JPH06242046A - ガスセンサの温度補正回路 - Google Patents

ガスセンサの温度補正回路

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JPH06242046A
JPH06242046A JP3024693A JP3024693A JPH06242046A JP H06242046 A JPH06242046 A JP H06242046A JP 3024693 A JP3024693 A JP 3024693A JP 3024693 A JP3024693 A JP 3024693A JP H06242046 A JPH06242046 A JP H06242046A
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JP
Japan
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variable resistor
temperature
output
error
voltage
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Withdrawn
Application number
JP3024693A
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English (en)
Inventor
Masaru Matsuno
勝 松野
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Yazaki Corp
Original Assignee
Yazaki Corp
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Publication date
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Publication of JPH06242046A publication Critical patent/JPH06242046A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 温度ドリフトを補正することができるガスセ
ンサの温度補正回路を提供するものである。 【構成】 リファレンス素子SR とセンス素子S1 から
なる直列回路と、可変抵抗R0 と感熱素子PTからなる
直列回路がブリッジ回路を形成し、これらの直列回路
に、抵抗R3 ,R5 と零点調整用の可変抵抗R4 からな
る直列回路が並列に接続され、リファレンス素子SR
センス素子S1 との接続点が誤差増幅器Ad1の正相入力
端子に接続され、可変抵抗R4 のタップが誤差増幅器A
d1,Ad2の反転入力端子にそれぞれ接続され、可変抵抗
0 と感熱素子PTとの接続点が抵抗R6 を介して差動
増幅器A1 の反転入力端子に接続され、その出力端子が
抵抗R 8 を介して差動増幅器A2 の反転入力端子に接続
され、それらの出力端子間に接続された可変抵抗R10
タップが誤差増幅器Ad2の正相入力端子に接続され、誤
差増幅器Ad1,Ad2の出力端子は抵抗R11,R12を介し
て加算器Aa に入力され、温度補正された出力電圧Va
を得るものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、可燃性ガスと酸素との
反応熱により、ガスセンサの電気抵抗を変化させ、この
電気抵抗の変化を電気信号に変換して可燃性ガスを検出
するガスセンサの温度補正回路に関し、殊に、接触燃焼
式のガスセンサに好適な温度補正回路に係るものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、接触燃焼式のガスセンサは、図2
に示すようにブリッジ回路を構成している。図2に於い
て、温度補正用のリファレンス素子SR の一端は、可燃
性ガス検出用のセンス素子S1 に接続され、且つ、可変
抵抗RV の両端に固定抵抗R1,R2 が接続され、ブリ
ッジ回路を構成しており、VB はブリッジ印加電圧であ
る。リファレンス素子SR とセンス素子S1 との接続点
と、可変抵抗RV のタップにそれぞれ接続されている出
力端子21 ,22 間の電位差から出力電圧V0 を得てい
る。接触燃焼式のガスセンサは、可燃性ガスを含む空気
が白金線等からなるセンス素子S1 に接触することによ
り、センサの触媒作用によって可燃性ガスと酸素が反応
し、その反応熱によりセンス素子の電気抵抗が変化し、
この電気抵抗の変化を電気信号に変換して可燃性ガスを
検出するものである。リファレンス素子SRは、センス
素子S1 と略等しい温度特性を有するものであり、温度
補正用として用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来、リファレンス素
子SR とガスセンサS1 には、微小電流が流され、セン
ス素子S1 が必要な温度に加熱保持され、可燃性ガスの
反応を促進するようになされている。従って、チェンバ
ー内の温度が上昇するので、センス素子と略同等の温度
特性を有するリファレンス素子SR によって温度補正が
なされている。このリファレンス素子SR によって、完
全に温度補正ができるものであれば、出力電圧V0 は、
次式で示すような出力が得られる。 V0 =VS −VC …………………(1) (但し、VS はセンス出力電圧、VC はブリッジ印加電
圧の略中間電圧) このガスセンサの零点調整は、可燃性のガスの存在しな
い状態で、可変抵抗R V を調整することによって、セン
サ出力VS と基準電圧Vc が等しくなるように調整され
ている。
【0004】しかしながら、リファレンス素子SR とガ
スセンサS1 の温度特性が僅かに異なっており、VB
106 (VB はブリッジ印加電圧)程度の極めて小さな
電圧変化を検出しようとする場合は、温度ドリフトの影
響で正確な検出ができない欠点がある。例えば、温度変
化ΔTによるセンス出力電圧VS をΔVS としたとする
と、出力電力V0 は次式のように表される。 V0 =VS +ΔVS −VC …………………(2) (2)式から明らかなように、初期状態において、セン
ス出力電圧VS と基準電圧VC が等しいものであるとす
ると、ΔVS が温度ドリフトとして出力されることにな
る。
【0005】本発明は、上述のような問題点に鑑みなさ
れたものであって、温度ドリフトを補正することができ
るガスセンサの温度補正回路を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上述のような課題を解決
するために、本発明に係るガスセンサの温度補正回路
は、リファレンス素子とセンス素子を含む第1の直列回
路と調整用の可変抵抗と感熱素子を含む第2の直列回路
とからなるブリッジ回路と、前記ブリッジ回路に印加さ
れる電圧の略中間電位を基準電圧とする基準電圧源と、
前記第1の直列回路からのセンサ出力電圧と前記基準電
圧との誤差を検出する第1の誤差増幅器と、前記基準電
圧と前記第2の直列回路からの温度変化に対応した出力
電圧との誤差を検出する第2の誤差増幅器と、前記第1
と第2の誤差増幅器のそれぞれの出力電圧を加算して出
力を得る加算器と、からなることを特徴とするものであ
る。
【0007】
【作用】本発明に係るガスセンサの温度補正回路は、可
燃性ガスを検出する為の誤差増幅器と、温度変化を検出
する為の誤差増幅器とを備えており、これらの出力を加
算回路に入力することよって、可燃性ガスを検出する誤
差増幅器の出力から温度ドリフトの影響を取り除くこと
ができるので、微小の可燃性ガスの検出が可能となった
ものであり、可燃性ガスを精度良く検出できる。
【0008】
【実施例】以下、本発明に係るガスセンサの温度補正回
路の一実施例について、図1に基づき説明する。同図に
於いて、S1 は白金線等からなるセンス素子であり、S
R はセンス素子S1 と同質の材質からなるリファレンス
素子であり、これらの温度特性の略等しい素子が直列回
路を形成し、白金等からなる感熱素子PTと可変抵抗R
0 が直列回路を形成している。これらの直列回路がブリ
ッジ回路を形成し、ブリッジ印加電圧VB が印加されて
いる。更に、可変抵抗R4 の両端には、抵抗R3 ,R4
が接続されて直列回路を形成し、抵抗R3 ,R4 のそれ
ぞれの他端が、リファレンス素子SR 及びセンス素子S
1 の他端に接続されている。可変抵抗R4 は零点調整用
である。
【0009】センス素子S1 とリファレンス素子SR
の接続点11 は、誤差増幅器Ad1の正相入力端子に接続
され、可変抵抗R4 のタップは、誤差増幅器Ad1の反転
入力端子に接続される。又、感熱素子PTと可変抵抗R
0 との接続点12 は、抵抗R 6 を介して帰還抵抗R7
備える差動増幅器A1 の反転入力端子に接続され、且つ
その出力端子は、抵抗R8 を介して帰還抵抗R9 を備え
る差動増幅器A2 の反転入力端子に接続されている。差
動増幅器A1 とA2 の出力端子間に可変抵抗R 10が接続
され、そのタップが誤差増幅器Ad2の正相入力端子に接
続され、可変抵抗R4 のタップは、誤差増幅器Ad2の反
転入力端子に接続されている。誤差増幅器Ad1,Ad2
出力端子は、それぞれ抵抗R11,R12を介して帰還抵抗
13を備える加算器Aa の反転入力端子に接続される。
2は出力電圧Va を得る出力端子である。
【0010】次に、本発明に係るガスセンサの温度補正
回路の動作について説明する。先ず、ガスセンサの温度
補正回路の零点調整から説明すると、可燃性ガスが存在
しないある温度T℃の状態で、センサ出力電力Vs と温
度出力電圧VP が等しくなるように、可変抵抗R0 を調
整する。その後、可変抵抗R4 を調整して、センサ出力
電力VS と基準電圧Vc は等しくなるように調整する。
次いで、T+Δτ℃の状態で可変抵抗R10を調整して、
出力電圧Va が正確に零点に設定されるように微調整す
る。
【0011】誤差増幅器Ad1の出力電圧V1 は、センサ
出力電圧VS と基準電圧Vc との誤差電圧(VS
c )で示され、誤差増幅器Ad2の出力電力V2 は、温
度出力電圧VP と基準電圧Vc との誤差電圧(Vc −n
×VP )(nは補正係数)で示される。従って、加算器
a からの出力電圧Va は、次式のように表される。 Va =−〔(VS −Vc )+(Vc −n×VP )〕……(3) (但し、nは温度補正係数) 又、n×VP の値は、差動増幅器A1 ,A2 と、それら
の出力端子間に接続された可変抵抗R10とによって設定
される温度補正用の出力電圧である。
【0012】次に、温度補正用の出力電圧(n×VP
について説明する。温度出力電圧Vp は、差動増幅器A
1 に入力され、その出力電圧V3 は、−R 7 /R6 ・V
P となる。更に、この出力電圧V3 は、差動増幅器A2
に入力され、その出力電圧V4 は、R7 /R6 ・ R9
/R8 ・VP となる。従って、差動増幅器A1 と差動増
幅器A2 の出力端子間に接続された可変抵抗R10の端子
間には、(V3 −V4 )の電圧が印加される。電圧(V
3 −V4 )は、次式のように表される。 (V3 −V4 )=−VP ・R7 /R6 ・(1+R9 /R8 ) =−VP ・AG (1+AG )………………(4) (但し、AG は差動増幅器A1 ,A2 の利得) となる。
【0013】更に、電圧(V3 −V4 )は、可変抵抗R
10のタップから温度出力を得ており、次式のように表さ
れる。 (n×VP )=−M・AG (1+AG )VP ……………(5) (但し、Mは可変抵抗R10の分圧比) このようして、温度出力電圧VP にある補正係数nを乗
じた電圧を、誤差増幅器Ad2に供給することによって、
誤差増幅器Ad2から温度補正用の出力電圧V3を得て、
誤差増幅器Ad1の出力電圧V1 から加算(減算)するこ
とによって、温度変化に対する補正が可能となる。従っ
て、本発明に係るガスセンサの温度補正回路は、温度ド
リフトの影響を排除することができるので、微小な可燃
性ガスをも検出することが可能である。
【0014】
【発明の効果】上述のように、本発明に係るガスセンサ
の温度補正回路によれば、温度ドリフトを補正すること
ができるので、微量の可燃性ガスの検出が極めて精度よ
く検出できる利点がある。殊に、本発明は、チェンバー
内を加熱して触媒効果を高める接触燃焼型のガスセンサ
の温度補正回路に極めて効果的なものである。又、本発
明によれば、可燃性のガスの濃度の検出が直線性良く検
出できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るガスセンサの温度補正回路の一実
施例を示す回路図である。
【図2】従来のガスセンサの出力を得る為の等価回路図
である。
【符号の説明】
d1, d2 誤差増幅器 A1 ,A2 差動増幅器 Aa 加算器 PT 感熱素子 R0 ,R4 ,R10 可変抵抗 R3 〜R9,11〜R13 抵抗 S1 センス素子 SR リファレンス素子

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リファレンス素子とセンス素子を含む第
    1の直列回路と調整用の可変抵抗と感熱素子を含む第2
    の直列回路とからなるブリッジ回路と、 前記ブリッジ回路に印加される電圧の略中間電位を基準
    電圧とする基準電圧源と、 前記第1の直列回路からのセンサ出力電圧と前記基準電
    圧との誤差を検出する第1の誤差増幅器と、 前記基準電圧と前記第2の直列回路からの温度変化に対
    応した出力電圧との誤差を検出する第2の誤差増幅器
    と、 前記第1と第2の誤差増幅器のそれぞれの出力電圧を加
    算して出力を得る加算器と、 からなることを特徴とするガスセンサの温度補正回路。
JP3024693A 1993-02-19 1993-02-19 ガスセンサの温度補正回路 Withdrawn JPH06242046A (ja)

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JP (1) JPH06242046A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001324463A (ja) * 2000-05-12 2001-11-22 Hioki Ee Corp ガス濃度検出センサおよびガス濃度測定装置
JP2010256172A (ja) * 2009-04-24 2010-11-11 Yazaki Corp ガス検出装置及びガス検出装置の温度補正方法
JP2017211189A (ja) * 2016-05-23 2017-11-30 株式会社島津製作所 熱伝導度検出器及びガスクロマトグラフ

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Effective date: 20000509