JPH0534224A - Transducer circuit and manufacture thereof - Google Patents

Transducer circuit and manufacture thereof

Info

Publication number
JPH0534224A
JPH0534224A JP21154591A JP21154591A JPH0534224A JP H0534224 A JPH0534224 A JP H0534224A JP 21154591 A JP21154591 A JP 21154591A JP 21154591 A JP21154591 A JP 21154591A JP H0534224 A JPH0534224 A JP H0534224A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resistor
sensor
offset
adjustment
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP21154591A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2934538B2 (en
Inventor
Kiyoyuki Tanaka
清之 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hokuriku Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Hokuriku Electric Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hokuriku Electric Industry Co Ltd filed Critical Hokuriku Electric Industry Co Ltd
Priority to JP21154591A priority Critical patent/JP2934538B2/en
Publication of JPH0534224A publication Critical patent/JPH0534224A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2934538B2 publication Critical patent/JP2934538B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To obtain a highly accurate output by simple adjustment and to obtain a large dynamic range with a low-cost circuit constitution. CONSTITUTION:A sensor 12, wherein the resistance value is changed in response to the change in an object to be measured, is provided. An offset adjusting resistor 32 adjusts the offset potential of the output of a circuit. Operational amplifiers 20 and 22 amplify the outputs of the above described sensor 12. A span adjusting resistor 40 adjusts the amplification factor of the operational amplifier 22 in conformity with the measuring range. These parts are provided. The output of the sensor 12 is connected to the side of the non-inverted input of the operational amplifier 20. The offset adjusting resistor 32 is connected to the side of the inverted input of the operational amplifier 20. Under the reference state when the offset adjusting resistor 32 is adjusted, the adjustment is performed so that the output voltage value of the sensor 12 becomes approximately equal to the output voltage of the above described amplifier 22.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、機械的な量を電気信
号に変換して取り出すトランスジューサとその製造方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transducer for converting a mechanical quantity into an electric signal and taking it out, and a method for manufacturing the transducer.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来例えば、圧力センサに用いられてい
る回路は、特開昭61−77735号公報や、図4に開
示されているように、半導体のダイヤフラムからなるセ
ンサチップ1上に拡散抵抗をブリッジに組んで形成し、
圧力によりセンサチップ1が変形し、抵抗体の抵抗値が
変化することにより出力電圧が変わるセンサ2と、セン
サ2に接続されたセンサ電源3、複数の演算増幅器4、
スパン調整(増幅度調整)抵抗器5、およびオフセット
調整抵抗器6等から成る。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a circuit used for a pressure sensor has a diffused resistor on a sensor chip 1 composed of a semiconductor diaphragm, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-77735 and FIG. To form a bridge,
The sensor chip 1 is deformed by pressure and the output voltage is changed by changing the resistance value of the resistor, the sensor power source 3 connected to the sensor 2, the plurality of operational amplifiers 4,
It includes a span adjustment (amplification degree adjustment) resistor 5, an offset adjustment resistor 6, and the like.

【0003】この回路の組み立て時の調整は、通常、オ
フセット電圧を、オフセット調整抵抗器6を動かして大
気圧の状態で0Vに調整する。次に、スパン調整抵抗器
5を動かして、測定範囲に対応して所定のスパンに合わ
せる。このとき、スパン調整によりオフセット電圧が変
動するので、再び上記オフセット調整抵抗器6を調整
し、さらに、オフセット電圧調整によりスパン電圧が移
動するので、さらにスパン調整抵抗器5も動かして調整
行なっていた。そして、これを繰り返して徐々に所定の
位置に調整していた。そして、この抵抗値調整は、可変
抵抗器や抵抗体のファンクショントリミング等により行
なわれていた。
In the adjustment during the assembly of this circuit, normally, the offset voltage is adjusted to 0 V by operating the offset adjusting resistor 6 at atmospheric pressure. Next, the span adjustment resistor 5 is moved to match the predetermined span with the measurement range. At this time, since the offset voltage fluctuates due to the span adjustment, the offset adjusting resistor 6 is adjusted again, and further, the span voltage moves due to the offset voltage adjusting. Therefore, the span adjusting resistor 5 is further moved to perform the adjustment. . Then, this was repeated to gradually adjust to a predetermined position. Then, this resistance value adjustment has been performed by function trimming of a variable resistor or a resistor.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術の場
合、回路調整は上述のように0点即ちオフセット調整
と、増幅度調整であるスパン調整の2種類の調整が必要
であり、特に、精密な測定には、上述のような漸近法に
よる調整が不可欠であった。しかし、調整回数は無制限
に多くできるものではなく、上述のような調整では、高
精度な回路が得にくいという問題があった。さらに、可
変抵抗器の微調整は困難である。一方、ファンクション
トリミングによる場合は、逆戻りができないので、トリ
ミング量を小さくして行なわないと、不良品が多くな
り、トリミング量が小さいと調整回数が増えてしまうと
いう相反する問題もある。また、調整が微妙で複雑であ
ることから、調整工程の自動化が難しく、価格が高価に
なるという欠点もある。
In the case of the above-mentioned conventional technique, the circuit adjustment requires two kinds of adjustments, that is, the zero point or offset adjustment and the span adjustment which is the amplification degree adjustment as described above. For such measurements, adjustment by the asymptotic method as described above was indispensable. However, the number of adjustments cannot be increased indefinitely, and the above-mentioned adjustment has a problem that it is difficult to obtain a highly accurate circuit. Furthermore, fine adjustment of the variable resistor is difficult. On the other hand, in the case of function trimming, there is a contradictory problem that the number of defective products increases and the number of adjustments increases if the trimming amount is small unless the trimming amount is made small, since it is not possible to reverse. In addition, since the adjustment is delicate and complicated, it is difficult to automate the adjustment process, and the cost is high.

【0005】この発明は上記従来の技術の問題点に鑑み
て成されたもので、簡単な調整で正確な出力が得られ、
安価な回路構成でダイナミックレンジも大きくとること
ができるトランスジューサ回路とその製造方法を提供す
ることを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and an accurate output can be obtained by a simple adjustment.
It is an object of the present invention to provide a transducer circuit which can have a large dynamic range with an inexpensive circuit configuration and a manufacturing method thereof.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この発明は、抵抗値が被
測定対象の変化に対応して変動するセンサを有し、この
回路の出力のオフセット電位を調整するオフセット調整
抵抗器と、上記センサの出力を増幅する演算増幅器と、
測定範囲に合わせてこの演算増幅器の増幅度を調整する
スパン調整抵抗器とを設け、センサの出力を上記演算増
幅器の非反転入力側に接続し、上記オフセット調整抵抗
器を上記演算増幅器の反転入力側に接続し、上記オフセ
ット調整抵抗器の調整時の基準状態で、センサの出力電
圧値と、上記スパン調整抵抗器が接続された演算増幅器
の出力電圧値とがほぼ等しくなるよう調整されて成るト
ランスジューサ回路である。
According to the present invention, there is provided a sensor having a resistance value fluctuating in response to a change of an object to be measured, and an offset adjusting resistor for adjusting an offset potential of an output of this circuit, and the sensor. An operational amplifier for amplifying the output of
A span adjustment resistor for adjusting the amplification degree of this operational amplifier is provided according to the measurement range, the output of the sensor is connected to the non-inverting input side of the operational amplifier, and the offset adjustment resistor is connected to the inverting input of the operational amplifier. The output voltage value of the sensor and the output voltage value of the operational amplifier to which the span adjustment resistor is connected are adjusted to be substantially equal in the reference state when the offset adjustment resistor is adjusted. It is a transducer circuit.

【0007】またこの発明は、抵抗値が被測定対象の変
化に対応して変動するセンサを取り付け、この回路のオ
フセット電位を調整するオフセット調整抵抗器と、上記
センサの出力電圧を増幅する増幅器と、測定範囲に合わ
せてこの増幅器の増幅度を調整するスパン調整抵抗器と
を設け、上記オフセット調整抵抗器を調整して、センサ
の出力電圧値と上記増幅器の出力電圧値とがほぼ等しく
なるよう設定した後、上記スパン調整抵抗器を調整して
所定の増幅度に設定するトランスジューサ回路の製造方
法である。
Further, according to the present invention, an offset adjusting resistor for adjusting the offset potential of this circuit is mounted with a sensor having a resistance value which fluctuates according to the change of the object to be measured, and an amplifier for amplifying the output voltage of the sensor. , A span adjustment resistor for adjusting the amplification degree of this amplifier is provided according to the measurement range, and the offset adjustment resistor is adjusted so that the output voltage value of the sensor and the output voltage value of the amplifier become substantially equal. After the setting, it is a method of manufacturing a transducer circuit in which the span adjustment resistor is adjusted to set a predetermined amplification degree.

【0008】[0008]

【作用】この発明のトランスジューサ回路は、センサの
出力電圧とこの回路の増幅器の出力電圧とを所定の状態
でほぼ等しく調整してあるので、スパン調整を行なって
もオフセット電位が変動しないものである。
In the transducer circuit of the present invention, the output voltage of the sensor and the output voltage of the amplifier of this circuit are adjusted to be substantially equal in a predetermined state, so that the offset potential does not change even if the span adjustment is performed. .

【0009】[0009]

【実施例】以下この発明の実施例について図面に基づい
て説明する。図1、図2、図3はこの発明の第一実施例
を示すもので、この実施例のトランスジューサ回路は、
圧力センサ用回路であり、図1に示すように、センサ電
源10にセンサチップ12が直列に接続されている。こ
のセンサチップ12は、半導体チップ表面にブリッジ状
に、圧力により抵抗値が変わる抵抗体13,14,1
5,16が形成されたものである。このセンサチップ1
2の出力端17、18は、各々演算増幅器20、22の
非反転入力端子に接続している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1, 2 and 3 show a first embodiment of the present invention, the transducer circuit of this embodiment is
This is a circuit for a pressure sensor, and as shown in FIG. 1, a sensor chip 12 is connected in series to a sensor power supply 10. This sensor chip 12 has resistors 13, 14, 1 whose resistance value changes with pressure in a bridge shape on the surface of the semiconductor chip.
5 and 16 are formed. This sensor chip 1
The two output terminals 17 and 18 are connected to the non-inverting input terminals of the operational amplifiers 20 and 22, respectively.

【0010】この回路には、外部回路に接続される、電
源端子24、出力端子26、および接地端子28が形成
されており、電源端子24に、抵抗器30、可変抵抗器
32、および抵抗器34が直列に接続され、抵抗器34
が接地端子28に接続している。この可変抵抗器32の
摺動子が抵抗器36を介して演算増幅器20の反転入力
端子に接続されている。また、演算増幅器20には、抵
抗器38が接続され、その出力は、直列に接続された可
変抵抗器40、感温抵抗器45を介して、出力端子26
に接続されている。そして、可変抵抗器40と感温抵抗
器45との交点が演算増幅器22の反転入力端子に接続
され、演算増幅器22の出力は感温抵抗器45とともに
出力端子26に接続している。演算増幅器20,22
は、ともに非反転増幅回路を構成している。
A power supply terminal 24, an output terminal 26, and a ground terminal 28, which are connected to an external circuit, are formed in this circuit. The power supply terminal 24 has a resistor 30, a variable resistor 32, and a resistor. 34 are connected in series, and the resistor 34
Is connected to the ground terminal 28. The slider of the variable resistor 32 is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 20 via the resistor 36. A resistor 38 is connected to the operational amplifier 20, and its output is output via the variable resistor 40 and the temperature sensitive resistor 45 connected in series to the output terminal 26.
It is connected to the. The intersection of the variable resistor 40 and the temperature sensitive resistor 45 is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 22, and the output of the operational amplifier 22 is connected to the output terminal 26 together with the temperature sensitive resistor 45. Operational amplifier 20, 22
Together form a non-inverting amplifier circuit.

【0011】この実施例のセンサチップ12について、
図2に基づいて詳述する。この実施例のセンサチップ1
2は、半導体のチップの表面に拡散抵抗体13,14,
15,16を形成したもので、この半導体表面に圧力が
掛かり、各抵抗体が変形し抵抗値が変動するように設け
られたものである。各抵抗体13,14,15,16は
抵抗値がほぼ等しく形成されているが、僅かの誤差が残
るため、出力端17,18の出力が基準状態で等しくな
るように、調整用抵抗器41,42,43,44が上記
各抵抗体と同一工程で設けられている。この抵抗体41
〜44の抵抗値は、上記抵抗体13等より、約2〜3桁
小さく形成されている。この抵抗体41〜44は、定電
流源10とセンサチップ12とを接続する際に、出力端
17,18の電位が所定の基準状態、例えば無負荷の状
態で等しくなるように、抵抗体41〜44のいずれかの
端子を選択してワイヤボンディグにより結線される。
Regarding the sensor chip 12 of this embodiment,
It will be described in detail with reference to FIG. Sensor chip 1 of this embodiment
2 is a diffusion resistor 13, 14, on the surface of the semiconductor chip,
15 and 16 are formed, and are provided so that pressure is applied to the semiconductor surface and each resistor is deformed to change the resistance value. Although the resistance values of the resistors 13, 14, 15 and 16 are formed to be substantially equal to each other, a slight error remains, so that the output of the output terminals 17 and 18 becomes equal in the reference state. , 42, 43, 44 are provided in the same step as the above resistors. This resistor 41
The resistance values of ~ 44 are smaller than those of the resistor 13 and the like by about 2 to 3 digits. The resistors 41 to 44 are arranged so that, when the constant current source 10 and the sensor chip 12 are connected to each other, the potentials of the output terminals 17 and 18 become equal in a predetermined reference state, for example, in an unloaded state. Any of the terminals ~ 44 are selected and connected by wire bonding.

【0012】ブリッジに組まれた抵抗体16には、抵抗
器46が並列に接続されている。抵抗器46は、抵抗体
16と比べて2桁前後抵抗値が大きなもので、その温度
係数は、100PPm/度であり、抵抗体16等の温度係
数が数千PPm/度であることと比べて小さいものであ
る。また、抵抗体16および抵抗器46と直列で端子2
8側に、抵抗器48が接続されている。抵抗器48は、
抵抗体16より抵抗値が2桁程度小さく、温度係数は抵
抗器46と同様の抵抗器である。この抵抗器46、48
は、調整用抵抗器であり、センサチップ12の抵抗体1
3〜16のずれかに設けるものである。
A resistor 46 is connected in parallel with the resistor 16 assembled in the bridge. The resistor 46 has a resistance value of about two digits larger than that of the resistor 16 and has a temperature coefficient of 100 PPm / degree, which means that the temperature coefficient of the resistor 16 and the like is several thousand PPm / degree. It is a small one. In addition, the terminal 2 is connected in series with the resistor 16 and the resistor 46.
A resistor 48 is connected to the 8 side. The resistor 48 is
The resistance value is smaller than that of the resistor 16 by about two digits, and the temperature coefficient is similar to that of the resistor 46. This resistor 46, 48
Is a resistor for adjustment, and the resistor 1 of the sensor chip 12
It is provided at a shift of 3 to 16.

【0013】次にこの実施例のトランスジューサ回路の
動作作用について説明する。このセンサチップ12は、
圧力を検出すると、抵抗体14、16の抵抗値が増加
し、抵抗体13、15の抵抗値が減少することにより、
出力端17の電圧V2が減少し、出力端18の電圧V1が
上昇するので、ブリッジ出力電圧V0は両方の変動差分
だけ上昇し、V0=V1−V2と表わされる。ここでは、
無負荷の状態で、V0=0となる状態を基準状態とす
る。
Next, the operation and operation of the transducer circuit of this embodiment will be described. This sensor chip 12
When the pressure is detected, the resistance values of the resistors 14 and 16 increase, and the resistance values of the resistors 13 and 15 decrease,
Since the voltage V2 at the output terminal 17 decreases and the voltage V1 at the output terminal 18 increases, the bridge output voltage V0 increases by the difference between both fluctuations, and is expressed as V0 = V1-V2. here,
A reference state is a state where V0 = 0 in the no-load state.

【0014】また、演算増幅器20の反転入力端子に接
続している可変抵抗器32の抵抗値をVR1、また可変
抵抗器32の摺動子と抵抗器34との間の抵抗値をVR
1L、抵抗器30、34の抵抗値を各々R1,R2とする
と、演算増幅器20の反転入力側に掛かる電圧の基準と
なる、可変抵抗器32の摺動子の電位V3は、 V3=(R2+VR1L)/(R1+R2+VR1)Vcc ・・・(1) で表わされる。そして、V1−V2=0の基準状態とき、 V1=V2 ・・・(2) であり、このとき上記V3がV1,V2とほぼ等しくなる
ように可変抵抗器32を調整してオフセット調整を行な
う。従って、抵抗器30、可変抵抗器32、抵抗器34
のそれぞれの抵抗値R1,VR1,R2は、上記の条件を
満足するように設定しなければならない。また、V1−
V3=ΔV1、V2−V3=ΔV2とし、抵抗器36、38
の抵抗値をR3,R4とすると、演算増幅器20の出力電
圧をV4とすると、 V4−V3=(1+R4/R3)ΔV2 ・・・(3) となる。ここでは、R3をR4よりかなり大きく設定し、
演算増幅器20よりなる非反転増幅回路の電圧増幅度を
1とすることにより、センサチップ12や可変抵抗器3
2のインピーダンス変動による影響を除外するようして
いる。
The resistance value of the variable resistor 32 connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 20 is VR1, and the resistance value between the slider of the variable resistor 32 and the resistor 34 is VR.
Assuming that 1 L and the resistance values of the resistors 30 and 34 are R1 and R2, respectively, the potential V3 of the slider of the variable resistor 32, which serves as a reference of the voltage applied to the inverting input side of the operational amplifier 20, is V3 = (R2 + VR1L ) / (R1 + R2 + VR1) Vcc (1) Then, in the reference state of V1−V2 = 0, V1 = V2 (2), and at this time, the variable resistor 32 is adjusted so that the above V3 becomes substantially equal to V1 and V2, and the offset adjustment is performed. . Therefore, the resistor 30, the variable resistor 32, the resistor 34
The respective resistance values R1, VR1 and R2 of the above must be set so as to satisfy the above conditions. Also, V1−
V3 = ΔV1, V2-V3 = ΔV2, and resistors 36 and 38
When the output voltage of the operational amplifier 20 is V4, the resistance values of R3 and R4 are V4−V3 = (1 + R4 / R3) ΔV2 (3). Here, R3 is set to be much larger than R4,
By setting the voltage amplification degree of the non-inverting amplifier circuit including the operational amplifier 20 to 1, the sensor chip 12 and the variable resistor 3
The influence of the impedance fluctuation of No. 2 is excluded.

【0015】可変抵抗器40の抵抗値をVR2とし、感
温抵抗器45の抵抗値をRtとし、演算増幅器22の出
力電圧をV5とし、V5−V3=ΔV5とすると、 ΔV5=ΔV1−(Rt/VR2)・(R4/R3)ΔV2 +(ΔV1−ΔV2)Rt/VR2 ・・・(4) と表わされる。ここで、RtとR3をほぼ等しく設定し、
VR2の可調整範囲内の抵抗値とR4をほぼ等しく設定す
ると、(4)式は、 ΔV5=(ΔV1−ΔV2)(1+Rt/VR2) =V0(1+Rt/VR2) ・・・(5) となる。従って、(1+Rt/VR2)が、センサ出力を
増幅する電圧増幅度である。また、通常、電圧増幅度は
30〜100位であるので、実質的には、Rt/VR2が
電圧増幅度となり、VR2の調整によりスパン調整が成
される。また、感温抵抗器45は、スパン電圧温度補償
のために設けられている。
If the resistance value of the variable resistor 40 is VR2, the resistance value of the temperature sensitive resistor 45 is Rt, the output voltage of the operational amplifier 22 is V5, and V5−V3 = ΔV5, then ΔV5 = ΔV1− (Rt / VR2) · (R4 / R3) ΔV2 + (ΔV1−ΔV2) Rt / VR2 (4) Here, Rt and R3 are set almost equal,
If the resistance value within the adjustable range of VR2 and R4 are set to be substantially equal, the equation (4) becomes ΔV5 = (ΔV1−ΔV2) (1 + Rt / VR2) = V0 (1 + Rt / VR2) (5) . Therefore, (1 + Rt / VR2) is the voltage amplification factor that amplifies the sensor output. Further, since the voltage amplification degree is usually about 30 to 100, substantially Rt / VR2 becomes the voltage amplification degree, and the span adjustment is performed by adjusting VR2. Further, the temperature sensitive resistor 45 is provided for span voltage temperature compensation.

【0016】そこで、この実施例の回路の基準状態にお
ける調整方法は、図3のフローチャートに示すように、
先ず、ほぼV0=V1−V2=0を満たすように、抵抗体
41〜44の端子を選択し、定電流源10の出力側とワ
イヤボンディングする。この後、例えば80度Cの最高
補償温度、および−30度Cの最低補償温度の各状態に
おいて、V1,V2及び、ブリッジの抵抗体13〜16の
抵抗値を測定する。そして、抵抗器46,48の挿入箇
所および各抵抗値を計算し、正確にV1,V2が等しくな
るようにする。また、ことのき、抵抗器46,48は、
上述のような温度係数であることから、センサチップ1
2のオフセット電圧温度特性の補償計算も行なう。そし
て、これらの計算によって選定された抵抗器46,48
を、所定の箇所に取り付ける。
Therefore, the adjusting method in the reference state of the circuit of this embodiment is as shown in the flow chart of FIG.
First, the terminals of the resistors 41 to 44 are selected so as to approximately satisfy V0 = V1-V2 = 0, and wire bonding is performed with the output side of the constant current source 10. After that, the resistance values of V1 and V2 and the resistances 13 to 16 of the bridge are measured in each state of the maximum compensation temperature of 80 ° C. and the minimum compensation temperature of −30 ° C. Then, the insertion positions of the resistors 46 and 48 and the respective resistance values are calculated so that V1 and V2 are exactly equal. Also, the resistors 46 and 48 are
Since the temperature coefficient is as described above, the sensor chip 1
Compensation calculation of the offset voltage temperature characteristic of 2 is also performed. Then, the resistors 46 and 48 selected by these calculations
Is attached to the specified place.

【0017】V0=V1−V2=0に正確に設定した後、
V1,V2を測定し、可変抵抗器32を調整してオフセッ
ト調整を行ない、V3がV1,V2とほぼ等しくなるよう
に設定する。基準状態での実際のオフセット調整は、V
1=V2において、 V1=V2=V5 ・・・(6) となるよう出力端子26の電圧V5を、可変抵抗器32
を動かして設定することにより、V1,V2,V5がV3と
ほぼ等しく設定されるものである。ここで、V5がV3と
一致せずにほぼ等しくなるのは、実際には、センサ12
の出力端子間や、演算増幅器20、22の反転および非
反転入力端子間には、オフセット電圧が各々生じ、調整
誤差が現われるからである。また、このとき、V3とV4
もほぼ等しくなる。この後、VR2を動かしてスパン調
整を行ない、所望の増幅度に設定する。以上のように、
この実施例の回路では基準状態において、電圧増幅度と
オフセット電圧は互いに無関係であり、オフセット調整
とスパン調整は各々独立に可能である。
After accurately setting V0 = V1-V2 = 0,
V1 and V2 are measured, the variable resistor 32 is adjusted to adjust the offset, and V3 is set to be substantially equal to V1 and V2. The actual offset adjustment in the reference state is V
1 = V2, V1 = V2 = V5 (6) The voltage V5 of the output terminal 26 is changed to the variable resistor 32.
By moving and setting, V1, V2, and V5 are set to be substantially equal to V3. Here, the fact that V5 does not match V3 and becomes approximately equal is actually the case when the sensor 12
This is because an offset voltage is generated between the output terminals of the above and between the inverting and non-inverting input terminals of the operational amplifiers 20 and 22, and an adjustment error appears. Also, at this time, V3 and V4
Are almost equal. After that, VR2 is moved to perform span adjustment to set a desired amplification degree. As mentioned above,
In the circuit of this embodiment, the voltage amplification degree and the offset voltage are independent of each other in the reference state, and the offset adjustment and the span adjustment can be performed independently.

【0018】この実施例の圧力センサ用回路によれば、
基準状態において、センサ出力V0を0に設定しほぼ上
記(7)式を満たすように回路のオフセット調整してい
るので、その後に可変抵抗器40を調整してスパン調整
を行なっても、オフセット電圧の変動はなく、正確な回
路調整が可能である。
According to the pressure sensor circuit of this embodiment,
In the reference state, the sensor output V0 is set to 0 and the circuit offset adjustment is performed so as to substantially satisfy the above expression (7). Therefore, even if the variable resistor 40 is adjusted thereafter and the span adjustment is performed, the offset voltage is adjusted. There is no fluctuation, and accurate circuit adjustment is possible.

【0019】次にこの発明の第二実施例について図4、
図5を基にして説明する。ここで、上記第一実施例と同
様の部材は同一符号を付して説明を省略する。この実施
例は、磁気センサ用回路であり、センサチップ50は、
図5に示すような磁気抵抗素子51,52,53,54
が、各々向きを変えてガラス又はセラミックス基板上に
形成されたものであり、可変抵抗器56がブリッジと定
電流源10との間に設けられている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
A description will be given based on FIG. Here, the same members as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. This embodiment is a magnetic sensor circuit, and the sensor chip 50 is
Magnetoresistive elements 51, 52, 53, 54 as shown in FIG.
Are formed on a glass or ceramic substrate with their orientations changed, and a variable resistor 56 is provided between the bridge and the constant current source 10.

【0020】磁気抵抗素子51〜54には、基板状にア
ルミ薄膜電極58,60が形成され、その間にジグザグ
状にパーマロイ等の磁性薄膜62が形成されている。こ
の磁性薄膜62の一端部には幅広部64が設けられてお
り、この幅広部64には、後述するように、その一部が
レーザトリミングされて、切除部66が形成される。
In the magnetoresistive elements 51 to 54, aluminum thin film electrodes 58 and 60 are formed in a substrate shape, and a magnetic thin film 62 of permalloy or the like is formed in a zigzag shape between them. A wide portion 64 is provided at one end of the magnetic thin film 62, and a portion of the wide portion 64 is laser-trimmed to form a cut portion 66, as described later.

【0021】この実施例の磁気センサ用回路も、磁気が
0の基準状態で、センサチップ50のブリッジ出力電圧
V0=V1−V2=0となるように、可変抵抗器56が調
整され、その後磁気抵抗素子51〜54の抵抗値が測定
され、レーザトリミングにより、一つの磁気抵抗素子に
切除部66を形成して抵抗値を増加させ、ほぼ正確にV
1=V2となるように調整する。このとき、必要により、
相隣る他の辺の磁気抵抗素子をさらにレーザトリミング
する。この後、上記第一実施例と同様に、V1,V2、お
よび各磁気抵抗素子の測定を所定の条件で行なう。そし
て、抵抗器46,48の選定を行なって所定の値の抵抗
器46,48が取り付けられ、正確にV0=V1−V2=
0となるように調整される。この後、上記実施例と同様
の調整を行なう。
Also in the magnetic sensor circuit of this embodiment, the variable resistor 56 is adjusted so that the bridge output voltage V0 = V1-V2 = 0 of the sensor chip 50 in the reference state where the magnetism is 0, and then the magnetism is adjusted. The resistance values of the resistance elements 51 to 54 are measured, laser cutting is performed to form a cutout portion 66 in one magnetoresistive element to increase the resistance value, and V is almost accurately measured.
Adjust so that 1 = V2. At this time, if necessary,
The magnetoresistive elements on the other adjacent sides are further laser-trimmed. After this, similarly to the first embodiment, V1, V2, and each magnetoresistive element are measured under predetermined conditions. Then, the resistors 46 and 48 are selected so that the resistors 46 and 48 having a predetermined value are attached, and V0 = V1−V2 = accurately.
It is adjusted to be 0. After that, the same adjustment as that of the above-described embodiment is performed.

【0022】この実施例においても、上記第一実施例と
同様に、基準状態において、センサチップ50のブリッ
ジ出力電圧V0を0に設定し、上記(6)式を満たすよ
うに回路のオフセット調整しているので、その後にスパ
ン調整を行なっても、オフセット電圧の変動はなく、正
確な回路調整が可能である。
Also in this embodiment, as in the first embodiment, the bridge output voltage V0 of the sensor chip 50 is set to 0 in the reference state, and the offset of the circuit is adjusted so as to satisfy the above expression (6). Therefore, even if the span adjustment is performed thereafter, the offset voltage does not fluctuate, and accurate circuit adjustment is possible.

【0023】なお、この発明は上記実施例に限定され
ず、各種の抵抗値調整は、印刷抵抗体や拡散抵抗体を用
いてレーザによるファンクショントリミングを行なって
も良い。また、ブリッジの構成は、二辺がセンサで他の
二辺が抵抗素子でも良く、抵抗体とセンサのハーフブリ
ッジでも良い。また、この発明において、基準状態は、
0点だけでなく、所定の圧力や磁気等の強さの環境下に
おいて調整しても良く、単電源で演算増幅器を用いる場
合等には、任意の圧力測定範囲でダイナミックレンジを
できるだけ広く取るために、所定の中間圧力値等に基準
状態を設定し、上記(6)式を満たすようにオフセット
調整を行ない、この後スパン調整を行なっても良い。ま
た、センサ電源10は、感温抵抗器45の温度係数を、
次のように設けることにより、定電流電源であっても、
定電圧電源であってもよい。即ち、定電流電源の場合
は、センサチップ12の抵抗体温度特性と、その抵抗体
の圧力抵抗変化の温度特性との総和の温度特性を補償す
るように、感温抵抗器45の温度係数を設定する。ま
た、定電圧電源の場合は、センサチップ12の抵抗体の
圧力抵抗変化の温度特性のみを補償するように、感温抵
抗器45の温度係数を設定すればよい。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various resistance value adjustments may be performed by laser function trimming using a printing resistor or a diffusion resistor. The bridge may have a sensor on two sides and a resistive element on the other two sides, or may be a half bridge of a resistor and a sensor. Further, in the present invention, the reference state is
It may be adjusted not only at 0 point but also under the environment of a predetermined pressure and strength of magnetism, etc. In order to make the dynamic range as wide as possible in an arbitrary pressure measurement range when using an operational amplifier with a single power supply. Alternatively, the reference state may be set to a predetermined intermediate pressure value or the like, offset adjustment may be performed so as to satisfy the above equation (6), and then span adjustment may be performed. Further, the sensor power supply 10 determines the temperature coefficient of the temperature sensitive resistor 45 as
By installing as follows, even if it is a constant current power supply,
It may be a constant voltage power supply. That is, in the case of a constant current power supply, the temperature coefficient of the temperature sensitive resistor 45 is set so as to compensate the total temperature characteristic of the temperature characteristic of the resistor of the sensor chip 12 and the temperature characteristic of the pressure resistance change of the resistor. Set. Further, in the case of a constant voltage power supply, the temperature coefficient of the temperature sensitive resistor 45 may be set so as to compensate only the temperature characteristic of the pressure resistance change of the resistor of the sensor chip 12.

【0024】[0024]

【発明の効果】この発明のトランスジューサ回路は、基
準状態において、センサの出力電圧値と増幅器の出力電
圧値とが等しくなるよう設定してオフセット調整してあ
るので、その後に、増幅度調整を行なっても、オフセッ
ト電圧の変動はなく、正確な回路調整が可能である。従
って、高精度なトランスジューサを安価に提供すること
ができる。また、単電源の演算増幅器等の安価な増幅器
でもダイナミックレンジを有効に使用することができ、
安価なトランスジューサ回路で広範囲の測定が可能であ
る。
In the transducer circuit of the present invention, the offset voltage is adjusted by setting the output voltage value of the sensor and the output voltage value of the amplifier to be equal in the reference state. Therefore, the amplification degree is adjusted thereafter. However, there is no fluctuation in the offset voltage, and accurate circuit adjustment is possible. Therefore, a highly accurate transducer can be provided at low cost. In addition, the dynamic range can be effectively used even with an inexpensive amplifier such as a single power supply operational amplifier,
A wide range of measurement is possible with an inexpensive transducer circuit.

【0025】またこの発明のトランスジューサ回路の製
造方法は、基準状態において、センサの出力値と増幅器
の出力電圧値とがほぼ等しくなるようオフセット調整し
た後に、増幅度調整であるスパン調整を行なっているの
で、増幅度調整中にオフセット電圧の変動はなく、精度
の高いセンサ回路を製造することができる。また、調整
作業がサイクリックでないため、製造工程の自動化が可
能であり、製造工数およびコストを大きく削減すること
ができ、安価で高精度なトランスジューサ回路を提供す
ることがきる。
Further, in the method of manufacturing the transducer circuit according to the present invention, in the reference state, the offset adjustment is performed so that the output value of the sensor and the output voltage value of the amplifier are substantially equal to each other, and then the span adjustment which is the amplification degree adjustment is performed. Therefore, the offset voltage does not change during the amplification degree adjustment, and a highly accurate sensor circuit can be manufactured. Further, since the adjustment work is not cyclic, the manufacturing process can be automated, the number of manufacturing steps and the cost can be greatly reduced, and an inexpensive and highly accurate transducer circuit can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の第一実施例の圧力センサ用回路の回
路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a pressure sensor circuit according to a first embodiment of the present invention.

【図2】この実施例のセンサチップの回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of a sensor chip of this example.

【図3】この実施例の圧力センサ用回路の製造時の調整
工程を示すフローチャートである。
FIG. 3 is a flow chart showing an adjustment process at the time of manufacturing the pressure sensor circuit of this embodiment.

【図4】この発明の第二実施例の圧力センサ用回路のセ
ンサチップの回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram of a sensor chip of a pressure sensor circuit according to a second embodiment of the present invention.

【図5】この実施例の磁気抵抗素子の平面図である。FIG. 5 is a plan view of a magnetoresistive element of this example.

【図6】従来の技術の圧力センサ用回路の回路図であ
る。
FIG. 6 is a circuit diagram of a conventional pressure sensor circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 センサ電源 12,50 センサチップ 20,22 演算増幅器 32,40 可変抵抗器 10 Sensor power supply 12,50 sensor chip 20,22 Operational amplifier 32,40 variable resistors

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 抵抗値が被測定対象の変化に対応して変
動するセンサを有し、この回路の出力のオフセット電位
を調整するオフセット調整抵抗器と、上記センサの出力
を増幅する一または複数の演算増幅器と、測定範囲に合
わせてこの演算増幅器の増幅度を調整するスパン調整抵
抗器とを設けたトランスジューサ回路において、センサ
の出力を上記演算増幅器の非反転入力側に接続し、上記
オフセット調整抵抗器を上記演算増幅器の反転入力側に
接続し、所定の基準状態で、センサの出力電圧値と、上
記スパン調整抵抗器が接続された演算増幅器の出力電圧
値とがほぼ等しくなるように上記オフセット調整抵抗器
が調整されて成ることを特徴とするトランスジューサ回
路。
1. An offset adjusting resistor for adjusting an offset potential of an output of the circuit, which has a sensor whose resistance value changes in response to a change of an object to be measured, and one or more for amplifying the output of the sensor. In the transducer circuit provided with the operational amplifier and the span adjusting resistor for adjusting the amplification degree of the operational amplifier according to the measurement range, the sensor output is connected to the non-inverting input side of the operational amplifier to perform the offset adjustment. A resistor is connected to the inverting input side of the operational amplifier, and in a predetermined reference state, the output voltage value of the sensor and the output voltage value of the operational amplifier to which the span adjustment resistor is connected are substantially equal to each other. A transducer circuit comprising an offset adjustment resistor adjusted.
【請求項2】 抵抗値が被測定対象の変化に対応して変
動するセンサを取り付け、この回路のオフセット電位を
調整するオフセット調整抵抗器と、上記センサの出力電
圧を増幅する増幅器と、測定範囲によりこの増幅器の増
幅度を調整するスパン調整抵抗器とを設けたトランスジ
ューサ回路の製造方法において、上記オフセット調整抵
抗器を調整してセンサの出力電圧値と上記増幅器の出力
電圧値とがほぼ等しくなるよう設定した後、上記スパン
調整抵抗器を調整して所定の増幅度に設定することを特
徴とするトランスジューサ回路の製造方法。
2. An offset adjustment resistor for adjusting the offset potential of this circuit, a sensor having a resistance value that fluctuates in response to a change in an object to be measured, an amplifier for amplifying the output voltage of the sensor, and a measurement range. In the method of manufacturing a transducer circuit having a span adjusting resistor for adjusting the amplification factor of the amplifier, the output voltage value of the sensor and the output voltage value of the amplifier are made substantially equal by adjusting the offset adjusting resistor. After the above setting, the span adjusting resistor is adjusted to set a predetermined amplification degree, and a method of manufacturing a transducer circuit.
JP21154591A 1991-07-29 1991-07-29 Transducer circuit and manufacturing method thereof Expired - Lifetime JP2934538B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21154591A JP2934538B2 (en) 1991-07-29 1991-07-29 Transducer circuit and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21154591A JP2934538B2 (en) 1991-07-29 1991-07-29 Transducer circuit and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0534224A true JPH0534224A (en) 1993-02-09
JP2934538B2 JP2934538B2 (en) 1999-08-16

Family

ID=16607603

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP21154591A Expired - Lifetime JP2934538B2 (en) 1991-07-29 1991-07-29 Transducer circuit and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2934538B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1750097A2 (en) 2005-08-05 2007-02-07 Kabushiki Kaisha Tokai Rika Denki Seisakusho Magnetic Sensor
US7319318B2 (en) 2004-05-25 2008-01-15 Kabushiki Kaisha Tokai Rika Denki Seisakusha Magnetic sensor
JP2020178045A (en) * 2019-04-18 2020-10-29 パナソニックIpマネジメント株式会社 Magnetoresistance element, and manufacturing method thereof

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7319318B2 (en) 2004-05-25 2008-01-15 Kabushiki Kaisha Tokai Rika Denki Seisakusha Magnetic sensor
EP1750097A2 (en) 2005-08-05 2007-02-07 Kabushiki Kaisha Tokai Rika Denki Seisakusho Magnetic Sensor
US7786726B2 (en) 2005-08-05 2010-08-31 Kabushiki Kaisha Tokai Rika Denki Seisakusho Sensor
JP2020178045A (en) * 2019-04-18 2020-10-29 パナソニックIpマネジメント株式会社 Magnetoresistance element, and manufacturing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP2934538B2 (en) 1999-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5187985A (en) Amplified pressure transducer
EP0239094B1 (en) Semiconductor strain gauge bridge circuit
CA2145698C (en) Electronic circuit for a transducer
US4333349A (en) Binary balancing apparatus for semiconductor transducer structures
JP3071202B2 (en) Semiconductor pressure sensor amplification compensation circuit
JP3399953B2 (en) Pressure sensor
US4798093A (en) Apparatus for sensor compensation
US5241850A (en) Sensor with programmable temperature compensation
JPH02177566A (en) Semiconductor distortion detection device
EP1677089B1 (en) Integrated pressure sensor and method of manufacture
US6308577B1 (en) Circuit and method of compensating for membrane stress in a sensor
US4190796A (en) Pressure detecting apparatus having linear output characteristic
JPH10281897A (en) Semiconductor pressure detector
JPH09105681A (en) Temperature measuring circuit
JP2934538B2 (en) Transducer circuit and manufacturing method thereof
JP2948958B2 (en) Transducer circuit
JPS6255629B2 (en)
JPS6336447B2 (en)
RU2086940C1 (en) Semiconductor pressure transducer
KR100238776B1 (en) Temperature compensation method for pressure sensor and apparatus using the same
JPH0545130B2 (en)
JP2610736B2 (en) Amplification compensation circuit of semiconductor pressure sensor
JP2792522B2 (en) Signal processing circuit for semiconductor sensor
RU2165602C2 (en) Semiconductor pressure transducer
JPS59151031A (en) Pressure sensor