JPH09138141A - センサ用入力回路 - Google Patents
センサ用入力回路Info
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- JPH09138141A JPH09138141A JP7297204A JP29720495A JPH09138141A JP H09138141 A JPH09138141 A JP H09138141A JP 7297204 A JP7297204 A JP 7297204A JP 29720495 A JP29720495 A JP 29720495A JP H09138141 A JPH09138141 A JP H09138141A
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- sensor
- output
- amplifier
- resistor
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Abstract
(57)【要約】
【課題】同一の回路基板を用いながらも実装部品の有無
のみで複数種類のセンサに対応することができるように
したセンサ用入力回路を提供する。 【解決手段】入力部１はセンサＳが接続される入力端子
Ｔ1 ，Ｔ2 間に選択的に接続される電流電圧変換用の抵
抗Ｒ1 を備える。バッファアンプ２および第１の増幅器
３は、入力端子Ｔ1 ，Ｔ2 間の電圧を増幅し、その増幅
率は抵抗Ｒ5 ，Ｒ 6 により決定される。第２の増幅器４
は、可変抵抗器ＶＲ3 により設定されるオフセット電圧
を加算するオフセット回路と、抵抗Ｒ4 を介して印加さ
れる入力部１の電圧をインピーダンス変換するバッファ
アンプとを選択的に構成する。回路基板は、入力部１と
バッファアンプ２と第１の増幅器３と第２の増幅器４と
を選択的に実装可能な回路パターンを有し、実装部品を
変更することで各種仕様のセンサに対応可能な回路を構
成する。
のみで複数種類のセンサに対応することができるように
したセンサ用入力回路を提供する。 【解決手段】入力部１はセンサＳが接続される入力端子
Ｔ1 ，Ｔ2 間に選択的に接続される電流電圧変換用の抵
抗Ｒ1 を備える。バッファアンプ２および第１の増幅器
３は、入力端子Ｔ1 ，Ｔ2 間の電圧を増幅し、その増幅
率は抵抗Ｒ5 ，Ｒ 6 により決定される。第２の増幅器４
は、可変抵抗器ＶＲ3 により設定されるオフセット電圧
を加算するオフセット回路と、抵抗Ｒ4 を介して印加さ
れる入力部１の電圧をインピーダンス変換するバッファ
アンプとを選択的に構成する。回路基板は、入力部１と
バッファアンプ２と第１の増幅器３と第２の増幅器４と
を選択的に実装可能な回路パターンを有し、実装部品を
変更することで各種仕様のセンサに対応可能な回路を構
成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数種類のセンサ
の出力を所定の電圧範囲に変換するセンサ用入力回路に
関するものである。
の出力を所定の電圧範囲に変換するセンサ用入力回路に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より空調装置として、温度センサ、
湿度センサ、風速センサ、人体検知センサなどの複数種
類のセンサを用い、これらのセンサの出力をマイクロコ
ンピュータに入力することによって装置の動作状態や室
内環境を監視し、監視された状態に応じて空調装置の出
力を制御するものが提供されている。このように、最近
の機器ではマイクロコンピュータを用いた制御を行なう
際に、複数種類のセンサを用いることが多くなってきて
いる。
湿度センサ、風速センサ、人体検知センサなどの複数種
類のセンサを用い、これらのセンサの出力をマイクロコ
ンピュータに入力することによって装置の動作状態や室
内環境を監視し、監視された状態に応じて空調装置の出
力を制御するものが提供されている。このように、最近
の機器ではマイクロコンピュータを用いた制御を行なう
際に、複数種類のセンサを用いることが多くなってきて
いる。
【０００３】ところで、センサの出力形式には電圧出力
のものや電流出力のものがあり、またその変化範囲もセ
ンサによって異なるものである。一方、センサ出力は一
般にアナログ出力であってマイクロコンピュータでのデ
ジタル信号の処理のためにはＡ／Ｄ変換を行なう必要が
あり、センサが異なると出力形式や変化範囲が異なるの
であるから、センサに応じた複数種類のＡ／Ｄ変換器を
設計することが必要になってコスト高になる。
のものや電流出力のものがあり、またその変化範囲もセ
ンサによって異なるものである。一方、センサ出力は一
般にアナログ出力であってマイクロコンピュータでのデ
ジタル信号の処理のためにはＡ／Ｄ変換を行なう必要が
あり、センサが異なると出力形式や変化範囲が異なるの
であるから、センサに応じた複数種類のＡ／Ｄ変換器を
設計することが必要になってコスト高になる。
【０００４】そこで、センサの出力を所定の電圧範囲に
変換して出力するセンサ用入力回路が用いられている。
センサの出力形式や出力の変化範囲に応じたセンサ用入
力回路を用いれば、センサの種類にかかわらずＡ／Ｄ変
換器への入力が所定範囲になるからコストを低減できる
と考えられる。
変換して出力するセンサ用入力回路が用いられている。
センサの出力形式や出力の変化範囲に応じたセンサ用入
力回路を用いれば、センサの種類にかかわらずＡ／Ｄ変
換器への入力が所定範囲になるからコストを低減できる
と考えられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、センサ
ごとに一対一に対応するようなセンサ用入力回路を設計
するとすれば、センサの出力形式や出力の変化範囲の数
だけ異なるセンサ用入力回路を設計することになるか
ら、多品種のセンサ用入力回路について在庫や納期の管
理が必要になり、管理に手間がかかるという問題が生じ
る。
ごとに一対一に対応するようなセンサ用入力回路を設計
するとすれば、センサの出力形式や出力の変化範囲の数
だけ異なるセンサ用入力回路を設計することになるか
ら、多品種のセンサ用入力回路について在庫や納期の管
理が必要になり、管理に手間がかかるという問題が生じ
る。
【０００６】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、同一の回路基板を用いながらも実装
部品の有無のみで複数種類のセンサに対応することがで
きるようにしたセンサ用入力回路を提供することにあ
る。
あり、その目的は、同一の回路基板を用いながらも実装
部品の有無のみで複数種類のセンサに対応することがで
きるようにしたセンサ用入力回路を提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、セン
サの出力の変化範囲を所定の電圧範囲に変換して出力す
るセンサ用入力回路であって、センサが接続される入力
端子間に電流電圧変換用の第１の抵抗が選択的に接続さ
れる入力部と、入力端子間の電圧を増幅するとともに増
幅率に応じて選択される第２の抵抗を備えた増幅器と、
増幅器の出力にオフセット電圧を加算するオフセット回
路と入力端子間の電圧を入力とするバッファアンプとを
選択的に構成する差動増幅器とを実装することができる
回路基板を備えている。
サの出力の変化範囲を所定の電圧範囲に変換して出力す
るセンサ用入力回路であって、センサが接続される入力
端子間に電流電圧変換用の第１の抵抗が選択的に接続さ
れる入力部と、入力端子間の電圧を増幅するとともに増
幅率に応じて選択される第２の抵抗を備えた増幅器と、
増幅器の出力にオフセット電圧を加算するオフセット回
路と入力端子間の電圧を入力とするバッファアンプとを
選択的に構成する差動増幅器とを実装することができる
回路基板を備えている。
【０００８】この構成によれば、第１の抵抗を設ければ
電流電圧変換が可能になるから、第１の抵抗の有無によ
って電圧出力と電流出力とのセンサに対応することが可
能になる。また、増幅器は第２の抵抗によって増幅率が
設定されるから、センサの出力の変化範囲と差動増幅器
の出力電圧の変化範囲とに応じて増幅率を設定すること
により、出力の変化範囲が異なるセンサに対して第２の
抵抗を適宜に選択するだけで差動増幅器の出力電圧の変
化範囲を所望範囲に設定することができる。しかも、差
動増幅器によってオフセット回路を構成すれば出力電圧
のオフセット電圧を調整することによって、出力電圧の
変化範囲を調整することができる。つまり、センサの出
力形式や出力の変化範囲が異なっていても、１種類の回
路基板に実装する部品を変更するだけで、差動増幅器の
出力電圧の変化範囲を所望の範囲に設定することができ
るのであって、多種類の回路基板を在庫する場合に比較
すると在庫管理が容易になり、また多品種の回路基板を
作成する場合に比較して製造が容易になる。
電流電圧変換が可能になるから、第１の抵抗の有無によ
って電圧出力と電流出力とのセンサに対応することが可
能になる。また、増幅器は第２の抵抗によって増幅率が
設定されるから、センサの出力の変化範囲と差動増幅器
の出力電圧の変化範囲とに応じて増幅率を設定すること
により、出力の変化範囲が異なるセンサに対して第２の
抵抗を適宜に選択するだけで差動増幅器の出力電圧の変
化範囲を所望範囲に設定することができる。しかも、差
動増幅器によってオフセット回路を構成すれば出力電圧
のオフセット電圧を調整することによって、出力電圧の
変化範囲を調整することができる。つまり、センサの出
力形式や出力の変化範囲が異なっていても、１種類の回
路基板に実装する部品を変更するだけで、差動増幅器の
出力電圧の変化範囲を所望の範囲に設定することができ
るのであって、多種類の回路基板を在庫する場合に比較
すると在庫管理が容易になり、また多品種の回路基板を
作成する場合に比較して製造が容易になる。
【０００９】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、センサは検知対象の変化に応じた電圧出力を発生
し、センサの出力電圧の変化範囲と差動増幅器の出力電
圧の規定の変化範囲とに基づいて選択した第２の抵抗を
備える上記増幅器と、増幅率を１倍に設定する抵抗およ
びオフセット電圧を調整する可変抵抗器を上記差動増幅
器に接続することにより構成したオフセット回路とを上
記回路基板に実装したことを特徴とする。
いて、センサは検知対象の変化に応じた電圧出力を発生
し、センサの出力電圧の変化範囲と差動増幅器の出力電
圧の規定の変化範囲とに基づいて選択した第２の抵抗を
備える上記増幅器と、増幅率を１倍に設定する抵抗およ
びオフセット電圧を調整する可変抵抗器を上記差動増幅
器に接続することにより構成したオフセット回路とを上
記回路基板に実装したことを特徴とする。
【００１０】この構成はセンサが電圧出力の場合の望ま
しい実施態様であって、入力部に第１の抵抗を設けず、
増幅器と差動増幅器とを回路基板に実装するとともに、
差動増幅器によってオフセット回路を構成している。し
たがって、センサの出力電圧の変化範囲に応じて第２の
抵抗を選択することで増幅器の増幅率を設定することが
でき、またオフセット回路を構成する可変抵抗器を調整
することによってオフセット電圧を調整することができ
る。
しい実施態様であって、入力部に第１の抵抗を設けず、
増幅器と差動増幅器とを回路基板に実装するとともに、
差動増幅器によってオフセット回路を構成している。し
たがって、センサの出力電圧の変化範囲に応じて第２の
抵抗を選択することで増幅器の増幅率を設定することが
でき、またオフセット回路を構成する可変抵抗器を調整
することによってオフセット電圧を調整することができ
る。
【００１１】請求項３の発明では、請求項２の発明にお
いて、センサの出力極性とは逆極性の電圧を入力端子間
に印加する電圧発生手段と、上記電圧発生手段と入力端
子との間に挿入された第３の抵抗とを入力部に設け、オ
フセット回路では差動増幅器の出力電圧の規定の変化範
囲のうちの一部範囲をセンサの出力電圧の変化範囲に対
応付けるとともに、入力端子間に上記電圧発生手段の電
圧が印加されたときの出力電圧が残りの変化範囲内の値
となるようにオフセット電圧を設定していることを特徴
とする。
いて、センサの出力極性とは逆極性の電圧を入力端子間
に印加する電圧発生手段と、上記電圧発生手段と入力端
子との間に挿入された第３の抵抗とを入力部に設け、オ
フセット回路では差動増幅器の出力電圧の規定の変化範
囲のうちの一部範囲をセンサの出力電圧の変化範囲に対
応付けるとともに、入力端子間に上記電圧発生手段の電
圧が印加されたときの出力電圧が残りの変化範囲内の値
となるようにオフセット電圧を設定していることを特徴
とする。
【００１２】この構成では、オフセット電圧を適宜に設
定することによって差動増幅器の出力電圧の変化範囲の
一部をセンサの出力電圧の変化範囲に対応付けるから、
差動増幅器の出力電圧の変化範囲の残りの部分は他の情
報を出力するために用いることができる。ここに、入力
端子間には第３の抵抗を介してセンサの出力電圧の極性
とは逆極性の電圧を電圧発生手段によって印加している
から、センサが断線したりセンサが接続されていないと
きには、電圧発生手段の電圧が増幅器に印加されること
によってオフセット回路からはセンサの出力電圧の変化
範囲に対応する電圧とは異なる電圧を出力させることが
できる。すなわち、オフセット回路の出力電圧によっ
て、センサの出力の変化を検出することができるのはも
ちろんのこと、センサが断線したりセンサが接続されて
いなかったりすることを検出することができるのであ
る。
定することによって差動増幅器の出力電圧の変化範囲の
一部をセンサの出力電圧の変化範囲に対応付けるから、
差動増幅器の出力電圧の変化範囲の残りの部分は他の情
報を出力するために用いることができる。ここに、入力
端子間には第３の抵抗を介してセンサの出力電圧の極性
とは逆極性の電圧を電圧発生手段によって印加している
から、センサが断線したりセンサが接続されていないと
きには、電圧発生手段の電圧が増幅器に印加されること
によってオフセット回路からはセンサの出力電圧の変化
範囲に対応する電圧とは異なる電圧を出力させることが
できる。すなわち、オフセット回路の出力電圧によっ
て、センサの出力の変化を検出することができるのはも
ちろんのこと、センサが断線したりセンサが接続されて
いなかったりすることを検出することができるのであ
る。
【００１３】請求項４の発明では、請求項３の発明にお
いて、電圧発生手段と第３の抵抗とは外部信号によりオ
ンオフされるスイッチ要素を介して入力端子に接続され
ることを特徴とする。この構成によれば、スイッチ要素
をオンにしたときには請求項２と同様に機能し、スイッ
チ要素をオフにすれば電圧発生手段の出力電圧が入力端
子間に印加されないからセンサの断線やセンサの未接続
の検査が行なわれないことになる。すなわち、外部信号
によりスイッチ要素をオンオフさせることによって、セ
ンサの断線や未接続の検査を行なうか否かを選択するこ
とができる。したがって、オフセット回路の出力電圧が
センサの出力電圧に対応する変化範囲を逸脱していると
きに、スイッチ要素をオンオフさせることによってセン
サの断線や未接続が原因であるか別の原因であるかを容
易に判別することができる。
いて、電圧発生手段と第３の抵抗とは外部信号によりオ
ンオフされるスイッチ要素を介して入力端子に接続され
ることを特徴とする。この構成によれば、スイッチ要素
をオンにしたときには請求項２と同様に機能し、スイッ
チ要素をオフにすれば電圧発生手段の出力電圧が入力端
子間に印加されないからセンサの断線やセンサの未接続
の検査が行なわれないことになる。すなわち、外部信号
によりスイッチ要素をオンオフさせることによって、セ
ンサの断線や未接続の検査を行なうか否かを選択するこ
とができる。したがって、オフセット回路の出力電圧が
センサの出力電圧に対応する変化範囲を逸脱していると
きに、スイッチ要素をオンオフさせることによってセン
サの断線や未接続が原因であるか別の原因であるかを容
易に判別することができる。
【００１４】請求項５の発明では、請求項１の発明にお
いて、センサは検知対象の変化に応じた電流出力を発生
し、センサの出力電流の変化範囲と差動増幅器の出力電
圧の規定の変化範囲とに基づいて選択され入力端子間に
接続した第１の抵抗と、差動増幅器の出力端と反転入力
端とを直結するとともに非反転入力端に第１の抵抗の両
端電圧を印加するように構成したバッファアンプとを上
記回路基板に実装したことを特徴とする。
いて、センサは検知対象の変化に応じた電流出力を発生
し、センサの出力電流の変化範囲と差動増幅器の出力電
圧の規定の変化範囲とに基づいて選択され入力端子間に
接続した第１の抵抗と、差動増幅器の出力端と反転入力
端とを直結するとともに非反転入力端に第１の抵抗の両
端電圧を印加するように構成したバッファアンプとを上
記回路基板に実装したことを特徴とする。
【００１５】この構成はセンサが電流出力の場合の望ま
しい実施態様であって、入力部に第１の抵抗を設けるこ
とによって電流電圧変換を行ない、かつ第１の抵抗を適
宜に選択することによって、センサの出力の変化範囲と
差動増幅器の出力電圧の規定の変化範囲とを対応付ける
ことができる。また、第１の抵抗によって差動増幅器の
出力電圧を調節することができるから増幅器は不要にな
る。差動増幅器は第１の抵抗の両端電圧に対応する電圧
を出力するから、入力インピーダンスを高くするために
バッファアンプを構成している。このように、第１の抵
抗および差動増幅器を回路基板に実装することによって
電流出力のセンサに対応することができるのである。
しい実施態様であって、入力部に第１の抵抗を設けるこ
とによって電流電圧変換を行ない、かつ第１の抵抗を適
宜に選択することによって、センサの出力の変化範囲と
差動増幅器の出力電圧の規定の変化範囲とを対応付ける
ことができる。また、第１の抵抗によって差動増幅器の
出力電圧を調節することができるから増幅器は不要にな
る。差動増幅器は第１の抵抗の両端電圧に対応する電圧
を出力するから、入力インピーダンスを高くするために
バッファアンプを構成している。このように、第１の抵
抗および差動増幅器を回路基板に実装することによって
電流出力のセンサに対応することができるのである。
【００１６】
（実施形態１）本実施形態では、同一の回路パターンを
形成した回路基板を用いながらも、部品の各取付場所に
部品を実装するか否かを選択したり、定数の異なる部品
を実装したりすることによって、複数種類のセンサの出
力を所定の電圧範囲に変換して出力することができるよ
うにした回路構成を示す。
形成した回路基板を用いながらも、部品の各取付場所に
部品を実装するか否かを選択したり、定数の異なる部品
を実装したりすることによって、複数種類のセンサの出
力を所定の電圧範囲に変換して出力することができるよ
うにした回路構成を示す。
【００１７】図１は回路基板における部品のすべての取
付場所に部品を実装した状態であって、実際に使用する
際には図１に示す部品の一部は省略される。すなわち、
センサとして電圧出力が得られるものに対しては図２に
示す回路構成となるように部品が実装され、センサとし
て電流出力が得られるものに対しては図３に示す回路構
成となるように部品が実装される。以下では、センサの
出力の変化範囲に対応した出力電圧の変化範囲を１〜５
Ｖとし、センサが接続されない場合やセンサの断線時に
は出力電圧が１Ｖ未満となるようにして、異常検出も行
なえるようにした構成例を示す。また、図２、図３に示
すセンサ入力回路の出力電圧は、マイクロコンピュータ
のアナログ入力端に入力される。
付場所に部品を実装した状態であって、実際に使用する
際には図１に示す部品の一部は省略される。すなわち、
センサとして電圧出力が得られるものに対しては図２に
示す回路構成となるように部品が実装され、センサとし
て電流出力が得られるものに対しては図３に示す回路構
成となるように部品が実装される。以下では、センサの
出力の変化範囲に対応した出力電圧の変化範囲を１〜５
Ｖとし、センサが接続されない場合やセンサの断線時に
は出力電圧が１Ｖ未満となるようにして、異常検出も行
なえるようにした構成例を示す。また、図２、図３に示
すセンサ入力回路の出力電圧は、マイクロコンピュータ
のアナログ入力端に入力される。
【００１８】まず、図２に示す回路構成について説明す
る。この構成は入力端子Ｔ1 ，Ｔ2間にセンサＳからの
電圧出力が印加される場合の構成例であり、センサＳと
しては入力端子Ｔ1 が入力端子Ｔ2 に対して正電圧とな
るものが用いられる。入力部１は、入力端子Ｔ2 に対し
て負極性となる電源（電圧発生手段）と入力端子Ｔ1と
の間に接続された抵抗Ｒ2 と、抵抗Ｒ3 とコンデンサＣ
1 とからなるローパスフィルタとを備える。したがっ
て、センサＳが入力端子Ｔ1 ，Ｔ2 に接続されていると
入力端子Ｔ1 には０Ｖないし正極性の電圧が印加される
ことになるが、センサＳが断線したり入力端子Ｔ1 ，Ｔ
2 に接続されていないときには、入力端子Ｔ1 には抵抗
Ｒ2 を介して負極性（正常時とは逆極性）の電圧が印加
されることになる。また、ローパスフィルタは、センサ
Ｓの出力を通過させるが高周波の雑音成分が通過するの
を阻止するために設けられている。
る。この構成は入力端子Ｔ1 ，Ｔ2間にセンサＳからの
電圧出力が印加される場合の構成例であり、センサＳと
しては入力端子Ｔ1 が入力端子Ｔ2 に対して正電圧とな
るものが用いられる。入力部１は、入力端子Ｔ2 に対し
て負極性となる電源（電圧発生手段）と入力端子Ｔ1と
の間に接続された抵抗Ｒ2 と、抵抗Ｒ3 とコンデンサＣ
1 とからなるローパスフィルタとを備える。したがっ
て、センサＳが入力端子Ｔ1 ，Ｔ2 に接続されていると
入力端子Ｔ1 には０Ｖないし正極性の電圧が印加される
ことになるが、センサＳが断線したり入力端子Ｔ1 ，Ｔ
2 に接続されていないときには、入力端子Ｔ1 には抵抗
Ｒ2 を介して負極性（正常時とは逆極性）の電圧が印加
されることになる。また、ローパスフィルタは、センサ
Ｓの出力を通過させるが高周波の雑音成分が通過するの
を阻止するために設けられている。
【００１９】入力部１の出力はバッファアンプ２を通し
て第１の増幅器３に入力される。バッファアンプ２はボ
ルテージフォロワであってセンサＳに対して高い入力イ
ンピーダンスを維持するために設けられている。第１の
増幅器３は増幅率が抵抗Ｒ5，Ｒ6 の比率により決定さ
れる反転増幅器であり、出力電圧は入力電圧の−Ｒ6／
Ｒ5 倍になる。ここに、バッファアンプ２および第１の
増幅器３は、それぞれオペアンプＯＰ1 ，ＯＰ2 を用い
て構成され、バッファアンプ２および第１の増幅器３に
より増幅率を調節することができる増幅器が構成されて
いる。
て第１の増幅器３に入力される。バッファアンプ２はボ
ルテージフォロワであってセンサＳに対して高い入力イ
ンピーダンスを維持するために設けられている。第１の
増幅器３は増幅率が抵抗Ｒ5，Ｒ6 の比率により決定さ
れる反転増幅器であり、出力電圧は入力電圧の−Ｒ6／
Ｒ5 倍になる。ここに、バッファアンプ２および第１の
増幅器３は、それぞれオペアンプＯＰ1 ，ＯＰ2 を用い
て構成され、バッファアンプ２および第１の増幅器３に
より増幅率を調節することができる増幅器が構成されて
いる。
【００２０】第１の増幅器３の出力は第２の増幅器４に
入力される。第２の増幅器４は第１の増幅器３と同様
に、オペアンプＯＰ3 に増幅率を決定する抵抗Ｒ8 ，Ｒ
9 を接続して構成されている。さらに、第２の増幅器４
の非反転入力端には一定電圧を抵抗Ｒ7 と可変抵抗器Ｖ
Ｒ1 とにより分圧したオフセット電圧が印加され、セン
サ用入力回路の全体としてのオフセット電圧が調整可能
になっている。すなわち、第２の増幅器４はオフセット
回路として機能しており、増幅率が−１となるように抵
抗Ｒ8 ，Ｒ9 の比率はＲ8 ：Ｒ9 ＝１：１に設定され
る。
入力される。第２の増幅器４は第１の増幅器３と同様
に、オペアンプＯＰ3 に増幅率を決定する抵抗Ｒ8 ，Ｒ
9 を接続して構成されている。さらに、第２の増幅器４
の非反転入力端には一定電圧を抵抗Ｒ7 と可変抵抗器Ｖ
Ｒ1 とにより分圧したオフセット電圧が印加され、セン
サ用入力回路の全体としてのオフセット電圧が調整可能
になっている。すなわち、第２の増幅器４はオフセット
回路として機能しており、増幅率が−１となるように抵
抗Ｒ8 ，Ｒ9 の比率はＲ8 ：Ｒ9 ＝１：１に設定され
る。
【００２１】第２の増幅器４の出力部には、オペアンプ
ＯＰ3 の保護用に抵抗Ｒ10が直列に挿入されるととも
に、２個のダイオードＤ1 ，Ｄ2 を直列接続したダイオ
ードクランプ回路が設けられている。ダイオードクラン
プ回路は、定電圧の電源間にダイオードＤ1 ，Ｄ2 の直
列回路を逆極性に接続した構成を有し、ダイオード
Ｄ1，Ｄ2 の接続点とオペアンプＯＰ3 の出力端との間
に抵抗Ｒ10が接続される。ここに、上述のように出力電
圧は５Ｖ以下に設定しようとするのであるから、ダイオ
ードクランプ回路の両端電圧は５Ｖに設定しておく。す
なわち、オペアンプＯＰ3 の出力電圧が、５Ｖ＋（ダイ
オードＤ1 の順方向電圧（約０．６Ｖ））を越えるとダ
イオードＤ1 が導通して出力電圧を約５．６Ｖにクラン
プし、−１Ｖ−（ダイオードＤ2 の順方向電圧）以下で
あるときにはダイオードＤ2 が導通して出力電圧を約−
０．６Ｖにクランプする。つまり、第２の増幅器４の出
力電圧は約−０．６Ｖ〜約５．６Ｖに制限される。ここ
に、マイクロコンピュータのアナログ入力端は、第２の
増幅器４の出力電圧の範囲程度は許容するように構成さ
れている。
ＯＰ3 の保護用に抵抗Ｒ10が直列に挿入されるととも
に、２個のダイオードＤ1 ，Ｄ2 を直列接続したダイオ
ードクランプ回路が設けられている。ダイオードクラン
プ回路は、定電圧の電源間にダイオードＤ1 ，Ｄ2 の直
列回路を逆極性に接続した構成を有し、ダイオード
Ｄ1，Ｄ2 の接続点とオペアンプＯＰ3 の出力端との間
に抵抗Ｒ10が接続される。ここに、上述のように出力電
圧は５Ｖ以下に設定しようとするのであるから、ダイオ
ードクランプ回路の両端電圧は５Ｖに設定しておく。す
なわち、オペアンプＯＰ3 の出力電圧が、５Ｖ＋（ダイ
オードＤ1 の順方向電圧（約０．６Ｖ））を越えるとダ
イオードＤ1 が導通して出力電圧を約５．６Ｖにクラン
プし、−１Ｖ−（ダイオードＤ2 の順方向電圧）以下で
あるときにはダイオードＤ2 が導通して出力電圧を約−
０．６Ｖにクランプする。つまり、第２の増幅器４の出
力電圧は約−０．６Ｖ〜約５．６Ｖに制限される。ここ
に、マイクロコンピュータのアナログ入力端は、第２の
増幅器４の出力電圧の範囲程度は許容するように構成さ
れている。
【００２２】上述した回路構成では、センサＳの出力電
圧は第１の増幅器３で−Ｒ6 ／Ｒ5倍された後に、第２
の増幅器４で−１倍されるとともに、オフセット電圧が
加算されるから、センサＳからの入力電圧をＶINとしオ
フセット電圧をＶOSとすれば、出力電圧は、ＶIN（Ｒ6
／Ｒ5 ）＋ＶOSになる。たとえば、センサＳの出力電圧
が０〜１００ｍＶの範囲で変化するものとすれば、セン
サＳの出力に応じた出力電圧を上述のように１〜５Ｖの
範囲に設定するには、入力電圧を４０倍して１Ｖを加算
すればよいことになる。つまり、入力電圧ＶIN＝０〜１
００ｍＶであるから、第１の増幅器３の増幅率Ｒ6 ／Ｒ
5 ＝４０、オフセット電圧ＶOS＝１Ｖに設定すれば、出
力電圧を１〜５Ｖに設定することができる。また、セン
サＳの出力電圧が０〜１０Ｖの範囲で変化するものとす
れば、入力電圧を０．４倍して１Ｖを加算すればよい。
つまり、第１の増幅器３の増幅率Ｒ6 ／Ｒ5 ＝０．４、
オフセット電圧ＶOS＝１Ｖに設定すれば、出力電圧を１
〜５Ｖに設定することができる。
圧は第１の増幅器３で−Ｒ6 ／Ｒ5倍された後に、第２
の増幅器４で−１倍されるとともに、オフセット電圧が
加算されるから、センサＳからの入力電圧をＶINとしオ
フセット電圧をＶOSとすれば、出力電圧は、ＶIN（Ｒ6
／Ｒ5 ）＋ＶOSになる。たとえば、センサＳの出力電圧
が０〜１００ｍＶの範囲で変化するものとすれば、セン
サＳの出力に応じた出力電圧を上述のように１〜５Ｖの
範囲に設定するには、入力電圧を４０倍して１Ｖを加算
すればよいことになる。つまり、入力電圧ＶIN＝０〜１
００ｍＶであるから、第１の増幅器３の増幅率Ｒ6 ／Ｒ
5 ＝４０、オフセット電圧ＶOS＝１Ｖに設定すれば、出
力電圧を１〜５Ｖに設定することができる。また、セン
サＳの出力電圧が０〜１０Ｖの範囲で変化するものとす
れば、入力電圧を０．４倍して１Ｖを加算すればよい。
つまり、第１の増幅器３の増幅率Ｒ6 ／Ｒ5 ＝０．４、
オフセット電圧ＶOS＝１Ｖに設定すれば、出力電圧を１
〜５Ｖに設定することができる。
【００２３】ところで、センサＳが断線したりセンサＳ
が接続されていないと、入力端子Ｔ 1 は抵抗Ｒ2 を介し
て接続された負極性の電源によって負極性になるから、
負極性の電圧の絶対値を比較的大きく設定しておけば、
第１の増幅器３の出力電圧を飽和させて電源電圧とする
ことができるから、オペアンプＯＰ3 の出力電圧によっ
てダイオードＤ2 を導通させて第２の増幅器４の出力電
圧を約−０．６Ｖにすることができる。この電圧は、セ
ンサＳが正常に機能しているときの１〜５Ｖの範囲から
逸脱しており、したがって、第２の増幅器４の出力電圧
を受けるマイクロコンピュータでは電圧値が正常範囲か
ら逸脱していることによってセンサＳの異常を検出する
ことが可能になる。
が接続されていないと、入力端子Ｔ 1 は抵抗Ｒ2 を介し
て接続された負極性の電源によって負極性になるから、
負極性の電圧の絶対値を比較的大きく設定しておけば、
第１の増幅器３の出力電圧を飽和させて電源電圧とする
ことができるから、オペアンプＯＰ3 の出力電圧によっ
てダイオードＤ2 を導通させて第２の増幅器４の出力電
圧を約−０．６Ｖにすることができる。この電圧は、セ
ンサＳが正常に機能しているときの１〜５Ｖの範囲から
逸脱しており、したがって、第２の増幅器４の出力電圧
を受けるマイクロコンピュータでは電圧値が正常範囲か
ら逸脱していることによってセンサＳの異常を検出する
ことが可能になる。
【００２４】ちなみに、上記回路構成においてオペアン
プＯＰ1 〜ＯＰ3 の電源電圧は±１２Ｖの２電源方式と
し、抵抗Ｒ2 の一端に印加される負極性の電源には−１
２Ｖを用いることができる。また、第２の増幅器４にお
けるオフセット電圧は１Ｖ程度であるから、抵抗Ｒ7 と
可変抵抗器ＶＲ1 との直列回路には、ダイオードクラン
プ回路と同様に５Ｖを印加すればよい。このように、５
Ｖと±１２Ｖとの電源は、この種の電子回路では一般的
な電源電圧であるから、特別な電源構成を必要としな
い。
プＯＰ1 〜ＯＰ3 の電源電圧は±１２Ｖの２電源方式と
し、抵抗Ｒ2 の一端に印加される負極性の電源には−１
２Ｖを用いることができる。また、第２の増幅器４にお
けるオフセット電圧は１Ｖ程度であるから、抵抗Ｒ7 と
可変抵抗器ＶＲ1 との直列回路には、ダイオードクラン
プ回路と同様に５Ｖを印加すればよい。このように、５
Ｖと±１２Ｖとの電源は、この種の電子回路では一般的
な電源電圧であるから、特別な電源構成を必要としな
い。
【００２５】また、上記回路構成の各部の定数の設定の
一例として、以下の値を選択することができる。すなわ
ち、Ｒ2 ＝１００ｋΩ、Ｒ3 ＝Ｒ10＝２２ｋΩ、Ｒ6 ＝
１２０ｋΩ、Ｒ7 ＝３ｋΩ、Ｒ8 ＝Ｒ9 ＝１０ｋΩ、Ｖ
Ｒ1 ＝２ｋΩ、Ｃ1 ＝０．１μＦとし、この定数設定に
おいて、第１の増幅器３の増幅率を４０倍に設定する場
合（入力電圧が０〜１００ｍＶ）ではＲ5 ＝３ｋΩに設
定し、０．４倍に設定する場合（入力電圧が０〜１０
Ｖ）ではＲ5 ＝３００ｋΩに設定すればよい。
一例として、以下の値を選択することができる。すなわ
ち、Ｒ2 ＝１００ｋΩ、Ｒ3 ＝Ｒ10＝２２ｋΩ、Ｒ6 ＝
１２０ｋΩ、Ｒ7 ＝３ｋΩ、Ｒ8 ＝Ｒ9 ＝１０ｋΩ、Ｖ
Ｒ1 ＝２ｋΩ、Ｃ1 ＝０．１μＦとし、この定数設定に
おいて、第１の増幅器３の増幅率を４０倍に設定する場
合（入力電圧が０〜１００ｍＶ）ではＲ5 ＝３ｋΩに設
定し、０．４倍に設定する場合（入力電圧が０〜１０
Ｖ）ではＲ5 ＝３００ｋΩに設定すればよい。
【００２６】次に、センサＳとして電流出力が得られる
ものを用いる場合の回路構成として図３に示す構成につ
いて説明する。電流入力の場合には、電流電圧変換を行
なうことが必要であるから、入力部１における入力端子
Ｔ1 ，Ｔ2 の間に電流電圧変換用の抵抗Ｒ1 を接続し、
抵抗Ｒ1 の両端電圧に基づいてセンサＳの出力電流を検
出する。すなわち、抵抗Ｒ1 に電流ＩINが流れるとすれ
ば抵抗Ｒ1 の両端電圧はＩIN・Ｒ1 であるから、この電
圧から出力電圧を得ることができる。また、センサＳは
電流出力を発生するものであるから、センサＳが接続さ
れている間に常に抵抗Ｒ1 に電流が流れるようにしてお
けば、抵抗Ｒ1 の両端電圧が０Ｖになることによってセ
ンサＳの断線ないし未接続を検出することができる。つ
まり、負極性の電源を入力端子Ｔ1 ，Ｔ2 間に印加する
ための抵抗Ｒ2 は不要になる。さらに、抵抗Ｒ1 に流れ
る電流値に応じて抵抗Ｒ1 を適宜に設定することによっ
て、出力電圧を所望の変化範囲に設定することが可能で
あるから、バッファアンプ２および第１の増幅器３は省
略してある。つまり、入力部１の出力（つまり、抵抗Ｒ
3 とコンデンサＣ1 とからなるローパスフィルタの出
力）は、抵抗Ｒ4 を介して第２の増幅器４に入力されて
いる。
ものを用いる場合の回路構成として図３に示す構成につ
いて説明する。電流入力の場合には、電流電圧変換を行
なうことが必要であるから、入力部１における入力端子
Ｔ1 ，Ｔ2 の間に電流電圧変換用の抵抗Ｒ1 を接続し、
抵抗Ｒ1 の両端電圧に基づいてセンサＳの出力電流を検
出する。すなわち、抵抗Ｒ1 に電流ＩINが流れるとすれ
ば抵抗Ｒ1 の両端電圧はＩIN・Ｒ1 であるから、この電
圧から出力電圧を得ることができる。また、センサＳは
電流出力を発生するものであるから、センサＳが接続さ
れている間に常に抵抗Ｒ1 に電流が流れるようにしてお
けば、抵抗Ｒ1 の両端電圧が０Ｖになることによってセ
ンサＳの断線ないし未接続を検出することができる。つ
まり、負極性の電源を入力端子Ｔ1 ，Ｔ2 間に印加する
ための抵抗Ｒ2 は不要になる。さらに、抵抗Ｒ1 に流れ
る電流値に応じて抵抗Ｒ1 を適宜に設定することによっ
て、出力電圧を所望の変化範囲に設定することが可能で
あるから、バッファアンプ２および第１の増幅器３は省
略してある。つまり、入力部１の出力（つまり、抵抗Ｒ
3 とコンデンサＣ1 とからなるローパスフィルタの出
力）は、抵抗Ｒ4 を介して第２の増幅器４に入力されて
いる。
【００２７】ところで、上述したように入力部１に設け
た抵抗Ｒ1 の値を適宜に設定することによって出力電圧
の変化範囲を適宜に設定しているのであるから、センサ
Ｓが電圧出力を発生する場合のような出力電圧のオフセ
ット電圧を調整する手段（可変抵抗器ＶＲ1 および抵抗
Ｒ7 ）は不要であり、オペアンプＯＰ3 はバッファアン
プ５を構成するように用いている。つまり、オペアンプ
ＯＰ3 の出力と反転入力端との間に接続される抵抗Ｒ9
を０Ω（つまり、ジャンパ線）とし、オペアンプＯＰ3
の非反転入力端に０Ωの抵抗Ｒ4 （つまり、ジャンパ
線）を介して入力部１の出力電圧を印加している。オペ
アンプＯＰ3 の出力端には、図２に示した回路構成と同
様に抵抗Ｒ10を直列に挿入してある。さらに、オペアン
プＯＰ3 の出力端には、ダイオードクランプ回路を構成
する２個のダイオードＤ1 ，Ｄ2 の接続点が抵抗Ｒ10を
介して接続してある。
た抵抗Ｒ1 の値を適宜に設定することによって出力電圧
の変化範囲を適宜に設定しているのであるから、センサ
Ｓが電圧出力を発生する場合のような出力電圧のオフセ
ット電圧を調整する手段（可変抵抗器ＶＲ1 および抵抗
Ｒ7 ）は不要であり、オペアンプＯＰ3 はバッファアン
プ５を構成するように用いている。つまり、オペアンプ
ＯＰ3 の出力と反転入力端との間に接続される抵抗Ｒ9
を０Ω（つまり、ジャンパ線）とし、オペアンプＯＰ3
の非反転入力端に０Ωの抵抗Ｒ4 （つまり、ジャンパ
線）を介して入力部１の出力電圧を印加している。オペ
アンプＯＰ3 の出力端には、図２に示した回路構成と同
様に抵抗Ｒ10を直列に挿入してある。さらに、オペアン
プＯＰ3 の出力端には、ダイオードクランプ回路を構成
する２個のダイオードＤ1 ，Ｄ2 の接続点が抵抗Ｒ10を
介して接続してある。
【００２８】図３に示した構成では、抵抗Ｒ1 の両端電
圧がバッファアンプ５の出力端に出力されるのであっ
て、その最大値と最小値とはダイオードクランプ回路に
よって制限されることになる。この構成では図２の回路
構成と同様に、ダイオードクランプ回路の両端電圧を５
Ｖ、オペアンプＯＰ3 の電源電圧を±１２Ｖとし、各部
の定数を以下のように設定することができる。すなわ
ち、Ｒ3 ＝Ｒ10＝２２ｋΩ、Ｃ1 ＝０．１μＦに設定す
ればよく、出力電圧は１〜５Ｖであるから、たとえばセ
ンサＳとして抵抗Ｒ1 に４〜２０ｍＡの電流を流すこと
ができるものを用いるとすれば、抵抗Ｒ1を２５０Ωに
設定することができる。抵抗Ｒ1 の値は一例であってセ
ンサＳの出力電流に応じて選択されることになる。
圧がバッファアンプ５の出力端に出力されるのであっ
て、その最大値と最小値とはダイオードクランプ回路に
よって制限されることになる。この構成では図２の回路
構成と同様に、ダイオードクランプ回路の両端電圧を５
Ｖ、オペアンプＯＰ3 の電源電圧を±１２Ｖとし、各部
の定数を以下のように設定することができる。すなわ
ち、Ｒ3 ＝Ｒ10＝２２ｋΩ、Ｃ1 ＝０．１μＦに設定す
ればよく、出力電圧は１〜５Ｖであるから、たとえばセ
ンサＳとして抵抗Ｒ1 に４〜２０ｍＡの電流を流すこと
ができるものを用いるとすれば、抵抗Ｒ1を２５０Ωに
設定することができる。抵抗Ｒ1 の値は一例であってセ
ンサＳの出力電流に応じて選択されることになる。
【００２９】以上説明したように、センサＳが電圧出力
の場合には、バッファアンプ２、第１の増幅器３を構成
する部品を実装し、センサＳの出力電圧の範囲に応じて
第１の増幅器３の増幅率を設定する抵抗Ｒ5 ，Ｒ6 の定
数を適宜に選択するとともに（上述の例では抵抗Ｒ5 の
み変更）、オペアンプＯＰ3 によりオフセット回路を構
成する。また、センサＳが電流出力の場合には、バッフ
ァアンプ２、第１の増幅器３を設けずに、センサＳの出
力電流の大きさに応じて抵抗Ｒ1 を適宜に選択し、かつ
オペアンプＯＰ3 を用いてバッファアンプ５を構成す
る。さらに、センサＳが電圧出力の場合には負極性の電
圧を印加するための抵抗Ｒ2 も設ける。つまり、センサ
Ｓが電圧出力か電流出力かに応じて実装する部品を変更
し、また、センサＳの出力範囲に応じて適宜部品の定数
を変更すれば各種のセンサＳに対して、出力電圧の変化
範囲を同程度に設定することができるのである。その結
果、各種センサＳに対するセンサ用入力回路を構成する
にあたって、回路基板に形成する回路パターンが同一に
なり、その回路基板に実装する部品を選択するだけで各
種のセンサＳに対応することが可能になる。要するに、
センサＳごとに異なる回路基板を設計する必要がなく、
単一の回路基板についての在庫を管理しておけば、各種
のセンサＳに対応させることができて在庫や納期の管理
が容易になるのである。
の場合には、バッファアンプ２、第１の増幅器３を構成
する部品を実装し、センサＳの出力電圧の範囲に応じて
第１の増幅器３の増幅率を設定する抵抗Ｒ5 ，Ｒ6 の定
数を適宜に選択するとともに（上述の例では抵抗Ｒ5 の
み変更）、オペアンプＯＰ3 によりオフセット回路を構
成する。また、センサＳが電流出力の場合には、バッフ
ァアンプ２、第１の増幅器３を設けずに、センサＳの出
力電流の大きさに応じて抵抗Ｒ1 を適宜に選択し、かつ
オペアンプＯＰ3 を用いてバッファアンプ５を構成す
る。さらに、センサＳが電圧出力の場合には負極性の電
圧を印加するための抵抗Ｒ2 も設ける。つまり、センサ
Ｓが電圧出力か電流出力かに応じて実装する部品を変更
し、また、センサＳの出力範囲に応じて適宜部品の定数
を変更すれば各種のセンサＳに対して、出力電圧の変化
範囲を同程度に設定することができるのである。その結
果、各種センサＳに対するセンサ用入力回路を構成する
にあたって、回路基板に形成する回路パターンが同一に
なり、その回路基板に実装する部品を選択するだけで各
種のセンサＳに対応することが可能になる。要するに、
センサＳごとに異なる回路基板を設計する必要がなく、
単一の回路基板についての在庫を管理しておけば、各種
のセンサＳに対応させることができて在庫や納期の管理
が容易になるのである。
【００３０】さらに、センサＳが正常に動作していると
きの出力電圧の範囲を、受取側（上例ではマイクロコン
ピュータ）における入力電圧の許容範囲（５Ｖ以下）の
一部範囲とし、センサＳの断線やセンサＳの未接続の際
の出力電圧を正常時の出力電圧の範囲とは異なる電圧値
に設定していることによって、出力電圧に基づいて異常
の有無を容易に検出することができるのである。
きの出力電圧の範囲を、受取側（上例ではマイクロコン
ピュータ）における入力電圧の許容範囲（５Ｖ以下）の
一部範囲とし、センサＳの断線やセンサＳの未接続の際
の出力電圧を正常時の出力電圧の範囲とは異なる電圧値
に設定していることによって、出力電圧に基づいて異常
の有無を容易に検出することができるのである。
【００３１】（実施形態２）本実施形態は、図４に示す
ように、スイッチング用のトランジスタＴＲ1 を介して
抵抗Ｒ2 を入力端子Ｔ1 に接続しているものである。図
４は実施形態１における図１に相当するものであって、
回路基板に設けた部品の取付場所のすべてに部品を実装
した状態を示している。したがって、実際にセンサＳを
接続する際には一部の部品を省略することになる。
ように、スイッチング用のトランジスタＴＲ1 を介して
抵抗Ｒ2 を入力端子Ｔ1 に接続しているものである。図
４は実施形態１における図１に相当するものであって、
回路基板に設けた部品の取付場所のすべてに部品を実装
した状態を示している。したがって、実際にセンサＳを
接続する際には一部の部品を省略することになる。
【００３２】この回路構成では、トランジスタＴＲ1 が
オンになったときにのみ抵抗Ｒ2 を介して負極性の電圧
が入力端子Ｔ1 に印加されるようにしてある。トランジ
スタＴＲ1 のベースには、一定電圧（ここでは５Ｖ）を
抵抗Ｒ12，Ｒ13により分圧した基準電圧とマイクロコン
ピュータより出力される検査指示信号とを比較するコン
パレータＣＰ1 の出力が抵抗Ｒ11を介して印加される。
つまり、検査指示信号がマイクロコンピュータから出力
されたときにトランジスタＴＲ1 がオンになり、抵抗Ｒ
2 を介して入力端子Ｔ1 に負電圧が印加されるようにし
てある。
オンになったときにのみ抵抗Ｒ2 を介して負極性の電圧
が入力端子Ｔ1 に印加されるようにしてある。トランジ
スタＴＲ1 のベースには、一定電圧（ここでは５Ｖ）を
抵抗Ｒ12，Ｒ13により分圧した基準電圧とマイクロコン
ピュータより出力される検査指示信号とを比較するコン
パレータＣＰ1 の出力が抵抗Ｒ11を介して印加される。
つまり、検査指示信号がマイクロコンピュータから出力
されたときにトランジスタＴＲ1 がオンになり、抵抗Ｒ
2 を介して入力端子Ｔ1 に負電圧が印加されるようにし
てある。
【００３３】いま、センサＳが電圧出力である場合を図
示すると、図５のような回路構成になる。この回路構成
は入力部１の構成を除いては図２に示した回路と同様で
あって、回路定数も同様に設定することができる。入力
部を構成する各部品の定数は、たとえば以下のように設
定される。すなわち、Ｒ11＝１ｋΩ、Ｒ12＝Ｒ13＝１０
０ｋΩに設定し、マイクロコンピュータからの検査指示
信号としてＨレベルの信号（つまり、マイクロコンピュ
ータの出力を０Ｖと５Ｖとの２値としたときの高電圧側
の信号）をコンパレータＣＰ1 に与えるようにする。こ
の場合、検査指示信号によってトランジスタＴＲ1 はオ
ンになり、抵抗Ｒ2 を介して入力端子Ｔ 2 に負極性の電
圧が印加されるから、出力電圧に基づいてセンサＳの断
線や未接続を検出することができるようになる。つま
り、センサＳの断線や未接続を所望のタイミングで検査
することができるのである。他の構成および動作は実施
形態１と同様である。
示すると、図５のような回路構成になる。この回路構成
は入力部１の構成を除いては図２に示した回路と同様で
あって、回路定数も同様に設定することができる。入力
部を構成する各部品の定数は、たとえば以下のように設
定される。すなわち、Ｒ11＝１ｋΩ、Ｒ12＝Ｒ13＝１０
０ｋΩに設定し、マイクロコンピュータからの検査指示
信号としてＨレベルの信号（つまり、マイクロコンピュ
ータの出力を０Ｖと５Ｖとの２値としたときの高電圧側
の信号）をコンパレータＣＰ1 に与えるようにする。こ
の場合、検査指示信号によってトランジスタＴＲ1 はオ
ンになり、抵抗Ｒ2 を介して入力端子Ｔ 2 に負極性の電
圧が印加されるから、出力電圧に基づいてセンサＳの断
線や未接続を検出することができるようになる。つま
り、センサＳの断線や未接続を所望のタイミングで検査
することができるのである。他の構成および動作は実施
形態１と同様である。
【００３４】なお、上記各実施形態におけるオペアンプ
ＯＰ1 〜ＯＰ3 は必ずしも集積回路である必要なはく差
動増幅器であればどのようなものを用いてもよい。
ＯＰ1 〜ＯＰ3 は必ずしも集積回路である必要なはく差
動増幅器であればどのようなものを用いてもよい。
【００３５】
【発明の効果】請求項１の発明は、センサの出力の変化
範囲を所定の電圧範囲に変換して出力するセンサ用入力
回路であって、センサが接続される入力端子間に電流電
圧変換用の第１の抵抗が選択的に接続される入力部と、
入力端子間の電圧を増幅するとともに増幅率に応じて選
択される第２の抵抗を備えた増幅器と、増幅器の出力に
オフセット電圧を加算するオフセット回路と入力端子間
の電圧を入力とするバッファアンプとを選択的に構成す
る差動増幅器とを実装することができる回路基板を備え
ているものであり、第１の抵抗を設ければ電流電圧変換
が可能になるから、第１の抵抗の有無によって電圧出力
と電流出力とのセンサに対応することが可能になる。ま
た、増幅器は第２の抵抗によって増幅率が設定されるか
ら、センサの出力の変化範囲と差動増幅器の出力電圧の
変化範囲とに応じて増幅率を設定することにより、出力
の変化範囲が異なるセンサに対して第２の抵抗を適宜に
選択するだけで差動増幅器の出力電圧の変化範囲を所望
範囲に設定することができる。しかも、差動増幅器によ
ってオフセット回路を構成すれば出力電圧のオフセット
電圧を調整することによって、出力電圧の変化範囲を調
整することができる。つまり、センサの出力形式や出力
の変化範囲が異なっていても、１種類の回路基板に実装
する部品を変更するだけで、差動増幅器の出力電圧の変
化範囲を所望の範囲に設定することができるのであっ
て、多種類の回路基板を在庫する場合に比較すると在庫
管理が容易になり、また多品種の回路基板を作成する場
合に比較して製造が容易になるという利点を有するので
ある。
範囲を所定の電圧範囲に変換して出力するセンサ用入力
回路であって、センサが接続される入力端子間に電流電
圧変換用の第１の抵抗が選択的に接続される入力部と、
入力端子間の電圧を増幅するとともに増幅率に応じて選
択される第２の抵抗を備えた増幅器と、増幅器の出力に
オフセット電圧を加算するオフセット回路と入力端子間
の電圧を入力とするバッファアンプとを選択的に構成す
る差動増幅器とを実装することができる回路基板を備え
ているものであり、第１の抵抗を設ければ電流電圧変換
が可能になるから、第１の抵抗の有無によって電圧出力
と電流出力とのセンサに対応することが可能になる。ま
た、増幅器は第２の抵抗によって増幅率が設定されるか
ら、センサの出力の変化範囲と差動増幅器の出力電圧の
変化範囲とに応じて増幅率を設定することにより、出力
の変化範囲が異なるセンサに対して第２の抵抗を適宜に
選択するだけで差動増幅器の出力電圧の変化範囲を所望
範囲に設定することができる。しかも、差動増幅器によ
ってオフセット回路を構成すれば出力電圧のオフセット
電圧を調整することによって、出力電圧の変化範囲を調
整することができる。つまり、センサの出力形式や出力
の変化範囲が異なっていても、１種類の回路基板に実装
する部品を変更するだけで、差動増幅器の出力電圧の変
化範囲を所望の範囲に設定することができるのであっ
て、多種類の回路基板を在庫する場合に比較すると在庫
管理が容易になり、また多品種の回路基板を作成する場
合に比較して製造が容易になるという利点を有するので
ある。
【００３６】請求項２の発明では、センサは検知対象の
変化に応じた電圧出力を発生し、センサの出力電圧の変
化範囲と差動増幅器の出力電圧の規定の変化範囲とに基
づいて選択した第２の抵抗を備える上記増幅器と、増幅
率を１倍に設定する抵抗およびオフセット電圧を調整す
る可変抵抗器を上記差動増幅器に接続することにより構
成したオフセット回路とを上記回路基板に実装している
のであって、入力部に第１の抵抗を設けず、増幅器と差
動増幅器とを回路基板に実装するとともに、差動増幅器
によってオフセット回路を構成している。したがって、
センサの出力電圧の変化範囲に応じて第２の抵抗を選択
することで増幅器の増幅率を設定することができ、また
オフセット回路を構成する可変抵抗器を調整することに
よってオフセット電圧を調整することができ、センサの
出力電圧の範囲にかかわらず、差動増幅器の出力電圧を
所望範囲に設定することができるという利点がある。
変化に応じた電圧出力を発生し、センサの出力電圧の変
化範囲と差動増幅器の出力電圧の規定の変化範囲とに基
づいて選択した第２の抵抗を備える上記増幅器と、増幅
率を１倍に設定する抵抗およびオフセット電圧を調整す
る可変抵抗器を上記差動増幅器に接続することにより構
成したオフセット回路とを上記回路基板に実装している
のであって、入力部に第１の抵抗を設けず、増幅器と差
動増幅器とを回路基板に実装するとともに、差動増幅器
によってオフセット回路を構成している。したがって、
センサの出力電圧の変化範囲に応じて第２の抵抗を選択
することで増幅器の増幅率を設定することができ、また
オフセット回路を構成する可変抵抗器を調整することに
よってオフセット電圧を調整することができ、センサの
出力電圧の範囲にかかわらず、差動増幅器の出力電圧を
所望範囲に設定することができるという利点がある。
【００３７】請求項３の発明では、センサの出力極性と
は逆極性の電圧を入力端子間に印加する電圧発生手段
と、上記電圧発生手段と入力端子との間に挿入された第
３の抵抗とを入力部に設け、オフセット回路では差動増
幅器の出力電圧の規定の変化範囲のうちの一部範囲をセ
ンサの出力電圧の変化範囲に対応付けるとともに、入力
端子間に上記電圧発生手段の電圧が印加されたときの出
力電圧が残りの変化範囲内の値となるようにオフセット
電圧を設定しているのであって、オフセット電圧を適宜
に設定することによって差動増幅器の出力電圧の変化範
囲の一部をセンサの出力電圧の変化範囲に対応付けるか
ら、差動増幅器の出力電圧の変化範囲の残りの部分は他
の情報を出力するために用いることができるという利点
がある。ここに、入力端子間には第３の抵抗を介してセ
ンサの出力電圧の極性とは逆極性の電圧を電圧発生手段
によって印加しているから、センサが断線したりセンサ
が接続されていないときには、電圧発生手段の電圧が増
幅器に印加されることによってオフセット回路からはセ
ンサの出力電圧の変化範囲に対応する電圧とは異なる電
圧を出力させることができる。すなわち、オフセット回
路の出力電圧によってセンサの出力の変化を検出するこ
とができるのはもちろんのこと、センサが断線したりセ
ンサが接続されていなかったりすることを検出すること
ができるという効果を奏する。
は逆極性の電圧を入力端子間に印加する電圧発生手段
と、上記電圧発生手段と入力端子との間に挿入された第
３の抵抗とを入力部に設け、オフセット回路では差動増
幅器の出力電圧の規定の変化範囲のうちの一部範囲をセ
ンサの出力電圧の変化範囲に対応付けるとともに、入力
端子間に上記電圧発生手段の電圧が印加されたときの出
力電圧が残りの変化範囲内の値となるようにオフセット
電圧を設定しているのであって、オフセット電圧を適宜
に設定することによって差動増幅器の出力電圧の変化範
囲の一部をセンサの出力電圧の変化範囲に対応付けるか
ら、差動増幅器の出力電圧の変化範囲の残りの部分は他
の情報を出力するために用いることができるという利点
がある。ここに、入力端子間には第３の抵抗を介してセ
ンサの出力電圧の極性とは逆極性の電圧を電圧発生手段
によって印加しているから、センサが断線したりセンサ
が接続されていないときには、電圧発生手段の電圧が増
幅器に印加されることによってオフセット回路からはセ
ンサの出力電圧の変化範囲に対応する電圧とは異なる電
圧を出力させることができる。すなわち、オフセット回
路の出力電圧によってセンサの出力の変化を検出するこ
とができるのはもちろんのこと、センサが断線したりセ
ンサが接続されていなかったりすることを検出すること
ができるという効果を奏する。
【００３８】請求項４の発明では、電圧発生手段と第３
の抵抗とは外部信号によりオンオフされるスイッチ要素
を介して入力端子に接続されるのであって、スイッチ要
素をオンにしたときには請求項２と同様に機能し、スイ
ッチ要素をオフにすれば電圧発生手段の出力電圧が入力
端子間に印加されないからセンサの断線やセンサの未接
続の検査が行なわれないことになる。すなわち、外部信
号によりスイッチ要素をオンオフさせることによって、
センサの断線や未接続の検査を行なうか否かを選択する
ことができる。その結果、オフセット回路の出力電圧が
センサの出力電圧に対応する変化範囲を逸脱していると
きに、スイッチ要素のオンオフによってセンサの断線や
未接続が原因であるか別の原因であるかを容易に判別す
ることができるという利点がある。
の抵抗とは外部信号によりオンオフされるスイッチ要素
を介して入力端子に接続されるのであって、スイッチ要
素をオンにしたときには請求項２と同様に機能し、スイ
ッチ要素をオフにすれば電圧発生手段の出力電圧が入力
端子間に印加されないからセンサの断線やセンサの未接
続の検査が行なわれないことになる。すなわち、外部信
号によりスイッチ要素をオンオフさせることによって、
センサの断線や未接続の検査を行なうか否かを選択する
ことができる。その結果、オフセット回路の出力電圧が
センサの出力電圧に対応する変化範囲を逸脱していると
きに、スイッチ要素のオンオフによってセンサの断線や
未接続が原因であるか別の原因であるかを容易に判別す
ることができるという利点がある。
【００３９】請求項５の発明では、センサは検知対象の
変化に応じた電流出力を発生し、センサの出力電流の変
化範囲と差動増幅器の出力電圧の規定の変化範囲とに基
づいて選択され入力端子間に接続した第１の抵抗と、差
動増幅器の出力端と反転入力端とを直結するとともに非
反転入力端に第１の抵抗の両端電圧を印加することによ
り構成したバッファアンプとを上記回路基板に実装して
いるのであって、入力部に第１の抵抗を設けることによ
って電流電圧変換を行ない、かつ第１の抵抗を適宜に選
択することによって、センサの出力の変化範囲と差動増
幅器の出力電圧の規定の変化範囲とを対応付けることが
できる。また、第１の抵抗によって差動増幅器の出力電
圧を調節することができるから増幅器は不要になる。差
動増幅器は第１の抵抗の両端電圧に対応する電圧を出力
するから、入力インピーダンスを高くするためにバッフ
ァアンプを構成している。このように、第１の抵抗およ
び差動増幅器を回路基板に実装することによって電流出
力のセンサに対応することができるという利点を有す
る。その結果、第１の抵抗を適宜に設定すればセンサの
出力電流の変化範囲が異なっていても差動増幅器からの
出力電圧の変化範囲を所望範囲に設定することができる
のである。
変化に応じた電流出力を発生し、センサの出力電流の変
化範囲と差動増幅器の出力電圧の規定の変化範囲とに基
づいて選択され入力端子間に接続した第１の抵抗と、差
動増幅器の出力端と反転入力端とを直結するとともに非
反転入力端に第１の抵抗の両端電圧を印加することによ
り構成したバッファアンプとを上記回路基板に実装して
いるのであって、入力部に第１の抵抗を設けることによ
って電流電圧変換を行ない、かつ第１の抵抗を適宜に選
択することによって、センサの出力の変化範囲と差動増
幅器の出力電圧の規定の変化範囲とを対応付けることが
できる。また、第１の抵抗によって差動増幅器の出力電
圧を調節することができるから増幅器は不要になる。差
動増幅器は第１の抵抗の両端電圧に対応する電圧を出力
するから、入力インピーダンスを高くするためにバッフ
ァアンプを構成している。このように、第１の抵抗およ
び差動増幅器を回路基板に実装することによって電流出
力のセンサに対応することができるという利点を有す
る。その結果、第１の抵抗を適宜に設定すればセンサの
出力電流の変化範囲が異なっていても差動増幅器からの
出力電圧の変化範囲を所望範囲に設定することができる
のである。
【図１】実施形態１を示す回路図である。
【図２】実施形態１の使用例を示す回路図である。
【図３】実施形態１の使用例を示す回路図である。
【図４】実施形態２を示す回路図である。
【図５】実施形態２の使用例を示す回路図である。
１ 入力部 ２ バッファアンプ ３ 第１の増幅器 ４ 第２の増幅器 ＯＰ1 〜ＯＰ3 オペアンプ Ｒ1 電流電圧変換用の抵抗 Ｒ2 抵抗 Ｒ5 ，Ｒ6 増幅率を決定する抵抗 Ｒ8 ，Ｒ9 抵抗 Ｓ センサ Ｔ1 ，Ｔ2 入力端子 ＶＲ1 オフセット電圧調整用の可変抵抗器 ＴＲ1 トランジスタ
Claims (5)
- 【請求項１】 センサの出力の変化範囲を所定の電圧範
囲に変換して出力するセンサ用入力回路であって、セン
サが接続される入力端子間に電流電圧変換用の第１の抵
抗が選択的に接続される入力部と、入力端子間の電圧を
増幅するとともに増幅率に応じて選択される第２の抵抗
を備えた増幅器と、増幅器の出力にオフセット電圧を加
算するオフセット回路と入力端子間の電圧を入力とする
バッファアンプとを選択的に構成する差動増幅器とを実
装することができる回路基板を備えて成ることを特徴と
するセンサ用入力回路。 - 【請求項２】 センサは検知対象の変化に応じた電圧出
力を発生し、センサの出力電圧の変化範囲と差動増幅器
の出力電圧の規定の変化範囲とに基づいて選択した第２
の抵抗を備える上記増幅器と、増幅率を１倍に設定する
抵抗およびオフセット電圧を調整する可変抵抗器を上記
差動増幅器に接続することにより構成したオフセット回
路とを上記回路基板に実装したことを特徴とする請求項
１記載のセンサ用入力回路。 - 【請求項３】 センサの出力極性とは逆極性の電圧を入
力端子間に印加する電圧発生手段と、上記電圧発生手段
と入力端子との間に挿入された第３の抵抗とを入力部に
設け、オフセット回路では差動増幅器の出力電圧の規定
の変化範囲のうちの一部範囲をセンサの出力電圧の変化
範囲に対応付けるとともに、入力端子間に上記電圧発生
手段の電圧が印加されたときの出力電圧が残りの変化範
囲内の値となるようにオフセット電圧を設定しているこ
とを特徴とする請求項２記載のセンサ用入力回路。 - 【請求項４】 電圧発生手段と第３の抵抗とは外部信号
によりオンオフされるスイッチ要素を介して入力端子に
接続されることを特徴とする請求項３記載のセンサ用入
力回路。 - 【請求項５】 センサは検知対象の変化に応じた電流出
力を発生し、センサの出力電流の変化範囲と差動増幅器
の出力電圧の規定の変化範囲とに基づいて選択され入力
端子間に接続した第１の抵抗と、差動増幅器の出力端と
反転入力端とを直結するとともに非反転入力端に第１の
抵抗の両端電圧を印加するように構成したバッファアン
プとを上記回路基板に実装したことを特徴とする請求項
１記載のセンサ用入力回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7297204A JPH09138141A (ja) | 1995-11-15 | 1995-11-15 | センサ用入力回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7297204A JPH09138141A (ja) | 1995-11-15 | 1995-11-15 | センサ用入力回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09138141A true JPH09138141A (ja) | 1997-05-27 |
Family
ID=17843537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7297204A Pending JPH09138141A (ja) | 1995-11-15 | 1995-11-15 | センサ用入力回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09138141A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009069167A (ja) * | 2002-11-08 | 2009-04-02 | Denso Corp | ガス濃度検出装置 |
| US7868623B2 (en) | 2007-06-04 | 2011-01-11 | Seiko Epson Corporation | Detection circuit, physical quantity measurement circuit, physical quantity measurement device, and electronic instrument |
| CN109073478A (zh) * | 2016-04-13 | 2018-12-21 | 微软技术许可有限责任公司 | 换能器测量 |
| DE10352064B4 (de) * | 2002-11-08 | 2019-10-31 | Denso Corporation | Gaskonzentrationsmessgerät mit hohem Auflösungsvermögen |
| KR20210001664A (ko) * | 2019-06-28 | 2021-01-06 | 한국생산기술연구원 | 센서데이터 스마트 송수신기 및 센서데이터 스마트 송수신 방법 |
-
1995
- 1995-11-15 JP JP7297204A patent/JPH09138141A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009069167A (ja) * | 2002-11-08 | 2009-04-02 | Denso Corp | ガス濃度検出装置 |
| DE10352064B4 (de) * | 2002-11-08 | 2019-10-31 | Denso Corporation | Gaskonzentrationsmessgerät mit hohem Auflösungsvermögen |
| US7868623B2 (en) | 2007-06-04 | 2011-01-11 | Seiko Epson Corporation | Detection circuit, physical quantity measurement circuit, physical quantity measurement device, and electronic instrument |
| CN109073478A (zh) * | 2016-04-13 | 2018-12-21 | 微软技术许可有限责任公司 | 换能器测量 |
| CN109073478B (zh) * | 2016-04-13 | 2020-07-24 | 微软技术许可有限责任公司 | 换能器测量 |
| KR20210001664A (ko) * | 2019-06-28 | 2021-01-06 | 한국생산기술연구원 | 센서데이터 스마트 송수신기 및 센서데이터 스마트 송수신 방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040420 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040831 |