JPH0511268B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 技術分野 この発明は特に許容電力や耐圧の小さい抵抗の
値を計測するのに適した抵抗値計測回路、例えば
湿度センサ、温度センサ、磁気センサ等の検出量
を抵抗値の変化によつて測定するセンサの抵抗値
計測回路に関する。

(b) 従来技術とその欠点 この種の従来の抵抗値計測回路の典型的なもの
は、第３図に示すように抵抗分割により被測定抵
抗RXの抵抗値変化を電圧変化に変換して基準電
圧E0と比較するようにしていた。しかし、この
ような回路では、被測定抵抗の許容電力や耐圧が
小さい場合に抵抗RAを非常に大きくしなければ
ならず、その結果、被測定抵抗RXの抵抗値変化
に対する電圧変化が微小になり、正確な計測がで
きなくなる不都合があつた。

(c) 発明の目的 この発明の目的は、被測定抵抗に低電圧を印加
するだけで高感度で、且つ高精度な計測を行うこ
とのできる抵抗値計測回路を提供することにあ
る。

(d) 発明の構成 第１図はこの発明の構成を示すブロツク図であ
る。図において、電流変換回路１は外部入力端子
ａ，ｂに接続された被測定抵抗RXの値を電流値
に変換する。端子ａ，ｂは電流変換回路内のトラ
ンジスタのベースエミツタ間電圧VFでクランプ
されている。このため、被測定抵抗RXには常に
0.7V程度の低電圧が印加されていることになる。
電流変換回路１で変換された電流１は抵抗Ｒ１
によつて電圧変換され、その変換された電圧VA
は比較回路２に導かれる。また前記電流変換回路
１と同じ回路構成にある電流変換回路３が設けら
れ、この回路で前記被測定抵抗RXに対する基準
抵抗RAの値を電流値に変換する。この変換され
た電流２は抵抗Ｒ２によつて電圧変換され、そ
の変換された電圧VBは比較回路２に導かれる。
比較回路２は電圧VAとVBとを比較し、VA＜
VB，VA＞VBに対応する信号を出力回路４に対
して出力する。出力回路４は比較回路２からの出
力を受けて計測結果を外部に出力する。

上記の構成において、Ｒ１＝Ｒ２とした場合、
被測定抵抗RXの値が基準抵抗RAの値と同一で
あれば、VA＝VBとなる。また、RX＜RAであ
ればVA＜VBとなり、RX＞RAであればVA＞
VBとなる。この場合、被測定抵抗RXおよび基
準抵抗RAはトランジスタのベースエミツタ間電
圧VFでクランプされているためにそれらの抵抗
に流れる電流が非常に小さい。このため、被測定
抵抗RXの許容電力や耐圧が小さくても十分に計
測することができる。また電流変換回路１と電流
変換回路３は同じ回路構成にあるために、VA＝
VBとすれば、RX＝Ｒ１／Ｒ２，RAとなり、Ｒ
１とＲ２の比またはRAを変化させることでRX
の基準点を任意の大きさに設定することができ
る。即ち、幅広い抵抗値変化にも容易に対応する
ことができる。

(d) 発明の効果 この発明によれば、被測定抵抗の値を電流値に
変換する電流変換回路を設け、且つ、被測定抵抗
に印加する電圧をベースエミツタ間電圧の低電圧
に設定したために、被測定抵抗の許容電力や耐圧
が小さくても十分に対応することができる。ま
た、被測定抵抗の値を電流値に変換する第一の電
流変換回路と、基準抵抗の値を電流値に変換し、
前記第一の電流変換回路と同じ回路構成にある第
二の電流変換回路とを設け、さらにこれらの電流
変換回路で変換された電流値を電圧変換してそれ
らの値を比較する比較回路を設けたので、基準抵
抗等の大きさを換えることによつて被測定抵抗の
幅広い抵抗値変化に対して簡単に対応できる利点
がある。さらに電流変換回路や比較回路はIC化
することが容易であり、これらをIC化した場合、
二つの電流変換回路が同じ回路構成であるため
に、それらの各回路に生じるバラツキを吸収する
ことができ、それによつて測定精度を著しく高め
ることができる。

(e) 実施例 第２図はこの発明の実施例の抵抗値計測回路の
回路図である。本実施例ではすべての回路をIC
化している。

前記電流変換回路１は電流源Ｉ０、トランジス
タＱ１〜Ｑ５で構成される。被測定抵抗RXをク
ランプする電圧VFは、トランジスタＱ１のベー
スエミツタ間電圧で与えられる。被測定抵抗RX
の抵抗値の変化はトランジスタＱ２のコレクタ電
流Ｉ１の変化となつて現れる。この電流Ｉ１はト
ランジスタＱ３〜Ｑ５で構成されるカレントミラ
ー回路で反転され、同じ大きさの電流Ｉ１′とな
つて抵抗Ｒ１を流れる。

前記比較回路２はトランジスタＱ６〜Ｑ９で構
成されている。また前記電流変換回路３はトラン
ジスタＱ１０〜Ｑ１４、電流源Ｉ０′で構成され
ている。基準抵抗RAに対してはトランジスタＱ
１０のベースエミツタ電圧VFが与えられている。
トランジスタＱ１１には基準抵抗RAの値に応じ
た電流Ｉ２が流れ、この電流Ｉ２がトランジスタ
Ｑ１２〜Ｑ１４で構成されるカレントミラー回路
によつて反転され、Ｉ２′として比較回路２のト
ランジスタＱ８のベース端子（Ｂ点）に流れる。
ここで比較回路２のトランジスタＱ６のベース
（Ａ点）の電圧VAはVA＝VF・Ｒ１／RXである
ため、抵抗Ｒ１の大きさを適当に定めることによ
つて感度を自由に調整することができる。

前記出力回路４はトランジスタＱ１５〜Ｑ２０
で構成される。比較回路２はトランジスタＱ７の
コレクタから出力し、その出力はトランジスタＱ
１５を作動させてカレントミラー回路Ｑ１６，Ｑ
１７を介してトランジスタＱ１８を作動させる。
さらにトランジスタＱ１９，Ｑ２０を作動させて
出力する。

本実施例では、上記の回路に加えてさらに回路
の動作をより安定化させるためのヒステリシス回
路を備えている。ヒステリシス回路はトランジス
タＱ２１〜Ｑ２４で構成されている。トランジス
タＱ２１はＱ１５がオンしてトランジスタＱ１８
のベース端子（Ｃ点）に電流Ｉ３′が流入したと
きにオンする。トランジスタＱ２４は電流Ｉ２の
反転した電流Ｉ２′をトランジスタＱ２３のベー
ス端子またはトランジスタＱ２１に供給する。ま
たトランジスタＱ２３のコレクタは比較回路の一
方の入力端子Ｂ点に接続されている。

以上の構成において、今、被測定抵抗RXの値
が基準抵抗RAの値よりも大きくなつたとする
と、Ａ点の電位よりＢ点の電位が大きくなる。す
ると、トランジスタＱ６，Ｑ７がオンしてトラン
ジスタＱ１５が動作し、電流Ｉ３′が流れる。ま
たこの電流Ｉ３′がＣ点に流れることにより、ト
ランジスタＱ２１がオンする。するとトランジス
タＱ２４によつて反転された電流Ｉ２′はすべて
トランジスタＱ２１を流れるため、トランジスタ
Ｑ２３がオフする。この結果、Ｂ点に流入する電
流Ｉ２′はすべて抵抗Ｒ２を流れる。即ち、Ｂ点
の電圧VBは最大の値をとることになる。電圧
VBが最大の値をとると、その後電圧VAが多少
大きくなつても、即ち被測定抵抗RXの大きさが
多少小さくなるように変動しても変化は生じな
い。尚、この状態のときには電流Ｉ３′によつて
トランジスタＱ１８〜２０がオンするため、出力
端子は“Ｌ”となつている。

上記の状態で電圧VAが電圧VBを越える程度
に被測定抵抗RXの値が変化すると、今度はVA
＞VBであるためトランジスタＱ８，Ｑ９がオン
し、トランジスタＱ６，Ｑ７はオフ状態となる。
このため、トランジスタＱ１５はオフしてしま
い、電流Ｉ３′は流れなくなる。すると、ヒステ
リシス回路のトランジスタＱ２１がオフし、トラ
ンジスタＱ２４を流れる電流Ｉ２′はトランジス
タＱ２２，Ｑ２３のベース電流となる。このため
トランジスタＱ２３が能動状態となり、Ｂ点に流
入する電流Ｉ２′が抵抗Ｒ２に流れる電流とトラ
ンジスタＱ２３に流れる電流とに分流される。こ
の結果、電圧VBはトランジスタＱ２３に分流し
た電流分に対応して減少する。この場合トランジ
スタＱ２３に流れる電流分は同トランジスタのエ
ミツタ面積等によつて決るが、今、仮にトランジ
スタＱ２３に流れる電流と抵抗Ｒ２に流れる電流
とが丁度同じになるように設定されているとすれ
ば、電圧VBは最大電圧の1/2に低下する。した
がつて、その後電圧VAが1/2に低下した電圧VB
以下となる程度に被測定抵抗値RXが変化しない
限りトランジスタＱ２０の出力は“Ｈ”を保持す
る。

以上の動作によつて本実施例の計測回路はヒス
テリシス特性を持つことができ、被測定抵抗RX
の大きさが何等かの原因でフラついても、或いは
入力端子ａ，ｂにノイズ等が乗つてもその影響を
除去することができ、さらに本実施例をセンサ回
路に適用した場合においては極度に過敏な反応を
抑えることができる。また本実施例ではすべての
回路をIC化し、二つの電流変換回路を同じ回路
構成にしているため、各素子のバラツキをキヤン
セルすることができるとともに、温度特性もフラ
ツトとなり、さらに各素子のマツチングをとるこ
とも容易である。特に、トランジスタＱ１および
トランジスタＱ１０のベースエミツタ間電圧VF
のマツチングを正確にとることも簡単であるため
に、測定精度が高精度となり、温度係数が小さく
なる利点がある。尚、基準抵抗RAは外付けする
ようにしてもよい。このようにすることによつ
て、RAの値を正確に設定することができ、測定
精度を一層高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の構成を示すブロツク図であ
る。第２図はこの発明の実施例の回路図である。
第３図は従来の回路の回路図である。 １……（第一の）電流変換回路、２……比較回
路、３……（第二の）電流変換回路、RX……被
測定抵抗、RA……基準抵抗。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外部入力端子に接続された被測定抵抗の値を
   電流値に変換するとともに該被測定抵抗の両端電
   圧をトランジスタのベースエミツタ間電圧にクラ
   ンプする第一の電流変換回路と、基準抵抗の値を
   電流値に変換するとともに該基準抵抗の両端電圧
   をトランジスタのベースエミツタ間電圧にクラン
   プし、前記第一の電流変換回路と同じ回路構成に
   ある第二の電流変換回路と、前記第一の電流変換
   回路の電流値を電圧変換した値と前記第二の電流
   変換回路の電流値を電圧変換した値とを比較し、
   その大小に応じて出力する比較回路とを備え、前
   記比較回路の出力に基づいて被測定抵抗値が所定
   の抵抗値以上か否かを計測することを特徴とする
   抵抗値計測回路。 ２ 前記被測定抵抗は許容電力の小さいセンサで
   ある特許請求の範囲第１項記載の抵抗値計測回
   路。 ３ 前記第一の電流変換回路、第二の電流変換回
   路、および前記比較回路が同一チツプにIC化さ
   れた特許請求の範囲第１項記載の抵抗値計測回
   路。 ４ 前記基準抵抗が外付けされた特許請求の範囲
   第３項記載の抵抗値計測回路。