JPH07294283A - 利得回路への入力信号における温度による変動を補償する方法および装置 - Google Patents

利得回路への入力信号における温度による変動を補償する方法および装置

Info

Publication number
JPH07294283A
JPH07294283A JP7090854A JP9085495A JPH07294283A JP H07294283 A JPH07294283 A JP H07294283A JP 7090854 A JP7090854 A JP 7090854A JP 9085495 A JP9085495 A JP 9085495A JP H07294283 A JPH07294283 A JP H07294283A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
amplifier
gain
ambient temperature
resistance value
gain 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.)
Pending
Application number
JP7090854A
Other languages
English (en)
Inventor
Michael F Mattes
エフ マッテス マイケル
James Seefeldt
ディー シーフェルド ジェームス
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.)
SSI Technologies LLC
Original Assignee
SSI Technologies LLC
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 SSI Technologies LLC filed Critical SSI Technologies LLC
Publication of JPH07294283A publication Critical patent/JPH07294283A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G1/00—Details of arrangements for controlling amplification
    • H03G1/04—Modifications of control circuit to reduce distortion caused by control
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
    • G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
    • G01L1/2268—Arrangements for correcting or for compensating unwanted effects
    • G01L1/2281—Arrangements for correcting or for compensating unwanted effects for temperature variations
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/02—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning
    • G01L9/06—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning of piezo-resistive devices
    • G01L9/065—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning of piezo-resistive devices with temperature compensating means
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/30—Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Measurement Of Force In General (AREA)
  • Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 利得回路への入力信号における温度による変
動を補償する方法および装置を提供する。 【構成】 入力信号を受けるのに適合した電子利得回路
と、前記入力信号を増幅する利得を有し、出力信号を発
生する増幅器と、前記増幅器に接続され、前記増幅器の
利得を周囲温度の変動に応じて自動的に調節して前記増
幅器の出力信号を周囲温度の変動に対応させるバイアス
回路とから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この出願は、１９９４年４月１５
日に出願された米国特許出願第０８／２２８９６３号
「利得回路への入力信号における温度による変動を補償
する方法および装置」の継続出願である。
【０００２】本発明は、電子増幅器または利得回路に関
するものであり、特に、利得回路への入力信号の特性に
おける、温度によって生じる変動を補償する方法および
装置に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】利得回路、すなわち、電流利得、電圧利
得、相互コンダクタンス、または相互インピーダンスの
いずれかの状態を与える回路は、入力信号に対する、バ
ッファとしての用途、増幅、または調節を行う種々の用
途において使用される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、しばし
ば、利得回路または入力信号それ自身の特性は、温度の
変化に対して敏感である。いくつかの用途、例えば自動
推進の用途において、利得回路を、全ブリッジ型圧電抵
抗性圧力変換器のような変換器の出力信号の調整および
増幅に使用することができる。温度が−４０°Ｃから１
５０°Ｃまで変動する自動車において、そのような圧力
変換器の感度は、全ブリッジ型圧電抵抗性圧力センサの
出力信号が変化することによって、大幅に変化してしま
う恐れがある。さらに、温度の変化によって、利得回路
のオフセットおよびスパンが変化してしまう恐れがあ
る。
【０００５】利得回路の入力信号の温度によって生じる
変動に加えて利得回路のオフセットおよびスパンの変化
を考慮した従来の方法は、変換器の場合において、全ブ
リッジ型感知構造に並列および直列に接続した温度補償
抵抗を含んでいる。しかしながら、このような補償抵抗
の使用は、全ブリッジ型感知構造の出力感度を低下さ
せ、且つこのような全ブリッジ型感知構造の用途に限定
される。
【０００６】温度による変動を補償する他の方法は、マ
イクロプロセッサを持つ回路を使用するものであり、温
度を監視し、利得回路の出力信号を、温度による信号の
変化に従ってソフトウェアによって補正する。しかしな
がら、これは複雑な回路を必要とするので、回路の費用
が増加し、費用のかかる失敗の可能性が増し、この回路
によって必要な空間の量が増加してしまう。
【０００７】温度による変動を補償する他の方法は、温
度感応ダイオードを利用し、回路の電源電圧を温度変化
に応じて自動的に調節する。しかしながら、このダイオ
ードの温度特性は、基本的な物理定数に依存し、処理の
変化によって変化させることはできない。したがって、
このようなダイオードを温度変動の補償に使用するため
には、追加の複雑な回路が必要となる。
【０００８】したがって、利得回路の利得を自動的に調
節して、温度による利得回路の出力信号における変動を
除去する方法および装置を得ることが望まれている。し
たがって、本発明の目的は、温度と関数関係にある入力
信号を受ける入力端子を含み、予め決められた利得にお
いて入力信号を増幅し、出力信号を発生する増幅器も含
む電子利得回路であって、前記増幅器の利得が、増幅器
の出力信号が予め決められた方法において温度変動に対
応するように、温度の変動に応じて自動的に調節される
電子利得回路を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】増幅器の利得を、（温度
に関する調節を無視して）正、負またはゼロとしてもよ
く、電流利得（ＩOUT ／ＩIN）、電圧利得（ＶOUT ／Ｖ
IN）、相互コンダクタンス（ＩOUT ／ＶIN）、または相
互インピーダンス（ＶOUT ／ＩIN）として計算すること
ができる。増幅器の利得を周囲温度の変動に応じて調節
し、増幅された出力信号が利得回路の入力信号の温度に
よる変動と利得回路内の増幅器のオフセットおよびスパ
ン特性の温度による変動とによってほぼ変化しないよう
にする。
【００１０】増幅器の利得を、抵抗値が温度変動に応じ
て変化する薄膜ポリシリコン抵抗によって自動的に調節
する。この抵抗の抵抗値の温度の変動に応じて変化する
度合は、この抵抗を形成する材料の温度係数に直接関係
する。
【００１１】この抵抗を利得回路内に接続し、帰還およ
び入力抵抗として増幅器をバイアスする。増幅器の利得
は、帰還および入力抵抗の抵抗値に依存するので、入力
信号、スパン、オフセット、または増幅器の他の特性に
温度の変動による変化が生ずる場合に、入力および帰還
抵抗の抵抗値が予め定めた対応で変化して増幅器の利得
を自動的に調節し、入力信号、スパン、オフセット等の
温度によって生じる変動が補償されるように、抵抗の温
度係数を正確に選択することができる。自動的に利得を
調節することによって、出力信号は温度変動と独立に発
生し、または他の実施例において、出力信号は予め定め
た対応で温度変動に応じて発生する。
【００１２】本発明は、温度の変化に応じて増幅器の利
得を予め決められたように変化させる方法にも関するも
のである。この方法は、出力端子を有する増幅器を設け
る工程と、この増幅器に少なくとも一つのバイアス抵抗
を設ける工程とを含む。この抵抗は、正確に選択された
温度係数を有し、温度の変化がこの抵抗の抵抗値を予め
決められた方法において変化させることによって、増幅
器の利得が温度の変化に応じて調節される。
【００１３】この方法は、増幅器の利得が予め決められ
た方法において温度の変動に対応するように抵抗を増幅
器に接続し、温度の変動と独立の利得回路出力信号を、
または予め定めた対応で温度の変動に応じて変化する利
得回路出力信号を発生させる工程も含む。増幅器にバイ
アス抵抗を設ける工程は、集積回路抵抗の打ち込みまた
はドーピングレベルを正確に選択する工程を含む。すな
わちこれは、抵抗が、特定の温度係数を持ち、予め定め
た対応で温度変動に対応するように、抵抗の材料組成を
正確に選択する工程である。このように抵抗の特性を正
確に選択することによって、利得が温度の変化に従って
増加または減少し、温度の変動の影響を受けない出力信
号が発生する。
【００１４】本発明の主な利点は、利得が温度変動に応
じて自動的に調節され、温度変動と独立の出力信号を発
生する増幅器を有する利得回路が得られることである。
【００１５】本発明の他の利点は、増幅器の利得を温度
変動に応じて自動的に調節し、温度変動の影響をほとん
ど受けない出力信号を発生する方法が得られることであ
る。
【００１６】本発明の他の利点は、利得回路における温
度変動を補償する方法および装置が得られることであ
り、この方法および装置が簡単で安価なことである。
【００１７】本発明の他の特徴および利点を、図の参照
とともに以下に記述する。
【００１８】
【実施例】図１は、本発明による利得回路５の実施例を
示す。この利得回路は、電流利得（ＩOUT ／ＩIN）、電
圧利得（ＶOUT ／ＶIN）、相互コンダクタンス（ＩOUT
／ＶIN）、または相互インピーダンス（ＶOUT ／ＩIN）
を含むどの様な形式の利得も発生することができ、用途
に依存せず、その利得を、正、負、１より大きく、１よ
り小さく、１に等しく、またはゼロに等しく（室温２５
°Ｃにおいて計測して）してもよい。図に示す特別な利
得回路は、１より大きい正の電圧利得（ＶOU T ／ＶIN）
が得られる。さらに、利得回路５を、温度による変動の
補償を必要とするどの様な回路にも接続することができ
るが、この図では利得回路５は、全ブリッジ型圧電圧力
変換器１０の出力端子に接続されている。このような圧
力変換器の例が、米国特許明細書第４７４４８６３号、
第４８５３６６９号、および第４９９６０８２号に記述
されている。これらを参考文献としてここに記載する。
圧力変換器の場合において、利得回路は、好適にはゼロ
ボルトから計測すべき圧力範囲より５ボルト上の値まで
のフルスケール出力値を発生する。
【００１９】変換器１０は、４つの抵抗枝路１４、１
６、１８、および２０を有する抵抗ブリッジ１２を含
む。抵抗枝路１４は、接続点２４と２６との間に接続さ
れた圧電素子２２を含む。圧電素子２２の抵抗値は、ブ
リッジ１２上に加えられた圧力の増加に伴って直線的に
増加する。
【００２０】第２圧電素子２８は、抵抗枝路１６を含
む。圧電素子２８を、接続点３０と３２との間に接続す
る。圧電素子２２と同様に、圧電素子２８の抵抗値は、
ブリッジ１２上に加えられた圧力の増加に伴って直線的
に増加する。
【００２１】第１定抵抗３４を、接続点２６と３２との
間に接続する。接続点３２をグランド３３に接続する。
第２定抵抗３６を、接続点２４と３０との間に接続す
る。接続点２４を、電源Ｖccにライン３８によって接続
する。
【００２２】接続点２６を、演算増幅器４２の正（非反
転）端子４０に、ライン４４によって接続する。演算増
幅器４２の出力信号を、接続点４６に供給する。この出
力信号は、バッファ増幅器４２の端子４０における入力
電圧にほぼ等しい。ライン４８を、接続点４６と、演算
増幅器４２の負（反転）端子５０とに相互接続し、演算
増幅器４２を電圧フォロア配置として接続し、バッファ
増幅器として動作させる。バッファ増幅器４２は、ライ
ン４０における電圧を差動増幅器から絶縁して、接続点
２６がロードダウンするのを回避する。
【００２３】接続点４６を、接続点５２にも入力抵抗Ｒ
inによって接続する。入力抵抗Ｒinの抵抗値は、温度に
逆比例する。温度が上昇すると、入力抵抗Ｒinの抵抗値
は減少する。同様に、温度が低下すると、入力抵抗Ｒin
の抵抗値は増加する。Ｒinの抵抗値は、どのような温度
においても、次式によって規定される。
【数１】 ここで、 Ｒin0 ＝室温（２５°Ｃ）におけるＲinの抵抗値 ∝in ＝Ｒinの温度係数 Ｔ ＝動作温度 Ｔ0 ＝室温（２５°Ｃ）
【００２４】図に示すように、利得回路は、正（非反
転）入力端子５６および負（反転）入力端子５８を有す
る演算増幅器５４を含む。正端子５６を、ブリッジ１２
の接続点３０に、ライン６０によって接続する。負端子
５８を、接続点５２に、ライン６２によって接続する。
演算増幅器５４の出力端子を、接続点６４に、ライン６
６によって接続する。ライン６８は、利得回路５の出力
信号を、接続点６４から伝送する。後に詳述するよう
に、以後差動増幅器と呼ぶ演算増幅器５４を、差動モー
ドにおいて接続し、接続点４６の電圧と接続点３０の電
圧との差を増幅する。
【００２５】帰還抵抗Ｒf を、接続点４６と接続点７０
との間に接続する。帰還抵抗Ｒf の抵抗値は、温度に直
接比例する。温度が上昇すると、帰還抵抗Ｒf の抵抗値
は増加する。同様に、温度が低下すると、帰還抵抗Ｒf
の抵抗値は減少する。Ｒf の抵抗値は、いかなる温度に
おいても、次式によって規定される。
【数２】 ここで、 Ｒf0 ＝室温（２５°Ｃ）におけるＲf の抵抗値 ∝f ＝Ｒf の温度係数 Ｔ ＝動作温度 Ｔ0 ＝室温（２５°Ｃ）
【００２６】接続点７０と接続点５２とを、ライン７２
によって接続する。接続点７０を、電源Ｖccにも、オフ
セット抵抗ＲOFFSETを介して接続する。図に示す実施例
において、オフセット抵抗ＲOFFSETの抵抗値は、帰還抵
抗Ｒf の抵抗値とほぼ等しい。帰還抵抗Ｒf と同様に、
オフセット抵抗ＲOFFSETの抵抗値は、温度に直接比例
し、ＲOFFSETの温度係数は、Ｒf の温度係数と等しい。
したがって、温度が変化しても、帰還抵抗Ｒf の抵抗値
とオフセット抵抗ＲOFFSETの抵抗値とは、ほぼ等しいま
まである。
【００２７】差動増幅器５４は、ブリッジ１２の接続点
２６と接続点３０とにおける電圧差に対応する増幅され
た信号を発生するように設計される。次式は、接続点６
４における差動増幅器５４の出力電圧を表す。
【数３】 ここで、 ＲOFFSET ＝ＲOFFSETの抵抗値 ＲIN ＝ＲINの抵抗値 Ｒf ＝ＲFEEDBACKの抵抗値
【数４】 Ｖpbridge ＝ブリッジ１２の接続点３０における電圧 Ｖnbridge ＝接続点４６における電圧 Ｖcc ＝電源電圧
【００２８】ゼロ圧力（大気圧のような規準に対して）
および選択された温度（好適には室温２５°Ｃ）におい
て、帰還抵抗Ｒf の抵抗値は、入力抵抗Ｒinの抵抗値に
所定の利得を掛けたものに等しい。帰還抵抗Ｒf の抵抗
値は、オフセット抵抗ＲOFFS ETの抵抗値にほぼ等しい。
上述した式に代入することによって、この抵抗値は、ゼ
ロ圧力および選択された温度において決定され、この利
得回路は、接続点６４においてゼロボルトの信号を発生
するように設計される。
【００２９】差動増幅器５４の利得は、次式によって規
定される。
【数５】 Ｒf およびＲinに関して前述した式を代入する。
【数６】 したがって、本回路の利得は、温度と、抵抗Ｒf および
Ｒinの温度係数∝f および∝inとに各々依存する。温度
係数∝f および∝inは、通常（ｐｐｍ／°Ｃ）において
計測され、これらの値は、Ｒf およびＲinを形成するの
に使用される個々の材料の関数である。（１）差動増幅
器５４への入力信号（または利得回路の他の特性）が、
温度とともにどの程度変化するのかと、（２）利得に関
する数学的な公式と、（３）選択する抵抗材料の温度係
数とを知ることによって、抵抗ＲfおよびＲinを構成す
る材料を正確に選択し、（どのような利得回路において
も）利得を温度の変動に応じて変化させ、温度変動とほ
ぼ独立の出力信号を発生させることができ、または他の
実施例においては、予め定めた対応で温度に応じて変化
する出力信号を発生させることができる。
【００３０】動作において、ここでも利得回路５に接続
された圧電圧力変換器の例を使用すると、ブリッジ１２
は加圧された環境に置かれ、そこで圧力を計測する。ゼ
ロ相対圧力において、圧電素子２２および２８は、定抵
抗３４および３６と同一の抵抗値を持つ。ブリッジ１２
の分圧作用の結果、接続点２６における電圧は、電源電
圧Ｖccの半分に等しくなる。さらに、圧電素子２８と定
抵抗３６とが、ゼロ圧力において同一の抵抗値を持つこ
とから、接続点３０における電圧は、電源電圧Ｖccの半
分に等しくなる。
【００３１】圧力が上昇すると、圧電素子２２および２
８の抵抗値が増加する。圧電素子２８の抵抗値が増加す
ると、接続点３０における電圧も上昇する。他方では、
圧電素子２２の抵抗値が増加すると、接続点２６におけ
る電圧は低下する。この結果、接続点４６における電圧
が低下する。上述した式から、接続点３０における電圧
が上昇し、接続点４６における電圧が低下することによ
って、接続点６４における差動増幅器５４の出力電圧
は、直線的に上昇することがわかる。
【００３２】上述したように、入力信号、スパン、オフ
セット、または利得回路の他の特性が、温度の変化にど
の程度対応するかを正確に知ることによって、利得回路
における温度変化に関する補償をするために、利得回路
の利得をどの程度変化させる必要があるのかを正確に計
算することができる。
【００３３】圧力変換器の例を使用すると、圧力変換器
による実験は、温度が上昇すると、圧電素子２２および
２８の圧力に対する感度が予め定めた対応で低下するこ
とを示している。したがって、圧力変換器の出力信号
は、予め定めた対応で温度と共に変化する。
【００３４】ブリッジ１２の感度の低下を補償するため
に、入力抵抗Ｒinと、オフセット抵抗ＲOFFSETと、帰還
抵抗ＲFEEDBACKとを、感知ブリッジ１２と共に一個の集
積回路チップ内に形成する。図２に示すように、抵抗Ｒ
in、ＲOFFSET、およびＲf を、感知ブリッジ１２と同一
の基板上にポリシリコン薄膜で形成する。これらの抵抗
を同一の基板上に形成することは、絶対的に必要なこと
ではないが、このようにすることが望ましい。なぜな
ら、このようにすることは、（温度補償を与える）利得
回路が、利得回路が温度補償を行う回路と同様の温度変
化を受けることを確実なものとするからである。
【００３５】これらの抵抗を、感知ブリッジ１２の基板
上に設けると、感知ブリッジ１２が温度の上昇を受けた
場合に、入力抵抗Ｒinの抵抗値が減少し、帰還抵抗Ｒf
およびオフセット抵抗ＲOFFSETの抵抗値が増加する。
【００３６】上述した式を参照すると、帰還抵抗Ｒf お
よびオフセット抵抗ＲOFFSETの抵抗値が増加し、入力抵
抗Ｒinの抵抗値が減少すると、差動増幅器５４の利得は
増加する。この結果、差動増幅器５４の接続点６４にお
ける電圧は上昇する。
【００３７】温度が低下すると、入力抵抗Ｒinの抵抗値
が増加し、帰還抵抗Ｒf およびオフセット抵抗ＲOFFSET
の抵抗値が減少する。この結果、上述した式に従って、
差動増幅器５４の利得が減少する。
【００３８】入力抵抗Ｒin、帰還抵抗Ｒf 、およびオフ
セット抵抗ＲOFFSETの打ち込みレベルを適切に選択する
ことによって、利得を、周囲温度の変動と共に、並びに
すべての温度範囲での感知ブリッジ１２の感度の変化に
応じて増加または減少し、これにより圧力変換器１０に
おける温度による変動が補償されるように設計する。利
得が温度変動に応じて直線的に変化することが望ましい
と予想されるが、利得が温度の変化に関して非直線的に
変化するように帰還抵抗Ｒf および入力抵抗Ｒ inを選択
して、予め決めた方法において温度とともに変化する増
幅器の出力信号を発生させることもできる。このような
設計を、信号調節回路（図示せず）を利得回路５の出力
端子に接続させるのに使用することができる。硼素、砒
素、およびアンチモンのような他の不純物を用いること
もできるが、図に示す実施例においては、帰還抵抗Ｒf
およびオフセット抵抗ＲOFFSETは８０ｋｅＶにおいて
１．８×１０16ｃｍ-2の燐をドープされ、２５°Ｃにお
いて２０オーム／□程度のインピーダンス値を有し、入
力抵抗Ｒinは８０ｋｅＶにおいて２．０×１０15ｃｍ -2
の燐をドープされ、１２５オーム／□程度のインピーダ
ンス値を有する。したがって、各々の抵抗の打ち込みレ
ベルを、接続点６４における電圧が、感知ブリッジ１２
上の圧力が一定の間は所定の温度範囲で一定のままであ
るように選択する。必要な層の数は感知ブリッジの感度
に依存し、この感度は、米国特許明細書第４７４４８６
３号、４８５３６６９号、および４９９６０８２号にお
いて開示されたミクロ構造の物理的な幾何学および機械
特性に依存する。いずれにしても、ライン６８上の利得
回路５の出力信号は、温度に依存しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による回路の電気的な配線図である。
【図２】図１の回路の部分的な等角図である。
【符号の説明】
５ 利得回路 １０ 全ブリッジ型圧電圧力変換器 １２ 抵抗ブリッジ １４、１６、１８、２０ 抵抗枝路 ２２ 圧電素子 ２４、２６、３０、３２、４６、５２、６４、７０ 接
続点 ３４ 第１定抵抗 ３６ 第２定抵抗 ３８、４４、４８、６０、６２、６６、６８、７２ ラ
イン ３３ グランド ４０、５６ 正（非反転）端子 ４２ 演算増幅器 ５０、５８ 負（反転）端子 ５４ 差動増幅器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェームス ディー シーフェルド アメリカ合衆国 ウイスコンシン州 53532 デフォレスト ミードウッド サ ークル 4463

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入力信号を受ける入力端子および利得を
    有し、出力信号を発生する増幅器と、 前記増幅器の利得を周囲温度の変動に応じて自動的に調
    節し、前記増幅器の利得を温度変動に対応させ、前記出
    力信号を周囲温度の変動に応じて発生させる手段とを具
    える電子利得回路。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の電子利得回路におい
    て、前記増幅器の出力信号が、周囲温度変動によってほ
    ぼ変化しないように構成した電子利得回路。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載の電子利得回路におい
    て、前記増幅器の入力端子に接続され、入力信号を一時
    的に受け取るバッファ増幅器をさらに含む電子利得回
    路。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載の電子利得回路におい
    て、前記バッファ増幅器を電圧フォロア配置として接続
    された演算増幅器とした電子利得回路。
  5. 【請求項５】 請求項１に記載の電子利得回路におい
    て、前記増幅器の利得を自動的に調節する手段が、前記
    増幅器に接続された第１抵抗を含み、前記利得を前記抵
    抗の抵抗値に依存させ、前記抵抗が周囲温度の関数であ
    る抵抗値を有する電子利得回路。
  6. 【請求項６】 請求項１に記載の電子利得回路におい
    て、前記増幅器の利得を自動的に調節する手段が、前記
    増幅器に接続され、前記増幅器の利得を決定する第１、
    第２、および第３抵抗を含み、これら各々の抵抗が周囲
    温度の関数である抵抗値を有する電子利得回路。
  7. 【請求項７】 請求項６に記載の電子利得回路におい
    て、前記第１抵抗の抵抗値が、前記利得回路が受けた周
    囲温度の上昇に応じて増加するように構成した電子利得
    回路。
  8. 【請求項８】 請求項６に記載の電子利得回路におい
    て、前記第２抵抗の抵抗値が、前記利得回路が受けた周
    囲温度の上昇に応じて増加し、前記第３抵抗の抵抗値
    が、前記利得回路が受けた周囲温度の上昇に応じて減少
    するように構成した電子利得回路。
  9. 【請求項９】 請求項６に記載の電子利得回路におい
    て、前記第１抵抗の抵抗値を、前記第２抵抗の抵抗値と
    等しくした電子利得回路。
  10. 【請求項１０】 入力信号を受ける入力端子および利得
    を有し、出力信号を発生する増幅器と、 抵抗値が周囲温度とともに変化するような予め決められ
    た温度係数を有する第１バイアス抵抗とを具え、前記第
    １バイアス抵抗を前記増幅器に接続し、前記増幅器の利
    得を前記第１バイアス抵抗の抵抗値に依存させると共
    に、前記第１バイアス抵抗が前記増幅器の利得を周囲温
    度の変動に応じて自動的に調節し、前記増幅器の出力信
    号が周囲温度の変動に対応するように構成した電子利得
    回路。
  11. 【請求項１１】 請求項１０に記載の電子利得回路にお
    いて、前記増幅器の出力信号が、周囲温度変動によって
    ほぼ変化しないように構成した電子利得回路。
  12. 【請求項１２】 請求項１０に記載の電子利得回路にお
    いて、前記増幅器の入力端子に接続され、入力信号を一
    時的に受けるバッファ増幅器をさらに含む電子利得回
    路。
  13. 【請求項１３】 請求項１２に記載の電子利得回路にお
    いて、前記バッファ増幅器を電圧フォロア配置として接
    続した演算増幅器である電子利得回路。
  14. 【請求項１４】 請求項１０に記載の電子利得回路にお
    いて、前記増幅器の利得を自動的に調節する手段が、前
    記増幅器に接続され、前記増幅器の利得を決定する第２
    および第３バイアス抵抗を含み、これら第２および第３
    バイアス抵抗が周囲温度の関数となる抵抗値を有する電
    子利得回路。
  15. 【請求項１５】 請求項１０に記載の電子利得回路にお
    いて、前記第１バイアス抵抗の抵抗値が、前記利得回路
    が受けた周囲温度の上昇に応じて増加するように構成し
    た電子利得回路。
  16. 【請求項１６】 請求項１４に記載の電子利得回路にお
    いて、前記第２バイアス抵抗の抵抗値が、前記利得回路
    が受けた周囲温度の上昇に応じて増加し、前記第３バイ
    アス抵抗の抵抗値が、前記利得回路が受けた温度の上昇
    に応じて減少するように構成した電子利得回路。
  17. 【請求項１７】 請求項１４に記載の電子利得回路にお
    いて、前記第１バイアス抵抗の抵抗値を、前記第２バイ
    アス抵抗の抵抗値と等しくした電子利得回路。
  18. 【請求項１８】 入力信号を受ける入力端子および利得
    を有し、出力信号を発生する増幅器と、 前記増幅器に接続され、抵抗値が周囲温度の上昇に応じ
    て増加するように予め決められた温度係数を有する第１
    バイアス抵抗と、 前記増幅器に接続され、抵抗値が周囲温度の上昇に応じ
    て増加するように予め決められた温度係数を有する第２
    バイアス抵抗と、 前記増幅器に接続され、抵抗値が周囲温度の上昇に応じ
    て減少するように予め決められた温度係数を有する第３
    バイアス抵抗とを具え、前記第１、第２、および第３バ
    イアス抵抗を前記増幅器に接続し、前記増幅器の利得が
    これらのバイアス抵抗の抵抗値に依存するように構成
    し、これら第１、第２、および第３バイアス抵抗が前記
    増幅器の利得を周囲温度の変動に応じて自動的に調節し
    て、前記増幅器の出力信号が周囲温度の変動に対応する
    ように構成した電子利得回路。
  19. 【請求項１９】 周囲温度の変動に対応した予め決めた
    応答性を増幅器の利得に与える方法であって、 予め決められた温度において予め決められた利得を有
    し、入力信号を受けて出力信号を発生する増幅器を準備
    する工程と、 前記入力信号の周囲温度の変動に対する応答性と、前記
    増幅器の周囲温度の変動に対する応答性とを特徴付ける
    工程と、 抵抗値が周囲温度の変動に対応する予め決められた温度
    係数を有する第１抵抗を前記増幅器に接続し、前記増幅
    器の利得をその抵抗値に依存させる工程と、 前記第１抵抗を前記増幅器に接続し、前記増幅器の利得
    を周囲温度の変動に対応させ、前記出力信号を周囲温度
    の変動に対応させる工程とを具える方法。
  20. 【請求項２０】 請求項１９に記載の方法において、前
    記増幅器の利得を調節する工程が、 第２および第３抵抗を前記増幅器に接続する工程と、 前記第２および第３抵抗の抵抗値を周囲温度の変動に応
    じて変化させる工程とをさらに具える方法。
  21. 【請求項２１】 請求項２０に記載の方法において、各
    抵抗の抵抗値を変化させる工程が、 前記第１および第２抵抗の抵抗値を周囲温度の上昇に応
    じて増加させる工程と、 前記第３抵抗の抵抗値を周囲温度の上昇に応じて減少さ
    せる工程とをさらに具える方法。
JP7090854A 1994-04-15 1995-04-17 利得回路への入力信号における温度による変動を補償する方法および装置 Pending JPH07294283A (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US22896394A 1994-04-15 1994-04-15
US29187894A 1994-08-17 1994-08-17
US08/228963 1994-08-17
US08/291878 1994-08-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07294283A true JPH07294283A (ja) 1995-11-10

Family

ID=26922824

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7090854A Pending JPH07294283A (ja) 1994-04-15 1995-04-17 利得回路への入力信号における温度による変動を補償する方法および装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5796291A (ja)
EP (1) EP0677921A3 (ja)
JP (1) JPH07294283A (ja)
CA (1) CA2145697A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100710772B1 (ko) * 2006-01-31 2007-04-24 후지쯔 가부시끼가이샤 센서 신호 처리 시스템 및 디텍터
JP6345322B1 (ja) * 2017-07-28 2018-06-20 新光商事株式会社 見守りシステム

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69709881T2 (de) * 1996-09-27 2002-08-22 Honeywell Inc Kompensationstechnik für resistive brücke
US5926054A (en) * 1997-07-28 1999-07-20 Eastman Kodak Company Modification of process control signals so as to enable reproduction apparatus to operate over an alternate process range
US6636722B1 (en) 2000-09-12 2003-10-21 Tektronix, Inc. Broadband receiver amplitude/phase normalization using a broadband temperature compensated noise source and a pseudo random sequence generator
US6380797B1 (en) * 2000-10-25 2002-04-30 National Semiconductor Corporation High speed low voltage differential signal driver circuit having low sensitivity to fabrication process variation, noise, and operating temperature variation
JP4629892B2 (ja) * 2001-03-27 2011-02-09 三菱電機株式会社 温度係数生成回路及びそれを用いた温度補償回路
SE0101961D0 (sv) * 2001-06-01 2001-06-01 Ericsson Telefon Ab L M Bias current control in transistors
JP4236402B2 (ja) * 2001-10-09 2009-03-11 富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 半導体装置
US6718830B1 (en) * 2003-05-20 2004-04-13 Honeywell International, Inc. Customized span compensation of SOI pressure sensor
US7142058B2 (en) * 2004-11-09 2006-11-28 Freescale Semiconductor, Inc. On-chip temperature compensation circuit for an electronic device
ES2245614B1 (es) * 2005-05-25 2006-12-16 Universitat Autonoma De Barcelona Sistema de lectura para un elemento transductor mecanico.
US7608815B2 (en) * 2005-06-30 2009-10-27 Streetlight Intelligence, Inc. Photo detector with compensated output and method involving same
JP4578427B2 (ja) * 2006-03-28 2010-11-10 株式会社豊田中央研究所 応力温度測定装置
CN101109662B (zh) * 2006-07-17 2010-09-29 梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司 一种热电阻温度测量电路

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3740658A (en) * 1970-03-03 1973-06-19 Motorola Inc Temperature compensated amplifying circuit
US3705316A (en) * 1971-12-27 1972-12-05 Nasa Temperature compensated light source using a light emitting diode
US4207538A (en) * 1978-08-29 1980-06-10 Rca Corporation Temperature compensation circuit
US4326171A (en) * 1980-04-14 1982-04-20 Motorola, Inc. Temperature compensating pressure sensor amplifier circuits
US4465075A (en) * 1982-03-29 1984-08-14 Motorola, Inc. On-chip pressure transducer and temperature compensation circuit therefor
US4478527A (en) * 1982-12-02 1984-10-23 General Signal Corporation Temperature compensation for zero and span changes in a measurement circuit
US4582976A (en) * 1984-08-13 1986-04-15 Hewlett-Packard Company Method of adjusting a temperature compensating resistor while it is in a circuit
US4766655A (en) * 1984-10-30 1988-08-30 Burr-Brown Corporation Method for fabricating a compensated silicon pressure sensing device
US4996082A (en) * 1985-04-26 1991-02-26 Wisconsin Alumni Research Foundation Sealed cavity semiconductor pressure transducers and method of producing the same
US4853669A (en) * 1985-04-26 1989-08-01 Wisconsin Alumni Research Foundation Sealed cavity semiconductor pressure transducers and method of producing the same
US4774863A (en) * 1985-05-13 1988-10-04 Duo-Fast Corporation Fastener feeder and driver apparatus
US4777826A (en) * 1985-06-20 1988-10-18 Rosemount Inc. Twin film strain gauge system
US4792782A (en) * 1985-09-23 1988-12-20 Hammond Robert W Apparatus and method for providing improved resistive ratio stability of a resistive divider network
US4901052A (en) * 1985-09-23 1990-02-13 John Fluke Mfg. Co., Inc. Resistor network having bi-axial symmetry
US4705964A (en) * 1986-09-29 1987-11-10 Sprague Electric Company Integrated circuit hall switch with adjustable operate point
US4716315A (en) * 1986-10-29 1987-12-29 Rca Corporation Temperature compensation apparatus for an electrical circuit
US4803457A (en) * 1987-02-27 1989-02-07 Chapel Jr Roy W Compound resistor and manufacturing method therefore
US4907341A (en) * 1987-02-27 1990-03-13 John Fluke Mfg. Co., Inc. Compound resistor manufacturing method
US4766763A (en) * 1987-05-05 1988-08-30 Kulite Semiconductor Products, Inc. Gas leak detection apparatus and methods
JPH01199404A (ja) * 1988-02-04 1989-08-10 Toshiba Corp トリミング抵抗回路網
US4882767A (en) * 1988-07-18 1989-11-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Stabilized transmitter
DE3879211T2 (de) * 1988-11-04 1993-09-16 Horiba Ltd Temperaturkompensationsschaltung.
JP3071202B2 (ja) * 1989-07-19 2000-07-31 富士電機株式会社 半導体圧力センサの増巾補償回路
IL94340A (en) * 1990-05-09 1994-05-30 Vishay Israel Ltd Selectable high precision resistor and technique for production thereof
US5197334A (en) * 1991-06-04 1993-03-30 Schlumberger Industries, Inc. Programmable compensation of bridge circuit thermal response
US5187985A (en) * 1991-09-19 1993-02-23 Honeywell Inc. Amplified pressure transducer
US5243319A (en) * 1991-10-30 1993-09-07 Analog Devices, Inc. Trimmable resistor network providing wide-range trims
US5363084A (en) * 1993-02-26 1994-11-08 Lake Shore Cryotronics, Inc. Film resistors having trimmable electrodes

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100710772B1 (ko) * 2006-01-31 2007-04-24 후지쯔 가부시끼가이샤 센서 신호 처리 시스템 및 디텍터
JP6345322B1 (ja) * 2017-07-28 2018-06-20 新光商事株式会社 見守りシステム
JP2018134372A (ja) * 2017-07-28 2018-08-30 新光商事株式会社 見守りシステム

Also Published As

Publication number Publication date
CA2145697A1 (en) 1995-10-16
EP0677921A3 (en) 1997-08-20
EP0677921A2 (en) 1995-10-18
US5796291A (en) 1998-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5507171A (en) Electronic circuit for a transducer
US5042307A (en) Amplifying compensation circuit for semiconductor
EP0086462B1 (en) Pressure sensor employing semiconductor strain gauge
JPH07294283A (ja) 利得回路への入力信号における温度による変動を補償する方法および装置
US5686826A (en) Ambient temperature compensation for semiconductor transducer structures
US4419620A (en) Linearizing circuits for a semiconductor pressure transducer
US6870236B2 (en) Integrated resistor network for multi-functional use in constant current or constant voltage operation of a pressure sensor
US6718830B1 (en) Customized span compensation of SOI pressure sensor
JPH0777266B2 (ja) 半導体歪み検出装置
US3956927A (en) Strain gauge transducer apparatus
WO1988006719A1 (en) Transducer signal conditioner
JPH07502828A (ja) 単一の温度補償要素を用いた温度補償回路
US6101883A (en) Semiconductor pressure sensor including a resistive element which compensates for the effects of temperature on a reference voltage and a pressure sensor
US6011422A (en) Integrated differential voltage amplifier with programmable gain and input offset voltage
US6877379B2 (en) Doubly compensated pressure transducer
US3922597A (en) Circuit for detecting a physical quantity
US4611129A (en) Signal conversion circuit
EP0709660A1 (en) Sensor and a method for temperature compensating for span variation in the sensor
RU2165602C2 (ru) Полупроводниковый датчик давления
KR19990012951A (ko) 압력센서용 온도보상방법 및 그를 이용한 온도보상장치
JPH0545130B2 (ja)
JPS6356933B2 (ja)
JP2714317B2 (ja) 温度補償装置
JPH0414512B2 (ja)
JPH0534224A (ja) トランスジユーサ回路とその製造方法