JPH06265424A - 半導体圧力変換器の補償装置 - Google Patents

半導体圧力変換器の補償装置

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JPH06265424A
JPH06265424A JP5342593A JP5342593A JPH06265424A JP H06265424 A JPH06265424 A JP H06265424A JP 5342593 A JP5342593 A JP 5342593A JP 5342593 A JP5342593 A JP 5342593A JP H06265424 A JPH06265424 A JP H06265424A
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JP
Japan
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data
pressure
temperature
converter
compensating
Prior art date
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JP5342593A
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English (en)
Inventor
Toru Tsuruta
徹 鶴田
Shigeyuki Unoki
重幸 鵜木
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 低価格で量産性に優れ高精度な半導体圧力変
換器の補償装置を提供する。 【構成】 被測定圧力に応じて変化する半導体圧力変換
器1からのアナログ信号が第1のA/Dコンバータ10
により順次デジタルの未補償圧力データPDに変換され
るとともに、感温素子3から出力される被測定温度に応
じて変化するアナログ信号が第2のA/Dコンバータ1
1によって順次デジタルの未補償温度データTDに変換
され、これらのデータが演算装置12に供給されると、
記憶装置13に記憶された動作圧力範囲および温度範囲
内の少なくとも2以上の基準温度における補償用温度デ
ータと各基準温度において2以上の基準圧力における補
償用圧力データを記憶装置13から演算装置12が読み
出し、この読み出されたデータから補間法により補償済
圧力データLPDを求めるので、記憶装置13の記憶容
量を最小限にすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体圧力変換器の
出力に温度補償、非直線補償、零点不平衡電圧補償など
の補償を施す補償装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】周知のように、半導体圧力変換器は、例
えばn型シリコン単結晶基板からなるダイヤフラム上
に、4個の感圧抵抗を拡散プレーナ技術によって形成
し、これらの感圧抵抗をブリッジ接続して被測定圧力に
対応する検出電圧を得るようにしたものであるが、感圧
抵抗の抵抗値の温度依存性が極めて大きいため、検出電
圧の温度依存性が大きく、検出電圧の温度補償を施すこ
とが不可欠である。また、各半導体圧力変換器毎に、ダ
イヤフラムの厚さの不均一による圧力感度の不均一やそ
の非直線性、4個の感圧抵抗の抵抗値の不均一による零
点不平衡電圧の不均一があり、検出精度の向上を図るた
めにはそれらの補償を各半導体圧力変換器毎に施す必要
がある。
【0003】これらの補償方法として、特開昭61−9
7543号公報の半導体圧力センサ補償装置がある。図
5はその構成を示すブロック図である。この図におい
て、110はダイヤフィラム上に形成された感圧抵抗R
1〜R4をブリッジ接続してなる半導体圧力変換器10
1から出力されるアナログ電圧信号を順次デジタルの圧
力データPDに変換して出力するA/Dコンバータ、1
11は半導体圧力変換器101に近接配置されたサーミ
スタ等の感温素子103から出力されるアナログ電圧信
号を順次デジタルの温度データTDに変換して出力する
A/Dコンバータである。
【0004】また、112は演算装置であり、記憶装置
113に予め格納されている温度補償用演算処理プログ
ラムに従ってA/Dコンバータ110から供給される圧
力データPDに温度データTDに対応した補償演算処理
を施し、その演算結果を補償済圧力データLPDとして
出力する。記憶装置113には上述した各演算処理プロ
グラムの他に、図6(イ)および(ロ)に示す温度補償
用リニアライズテーブル113aおよび非直線補償用リ
ニアライズテーブル113bが各々格納されている。A
は半導体圧力変換器101に給電する電源である。
【0005】以上の構成において、半導体圧力変換器1
01から出力される被測定圧力の変化に伴って変化する
出力電圧信号がA/Dコンバータ110によって圧力デ
ータPDに変換されて演算装置112に供給されるとと
もに、感温素子103から検出される周囲温度の変化に
伴って変化する電圧信号がA/Dコンバータ111によ
って温度データTDに変換されて演算装置112に供給
されると、演算装置112は次の手順で補償演算処理を
実行する。
【0006】まず、温度補償用リニアライズテーブル1
13aから温度データTDに対応する温度補償値として
例えばC1を読み出し、この温度補償値C1を圧力デー
タPDに加算して温度補償済圧力データPD’を得る。
つぎに、非直線補償用リニアライズテーブル113bか
ら温度補償済データPD’に対応する非直線性補償値と
して例えばD1を温度補償済圧力データPD’に加算
し、これにより得られた加算演算結果を補償済圧力デー
タPLDとして外部装置へ出力する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図5および
図6に示した補償装置は、圧力測定時の被測定温度およ
びに被測定圧力に対応する補償データが記憶装置に記憶
され、その補償データを圧力データに加算することによ
り極めて再現性良く補償を行うことができ、量産性に優
れているという利点があるが、ある温度範囲およびある
圧力範囲で補償データが一定値であるため、高精度な補
償をするには限界がある。つまり、高精度化を図るため
には、補償データの温度範囲および圧力範囲を狭くすれ
ば良いが、それにつれて記憶装置に記憶する補償データ
量が増えるため記憶装置が高価になる。
【0008】この発明は、上記課題を解決するもので、
低価格で量産性に優れた極めて高精度な補償装置を提供
することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明の半導体圧力変
換器の補償装置は、半導体圧力変換器から出力される被
測定圧力に応じて変化するアナログ信号を順次デジタル
信号に変換する第1のA/Dコンバータと、半導体圧力
変換器に近接して配置された感温素子と、この感温素子
から出力される被測定温度に応じて変化するアナログ信
号を順次デジタル信号に変換する第2のA/Dコンバー
タと、半導体圧力変換器を動作させる圧力範囲および温
度範囲内の少なくとも2以上の基準温度における補償用
温度データと各基準温度において2以上の基準圧力にお
ける補償用圧力データを記憶する記憶装置と、この記憶
装置から補償用圧力データと補償用温度データを読み出
しこの読み出されたデータと第1および第2のA/Dコ
ンバータの出力信号とから補間法により補償済圧力デー
タを求める補償演算処理を施す演算装置とを備えたもの
である。
【0010】
【作用】この発明の半導体圧力変換器の補償装置は、半
導体圧力変換器から出力される被測定圧力に応じて変化
するアナログ信号が第1のA/Dコンバータにより順次
デジタルの未補償圧力データに変換されるとともに、感
温素子から出力される被測定温度に応じて変化するアナ
ログ信号が第2のA/Dコンバータによって順次デジタ
ルの未補償温度データに変換され、これらの未補償圧力
データと未補償温度データが演算装置に供給されると、
記憶装置に記憶された動作圧力範囲および温度範囲内の
少なくとも2以上の基準温度の補償用温度データと各基
準温度において2以上の基準圧力における基準圧力デー
タを記憶装置から演算装置が読み出し、この読み出され
た補償用温度データおよび基準圧力データと未補償圧力
データと未補償温度データとから補完法により補償済圧
力データを求めて外部へ出力する。
【0011】
【実施例】図1は、この発明の半導体圧力変換器の補償
装置の一実施例の構成を示すブロック図である。この実
施例では、動作圧力範囲を850〜1050mbとし動
作温度範囲を0〜50℃とする。この図において、10
はダイヤフラム上に形成された感圧抵抗R1〜R4をブ
リッジ接続してなる半導体圧力変換器1から出力される
アナログ電圧信号を順次デジタルの圧力データに変換し
て出力するA/Dコンバータ、11は半導体圧力変換器
1に近接配置されたサーミスタ等の感温素子3から出力
されるアナログ電圧信号を順次デジタルの温度データに
変換して出力するA/Dコンバータである。Aは半導体
圧力変換器1に給電する電源である。
【0012】また、12は演算装置であり、記憶装置1
3に予め格納されている温度補償用演算処理プログラム
に従ってA/Dコンバータ10から供給される未補償圧
力データに補償演算処理を施し、その演算結果を補償済
圧力データLPDとして出力する。記憶装置13には、
上述した各演算処理プログラムの他に、図2に示すよう
に基準温度0℃,25℃,50℃における感温素子3に
固有の補償用温度データ TD(0),TD(25),TD(50) と、各基準温度における基準圧力850mb,950m
b,1050mbでの半導体圧力変換器1に固有の補償
用圧力データ PD( 0,850)、PD( 0,950)、PD
( 0,1050) PD(25,850)、PD(25,950)、PD
(25,1050) PD(50,850)、PD(50,950)、PD
(50,1050) が温度データテーブル13aと圧力データテーブル13
bとに各々格納されている。補償済温度をLT、補償済
圧力をLPとする。
【0013】以上の構成において、温度LT,圧力LP
の条件下で、半導体圧力変換器1から出力される出力電
圧信号がA/Dコンバータ10によって未補償圧力デー
タPDに変換されて演算装置12に供給されるととも
に、感温素子3から検出される電圧信号がA/Dコンバ
ータ11によって未補償温度データTDに変換されて演
算装置12に供給されると、演算装置12は次の手順で
補償演算処理を実行する。
【0014】まず、温度データテーブル13aから補償
用温度データを読み出し、これらのデータから補間法に
より各基準温度間のデータを補間し、未補償温度データ
TDに対応する補償済温度データLTDを求める(図3
参照)。つぎに、前記演算により求めた補償済温度LT
における各基準圧力での補償用圧力データPD(LT,
850),PD(LT,950),PD(LT,105
0)を、各基準温度における各基準圧力での補償用圧力
データから補間法により求める。
【0015】ついで、これらの補償用圧力データPD
(LT,850),PD(LT,950),PD(L
T,1050)から補間法により温度LTにおける各基
準圧力間のデータを補間する。そして、これらの補間デ
ータと未補償圧力データPDを対応させて補償済圧力L
PDを求めて外部装置へ出力する(図4参照)。上記補
償演算処理は、半導体圧力変換器1の検出電圧の温度補
償と同時にダイヤフラムの厚さの不均一による圧力感度
の不均一やその非直線性,感圧抵抗値の不均一による零
点不平衡電圧の不均一を補償することができる。
【0016】
【発明の効果】この発明の半導体圧力変換器によれば、
記憶装置に記憶された補償用圧力データおよび補償用温
度データをもとに演算装置にて補間法による補償演算処
理により補償済圧力データを求めて外部へ出力するの
で、記憶装置の記憶容量を最小限にすることができ、低
価格で量産性に優れた極めて高精度な補償装置を提供す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の半導体圧力変換器の補償装置の一実
施例の構成を示すブロック図である。
【図2】図1の補償装置の記憶装置のデータテーブルを
示す図である。
【図3】図1の補償装置の補償済温度データを求める原
理説明図である。
【図4】図1の補償装置の補償済圧力データを求める原
理説明図である。
【図5】従来の半導体圧力変換器の補償装置の構成を示
すブロック図である。
【図6】図5の補償装置の記憶装置のデータテーブルを
示す図である。
【符号の説明】
R1〜R4 感圧抵抗 1 半導体圧力変換器 3 感温素子 10,11 A/Dコンバータ 12 演算装置 13 記憶装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体圧力変換器から出力される被測定
    圧力に応じて変化するアナログ信号を順次デジタル信号
    に変換する第1のA/Dコンバータと、前記半導体圧力
    変換器に近接して配置された感温素子と、この感温素子
    から出力される被測定温度に応じて変化するアナログ信
    号を順次デジタル信号に変換する第2のA/Dコンバー
    タと、前記半導体圧力変換器を動作させる圧力範囲およ
    び温度範囲内の少なくとも2以上の基準温度における補
    償用温度データと各基準温度において2以上の基準圧力
    における補償用圧力データを記憶する記憶装置と、この
    記憶装置から前記補償用圧力データと前記補償用温度デ
    ータを読み出しこの読み出されたデータと前記第1およ
    び第2のA/Dコンバータの出力信号とから補間法によ
    り補償済圧力データを求める補償演算処理を施す演算装
    置とを備えた半導体圧力変換器の補償装置。
JP5342593A 1993-03-15 1993-03-15 半導体圧力変換器の補償装置 Pending JPH06265424A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007507713A (ja) * 2003-09-30 2007-03-29 ローズマウント インコーポレイテッド プロセス圧力センサのキャリブレーション
US9857782B2 (en) 2011-12-28 2018-01-02 Fuji Electric Co., Ltd. Output value correction method for physical quantity sensor apparatus, output correction method for physical quantity sensor, physical quantity sensor apparatus and output value correction apparatus for physical quantity sensor

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