JP6627503B2 - センサの異常検出装置 - Google Patents
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図1は、本実施形態のブリッジ回路からなるセンサの異常検出装置の回路構成を示す。センサ10は、4つの辺を持つブリッジ回路から構成される。4つの辺は、辺AB、辺BC、辺CD、及び辺DAであり、それぞれの辺は抵抗Rsを有する。4つの抵抗Rsの抵抗値は、センサ負荷により変化し得るが、その変化率は通常数%以下と非常に小さいため、4つの抵抗値はほぼ同一とみなすことができる。
図2及び図3は、異常パターン毎の、ブリッジ出力プラスの電圧Poutとブリッジ出力マイナスの電圧Moutの変化を示す。図2は、SW1及びSW2をオンし、SW3及びSW4をオフした場合の電圧変化であり、図3は、SW1及びSW2をオフし、SW3及びSW4をオンした場合の電圧変化である。
Pout=Rp/(Rs+2Rp)×(BVp−BVm)+BVm
Mout=Rp/(Rs+2Rp)×(BVp−BVm)+BVm
である。
Pout=BVm
Mout=BVm
である。
Pout=BVm
Mout=Rp/(Rs+2Rp)×(BVp−BVm)+BVm
である。
Pout=Rp/(Rs+Rp)×(BVp−BVm)+BVm
Mout=Rp/(Rs+Rp)×(BVp−BVm)+BVm
である。
Pout=Rp/(Rs+2Rp)×(BVp−BVm)+BVm
Mout=BVm
である。
Pout=BVm
Mout=Rp/(Rs+2Rp)×(BVp−BVm)+BVm
である。
Pout=Rp/(Rs+Rp)×(BVp−BVm)+BVm
Mout=Rp/(Rs+2Rp)×(BVp−BVm)+BVm
である。
Pout=Rp/(Rs+2Rp)×(BVp−BVm)+BVm
Mout=Rp/(Rs+Rp)×(BVp−BVm)+BVm
である。
Pout=Rp/(Rs+2Rp)×(BVp−BVm)+BVm
Mout=BVm
である。
Pout=BVm
Mout=BVm
である。
Pout=BVm
Mout=BVm
であるが、図3では
Pout=Rs/(Rs+Rp)×(BVp−BVm)+BVm
Mout=Rs/(Rs+Rp)×(BVp−BVm)+BVm
である。
(Rs+Rp)/(Rs+2Rp)×(BVp−BVm)+BVm<REF1<Rp/(Rs+Rp)×(BVp−BVm)+BVm
の範囲に設定する。また、コンパレータCOMP2及びCOMP4の基準電圧REF2を、通常のブリッジ出力電圧範囲より低く、ブリッジ電源マイナスより高い電圧に設定する。具体的には、
Rs/(Rs+Rp)×(BVp−BVm)+BVm<REF2<Rp/(Rs+2Rp)×(BVp−BVm)+BVm
の範囲に設定する。そして、COMP1〜COMP4でそれぞれPout、Moutと基準電圧REF1、REF2を比較する。
Pout=Rp/(Rs+2Rp)×(BVp−BVm)+BVm
Mout=Rp/(Rs+2Rp)×(BVp−BVm)+BVm
であるから、コンパレータCOMP1ではPoutとREF1を比較し、
Rp/(Rs+2Rp)×(BVp−BVm)+BVm<REF1
であるので、
COMP1=L
となる。また、COMP2ではPoutとREF2を比較し、
REF2<Rp/(Rs+2Rp)×(BVp−BVm)+BVm
であるので、
COMP2=H
となる。
Rp/(Rs+2Rp)×(BVp−BVm)+BVm<REF1
であるので、
COMP3=L
となる。また、COMP4ではMoutとREF2を比較し、
REF2<Rp/(Rs+2Rp)×(BVp−BVm)+BVm
であるので、
COMP4=H
となる。
パターン2、つまりA〜VpT間の断線では、
Pout=BVm
Mout=BVm
であるから、COMP1ではPoutとREF1を比較し、
COMP1=L
となる。また、COMP2ではPoutとREF2を比較し、
COMP2=L
となる。また、COMP3ではMoutとREF1を比較し、
COMP3=L
となる。また、COMP4ではMoutとREF2を比較し、
COMP4=Lとなる。
つまり、パターン2では比較結果は(L,L,L,L)のパターンとなる。
パターン3、つまりB〜Pin間の断線では、
Pout=BVm
Mout=Rp/(Rs+2Rp)×(BVp−BVm)+BVm
であるから、COMP1ではPoutとREF1を比較し、
COMP1=L
となる。また、COMP2ではPoutとREF2を比較し、
COMP2=L
となる。また、COMP3ではMoutとREF1を比較し、
COMP3=L
となる。また、COMP4ではMoutとREF2を比較し、
COMP4=H
となる。
つまり、パターン3では比較結果は(L,L,L,H)のパターンとなる。
パターン4では比較結果は(H,H,H,H)のパターン、
パターン5では比較結果は(L,H,L,L)のパターン、
パターン6では比較結果は(L,L,L,H)のパターン、
パターン7では比較結果は(H,H,L,H)のパターン、
パターン8では比較結果は(L,H,H,H)のパターン、
パターン9では比較結果は(L,H,L,L)のパターン、
パターン10では比較結果は(L,L,L,L)のパターンとなる。
Claims (7)
- 辺AB、辺BC、辺CD及び辺DAの4つの辺を持つブリッジ回路を備えるセンサの異常を検出する装置であって、
辺ABと辺DAの接続点Aに第1信号線を介して正電源電圧が印加され、
辺BCと辺CDの接続点Cに第2信号線を介して負電源電圧が印加され、
辺ABと辺BCの接続点Bから第3信号線を介して正側の電圧信号が出力され、
辺CDと辺DAの接続点Dから第4信号線を介して負側の電圧信号が出力され、
第2信号線と第3信号線の間にプルダウン抵抗及び第1スイッチ素子が直列に接続され、
第1信号線と第3信号線の間にプルアップ抵抗及び第3スイッチ素子が直列に接続され、
第2信号線と第4信号線の間にプルダウン抵抗及び第2スイッチ素子が直列に接続され、
第1信号線と第4信号線の間にプルアップ抵抗及び第4スイッチ素子が直列に接続され、
第3信号線からの正側の電圧信号を第1基準電圧と比較する第1コンパレータと、
第3信号線からの正側の電圧信号を第2基準電圧と比較する第2コンパレータと、
第4信号線からの負側の電圧信号を第1基準電圧と比較する第3コンパレータと、
第4信号線からの負側の電圧信号を第2基準電圧と比較する第4コンパレータと、
第1スイッチ素子、第2スイッチ素子、第3スイッチ素子、及び第4スイッチ素子をオンオフ制御したときの第1コンパレータ、第2コンパレータ、第3コンパレータ、及び第4コンパレータの出力の組合せを用いて異常の有無及び異常箇所を検出する処理手段と、
を備えるセンサの異常検出装置。 - 処理手段は、第1スイッチ素子及び第2スイッチ素子をオンし、第3スイッチ素子及び第4スイッチ素子をオフしたときの第1コンパレータ、第2コンパレータ、第3コンパレータ、及び第4コンパレータの出力の組合せを用いて異常の有無及び異常箇所を検出する、
請求項1に記載のセンサの異常検出装置。 - 処理手段は、第1スイッチ素子及び第2スイッチ素子をオフし、第3スイッチ素子及び第4スイッチ素子をオンしたときの第1コンパレータ、第2コンパレータ、第3コンパレータ、及び第4コンパレータの出力の組合せを用いて異常の有無及び異常箇所を検出する、
請求項1に記載のセンサの異常検出装置。 - 処理手段は、第1スイッチ素子及び第4スイッチ素子をオンし、第2スイッチ素子及び第3スイッチ素子をオフしたときの第1コンパレータ、第2コンパレータ、第3コンパレータ、及び第4コンパレータの出力の組合せを用いて異常の有無及び異常箇所を検出する、
請求項1に記載のセンサの異常検出装置。 - 処理手段は、第1スイッチ素子及び第4スイッチ素子をオフし、第2スイッチ素子及び第3スイッチ素子をオンしたときの第1コンパレータ、第2コンパレータ、第3コンパレータ、及び第4コンパレータの出力の組合せを用いて異常の有無及び異常箇所を検出する、
請求項1に記載のセンサの異常検出装置。 - 処理手段は、第1スイッチ素子及び第2スイッチ素子をオンし、第3スイッチ素子及び第4スイッチ素子をオフしたときの第1コンパレータ、第2コンパレータ、第3コンパレータ、及び第4コンパレータの出力の組合せ、及び、第1スイッチ素子及び第2スイッチ素子をオフし、第3スイッチ素子及び第4スイッチ素子をオンしたときの第1コンパレータ、第2コンパレータ、第3コンパレータ、及び第4コンパレータの出力の組合せを用いて異常の有無及び異常箇所を検出する、
請求項1に記載のセンサの異常検出装置。 - 処理手段は、第1スイッチ素子及び第4スイッチ素子をオンし、第2スイッチ素子及び第3スイッチ素子をオフしたときの第1コンパレータ、第2コンパレータ、第3コンパレータ、及び第4コンパレータの出力の組合せ、及び第1スイッチ素子及び第4スイッチ素子をオフし、第2スイッチ素子及び第3スイッチ素子をオンしたときの第1コンパレータ、第2コンパレータ、第3コンパレータ、及び第4コンパレータの出力の組合せを用いて異常の有無及び異常箇所を検出する、
請求項1に記載のセンサの異常検出装置。
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JP2015257607A JP6627503B2 (ja) | 2015-12-29 | 2015-12-29 | センサの異常検出装置 |
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JP2015257607A JP6627503B2 (ja) | 2015-12-29 | 2015-12-29 | センサの異常検出装置 |
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JP2015257607A Active JP6627503B2 (ja) | 2015-12-29 | 2015-12-29 | センサの異常検出装置 |
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CN104880143B (zh) * | 2015-05-28 | 2017-12-26 | 西北工业大学 | 一种桥式电阻应变传感器多模态故障检测装置 |
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