JPH03131731A - 圧力センサの温度補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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の温度補正装置に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

第２図は従来の圧力センサの温度補正回路を示すブロッ
ク図であり、ブリッジ回路１１ａを形成する圧力センサ
１１と、上記ブリッジ回路１１ａに定電流を供給する第
１の定電流回路１２と、上記ブリッジ回路１１ａの出力
を増幅する増幅回路１３と、上記第１の定電流回路１２
と上記ブリッジ回路１１ａとの接続点の電位を検出し、
該電位の検出により上記圧力センサ１１に関する温度変
化を検出する温度検出回路１４と、上記温度検出回路１
４の温度検出値に応じた出力信号を定電流化する第２の
定電流回路１５と、可変抵抗を含む複数の抵抗により形
成され且つ上記第２の定電流回路１５からの出力信号を
入力する温度変化検出用ブリッジ回路１６ａ、及び該温
度変化検出用ブリッジ回路の出力を上記圧力センサ１１
のオフセット量が相殺可能な迄に増幅する増幅手段１６
ｂを有するオフセット量調節回路１６と、上記増幅回路
１３からの出力を一方の入力端子に入力すると共に、上
記オフセット量調節回路１６からの出力を他方の入力端
子に入力する差動増幅演算器を有する差動回路１７とか
ら成る構成である。

次に上記構成における動作を説明する。ブリッジ回路１
１ａを形成する圧力センサ１１には、その性質上、圧力
変動に伴って抵抗値が増幅するものと、抵抗値が減少す
るものの双方が必ず存在する。

したがって、このような性質に着目して、第１の定電流
回路１２とブリッジ回路１１ａとの接続点の電位を検出
することとすれば、圧力が印加された場合の抵抗値の増
加と減少とが互いに相殺されるため、この電位は圧力変
動とは無関係となり、温度変化のみに基づいて変化する
ことになる。

そこで、この温度特性を定量化して、圧力が一定の場合
の半導体圧力センサに関するオフセット量を相殺するこ
とにより、温度補正を容易に行うことができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の圧力センサの温度補正装置は以上のように構成さ
れているので、温度補正回路が複雑、アナログのため正
確に補正することが困難、バラツキが大きいため補正が
難しい、精度が悪い、抵抗値および温度特性（係数）の
バラツキがある等の問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、圧力センサの温度補正を簡単かつ高精度にで
きる圧力センサの温度補正装置を得ることを目的とする
。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る圧力センサの温度補正装置は、ブリッジ
抵抗構成の圧力センサに定電流を供給して該圧力センサ
を温度センサとして機能させる定電流源と、抵抗値変化
に伴って変化する圧力センサ両端の電位を測定して補正
すべき温度を導き、測定圧力の温度補正をする演算装置
とを具備したものである。

〔作　用〕

この発明における演算装置は、定電流が供給されて温度
センサとして機能しているブリッジ抵抗構成の圧力セン
サ両端の電位を測定して補正すべき温度を導き、測定圧
力の温度補正をすることにより、圧力センサの温度補正
を簡単かつ高精度に行うことができる。従って、温度セ
ンサと圧力センサとが一体化することにより、回路を筒
素化し特性の向上を図っている。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面について説明する。第１
図において、ｌは定電流源、２はピエゾ抵抗２ａ〜２ｄ
をブリッジ構成にしてなるブリッジ抵抗膨圧カセンサ（
圧力センサ）、３は圧力センサ２の出力に基づいて圧力
を測定する圧力測定回路、４はマルチプレクサであり、
このマルチプレクサ４には圧力センサ２の定電流源端側
より取出した電圧■８、圧力センサ２のアース端側より
取出した電圧■１、圧力測定回路３から出力された測定
圧力に基づく電圧ｖ０がそれぞれ入力されている。５は
マルチプレクサ４から出力されたアナログ信号をディジ
タル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ、６は演算装置と
してのマイコン、７は圧力センサ２の両端電位を温度特
性を表す近似式Ａと、さらに温度と圧力の関係を表す近
似式Ｂを記憶し、マイコン６に接続されたＥ”ＦＲＯＭ
である。これら近似式は、キャラクタリゼーションから
得たデータを、例えば直交多項式で処理したものとして
効率的に与えられる。

次に上記実施例の動作について説明する。圧力センサ２
は特性上、ブリッジのインピーダンスＲは大きな温度特
性を有し温度センサとして転用が可能であり、非常に小
形（数ｍｍ）のため、抵抗器としての各ピエゾ抵抗２ａ
〜２ｄは同じ温度特性係数を持っていると考えられる。

かつ、ピエゾ抵抗２ａ〜２ｄの抵抗値Ｒａ　−ＲｄはＲ
ａ＝Ｒｂ＝Ｒｃ＝Ｒｄである。また、圧力センサ２が圧
力を受けた時、変化する抵抗値はΔＲａ＝−ΔＲｂ＝−
ΔＲｃ＝ΔＲｄであり、圧力を受けても、ブリッジのイ
ンピーダンスＲ１はほとんど変化しない。

従って、ブリッジのインピーダンスＲ，は圧力には影響
を受けず、温度特性にのみ影響を受ける。

また、各圧力センサのインピーダンスＲ１や温度係数は
大きいバラツキを有している。つまり、ピエゾ抵抗２ａ
〜２ｄの中でのバラツキは小であるが、他の圧力センサ
とは大きいバラツキがある。

また、ピエゾ抵抗であれば、抵抗の温度係数はほぼ直線
的に変化する。ただ、若干、常温より高温と低温では異
なるため、圧力センサ２の両端の電圧を３点以上の温度
で測定すると、その両端の電圧を表す温度特性の近似式
が正確になる。この近似式を予めＥｚＰＲＯＭ７に記憶
しておくものである。

この状態において、マイコン６はマルチプレクサ４、Ａ
／Ｄコンバータ５を介して入力される圧力センサ２の両
端から取出した電圧Ｖ、、Ｖ、に基づいて、Ｅ”ＦＲＯ
Ｍ７　　に記憶しである近似式より温度を求め、Ｅ”Ｆ
ＲＯＭに内蔵された温度と圧力の近（思入とこの温度を
用いて、圧力測定回路３から供給された圧力の温度特性
を補正する。

〔発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、ブリッジ抵抗膨圧カ
センサに定電流を供給して温度センサとして機能させる
ように構成したので、特別な温度センサを必要としない
。この結果、温度センサと圧力センサが一元化し、回路
の筒素化が図れる。

また、上記圧力センサの両端から取出した電圧による温
度と電圧との関係に基づいて温度を求め、この温度によ
り測定圧力値を演算にて温度補正するので、その温度補
正が正確であり、高精度の圧力センサの温度補正装置が
得られるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例における圧力センサの温度
補正装置を示すブロック図、第２図は従来の圧力センサ
の温度補正装置を示すブロック図である。 １は定電流源、２は圧力センサ、２ａ〜２ｄはピエゾ抵
抗、６はマイコン（演算装置）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体ダイヤフラムの受圧量を該ダイヤフラムにブリッ
   ジ状につくりつけたピエゾ抵抗の電気抵抗の変化で検出
   するようにした圧力センサと、前記圧力センサに定電流
   を供給して該圧力センサを温度センサとして機能させる
   定電流源と、前記ブリッジ状に構成されたピエゾ抵抗の
   電源接続端子に結線され、抵抗値変化に伴って変化する
   前記圧力センサ両端の電圧を測定して補正すべき温度を
   導き、測定圧力の温度補正をする演算装置とを備えた圧
   力センサの温度補正装置。