JPH0434091B2 - - Google Patents
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- JPH0434091B2 JPH0434091B2 JP58026318A JP2631883A JPH0434091B2 JP H0434091 B2 JPH0434091 B2 JP H0434091B2 JP 58026318 A JP58026318 A JP 58026318A JP 2631883 A JP2631883 A JP 2631883A JP H0434091 B2 JPH0434091 B2 JP H0434091B2
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
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- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D3/00—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
- G01D3/028—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure
- G01D3/036—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure on measuring arrangements themselves
- G01D3/0365—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure on measuring arrangements themselves the undesired influence being measured using a separate sensor, which produces an influence related signal
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は、複数個の拡散型ストレンゲージを分
散配置したシリコン感圧ダイアフラムを備えた高
感度な圧力変換器の温度補償回路に関する。そし
て、本発明は、出力の零点温度特性を補償して、
温度変化に対して安定した零点が得られるように
したものである。
散配置したシリコン感圧ダイアフラムを備えた高
感度な圧力変換器の温度補償回路に関する。そし
て、本発明は、出力の零点温度特性を補償して、
温度変化に対して安定した零点が得られるように
したものである。
従来、一般にシリコン感圧ダイアフラムを備え
た高感度圧力変換器などにおける温度特性、とり
わけ零点の温度特性は、ダイアフラムにつくりこ
まれブリツジに構成されるストレンゲージ相互間
の温度特性のわずかの差によつて発生する。特
に、シリコン感圧ダイアフラムが使用される高精
度の圧力変換器の場合には、大部分のものが零点
温度特性の補償を必要とする。
た高感度圧力変換器などにおける温度特性、とり
わけ零点の温度特性は、ダイアフラムにつくりこ
まれブリツジに構成されるストレンゲージ相互間
の温度特性のわずかの差によつて発生する。特
に、シリコン感圧ダイアフラムが使用される高精
度の圧力変換器の場合には、大部分のものが零点
温度特性の補償を必要とする。
この温度特性を補償するために従来から用いら
れている方法は、ストレンゲージの抵抗温度係数
とは異なる抵抗温度係数をもつ抵抗RX（たとえ
ばサーミスタ、金属被膜抵抗または拡散抵抗な
ど）を第１図の如く、ストレンゲージSG１〜SG
４で構成されるブリツジ回路に挿入して、このブ
リツジ回路にアンバランスの温度特性を持たせて
補償するものである。この場合には、抵抗RXを
挿入したことによりブリツジ回路の出力レベルが
変化するので、これを補償するために、ストレン
ゲージと同じかあるいはそれに近い温度特性をも
つ抵抗RYを抵抗RXを挿入した辺の隣辺に挿入
することもある。この方法は直接的で簡便である
が、次のような欠点があつた。
れている方法は、ストレンゲージの抵抗温度係数
とは異なる抵抗温度係数をもつ抵抗RX（たとえ
ばサーミスタ、金属被膜抵抗または拡散抵抗な
ど）を第１図の如く、ストレンゲージSG１〜SG
４で構成されるブリツジ回路に挿入して、このブ
リツジ回路にアンバランスの温度特性を持たせて
補償するものである。この場合には、抵抗RXを
挿入したことによりブリツジ回路の出力レベルが
変化するので、これを補償するために、ストレン
ゲージと同じかあるいはそれに近い温度特性をも
つ抵抗RYを抵抗RXを挿入した辺の隣辺に挿入
することもある。この方法は直接的で簡便である
が、次のような欠点があつた。
ストレンゲージSG１〜SG４で構成するブリ
ツジ回路に、他の抵抗RXおよびRYを挿入す
るので、事前の調整工程において調整された値
（例えばスパン）が影響を受け、再調整が必要
となる場合も生じる。特に、抵抗RXおよび
RYの値が大きくなるほどこの影響は顕著とな
る。
ツジ回路に、他の抵抗RXおよびRYを挿入す
るので、事前の調整工程において調整された値
（例えばスパン）が影響を受け、再調整が必要
となる場合も生じる。特に、抵抗RXおよび
RYの値が大きくなるほどこの影響は顕著とな
る。
この補償方法では、温度特性の曲がりを補償
することができない。温度特性の曲がり、すな
わち温度特性が直線ではないことは、ストレン
ゲージSG１〜SG４や補償用抵抗RXおよびRY
の抵抗値が温度変化に対して直線的に変化しな
いことに起因して生じるもので、補償用抵抗
RXおよびRYの挿入によつて、ストレンゲー
ジSG１〜SG４の温度特性の曲がりと抵抗RX
およびRYの温度特性の曲がりとを相殺して、
曲がりのない温度特性を得るのは非常に稀な場
合であり、通常は温度特性の曲がりが存在す
る。
することができない。温度特性の曲がり、すな
わち温度特性が直線ではないことは、ストレン
ゲージSG１〜SG４や補償用抵抗RXおよびRY
の抵抗値が温度変化に対して直線的に変化しな
いことに起因して生じるもので、補償用抵抗
RXおよびRYの挿入によつて、ストレンゲー
ジSG１〜SG４の温度特性の曲がりと抵抗RX
およびRYの温度特性の曲がりとを相殺して、
曲がりのない温度特性を得るのは非常に稀な場
合であり、通常は温度特性の曲がりが存在す
る。
そこで、本発明の目的は、上述した欠点を除去
し、事前の調整工程に影響を与えずに零点の温度
特性を補償し、同時に零点の温度特性の曲がりを
補償するようにした温度補償回路を提供すること
にある。
し、事前の調整工程に影響を与えずに零点の温度
特性を補償し、同時に零点の温度特性の曲がりを
補償するようにした温度補償回路を提供すること
にある。
かかる目的を達成するために、本発明では温度
依存性を有する第１の抵抗RAと少なくとも１つ
の抵抗（例えばＲ１）とにより第１抵抗群Rαを
形成し、温度依存性を有する第２の抵抗RBと少
なくとも１つの抵抗（例えばＲ３）とにより第２
抵抗群Rβを形成し、該第１抵抗群Rα、第２抵抗
群Rβ、第３抵抗Ｒ５および第４抵抗Ｒ６により
第１抵抗群Rαと第２抵抗群Rβとが隣接したアー
ムとなるようにして零点の温度特性および該温度
特性の曲がりを補償する抵抗ブリツジ（カツコ内
の各抵抗を示す符号は各実施例に応じて変わり、
この場合は第２図の符号を指している。）を形成
し、該抵抗ブリツジの一方の出力端子V+部と第
１演算増幅器OP１の一方の入力端子（＋）と接
続し、該抵抗ブリツジの他方の出力端子V-部と
第１演算増幅器OP１の他方の入力端子（−）と
を第５抵抗Ｒ７を介して接続し、該第１演算増幅
器OP１の出力端子と他方の入力端子（−）との
間に第１フイードバツク抵抗Ｒ８を接続し、スト
レンゲージを含む測定ブリツジ回路の第１，第２
出力端子Ｉ１，Ｉ２と第２演算増幅器OP２の入
力端子との間を第６抵抗Ｒ９、第７抵抗Ｒ１０を
それぞれ介して接続し、該第２演算増幅器OP２
の一方の入力端子（＋）と前記第１演算増幅器
（OP−）の出力端子との間を第８抵抗Ｒ１１を介
して接続し、前記第２演算増幅器OP２の出力端
子と他方の入力端子（−）との間に第２フイード
バツク抵抗Ｒ１２を接続し、前記抵抗ブリツジの
出力を前記ストレンゲージを含む測定ブリツジ回
路からの出力に重畳させる。
依存性を有する第１の抵抗RAと少なくとも１つ
の抵抗（例えばＲ１）とにより第１抵抗群Rαを
形成し、温度依存性を有する第２の抵抗RBと少
なくとも１つの抵抗（例えばＲ３）とにより第２
抵抗群Rβを形成し、該第１抵抗群Rα、第２抵抗
群Rβ、第３抵抗Ｒ５および第４抵抗Ｒ６により
第１抵抗群Rαと第２抵抗群Rβとが隣接したアー
ムとなるようにして零点の温度特性および該温度
特性の曲がりを補償する抵抗ブリツジ（カツコ内
の各抵抗を示す符号は各実施例に応じて変わり、
この場合は第２図の符号を指している。）を形成
し、該抵抗ブリツジの一方の出力端子V+部と第
１演算増幅器OP１の一方の入力端子（＋）と接
続し、該抵抗ブリツジの他方の出力端子V-部と
第１演算増幅器OP１の他方の入力端子（−）と
を第５抵抗Ｒ７を介して接続し、該第１演算増幅
器OP１の出力端子と他方の入力端子（−）との
間に第１フイードバツク抵抗Ｒ８を接続し、スト
レンゲージを含む測定ブリツジ回路の第１，第２
出力端子Ｉ１，Ｉ２と第２演算増幅器OP２の入
力端子との間を第６抵抗Ｒ９、第７抵抗Ｒ１０を
それぞれ介して接続し、該第２演算増幅器OP２
の一方の入力端子（＋）と前記第１演算増幅器
（OP−）の出力端子との間を第８抵抗Ｒ１１を介
して接続し、前記第２演算増幅器OP２の出力端
子と他方の入力端子（−）との間に第２フイード
バツク抵抗Ｒ１２を接続し、前記抵抗ブリツジの
出力を前記ストレンゲージを含む測定ブリツジ回
路からの出力に重畳させる。
以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細
に説明する。
に説明する。
第２図は本発明を適用した圧力変換器の一実施
例を示す。本実施例は、ストレンゲージを含む測
定ブリツジ回路（不図示）からの出力信号を導入
し、抵抗Ｒ１と直列に温度依存性の大きい抵抗
RAを接続し、その直列接続した抵抗Ｒ１および
RAに対して抵抗Ｒ２を並列に接続する。この３
つの抵抗Ｒ１，Ｒ２およびRAをまとめてRαとす
る。抵抗Ｒ３に温度依存性の大きい抵抗RBを直
列に接続し、その直列接続した抵抗Ｒ３および
RBに抵抗Ｒ４を並列に接続する。この３つの抵
抗Ｒ３，Ｒ４およびRBをまとめてRβとする。こ
こで、抵抗RAおよびRBは、同じ傾向の温度依
存性を有する抵抗とし、例えば抵抗RAが正の温
度依存性を有すれば、抵抗RBも正の温度依存性
を有するものとする。このように、上述の抵抗
RαとRβおよび抵抗Ｒ５とＲ６とによりブリツジ
回路を構成する。
例を示す。本実施例は、ストレンゲージを含む測
定ブリツジ回路（不図示）からの出力信号を導入
し、抵抗Ｒ１と直列に温度依存性の大きい抵抗
RAを接続し、その直列接続した抵抗Ｒ１および
RAに対して抵抗Ｒ２を並列に接続する。この３
つの抵抗Ｒ１，Ｒ２およびRAをまとめてRαとす
る。抵抗Ｒ３に温度依存性の大きい抵抗RBを直
列に接続し、その直列接続した抵抗Ｒ３および
RBに抵抗Ｒ４を並列に接続する。この３つの抵
抗Ｒ３，Ｒ４およびRBをまとめてRβとする。こ
こで、抵抗RAおよびRBは、同じ傾向の温度依
存性を有する抵抗とし、例えば抵抗RAが正の温
度依存性を有すれば、抵抗RBも正の温度依存性
を有するものとする。このように、上述の抵抗
RαとRβおよび抵抗Ｒ５とＲ６とによりブリツジ
回路を構成する。
抵抗RαとRβとの接続点と演算増幅器OP１の
反転入力端子との間に抵抗Ｒ７を接続する。抵抗
Ｒ５とＲ６との接続点と演算増幅器OP１の非反
転入力端子とを接続し、抵抗Ｒ５とRαとの接続
点と電源電圧端子Ｐとを接続して電源電圧Vcを
印加し、さらに抵抗Ｒ６とRβとの接続点を接地
端子GNDに接続して、この接地端子GNDを接地
する。演算増幅器OP１の反転入力端子とその出
力端子との間にフイードバツク抵抗Ｒ８を接続す
る。
反転入力端子との間に抵抗Ｒ７を接続する。抵抗
Ｒ５とＲ６との接続点と演算増幅器OP１の非反
転入力端子とを接続し、抵抗Ｒ５とRαとの接続
点と電源電圧端子Ｐとを接続して電源電圧Vcを
印加し、さらに抵抗Ｒ６とRβとの接続点を接地
端子GNDに接続して、この接地端子GNDを接地
する。演算増幅器OP１の反転入力端子とその出
力端子との間にフイードバツク抵抗Ｒ８を接続す
る。
ここで、抵抗Ｒ５とＲ６との共通接続点におけ
る電位をV+、抵抗RαとRβとの共通接続点にお
ける電位をV-とすると、演算増幅器OP１の出力
電圧VLは次式で表される。以下の説明はこの条
件を満足しているものとする。
る電位をV+、抵抗RαとRβとの共通接続点にお
ける電位をV-とすると、演算増幅器OP１の出力
電圧VLは次式で表される。以下の説明はこの条
件を満足しているものとする。
VL＝〔R8／R7＋１〕V+−R8／R7V- (1)
端子Ｉ１およびＩ２間にはストレンゲージブリ
ツジからの出力信号Vinを印加する。この信号
Vinはストレンゲージブリツジ出力電圧である場
合と、ストレンゲージブリツジ出力を差動増幅器
により増幅した電圧である場合とがある。つい
で、端子Ｉ１と演算増幅器OP２の反転入力端子
との間に抵抗Ｒ９を接続し、端子Ｉ２と演算増幅
器OP２の非反転入力端子との間に抵抗Ｒ１０を
接続する。さらに、演算増幅器OP１の出力端子
と演算増幅器OP２の非反転入力端子との間に抵
抗Ｒ１１を接続し、演算増幅器OP２の反転入力
端子と圧力変換器出力端子（演算増幅器OP２の
出力端子）Outとの間にフイードバツク抵抗１２
を接続する。
ツジからの出力信号Vinを印加する。この信号
Vinはストレンゲージブリツジ出力電圧である場
合と、ストレンゲージブリツジ出力を差動増幅器
により増幅した電圧である場合とがある。つい
で、端子Ｉ１と演算増幅器OP２の反転入力端子
との間に抵抗Ｒ９を接続し、端子Ｉ２と演算増幅
器OP２の非反転入力端子との間に抵抗Ｒ１０を
接続する。さらに、演算増幅器OP１の出力端子
と演算増幅器OP２の非反転入力端子との間に抵
抗Ｒ１１を接続し、演算増幅器OP２の反転入力
端子と圧力変換器出力端子（演算増幅器OP２の
出力端子）Outとの間にフイードバツク抵抗１２
を接続する。
このように、演算増幅器OP２および抵抗Ｒ９
〜Ｒ１２で差動増幅器を構成する。ここで、端子
Ｉ１およびＩ２からみたストレンゲージブリツジ
の出力インピーダンスと比較して抵抗Ｒ９および
Ｒ１０の値を十分に大きくとり、且つ、Ｒ９＝Ｒ
１０およびＲ１１＝Ｒ１２とするのが一般的であ
る。この場合における圧力変換器の出力電圧
Voutは次式で表わされる。
〜Ｒ１２で差動増幅器を構成する。ここで、端子
Ｉ１およびＩ２からみたストレンゲージブリツジ
の出力インピーダンスと比較して抵抗Ｒ９および
Ｒ１０の値を十分に大きくとり、且つ、Ｒ９＝Ｒ
１０およびＲ１１＝Ｒ１２とするのが一般的であ
る。この場合における圧力変換器の出力電圧
Voutは次式で表わされる。
Vout＝R11／R9・Vin＋VL (2)
(2)式によれば、圧力変換器の出力電圧Voutが
温度依存性をもたないためには、演算増幅器OP
１の出力電圧VLの温度特性が(2)式１項で示され
るR11／R9・Vinの温度特性を相殺すればよい。
温度依存性をもたないためには、演算増幅器OP
１の出力電圧VLの温度特性が(2)式１項で示され
るR11／R9・Vinの温度特性を相殺すればよい。
次に、第２図の動作の一例を説明する。ここ
で、抵抗RAおよびRBは、抵抗値および温度特
性がともに同様のものと仮定し、これらの温度特
性は第３図示のように正の温度勾配を持ち、下の
凸の曲がりを有する特性であるとする、さらにま
た、抵抗RAおよびRB以外の抵抗は、温度依存
性を持たないものとする。
で、抵抗RAおよびRBは、抵抗値および温度特
性がともに同様のものと仮定し、これらの温度特
性は第３図示のように正の温度勾配を持ち、下の
凸の曲がりを有する特性であるとする、さらにま
た、抵抗RAおよびRB以外の抵抗は、温度依存
性を持たないものとする。
このような条件の下では、温度上昇により抵抗
RAの抵抗値は増加し、それに伴い抵抗Rαの合成
抵抗値も増加する。この場合には、抵抗Ｒ１の抵
抗値が小さいほど、また抵抗Ｒ２の抵抗値が大き
いほど、抵抗Rαの合成抵抗値の温度特性の傾き
は大きくなる。これとは逆に、抵抗Ｒ１の抵抗値
が大きいほど、また抵抗Ｒ２の抵抗値が小さいほ
ど、抵抗Rαの合成抵抗値の温度特性の傾きは小
さくなる。
RAの抵抗値は増加し、それに伴い抵抗Rαの合成
抵抗値も増加する。この場合には、抵抗Ｒ１の抵
抗値が小さいほど、また抵抗Ｒ２の抵抗値が大き
いほど、抵抗Rαの合成抵抗値の温度特性の傾き
は大きくなる。これとは逆に、抵抗Ｒ１の抵抗値
が大きいほど、また抵抗Ｒ２の抵抗値が小さいほ
ど、抵抗Rαの合成抵抗値の温度特性の傾きは小
さくなる。
このような抵抗Rαが有する合成抵抗値の温度
特性を変化させた一例を第４図に示す。本図は、
抵抗RAの27℃における抵抗値をRA（27℃）＝
7KΩとし、さらに抵抗Ｒ１およびＲ２の抵抗値
がＲ１＝2KΩおよびＲ２＝4KΩの場合を基準と
して、抵抗Ｒ１の抵抗値をＲ１＝０にした場合、
および抵抗Ｒ２の抵抗値をＲ２＝6KΩにした場
合における抵抗Rα（合成抵抗値）の温度特性を示
すものである。なお、第４図の縦軸は27℃のとき
の抵抗Rαの合成抵抗値を１とする。また、図中
のイはRA（27℃）＝7KΩ、Ｒ１＝2KΩ、Ｒ２＝
4KΩとした場合、ロはRA（27℃）＝7KΩ、Ｒ１＝
０、Ｒ２＝4KΩとした場合、ハはRA（27℃）＝
7KΩ、Ｒ１＝2KΩ、Ｒ２＝6KΩの場合を示す。
特性を変化させた一例を第４図に示す。本図は、
抵抗RAの27℃における抵抗値をRA（27℃）＝
7KΩとし、さらに抵抗Ｒ１およびＲ２の抵抗値
がＲ１＝2KΩおよびＲ２＝4KΩの場合を基準と
して、抵抗Ｒ１の抵抗値をＲ１＝０にした場合、
および抵抗Ｒ２の抵抗値をＲ２＝6KΩにした場
合における抵抗Rα（合成抵抗値）の温度特性を示
すものである。なお、第４図の縦軸は27℃のとき
の抵抗Rαの合成抵抗値を１とする。また、図中
のイはRA（27℃）＝7KΩ、Ｒ１＝2KΩ、Ｒ２＝
4KΩとした場合、ロはRA（27℃）＝7KΩ、Ｒ１＝
０、Ｒ２＝4KΩとした場合、ハはRA（27℃）＝
7KΩ、Ｒ１＝2KΩ、Ｒ２＝6KΩの場合を示す。
前述したように、抵抗Ｒ１を大きくすることに
よりRαの温度特性の傾きは小さくなり、また抵
抗Ｒ２を大きくすることによりRαの温度特性の
傾きは大きくなる。このように抵抗Ｒ１の変化が
Rαの温度特性の傾きに及ぼす影響と抵抗Ｒ２の
変化がRαの温度特性に及ぼす影響は互いに相反
する。従つて抵抗Ｒ１の増加量に応じて抵抗Ｒ２
を所定の値だけ増加させることによりRαの温度
特性の傾きの変化をキヤンセルすることができ
る。またRαの温度特性の非直線性、すなわち曲
りは主にＲ２の値に支配され、Ｒ２の値が大きい
ほどRαの曲りは下に凸になり、Ｒ２の値が小さ
いほどRαの曲りは上に凸になる。よつてRαの温
度特性の傾きの変化を互いにキヤンセルするよう
にＲ１，Ｒ２の値を選んだ場合でも、Ｒ２の値に
より温度特性の曲りはおよそ決定される。この一
例を第５図に示す。第５図は抵抗RAの27℃にお
ける抵抗値をRA＝7KΩとし、さらに抵抗Ｒ１お
よびＲ２の抵抗値がＲ１＝2KΩおよびＲ２＝
4KΩである場合を基準として、抵抗Ｒ１および
Ｒ２の抵抗値をＲ１＝０およびＲ２＝2.2KΩにし
た場合、および抵抗Ｒ１およびＲ２の抵抗値をＲ
１＝6KΩおよびＲ２＝10.4KΩにした場合に、抵
抗Rαの温度特性を示すものである。なお、本図
中のイはRA（27℃）＝7KΩ、Ｒ１＝2KΩ、Ｒ２＝
4KΩの場合を、ロはRA（27℃）＝7KΩ、Ｒ１＝
０、Ｒ２＝2.2KΩの場合を、ハはRA（27℃）＝
7KΩ、Ｒ１＝6KΩ、Ｒ２＝10.4KΩの場合を示す。
よりRαの温度特性の傾きは小さくなり、また抵
抗Ｒ２を大きくすることによりRαの温度特性の
傾きは大きくなる。このように抵抗Ｒ１の変化が
Rαの温度特性の傾きに及ぼす影響と抵抗Ｒ２の
変化がRαの温度特性に及ぼす影響は互いに相反
する。従つて抵抗Ｒ１の増加量に応じて抵抗Ｒ２
を所定の値だけ増加させることによりRαの温度
特性の傾きの変化をキヤンセルすることができ
る。またRαの温度特性の非直線性、すなわち曲
りは主にＲ２の値に支配され、Ｒ２の値が大きい
ほどRαの曲りは下に凸になり、Ｒ２の値が小さ
いほどRαの曲りは上に凸になる。よつてRαの温
度特性の傾きの変化を互いにキヤンセルするよう
にＲ１，Ｒ２の値を選んだ場合でも、Ｒ２の値に
より温度特性の曲りはおよそ決定される。この一
例を第５図に示す。第５図は抵抗RAの27℃にお
ける抵抗値をRA＝7KΩとし、さらに抵抗Ｒ１お
よびＲ２の抵抗値がＲ１＝2KΩおよびＲ２＝
4KΩである場合を基準として、抵抗Ｒ１および
Ｒ２の抵抗値をＲ１＝０およびＲ２＝2.2KΩにし
た場合、および抵抗Ｒ１およびＲ２の抵抗値をＲ
１＝6KΩおよびＲ２＝10.4KΩにした場合に、抵
抗Rαの温度特性を示すものである。なお、本図
中のイはRA（27℃）＝7KΩ、Ｒ１＝2KΩ、Ｒ２＝
4KΩの場合を、ロはRA（27℃）＝7KΩ、Ｒ１＝
０、Ｒ２＝2.2KΩの場合を、ハはRA（27℃）＝
7KΩ、Ｒ１＝6KΩ、Ｒ２＝10.4KΩの場合を示す。
このように、抵抗Ｒ１およびＲ２の値を変える
ことにより、合成抵抗である抵抗Rαの温度特性
の傾きおよびその曲がりを変えることができる。
これは、当然に抵抗RAを抵抗RBに、抵抗Ｒ１
を抵抗Ｒ３に、および抵抗Ｒ２を抵抗Ｒ４にそれ
ぞれ置き換えても同様である。すなわち、抵抗Ｒ
３およびＲ４の値を変えることにより、合成抵抗
である抵抗Rβの温度特性の傾きおよびその曲が
りを変えることができる。
ことにより、合成抵抗である抵抗Rαの温度特性
の傾きおよびその曲がりを変えることができる。
これは、当然に抵抗RAを抵抗RBに、抵抗Ｒ１
を抵抗Ｒ３に、および抵抗Ｒ２を抵抗Ｒ４にそれ
ぞれ置き換えても同様である。すなわち、抵抗Ｒ
３およびＲ４の値を変えることにより、合成抵抗
である抵抗Rβの温度特性の傾きおよびその曲が
りを変えることができる。
ついで、(2)式によれば、圧力変換器の出力電圧
Voutは、演算増幅器OP１の出力電圧VLの値と、
ストレンゲージブリツジの出力電圧VinをR11／
R9倍に増幅した値の和である。さらにまた、出
力電圧VLは、(1)式のように抵抗Ｒ５とＲ６との
接続点における電位+を（R8／R7＋１）倍した
値と、抵抗Rαと抵抗Rβとの接続点の電位-を
（−R8／R7）倍した値との和である。抵抗Rαと
Rβとの接続点の電位-は、抵抗RαとRβとの温度
特性が等しければ温度依存性を持たないので、演
算増幅器OP１の出力電圧VLも温度依存性を持た
ない。
Voutは、演算増幅器OP１の出力電圧VLの値と、
ストレンゲージブリツジの出力電圧VinをR11／
R9倍に増幅した値の和である。さらにまた、出
力電圧VLは、(1)式のように抵抗Ｒ５とＲ６との
接続点における電位+を（R8／R7＋１）倍した
値と、抵抗Rαと抵抗Rβとの接続点の電位-を
（−R8／R7）倍した値との和である。抵抗Rαと
Rβとの接続点の電位-は、抵抗RαとRβとの温度
特性が等しければ温度依存性を持たないので、演
算増幅器OP１の出力電圧VLも温度依存性を持た
ない。
次に、抵抗RαおよびRβの温度特性が異なる場
合において、演算増幅器OP１の出力電圧VLと温
度との関係を第６図Ａ〜Ｄに示す。
合において、演算増幅器OP１の出力電圧VLと温
度との関係を第６図Ａ〜Ｄに示す。
第６図Ａは、抵抗Rαの温度特性の傾きが抵抗
Rβの温度特性の傾きと比較して正である場合で
あり、この場合には、上述の接続点の電位-は負
の温度特性の傾きを持つので、演算増幅器OP１
の出力電圧VLは正の温度特性の傾きを持つ。第
６図Ｂは第６図Ａとは逆に抵抗Rαの温度特性の
傾きが抵抗Rβの温度特性の傾きと比較して負で
ある場合であり、この場合には接続点の電位V-
は正の温度特性の傾きを持つので、演算増幅器
OP１の出力電圧VLは負の温度特性の傾きを持
つ。
Rβの温度特性の傾きと比較して正である場合で
あり、この場合には、上述の接続点の電位-は負
の温度特性の傾きを持つので、演算増幅器OP１
の出力電圧VLは正の温度特性の傾きを持つ。第
６図Ｂは第６図Ａとは逆に抵抗Rαの温度特性の
傾きが抵抗Rβの温度特性の傾きと比較して負で
ある場合であり、この場合には接続点の電位V-
は正の温度特性の傾きを持つので、演算増幅器
OP１の出力電圧VLは負の温度特性の傾きを持
つ。
第６図Ｃは抵抗Rαの温度特性が抵抗Rβの温度
特性よりも下に凸である場合であり、この場合に
は接続点の電位V-は上に凸の温度特性を持つの
で、演算増幅器OP１の出力電圧VLは下に凸の温
度特性を持つ。第６図Ｄは、第６図Ｃとは逆に抵
抗Rαの温度特性が抵抗Rβの温度特性よりも上に
凸である場合であり、この場合には接続点の電位
V-は下に凸の温度特性を持つので、演算増幅器
OP１の出力電圧VLは上に凸の温度特性を持つ。
特性よりも下に凸である場合であり、この場合に
は接続点の電位V-は上に凸の温度特性を持つの
で、演算増幅器OP１の出力電圧VLは下に凸の温
度特性を持つ。第６図Ｄは、第６図Ｃとは逆に抵
抗Rαの温度特性が抵抗Rβの温度特性よりも上に
凸である場合であり、この場合には接続点の電位
V-は下に凸の温度特性を持つので、演算増幅器
OP１の出力電圧VLは上に凸の温度特性を持つ。
このように、抵抗Ｒ１〜Ｒ４を適切な値に選ぶ
ことにより、ストレンゲージブリツジの出力電圧
Vinにおける温度特性の傾きおよび温度特性の曲
がりを打つ消すような温度特性を演算増幅器OP
１の出力電圧VLに持たせ、もつて温度補償を行
うことができる。なお、抵抗Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値
により、圧力変換器の出力電圧Voutの零点が影
響を受けるが、この影響は抵抗Ｒ５またはＲ６を
所定の値に設定することにより、零点を所定の値
にすることができる。
ことにより、ストレンゲージブリツジの出力電圧
Vinにおける温度特性の傾きおよび温度特性の曲
がりを打つ消すような温度特性を演算増幅器OP
１の出力電圧VLに持たせ、もつて温度補償を行
うことができる。なお、抵抗Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値
により、圧力変換器の出力電圧Voutの零点が影
響を受けるが、この影響は抵抗Ｒ５またはＲ６を
所定の値に設定することにより、零点を所定の値
にすることができる。
第７図〜第１１図は本発明を適用した圧力変換
器の他の実施例を示し、第２図と同様の部分につ
いては同一符号を付してその詳細な説明は省略す
る。
器の他の実施例を示し、第２図と同様の部分につ
いては同一符号を付してその詳細な説明は省略す
る。
第７図に示す実施例は、第２図に示す抵抗Ｒ１
の抵抗値を零にした場合の構成例である。本実施
例は、ストレンゲージブリツジの出力電圧Vinの
温度特性が上に凸である場合に適用でき、演算増
幅器OP１の出力電圧VLに対して、下に凸の曲が
りを持たせた温度補償を行うことが可能である。
なお、これに代えて、第２図に示す実施例のうち
抵抗Ｒ３の抵抗値が零となるように構成してもよ
い。この場合には、ストレンゲージブリツジの出
力電圧Vinの温度特性が下に凸の場合に適用でき
る。
の抵抗値を零にした場合の構成例である。本実施
例は、ストレンゲージブリツジの出力電圧Vinの
温度特性が上に凸である場合に適用でき、演算増
幅器OP１の出力電圧VLに対して、下に凸の曲が
りを持たせた温度補償を行うことが可能である。
なお、これに代えて、第２図に示す実施例のうち
抵抗Ｒ３の抵抗値が零となるように構成してもよ
い。この場合には、ストレンゲージブリツジの出
力電圧Vinの温度特性が下に凸の場合に適用でき
る。
第８図に示す実施例は、第２図に示す抵抗Ｒ２
の抵抗値を無限大とした場合であり、この場合に
は、ストレンゲージブリツジの出力電圧Vinの温
度特性が上に凸である場合に適用でき、演算増幅
器OP１の出力電圧VLに対して下に凸の曲がりを
持たせ、もつて、温度補償することができる。な
お、これに代えて、第２図に示す抵抗Ｒ４の抵抗
値を無限大となるように構成してもよい。この場
合には、ストレンゲージブリツジの出力電圧Vin
の温度特性が下に凸の場合に適用できる。
の抵抗値を無限大とした場合であり、この場合に
は、ストレンゲージブリツジの出力電圧Vinの温
度特性が上に凸である場合に適用でき、演算増幅
器OP１の出力電圧VLに対して下に凸の曲がりを
持たせ、もつて、温度補償することができる。な
お、これに代えて、第２図に示す抵抗Ｒ４の抵抗
値を無限大となるように構成してもよい。この場
合には、ストレンゲージブリツジの出力電圧Vin
の温度特性が下に凸の場合に適用できる。
第９図に示す実施例は、第２図とは異なり、温
度依存性の大きい抵抗RAおよびRCを電源電圧
端子Ｐ側に接続されている２本のアームに介挿し
た場合である。すなわち、抵抗RCおよびＲ１３
を直列接続し、これに抵抗Ｒ１４を並列接続す
る。そして、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ１３およびＲ１
４を適切な値に選ぶことにより、第２図の実施例
と同様な効果が得られる。
度依存性の大きい抵抗RAおよびRCを電源電圧
端子Ｐ側に接続されている２本のアームに介挿し
た場合である。すなわち、抵抗RCおよびＲ１３
を直列接続し、これに抵抗Ｒ１４を並列接続す
る。そして、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ１３およびＲ１
４を適切な値に選ぶことにより、第２図の実施例
と同様な効果が得られる。
第１０図に示す実施例は、第２図の実施例とは
異なり抵抗ブリツジのアース電位、すなわち接地
端子GND側に接続されている２本のアームに温
度依存性の大きい抵抗RBおよびRDを介挿した
場合である。すなわち、抵抗RDおよびＲ１５を
直列接続し、これに抵抗Ｒ１６を並列接続した一
端を接地端子GNDに接続し、その他端を演算増
幅器OP１の非反転入力端子に接続する。抵抗Ｒ
２，Ｒ３，Ｒ１５およびＲ１６を適切な値に選ぶ
ことにより、第２図と同様の効果が得られる。
異なり抵抗ブリツジのアース電位、すなわち接地
端子GND側に接続されている２本のアームに温
度依存性の大きい抵抗RBおよびRDを介挿した
場合である。すなわち、抵抗RDおよびＲ１５を
直列接続し、これに抵抗Ｒ１６を並列接続した一
端を接地端子GNDに接続し、その他端を演算増
幅器OP１の非反転入力端子に接続する。抵抗Ｒ
２，Ｒ３，Ｒ１５およびＲ１６を適切な値に選ぶ
ことにより、第２図と同様の効果が得られる。
第１１図に示す実施例は、第２図の実施例とは
異なり、演算増幅器OP１の非反転入力端子に接
続されている２本のアームに温度依存性の大きい
抵抗RCおよびRDを介挿した場合である。すなわ
ち、アームの一辺は第９図と同様の構成であり、
他のアームは第１０図と同様に構成する。そし
て、抵抗Ｒ１３〜Ｒ１６を適切な値に選ぶことに
より、第２図の構成例と同様の効果が得られる。
異なり、演算増幅器OP１の非反転入力端子に接
続されている２本のアームに温度依存性の大きい
抵抗RCおよびRDを介挿した場合である。すなわ
ち、アームの一辺は第９図と同様の構成であり、
他のアームは第１０図と同様に構成する。そし
て、抵抗Ｒ１３〜Ｒ１６を適切な値に選ぶことに
より、第２図の構成例と同様の効果が得られる。
以上説明したように、本発明によれば、隣接し
たアームの両側に温度依存性ある抵抗を介挿した
抵抗ブリツジの出力成分を、ストレンゲージブリ
ツジの出力成分に重畳させるよう構成したので、
零点における温度特性の傾きおよび温度特性の曲
がりを補償した温度補償回路が得られる。さらに
本発明では、ストレンゲージブリツジ回路と補償
回路とを独立して構成することができるので、補
償回路の動作がストレンゲージブリツジ回路に影
響を与えない。
たアームの両側に温度依存性ある抵抗を介挿した
抵抗ブリツジの出力成分を、ストレンゲージブリ
ツジの出力成分に重畳させるよう構成したので、
零点における温度特性の傾きおよび温度特性の曲
がりを補償した温度補償回路が得られる。さらに
本発明では、ストレンゲージブリツジ回路と補償
回路とを独立して構成することができるので、補
償回路の動作がストレンゲージブリツジ回路に影
響を与えない。
第１図は従来から知られている温度補償回路構
成例を示す回路図、第２図は本発明を適用した圧
力変換器の一実施例を示す回路図、第３図は第２
図に示した抵抗RAおよびRBの温度特性の一例
を示す線図、第４図は第２図において抵抗Rαに
おける温度特性の傾きを変化させた一例を示す線
図、第５図は第２図における抵抗Rαの温度特性
を変化させた一例を示す線図、第６図Ａ〜Ｄはそ
れぞれ第２図に示した演算増幅器OP１の出力電
圧VLの温度特性を示す線図、第７図〜第１１図
はそれぞれ本発明を適用した圧力変換器の別実施
例を示す回路図である。 SG１〜SG４……ストレンゲージ、Ｐ……電源
電圧端子、GND……接地端子、Out……圧力変
換器出力端子、OP１，OP２……演算増幅器、
RA，RB，RC，RD……温度依存性抵抗、Ｒ１
〜Ｒ１６……抵抗、Ｉ１，Ｉ２……端子、Vc…
…電源電圧。
成例を示す回路図、第２図は本発明を適用した圧
力変換器の一実施例を示す回路図、第３図は第２
図に示した抵抗RAおよびRBの温度特性の一例
を示す線図、第４図は第２図において抵抗Rαに
おける温度特性の傾きを変化させた一例を示す線
図、第５図は第２図における抵抗Rαの温度特性
を変化させた一例を示す線図、第６図Ａ〜Ｄはそ
れぞれ第２図に示した演算増幅器OP１の出力電
圧VLの温度特性を示す線図、第７図〜第１１図
はそれぞれ本発明を適用した圧力変換器の別実施
例を示す回路図である。 SG１〜SG４……ストレンゲージ、Ｐ……電源
電圧端子、GND……接地端子、Out……圧力変
換器出力端子、OP１，OP２……演算増幅器、
RA，RB，RC，RD……温度依存性抵抗、Ｒ１
〜Ｒ１６……抵抗、Ｉ１，Ｉ２……端子、Vc…
…電源電圧。
Claims (1)
- １ 温度依存性を有する第１の抵抗と少なくとも
１つの抵抗とにより第１抵抗群を形成し、温度依
存性を有する第２の抵抗と少なくとも１つの抵抗
とにより第２抵抗群を形成し、該第１抵抗群、第
２抵抗群、第３抵抗および第４抵抗により第１抵
抗群と第２抵抗群とが隣接したアームとなるよう
にして零点の温度特性および該温度特性の曲がり
を補償する抵抗ブリツジを形成し、該抵抗ブリツ
ジの一方の出力端子と第１演算増幅器の一方の入
力端子と接続し、該抵抗ブリツジの他方の出力端
子と第１演算増幅器の他方の入力端子とを第５抵
抗を介して接続し、該第１演算増幅器の出力端子
と他方の入力端子との間に第１フイードバツク抵
抗を接続し、ストレンゲージを含む測定ブリツジ
回路の第１，第２出力端子と第２演算増幅器の入
力端子との間を第６抵抗、第７抵抗をそれぞれ介
して接続し、該第２演算増幅器の一方の入力端子
と前記第１演算増幅器の出力端子との間を第８抵
抗を介して接続し、前記第２演算増幅器の出力端
子と他方の入力端子との間に第２フイードバツク
抵抗を接続し、前記抵抗ブリツジの出力を前記ス
トレンゲージを含む測定ブリツジ回路からの出力
に重畳させることを特徴とする圧力変換器の温度
補償回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58026318A JPS59153117A (ja) | 1983-02-21 | 1983-02-21 | 圧力変換器の温度補償回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58026318A JPS59153117A (ja) | 1983-02-21 | 1983-02-21 | 圧力変換器の温度補償回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59153117A JPS59153117A (ja) | 1984-09-01 |
| JPH0434091B2 true JPH0434091B2 (ja) | 1992-06-04 |
Family
ID=12190038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58026318A Granted JPS59153117A (ja) | 1983-02-21 | 1983-02-21 | 圧力変換器の温度補償回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59153117A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61243337A (ja) * | 1985-04-19 | 1986-10-29 | Yokogawa Electric Corp | 半導体圧力センサ |
| JPH0335420U (ja) * | 1989-08-17 | 1991-04-08 | ||
| US7100455B2 (en) * | 2004-08-27 | 2006-09-05 | Dresser-Nagano, Inc. | System and method for pressure measurement |
| US10852365B2 (en) * | 2018-06-29 | 2020-12-01 | Infineon Technologies Ag | Stray field suppression in magnetic sensor Wheatstone bridges |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5054350A (ja) * | 1973-09-10 | 1975-05-14 | ||
| JPS52151052A (en) * | 1976-06-10 | 1977-12-15 | Kubota Ltd | Weight indicator |
-
1983
- 1983-02-21 JP JP58026318A patent/JPS59153117A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5054350A (ja) * | 1973-09-10 | 1975-05-14 | ||
| JPS52151052A (en) * | 1976-06-10 | 1977-12-15 | Kubota Ltd | Weight indicator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59153117A (ja) | 1984-09-01 |
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