JPH09210830A - 圧力検出装置 - Google Patents
圧力検出装置Info
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- JPH09210830A JPH09210830A JP8013794A JP1379496A JPH09210830A JP H09210830 A JPH09210830 A JP H09210830A JP 8013794 A JP8013794 A JP 8013794A JP 1379496 A JP1379496 A JP 1379496A JP H09210830 A JPH09210830 A JP H09210830A
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- clamp
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- pressure detecting
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- 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
- G01L9/04—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 resistance-strain gauges
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D3/00—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
- G01D3/08—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups with provision for safeguarding the apparatus, e.g. against abnormal operation, against breakdown
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
- G01L19/08—Means for indicating or recording, e.g. for remote indication
Abstract
(57)【要約】
【課題】 異常な圧力が印加されてフェイルモードとな
ったことを確実に検知することができる圧力検出装置を
提供することである。 【解決手段】 圧力検出部に印加されている圧力を検出
して増幅回路により増幅して出力する圧力検出装置であ
る。最終段の増幅回路５がクランプ回路１１，１２を備
える。上記増幅回路５から出力する出力信号Ｖｏｕｔが
予め定めた上限値と下限値との間を外れると、上記クラ
ンプ回路１１，１２が上記圧力信号を上限値または下限
値にクランプする。圧力検出部に予め定められた値を越
える圧力が印加されて圧力検出部が破壊されてフェイル
モードとなると、上記クランプ回路１１，１２を構成し
ている回路の一部Ｒ２４，１４，Ｒ２６が切断されて上
記クランプ回路１１，１２のクランプ動作が解除され、
上記増幅回路５の出力が上限値および下限値を越える値
を取る。この値からフェイルモードの発生を知る。
ったことを確実に検知することができる圧力検出装置を
提供することである。 【解決手段】 圧力検出部に印加されている圧力を検出
して増幅回路により増幅して出力する圧力検出装置であ
る。最終段の増幅回路５がクランプ回路１１，１２を備
える。上記増幅回路５から出力する出力信号Ｖｏｕｔが
予め定めた上限値と下限値との間を外れると、上記クラ
ンプ回路１１，１２が上記圧力信号を上限値または下限
値にクランプする。圧力検出部に予め定められた値を越
える圧力が印加されて圧力検出部が破壊されてフェイル
モードとなると、上記クランプ回路１１，１２を構成し
ている回路の一部Ｒ２４，１４，Ｒ２６が切断されて上
記クランプ回路１１，１２のクランプ動作が解除され、
上記増幅回路５の出力が上限値および下限値を越える値
を取る。この値からフェイルモードの発生を知る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、検出圧力の出力値
が予め与えられた上限値もしくは下限値を越えると検出
圧力の出力値を上限値もしくは下限値にクランプする機
能を有するとともに、検出圧力の異常発生時には出力値
が上限値を越える電位もしくは下限値よりもさらに低い
電位の信号を出力する圧力検出装置に関する。
が予め与えられた上限値もしくは下限値を越えると検出
圧力の出力値を上限値もしくは下限値にクランプする機
能を有するとともに、検出圧力の異常発生時には出力値
が上限値を越える電位もしくは下限値よりもさらに低い
電位の信号を出力する圧力検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、圧力検出装置としては、圧力
検出部に印加されている圧力を圧力センサで検出し、該
圧力センサの出力を増幅器で増幅して最終段の増幅器か
ら圧力信号を取り出すようにしたものが知られている。
かかる圧力検出装置において、その出力を利用して各種
の制御や表示を行なう場合、例えば圧力表示計器等の表
示範囲に対応して、最終段の増幅器にクランプ回路を設
けて出力電圧の範囲を制限するようにしたものがある。
すなわち、最終段の増幅器から出力する出力電圧の大き
さが予め定めた上限値を越えたときには上記出力電圧を
該上限値にクランプし、また、最終段の増幅手段から出
力する出力電圧の大きさが予め定められた下限値よりも
小さくなったときには上記出力電圧を該下限値にクラン
プする。
検出部に印加されている圧力を圧力センサで検出し、該
圧力センサの出力を増幅器で増幅して最終段の増幅器か
ら圧力信号を取り出すようにしたものが知られている。
かかる圧力検出装置において、その出力を利用して各種
の制御や表示を行なう場合、例えば圧力表示計器等の表
示範囲に対応して、最終段の増幅器にクランプ回路を設
けて出力電圧の範囲を制限するようにしたものがある。
すなわち、最終段の増幅器から出力する出力電圧の大き
さが予め定めた上限値を越えたときには上記出力電圧を
該上限値にクランプし、また、最終段の増幅手段から出
力する出力電圧の大きさが予め定められた下限値よりも
小さくなったときには上記出力電圧を該下限値にクラン
プする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のように最終段の
増幅器にクランプ回路を設けて出力電圧の範囲を制限す
るようにした従来の圧力検出装置では、例えば予め定め
られた値を越える大きい圧力が印加されて該圧力検出装
置自体に故障が生じる等の事態が発生した場合でも、最
終段の増幅器の出力電圧はクランプ回路により上限値も
しくは下限値に制限されるだけであるので、圧力検出装
置に異常が発生したことを検出することができないとい
う問題があった。
増幅器にクランプ回路を設けて出力電圧の範囲を制限す
るようにした従来の圧力検出装置では、例えば予め定め
られた値を越える大きい圧力が印加されて該圧力検出装
置自体に故障が生じる等の事態が発生した場合でも、最
終段の増幅器の出力電圧はクランプ回路により上限値も
しくは下限値に制限されるだけであるので、圧力検出装
置に異常が発生したことを検出することができないとい
う問題があった。
【０００４】本発明はかかる従来の圧力検出装置におけ
る問題を解消するためになされたものであって、第１の
目的は、自身の故障を確実に検出することができる圧力
検出装置を提供することである。
る問題を解消するためになされたものであって、第１の
目的は、自身の故障を確実に検出することができる圧力
検出装置を提供することである。
【０００５】本発明の第２の目的は、上記第１の目的に
加えて、さらに信頼性の高い圧力検出装置を提供するこ
とである。
加えて、さらに信頼性の高い圧力検出装置を提供するこ
とである。
【０００６】本発明の第３の目的は、上記第１および第
２の目的に加えて、設計の自由度の高い圧力検出装置を
提供することである。
２の目的に加えて、設計の自由度の高い圧力検出装置を
提供することである。
【０００７】本発明の第４の目的は、フェイルモードを
確実に検出することができる加速度検出装置として使用
することができる圧力検出装置を提供することである。
確実に検出することができる加速度検出装置として使用
することができる圧力検出装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１にかかる発明
は、圧力検出部に印加されている圧力を検出して増幅手
段により増幅し、最終段の増幅手段から出力する出力信
号が予め定めた上限値と下限値との間を外れたときに、
上記圧力信号を上限値または下限値にクランプするクラ
ンプ手段を備えた圧力検出装置において、上記圧力検出
部に予め定められた値を越える圧力が印加されてフェイ
ルモードとなる異常発生時に上記クランプ手段のクラン
プを解除するようにしたことを特徴とする。
は、圧力検出部に印加されている圧力を検出して増幅手
段により増幅し、最終段の増幅手段から出力する出力信
号が予め定めた上限値と下限値との間を外れたときに、
上記圧力信号を上限値または下限値にクランプするクラ
ンプ手段を備えた圧力検出装置において、上記圧力検出
部に予め定められた値を越える圧力が印加されてフェイ
ルモードとなる異常発生時に上記クランプ手段のクラン
プを解除するようにしたことを特徴とする。
【０００９】請求項２にかかる発明は、請求項１に記載
の圧力検出装置において、上記クランプ手段の一部が上
記圧力検出部に形成され、上記異常発生時にクランプ手
段の一部を切断して上記クランプを解除するようにした
ことを特徴とする。
の圧力検出装置において、上記クランプ手段の一部が上
記圧力検出部に形成され、上記異常発生時にクランプ手
段の一部を切断して上記クランプを解除するようにした
ことを特徴とする。
【００１０】請求項３にかかる発明は、請求項２に記載
の圧力検出装置において、上記圧力検出部が半導体ダイ
ヤフラムであり、異常発生時に該半導体ダイヤフラムが
破壊されて上記クランプが解除されることを特徴とす
る。
の圧力検出装置において、上記圧力検出部が半導体ダイ
ヤフラムであり、異常発生時に該半導体ダイヤフラムが
破壊されて上記クランプが解除されることを特徴とす
る。
【００１１】請求項４にかかる発明は、請求項１に記載
の圧力検出装置において、上記異常発生を検出する異常
発生検出手段を備え、異常発生時に該異常発生検出手段
から出力するクランプ解除信号を上記クランプ手段に供
給するようにしたことを特徴とする。
の圧力検出装置において、上記異常発生を検出する異常
発生検出手段を備え、異常発生時に該異常発生検出手段
から出力するクランプ解除信号を上記クランプ手段に供
給するようにしたことを特徴とする。
【００１２】請求項５にかかる発明は、請求項４に記載
の圧力検出装置において、上記異常発生検出手段が上記
異常発生時に切断される抵抗を有する抵抗回路と該抵抗
回路より比較電圧が供給されるコンパレータにより構成
されていることを特徴とする。
の圧力検出装置において、上記異常発生検出手段が上記
異常発生時に切断される抵抗を有する抵抗回路と該抵抗
回路より比較電圧が供給されるコンパレータにより構成
されていることを特徴とする。
【００１３】請求項６にかかる発明は、請求項５に記載
の圧力検出装置において、上記抵抗回路が半導体ダイヤ
フラム上に形成されていることを特徴とする。
の圧力検出装置において、上記抵抗回路が半導体ダイヤ
フラム上に形成されていることを特徴とする。
【００１４】請求項７にかかる発明は、請求項４に記載
の圧力検出装置において、上記異常発生検出手段が最終
段の増幅手段の前段の増幅手段の出力信号により上記異
常発生を検出し、上記クランプ手段にクランプ解除信号
を供給するようにしたことを特徴とする。
の圧力検出装置において、上記異常発生検出手段が最終
段の増幅手段の前段の増幅手段の出力信号により上記異
常発生を検出し、上記クランプ手段にクランプ解除信号
を供給するようにしたことを特徴とする。
【００１５】請求項８にかかる発明は、請求項１から７
のいずれか一に記載の圧力検出装置において、圧力検出
部に印加される圧力が加速度に基づく圧力であることを
特徴とする。
のいずれか一に記載の圧力検出装置において、圧力検出
部に印加される圧力が加速度に基づく圧力であることを
特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下に、添付の図面を参照して本
発明の実施の形態を説明する。
発明の実施の形態を説明する。
【００１７】発明の実施の形態１ 本発明の実施の形態１にかかる圧力検出装置の全体構成
を図１に示す。該圧力検出装置は、圧力検出部としての
圧力センサ１および該圧力センサ１の出力を増幅する４
段の増幅回路２〜５からなる。上記圧力センサ１は、後
に図３および図４を参照して説明する半導体ダイヤフラ
ム６のダイヤフラム部分６ａ上に抵抗ブリッジ回路７を
構成してなるものである。上記半導体ダイヤフラム６の
ダイヤフラム部分６ａに圧力が印加されて変形し、半導
体ダイヤフラム６のダイヤフラム部分６ａに応力が発生
すると、その応力の大きさに対応して上記抵抗ブリッジ
回路７の各辺の抵抗Ｒ１ないしＲ４の抵抗値が変化し、
上記圧力センサ１は印加された圧力に対応する信号を出
力する。増幅回路２は演算増幅器ＯＰ１と抵抗Ｒ５〜Ｒ
８とにより構成された非反転増幅器であり、上記抵抗ブ
リッジ回路７の抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との接続点ＪＡの電
位を増幅する。一方、増幅回路３は演算増幅器ＯＰ２と
抵抗Ｒ９，Ｒ１０とにより構成され、上記抵抗ブリッジ
回路７の抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４との接続点ＪＢの電位と上
記増幅回路２の出力との差を増幅する。増幅回路４は演
算増幅器ＯＰ３と抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４とにより構成され
た反転増幅器であり、増幅回路４は演算増幅器ＯＰ４と
抵抗Ｒ１７，Ｒ１８とで構成された反転増幅器である。
最終段の増幅回路５を構成している演算増幅器ＯＰ４の
具体的な回路構成を図２に示す。
を図１に示す。該圧力検出装置は、圧力検出部としての
圧力センサ１および該圧力センサ１の出力を増幅する４
段の増幅回路２〜５からなる。上記圧力センサ１は、後
に図３および図４を参照して説明する半導体ダイヤフラ
ム６のダイヤフラム部分６ａ上に抵抗ブリッジ回路７を
構成してなるものである。上記半導体ダイヤフラム６の
ダイヤフラム部分６ａに圧力が印加されて変形し、半導
体ダイヤフラム６のダイヤフラム部分６ａに応力が発生
すると、その応力の大きさに対応して上記抵抗ブリッジ
回路７の各辺の抵抗Ｒ１ないしＲ４の抵抗値が変化し、
上記圧力センサ１は印加された圧力に対応する信号を出
力する。増幅回路２は演算増幅器ＯＰ１と抵抗Ｒ５〜Ｒ
８とにより構成された非反転増幅器であり、上記抵抗ブ
リッジ回路７の抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との接続点ＪＡの電
位を増幅する。一方、増幅回路３は演算増幅器ＯＰ２と
抵抗Ｒ９，Ｒ１０とにより構成され、上記抵抗ブリッジ
回路７の抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４との接続点ＪＢの電位と上
記増幅回路２の出力との差を増幅する。増幅回路４は演
算増幅器ＯＰ３と抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４とにより構成され
た反転増幅器であり、増幅回路４は演算増幅器ＯＰ４と
抵抗Ｒ１７，Ｒ１８とで構成された反転増幅器である。
最終段の増幅回路５を構成している演算増幅器ＯＰ４の
具体的な回路構成を図２に示す。
【００１８】図２において、トランジスタＱ１ないしＱ
１３、抵抗Ｒ２１ないしＲ２４、定電流源Ｉ１，Ｉ２、
コンデンサＣ１，Ｃ２により構成される回路は演算増幅
器ＯＰ４を構成している。該演算増幅器ＯＰ４のｎｐｎ
型の出力トランジスタＱ１３は、そのエミッタがアース
に接続され、そのコレクタと電源ラインＶｃｃとの間に
抵抗Ｒ２３と抵抗Ｒ２４とが直列に接続されている。こ
れら抵抗Ｒ２３と抵抗Ｒ２４とは上記トランジスタＱ１
３の負荷抵抗を構成しており、その接続点８が上記演算
増幅器ＯＰ４の出力端子９に接続されている。上記抵抗
Ｒ２４と出力トランジスタＱ１３は、上記演算増幅器Ｏ
Ｐ４の出力端子９から出力する出力電圧Ｖｏｕｔを下限
クランプ値ＶＬにクランプする下限クランプ回路１１を
構成している。
１３、抵抗Ｒ２１ないしＲ２４、定電流源Ｉ１，Ｉ２、
コンデンサＣ１，Ｃ２により構成される回路は演算増幅
器ＯＰ４を構成している。該演算増幅器ＯＰ４のｎｐｎ
型の出力トランジスタＱ１３は、そのエミッタがアース
に接続され、そのコレクタと電源ラインＶｃｃとの間に
抵抗Ｒ２３と抵抗Ｒ２４とが直列に接続されている。こ
れら抵抗Ｒ２３と抵抗Ｒ２４とは上記トランジスタＱ１
３の負荷抵抗を構成しており、その接続点８が上記演算
増幅器ＯＰ４の出力端子９に接続されている。上記抵抗
Ｒ２４と出力トランジスタＱ１３は、上記演算増幅器Ｏ
Ｐ４の出力端子９から出力する出力電圧Ｖｏｕｔを下限
クランプ値ＶＬにクランプする下限クランプ回路１１を
構成している。
【００１９】トランジスタＱ２１ないしＱ２４、抵抗Ｒ
２５ないしＲ２８は、上記演算増幅器ＯＰ４の出力端子
９から出力する出力電圧Ｖｏｕｔを上限クランプ値ＶＵ
にクランプする上限クランプ回路１２を構成している。
該上限クランプ回路１２において、抵抗Ｒ２５およびＲ
２６は上記上限クランプ値ＶＵを決定するための抵抗で
ある。上記抵抗Ｒ２５とＲ２６とは電源ラインＶｃｃと
アースとの間に直列に接続されている。上記抵抗Ｒ２５
とＲ２６との接続点１３にはｎｐｎ型のトランジスタＱ
２１のベースが接続されている。該トランジスタＱ２１
は、そのコレクタが電源ラインＶｃｃに接続され、その
エミッタがｐｎｐ型のトランジスタＱ２２のエミッタに
接続されている。該トランジスタＱ２２は、そのベース
がｐｎｐ型のトランジスタＱ２３のベースおよびトラン
ジスタＱ２２のコレクタに接続され、該トランジスタＱ
２２のコレクタとアースとの間には抵抗Ｒ２７が接続さ
れている。上記トランジスタＱ２３は、そのコレクタと
アースとの間に抵抗Ｒ２８が接続され、そのエミッタが
ｎｐｎ型のトランジスタＱ２４のエミッタに接続されて
いる。該トランジスタＱ２４は、そのベースおよびコレ
クタが接続線１４により上記出力端子９に接続されてい
る。
２５ないしＲ２８は、上記演算増幅器ＯＰ４の出力端子
９から出力する出力電圧Ｖｏｕｔを上限クランプ値ＶＵ
にクランプする上限クランプ回路１２を構成している。
該上限クランプ回路１２において、抵抗Ｒ２５およびＲ
２６は上記上限クランプ値ＶＵを決定するための抵抗で
ある。上記抵抗Ｒ２５とＲ２６とは電源ラインＶｃｃと
アースとの間に直列に接続されている。上記抵抗Ｒ２５
とＲ２６との接続点１３にはｎｐｎ型のトランジスタＱ
２１のベースが接続されている。該トランジスタＱ２１
は、そのコレクタが電源ラインＶｃｃに接続され、その
エミッタがｐｎｐ型のトランジスタＱ２２のエミッタに
接続されている。該トランジスタＱ２２は、そのベース
がｐｎｐ型のトランジスタＱ２３のベースおよびトラン
ジスタＱ２２のコレクタに接続され、該トランジスタＱ
２２のコレクタとアースとの間には抵抗Ｒ２７が接続さ
れている。上記トランジスタＱ２３は、そのコレクタと
アースとの間に抵抗Ｒ２８が接続され、そのエミッタが
ｎｐｎ型のトランジスタＱ２４のエミッタに接続されて
いる。該トランジスタＱ２４は、そのベースおよびコレ
クタが接続線１４により上記出力端子９に接続されてい
る。
【００２０】本発明の実施の形態１では、図３および図
４に示すように、半導体ダイヤフラム６の上に図２の増
幅回路５を形成し、その演算増幅器ＯＰ４の出力トラン
ジスタＱ１３のコレクタに接続された抵抗Ｒ２４を半導
体ダイヤフラム６のダイヤフラム部分６ａの上に形成す
るとともに、上限クランプ回路１１のトランジスタＱ２
４のコレクタと出力端子９との間の接続線１４も半導体
ダイヤフラム６の上記ダイヤフラム部分６ａの上に形成
するようにしている。上記半導体ダイヤフラム６は、四
角形状の半導体基板の中心から一定の半径を有する領域
の厚みを、その外側の部分よりも薄く形成し、ダイヤフ
ラム部分６ａを形成したものである。上記半導体ダイヤ
フラム６にはまた、そのダイヤフラム部分６ａの上に、
既に図１において説明した抵抗ブリッジ回路７の各辺の
抵抗Ｒ１〜Ｒ４が形成されている。
４に示すように、半導体ダイヤフラム６の上に図２の増
幅回路５を形成し、その演算増幅器ＯＰ４の出力トラン
ジスタＱ１３のコレクタに接続された抵抗Ｒ２４を半導
体ダイヤフラム６のダイヤフラム部分６ａの上に形成す
るとともに、上限クランプ回路１１のトランジスタＱ２
４のコレクタと出力端子９との間の接続線１４も半導体
ダイヤフラム６の上記ダイヤフラム部分６ａの上に形成
するようにしている。上記半導体ダイヤフラム６は、四
角形状の半導体基板の中心から一定の半径を有する領域
の厚みを、その外側の部分よりも薄く形成し、ダイヤフ
ラム部分６ａを形成したものである。上記半導体ダイヤ
フラム６にはまた、そのダイヤフラム部分６ａの上に、
既に図１において説明した抵抗ブリッジ回路７の各辺の
抵抗Ｒ１〜Ｒ４が形成されている。
【００２１】このような構成において、上記半導体ダイ
ヤフラム６のダイヤフラム部分６ａにそれが破壊される
ことがない所定範囲内の圧力が印加されるノーマルモー
ドでは、上記ダイヤフラム部分６ａに印加される圧力に
比例して、上記演算増幅器ＯＰ４の出力端子９から出力
する出力電圧Ｖｏｕｔはリニアに上昇する。該出力電圧
Ｖｏｕｔが上限クランプ回路１１の上限クランプ電圧Ｖ
Ｕを規定する抵抗Ｒ２５とＲ２６との接続点１３の電位
Ｖａに達すると、次に説明するように、上限クランプ回
路１２のトランジスタＱ２４がオンし、上記出力電圧Ｖ
ｏｕｔは上記電位Ｖａにクランプされる。
ヤフラム６のダイヤフラム部分６ａにそれが破壊される
ことがない所定範囲内の圧力が印加されるノーマルモー
ドでは、上記ダイヤフラム部分６ａに印加される圧力に
比例して、上記演算増幅器ＯＰ４の出力端子９から出力
する出力電圧Ｖｏｕｔはリニアに上昇する。該出力電圧
Ｖｏｕｔが上限クランプ回路１１の上限クランプ電圧Ｖ
Ｕを規定する抵抗Ｒ２５とＲ２６との接続点１３の電位
Ｖａに達すると、次に説明するように、上限クランプ回
路１２のトランジスタＱ２４がオンし、上記出力電圧Ｖ
ｏｕｔは上記電位Ｖａにクランプされる。
【００２２】上記上限クランプ回路１２において、ｎｐ
ｎ型のトランジスタＱ２１のエミッタの電位はそのベー
スの電位Ｖａから該トランジスタＱ２１のベース・エミ
ッタ電圧（ＶBE）を引いた値（Ｖａ−ＶBE）に等しい。
一方、２つのｐｎｐ型のトランジスタＱ２２，Ｑ２３は
そのベースが互いに接続されているので、これらトラン
ジスタＱ２２およびトランジスタＱ２３のベース・エミ
ッタ電圧（ＶBE）が等しいときには、上記トランジスタ
Ｑ２２のエミッタの電位と上記トランジスタＱ２３のエ
ミッタの電位とは互いに等しい。また、上記トランジス
タＱ２３のエミッタとトランジスタＱ２４のエミッタと
は互いに接続されている。よって、上記トランジスタＱ
２４のエミッタの電位はトランジスタＱ２１のエミッタ
の電位に等しく（Ｖａ−ＶBE）である。したがって、上
記トランジスタＱ２２のベース・エミッタ電圧（ＶBE）
が上記トランジスタＱ２３のベース・エミッタ電圧（Ｖ
BE）に等しいとき、上記演算増幅器ＯＰ４の出力電圧Ｖ
ｏｕｔが上記トランジスタＱ２１のベース電位Ｖａを越
えると、上記トランジスタＱ２４がオンする。これによ
り、上記演算増幅器ＯＰ４の出力電圧Ｖｏｕｔは上記電
位Ｖａにクランプされることになる。
ｎ型のトランジスタＱ２１のエミッタの電位はそのベー
スの電位Ｖａから該トランジスタＱ２１のベース・エミ
ッタ電圧（ＶBE）を引いた値（Ｖａ−ＶBE）に等しい。
一方、２つのｐｎｐ型のトランジスタＱ２２，Ｑ２３は
そのベースが互いに接続されているので、これらトラン
ジスタＱ２２およびトランジスタＱ２３のベース・エミ
ッタ電圧（ＶBE）が等しいときには、上記トランジスタ
Ｑ２２のエミッタの電位と上記トランジスタＱ２３のエ
ミッタの電位とは互いに等しい。また、上記トランジス
タＱ２３のエミッタとトランジスタＱ２４のエミッタと
は互いに接続されている。よって、上記トランジスタＱ
２４のエミッタの電位はトランジスタＱ２１のエミッタ
の電位に等しく（Ｖａ−ＶBE）である。したがって、上
記トランジスタＱ２２のベース・エミッタ電圧（ＶBE）
が上記トランジスタＱ２３のベース・エミッタ電圧（Ｖ
BE）に等しいとき、上記演算増幅器ＯＰ４の出力電圧Ｖ
ｏｕｔが上記トランジスタＱ２１のベース電位Ｖａを越
えると、上記トランジスタＱ２４がオンする。これによ
り、上記演算増幅器ＯＰ４の出力電圧Ｖｏｕｔは上記電
位Ｖａにクランプされることになる。
【００２３】上記とは逆に、半導体ダイヤフラム６の上
記ダイヤフラム部分６ａに印加される圧力が低下する
と、上記演算増幅器ＯＰ４の出力トランジスタＱ１３に
流れるコレクタ電流が増加し、それに応じて上記演算増
幅器ＯＰ４の出力端子９から出力する出力電圧はリニア
に低下する。上記圧力がさらに低下し、上記出力トラン
ジスタＱ１３が線形動作領域から飽和領域に入ると、上
記出力電圧Ｖｏｕｔは下限クランプ回路１１の抵抗Ｒ２
４に流れる電流と上記出力トランジスタＱ１３のコレク
タ飽和電圧（ＶCES）により決まる下限クランプ値ＶＬ
にクランプされる。
記ダイヤフラム部分６ａに印加される圧力が低下する
と、上記演算増幅器ＯＰ４の出力トランジスタＱ１３に
流れるコレクタ電流が増加し、それに応じて上記演算増
幅器ＯＰ４の出力端子９から出力する出力電圧はリニア
に低下する。上記圧力がさらに低下し、上記出力トラン
ジスタＱ１３が線形動作領域から飽和領域に入ると、上
記出力電圧Ｖｏｕｔは下限クランプ回路１１の抵抗Ｒ２
４に流れる電流と上記出力トランジスタＱ１３のコレク
タ飽和電圧（ＶCES）により決まる下限クランプ値ＶＬ
にクランプされる。
【００２４】上記半導体ダイヤフラム６のダイヤフラム
部分６ａにそれが耐えることができる限度を越える大き
い圧力が印加されて上記ダイヤフラム部分６ａが破壊さ
れてフェイルモードとなり、その上に形成されている上
記演算増幅器ＯＰ４の出力トランジスタＱ１３の負荷抵
抗Ｒ２４および上限クランプ回路１２の接続線１４が切
断されたとする。該接続線１４の切断により、上記演算
増幅器ＯＰ４の出力電圧Ｖｏｕｔに対して上限クランプ
回路１２のクランプ機能が機能しなくなる。また、上記
出力トランジスタＱ１３の負荷抵抗Ｒ２４の切断によ
り、出力端子９から見た外部のインピーダンスが無限大
の場合、演算増幅器ＯＰ４の出力電圧Ｖｏｕｔは抵抗Ｒ
２３により電源ラインＶｃｃの電圧（以下、電源電圧と
記す。）Ｖｃｃとほぼ等しくなる。このとき、上記演算
増幅器ＯＰ４のフィードバック抵抗Ｒ１８を上記抵抗Ｒ
２３に対して十分大きく取っておけば、上記演算増幅器
ＯＰ４の出力電圧Ｖｏｕｔは、上限クランプ値ＶＵを越
える電位を保持しようとする。
部分６ａにそれが耐えることができる限度を越える大き
い圧力が印加されて上記ダイヤフラム部分６ａが破壊さ
れてフェイルモードとなり、その上に形成されている上
記演算増幅器ＯＰ４の出力トランジスタＱ１３の負荷抵
抗Ｒ２４および上限クランプ回路１２の接続線１４が切
断されたとする。該接続線１４の切断により、上記演算
増幅器ＯＰ４の出力電圧Ｖｏｕｔに対して上限クランプ
回路１２のクランプ機能が機能しなくなる。また、上記
出力トランジスタＱ１３の負荷抵抗Ｒ２４の切断によ
り、出力端子９から見た外部のインピーダンスが無限大
の場合、演算増幅器ＯＰ４の出力電圧Ｖｏｕｔは抵抗Ｒ
２３により電源ラインＶｃｃの電圧（以下、電源電圧と
記す。）Ｖｃｃとほぼ等しくなる。このとき、上記演算
増幅器ＯＰ４のフィードバック抵抗Ｒ１８を上記抵抗Ｒ
２３に対して十分大きく取っておけば、上記演算増幅器
ＯＰ４の出力電圧Ｖｏｕｔは、上限クランプ値ＶＵを越
える電位を保持しようとする。
【００２５】このことを具体的に数値を挙げて説明する
と、例えば、上記フィードバック抵抗Ｒ１８の抵抗値が
２００ｋΩ、抵抗Ｒ２３の抵抗値が５ｋΩ、電源電圧Ｖ
ｃｃが５Ｖで、上記演算増幅器ＯＰ４の非反転入力端子
の電位が２．５Ｖの場合、上記出力電圧Ｖｏｕｔは電源
電圧Ｖｃｃ＝５Ｖから上記抵抗Ｒ２３およびフィードバ
ック抵抗Ｒ１８を通り、上記演算増幅器ＯＰ４の反転入
力端子の電位が２．５Ｖとなるような電流により決ま
る。この場合、上記電流は（５−２．５）／（２００×
１０3＋５×１０3）≒１２．２μＡとなり、出力電圧Ｖ
ｏｕｔはＶｃｃ＝５Ｖよりも５ｋΩ×１２．２μＡ＝６
１ｍＶ低下した、４．９３９Ｖとなる。したがって、上
限クランプ値ＶＵが例えば４．５ボルトに設定されてい
るときに、上記演算増幅器ＯＰ４から該上限クランプ値
ＶＵを越える上記出力電圧Ｖｏｕｔが出力すると、半導
体ダイヤフラム６のダイヤフラム部分６ａが破壊された
ことを知ることができる。
と、例えば、上記フィードバック抵抗Ｒ１８の抵抗値が
２００ｋΩ、抵抗Ｒ２３の抵抗値が５ｋΩ、電源電圧Ｖ
ｃｃが５Ｖで、上記演算増幅器ＯＰ４の非反転入力端子
の電位が２．５Ｖの場合、上記出力電圧Ｖｏｕｔは電源
電圧Ｖｃｃ＝５Ｖから上記抵抗Ｒ２３およびフィードバ
ック抵抗Ｒ１８を通り、上記演算増幅器ＯＰ４の反転入
力端子の電位が２．５Ｖとなるような電流により決ま
る。この場合、上記電流は（５−２．５）／（２００×
１０3＋５×１０3）≒１２．２μＡとなり、出力電圧Ｖ
ｏｕｔはＶｃｃ＝５Ｖよりも５ｋΩ×１２．２μＡ＝６
１ｍＶ低下した、４．９３９Ｖとなる。したがって、上
限クランプ値ＶＵが例えば４．５ボルトに設定されてい
るときに、上記演算増幅器ＯＰ４から該上限クランプ値
ＶＵを越える上記出力電圧Ｖｏｕｔが出力すると、半導
体ダイヤフラム６のダイヤフラム部分６ａが破壊された
ことを知ることができる。
【００２６】上記発明の実施の形態１では、図２の抵抗
Ｒ２４と上限クランプ回路１２の接続線１４を半導体ダ
イヤフラム６のダイヤフラム部分６ａに形成したが、図
２の上記抵抗Ｒ２４と上限クランプ回路１２の抵抗Ｒ２
６を上記半導体ダイヤフラム６のダイヤフラム部分６ａ
に形成するようにしてもよい。このようにすれば、上記
半導体ダイヤフラム６のダイヤフラム部分６ａが破損
し、抵抗Ｒ２４および抵抗Ｒ２６が切断されると、上限
クランプ回路１２の上限クランプ値ＶＵが電源電圧Ｖｃ
ｃとなり、上限クランプ回路１２が機能しなくなる。こ
れにより、上記接続線１４の切断により上限クランプ回
路１２が機能しなくなった場合と同様に、上記半導体ダ
イヤフラム６のダイヤフラム部分６ａが破損し、抵抗Ｒ
２４および抵抗Ｒ２６が切断されると、上記演算増幅器
ＯＰ４の出力電圧Ｖｏｕｔが上限クランプ値ＶＵを越
え、それにより半導体ダイヤフラム６のダイヤフラム部
分６ａが破壊されたことを知ることができる。
Ｒ２４と上限クランプ回路１２の接続線１４を半導体ダ
イヤフラム６のダイヤフラム部分６ａに形成したが、図
２の上記抵抗Ｒ２４と上限クランプ回路１２の抵抗Ｒ２
６を上記半導体ダイヤフラム６のダイヤフラム部分６ａ
に形成するようにしてもよい。このようにすれば、上記
半導体ダイヤフラム６のダイヤフラム部分６ａが破損
し、抵抗Ｒ２４および抵抗Ｒ２６が切断されると、上限
クランプ回路１２の上限クランプ値ＶＵが電源電圧Ｖｃ
ｃとなり、上限クランプ回路１２が機能しなくなる。こ
れにより、上記接続線１４の切断により上限クランプ回
路１２が機能しなくなった場合と同様に、上記半導体ダ
イヤフラム６のダイヤフラム部分６ａが破損し、抵抗Ｒ
２４および抵抗Ｒ２６が切断されると、上記演算増幅器
ＯＰ４の出力電圧Ｖｏｕｔが上限クランプ値ＶＵを越
え、それにより半導体ダイヤフラム６のダイヤフラム部
分６ａが破壊されたことを知ることができる。
【００２７】発明の実施の形態２ 発明の実施の形態２にかかる圧力検出装置の最終段の増
幅回路５ａを図５に示す。上記増幅回路５ａは、図２に
おいて説明した発明の実施の形態１における増幅回路５
において、異常信号発生回路２１と、該異常信号発生回
路２１の出力によりオン、オフが制御されるｎｐｎ型の
トランジスタＱ３１およびｎｐｎ型のトランジスタＱ３
２を設けたものである。上記異常信号発生回路２１は、
フェイルモード時に、異常信号を上記トランジスタＱ３
１およびＱ３２に供給し、トランジスタＱ３１により下
限クランプ回路１１を構成している抵抗Ｒ２４の両端を
短絡する一方、トランジスタＱ３２により抵抗Ｒ２５の
両端を短絡して上限クランプ回路１２の機能を停止させ
るようにしたものである。
幅回路５ａを図５に示す。上記増幅回路５ａは、図２に
おいて説明した発明の実施の形態１における増幅回路５
において、異常信号発生回路２１と、該異常信号発生回
路２１の出力によりオン、オフが制御されるｎｐｎ型の
トランジスタＱ３１およびｎｐｎ型のトランジスタＱ３
２を設けたものである。上記異常信号発生回路２１は、
フェイルモード時に、異常信号を上記トランジスタＱ３
１およびＱ３２に供給し、トランジスタＱ３１により下
限クランプ回路１１を構成している抵抗Ｒ２４の両端を
短絡する一方、トランジスタＱ３２により抵抗Ｒ２５の
両端を短絡して上限クランプ回路１２の機能を停止させ
るようにしたものである。
【００２８】上記トランジスタＱ３１は、そのエミッタ
が上記出力トランジスタＱ１３のコレクタに接続され、
そのコレクタが抵抗Ｒ２３と抵抗Ｒ２４との接続点８に
接続され、また、そのベースには上記異常信号発生回路
２１から異常信号が供給される。いま一つの上記トラン
ジスタＱ３２は、そのエミッタが上記抵抗Ｒ２５と抵抗
Ｒ２６との接続点１３に接続され、そのコレクタが上記
電源Ｖｃｃに接続され、また、そのベースには上記異常
信号発生回路２１から異常信号が供給される。なお、図
５において図２に対応する部分には対応する符号を付し
て示し、重複した説明は省略する。
が上記出力トランジスタＱ１３のコレクタに接続され、
そのコレクタが抵抗Ｒ２３と抵抗Ｒ２４との接続点８に
接続され、また、そのベースには上記異常信号発生回路
２１から異常信号が供給される。いま一つの上記トラン
ジスタＱ３２は、そのエミッタが上記抵抗Ｒ２５と抵抗
Ｒ２６との接続点１３に接続され、そのコレクタが上記
電源Ｖｃｃに接続され、また、そのベースには上記異常
信号発生回路２１から異常信号が供給される。なお、図
５において図２に対応する部分には対応する符号を付し
て示し、重複した説明は省略する。
【００２９】上記異常信号発生回路２１は、図６に示す
ように、コンパレータＣＰ１と抵抗Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃお
よびＲｄから構成されている。上記コンパレータＣＰ１
の非反転入力端子は、電源Ｖｃｃとアースとの間に直列
に接続した抵抗Ｒａと抵抗Ｒｂとの接続点２２に接続し
ている。また上記コンパレータＣＰ１の反転入力端子
は、電源Ｖｃｃとアースとの間に直列に接続した抵抗Ｒ
ｃと抵抗Ｒｄとの接続点２３に接続している。そして、
図７に示すように、図６の異常信号発生回路２１の４つ
の抵抗Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｄのうち、抵抗Ｒｂを半導
体ダイヤフラム６のダイヤフラム部分６ａ上に形成して
いる。上記異常信号発生回路２１において、上記コンパ
レータＣＰ１の反転入力端子および非反転入力端子にそ
れぞれ供給される電圧をＶｂおよびＶｃとすると、これ
ら電圧ＶｂおよびＶｃは、Ｖｃｃ＞Ｖｂ＞Ｖｃを満足す
るように、上記抵抗Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｄの抵抗値が
設定される。なお、上記異常信号発生回路２１のコンパ
レータＣＰ１および抵抗Ｒｃ，Ｒｄは、図７のように半
導体ダイヤフラム６の外に形成されていても、また、該
半導体ダイヤフラム６の上に形成されていてもよい。ま
た、図７では図示されていないが、半導体ダイヤフラム
６のダイヤフラム部分６ａ上には、図３の抵抗ブリッジ
回路７が形成される。
ように、コンパレータＣＰ１と抵抗Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃお
よびＲｄから構成されている。上記コンパレータＣＰ１
の非反転入力端子は、電源Ｖｃｃとアースとの間に直列
に接続した抵抗Ｒａと抵抗Ｒｂとの接続点２２に接続し
ている。また上記コンパレータＣＰ１の反転入力端子
は、電源Ｖｃｃとアースとの間に直列に接続した抵抗Ｒ
ｃと抵抗Ｒｄとの接続点２３に接続している。そして、
図７に示すように、図６の異常信号発生回路２１の４つ
の抵抗Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｄのうち、抵抗Ｒｂを半導
体ダイヤフラム６のダイヤフラム部分６ａ上に形成して
いる。上記異常信号発生回路２１において、上記コンパ
レータＣＰ１の反転入力端子および非反転入力端子にそ
れぞれ供給される電圧をＶｂおよびＶｃとすると、これ
ら電圧ＶｂおよびＶｃは、Ｖｃｃ＞Ｖｂ＞Ｖｃを満足す
るように、上記抵抗Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｄの抵抗値が
設定される。なお、上記異常信号発生回路２１のコンパ
レータＣＰ１および抵抗Ｒｃ，Ｒｄは、図７のように半
導体ダイヤフラム６の外に形成されていても、また、該
半導体ダイヤフラム６の上に形成されていてもよい。ま
た、図７では図示されていないが、半導体ダイヤフラム
６のダイヤフラム部分６ａ上には、図３の抵抗ブリッジ
回路７が形成される。
【００３０】以上に説明した発明の実施の形態２におい
て、半導体ダイヤフラム６のダイヤフラム部分６ａに通
常の圧力が印加され、上記圧力検出装置が正常に動作し
ているノーマルモードのときには、上記したＶｃｃ＞Ｖ
ｂ＞Ｖｃの関係により、上記異常信号発生回路２１のコ
ンパレータＣＰ１の出力は「Ｌ」である。したがって、
抵抗Ｒ２４に接続されたトランジスタＱ３１および抵抗
Ｒ２５に接続されたトランジスタＱ３２はいずれもオフ
である。よって、上記半導体ダイヤフラム６のダイヤフ
ラム部分６ａにそれが破壊されることがない所定範囲内
の圧力が印加されるノーマルモードの場合の図５の増幅
回路５ａは、発明の実施の形態１で説明した図２の増幅
回路５と全く同様の動作を行う。
て、半導体ダイヤフラム６のダイヤフラム部分６ａに通
常の圧力が印加され、上記圧力検出装置が正常に動作し
ているノーマルモードのときには、上記したＶｃｃ＞Ｖ
ｂ＞Ｖｃの関係により、上記異常信号発生回路２１のコ
ンパレータＣＰ１の出力は「Ｌ」である。したがって、
抵抗Ｒ２４に接続されたトランジスタＱ３１および抵抗
Ｒ２５に接続されたトランジスタＱ３２はいずれもオフ
である。よって、上記半導体ダイヤフラム６のダイヤフ
ラム部分６ａにそれが破壊されることがない所定範囲内
の圧力が印加されるノーマルモードの場合の図５の増幅
回路５ａは、発明の実施の形態１で説明した図２の増幅
回路５と全く同様の動作を行う。
【００３１】上記半導体ダイヤフラム６のダイヤフラム
部分６ａにそれが耐えることができる限度を越える大き
い圧力が印加されて上記ダイヤフラム部分６ａが破壊さ
れてフェイルモードとなり、その上に形成されている上
記異常信号発生回路２１の抵抗Ｒｂが切断されたとす
る。該抵抗Ｒｂの切断により、上記異常信号発生回路２
１のコンパレータＣＰ１の非反転入力端子は抵抗Ｒａを
介して電源電圧Ｖｃｃに引き上げられ「Ｈ」となり、該
コンパレータＣＰ１からは「Ｈ」が出力する。したがっ
て、抵抗Ｒ２４に接続されたトランジスタＱ３１および
抵抗Ｒ２５に接続されたトランジスタＱ３２はいずれも
オンとなる。
部分６ａにそれが耐えることができる限度を越える大き
い圧力が印加されて上記ダイヤフラム部分６ａが破壊さ
れてフェイルモードとなり、その上に形成されている上
記異常信号発生回路２１の抵抗Ｒｂが切断されたとす
る。該抵抗Ｒｂの切断により、上記異常信号発生回路２
１のコンパレータＣＰ１の非反転入力端子は抵抗Ｒａを
介して電源電圧Ｖｃｃに引き上げられ「Ｈ」となり、該
コンパレータＣＰ１からは「Ｈ」が出力する。したがっ
て、抵抗Ｒ２４に接続されたトランジスタＱ３１および
抵抗Ｒ２５に接続されたトランジスタＱ３２はいずれも
オンとなる。
【００３２】上記トランジスタＱ３１のオンにより抵抗
Ｒ２４の両端が短絡され、増幅回路５ａの出力電圧Ｖｏ
ｕｔに対して下限クランプ回路１１のクランプ機能が解
除される。また、上記トランジスタＱ３２のオンによ
り、接続点１３の電位Ｖａが電源電位Ｖｃｃまで上昇
し、上記増幅回路５ａの出力電圧Ｖｏｕｔに対して上限
クランプ回路１２のクランプ機能が解除される。
Ｒ２４の両端が短絡され、増幅回路５ａの出力電圧Ｖｏ
ｕｔに対して下限クランプ回路１１のクランプ機能が解
除される。また、上記トランジスタＱ３２のオンによ
り、接続点１３の電位Ｖａが電源電位Ｖｃｃまで上昇
し、上記増幅回路５ａの出力電圧Ｖｏｕｔに対して上限
クランプ回路１２のクランプ機能が解除される。
【００３３】したがって、上記半導体ダイヤフラム６の
ダイヤフラム部分６ａが破損し、異常信号発生装置２１
の抵抗Ｒｂが切断されると、下限クランプ回路１１のク
ランプ機能および上限クランプ回路１２のクランプ機能
が解除される。このように、上記異常信号発生回路２１
の抵抗Ｒｂが切断すると、上記増幅回路５ａの出力電圧
Ｖｏｕｔが上限クランプ値ＶＵを越える値または下限ク
ランプ値ＶＬよりも小さい値を取る。このときの上記増
幅回路５ａの出力Ｖｏｕｔから半導体ダイヤフラム６の
ダイヤフラム部分６ａが破壊されたことを知ることがで
きる。
ダイヤフラム部分６ａが破損し、異常信号発生装置２１
の抵抗Ｒｂが切断されると、下限クランプ回路１１のク
ランプ機能および上限クランプ回路１２のクランプ機能
が解除される。このように、上記異常信号発生回路２１
の抵抗Ｒｂが切断すると、上記増幅回路５ａの出力電圧
Ｖｏｕｔが上限クランプ値ＶＵを越える値または下限ク
ランプ値ＶＬよりも小さい値を取る。このときの上記増
幅回路５ａの出力Ｖｏｕｔから半導体ダイヤフラム６の
ダイヤフラム部分６ａが破壊されたことを知ることがで
きる。
【００３４】以上に説明した本発明の実施の形態２にお
いて、半導体ダイヤフラム６のダイヤフラム部分６ａに
は、図８に示すように、図６の異常信号発生回路２１の
抵抗Ｒｃを形成するようにしてもよい。この場合も、上
記異常信号発生回路の抵抗Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｄは、
Ｖｃｃ＞Ｖｂ＞Ｖｃの関係を満たすように設定される。
いて、半導体ダイヤフラム６のダイヤフラム部分６ａに
は、図８に示すように、図６の異常信号発生回路２１の
抵抗Ｒｃを形成するようにしてもよい。この場合も、上
記異常信号発生回路の抵抗Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｄは、
Ｖｃｃ＞Ｖｂ＞Ｖｃの関係を満たすように設定される。
【００３５】上記の場合には、上記半導体ダイヤフラム
６のダイヤフラム部分６ａが破損し、異常信号発生装置
２１の抵抗Ｒｃが切断されると、該異常信号発生装置２
１のコンパレータＣＰ１の出力が「Ｌ」から「Ｈ」に反
転し、該コンパレータＣＰ１の出力に接続されている図
５のトランジスタＱ３１およびＱ３２がいずれもオンす
る。これにより、下限クランプ回路１１のクランプ機能
および上限クランプ回路１２のクランプ機能が解除さ
れ、上記増幅回路５ａの出力電圧Ｖｏｕｔが上限クラン
プ値ＶＵを越える値または下限クランプ値ＶＬよりも小
さい値を取ることができる。よって、このときの上記増
幅回路５ａの出力Ｖｏｕｔから半導体ダイヤフラム６の
ダイヤフラム部分６ａが破壊されたことを知ることがで
きる。
６のダイヤフラム部分６ａが破損し、異常信号発生装置
２１の抵抗Ｒｃが切断されると、該異常信号発生装置２
１のコンパレータＣＰ１の出力が「Ｌ」から「Ｈ」に反
転し、該コンパレータＣＰ１の出力に接続されている図
５のトランジスタＱ３１およびＱ３２がいずれもオンす
る。これにより、下限クランプ回路１１のクランプ機能
および上限クランプ回路１２のクランプ機能が解除さ
れ、上記増幅回路５ａの出力電圧Ｖｏｕｔが上限クラン
プ値ＶＵを越える値または下限クランプ値ＶＬよりも小
さい値を取ることができる。よって、このときの上記増
幅回路５ａの出力Ｖｏｕｔから半導体ダイヤフラム６の
ダイヤフラム部分６ａが破壊されたことを知ることがで
きる。
【００３６】図５の最終段の増幅回路５ａにおいて、下
限クランプ回路１１のクランプを解除するｎｐｎ型のト
ランジスタ３１および上限クランプ回路１２のクランプ
を解除するｎｐｎ型のトランジスタ３２に代えて、図９
に示すように、ｐｎｐ型のトランジスタＱ４１およびＱ
４２をそれぞれ用いることもできる。これらｐｎｐ型の
トランジスタＱ４１およびＱ４２をオン、オフさせる２
つの異常信号発生回路２１ａを図１０および図１１に示
す。
限クランプ回路１１のクランプを解除するｎｐｎ型のト
ランジスタ３１および上限クランプ回路１２のクランプ
を解除するｎｐｎ型のトランジスタ３２に代えて、図９
に示すように、ｐｎｐ型のトランジスタＱ４１およびＱ
４２をそれぞれ用いることもできる。これらｐｎｐ型の
トランジスタＱ４１およびＱ４２をオン、オフさせる２
つの異常信号発生回路２１ａを図１０および図１１に示
す。
【００３７】図１０の異常信号発生回路２１ａではＶｃ
ｃ＞Ｖｂ＞Ｖｃで、上記半導体ダイヤフラム６のダイヤ
フラム部分６ａが破損し、異常信号発生装置２１ａの抵
抗Ｒｂが切断されると、該異常信号発生装置２１ａのコ
ンパレータＣＰ２の出力が「Ｈ」から「Ｌ」に反転し、
該コンパレータＣＰ２の出力に接続されている図９の増
幅回路５ｂのトランジスタＱ４１およびＱ４２がいずれ
もオンする。これにより、下限クランプ回路１１のクラ
ンプ機能および上限クランプ回路１２のクランプ機能が
解除され、上記増幅回路５ｂの出力電圧Ｖｏｕｔが下限
クランプ値ＶＬよりも小さい値または上限クランプ値Ｖ
Ｕを越える値を取ることができる。このときの上記増幅
回路５ｂの出力Ｖｏｕｔから半導体ダイヤフラム６のダ
イヤフラム部分６ａが破壊されたことを知ることができ
る。
ｃ＞Ｖｂ＞Ｖｃで、上記半導体ダイヤフラム６のダイヤ
フラム部分６ａが破損し、異常信号発生装置２１ａの抵
抗Ｒｂが切断されると、該異常信号発生装置２１ａのコ
ンパレータＣＰ２の出力が「Ｈ」から「Ｌ」に反転し、
該コンパレータＣＰ２の出力に接続されている図９の増
幅回路５ｂのトランジスタＱ４１およびＱ４２がいずれ
もオンする。これにより、下限クランプ回路１１のクラ
ンプ機能および上限クランプ回路１２のクランプ機能が
解除され、上記増幅回路５ｂの出力電圧Ｖｏｕｔが下限
クランプ値ＶＬよりも小さい値または上限クランプ値Ｖ
Ｕを越える値を取ることができる。このときの上記増幅
回路５ｂの出力Ｖｏｕｔから半導体ダイヤフラム６のダ
イヤフラム部分６ａが破壊されたことを知ることができ
る。
【００３８】図１１の異常信号発生回路２１ａではＶｃ
ｃ＞Ｖｂ＞Ｖｃで、上記半導体ダイヤフラム６のダイヤ
フラム部分６ａが破損し、異常信号発生装置２１ａの抵
抗Ｒｃが切断されると、該異常信号発生装置２１ａのコ
ンパレータＣＰ２の出力が「Ｈ」から「Ｌ」に反転し、
該コンパレータＣＰ２の出力に接続されている図９の増
幅回路５ｂのトランジスタＱ４１およびＱ４２がいずれ
もオンする。これにより、下限クランプ回路１１のクラ
ンプ機能および上限クランプ回路１２のクランプ機能が
解除され、上記増幅回路５ｂの出力電圧Ｖｏｕｔが下限
クランプ値ＶＬよりも小さい値または上限クランプ値Ｖ
Ｕを越える値を取ることができる。このときの上記増幅
回路５ｂの出力Ｖｏｕｔから半導体ダイヤフラム６が破
壊されたことを知ることができる。
ｃ＞Ｖｂ＞Ｖｃで、上記半導体ダイヤフラム６のダイヤ
フラム部分６ａが破損し、異常信号発生装置２１ａの抵
抗Ｒｃが切断されると、該異常信号発生装置２１ａのコ
ンパレータＣＰ２の出力が「Ｈ」から「Ｌ」に反転し、
該コンパレータＣＰ２の出力に接続されている図９の増
幅回路５ｂのトランジスタＱ４１およびＱ４２がいずれ
もオンする。これにより、下限クランプ回路１１のクラ
ンプ機能および上限クランプ回路１２のクランプ機能が
解除され、上記増幅回路５ｂの出力電圧Ｖｏｕｔが下限
クランプ値ＶＬよりも小さい値または上限クランプ値Ｖ
Ｕを越える値を取ることができる。このときの上記増幅
回路５ｂの出力Ｖｏｕｔから半導体ダイヤフラム６が破
壊されたことを知ることができる。
【００３９】発明の実施の形態３ 発明の実施の形態３にかかる圧力検出装置の最終段の増
幅回路５ｃを図１２に示す。上記増幅回路５ｃは図５に
おいて説明した発明の実施の形態２における増幅回路５
ａにおいて、異常信号発生回路２１に代えて、図１３に
示す構成を有する異常信号発生回路２１ｂを設けたもの
である。なお、図１２において図５に対応する部分には
対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。
上記異常信号発生回路２１ｃは、第１図により説明した
圧力検出装置の上記最終段の増幅回路５の前段の増幅回
路４の演算増幅器ＯＰ３の出力信号Ｖｘが予め定められ
た範囲Ｖａ≧Ｖｘ≧Ｖｂを外れたことを検出すると、最
終段の増幅回路５ｃ（図１２参照）の下限クランプ回路
１１のクランプもしくは上限クランプ回路１２のクラン
プの解除を指令するクランプ解除信号を出力する。
幅回路５ｃを図１２に示す。上記増幅回路５ｃは図５に
おいて説明した発明の実施の形態２における増幅回路５
ａにおいて、異常信号発生回路２１に代えて、図１３に
示す構成を有する異常信号発生回路２１ｂを設けたもの
である。なお、図１２において図５に対応する部分には
対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。
上記異常信号発生回路２１ｃは、第１図により説明した
圧力検出装置の上記最終段の増幅回路５の前段の増幅回
路４の演算増幅器ＯＰ３の出力信号Ｖｘが予め定められ
た範囲Ｖａ≧Ｖｘ≧Ｖｂを外れたことを検出すると、最
終段の増幅回路５ｃ（図１２参照）の下限クランプ回路
１１のクランプもしくは上限クランプ回路１２のクラン
プの解除を指令するクランプ解除信号を出力する。
【００４０】上記異常信号発生回路２１ｂは、図１３に
示すように、圧力検出装置の最終段の増幅回路５ｃの前
段の増幅回路４の演算増幅器ＯＰ３の出力信号Ｖｘが入
力する２つのコンパレータＣＰ３，ＣＰ４および抵抗Ｒ
ｐ，Ｒｑ，Ｒｒからなる。上記コンパレータＣＰ３はそ
の非反転入力端子が上記演算増幅器ＯＰ３の出力端子に
接続され、その反転入力端子が電源ラインＶｃｃとアー
スとの間に直列に接続された上記抵抗Ｒｐ，Ｒｑ，Ｒｒ
のうちの抵抗Ｒｐと抵抗Ｒｑとの接続点３１に接続され
ている。いま一つのコンパレータＣＰ４はその反転入力
端子が上記演算増幅器ＯＰ３の出力端子に接続され、そ
の非反転入力端子が上記抵抗Ｒｑと抵抗Ｒｒとの接続点
３２に接続されている。
示すように、圧力検出装置の最終段の増幅回路５ｃの前
段の増幅回路４の演算増幅器ＯＰ３の出力信号Ｖｘが入
力する２つのコンパレータＣＰ３，ＣＰ４および抵抗Ｒ
ｐ，Ｒｑ，Ｒｒからなる。上記コンパレータＣＰ３はそ
の非反転入力端子が上記演算増幅器ＯＰ３の出力端子に
接続され、その反転入力端子が電源ラインＶｃｃとアー
スとの間に直列に接続された上記抵抗Ｒｐ，Ｒｑ，Ｒｒ
のうちの抵抗Ｒｐと抵抗Ｒｑとの接続点３１に接続され
ている。いま一つのコンパレータＣＰ４はその反転入力
端子が上記演算増幅器ＯＰ３の出力端子に接続され、そ
の非反転入力端子が上記抵抗Ｒｑと抵抗Ｒｒとの接続点
３２に接続されている。
【００４１】このような構成において、図１の半導体ダ
イヤフラム６のダイヤフラム部分６ａにそれが耐えるこ
とができる限度内の圧力が印加されており、図１３に示
す増幅回路４の上記出力信号ＶｘがＶａ≧Ｖｘ≧Ｖｂの
ときは、上記コンパレータＣＰ３の出力Ａおよびコンパ
レータＣＰ４の出力Ｂはいずれも「Ｌ」である。これに
より、図１２のｎｐｎ型のトランジスタＱ５１およびＱ
５２はいずれもオフである。したがって、図１２の最終
段の増幅回路５ｃは、下限クランプ回路１１および上限
クランプ回路１２の機能が停止することはなく、通常の
動作を行なう。
イヤフラム６のダイヤフラム部分６ａにそれが耐えるこ
とができる限度内の圧力が印加されており、図１３に示
す増幅回路４の上記出力信号ＶｘがＶａ≧Ｖｘ≧Ｖｂの
ときは、上記コンパレータＣＰ３の出力Ａおよびコンパ
レータＣＰ４の出力Ｂはいずれも「Ｌ」である。これに
より、図１２のｎｐｎ型のトランジスタＱ５１およびＱ
５２はいずれもオフである。したがって、図１２の最終
段の増幅回路５ｃは、下限クランプ回路１１および上限
クランプ回路１２の機能が停止することはなく、通常の
動作を行なう。
【００４２】一方、図１の半導体ダイヤフラム６のダイ
ヤフラム部分６ａにそれが耐えることができる限度を越
える大きい圧力が印加され、上記ダイヤフラム部分６ａ
が破壊されてフェイルモードとなったとき、図１３の増
幅回路４の出力ＶｘがＶｘ＞Ｖａとなった場合には、コ
ンパレータＣＰ３の出力Ａが「Ｈ」となり、コンパレー
タＣＰ４出力Ｂが「Ｌ」となる。これにより、図１２の
増幅回路５ｃのｎｐｎ型のトランジスタＱ５１がオンし
て下限クランプ回路１１の機能が解除されるが、ｎｐｎ
型のトランジスタＱ５２はオフであるから上限クランプ
回路１２の機能は解除されない。しかしながら、最終段
の増幅回路５ｃは反転増幅器の構成を有しているので、
最終段の増幅回路５ｃの出力Ｖｏｕｔは上記のように前
段の増幅回路４の出力ＶｘがＶｘ＞Ｖａとなると下限ク
ランプ値ＶＬを越えて低下することになる。したがっ
て、このときの上記増幅回路５ｃの出力Ｖｏｕｔから半
導体ダイヤフラム６が破壊されたことを知ることができ
る。
ヤフラム部分６ａにそれが耐えることができる限度を越
える大きい圧力が印加され、上記ダイヤフラム部分６ａ
が破壊されてフェイルモードとなったとき、図１３の増
幅回路４の出力ＶｘがＶｘ＞Ｖａとなった場合には、コ
ンパレータＣＰ３の出力Ａが「Ｈ」となり、コンパレー
タＣＰ４出力Ｂが「Ｌ」となる。これにより、図１２の
増幅回路５ｃのｎｐｎ型のトランジスタＱ５１がオンし
て下限クランプ回路１１の機能が解除されるが、ｎｐｎ
型のトランジスタＱ５２はオフであるから上限クランプ
回路１２の機能は解除されない。しかしながら、最終段
の増幅回路５ｃは反転増幅器の構成を有しているので、
最終段の増幅回路５ｃの出力Ｖｏｕｔは上記のように前
段の増幅回路４の出力ＶｘがＶｘ＞Ｖａとなると下限ク
ランプ値ＶＬを越えて低下することになる。したがっ
て、このときの上記増幅回路５ｃの出力Ｖｏｕｔから半
導体ダイヤフラム６が破壊されたことを知ることができ
る。
【００４３】上記フェイルモードにおいて、最終段の増
幅回路５ｃの前段の増幅回路４の出力ＶｘがＶｂ＞Ｖｘ
となった場合には、上記とは逆に、コンパレータＣＰ３
の出力Ａが「Ｌ」となり、コンパレータＣＰ４の出力Ｂ
が「Ｈ」となる。これにより、図１２のｎｐｎ型のトラ
ンジスタＱ５２がオンして上限クランプ回路１２の機能
は解除されるが、ｎｐｎ型のトランジスタＱ５１はオフ
であるから下限クランプ回路１１の機能は解除されな
い。しかし、上記したように、最終段の増幅回路５ｃは
反転増幅器の構成を有しているので、上記のように前段
の増幅回路５ｃの出力ＶｘがＶｂ＞Ｖｘとなると、最終
段の増幅回路５ｃの出力Ｖｏｕｔは上限クランプ値ＶＵ
を越えて上昇することになる。したがって、このときの
上記増幅回路５ｃの出力Ｖｏｕｔから半導体ダイヤフラ
ム６が破壊されたことを知ることができる。
幅回路５ｃの前段の増幅回路４の出力ＶｘがＶｂ＞Ｖｘ
となった場合には、上記とは逆に、コンパレータＣＰ３
の出力Ａが「Ｌ」となり、コンパレータＣＰ４の出力Ｂ
が「Ｈ」となる。これにより、図１２のｎｐｎ型のトラ
ンジスタＱ５２がオンして上限クランプ回路１２の機能
は解除されるが、ｎｐｎ型のトランジスタＱ５１はオフ
であるから下限クランプ回路１１の機能は解除されな
い。しかし、上記したように、最終段の増幅回路５ｃは
反転増幅器の構成を有しているので、上記のように前段
の増幅回路５ｃの出力ＶｘがＶｂ＞Ｖｘとなると、最終
段の増幅回路５ｃの出力Ｖｏｕｔは上限クランプ値ＶＵ
を越えて上昇することになる。したがって、このときの
上記増幅回路５ｃの出力Ｖｏｕｔから半導体ダイヤフラ
ム６が破壊されたことを知ることができる。
【００４４】以上に説明した本発明の実施の形態３にか
かる図１２の最終段の増幅回路５ｃでは、下限クランプ
回路１１の機能を停止させるトランジスタＱ５１および
上限クランプ回路１２の機能を停止させるトランジスタ
Ｑ５２はｎｐｎ型のものを用いたが、これらｎｐｎ型の
トランジスタＱ５１およびＱ５２に代えて、図１４に示
すように、ｐｎｐ型のトランジスタＱ６１およびＱ６２
を使用することもできる。この場合、異常信号発生回路
２１ｃは、図１５に示すように、最終段の増幅回路５ｄ
の前段の増幅回路４の出力端子がコンパレータＣＰ５の
反転入力端子およびいま一つのコンパレータＣＰ６の非
反転入力端子に接続される。また、上記コンパレータＣ
Ｐ５の非反転入力端子は抵抗ＲｐとＲｑとの接続点３１
に接続され、上記コンパレータＣＰ６の反転入力端子は
抵抗ＲｑとＲｒとの接続点３２に接続される。
かる図１２の最終段の増幅回路５ｃでは、下限クランプ
回路１１の機能を停止させるトランジスタＱ５１および
上限クランプ回路１２の機能を停止させるトランジスタ
Ｑ５２はｎｐｎ型のものを用いたが、これらｎｐｎ型の
トランジスタＱ５１およびＱ５２に代えて、図１４に示
すように、ｐｎｐ型のトランジスタＱ６１およびＱ６２
を使用することもできる。この場合、異常信号発生回路
２１ｃは、図１５に示すように、最終段の増幅回路５ｄ
の前段の増幅回路４の出力端子がコンパレータＣＰ５の
反転入力端子およびいま一つのコンパレータＣＰ６の非
反転入力端子に接続される。また、上記コンパレータＣ
Ｐ５の非反転入力端子は抵抗ＲｐとＲｑとの接続点３１
に接続され、上記コンパレータＣＰ６の反転入力端子は
抵抗ＲｑとＲｒとの接続点３２に接続される。
【００４５】図１４の増幅回路５ｄでは、図１の半導体
ダイヤフラム６のダイヤフラム部分６ａにそれが耐える
ことができる限度内の圧力が印加されており、上記前段
の増幅回路４の出力ＶｘがＶａ≧Ｖｘ≧Ｖｂのときは、
コンパレータＣＰ５の出力ＡおよびコンパレータＣＰ６
の出力Ｂはいずれも「Ｈ」である。このときは、図１４
のｐｎｐ型のトランジスタＱ６１およびＱ６２はいずれ
もオフである。したがって、図１４の最終段の増幅回路
５ｄは、下限クランプ回路１１および上限クランプ回路
１２の機能が停止することはなく、通常の動作を行な
う。
ダイヤフラム６のダイヤフラム部分６ａにそれが耐える
ことができる限度内の圧力が印加されており、上記前段
の増幅回路４の出力ＶｘがＶａ≧Ｖｘ≧Ｖｂのときは、
コンパレータＣＰ５の出力ＡおよびコンパレータＣＰ６
の出力Ｂはいずれも「Ｈ」である。このときは、図１４
のｐｎｐ型のトランジスタＱ６１およびＱ６２はいずれ
もオフである。したがって、図１４の最終段の増幅回路
５ｄは、下限クランプ回路１１および上限クランプ回路
１２の機能が停止することはなく、通常の動作を行な
う。
【００４６】図１の半導体ダイヤフラム６のダイヤフラ
ム部分６ａにそれが耐えることができる限度を越える大
きい圧力が印加されて上記ダイヤフラム部分６ａが破壊
されてフェイルモードとなったとき、最終段の増幅回路
５ｄの前段の増幅回路４の出力ＶｘがＶｘ＞Ｖａとなっ
た場合には、コンパレータＣＰ５の出力Ａが「Ｌ」とな
り、コンパレータＣＰ６の出力Ｂが「Ｈ」となる。これ
により、図１４の増幅回路５ｄのｐｎｐ型のトランジス
タＱ６１がオンして下限クランプ回路１１の機能が解除
されるが、ｐｎｐ型のトランジスタＱ６２はオフである
から上限クランプ回路１２の機能は解除されない。しか
しながら、最終段の増幅回路５ｄは反転増幅器の構成を
有しているので、最終段の増幅回路５ｄの出力Ｖｏｕｔ
は上記のように前段の増幅回路４の出力ＶｘがＶｘ＞Ｖ
ａとなると下限クランプ値ＶＬを越えて低下することに
なる。したがって、このときの上記増幅回路５ｄの出力
Ｖｏｕｔから半導体ダイヤフラム６のダイヤフラム部分
６ａが破壊されたことを知ることができる。
ム部分６ａにそれが耐えることができる限度を越える大
きい圧力が印加されて上記ダイヤフラム部分６ａが破壊
されてフェイルモードとなったとき、最終段の増幅回路
５ｄの前段の増幅回路４の出力ＶｘがＶｘ＞Ｖａとなっ
た場合には、コンパレータＣＰ５の出力Ａが「Ｌ」とな
り、コンパレータＣＰ６の出力Ｂが「Ｈ」となる。これ
により、図１４の増幅回路５ｄのｐｎｐ型のトランジス
タＱ６１がオンして下限クランプ回路１１の機能が解除
されるが、ｐｎｐ型のトランジスタＱ６２はオフである
から上限クランプ回路１２の機能は解除されない。しか
しながら、最終段の増幅回路５ｄは反転増幅器の構成を
有しているので、最終段の増幅回路５ｄの出力Ｖｏｕｔ
は上記のように前段の増幅回路４の出力ＶｘがＶｘ＞Ｖ
ａとなると下限クランプ値ＶＬを越えて低下することに
なる。したがって、このときの上記増幅回路５ｄの出力
Ｖｏｕｔから半導体ダイヤフラム６のダイヤフラム部分
６ａが破壊されたことを知ることができる。
【００４７】上記フェイルモードにおいて、最終段の増
幅回路５ｄの前段の増幅回路４の出力ＶｘがＶｂ＞Ｖｘ
となった場合には、上記とは逆に、コンパレータＣＰ５
の出力Ａが「Ｈ」となり、コンパレータＣＰ６の出力Ｂ
が「Ｌ」となる。これにより、図１４のｐｎｐ型のトラ
ンジスタＱ６２がオンして上限クランプ回路１２の機能
が解除されるが、ｐｎｐ型のトランジスタＱ６１はオフ
であるから下限クランプ回路１１の機能は解除されな
い。しかし、上記したように、最終段の増幅回路５ｄは
反転増幅器の構成を有しているので、上記のように前段
の増幅回路４の出力ＶｘがＶｂ＞Ｖｘとなると、最終段
の増幅回路５ｄの出力Ｖｏｕｔは上限クランプ値ＶＵを
越えて上昇することになる。したがって、このときの増
幅回路５ｄの出力Ｖｏｕｔから半導体ダイヤフラム６の
ダイヤフラム部分６ａが破壊されたことを知ることがで
きる。
幅回路５ｄの前段の増幅回路４の出力ＶｘがＶｂ＞Ｖｘ
となった場合には、上記とは逆に、コンパレータＣＰ５
の出力Ａが「Ｈ」となり、コンパレータＣＰ６の出力Ｂ
が「Ｌ」となる。これにより、図１４のｐｎｐ型のトラ
ンジスタＱ６２がオンして上限クランプ回路１２の機能
が解除されるが、ｐｎｐ型のトランジスタＱ６１はオフ
であるから下限クランプ回路１１の機能は解除されな
い。しかし、上記したように、最終段の増幅回路５ｄは
反転増幅器の構成を有しているので、上記のように前段
の増幅回路４の出力ＶｘがＶｂ＞Ｖｘとなると、最終段
の増幅回路５ｄの出力Ｖｏｕｔは上限クランプ値ＶＵを
越えて上昇することになる。したがって、このときの増
幅回路５ｄの出力Ｖｏｕｔから半導体ダイヤフラム６の
ダイヤフラム部分６ａが破壊されたことを知ることがで
きる。
【００４８】発明の実施の形態４ 以上に説明した発明の実施の形態１ないし３において説
明した各圧力検出装置は、図３および図４に２点鎖線で
示すように、半導体ダイヤフラム６のダイヤフラム部分
６ａ上に、加速度を検知する質量Ｍを配置することによ
り、加速度を検出することができる。
明した各圧力検出装置は、図３および図４に２点鎖線で
示すように、半導体ダイヤフラム６のダイヤフラム部分
６ａ上に、加速度を検知する質量Ｍを配置することによ
り、加速度を検出することができる。
【００４９】
【発明の効果】この発明は、以上に説明したように構成
されているので、以下に説明するような効果を奏する。
されているので、以下に説明するような効果を奏する。
【００５０】請求項１にかかる発明によれば、異常発生
時に圧力検出部に予め定められた値を越える圧力が印加
されてフェイルモードとなると、最終段の増幅手段のク
ランプが解除されるので、そのときの最終段の増幅手段
の出力からフェイルモードとなったことを知ることがで
きる。
時に圧力検出部に予め定められた値を越える圧力が印加
されてフェイルモードとなると、最終段の増幅手段のク
ランプが解除されるので、そのときの最終段の増幅手段
の出力からフェイルモードとなったことを知ることがで
きる。
【００５１】また、請求項２にかかる発明によれば、異
常発生時に圧力検出部が破壊されてクランプ手段の一部
が切断されて最終段の増幅手段のクランプが解除される
ので、請求項１にかかる発明の効果に加えて、圧力検出
部の破壊からフェイルモードを確実に知ることができ
る。
常発生時に圧力検出部が破壊されてクランプ手段の一部
が切断されて最終段の増幅手段のクランプが解除される
ので、請求項１にかかる発明の効果に加えて、圧力検出
部の破壊からフェイルモードを確実に知ることができ
る。
【００５２】さらにまた、請求項３にかかる発明によれ
ば、異常発生時に半導体ダイヤフラムが破壊されると、
その上に形成されたクランプ手段の一部が切断されて最
終段の増幅手段のクランプが解除されるので、請求項２
にかかる発明の効果に加えて、半導体ダイヤフラムの破
壊からフェイルモードを確実に知ることができる。
ば、異常発生時に半導体ダイヤフラムが破壊されると、
その上に形成されたクランプ手段の一部が切断されて最
終段の増幅手段のクランプが解除されるので、請求項２
にかかる発明の効果に加えて、半導体ダイヤフラムの破
壊からフェイルモードを確実に知ることができる。
【００５３】さらに、請求項４にかかる発明によれば、
異常発生時に異常発生検出手段からクランプ解除信号が
クランプ手段に供給されるので、請求項１にかかる発明
の効果に加えて、異常発生検出手段をクランプ回路とは
別に配置することができるので、圧力検出装置の設計の
自由度が高くなる。
異常発生時に異常発生検出手段からクランプ解除信号が
クランプ手段に供給されるので、請求項１にかかる発明
の効果に加えて、異常発生検出手段をクランプ回路とは
別に配置することができるので、圧力検出装置の設計の
自由度が高くなる。
【００５４】さらにまた、請求項５にかかる発明によれ
ば、コンパレータに供給される比較電圧を供給する抵抗
回路の一部を圧力検出部の外側に設けて比較電圧を自由
に設定できるので、請求項４にかかる発明の効果に加え
て、圧力検出装置の設計の自由度がより高くなるばかり
でなく、ユーザ側で圧力検出装置を設置する対象物に対
応して比較電圧を自由に設定できる。
ば、コンパレータに供給される比較電圧を供給する抵抗
回路の一部を圧力検出部の外側に設けて比較電圧を自由
に設定できるので、請求項４にかかる発明の効果に加え
て、圧力検出装置の設計の自由度がより高くなるばかり
でなく、ユーザ側で圧力検出装置を設置する対象物に対
応して比較電圧を自由に設定できる。
【００５５】さらにまた、請求項６にかかる発明によれ
ば、半導体ダイヤフラムに異常な圧力が印加されて破壊
されるとその上に形成されている抵抗回路の抵抗が切断
されるので、請求項５にかかる発明の効果に加えて、半
導体ダイヤフラムの破壊により確実にフェイルモードと
なったことを知ることができる。
ば、半導体ダイヤフラムに異常な圧力が印加されて破壊
されるとその上に形成されている抵抗回路の抵抗が切断
されるので、請求項５にかかる発明の効果に加えて、半
導体ダイヤフラムの破壊により確実にフェイルモードと
なったことを知ることができる。
【００５６】さらにまた、請求項７にかかる発明によれ
ば、異常発生検出手段が最終段の増幅手段の前段の増幅
手段の出力信号により上記異常発生を検出し、上記クラ
ンプ手段にクランプ解除信号を供給するようにしたの
で、請求項４にかかる発明の効果に加えて、圧力検出部
にその破壊を検出するために異常発生検出手段の回路の
一部を形成する必要がなく、圧力検出装置の設計の自由
度がさらに高くなる。
ば、異常発生検出手段が最終段の増幅手段の前段の増幅
手段の出力信号により上記異常発生を検出し、上記クラ
ンプ手段にクランプ解除信号を供給するようにしたの
で、請求項４にかかる発明の効果に加えて、圧力検出部
にその破壊を検出するために異常発生検出手段の回路の
一部を形成する必要がなく、圧力検出装置の設計の自由
度がさらに高くなる。
【００５７】さらにまた、請求項８にかかる発明によれ
ば、圧力検出部に印加される圧力が加速度に基づく圧力
であり、加速度が規定の値を越えると圧力検出部が破壊
されるので、規定の大きさを越える加速度の印加による
フェイルモードを検出することができる。
ば、圧力検出部に印加される圧力が加速度に基づく圧力
であり、加速度が規定の値を越えると圧力検出部が破壊
されるので、規定の大きさを越える加速度の印加による
フェイルモードを検出することができる。
【図１】 本発明の実施の形態１にかかる圧力検出装置
の全体構成を示す回路図である。
の全体構成を示す回路図である。
【図２】 本発明の実施の形態１にかかる図１の圧力検
出装置の最終段の増幅回路の具体的な回路図である。
出装置の最終段の増幅回路の具体的な回路図である。
【図３】 図１の圧力検出部を構成している半導体ダイ
ヤフラムの平面図である。
ヤフラムの平面図である。
【図４】 図３の半導体ダイヤフラムの厚み方向の断面
図である。
図である。
【図５】 本発明の実施の形態２にかかる圧力検出装置
の最終段の増幅回路の具体的な回路図である。
の最終段の増幅回路の具体的な回路図である。
【図６】 図５の増幅回路の下限クランプ回路および上
限クランプ回路に異常信号を供給する異常信号発生回路
の具体的な回路図である。
限クランプ回路に異常信号を供給する異常信号発生回路
の具体的な回路図である。
【図７】 半導体ダイヤフラムとその上に形成される図
６の異常信号発生回路の抵抗の一つの例を示す説明図で
ある。
６の異常信号発生回路の抵抗の一つの例を示す説明図で
ある。
【図８】 半導体ダイヤフラムとその上に形成される図
６の異常信号発生回路の抵抗のいま一つの例を示す説明
図である。
６の異常信号発生回路の抵抗のいま一つの例を示す説明
図である。
【図９】 本発明の実施の形態２にかかる圧力検出装置
のいま一つの最終段の増幅回路の具体的な回路図であ
る。
のいま一つの最終段の増幅回路の具体的な回路図であ
る。
【図１０】 半導体ダイヤフラムとその上に形成される
図９の異常信号発生回路の抵抗の一つの例を示す説明図
である。
図９の異常信号発生回路の抵抗の一つの例を示す説明図
である。
【図１１】 半導体ダイヤフラムとその上に形成される
図９の異常信号発生回路の抵抗のいま一つの例を示す説
明図である。
図９の異常信号発生回路の抵抗のいま一つの例を示す説
明図である。
【図１２】 本発明の実施の形態３にかかる圧力検出装
置の最終段の増幅回路の具体的な回路図である。
置の最終段の増幅回路の具体的な回路図である。
【図１３】 図１２の増幅回路の下限クランプ回路およ
び上限クランプ回路に異常信号を供給する異常信号発生
回路の具体的な回路図である。
び上限クランプ回路に異常信号を供給する異常信号発生
回路の具体的な回路図である。
【図１４】 本発明の実施の形態３にかかる圧力検出装
置のいま一つの最終段の増幅回路の具体的な回路図であ
る。
置のいま一つの最終段の増幅回路の具体的な回路図であ
る。
【図１５】 図１４の増幅回路の下限クランプ回路およ
び上限クランプ回路に異常信号を供給する異常信号発生
回路の具体的な回路図である。
び上限クランプ回路に異常信号を供給する異常信号発生
回路の具体的な回路図である。
１ 圧力センサ、２〜５ 増幅回路、５ａ〜５ｄ 増幅
回路、６ 半導体ダイヤフラム、６ａ ダイヤフラム部
分、７ 抵抗ブリッジ回路、８ 接続点、９ 出力端
子、１１ 下限クランプ回路、１２ 上限クランプ回
路、１３ 接続点、１４ 接続線、２１ 異常信号発生
回路、２１ａ〜２１ｃ 異常信号発生回路、２２，２３
接続点、３１，３２ 接続点、ＯＰ４ 演算増幅器、
Ｑ１〜Ｑ１３ トランジスタ、Ｑ２１〜Ｑ２４ トラン
ジスタ、Ｑ３１，Ｑ３２ トランジスタ、Ｑ４１，Ｑ４
２ トランジスタ、Ｑ５１，Ｑ５２ トランジスタ、Ｑ
６１，Ｑ６２ トランジスタ、Ｒ２４〜Ｒ２６ 抵抗、
Ｍ 質量
回路、６ 半導体ダイヤフラム、６ａ ダイヤフラム部
分、７ 抵抗ブリッジ回路、８ 接続点、９ 出力端
子、１１ 下限クランプ回路、１２ 上限クランプ回
路、１３ 接続点、１４ 接続線、２１ 異常信号発生
回路、２１ａ〜２１ｃ 異常信号発生回路、２２，２３
接続点、３１，３２ 接続点、ＯＰ４ 演算増幅器、
Ｑ１〜Ｑ１３ トランジスタ、Ｑ２１〜Ｑ２４ トラン
ジスタ、Ｑ３１，Ｑ３２ トランジスタ、Ｑ４１，Ｑ４
２ トランジスタ、Ｑ５１，Ｑ５２ トランジスタ、Ｑ
６１，Ｑ６２ トランジスタ、Ｒ２４〜Ｒ２６ 抵抗、
Ｍ 質量
Claims (8)
- 【請求項１】 圧力検出部に印加されている圧力を検出
して増幅手段により増幅し、最終段の増幅手段から出力
する出力信号が予め定めた上限値と下限値との間を外れ
たときに、上記圧力信号を上限値または下限値にクラン
プするクランプ手段を備えた圧力検出装置において、 上記圧力検出部に予め定められた値を越える圧力が印加
されてフェイルモードとなる異常発生時に上記クランプ
手段のクランプを解除するようにしたことを特徴とする
圧力検出装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の圧力検出装置におい
て、上記クランプ手段の一部が上記圧力検出部に形成さ
れ、上記異常発生時にクランプ手段の一部を切断して上
記クランプを解除するようにしたことを特徴とする圧力
検出装置。 - 【請求項３】 請求項２に記載の圧力検出装置におい
て、上記圧力検出部が半導体ダイヤフラムであり、異常
発生時に該半導体ダイヤフラムが破壊されて上記クラン
プが解除されることを特徴とする圧力検出装置。 - 【請求項４】 請求項１に記載の圧力検出装置におい
て、上記異常発生を検出する異常発生検出手段を備え、
異常発生時に該異常発生検出手段から出力するクランプ
解除信号を上記クランプ手段に供給するようにしたこと
を特徴とする圧力検出装置。 - 【請求項５】 請求項４に記載の圧力検出装置におい
て、上記異常発生検出手段が上記異常発生時に切断され
る抵抗を有する抵抗回路と該抵抗回路より比較電圧が供
給されるコンパレータにより構成されていることを特徴
とする圧力検出装置。 - 【請求項６】 請求項５に記載の圧力検出装置におい
て、上記抵抗回路が半導体ダイヤフラム上に形成されて
いることを特徴とする圧力検出装置。 - 【請求項７】 請求項４に記載の圧力検出装置におい
て、上記異常発生検出手段が最終段の増幅手段の前段の
増幅手段の出力信号により上記異常発生を検出し、上記
クランプ手段にクランプ解除信号を供給するようにした
ことを特徴とする圧力検出装置。 - 【請求項８】 請求項１から７のいずれか一に記載の圧
力検出装置において、圧力検出部に印加される圧力が加
速度に基づく圧力であることを特徴とする圧力検出装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8013794A JPH09210830A (ja) | 1996-01-30 | 1996-01-30 | 圧力検出装置 |
| US08/685,677 US5793297A (en) | 1996-01-30 | 1996-07-24 | Self-monitoring pressure detection apparatus and method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8013794A JPH09210830A (ja) | 1996-01-30 | 1996-01-30 | 圧力検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09210830A true JPH09210830A (ja) | 1997-08-15 |
Family
ID=11843164
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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