JPH0351714A - センサ装置 - Google Patents

センサ装置

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JPH0351714A
JPH0351714A JP1186026A JP18602689A JPH0351714A JP H0351714 A JPH0351714 A JP H0351714A JP 1186026 A JP1186026 A JP 1186026A JP 18602689 A JP18602689 A JP 18602689A JP H0351714 A JPH0351714 A JP H0351714A
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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〕 本発明は、加速度や圧力を検出するためのセンサ装置に
係り、特に自動車の車体制御用やエンジン制御用に好適
なセンサ装置に関する。
〔従来の技術〕
自動車に対する各種の規制をクリアし、高まる乗り心地
や快適性の向上要求に応えるため、各種の車体制御シス
テムやエンジンの制御システムが適用されるようになっ
てきているが、このようなシステムで必要とされるセン
サに、加速度センサや半導体圧力センサがある。
そして、これらのセンサの内で、例えば加速度センサで
は、自動車用としては比較的微弱で、しかもかなり変動
周期の長い加速度を検出対象としなければならないので
、従来から半導体静電容量式加速度センサや半導体歪ゲ
ージ式加速度センサが、主として使用されている。
ところで、この種のセンサでは、主として製造時から来
る問題として、検出部(センサ素子)の特性のバラツキ
があり、従って、検出感度や零点についての何らかの調
整、いわゆる較正作業が不可欠であり、このため、検出
部からの信号を所定の信号処理回路で処理して出力する
ようにし、この回路で上記した較正を行なう方法が、従
来から広く採用されており、例えば、信号処理回路をプ
リント回路板実装で構成し、その出力調整部の抵抗素子
を選択する方法や、ハイブリッドIC実装で構成して出
力調整部の抵抗素子をレーザトリミングする方法などが
知られている。
しかしながら、これらの方法は、信号処理回路部の形状
が大きく、低コスト化にも適していない。
その上、検出部と信号処理回路部との結線が長くなりや
すかったり、結線数の増加を伴ない、この結果、温度変
化や加速度による断線トラブル発生の確率が高くなるな
どの不具合がある。
一方、信号処理回路部を集積化して、そのIC上に薄膜
抵抗を形成し、その抵抗値をレーザでアナログ的にトリ
ミングして較正を行なうことも考えられる。
しかしながら、このような手法では、トリミングされた
抵抗値に経年変化が現われ易く、信頼性の面で、この種
の加速度センサなどには不向きである。
なお、この種の加速度センサとして、関連する公知例と
しては、例えば、 「トランスデユーサ °87」 (Trasduser  ’87   The  4t
h  International  Con−fer
ence on 5olid−State 5enso
rs and Actuators。
1987年6月2〜5日 東京で開催)の395頁〜3
98頁に記載の半導体静電容量式、及び同399頁〜4
02真に記載の半導体歪ゲージ式のものを挙げることが
出来る。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術は、検出部の製造時に発生する感度や零点
のバラツキの調整について充分な配慮がされておらず、
センサ装置の小型化や低コスト化の点で不利であり、且
つ、信頼性でも不充分なものしか得られないという問題
があった。
本発明の目的は、小型で、自動車などへの適用に際して
、充分な装着性が得られ、且つ、低コストで高信頼性が
容易に得られるようにしたセンサ装置を提供することに
ある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するため、本発明は、集積化された信号
処理回路を用い、そのIC上に、外部からの選択的な通
電処理により回路構成の切換が可能なワイヤード・メモ
リ回路を形成させ、このワイヤード・メモリ回路により
上記信号処理回路の特性が選択的に切換られるようにし
たものである。
〔作用〕
上記ワイヤード・メモリ回路のメモリ状態を選択するこ
とにより、信号処理回路による信号処理特性が切換えら
れ、これにより感度や零点がディジタル的に調整される
ように働く。
従って、調整結果が安定で、経時的な変化に強く、高い
信頼性を容易に保持することが出来る。
そして、このような検出部の感度や零点のバラツキを調
整する部分が、信号処理回路を集積化したIC上に形成
されているため、検出部と信号処理回路とを同一の回路
基板に搭載することが出来、センサ装置の小型化が容易
で、この結果、自動車などへの装着性の向上や低コスト
化が充分に得られる。
また、検出部と信号処理回路部との結線部分が短縮出来
、且つ、配線本数が抑えられるので、結線部でのトラブ
ル発生が無くなり、信頼性が向上する。
[実施例〕 以下、本発明によるセンサ装置について、図示の実施例
により詳細に説明する。
第1図は本発明の一実施例で、図において、1は信号処
理回路部、2は出力調整回路部、3は感度調整用パッド
列、4は零点調整用のパッド列であり、これらは集積化
されてICを形成しており、このICを5で表わしであ
る。
6は検出部(センサ素子)で、IC5とは導線7によっ
て接続されている。
調整用のパッド列3.4は、調整量に応じて各ビットを
構成する複数個の導電性パッドを備え、これらの導電性
パッドを選択して、それに電圧を印加することにより、
後述するように、出力調整回路部2の内部の回路メモリ
状態が切換られ、それによる感度補正特性と零点調整特
性とが、予め用意されている複数の特性のうちから選択
された、特定の1のものに固定されるように構成されて
いる。
次に、この実施例における調整操作について説明する。
上記したように、このようなセンサ装置では、検出部6
の感度や零点などの特性にバラツキの存在が、はとんど
不可避であり、これらの調整が、これも、はとんど不可
避である。
そこで、センサ装置が組立られたら、そこで調整作業に
入り、まず、装置に与えられている加速度Gを変化させ
、このときでの出力調整回路部2の出力信号Voutを
測定する。例えば、このセンサ装置の測定範囲がO〜±
I O(l G =9.8m/S”)だったとすると、
G=Oのときと、G=±IGのときの出力信号Vout
を、それぞれ測定するのである。なお、このとき、通常
の加速度センサは、その検出特性に方向性があるので、
重力による加速度を利用し、センサ素子の姿勢を変える
だけで、上記した測定を容易に実施することが出来る。
この結果、調整すべきセンサの感度特性と、零点位置が
求まる。
次に、こうしてセンサの感度特性と零点位置が求められ
たら、これらの調整に必要な補正量を計算し、それに対
応したパッドを、それぞれ感度調整用パッド列3と、零
点調整用パッド列4の中から選択する。そして、この選
択されたパッドに所定の電圧を印加し、出力調整回路部
2内の回路メモリ状態を所定のものに固定する。
この結果、信号処理回路部lの特性は、検出部6の感度
特性と零点位置を、予め予定されている所定の範囲内に
納めるのに合致したものに、いわばディジタル的に選択
、固定され、検出部6の感度特性と零点位置は所定の値
に調整され、較正されたことになる。
ここで、本発明の一実施例による加速度センサ装置の概
略実装構造の一例を第2図及び第3図により説明する。
これら第2図と第3図において、8はステム、9は基板
、10はキャン、11.12は電源用端子、そして13
は出力端子である。なお、第3図は、第2図のA−A線
による平面図である。
これらの図から明らかなように、工C5と検出部6とは
基板9の上面に装着されており、これらの間は導線7に
よって接続されている。また、この基板9はステム8上
に接着されている。
そして、上記したパッドに対する選択的な通電によるデ
ィジタル的手法により、IC5の信号処理回路s1の特
性が出力調整回路部2の特性の選択、固定により決定さ
れ、検出部6の較正が完了したら、キャン10をステム
8へ気密に接着、封止してセンサ装置を得るのである。
第4図は出力調整回路部2の詳細回路図で、以下、この
第4図により説明を進めると、この出力調整回路部2は
、零点調整メモリ部14と差動増幅器15、感度調整メ
モリ部16、それに差動増幅器17とで構成されている
各差動増幅器15.17には人力抵抗と帰還抵抗とがそ
れぞれ接続されており、これらの抵抗は全て同一の抵抗
値Rを有するものとなっている。
そして差動増幅器15の非反転入力へは信号処理回路部
1の出力が入力信号Vinとして、入力抵抗を介して供
給され、この差動増幅器15の出力が感度調整メモリ部
16を介して差動増幅器17に供給されるようになって
いる。
又、零点調整メモリ部14には基準電圧Vrefが入力
されている。
そこで、いま、零点調整メモリ部14の調整指数をα、
感度調整メモリ部16の調整指数をβとして差動増幅器
15の出力信号■。、を求めてみると、次のようになる
Vo+=Vin−a ・Vref      ・・−−
(1)そして、この(1)式の右辺、第2項のα・V 
refが零点調整項であり、従って、この項を変えるこ
とにより、検出部6の零点位置を調整することができる
しかして、この項の中で、V refは基準電圧で固定
されているから、結局、零点調整メモリ部14の調整指
数αの選択により零点位置を調整する出来ることが判る
次に、感度調整メモリ部16の出力信号を■。2とする
と、 V o * =β・(α・Vref−Vin)   −
=・・(2)となる。
この(2)式を見ると、出力信号V o zは、調整指
数βに比例しているから、従って、感度調整メモリ部1
6の調整指数βを選択することにより、感度を調整する
ことが出来ることが判る。
そして、差動増幅器17の出力信号、すなわち、この出
力調整回路部2の出力信号Voutは、Vout=β・
(Via −a ・Vref)  −(3)となり、こ
れは、感度調整メモリ部16の出力信号■。2を正と負
に極性反転したものとなっている。
従って、この(3)式から、検出部6の特性に存在する
零点と感度のバラツキは、これらの零点調整メモリ部1
4と感度調整メモリ部16の、各調整指数α、βの選択
により所定の補正が施され、較正された出力信号Vou
tとして、出力調整回路部2の出力から取り出すことが
できる。
次に、これら零点調整メモリ部14と感度調整メモリ部
16の詳細について説明する。
まず、第5図は零点調整メモリ部14の一実施例の詳細
で、図において、18は抵抗値Rと2Rの抵抗素子から
なるラダー抵抗部、19は後述するメモリ部であり、こ
れに差動増幅器21と、その帰還抵抗24とで、この零
点調整メモリ部14が構成されている。
メモリ部19は、メモリ機能を有するスイッチ20の配
列から形成され、この実施例では、8ビツトのスイッチ
列からなり、各スイッチ20は、ラダー抵抗部18の各
抵抗素子に関連して、2゜〜27の重み付けを有してい
る。
そして、各スイッチ20は、それぞれ3個の端子a、 
 b、 cを有し、端子aは端子す又は端子Cのいずれ
か一方に接続されるようになっており。
端子すは全てグランド25に接続され、他方、端子Cは
差動増幅器21の反転入力端子23に接続されている。
なお、この差動増幅器21の非反転入力端子22はグラ
ンド25に落されている。
また、これらのスイッチ20は、上記した零点調整用パ
ッド列4(第1図)の各パッドに対する選択的な電圧印
加により、その端子す、 cのいずれに接続されるかが
、後述するようにして、決定されるようになっている。
従って、この零点調整メモリ部14では、メモリ部19
内での各スイッチ20の切換状態により、ラダー抵抗部
18に入力された基準電圧V refの電圧分圧比が決
定され、これにより上記した調整指数αが選択できるこ
とになり、そして、差動増幅器21の出力には、(α・
Vref)という電圧値の信号が発生することになる。
そこで、いま、図示のように、21.21.24.2″
、それに27の各ビットのスイッチ20の端子aが端子
す側に接続され、残りのスイッチの端子aはC端子側に
接続されていたとすると、このときには、 α=73/255       ・・・・・・(4)と
なり、差動増幅器21の出力信号(α・Vref)は、 (a ・Vref)=73/255XVrefとなり、
結局、メモリ部16内でのスイッチ20の接続状態の選
択により、ディジタル的に零点補正に必要な信号を得る
ことが出来る。
次に、第6図に感度調整メモリ部16の一実施例を示す
この感度調整メモリ部16の基本的な構成は、上記した
第5図の零点調整メモリ部14と同じで、ラダー抵抗部
18Aと、8ビット分のスイッチ20Aからなるメモリ
部19A、それに差動増幅器27とで構成され、これに
抵抗値が2Rの抵抗26が付加された構成となっている
この抵抗26は、感度調整メモリ部16の入力端子28
と差動増幅器27の反転入力との間に接続されている。
そこで、いま、入力端子28に、差動増幅器15(第4
図)の出力信号である(Vin−α・Vref)が入力
されたとすると、(2)式で説明したように、この差動
増幅器27の出力には、 V O! =β・(α・■ref−■in)という信号
が発生する。
一方、上記したように、メモリ部19Aの各スイッチ2
0Aの選択、切換により、この感度調整メモリs16で
も、その調整指数βが決定されるから、結局、このメモ
リ部19Aの切換状態により、検出部6の感度のバラツ
キをディジタル的に補正する調整が得られることになる
この第6図では、第5図と同様に、2′、28.24.
26、それに27の各ビットのスイッチ20Aの端子a
が端子す側に接続され、残りのスイッチの端子aはC端
子側に接続されているから、この場合にも、上記した零
点調整の場合とほぼ同じで、調整指数βは、 β=1+73/255     ・・・・・・(5)に
なる。
つぎに、メモリs19.19Aの実施例について説明す
る。
この実施例では、IC5の中にこれらのメモリ部が形成
され、導電性のパッドへの選択的な通電によりスイッチ
の切換状態が決定されるようになっているから、これら
のメモリ部19.19Aを構成するスイッチ20.20
Aとしては、ツェナー・ザラピング技法によるものとポ
リシリコン・ヒューズ技法によるものとが、とりあえず
考えられる。
まず、ツェナー・ザラピング技法によるものについて説
明すると、周知のように、第7図のように、トランジス
タのエミッタ・ベース間に電流lを流すと、ここでの電
圧降下Vは、通常、第8図の実線で示すような特性にな
る。
しかして、ここで、このトランジスタのエミッタ・ベー
ス間に、さらに大きな電圧を印加して、強制的に大電流
を供給し、pn接合を破壊すると、そのv−i特性は、
第8図の破線で示すように変化してしまう。
従って、このトランジスタは、そのエミッタ・ベース間
への通電に対して、pn接合が破壊されてなければ比較
的大きな電圧降下Vを示し、破壊後は、充分に小さな電
圧降下Vを示すだけとなる。
なお、この破壊は不可逆的であり、ひとたび破壊したら
元には戻らない。
そこで、これを利用してスイッチ20.20Aを構成す
るのである。
第9図において、29.30は2個のFETで、これら
によりスイッチ20、又は20Aが構成される。なお、
端子a、 b、 cが夫々第5図、第6図の各端子に相
当する。
次に、31.32はインバータで、33はトランジスタ
、34はパッド、そして35は接続点を表わす。
図から明らかなように、トランジスタ33のエミッタ・
ベース間には、IC5の電源から所定の微小値を有する
定電流iが常時供給されるようになっている。
そこで、いま、トランジスタ33のpn接合が破壊され
ていないとすると、第8図で説明したように、pn接合
には、かなり大きな電圧降下Vが現われているから、こ
のときには、接続点35はハイレベルになり、従って、
FET29のゲートはハイレベル、FET30のゲート
はローレベルになるので、FET29はオン、FET3
0はオフされ、この結果、スイッチ20は端子aが端子
すに接続されている状態に選択される。
つぎに、パッド34に所定の電圧を印加し、これにより
トランジスタ33のエミッタ・ベース間のpn接合に大
電流を流し、この接合を破壊しておいたとする。
そうすると、今度は、第8図から明らかなように、接続
点35の電位はローレベルに保たれ、この結果、FET
29はオフ、FET30がオンになり、結局、このとき
はスイッチ20の端子aがC端子に接続されている状態
に選択されることになる。
従って、この第9図に示すスイッチ20.20Aを、第
5図及び第6図のメモリ部19と19Aの各スイッチと
して適用し、パッド34をそれぞれ第1図の感度調整用
パッド列3及び零点調整用パッド列4の各パッドとして
適用するように構成すれば、上記したように、所定の感
度補正量と所定の零点補正量に応じて、各パッド列3.
4のなかの補正量に対応したパッド34を選択し、それ
に通電してやれば、各メモリ部19.19Aのなかの接
続状態が決定され、それぞれの調整指数α、βが選択さ
れるので、上記したように、ディジタル的に検出部6の
較正を行なうことが出来る。
そして、このツェナー・ザラピング技法によるスイッチ
の選択切換は、一種のディジタル的なメモリとして機能
し、極めて信頼性が高く、従って、継時的な特性変化な
どの虞れは全く無い。
次に、ポリシリコン・ヒューズ技法によるスイッチにつ
いて、第10図により説明する。
この第10ずにおいて、36は電流制限用の抵抗で、3
7がポリシリコン・ヒューズであり、その他は第9図の
場合と同じである。
これらのポリシリコン・ヒューズ37と抵抗36は共に
IC5のチップ上に形成しであるが、ポリシリコン・ヒ
ューズ37は、それに所定値以上の電流を流すと溶断し
、断線状態にすることが出来る。
第11図は、このポリシリコン・ヒューズ37の溶断状
態と不溶断状態を示したもので、38はグランド用のパ
ッドである。
従って、この実施例では、ポリシリコン・ヒューズ37
が溶断される前は、接続点35の電位状態はローレベル
に保たれ、パッド34に通電してポリシリコン・ヒュー
ズ37を溶断した後は、接続点35がハイレベルになる
ため、パッド34に対して通電するか否かにより、FE
T29と30のいずれをオンに、そしていずれをオフに
するかを選択することが出来、スイッチ20.20Aを
得ることが出来る。
そして、このポリシリコン・ヒューズ37の溶断、不溶
断も、ディジタル的なメモリの一種として機能し、従っ
て、極めて高い信頼性を得る較正とが出来る。
第2図は本発明を加速度センサ装置として構成した場合
の一実施例で、図において、検出部6が加速度センサ素
子で、半導体静電容量方式のものであり、2枚のガラス
基板39.41の間にシリコン板40を挾んだ三層構造
に作られている。
シリコン板40には、エツチング加工によりカンチレバ
一部42と、電極兼重錘の機能をはだす可動電極部43
とが形成されており、これに対応して各ガラス基板39
.41の内面には、それぞれ固定電極44が設けである
従って、図の矢印方向に加速度Gが加えられると、可動
電極部43が、図で上下に変位し、固定電極44との間
に存在する静電容量が変化するので、この静電容量の変
化により加速度Gを検出する。
この検出部6は3本の導M45によりIC5に接続され
るが、このIC5には、ΔC検出器46と、増幅器47
、パルス幅変調器48.インバータ49.それにローパ
スフィルタ50が形成されており、これらにより第1図
で説明した信号処理回路部lを構成し、これにより、検
出信号Vinが出力されるようになっている。
ここで、検出部6による検出動作について説明すると、
まず、シリコン板40の電位を5■に保ちながら、パル
ス幅変調器48から第13図に示すような矩形波電圧V
8を固定電極44に印加する。なお、インバータ49の
出力は、この矩形波電圧■、の位相が反転された電圧と
なるので、バーを付して表わしである。
この状態で加速度Gが加わると、上記したように可動電
極s43が変位し、固定電極44との間の静電容量C1
と02が変化する。そこで、これらの差ΔCを、ΔC検
出器46により、スイッチト・キャパシタ方式により検
出するようになっている。
そして、この容量差ΔCがゼロに収斂するように、すな
わち、加速度Gの大きさや方向によらず、つねに可動電
極部43が、固定電極44から等間隔の位置を保つよう
に、静電気力による電子的サーボ制御が掛けられている
この電子的サーボ制御は、ΔC検出器46の出力を増幅
器47からパルス幅変調器48に入力し、これにより矩
形波電圧■、のパルス幅を制御することにより行なわれ
る。そして、この結果、矩形波電圧■寵のパルス幅が、
第13図に示すように、加速度Gの大きさにより変化す
ることになる。そこで、この矩形波電圧Vlをローパス
・フィルタ50を介して取り出すと、加速度Gに対応し
た直流電圧からなる検出出力信号Vinを得ることが出
来る。
第13図に示すように、矩形波電圧Vinは、周期が5
0μ秒、つまり周波数は20KHzのもので、これのパ
ルス幅が加速度Gに比例して変化し、図示のように、正
の加速度Gではパルス幅が減少し、負の加速度Gでは、
反対に増加する。
そして、この出力信号Vinは出力調整回路部2に入力
され、上記したように正しい状態に、感度と零点が較正
された出力信号■ouもが得られるのである。
次に、この実施例による較正結果について説明する。
まず、第14図の破線は、出力調整回路部2による調整
が行なわれる前の特性で、これが調整したことにより実
線で示す所望の特性にすることが出来た。すなわち、出
力調整回路部2により、感度と零点を調整することによ
り、加速度Gが−IG(7)とき1.OV、oGのとき
2.5■、そして+IGのとき4.0■の出力電圧Vo
utを得ることが出来た。
次に、第15図は、10個のサンプルについて、本発明
の実施例により感度を調整する前と後とでの、バラツキ
の程度を示したもので、調整前には、感度のバラツキが
±25%にもわたっていたのが、調整後は、±1%以下
のバラツキに容易に抑えることが出来た。
次に、第16図は、本発明の他の一実施例で、この実施
例が第1図の実施例と異なる点は、カンチレバ一部42
と、電極兼重錘の機能をはだす可動電極部43とからな
る静電容量型の加速度検出部6をIC5上に、信号処理
回路部1や出力調整回路部2と一緒に搭載したところに
あり、その他の構成は同じである。
従って、この第16図の実施例によれば、第1図の実施
例が有する効果に加えて、センサ装置全体の小型化がさ
らに容易になり、自動車用などとして実装面での自由度
をさらに広く得ることが出来るという効果が期待出来る
なお、この実施例では、第16図から明らかなように、
カンチレバ一部42の固定端部の近傍に半導体歪ゲージ
55を形成することにより、半導体歪ゲージ式加速度セ
ンサとして、本発明を実施することが出来る。
さらに、第17図は、本発明を半導体圧力センサに適用
した場合の一実施例で、検出すべき圧力が作用する薄い
膜状の、はぼ方形をしたダイアフラム56の周辺に4個
の半導体歪ゲージ57を設け、圧力センサとしたもので
あり、その他の構成や効果などについては、これも第1
図の実施例と同じであり、ディジタル的な感度や零点の
調整による高い信頼性などが容易に期待できる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、検出素子製造時などに発生する、感度
や零点などの検出特性のバラツキを、ディジタル的に調
整することが出来るので、高い信頼性を容易に保つこと
ができ、小型で自動車などへの装着性に優れ、しかも低
コストの各種センサを容易に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるセンサ装置の一実施例を示すブロ
ック図、第2図は本発明の一実施例の実装構造を示す側
断面図、第3図は同じく正断面図、第4図は出力調整回
路部の一実施例を示す回路図、第5図は零点調整メモリ
部の一実施例を示す回路図、第6図は感度調整メモリ部
の一実施例を示す回路図、第7図及び第8図はツェナー
・ザラピング技法の説明図、第9図はツェナー・ザラピ
ング技法によるスイッチ回路の一実施例を示す回路図、
第10図はシリコン・ヒユーズ技法によるスイッチ回路
の一実施例を示す回路図、第11図はシリコン・ヒユー
ズ技法の説明図、第12図は本発明を半導体静電容量式
加速度センサ装置として具体化した一実施例の説明図、
第13図は動作説明用の電圧波形図、第14図及び第1
5図はそれぞれ効果説明用の特性図、第16図は本発明
による加速度センサの他の一実施例を示す説明図、第1
7図は本発明を半導体圧力センサとして実施した場合の
説明図である。 1・・・・・・信号処理回路部、2・・・・・・出力調
整回路部、3・・・・・・感度調整用パッド列、4・・
・・・・零点調整用パッド列、5・・・・・・IC16
・・・・・・検出部、7・・・・・・導線、14・・・
・・・零点調整メモリ部、16・・・・・・感度調整メ
モリ部、18・・・・・・ラダー抵抗部、19・・・・
・・メモリ第1図 1・・・・信号処U可絡舒 2・・・・土乃謁艷回シI洋 3・・・・苑、膚ち5!!用バツF゛ケJ4・・・・隼
=、W+虻用バツF列 5・・・・IC 6・・・・蹟呂舒 7・・・・導1痰 部、 20・・・・・・スイッチ。 第2図 第3図 11・・・電源用n4+ 12・・・・を派閉旙手 I3・・・比力濡手 第7図 第8図 V 第9図 35 捧蟻市。 第10図 第11 図 第14因 第15図 50 −25  0   +25 感度(%) +50 第12図 第13図 第16図 第17図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、検出部と集積化した信号処理回路とを備え、信号処
    理特性の調整により検出特性を較正する方式のセンサ装
    置において、上記信号処理回路に、外部からの選択的な
    通電処理により回路構成の切換が可能なワイヤード・メ
    モリ回路を設け、上記信号処理回路による信号処理特性
    が上記ワイヤード・メモリ回路によって決定されるよう
    に構成したことを特徴とするセンサ装置。 2、請求項1の発明において、上記ワイヤード・メモリ
    回路での回路構成の切換が、ツェナーザッピング及びポ
    リシリコン・ヒューズの少なくとも一方により行なわれ
    るように構成したことを特徴とするセンサ装置。 3、請求項1又は2の発明において、上記信号信号回路
    が形成されている集積回路に複数の導電性パッドを配設
    し、上記選択的な通電処理が、これら複数の導電性パッ
    ドの選択されたものに対する電圧印加処理により行なわ
    れるように構成したことを特徴とするセンサ装置。 4、請求項1乃至3のいずれかの発明において、上記検
    出部が、加速度検出用センサ素子及び圧力検出用センサ
    素子の一方であることを特徴とするセンサ装置。 5、請求項4の発明において、上記加速度検出用センサ
    素子が静電容量方式及び歪ゲージ方式の少なくとも一方
    のセンサ素子であることを特徴とするセンサ装置。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05322922A (ja) * 1992-05-20 1993-12-07 Hitachi Ltd ハイブリッドic及び物理量検出センサ
JPH09159691A (ja) * 1995-12-06 1997-06-20 Nissan Motor Co Ltd 加速度センサ
US6188340B1 (en) 1997-08-10 2001-02-13 Hitachi, Ltd. Sensor adjusting circuit
JP2002217422A (ja) * 2001-01-18 2002-08-02 Fuji Electric Co Ltd 半導体物理量センサ
JP2006231059A (ja) * 2005-02-24 2006-09-07 Radi Medical Systems Ab センサ−ガイドワイヤ・アセンブリ
JP2008035310A (ja) * 2006-07-31 2008-02-14 Star Micronics Co Ltd エレクトレットコンデンサマイクロホン
JP2010008078A (ja) * 2008-06-24 2010-01-14 Denso Corp センサ装置およびその特性値調整方法
JP2013040777A (ja) * 2011-08-11 2013-02-28 Denso Corp 内燃機関の筒内圧検出装置
JP2016180650A (ja) * 2015-03-24 2016-10-13 アズビル株式会社 校正装置および校正システム
CN109990895A (zh) * 2019-05-07 2019-07-09 珠海市一微半导体有限公司 一种抑制环境光干扰的红外接收系统及soc芯片

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4404265C3 (de) 1994-02-10 2001-02-15 Siemens Ag Verfahren zur Herstellung einer kalibrierten Sensoreinheit
DE19755384C2 (de) * 1997-12-12 2000-05-04 Siemens Ag System zum Trimmen elektronischer Bauelemente oder Sensoren
DE10054288A1 (de) * 2000-11-02 2002-05-16 Festo Ag & Co Sensoranordnung zur Erfassung wenigstens eines Meßwerts

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5292540A (en) * 1976-01-28 1977-08-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd Measuring device
JPS5533071A (en) * 1978-08-29 1980-03-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd Magnetism-sensitive semiconductor device and method of trimming the same
JPS59148433A (ja) * 1983-02-15 1984-08-25 Nissan Motor Co Ltd 基準周波数発生回路
JPS59228759A (ja) * 1983-06-09 1984-12-22 Seiko Instr & Electronics Ltd Mos型ホ−ル素子
JPS60243510A (ja) * 1984-05-18 1985-12-03 Terumo Corp 測定情報処理装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE436936B (sv) * 1981-01-29 1985-01-28 Asea Ab Integrerad kapacitiv givare
JPS60239617A (ja) * 1984-05-15 1985-11-28 Honda Motor Co Ltd 信号入力回路
DE3446248A1 (de) * 1984-12-19 1986-06-19 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Sensor zur messung physikalischer groessen und verfahren zum abgleich des sensors
DE3531118A1 (de) * 1985-08-30 1987-03-12 Micro Epsilon Messtechnik Verfahren zur fehlerkompensation fuer messwertaufnehmer mit nicht linearen kennlinien, sowie anordnung zur durchfuehrung des verfahrens
DE3544095A1 (de) * 1985-12-13 1987-06-19 Hydrotechnik Gmbh Vorrichtung zum kalibrieren von analogen echtzeitsignalen

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5292540A (en) * 1976-01-28 1977-08-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd Measuring device
JPS5533071A (en) * 1978-08-29 1980-03-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd Magnetism-sensitive semiconductor device and method of trimming the same
JPS59148433A (ja) * 1983-02-15 1984-08-25 Nissan Motor Co Ltd 基準周波数発生回路
JPS59228759A (ja) * 1983-06-09 1984-12-22 Seiko Instr & Electronics Ltd Mos型ホ−ル素子
JPS60243510A (ja) * 1984-05-18 1985-12-03 Terumo Corp 測定情報処理装置

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05322922A (ja) * 1992-05-20 1993-12-07 Hitachi Ltd ハイブリッドic及び物理量検出センサ
JPH09159691A (ja) * 1995-12-06 1997-06-20 Nissan Motor Co Ltd 加速度センサ
US6188340B1 (en) 1997-08-10 2001-02-13 Hitachi, Ltd. Sensor adjusting circuit
US7426154B2 (en) 1997-10-08 2008-09-16 Hitachi, Ltd. Sensor adjusting circuit
JP2002217422A (ja) * 2001-01-18 2002-08-02 Fuji Electric Co Ltd 半導体物理量センサ
JP2006231059A (ja) * 2005-02-24 2006-09-07 Radi Medical Systems Ab センサ−ガイドワイヤ・アセンブリ
JP2008035310A (ja) * 2006-07-31 2008-02-14 Star Micronics Co Ltd エレクトレットコンデンサマイクロホン
JP2010008078A (ja) * 2008-06-24 2010-01-14 Denso Corp センサ装置およびその特性値調整方法
JP2013040777A (ja) * 2011-08-11 2013-02-28 Denso Corp 内燃機関の筒内圧検出装置
JP2016180650A (ja) * 2015-03-24 2016-10-13 アズビル株式会社 校正装置および校正システム
CN109990895A (zh) * 2019-05-07 2019-07-09 珠海市一微半导体有限公司 一种抑制环境光干扰的红外接收系统及soc芯片
CN109990895B (zh) * 2019-05-07 2024-02-20 珠海一微半导体股份有限公司 一种抑制环境光干扰的红外接收系统及soc芯片

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DE4022697A1 (de) 1991-02-21
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KR950003599B1 (ko) 1995-04-14
JP2582160B2 (ja) 1997-02-19

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