JPH05312613A - センサ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明はセンサ装置に関し、特に特性調整を装
置の組立完了後に行う方法を提供することにある。 【構成】調整抵抗ＲａからＲｃに接続されたツェナーダ
イオードＤａからＤｃを外部からの電気信号により選択
して短絡することで特性調整を行うことができる。 【効果】組立完了後に特性調整を行うことにより確実な
調整ができる。さらに、組立行程が簡素化できるので量
産性の向上につながり安価なセンサ装置を供給できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はセンサ装置の特性調整に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の装置としては、特公昭61−16026
号に記載のような流速測定装置があるが、センサエレメ
ント及び回路の製造ばらつきを吸収するために特性調整
回路を設けるのが一般的である。最も一般的な調整方法
はディスクリート基板に調整回路を形成し、調整抵抗を
個別に設定する方法である。また、ハイブリッドＩＣに
おける厚膜抵抗においても同様にレーザートリミング等
により調整が可能である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、セ
ンサ装置の組立課程内における調整行程が必要であり、
組立完成後に検査が必要となるため製造工数が多大にな
る問題があった。さらに、調整完了後から最終組立完了
に至る間に何らかの原因によりセンサの特性が変化して
しまった場合には、再度調整することが不可能であり製
品歩留まりを低下する原因ともなっていた。本発明の目
的は、センサ装置の特性調整を組立完成後に行うことに
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、調整抵抗の設定をツェナーザップ及びポリシリコン
フューズのメモリ機能を利用した調整回路を採用し、か
つ、前記ツェナーザップ及びポリシリコンフューズのメ
モリ状態を選択するための端子をセンサ装置外部に設置
したものである。

【０００５】

【作用】センサ装置外部に設置した端子に信号を印加す
ることにより、調整抵抗の設定が可能となるため、セン
サ装置の組立完了後に特性調整を行うことができる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１から図７によ
り説明する。図１は本発明による熱抵抗式空気流量計の
外観である。空気通路であるボディ１とバイパス通路中
に設置された感温抵抗体２，発熱抵抗体３および演算装
置を内蔵したモジュール４で構成されている。ボディ１
内の全空気流量の測定は、バイパス通路の空気流量を代
表して計測することにより求めている。感温抵抗体２は
空気温度を計測するための温度補償用のセンサであり、
発熱抵抗体３は感温抵抗体２と一定の温度差で発熱する
ことにより熱伝達現象を利用した空気流速測定用のセン
サである。図２は発熱抵抗体３の温度をコントロールす
る熱抵抗制御回路である。オペアンプＯＰ１，抵抗Ｒ
７，Ｒ８，及び感温抵抗体２は非反転増幅器を形成し、
オペアンプＯＰ２，抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３及び発熱抵抗
体３と前記非反転増幅器はブリッジ回路を形成してい
る。感温抵抗体２を含む前記非反転増幅器を前記ブリッ
ジ回路中に挿入することで温度補償が可能であり、さら
に本構成によれば感温抵抗体２の抵抗値を低く設計でき
ることから、感温抵抗体２と発熱抵抗体３を同一仕様に
できるため量産性の向上と正確な温度補償が可能とな
る。空気流量Ｑの測定は一般にキングの式として知られ
る関係式（数１）から発熱抵抗体３の発熱量を測定する
ことで求められる。

【０００７】

【数１】

【０００８】発熱抵抗体３の温度（すなわち、抵抗値Ｒ
ｈ）は、前記ブリッジ回路により一定に保持されている
ため、その発熱量は発熱抵抗体３に流れる電流Ｉｈを検
出することにより求めることができる。以上のことから
図２の熱抵抗制御回路では抵抗Ｒ１の端子電圧Ｖａを空
気流量として出力している。図３は熱抵抗制御回路の出
力であるＶａを任意の特性に可変する特性調整回路であ
り、一種の非反転増幅器である。Ｐ１からＰ４はツェナ
ーザップにより調整される抵抗設定回路である。特にＰ
１，Ｐ２は非反転増幅器の出力であるＶｏに対し最小電
圧を設定し、Ｐ３，Ｐ４は増幅率を設定している。Ｐ１
からＰ４は同様の回路が使用可能であり、一例として図
４に示すようなものである。図４は調整抵抗が直列に配
置されたものであり、それぞれの調整抵抗ＲａからＲｃ
に並列接続されたツェナーダイオードＤａからＤｃを選
択的に短絡することにより設定抵抗値ｐを得る。ツェナ
ーダイオードを短絡する方法は、端子Ｘに“Ｌ”電圧を
印加しておき、端子Ｙに“Ｈ”電圧を印加すれば良い。
図４は最も簡単な例ではあるが、ツェナーザップを行っ
た後、ツェナーダイオードの抵抗値が無視できるほど小
さな抵抗値まで下がらず回路上問題となる場合がある。
この場合には図５に示すように、ツェナーザップにより
スイッチを駆動する方法がある。図５は調整抵抗Ｒａか
らＲｃを並列に配置したものであり、ツェナーザップに
より調整抵抗に接続されたスイッチＳのＯＮ−ＯＦＦ状
態を設定し設定抵抗値ｐを得るものである。本構成によ
ればスイッチＳのＯＮ抵抗がほぼ零オームになるため、
より正確な特性調整が可能となる。次に、図４及び図５
のＸ，Ｙ端子を図６のように構成したデコーダ５に接続
することにより、調整に必要な端子数を激減することが
できるので、センサ装置の駆動等に使用する入出力のコ
ネクタ部６に調整端子を設置することができる。デコー
ダ５は例えば市販のＨＤ７４ＨＣ１３７（日立製）が使
用可能であり、調整に必要な端子数を本例では９端子を
４端子にすることができる。さらに、デコーダ５を拡張
することにより次式（数２）のように削減することがで
きる。

【０００９】

【数２】

【００１０】図６では、特性調整を行う上でのメイン端
子Ｍの部分にもツェナーザップ用のツェナーダイオード
Ｄｍを取り付けてある。これは、調整終了後にＤｍを短
絡することですべての調整端子を不感状態にし、これ以
後に特性を操作することを防止するためである。コネク
タ部６は、例えば図７のようにセンサ装置の入出力端子
Ｊを突出させ調整端子Ｋはパッド状に形成する。この場
合相手側のコネクタは、通常のセンサ装置として使用す
るときは普通のコネクタがそのまま使用可能であり、コ
ネクタを装着することで調整端子をカバーする効果もあ
る。

【００１１】さらに、上述した図２から図６の電子回路
を同一モノリシックＩＣ上に形成すれば、センサ装置が
小型軽量にでき、組立行程がシンプルなため安価な装置
を供給することができる。

【００１２】

【発明の効果】本発明によれば、センサ装置の特性調整
を組み立て完了後に行えるため、確実な調整が可能とな
るので特性不良を皆無にできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を採用した熱抵抗式空気流量計の外観図
である。

【図２】熱抵抗制御回路図である。

【図３】特性調整回路図である。

【図４】調整抵抗設定回路（直列型）図である。

【図５】調整抵抗設定回路（並列型）図である。

【図６】デコード回路図である。

【図７】コネクタ部を示す図である。

【符号の説明】

１…ボディ、２…感温抵抗体、３…発熱抵抗体、４…セ
ンサモジュール、５…デコーダ、６…コネクタ、Ｄａ〜
Ｄｃ、Ｄｍ…ツェナーダイオード。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 筒井 光圀 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者 内山 薫 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者 五十嵐 信弥 茨城県勝田市大字高場字鹿島谷津2477番地 ３ 日立オートモティブエンジニアリング 株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】特性調整を要する制御回路を有し、前記特
   性調整をツェナーザップ及びポリシリコンフューズの少
   なくとも一方を用い、かつ、ツェナーザップ及びポリシ
   リコンフューズのメモリ状態を選択するための選択機構
   を有したセンサ回路において、前記選択機構を作動する
   ための端子をセンサ外部に設けたことを特徴とするセン
   サ装置。
2. 【請求項２】請求項１において、選択機構にデコーダ等
   を付加することにより、外部端子数を少なくしたことを
   特徴とするセンサ装置。
3. 【請求項３】請求項１または２において、選択機構を作
   動するための端子とセンサ制御回路の入出力端子を同一
   コネクタ部分に設けたことを特徴とするセンサ装置。
4. 【請求項４】請求項１から３のいずれか１項において、
   センサ部を除く（あるいは含む）すべての電子回路を一
   つのモノリシックＩＣ上に形成したことを特徴とするセ
   ンサ装置。
5. 【請求項５】請求項１から４のいずれか１項により構成
   したことを特徴とする空気流量計測装置。