JPH0422287Y2 - - Google Patents

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JPH0422287Y2
JPH0422287Y2 JP1983098727U JP9872783U JPH0422287Y2 JP H0422287 Y2 JPH0422287 Y2 JP H0422287Y2 JP 1983098727 U JP1983098727 U JP 1983098727U JP 9872783 U JP9872783 U JP 9872783U JP H0422287 Y2 JPH0422287 Y2 JP H0422287Y2
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sensor
gas
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resistor
resistance value
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JP1983098727U
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Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、センサの抵抗値変化に応じて、直
列抵抗体の抵抗値が変化するようにしたセンサ回
路に関するものである。
従来、検知対象の状態に応じてセンサ抵抗値が
変化し、その抵抗値の変化を利用して検知対象の
状態を検知するトランスデユーサは、多くの場
合、第1図のような回路構成によつていた。
第1図において、Sはセンサで、例えばガス吸
着により抵抗値Rが変化するガスセンサが使用さ
れている。RSは直列抵抗体、Eは印加電圧、V
は出力電圧である。
次に、動作について説明する。
直列抵抗体RSはその抵抗値は一定であるが、
センサSは検知対象の状態に応じその抵抗値Rが
変化するので、出力電圧Vの変化から検知対象の
変化を検出することができる。ところが、使用目
的により、センサSの抵抗値Rの変化に応じて直
列抵抗体RSの値も変化させたい場合がある。以
下、その理由について述べる。
一例として、センサSが直接加熱型の半導体ガ
スセンサの場合について説明する。
一般に、半導体ガスセンサは、300〜400℃の高
温で使用されるのが通例であり、いかなる温度で
使用されているかはガスセンサの性能を大きく支
配する。
ところで、ガスセンサは使用される時間の大部
分がガス待ち状態、すなわち、対象ガスが存在し
ない状態で過すため、このガス待ち状態の温度が
ガスセンサの感度などの長期的な安定性を決定す
る。特に温度が高過ぎると、ガスセンサの抵抗値
の経時的な低下をもたらし、長期性能保証を難し
くするので、ガス待ち状態でのガスセンサ温度を
設計上決められた値より上げない配慮が重要とな
る。一方、ガスに対するガスセンサの感度(抵抗
変化率)は温度に大きく依存し、通常はガス待ち
状態の温度に比べて十分高い必要がある。
以上のような2つの要請により、半導体ガスセ
ンサの一般的な加熱方法としては、第2図のよう
な2系統の電気的加熱方法がとられている。
第2図において、ESは電源電圧、EHはヒータ
電圧、Sgは半導体ガスセンサ、Hはヒータ、RS
は直列抵抗体、Vは出力電圧である。
この構成においては、(a)ヒータHをヒータ電圧
EHにより加熱するものと、(b)電源電圧ESによつ
て、半導体ガスセンサSgを流れる電流のジユール
発熱によるもの、の2系統の加熱が行われる。(a)
の加熱は、ヒータHによるものであるから、半導
体ガスセンサSgの抵抗によらず一定であるが、(b)
の加熱は、雰囲気に検知対象ガスがある場合、半
導体ガスセンサSgの抵抗値が低下し、ジユール発
熱量が増すため増加する。
上記第2図の構成によれば、ガス待ち状態では
一定温度を越えず、ガス雰囲気では半導体ガスセ
ンサSgの抵抗値が低下するので比較的高温になる
ということが達成され、前述した2つの要請に合
致し、このような構成の半導体ガスセンサSgはガ
ス警報器として実用化されている。
ところが、警報器の普及に伴い、業務用の厨房
など燃焼排ガスや高濃度の水蒸気のような検知目
的以外のガスが微量ではあるが常時存在する環境
が使用環境として増加しつつあり、そのような環
境ではガス待ち状態において微量雰囲気ガスによ
る半導体ガスセンサSgの抵抗値の低下が起り、ジ
ユール発熱が増加し、結局、センサ温度が制限さ
れた範囲を超えて上昇して経時的に半導体ガスセ
ンサSgの感度変化(鋭敏化)がおこるという問題
がある。
このような感度の鋭敏化を避けるうえで、直列
抵抗体RSの値を大きくすることによつてジユー
ル発熱を抑えることが一つの有効な方法である
が、直列抵抗体RSが固定であれば、雰囲気の検
知対象ガス濃度が検知すべき十分な濃度になつて
も直列抵抗体RSの抵抗値が大きな値であるため、
ジユール発熱が小さく温度が低く押えられ、必要
なガス感度が得られ難くなる。したがつて、ガス
待ち状態では直列抵抗体RSの値を適当に大きく
し、検知すべきガス雰囲気中では適当に小さくす
ることが排ガスなどの微量ガスが含まれる雰囲気
中での長期安定性と高感度性との両者を同時に満
足させるために必要な条件となる。
先に提案した考案(実願昭57−184334号)は、
上記の点にかんがみなされたもので、ツエナーダ
イオードを用いることにより、センサ抵抗値が決
められたある値以上では、直列抵抗体の抵抗値が
一定値であり、その決められた値以下では、セン
サの抵抗値に対し、ほぼ直線的に減少するような
センサ回路を形成している。
以下、上記先に提案したセンサ回路を第3図に
より説明する。この図において、R1,R2,R3
固定抵抗器、DZはツエナーダイオードで、その
ツエナー電圧はVZである。Eは印加電圧であり、
これらで等価的に第1図、第2図の直列抵抗体
RSを構成している。そして便宜上固定抵抗器R1
を直列抵抗体という。その他は第1図と同じであ
る。固定抵抗器R2は、ツエナーダイオードDZ
直列接続され、このツエナーダイオードDZと固
定抵抗器R2の直列接続体が直列抵抗体R1と並列
に接続され、また、固定抵抗器R3が、直列抵抗
体R1と、固定抵抗器R2とツエナーダイオードDZ
と直列接続体との並列接続体に、直列接続されて
いる。なお、当然のことながら、各固定抵抗器
R1,R2,R3の抵抗値は、R1≠0、R2≠∞,R3
∞である。
次に、この回路における動作について説明す
る。
第3図の回路において、実効的な直列抵抗S
は第4図の等価回路で表わすことができ S=V/I ……(1) ここで、Iは、センサSを流れる電流である。
この直列抵抗Sについて、ツエナーダイオー
ドDZが導通しているものとして計算してみると、 S=γ・VZ/E−γ・VZ・R+E(R′+R3)/E−
γ・VZ……(2) ただし、R′=1/1/R1+1/R3,γ=R′/R2とす
る となり、結局、 S=a・R+b ……(3) の形で変化することが分かる。しかしながら、前
記定数a,bはツエナーダイオードDZが不導通
の場合は、固定抵抗器R2に電流が流れないので
R2=∞とみることができ、a=0,b=R1+R3
となつてS=R1+R3と一定値になる。
したがつて、直列抵抗Sの変化はセンサSの
抵抗値Rによつて第5図に示すように変化する。
なお、RCはツエナーダイオードDZが導通すると
きのセンサSの抵抗値Rを示し、この値は、 RC=(E/VZ−1R1−R3 ……(4) で示される。
ところが、センサSの抵抗値Rが前記第(4)式の
RC近傍では大きな値の直列抵抗Sがよいが、セ
ンサSの抵抗値Rが十分大きいときには直列抵抗
Sが適当に小さい方がよいという場合がある。
例えば、ガスセンサの場合は、センサSの抵抗
値Rが十分大きなガス待ち状態で、直列抵抗S
が大きすぎると、センサ温度が低く抑えられすぎ
て被検ガスの雰囲気となつたとき反応速度が遅
く、ガスセンサの性能に問題が生じるという場合
がある。
この考案は、上記の点にかんがみてなされたも
ので、第5図に示された特性を与えるセンサ回路
(第3図)において、さらに、金属コイル(また
は金属線)発熱体を用いることにより、抵抗値R
が十分大きな値になるに従つて、直列抵抗S
減少するような新たなセンサ回路を提供すること
を目的としている。以下この考案を図面について
説明する。
第6図aはこの考案の一実施例を示すものであ
り、第3図において、固定抵抗器R1に金属コイ
ル発熱体R′を接続したものを、固定抵抗器R1
代わりに置きかえたものである。第6図bは、第
6図aの動作を説明するためのもので、計算を簡
単にするために固定抵抗器R2の値をゼロとし、
第6図a中から削除し、かつ出力端子を省略して
示したものである。
つづいて、第6図bの回路の動作について説明
する。一般に、金属コイル発熱体R′は、それ自
体に流れる電流I′によつて発熱するため、金属の
正の抵抗温度係数に起因して、その抵抗値は電流
の増加とともに増加する。一般には、nを1前後
の正の定数として、 R′=ROI′n ……(5) で表わされる。
ツエナーダイオードDZの両端の電圧がツエナ
ー電圧VZを越えるまでは、すなわち、R>RC
ときツエナーダイオードDZには電流は流れない
から、第6図bにおいてI′についての方程式 (R+R1+R3+ROI′n)I′=E がの解I′(但し、I′>0)を第(1)式のIに置きかえ
て、前述した直列抵抗RSを求めることができる。
また、R<RCにおいては、ツエナーダイオー
ドDZは導通し、第6図bのA,B間の電圧は常
にツエナー電圧VZだからI′は一定となり、この時
の値をI′Oとすると、第6図bは第3図において、
R1をR1+ROI0nで置き換えたもので(R2=0)
とする)に等価である。
このようにして、第6図bの回路構成では直列
抵抗Sは第7図のような特性で変化することに
なる。第7図を、第5図の変化に比べてみると、
明らかにセンサSの抵抗値RがRCより大なると
きに、直列抵抗Sが減少する点が改良されてい
る。
したがつて、前述したように、センサSの抵抗
値Rが大きいガス待ち状態では直列抵抗Sが小
さくなり、センサSを流れる電流によつてセンサ
Sの温度が上昇するので、ガスセンサの反応速度
が遅くなるという欠点を解消することができる。
第8図、第9図は印加電圧Eを交流電圧Ea
した場合のこの考案の他の実施例を示すもので、
第8図では第2のツエナーダイオードDZ2を採用
し、交流電圧Eaの正・負に対応させたものであ
る。
なお、固定抵抗器R2がツエナーダイオードDZ
に直列に接続されている第6図aの場合は、R<
Rcの領域においてA,B間の電圧はツエナー電
圧VZと多少異なるが、全体的な直列抵抗Sの特
性は第7図の傾向を示すことはいうまでもない。
以上説明したように、この考案のセンサ回路
は、センサの抵抗値が高いガス待ち状態におい
て、センサに流れる電流が増加するような直列抵
抗回路を金属線からなる発熱体を挿入することに
よつて形成し、センサの温度を上昇するようにし
たので、排ガス、微量ガスが含まれる雰囲気中で
も感度の高いセンサ回路とすることができるとと
もに、反応速度も向上するという利点を有するも
のである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のセンサ回路の一例を示す図、第
2図はセンサの一般的な加熱方法の構成を示す回
路図、第3図は先に提案されたセンサ回路を示す
図、第4図は第3図の等価回路を示す図、第5図
はセンサの抵抗値による実効的な直列抵抗の変化
を示す特性図、第6図aはこの考案の一実施例を
示す回路図、第6図bは、第6図aの動作を説明
するための回路図、第7図は実効的な直列抵抗と
センサ抵抗との関係を示す特性図、第8図、第9
図はこの考案の他の実施例を示す回路図である。 図中、Sはセンサ、R1,R3は固定抵抗器、
R′は金属コイル発熱体、DZはツエナーダイオー
ド、Eは印加電圧である。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 検知対象の状態に応じて抵抗値が変化するセン
    サと、このセンサと直列に接続された第1の抵抗
    体と電流量に応じて抵抗値が増加する抵抗体から
    なる第1の直列接続体と、この第1の直列接続体
    に並列に接続されたツエナーダイオードと第2の
    抵抗体からなる第2の直列接続体と、前記第1、
    第2の直列接続体に直列に接続した第3の抵抗体
    と、前記センサの一端と前記第3の抵抗体の一端
    との間に電圧を印加する電源と、前記第1、第
    2、第3の抵抗体の各両端のうち任意の2点に接
    続された出力端子とからなることを特徴とするセ
    ンサ回路。
JP9872783U 1983-06-28 1983-06-28 センサ回路 Granted JPS607017U (ja)

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JPS607017U JPS607017U (ja) 1985-01-18
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS573036A (en) * 1980-06-06 1982-01-08 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Oxygen concentration detector
JPS596291B2 (ja) * 1977-04-04 1984-02-10 株式会社クラレ ジオ−ルおよびそのモノエ−テルの製造法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51127797U (ja) * 1975-04-11 1976-10-15
JPS596291U (ja) * 1982-06-30 1984-01-14 フイガロ技研株式会社 ガス警報装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS596291B2 (ja) * 1977-04-04 1984-02-10 株式会社クラレ ジオ−ルおよびそのモノエ−テルの製造法
JPS573036A (en) * 1980-06-06 1982-01-08 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Oxygen concentration detector

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JPS607017U (ja) 1985-01-18

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