の処理態様の一例を参考までに図２に示す。
【００３８】すなわちこの図２に示されるように、上記
第１のＣＲ発振回路１３１からは、図２（ａ）にその分
周出力として示されるような比較的周波数の高い（周期
の短い）パルス信号が出力され、他方の第２のＣＲ発振
回路１３２からは、図２（ｂ）に同じくその分周出力と
して示されるようなそれよりも周波数の低い（周期の長
い）パルス信号が出力されているとするとき、該時間数
値変換回路１５０では、図２（ｃ）に示される態様で、
それら周期時間Ｔ１及びＴ２の差（Ｔ１−Ｔ２）を求
め、その求めた時間差（Ｔ１−Ｔ２）を所定の分解能に
てディジタル信号に変換することとなる。なお、同時間
数値変換回路１５０の詳細については、「電子情報通信
学会論文誌 Ｃ−ＩＩ Ｖｏｌ．Ｊ７８−Ｃ−ＩＩ Ｎ
ｏ．６ ｐｐ．３６６−３７４ １９９５年６月 『デ
ィジタル処理による高精度化と複数パルス測定を可能と
した時間Ａ−Ｄ変換ＬＳＩ』 渡辺高元 他著」に記述
されているため、ここでの重複する説明は割愛する。
第１のＣＲ発振回路１３１からは、図２（ａ）にその分
周出力として示されるような比較的周波数の高い（周期
の短い）パルス信号が出力され、他方の第２のＣＲ発振
回路１３２からは、図２（ｂ）に同じくその分周出力と
して示されるようなそれよりも周波数の低い（周期の長
い）パルス信号が出力されているとするとき、該時間数
値変換回路１５０では、図２（ｃ）に示される態様で、
それら周期時間Ｔ１及びＴ２の差（Ｔ１−Ｔ２）を求
め、その求めた時間差（Ｔ１−Ｔ２）を所定の分解能に
てディジタル信号に変換することとなる。なお、同時間
数値変換回路１５０の詳細については、「電子情報通信
学会論文誌 Ｃ−ＩＩ Ｖｏｌ．Ｊ７８−Ｃ−ＩＩ Ｎ
ｏ．６ ｐｐ．３６６−３７４ １９９５年６月 『デ
ィジタル処理による高精度化と複数パルス測定を可能と
した時間Ａ−Ｄ変換ＬＳＩ』 渡辺高元 他著」に記述
されているため、ここでの重複する説明は割愛する。
【００３９】こうして、入力される２つのパルス信号に
ついてその周波数差（周期時間差）を求め、ディジタル
変換した時間数値変換回路１５０は、これを周波数差
（周期時間差）情報ｆｓとして、通信回路１６０に出力
する。なお、以下では便宜上、上記圧力情報抽出用ブリ
ッジ回路１１１のブリッジ出力について求めた周波数差
（周期時間差）情報ｆｓについてはこれを圧力情報Ｄと
云い、上記温度情報抽出用ブリッジ回路１１２のブリッ
ジ出力について求めた周波数差（周期時間差）情報ｆｓ
についてはこれを温度情報Ｔと云い、上記基準情報抽出
用ブリッジ回路１１３のブリッジ出力について求めた周
波数差（周期時間差）情報ｆｓについてはこれを基準情
報Ａと云う。
ついてその周波数差（周期時間差）を求め、ディジタル
変換した時間数値変換回路１５０は、これを周波数差
（周期時間差）情報ｆｓとして、通信回路１６０に出力
する。なお、以下では便宜上、上記圧力情報抽出用ブリ
ッジ回路１１１のブリッジ出力について求めた周波数差
（周期時間差）情報ｆｓについてはこれを圧力情報Ｄと
云い、上記温度情報抽出用ブリッジ回路１１２のブリッ
ジ出力について求めた周波数差（周期時間差）情報ｆｓ
についてはこれを温度情報Ｔと云い、上記基準情報抽出
用ブリッジ回路１１３のブリッジ出力について求めた周
波数差（周期時間差）情報ｆｓについてはこれを基準情
報Ａと云う。
【００４０】通信回路１６０は、上記セレクタ１２０を
通じたブリッジ出力の選択や上記時間数値変換回路１５
０の起動を制御するとともに、その得られた圧力情報
Ｄ、温度情報Ｔ、及び基準情報Ａに、ＥＰＲＯＭ１７０
に予め記憶されている当該センサ１自身の特性のばらつ
きや機差等を補正するための補正データ（定数ａ〜ｆ）
を付加して、これをセンサ信号処理装置２にシリアル転
送する回路である。
通じたブリッジ出力の選択や上記時間数値変換回路１５
０の起動を制御するとともに、その得られた圧力情報
Ｄ、温度情報Ｔ、及び基準情報Ａに、ＥＰＲＯＭ１７０
に予め記憶されている当該センサ１自身の特性のばらつ
きや機差等を補正するための補正データ（定数ａ〜ｆ）
を付加して、これをセンサ信号処理装置２にシリアル転
送する回路である。
【００４１】なお、同実施形態の装置にあっては、上記
ＥＰＲＯＭ１７０に予め記憶する補正データとして、 ・センサ自身のオフセットの温度特性補正データａ ・圧力測定値のオフセットデータｂ ・電気回路の温度特性補正データｃ ・温度測定値のオフセットデータｄ ・センサ感度の温度特性補正データｅ ・センサ感度温度特性のオフセットデータｆ といった６つのデータ（定数）を想定している。これら
データ何れも、センサ１の製造ばらつき等によって異な
るのが普通であり、同実施形態の装置では、当該センサ
１の作り込みの段階で、これら補正データａ〜ｆを上記
ＥＰＲＯＭ１７０に書き込むようにしている。
ＥＰＲＯＭ１７０に予め記憶する補正データとして、 ・センサ自身のオフセットの温度特性補正データａ ・圧力測定値のオフセットデータｂ ・電気回路の温度特性補正データｃ ・温度測定値のオフセットデータｄ ・センサ感度の温度特性補正データｅ ・センサ感度温度特性のオフセットデータｆ といった６つのデータ（定数）を想定している。これら
データ何れも、センサ１の製造ばらつき等によって異な
るのが普通であり、同実施形態の装置では、当該センサ
１の作り込みの段階で、これら補正データａ〜ｆを上記
ＥＰＲＯＭ１７０に書き込むようにしている。
【００４２】図３に、該通信回路１６０を通じて構築さ
れ、且つ転送されるシリアルデータＳＤのフォーマット
についてその一例を示す。このシリアルデータＳＤは、
同図３に示されるように、当該データＳＤの存在を認識
せしめるべくその先頭に付されるスタートコード「ＳＴ
ＡＲＴ」に引き続き、所定のビット数からなる上記補正
データａ〜ｆが順次転送され、その後、上記時間数値変
換回路１５０による量子化分解能に応じたこれも所定の
ビット数からなる圧力情報Ｄ、温度情報Ｔ、及び基準情
報Ａが順次転送される通信構造となっている。なお、該
シリアルデータＳＤは、例えば図示しない給電手段によ
る給電が行われる都度、通信回路１６０を通じて自動構
築され、センサ信号処理装置２に対して自動転送され
る。
れ、且つ転送されるシリアルデータＳＤのフォーマット
についてその一例を示す。このシリアルデータＳＤは、
同図３に示されるように、当該データＳＤの存在を認識
せしめるべくその先頭に付されるスタートコード「ＳＴ
ＡＲＴ」に引き続き、所定のビット数からなる上記補正
データａ〜ｆが順次転送され、その後、上記時間数値変
換回路１５０による量子化分解能に応じたこれも所定の
ビット数からなる圧力情報Ｄ、温度情報Ｔ、及び基準情
報Ａが順次転送される通信構造となっている。なお、該
シリアルデータＳＤは、例えば図示しない給電手段によ
る給電が行われる都度、通信回路１６０を通じて自動構
築され、センサ信号処理装置２に対して自動転送され
る。
【００４３】さて、こうしてシリアルデータＳＤが受信
されるセンサ信号処理装置２は、図１に併せ示されるよ
うに、同シリアルデータＳＤを受信処理する通信回路２
１０と、この受信処理されたデータ、情報に基づいて当
該センサ値としての最終圧力情報Ｐを算出するマイクロ
コンピュータ２２０とを有して構成されている。
されるセンサ信号処理装置２は、図１に併せ示されるよ
うに、同シリアルデータＳＤを受信処理する通信回路２
１０と、この受信処理されたデータ、情報に基づいて当
該センサ値としての最終圧力情報Ｐを算出するマイクロ
コンピュータ２２０とを有して構成されている。
【００４４】ここで、通信回路２１０は、上記シリアル
データＳＤを受信するとともに、これを上記補正データ
ａ〜ｆはじめ、圧力情報Ｄ、温度情報Ｔ、及び基準情報
Ａに分離復調する回路であり、この分離復調された補正
データａ〜ｆ、圧力情報Ｄ、温度情報Ｔ、及び基準情報
Ａが上記マイクロコンピュータ２２０に取り込まれるこ
ととなる。
データＳＤを受信するとともに、これを上記補正データ
ａ〜ｆはじめ、圧力情報Ｄ、温度情報Ｔ、及び基準情報
Ａに分離復調する回路であり、この分離復調された補正
データａ〜ｆ、圧力情報Ｄ、温度情報Ｔ、及び基準情報
Ａが上記マイクロコンピュータ２２０に取り込まれるこ
ととなる。
【００４５】マイクロコンピュータ２２０は、その演算
処理装置であるＣＰＵ２２１をはじめ、プログラムメモ
リとしてのＲＯＭ２２２、及びデータメモリとしてのＲ
ＡＭ２２３等を具えて構成されており、上記分離復調さ
れた補正データａ〜ｆ、圧力情報Ｄ、温度情報Ｔ、及び
基準情報ＡをＲＡＭ２２３のそれぞれ所定領域に一括し
て取り込んだ後、ＲＯＭ２２２に予登録されている例え
ば図４に例示する演算プログラムを上記ＣＰＵ２２１を
通じて実行する。
処理装置であるＣＰＵ２２１をはじめ、プログラムメモ
リとしてのＲＯＭ２２２、及びデータメモリとしてのＲ
ＡＭ２２３等を具えて構成されており、上記分離復調さ
れた補正データａ〜ｆ、圧力情報Ｄ、温度情報Ｔ、及び
基準情報ＡをＲＡＭ２２３のそれぞれ所定領域に一括し
て取り込んだ後、ＲＯＭ２２２に予登録されている例え
ば図４に例示する演算プログラムを上記ＣＰＵ２２１を
通じて実行する。
【００４６】すなわち、この図４に示す演算ルーチンに
おいて、ＣＰＵ２２１は、ステップＳ２０１及びステッ
プＳ２０２にて、上記ＲＡＭ２２３に格納した圧力情報
Ｄ、温度情報Ｔ、基準情報Ａ、並びに補正データａ〜ｆ
を読み込んだ後、ステップＳ２０３にて、演算 Ｐ＝｛（Ｄ／Ａ−ｂ）−（ａ／ｃ）・（Ｔ／Ａ−ｄ）｝ ／｛（ｅ／ｃ）・（Ｔ／Ａ−ｄ）＋ｆ｝ …（２） を実行して、最終の圧力情報Ｐを算出する。
おいて、ＣＰＵ２２１は、ステップＳ２０１及びステッ
プＳ２０２にて、上記ＲＡＭ２２３に格納した圧力情報
Ｄ、温度情報Ｔ、基準情報Ａ、並びに補正データａ〜ｆ
を読み込んだ後、ステップＳ２０３にて、演算 Ｐ＝｛（Ｄ／Ａ−ｂ）−（ａ／ｃ）・（Ｔ／Ａ−ｄ）｝ ／｛（ｅ／ｃ）・（Ｔ／Ａ−ｄ）＋ｆ｝ …（２） を実行して、最終の圧力情報Ｐを算出する。
【００４７】ここで、「Ｄ／Ａ」及び「Ｔ／Ａ」は、そ
れぞれ上記圧力情報Ｄ及び温度情報Ｔについて、センサ
１内の上記第１及び第２のＣＲ発振回路１３１及び１３
２、分周回路１４１及び１４２、並びに時間数値変換回
路１５０の温度特性や系統間の特性ばらつきを正規化す
るための処理である。基準情報Ａがこれら回路における
温度特性や系統間の特性ばらつきに対応した情報となる
ことは前述した。
れぞれ上記圧力情報Ｄ及び温度情報Ｔについて、センサ
１内の上記第１及び第２のＣＲ発振回路１３１及び１３
２、分周回路１４１及び１４２、並びに時間数値変換回
路１５０の温度特性や系統間の特性ばらつきを正規化す
るための処理である。基準情報Ａがこれら回路における
温度特性や系統間の特性ばらつきに対応した情報となる
ことは前述した。
【００４８】また、「（Ｄ／Ａ−ｂ）」及び「（Ｔ／Ａ
−ｄ）」として、それら正規化した圧力情報及び温度情
報からそれぞれ「圧力測定値のオフセット値ｂ」及び
「温度測定値のオフセット値ｄ」を差し引くことで、そ
れら情報のオフセット補正が行われるようになる。
−ｄ）」として、それら正規化した圧力情報及び温度情
報からそれぞれ「圧力測定値のオフセット値ｂ」及び
「温度測定値のオフセット値ｄ」を差し引くことで、そ
れら情報のオフセット補正が行われるようになる。
【００４９】また、上記「オフセットの温度特性補正値
ａ」と上記「電気回路の温度特性補正値ｃ」との比
「（ａ／ｃ）」は、オフセット温度特性の傾きを調整す
る要素であり、更に上記「センサ感度の温度特性補正値
ｅ」と同「電気回路の温度特性補正値ｃ」との比「（ｅ
／ｃ）」は、感度温度特性の傾きを調整する要素であ
る。上記正規化され且つオフセット補正された温度情報
「（Ｔ／Ａ−ｄ）」がこれら要素「（ａ／ｃ）」及び
「（ｅ／ｃ）」によりそれぞれ傾き調整されることで、
その信頼性も更に高まることとなる。
ａ」と上記「電気回路の温度特性補正値ｃ」との比
「（ａ／ｃ）」は、オフセット温度特性の傾きを調整す
る要素であり、更に上記「センサ感度の温度特性補正値
ｅ」と同「電気回路の温度特性補正値ｃ」との比「（ｅ
／ｃ）」は、感度温度特性の傾きを調整する要素であ
る。上記正規化され且つオフセット補正された温度情報
「（Ｔ／Ａ−ｄ）」がこれら要素「（ａ／ｃ）」及び
「（ｅ／ｃ）」によりそれぞれ傾き調整されることで、
その信頼性も更に高まることとなる。
【００５０】上記圧力情報抽出用ブリッジ回路１１１を
通じて抽出される圧力情報Ｄ（出力電圧）がセンサ１に
印加される圧力の他、センサ１自身の温度にも依存した
ものとなっていることは前述した通りであるが、このよ
うな圧力情報Ｄに対して上記（２）式のような演算を施
すことにより、検出対象とする物理情報である圧力Ｐに
ついての極めて精度の高いセンサ値を得ることができる
ようになる。
通じて抽出される圧力情報Ｄ（出力電圧）がセンサ１に
印加される圧力の他、センサ１自身の温度にも依存した
ものとなっていることは前述した通りであるが、このよ
うな圧力情報Ｄに対して上記（２）式のような演算を施
すことにより、検出対象とする物理情報である圧力Ｐに
ついての極めて精度の高いセンサ値を得ることができる
ようになる。
【００５１】以上説明したように、この実施形態にかか
るセンサ装置によれば、 （１）センサ１固有の補正データａ〜ｆが、同センサ１
を通じて採取された圧力情報Ｄ、温度情報Ｔ、基準情報
Ａと共にセンサ信号処理装置２に自動転送されるように
なる。このため、高い精度が要求され、センサ毎の特性
のばらつきや機差についてもこれを的確に補正する必要
がある場合であっても、そのための補正データをセンサ
信号処理装置２に書き込む必要はなくなる。すなわち、
精度の高いセンサ値を得る上での煩雑な処理は一切不要
となる。 （２）また、それら補正データａ〜ｆによる補正演算も
含め上記物理情報（圧力Ｐ）を得るための演算そのもの
は、そもそも演算処理装置としての十分な機能が備えら
れているセンサ信号処理装置２側で行われる。このた
め、センサ１自身としては基本的に、上記ＥＰＲＯＭ１
７０や送信手段である通信回路１６０等を具えるもので
あればよく、その特性のばらつきや機差等についての的
確な補正を施すにしろ、センサ１自身の大型化やコスト
アップ等を招く懸念もない。 （３）また、補正データａ〜ｆを記憶保持する手段とし
て上記ＥＰＲＯＭ１７０を用いるようにしたことで、セ
ンサ１の作り込みの段階で上記補正データを効率よく予
登録でき、またその電気的なバックアップ等も不要にな
る等、その運用が極めて容易となる。 （４）また、センサ１として、上記圧力情報抽出用ブリ
ッジ回路１１１、温度情報抽出用ブリッジ回路１１２、
及び基準情報抽出用ブリッジ回路１１３といった３つの
ブリッジ回路を設け、圧力情報抽出用ブリッジ回路１１
１を通じて得られる圧力情報Ｄを、温度情報抽出用ブリ
ッジ回路１１２を通じて得られる温度情報Ｔ、並びに基
準情報抽出用ブリッジ回路１１３を通じて得られる基準
情報Ａによってそれぞれ補償するようにしたことで、セ
ンサ１自身の温度特性やその他の特性ばらつきによる影
響を好適に除去することができるようになる。 （５）そして、センサ信号処理装置２では、上記（２）
式に基づいてその最終的な圧力Ｐを算出するようにした
ことで、その物理情報として、極めて精度の高い値を得
ることができるようになる。 等々、多くの優れた効果が得られることとなる。
るセンサ装置によれば、 （１）センサ１固有の補正データａ〜ｆが、同センサ１
を通じて採取された圧力情報Ｄ、温度情報Ｔ、基準情報
Ａと共にセンサ信号処理装置２に自動転送されるように
なる。このため、高い精度が要求され、センサ毎の特性
のばらつきや機差についてもこれを的確に補正する必要
がある場合であっても、そのための補正データをセンサ
信号処理装置２に書き込む必要はなくなる。すなわち、
精度の高いセンサ値を得る上での煩雑な処理は一切不要
となる。 （２）また、それら補正データａ〜ｆによる補正演算も
含め上記物理情報（圧力Ｐ）を得るための演算そのもの
は、そもそも演算処理装置としての十分な機能が備えら
れているセンサ信号処理装置２側で行われる。このた
め、センサ１自身としては基本的に、上記ＥＰＲＯＭ１
７０や送信手段である通信回路１６０等を具えるもので
あればよく、その特性のばらつきや機差等についての的
確な補正を施すにしろ、センサ１自身の大型化やコスト
アップ等を招く懸念もない。 （３）また、補正データａ〜ｆを記憶保持する手段とし
て上記ＥＰＲＯＭ１７０を用いるようにしたことで、セ
ンサ１の作り込みの段階で上記補正データを効率よく予
登録でき、またその電気的なバックアップ等も不要にな
る等、その運用が極めて容易となる。 （４）また、センサ１として、上記圧力情報抽出用ブリ
ッジ回路１１１、温度情報抽出用ブリッジ回路１１２、
及び基準情報抽出用ブリッジ回路１１３といった３つの
ブリッジ回路を設け、圧力情報抽出用ブリッジ回路１１
１を通じて得られる圧力情報Ｄを、温度情報抽出用ブリ
ッジ回路１１２を通じて得られる温度情報Ｔ、並びに基
準情報抽出用ブリッジ回路１１３を通じて得られる基準
情報Ａによってそれぞれ補償するようにしたことで、セ
ンサ１自身の温度特性やその他の特性ばらつきによる影
響を好適に除去することができるようになる。 （５）そして、センサ信号処理装置２では、上記（２）
式に基づいてその最終的な圧力Ｐを算出するようにした
ことで、その物理情報として、極めて精度の高い値を得
ることができるようになる。 等々、多くの優れた効果が得られることとなる。
【００５２】なお、同実施形態においては、圧力情報抽
出用ブリッジ回路１１１を構成する全ての抵抗素子に感
圧抵抗素子を用いるようにしたが、例えば抵抗素子Ｒ11
及びＲ12の何れか一方のみ、或いは抵抗素子Ｒ13及びＲ
14の何れか一方のみに該感圧抵抗素子を用いる等の構成
も適宜可能である。要は、圧力の印加に応じた電位差が
そのブリッジ出力を通じて得られる構成であればよい。
出用ブリッジ回路１１１を構成する全ての抵抗素子に感
圧抵抗素子を用いるようにしたが、例えば抵抗素子Ｒ11
及びＲ12の何れか一方のみ、或いは抵抗素子Ｒ13及びＲ
14の何れか一方のみに該感圧抵抗素子を用いる等の構成
も適宜可能である。要は、圧力の印加に応じた電位差が
そのブリッジ出力を通じて得られる構成であればよい。
【００５３】また同様に、温度情報抽出用ブリッジ回路
１１２においても、例えば抵抗素子Ｒ24のみに感温抵抗
素子を用いる等の構成が可能である。これも要は、セン
サ１の温度に応じた電位差がそのブリッジ出力を通じて
得られさえすればよい。
１１２においても、例えば抵抗素子Ｒ24のみに感温抵抗
素子を用いる等の構成が可能である。これも要は、セン
サ１の温度に応じた電位差がそのブリッジ出力を通じて
得られさえすればよい。
【００５４】また、同実施形態においては、第１及び第
２のＣＲ発振回路としてパストランジスタ型のＣＲ発振
回路を用いたが、パストランジスタに代わって抵抗素子
が挿入され、そのＣＲ時定数に応じた周期を有する交番
信号を発振するタイプの発振回路なども適宜採用するこ
とができる。
２のＣＲ発振回路としてパストランジスタ型のＣＲ発振
回路を用いたが、パストランジスタに代わって抵抗素子
が挿入され、そのＣＲ時定数に応じた周期を有する交番
信号を発振するタイプの発振回路なども適宜採用するこ
とができる。
【００５５】そしてこの場合、上記圧力情報をはじめ、
温度情報や基準情報を抽出する手段が必ずしもブリッジ
回路を構成している必要はなく、例えば圧力情報を抽出
する手段であれば、 ・検出対象となる圧力の印加に応じたそれぞれ異なる時
定数変化をそれら第１及び第２のＣＲ発振回路に対して
付与し得るもの。また、温度情報を抽出する手段であれ
ば、 ・当該センサの温度に応じたそれぞれ異なる時定数変化
をそれら第１及び第２のＣＲ発振回路に対して付与し得
るもの。そして、基準情報を抽出する手段であれば、 ・検出対象となる圧力の印加及び当該センサの温度と無
関係にそれぞれ異なる時定数変化をそれら第１及び第２
のＣＲ発振回路に対して付与し得るもの。でありさえす
ればよい。
温度情報や基準情報を抽出する手段が必ずしもブリッジ
回路を構成している必要はなく、例えば圧力情報を抽出
する手段であれば、 ・検出対象となる圧力の印加に応じたそれぞれ異なる時
定数変化をそれら第１及び第２のＣＲ発振回路に対して
付与し得るもの。また、温度情報を抽出する手段であれ
ば、 ・当該センサの温度に応じたそれぞれ異なる時定数変化
をそれら第１及び第２のＣＲ発振回路に対して付与し得
るもの。そして、基準情報を抽出する手段であれば、 ・検出対象となる圧力の印加及び当該センサの温度と無
関係にそれぞれ異なる時定数変化をそれら第１及び第２
のＣＲ発振回路に対して付与し得るもの。でありさえす
ればよい。
【００５６】また、同実施形態にあっては、センサ信号
の通信手法としてシリアル通信を用いることとしたが、
複数の信号線を設けることができる場合には、同センサ
信号の通信をパラレル通信にて行うことも勿論可能であ
る。
の通信手法としてシリアル通信を用いることとしたが、
複数の信号線を設けることができる場合には、同センサ
信号の通信をパラレル通信にて行うことも勿論可能であ
る。
【００５７】
【００５８】また、それらセンサ固有の補正データを記
憶保持する手段としても、上記ＥＰＲＯＭ１７０に限ら
ず、他の書き換え可能なＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭやフラッ
シュＲＯＭ等）、或いはＳＲＡＭ等の不揮発性メモリを
採用することができる。そして、それら補正データとし
て採用する値やその数も、それら適用するセンサに応じ
て任意に定めることができる。
憶保持する手段としても、上記ＥＰＲＯＭ１７０に限ら
ず、他の書き換え可能なＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭやフラッ
シュＲＯＭ等）、或いはＳＲＡＭ等の不揮発性メモリを
採用することができる。そして、それら補正データとし
て採用する値やその数も、それら適用するセンサに応じ
て任意に定めることができる。
【００５９】また、発振周波数を数値化する回路として
は、上記実施形態以外に、単一時間内の発振パルス数を
カウントする方法などもよく用いられる。そしてまた、
上記センサ信号処理装置２としても、他の制御に使われ
るマイクロコンピュータを共通使用することとすれば、
当該センサ装置としての専用のセンサ信号処理装置を別
途に設ける必要もなくなる。
は、上記実施形態以外に、単一時間内の発振パルス数を
カウントする方法などもよく用いられる。そしてまた、
上記センサ信号処理装置２としても、他の制御に使われ
るマイクロコンピュータを共通使用することとすれば、
当該センサ装置としての専用のセンサ信号処理装置を別
途に設ける必要もなくなる。
【図１】この発明にかかるセンサ装置の一実施形態を示
すブロック図。
すブロック図。
【図２】図１に示される時間数値変換回路（時間Ａ−
Ｄ）の処理態様を示すタイムチャート。
Ｄ）の処理態様を示すタイムチャート。
【図３】シリアル通信データの転送フォーマット例を示
すタイムチャート。
すタイムチャート。
【図４】センサ信号処理装置でのセンサ値演算手順を示
すフローチャート。
すフローチャート。
１…センサ（圧力センサ）、２…センサ信号処理装置、
１１１…圧力情報抽出用ブリッジ回路、１１２…温度情
報抽出用ブリッジ回路、１１３…基準情報抽出用ブリッ
ジ回路、１２０…セレクタ、１３１…第１ＣＲ発振回
路、１３２…第２ＣＲ発振回路、１４１…第１分周回
路、１４２…第２分周回路、１５０…時間数値変換回路
（時間Ａ−Ｄ）、１６０…通信回路（送信回路）、１７
０…ＥＰＲＯＭ、２１０…通信回路（受信回路）、２２
０…マイクロコンピュータ、２２１…ＣＰＵ、２２２…
ＲＯＭ、２２３…ＲＡＭ。
１１１…圧力情報抽出用ブリッジ回路、１１２…温度情
報抽出用ブリッジ回路、１１３…基準情報抽出用ブリッ
ジ回路、１２０…セレクタ、１３１…第１ＣＲ発振回
路、１３２…第２ＣＲ発振回路、１４１…第１分周回
路、１４２…第２分周回路、１５０…時間数値変換回路
（時間Ａ−Ｄ）、１６０…通信回路（送信回路）、１７
０…ＥＰＲＯＭ、２１０…通信回路（受信回路）、２２
０…マイクロコンピュータ、２２１…ＣＰＵ、２２２…
ＲＯＭ、２２３…ＲＡＭ。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｇ０１Ｄ 3/04 Ｑ
(56)参考文献 特開 平１−140029（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−318698（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−20589（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−241827（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01D
G01L
Claims (4)
- 【請求項１】検出対象となる各種物理情報に対応したデ
ータを採取してこれを出力するセンサと、この出力され
るセンサ信号を所要に処理して前記物理情報を求めるセ
ンサ信号処理装置とを具え、前記センサは、それ自身の
特性のばらつきや機差等を補正するためのデータが予め
記憶された不揮発性メモリと、前記採取された物理情報
対応データにこれら補正データを付加した信号を前記セ
ンサ信号として前記センサ信号処理装置に送信する送信
手段とを有して構成され、前記センサ信号処理装置は、
前記送信されたセンサ信号を受信する受信手段と、該受
信されたセンサ信号の前記物理情報対応データを同受信
されたセンサ信号の前記補正データに基づき補正しつつ
前記物理情報を算出する演算手段とを有して構成される
センサ装置であって、 前記センサは、圧力センサであり、 前記検出対象となる物理情報対応データを採取するため
の手段として、 静電容量（Ｃ）−抵抗（Ｒ）時定数に応じた周期を有す
る交番信号を発振する第１のＣＲ発振回路と、 同じく静電容量−抵抗時定数に応じた周期を有する交番
信号を発振する第２のＣＲ発振回路と、 検出対象となる圧力の印加に応じたそれぞれ異なる時定
数変化を前記第１及び第２のＣＲ発振回路に対して付与
する圧力情報抽出手段と、 当該センサの温度に応じたそれぞれ異なる時定数変化を
前記第１及び第２のＣＲ発振回路に対して付与する温度
情報抽出手段と、 前記検出対象となる圧力の印加及び当該センサの温度と
無関係にそれぞれ異なる時定数変化を前記第１及び第２
のＣＲ発振回路に対して付与する基準情報抽出手段と、 前記圧力情報抽出手段によって時定数変化の付与された
前記第１及び第２のＣＲ発振回路による発振出力の周波
数差、及び前記温度情報抽出手段によって時定数変化の
付与された前記第１及び第２のＣＲ発振回路による発振
出力の周波数差、そして前記基準情報抽出手段によって
時定数変化の付与された前記第１及び第２のＣＲ発振回
路による発振出力の周波数差をそれぞれ演算する周波数
差演算手 段と、 を具え、前記演算された各周波数差を前記物理情報対応
データとして前記送信手段に転送する ことを特徴とする
センサ装置。 - 【請求項２】前記圧力情報抽出手段は、検出対象となる
圧力の印加に応じて第１の方向への抵抗値変化を生じる
第１の感圧抵抗素子と、同じく検出対象となる圧力の印
加に応じて前記第１の方向とは逆の第２の方向への抵抗
値変化を生じる第２の感圧抵抗素子とによって構成され
る第１のブリッジ回路であり、 前記温度情報抽出手段は、当該センサの温度に応じて抵
抗値変化を生じる感温抵抗素子と、基本的に温度特性を
持たない抵抗素子とによって構成される第２のブリッジ
回路であり、 前記基準情報抽出手段は、基本的に温度特性を持たない
抵抗素子によって構成される第３のブリッジ回路であ
り、 前記第１及び第２のＣＲ発振回路は、前記第１〜第３の
ブリッジ回路の各出力電圧がそれぞれ逆極性にて印加さ
れるＭＯＳトランジスタを有し、それらＭＯＳトランジ
スタのオン抵抗変化に応じて前記発振する交番信号の周
期が変化するＭＯＳトランジスタ型のＣＲ発振回路であ
る 請求項１記載のセンサ装置。 - 【請求項３】前記補正データは、前記センサ自身のオフ
セットの温度特性補正データ、圧力測定値のオフセット
データ、電気回路の温度特性補正データ、温度測定値の
オフセットデータ、センサ感度の温度特性補正データ、
及びセンサ感度温度特性のオフセットデータの１若しく
は複数である 請求項１または２記載のセンサ装置。 - 【請求項４】前記圧力情報抽出手段によって時定数変化
の付与された前記第１及び第２のＣＲ発振回路による発
振出力の周波数差をＤ、前記温度情報抽出手段によって
時定数変化の付与された前記第１及び第２のＣＲ発振回
路による発振出力の周波数差をＴ、前記基準情報抽出手
段によって時定数変化の付与された前記第１及び第２の
ＣＲ発振回路による発振出力の周波数差をＡ、また前記
補正データの前記センサ自身のオフセットの温度特性補
正データをａ、前記圧力測定値の オフセットデータを
ｂ、前記電気回路の温度特性補正データをｃ、前記温度
測定値のオフセットデータをｄ、前記センサ感度の温度
特性補正データをｅ、そして前記センサ感度温度特性の
オフセットデータをｆとするとき、前記センサ信号処理
装置は、それら受信データに基づき、演算 Ｐ＝｛（Ｄ／Ａ−ｂ）−（ａ／ｃ）（Ｔ／Ａ−ｄ）｝ ／｛（ｅ／ｃ）（Ｔ／Ａ−ｄ）＋ｆ｝ を実行して、前記検出対象となる物理情報である圧力Ｐ
を算出する 請求項３記載のセンサ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26592895A JP3482751B2 (ja) | 1995-10-13 | 1995-10-13 | センサ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26592895A JP3482751B2 (ja) | 1995-10-13 | 1995-10-13 | センサ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09113310A JPH09113310A (ja) | 1997-05-02 |
| JP3482751B2 true JP3482751B2 (ja) | 2004-01-06 |
Family
ID=17424040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26592895A Expired - Fee Related JP3482751B2 (ja) | 1995-10-13 | 1995-10-13 | センサ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3482751B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000162066A (ja) | 1998-11-26 | 2000-06-16 | Denso Corp | センサ装置 |
| JP2000241202A (ja) | 1999-02-24 | 2000-09-08 | Denso Corp | センサ装置 |
| JP3709302B2 (ja) | 1999-05-31 | 2005-10-26 | 株式会社日立製作所 | 半導体記憶装置及びそれを用いたセンサ |
| US6307496B1 (en) | 1999-10-04 | 2001-10-23 | Denso Corporation | Sensing apparatus including an A/D conversion circuit for detecting a physical quantity |
| JP5326654B2 (ja) | 2009-02-26 | 2013-10-30 | オムロンヘルスケア株式会社 | 電圧−周波数変換回路およびそれを備えた血圧測定装置 |
| JP5230872B2 (ja) | 2009-06-09 | 2013-07-10 | 株式会社デンソー | センサシステム |
| JP4835727B2 (ja) * | 2009-06-09 | 2011-12-14 | 株式会社デンソー | センサシステム |
| JP5472384B2 (ja) | 2011-12-28 | 2014-04-16 | 株式会社デンソー | Ｃｒ発振回路 |
| WO2015151535A1 (ja) * | 2014-03-31 | 2015-10-08 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 物理量検出装置 |
| JP2017053835A (ja) * | 2015-09-10 | 2017-03-16 | 株式会社東芝 | センサ、センサシステム及び電動装置 |
| JP6699144B2 (ja) * | 2015-11-30 | 2020-05-27 | 大日本印刷株式会社 | センサ装置及びセンサネットワークシステム、並びにセンサ装置の発行方法 |
-
1995
- 1995-10-13 JP JP26592895A patent/JP3482751B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09113310A (ja) | 1997-05-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3482751B2 (ja) | センサ装置 | |
| KR920007501B1 (ko) | 신호컨디셔너 | |
| JP5900536B2 (ja) | センサ信号検出装置 | |
| JPH0687017B2 (ja) | ディジタルデータ処理装置 | |
| US20080001615A1 (en) | System to calibrate on-die temperature sensor | |
| US6307496B1 (en) | Sensing apparatus including an A/D conversion circuit for detecting a physical quantity | |
| CN106802195B (zh) | 校准测量系统和方法 | |
| JP3743106B2 (ja) | 圧力センサ装置 | |
| CN106796127B (zh) | 信号处理装置和信号处理方法 | |
| JP2002310735A (ja) | 半導体物理量センサ装置 | |
| JPH1144585A (ja) | センサ装置 | |
| JP2002107256A (ja) | 圧力センサ回路 | |
| US7490025B2 (en) | Integrated circuit with self-proofreading function, measuring device using the same and method for self-recording parameter | |
| GB2202950A (en) | Sensor signal processor | |
| US7178113B2 (en) | Identification of an integrated circuit from its physical manufacture parameters | |
| US6927711B2 (en) | Sensor apparatus | |
| US11018654B1 (en) | Temperature sensor with reduced power supply voltage sensitivity | |
| JPH0526741A (ja) | Ａｄコンバータを用いたサーミスタ温度検出装置 | |
| JPH10339673A (ja) | 圧力センサ装置 | |
| JP4672277B2 (ja) | 測定装置 | |
| US7091891B2 (en) | Calibration of analog to digital converter by means of multiplexed stages | |
| JP2003254992A (ja) | 物理量検出回路 | |
| US11422154B2 (en) | Physical quantity detection circuit, physical quantity sensor, and failure diagnosis method of physical quantity sensor | |
| JP3569076B2 (ja) | 積算値表示装置 | |
| JP2000214030A (ja) | 圧力センサ回路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101017 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101017 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111017 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121017 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |