JPH0643574U - 角速度検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は角速度検出回路に関し、特に、一対
の基準抵抗を有するブリッジ回路を用いることなく角速
度出力を得ることを特徴とする。 【構成】 本考案による角速度検出回路は、直列接続さ
れた一対のホットワイヤ(2,3)の零点調整を差動増幅器
(23,32)に接続された可変抵抗器(23,40)を介して行い、
各ホットワイヤ(2,3)の抵抗変化を差動増幅器(22,32)を
介して検出することにより角速度出力(14)を得る構成で
ある。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、角速度検出回路に関し、特に、一対の基準抵抗を有するブリッジ回 路を用いることなく角速度出力を得るための新規な改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、用いられていたこの種の角速度検出回路としては、例えば、図３に示す 特開平１−167671号公報に開示されたガスレートセンサを挙げることができる。 すなわち、図３において符号１で示されるものは第１ホットワイヤ２及び第２ ホットワイヤ３が互いに直列接続された構成よりなるホットワイヤ回路であり、 このホットワイヤ回路１の両端間には、一対の基準抵抗４，５が直列に接続され ている。

【０００３】 前記各ホットワイヤ２，３及び各基準抵抗４，５によりブリッジ回路６を構成 し、このブリッジ回路６の第１接続部７には定電圧又は定電流信号を印加するた めの電源回路部８が接続されており、第２接続部９はアース１０に接地されてい る。

【０００４】 前記各ホットワイヤ２，３間の第１接続点１１及び各基準抵抗４，５間の第２ 接続点１２から得られる第１電圧Ｖ₁及び第２電圧Ｖ₂は、ゲインＧを有する差動 増幅器１３に入力されており、この差動増幅器１３からは角速度出力１４が出力 される構成である。

【０００５】 従って、前述の各ホットワイヤ２，３に均等にガス流が供給されている時は、 各ホットワイヤ２，３の抵抗値が同一であるため、ブリッジ回路６を経て差動増 幅器１３から得られる角速度出力の変化量は零であるが、角速度入力が発生する と、ガス流に偏向が発生し、各ホットワイヤ２，３の抵抗値にバラツキが生じる 。

【０００６】 その結果、各ホットワイヤ２，３間の第１接続点１１から得られる中点電圧Ｖ₁ が変化し、その変化量を△Ｖ₁とすると、角速度出力１４は〔Ｖ₂−（Ｖ₁＋△Ｖ₁ ）〕×Ｇとなり、各電圧Ｖ₁とＶ₂はＶ₁＝Ｖ₂となるように予め零点調整してい るので、角速度出力＝△Ｖ₁×Ｇとなる。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

従来の角速度検出回路は、以上のように構成されていたため、次のような課題 が存在していた。 すなわち、ブリッジ回路を構成するための各基準抵抗は、温度特性の良好な高 価な抵抗を必要とすると共に、差動増幅器のゲインＧが高い場合、角速度が印加 されていない時の零点調整において各電圧Ｖ₁，Ｖ₂を等しくすることが極めて困 難であり、この種のガスレートセンサを製作する上での最大の障害となっていた 。

【０００８】 本考案は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、一対の 基準抵抗を有するブリッジ回路を用いることなく角速度出力を得るようにした角 速度検出回路を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案による請求項１記載の角速度検出回路は、直列接続された第１ホットワ イヤ及び第２ホットワイヤと、前記第１ホットワイヤに接続された電源回路部と 、前記各ホットワイヤよりなるホットワイヤ回路の両端間に接続されかつ前記電 源回路部に接続された信号反転器と、前記各ホットワイヤの接続点に接続された 差動増幅器とを備えた構成である。

【００１０】 さらに詳細には、前記信号反転器には可変抵抗器が並列接続されている構成で ある。

【００１１】 本考案による請求項３に記載の角速度検出回路は、直列接続された第１ホット ワイヤ及び第２ホットワイヤと、前記第１ホットワイヤに接続された電源回路部 と、前記第１ホットワイヤの両端間に接続された第１差動増幅器と、前記第２ホ ットワイヤの両端間に接続され前記第１差動増幅器とは逆極性の第２差動増幅器 と、前記各差動増幅器の出力端子に接続された加算増幅器とを備えた構成である 。

【００１２】 さらに詳細には、前記第２差動増幅器の出力と前記加算増幅器間には可変抵抗 器が接続されている構成である。

【００１３】

【作用】

本考案による請求項１記載の角速度検出回路においては、各ホットワイヤにガ スを均等に供給した状態で、角速度印加によりこのガスに偏りが生じると、各ホ ットワイヤの抵抗値が変化し、差動増幅器に印加される電圧Ｖ₁がわずかに変化 し、この変化分を差動増幅器で増幅して角速度出力を得ることができる。なお、 この場合の角速度出力は△Ｖ₁×Ｇとなる。

【００１４】 また、本考案による請求項３記載の角速度検出回路においては、各ホットワイ ヤ間の検出電圧を互いに逆極性に接続された一対の差動増幅器で逆極性に増幅し 、各差動増幅器からの出力を加算しているため、角速度が印加されると、各差動 増幅器の出力に△Ｖの電圧差が表れ、角速度出力は△Ｖ×Ｇ（加算増幅器のゲイ ン）となる。

【００１５】

【実施例】

以下、図面と共に本考案による角速度検出回路の好適な実施例について詳細に 説明する。 なお、従来例と同一又は同等部分には同一符号を用いて説明する。 図１及び図２は本考案による角速度検出回路を示すもので、図１は回路図、図 ２は他の実施例を示す回路図である。

【００１６】 実施例１ 図１において符号１で示されるものは、第１ホットワイヤ２及び第２ホットワ イヤ３を互いに直列接続した構成よりなるホットワイヤ回路であり、このホット ワイヤ回路１の一端には定電圧又は定電圧流信号Ｖrefを供給するための定電圧 回路又は定電流回路からなる電源回路部８が接続されている。

【００１７】 前記ホットワイヤ回路１の両端には、負端子２０ａと出力端子２０ｂが接続さ れた信号反転器２０が設けられており、この信号反転器２０の正端子２０ｃは接 地されている。

【００１８】 前記各ホットワイヤ２，３の接続点２１には、ゲインＧを有する差動増幅器２ ２が接続されており、この差動増幅器２２の正端子２２ａは接地されていると共 に、出力端子２２ｂから角速度出力１４が出力されるように構成されている。

【００１９】 また、角速度印加時の前記各ホットワイヤ２，３の変化は、各ホットワイヤ２ ，３の抵抗値をＲとすると、前記接続点２１からの電圧Ｖ₁はＶ₁＝Ｖref／２と なり、ガスの流れを利用して角速度を検出する角速度検出では、角速度が印加さ れ第１ホットワイヤ２の抵抗値が△Ｒ変化すると、第２ホットワイヤ３の抵抗値 は−△Ｒ変化する。従って、角速度印加時の電圧Ｖ₁の変化量△Ｖ₁は、△Ｖ１＝ （Ｒ−△Ｒ）×Ｖref／（Ｒ＋△Ｒ）＋（Ｒ−△Ｒ）−Ｖref／２＝−△Ｒ／Ｒ× Ｖref／２となる。

【００２０】 次に、前述の図１の構成において、各ホットワイヤ２，３の抵抗値が等しけれ ば、信号反転器２０はゲイン−１で用が、各ホットワイヤ２，３は多少抵抗値が 異なるので、前記信号反転器２０に並列接続した可変抵抗器２３によって信号反 転器２０のゲイン調整を行い、角速度が印加されない時の電圧Ｖ₁が零となるよ うに零点調整を行う。

【００２１】 前述の零点調整後、角速度が印加されると、各ホットワイヤ２，３へのガス流 の偏位が発生し、各抵抗値が変化して電圧Ｖ₁が△Ｖ₁へと変化し、この電圧△Ｖ₁ が差動増幅器２２にて△Ｖ₁×Ｇ（ゲイン）として角速度出力１４が得られる。

【００２２】 実施例２ また、図２で示す他の実施例の場合、各ホットワイヤ２，３の両端間に互いに 逆極性となるように第１差動増幅器３０及び第２差動増幅器３１が接続されてお り、各差動増幅器３０，３１の出力電圧Ｖ₁，Ｖ₂を出力する各出力端子３０ａ， ３１ａはゲインＧを有する加算増幅器３２に接続され、この加算増幅器３２の正 端子３２ａと第２差動増幅器３１の出力端子３１ａ間にはゲインＧ調整のための 可変抵抗器４０が直列に接続されている。

【００２３】 前述の構成において、各ホットワイヤ２，３の端子間における検出電圧は、各 差動増幅器３０，３１によって逆極性に増幅され、角速度非印加時の零点を可変 抵抗器４０の調整により求める。

【００２４】 次に、角速度が印加され、各ホットワイヤ２，３の抵抗値が変化して各差動増 幅器３０，３１の出力電圧Ｖ₁，Ｖ₂に△Ｖの電圧差が表れ、角速度出力は△Ｖ× Ｇとなる。

【００２５】

【考案の効果】

本考案による角速度検出回路は、以上のように構成されているため、次のよう な効果を得ることができる。 すなわち、従来のブリッジ回路を用いていないため、高精度が要求される基準 抵抗を必要とせず、１個の可変抵抗のみで零点調整を行うことができ、低コスト 化を容易に達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による角速度検出回路を示す回路図であ
る。

【図２】他の実施例を示す回路図である。

【図３】従来の角速度検出回路を示す回路図である。

【符号の説明】

１ ホットワイヤ回路 ２ 第１ホットワイヤ ３ 第２ホットワイヤ ８ 電源回路部 １４ 角速度出力 ２０ 信号反転器 ２１ 接続点 ２２ 差動増幅器 ３０，３１ 差動増幅器 ３０ａ，３１ａ 出力端子 ３２ 加算増幅器 ２３，４０ 可変抵抗器

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 直列接続された第１ホットワイヤ(2)及
   び第２ホットワイヤ(3)と、前記第１ホットワイヤ(2)に
   接続された電源回路部(8)と、前記各ホットワイヤ(2,3)
   よりなるホットワイヤ回路(1)の両端間に接続されかつ
   前記電源回路部(8)に接続された信号反転器(20)と、前
   記各ホットワイヤ(2,3)の接続点(21)に接続された差動
   増幅器(22)とを備え、角速度印加時に前記各ホットワイ
   ヤ(2,3)の抵抗値が変化した場合、前記差動増幅器(22)
   から角速度出力(14)を得るように構成したことを特徴と
   する角速度検出回路。
2. 【請求項２】 前記信号反転器(20)には可変抵抗器(23)
   が並列接続されていることを特徴とする請求項１記載の
   角検出回路。
3. 【請求項３】 直列接続された第１ホットワイヤ(2)及
   び第２ホットワイヤ(3)と、前記第１ホットワイヤ(2)に
   接続された電源回路部(8)と、前記第１ホットワイヤ(2)
   の両端間に接続された第１差動増幅器(30)と、前記第２
   ホットワイヤ(3)の両端間に接続され前記第１差動増幅
   器(30)とは逆極性の第２差動増幅器(31)と、前記各差動
   増幅器(30,31)の出力端子(30a,31a)に接続された加算増
   幅器(32)とを備え、前記加算増幅器(32)から角速度出力
   (14)を得るように構成したことを特徴とする角速度検出
   回路。
4. 【請求項４】 前記第２差動増幅器(31)の出力端子(31
   a)と前記加算増幅器(32)間には可変抵抗器(40)が接続さ
   れていることを特徴とする請求項３記載の角速度検出回
   路。