JPH11304623A - センサ出力の温度補償回路及び温度補償付きセンサ装置 - Google Patents
センサ出力の温度補償回路及び温度補償付きセンサ装置Info
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- JPH11304623A JPH11304623A JP11707298A JP11707298A JPH11304623A JP H11304623 A JPH11304623 A JP H11304623A JP 11707298 A JP11707298 A JP 11707298A JP 11707298 A JP11707298 A JP 11707298A JP H11304623 A JPH11304623 A JP H11304623A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 雰囲気温度に基づくセンサ出力の変化が、２
次関数的なものであってもより正確な温度補償を行うこ
とができるセンサ出力の温度補償回路及び温度補償を行
ったセンサ出力を得ることのできる温度補償付きセンサ
装置を提供する。 【解決手段】 温度補償信号発生手段６ａが雰囲気温度
に応じて２次関数的に変化をする温度補償信号を発生す
る。キャンセル手段６ｂが、温度補償信号と雰囲気温度
に依存して２次関数的に変化するセンサ出力との差をと
ってセンサ出力から雰囲気温度変化に基づくセンサ出力
の変化分を除去する。
次関数的なものであってもより正確な温度補償を行うこ
とができるセンサ出力の温度補償回路及び温度補償を行
ったセンサ出力を得ることのできる温度補償付きセンサ
装置を提供する。 【解決手段】 温度補償信号発生手段６ａが雰囲気温度
に応じて２次関数的に変化をする温度補償信号を発生す
る。キャンセル手段６ｂが、温度補償信号と雰囲気温度
に依存して２次関数的に変化するセンサ出力との差をと
ってセンサ出力から雰囲気温度変化に基づくセンサ出力
の変化分を除去する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はセンサ出力の温度補
償回路及び温度補償付きセンサ装置に係り、特に、セン
サ出力が雰囲気温度に依存して変化するセンサ回路の出
力を補償するセンサ出力の温度補償回路、及び雰囲気温
度に依存する変化分を除去したセンサ出力を得ることの
できる温度補償付きセンサ装置に関する。
償回路及び温度補償付きセンサ装置に係り、特に、セン
サ出力が雰囲気温度に依存して変化するセンサ回路の出
力を補償するセンサ出力の温度補償回路、及び雰囲気温
度に依存する変化分を除去したセンサ出力を得ることの
できる温度補償付きセンサ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のセンサ出力の温度補償回
路及び温度補償付きセンサ装置の一例として、特開昭６
１−２４３３３８号公報に記載された図３に示されたよ
うなものが知られている。
路及び温度補償付きセンサ装置の一例として、特開昭６
１−２４３３３８号公報に記載された図３に示されたよ
うなものが知られている。
【０００３】なお、出力が雰囲気温度に依存して変化す
るセンサとして、半導体の結晶に外力が作用すると、結
晶の電気抵抗が変化するというピエゾ抵抗効果を利用し
た半導体圧力センサがある。この半導体圧力センサは、
半導体基板をエッチングによって成形してダイヤフラム
を形成すると共にその上面にピエゾ抵抗を形成し、ダイ
ヤフラムに検知すべき気体や液体の圧力を作用させて変
形させるような構成となっている。例えば図４に示すよ
うに、ダイヤフラムＤが下向きの応力を受けると、ダイ
ヤフラムＤにはその中心部で圧縮応力が、エッジ部で引
張り応力がそれぞれ働くようになるので、図示のように
ダイヤフラム上面の中心部に配されたピエゾ抵抗１ａ−
２、１ａ−４の抵抗値は増加し、エッジ部に配されたピ
エゾ抵抗１ａ−１、１ａ−３の抵抗値は減少する。
るセンサとして、半導体の結晶に外力が作用すると、結
晶の電気抵抗が変化するというピエゾ抵抗効果を利用し
た半導体圧力センサがある。この半導体圧力センサは、
半導体基板をエッチングによって成形してダイヤフラム
を形成すると共にその上面にピエゾ抵抗を形成し、ダイ
ヤフラムに検知すべき気体や液体の圧力を作用させて変
形させるような構成となっている。例えば図４に示すよ
うに、ダイヤフラムＤが下向きの応力を受けると、ダイ
ヤフラムＤにはその中心部で圧縮応力が、エッジ部で引
張り応力がそれぞれ働くようになるので、図示のように
ダイヤフラム上面の中心部に配されたピエゾ抵抗１ａ−
２、１ａ−４の抵抗値は増加し、エッジ部に配されたピ
エゾ抵抗１ａ−１、１ａ−３の抵抗値は減少する。
【０００４】図中、センサ回路１はこれらのピエゾ抵抗
１ａ−１〜１ａ−４をブリッジ接続して形成した半導体
圧力センサ１ａを有する。上記センサ回路１は、ピエゾ
抵抗１ａ−１、１ａ−４の接続点に得られる電圧をＯＰ
アンプ（演算増幅器）１ｂが増幅し、その出力を抵抗１
ｃを介してＯＰアンプ１ｄの−入力端に供給する。一
方、ピエゾ抵抗１ａ−２、１ａ−３の接続点に得られる
電圧をＯＰアンプ１ｅが増幅し、その出力を抵抗１ｆ、
１ｇによって分圧した上でＯＰアンプ１ｄの＋入力端に
供給する。ＯＰアンプ１ｄは、ＯＰアンプ１ｂの出力と
ＯＰアンプ１ｅの出力との差を増幅するものであり、Ｏ
Ｐアンプ１ｄの出力をセンサ出力Ｖ１とする。
１ａ−１〜１ａ−４をブリッジ接続して形成した半導体
圧力センサ１ａを有する。上記センサ回路１は、ピエゾ
抵抗１ａ−１、１ａ−４の接続点に得られる電圧をＯＰ
アンプ（演算増幅器）１ｂが増幅し、その出力を抵抗１
ｃを介してＯＰアンプ１ｄの−入力端に供給する。一
方、ピエゾ抵抗１ａ−２、１ａ−３の接続点に得られる
電圧をＯＰアンプ１ｅが増幅し、その出力を抵抗１ｆ、
１ｇによって分圧した上でＯＰアンプ１ｄの＋入力端に
供給する。ＯＰアンプ１ｄは、ＯＰアンプ１ｂの出力と
ＯＰアンプ１ｅの出力との差を増幅するものであり、Ｏ
Ｐアンプ１ｄの出力をセンサ出力Ｖ１とする。
【０００５】上述したように、ダイヤフラムＤが下向き
の応力を受けたとき、ダイヤフラム上面の中心部に形成
されたピエゾ抵抗１ａ−２、１ａ−４の抵抗値は増加
し、一方、エッジ部に形成されたピエゾ抵抗１ａ−１、
１ａ−３の抵抗値は減少するので、ＯＰアンプ１ｄでダ
イヤフラム上面の中心部に形成されたピエゾ抵抗の変化
分に応じたＯＰアンプ１ｂの出力とエッジ部に形成され
たピエゾ抵抗の変化分に応じたＯＰアンプ１ｅの出力と
の差をとればセンサ出力Ｖ１は抵抗値変化分の絶対値を
加算した値となり、検知圧力に応じた大きさとなる。こ
のようにセンサ出力Ｖ１はピエゾ抵抗の抵抗値変化に依
存する値である。
の応力を受けたとき、ダイヤフラム上面の中心部に形成
されたピエゾ抵抗１ａ−２、１ａ−４の抵抗値は増加
し、一方、エッジ部に形成されたピエゾ抵抗１ａ−１、
１ａ−３の抵抗値は減少するので、ＯＰアンプ１ｄでダ
イヤフラム上面の中心部に形成されたピエゾ抵抗の変化
分に応じたＯＰアンプ１ｂの出力とエッジ部に形成され
たピエゾ抵抗の変化分に応じたＯＰアンプ１ｅの出力と
の差をとればセンサ出力Ｖ１は抵抗値変化分の絶対値を
加算した値となり、検知圧力に応じた大きさとなる。こ
のようにセンサ出力Ｖ１はピエゾ抵抗の抵抗値変化に依
存する値である。
【０００６】しかし、ピエゾ抵抗の抵抗値は外力だけで
なく雰囲気温度にも依存して変化するため、この抵抗値
変化によるセンサ出力Ｖ１の変化分をキャンセルする温
度補償を必要とする。また、同図において、半導体圧力
センサ１ａに定電流を供給する定電流回路２は、基準電
圧Ｖｒ１が＋入力端に印加されているＯＰアンプ２ｂ
と、抵抗２ｃ、２ｄと、トランジスタ２ｅとから構成さ
れている。
なく雰囲気温度にも依存して変化するため、この抵抗値
変化によるセンサ出力Ｖ１の変化分をキャンセルする温
度補償を必要とする。また、同図において、半導体圧力
センサ１ａに定電流を供給する定電流回路２は、基準電
圧Ｖｒ１が＋入力端に印加されているＯＰアンプ２ｂ
と、抵抗２ｃ、２ｄと、トランジスタ２ｅとから構成さ
れている。
【０００７】上述したセンサ回路１をもったセンサ装置
は、温度補償を行うために温度補償信号発生回路３ａと
キャンセル回路３ｂとをもった温度補償回路３を有す
る。また、温度補償発生信号回路３ａはカソードに基準
電圧Ｖｒ２が直接に、アノードに基準電圧Ｖｒ３が可変
抵抗３ａ−２を介してそれぞれ印加された感温素子とし
て使用されているダイオード３ａ−１と、可変抵抗３ａ
−２の摺動子に得られる電圧を出力するボルテージ・フ
ォロワとして構成されているＯＰアンプ３ａ−３とを有
し、ＯＰアンプ３ａ−３の出力を温度補償信号Ｖ２とし
て出力する。キャンセル回路３ｂはセンサ出力Ｖ１が抵
抗３ｂ−３を介して−入力端に、温度補償信号が＋入力
端に供給されているＯＰアンプ３ｂ−１と可変抵抗３ｂ
−２とを有し、ＯＰアンプ３ｂ−１の出力を雰囲気温度
による変化分を除去したセンサ出力ＶＯＵＴとする。
は、温度補償を行うために温度補償信号発生回路３ａと
キャンセル回路３ｂとをもった温度補償回路３を有す
る。また、温度補償発生信号回路３ａはカソードに基準
電圧Ｖｒ２が直接に、アノードに基準電圧Ｖｒ３が可変
抵抗３ａ−２を介してそれぞれ印加された感温素子とし
て使用されているダイオード３ａ−１と、可変抵抗３ａ
−２の摺動子に得られる電圧を出力するボルテージ・フ
ォロワとして構成されているＯＰアンプ３ａ−３とを有
し、ＯＰアンプ３ａ−３の出力を温度補償信号Ｖ２とし
て出力する。キャンセル回路３ｂはセンサ出力Ｖ１が抵
抗３ｂ−３を介して−入力端に、温度補償信号が＋入力
端に供給されているＯＰアンプ３ｂ−１と可変抵抗３ｂ
−２とを有し、ＯＰアンプ３ｂ−１の出力を雰囲気温度
による変化分を除去したセンサ出力ＶＯＵＴとする。
【０００８】上述した、温度補償回路３の動作を以下説
明する。温度補償信号発生回路３ａ中のダイオード３ａ
−１は負の温度係数をもった抵抗を呈するので、ＯＰア
ンプ３ａ−３の出力には雰囲気温度の上昇により低下す
る電圧からなる温度補償信号Ｖ２が得られる。よって、
負の温度係数を持ったセンサ出力Ｖ１と温度補償信号Ｖ
２との差をとることにより、雰囲気温度による変化分を
除去するので、ＯＰアンプ３ｂ−１の出力には雰囲気温
度による変化分を除去したセンサ出力ＶＯＵＴが得られ
る。
明する。温度補償信号発生回路３ａ中のダイオード３ａ
−１は負の温度係数をもった抵抗を呈するので、ＯＰア
ンプ３ａ−３の出力には雰囲気温度の上昇により低下す
る電圧からなる温度補償信号Ｖ２が得られる。よって、
負の温度係数を持ったセンサ出力Ｖ１と温度補償信号Ｖ
２との差をとることにより、雰囲気温度による変化分を
除去するので、ＯＰアンプ３ｂ−１の出力には雰囲気温
度による変化分を除去したセンサ出力ＶＯＵＴが得られ
る。
【０００９】しかし、センサ出力Ｖ１中の雰囲気温度に
よる変化の割合と温度補償信号Ｖ２の雰囲気温度による
変化の割合が一致していない場合は、ＯＰアンプ３ｂ−
１の−入力端及び出力端子間に介挿された可変抵抗３ｂ
−２を操作し、雰囲気温度に依存して変化する温度補償
信号Ｖ２と雰囲気温度に依存して変化するセンサ出力Ｖ
１との両方を調節することにより、センサ出力Ｖ１中の
温度変化分が最小となるようにし、雰囲気温度により変
化しないセンサ出力ＶＯＵＴを得るようにしている。
よる変化の割合と温度補償信号Ｖ２の雰囲気温度による
変化の割合が一致していない場合は、ＯＰアンプ３ｂ−
１の−入力端及び出力端子間に介挿された可変抵抗３ｂ
−２を操作し、雰囲気温度に依存して変化する温度補償
信号Ｖ２と雰囲気温度に依存して変化するセンサ出力Ｖ
１との両方を調節することにより、センサ出力Ｖ１中の
温度変化分が最小となるようにし、雰囲気温度により変
化しないセンサ出力ＶＯＵＴを得るようにしている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
温度補償回路では、半導体圧力センサ１ａを構成してい
るピエゾ抵抗は温度の上昇により抵抗値が２次関数的に
減少し、それに伴ってセンサ出力Ｖ１も２次関数的に減
少するのに対し、雰囲気温度に基づき直線的に変化する
感温素子（ダイオード）を使用して補償しているため、
補償は近似的で、十分に正確に行えなかった。
温度補償回路では、半導体圧力センサ１ａを構成してい
るピエゾ抵抗は温度の上昇により抵抗値が２次関数的に
減少し、それに伴ってセンサ出力Ｖ１も２次関数的に減
少するのに対し、雰囲気温度に基づき直線的に変化する
感温素子（ダイオード）を使用して補償しているため、
補償は近似的で、十分に正確に行えなかった。
【００１１】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、雰囲気温度に基づくセンサ出力の
変化が２次関数的なものであっても、より正確な温度補
償を行うことができるセンサ出力の温度補償回路、及び
雰囲気温度に依存する変化分を十分に除去した真のセン
サ出力を得ることのできる温度補償付きセンサ装置を提
供することを課題としている。
してなされたもので、雰囲気温度に基づくセンサ出力の
変化が２次関数的なものであっても、より正確な温度補
償を行うことができるセンサ出力の温度補償回路、及び
雰囲気温度に依存する変化分を十分に除去した真のセン
サ出力を得ることのできる温度補償付きセンサ装置を提
供することを課題としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ためになされた請求項１に記載の本発明は、雰囲気温度
に依存して２次関数的に変化するセンサ回路の出力を補
償するセンサ出力の温度補償回路であって、雰囲気温度
に応じて指数関数的に変化する信号を発生する第１の感
温素子と直線的に変化する信号を発生する第２の感温素
子とを有し、これらの素子の発生する信号を組み合わせ
て、雰囲気温度に応じて２次関数的に変化をする温度補
償信号を発生する温度補償信号発生手段と、前記センサ
出力と前記温度補償信号の差をとって前記センサ出力か
ら雰囲気温度変化に基づく変化分を除去するキャンセル
手段とを備えることを特徴とするセンサ出力の温度補償
回路に存するものである。
ためになされた請求項１に記載の本発明は、雰囲気温度
に依存して２次関数的に変化するセンサ回路の出力を補
償するセンサ出力の温度補償回路であって、雰囲気温度
に応じて指数関数的に変化する信号を発生する第１の感
温素子と直線的に変化する信号を発生する第２の感温素
子とを有し、これらの素子の発生する信号を組み合わせ
て、雰囲気温度に応じて２次関数的に変化をする温度補
償信号を発生する温度補償信号発生手段と、前記センサ
出力と前記温度補償信号の差をとって前記センサ出力か
ら雰囲気温度変化に基づく変化分を除去するキャンセル
手段とを備えることを特徴とするセンサ出力の温度補償
回路に存するものである。
【００１３】請求項１記載の発明によれば、温度補償発
生手段が雰囲気温度に応じて２次関数的に変化をする温
度補償信号を発生し、キャンセル手段がこの温度補償信
号と、雰囲気温度に依存して２次関数的に変化するセン
サ出力との差をとってセンサ出力から雰囲気温度変化に
基づく前記センサ出力の変化分を除去することができ
る。
生手段が雰囲気温度に応じて２次関数的に変化をする温
度補償信号を発生し、キャンセル手段がこの温度補償信
号と、雰囲気温度に依存して２次関数的に変化するセン
サ出力との差をとってセンサ出力から雰囲気温度変化に
基づく前記センサ出力の変化分を除去することができ
る。
【００１４】請求項２に記載の発明は、請求項１記載の
温度補償回路において、前記温度補償信号を調節して雰
囲気温度による変化の割合をセンサ出力の雰囲気温度に
よる変化の割合に対して近づけ、雰囲気温度に依存する
センサ出力の変化を最小にするための第１の調整手段を
備えることを特徴とする請求項１記載のセンサ出力の温
度補償回路に存するものである。
温度補償回路において、前記温度補償信号を調節して雰
囲気温度による変化の割合をセンサ出力の雰囲気温度に
よる変化の割合に対して近づけ、雰囲気温度に依存する
センサ出力の変化を最小にするための第１の調整手段を
備えることを特徴とする請求項１記載のセンサ出力の温
度補償回路に存するものである。
【００１５】請求項２記載の発明によれば、第１の調整
手段の調節により温度補償信号を調整して雰囲気温度に
よる変化の割合をセンサ出力の雰囲気温度による変化の
割合に対して近づけ、雰囲気温度に依存するセンサ出力
の変化を最小にすることができる。
手段の調節により温度補償信号を調整して雰囲気温度に
よる変化の割合をセンサ出力の雰囲気温度による変化の
割合に対して近づけ、雰囲気温度に依存するセンサ出力
の変化を最小にすることができる。
【００１６】請求項３に記載の発明は、センサ出力が雰
囲気温度に依存して２次関数的に変化するセンサ回路
と、請求項１又は請求項２記載のセンサ出力の温度補償
回路とを備える温度補償付きセンサ装置に存する。
囲気温度に依存して２次関数的に変化するセンサ回路
と、請求項１又は請求項２記載のセンサ出力の温度補償
回路とを備える温度補償付きセンサ装置に存する。
【００１７】請求項３記載の発明によれば、温度補償回
路が雰囲気温度に依存して２次関数的に変化するセンサ
出力から温度変化分を過不足なく取り除いているので、
真のセンサ出力を得ることができる。
路が雰囲気温度に依存して２次関数的に変化するセンサ
出力から温度変化分を過不足なく取り除いているので、
真のセンサ出力を得ることができる。
【００１８】請求項４に記載の発明は、センサ出力が雰
囲気温度に依存して２次関数的に変化するセンサ回路と
請求項２記載のセンサ出力の温度補償回路とを備え、前
記第１の調整手段の調整により変化するキャンセル手段
の出力レベルを元に戻すための第２の調整手段を備える
ことを特徴とする温度補償付きセンサ装置に存する。
囲気温度に依存して２次関数的に変化するセンサ回路と
請求項２記載のセンサ出力の温度補償回路とを備え、前
記第１の調整手段の調整により変化するキャンセル手段
の出力レベルを元に戻すための第２の調整手段を備える
ことを特徴とする温度補償付きセンサ装置に存する。
【００１９】請求項４記載の発明によれば、キャンセル
手段の出力レベルが第１の調整手段の調整により変化す
ることがあっても、第２の調整手段がセンサ回路の出力
レベルを調節して出力レベルを元に戻しているので、真
のセンサ出力を得ることができる。
手段の出力レベルが第１の調整手段の調整により変化す
ることがあっても、第２の調整手段がセンサ回路の出力
レベルを調節して出力レベルを元に戻しているので、真
のセンサ出力を得ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】図１はこの発明による温度補償回
路を組み込んだセンサ装置の一実施の形態を示す回路図
である。同図において、図３について上述した従来の回
路と同等の部分には同一符号を付してその詳細な説明を
省略する。
路を組み込んだセンサ装置の一実施の形態を示す回路図
である。同図において、図３について上述した従来の回
路と同等の部分には同一符号を付してその詳細な説明を
省略する。
【００２１】図１において、センサ回路４はピエゾ抵抗
１ａ−１〜１ａ−４をブリッジ接続して形成した半導体
圧力センサ１ａを有する。上記センサ回路４は、ピエゾ
抵抗１ａ−１とピエゾ抵抗１ａ−４の接続点に得られる
電圧を半導体圧力センサ出力Ｖ５として抵抗４ｂを介し
てＯＰアンプ４ｃの−入力端に印加し、ピエゾ抵抗１ａ
−２とピエゾ抵抗１ａ−３の接続点に得られる電圧を半
導体圧力センサ出力Ｖ６として抵抗４ｄと抵抗４ｅによ
り分圧された上でＯＰアンプ４ｃの＋入力端に印加す
る。ＯＰアンプ４ｃは半導体圧力センサ出力Ｖ５と半導
体圧力センサ出力Ｖ６との差を出力し、ＯＰアンプ４ｃ
の出力をセンサ出力Ｖ７とする。センサ出力Ｖ７は温度
補償回路６に供給される。
１ａ−１〜１ａ−４をブリッジ接続して形成した半導体
圧力センサ１ａを有する。上記センサ回路４は、ピエゾ
抵抗１ａ−１とピエゾ抵抗１ａ−４の接続点に得られる
電圧を半導体圧力センサ出力Ｖ５として抵抗４ｂを介し
てＯＰアンプ４ｃの−入力端に印加し、ピエゾ抵抗１ａ
−２とピエゾ抵抗１ａ−３の接続点に得られる電圧を半
導体圧力センサ出力Ｖ６として抵抗４ｄと抵抗４ｅによ
り分圧された上でＯＰアンプ４ｃの＋入力端に印加す
る。ＯＰアンプ４ｃは半導体圧力センサ出力Ｖ５と半導
体圧力センサ出力Ｖ６との差を出力し、ＯＰアンプ４ｃ
の出力をセンサ出力Ｖ７とする。センサ出力Ｖ７は温度
補償回路６に供給される。
【００２２】また、同図において半導体圧力センサ１ａ
に定電流を供給する定電流回路５は、基準電圧Ｖｒ４を
抵抗５ａと抵抗５ｂで分圧した電圧が＋入力端に印加さ
れているＯＰアンプ５ｃと抵抗５ｄとトランジスタ５ｅ
から構成され、ピエゾ抵抗１ａ−１とピエゾ抵抗１ａ−
２に挿介されている可変抵抗４ｆの摺動子とピエゾ抵抗
１ａ−３とピエゾ抵抗１ａ−４の接続点に接続されてい
る。
に定電流を供給する定電流回路５は、基準電圧Ｖｒ４を
抵抗５ａと抵抗５ｂで分圧した電圧が＋入力端に印加さ
れているＯＰアンプ５ｃと抵抗５ｄとトランジスタ５ｅ
から構成され、ピエゾ抵抗１ａ−１とピエゾ抵抗１ａ−
２に挿介されている可変抵抗４ｆの摺動子とピエゾ抵抗
１ａ−３とピエゾ抵抗１ａ−４の接続点に接続されてい
る。
【００２３】上述した温度補償回路６は温度補償信号を
発生する温度補償信号発生手段としての温度補償信号発
生回路６ａとキャンセル回路６ｂとを有する。温度補償
信号発生回路６ａは、雰囲気温度に依存して指数関数的
に抵抗値が変化する第１の感温素子としてのサーミスタ
６ａ−１と雰囲気温度に依存して直線的に抵抗値が変化
する第２の感温素子としてのダイオード６ａ−２とを有
する。サーミスタ６ａ−１はその一端が抵抗６ａ−３を
介して基準電圧Ｖｒ５に、他端がアースにそれぞれ接続
され、サーミスタ６ａ−１と抵抗６ａ−３との接続点
に、基準電圧Ｖｒ５をサーミスタ６ａ−１と抵抗６ａ−
３で分圧した出力Ｖ８を発生する。ダイオード６ａ−２
はアノードが抵抗６ａ−４を介して基準電圧Ｖｒ６に、
カソードがアースにそれぞれ接続され、ダイオード６ａ
−２のアノードと抵抗６ａ−４との接続点に、基準電圧
Ｖｒ６を抵抗６ａ−４とダイオード６ａ−２で分圧した
出力Ｖ９を発する。
発生する温度補償信号発生手段としての温度補償信号発
生回路６ａとキャンセル回路６ｂとを有する。温度補償
信号発生回路６ａは、雰囲気温度に依存して指数関数的
に抵抗値が変化する第１の感温素子としてのサーミスタ
６ａ−１と雰囲気温度に依存して直線的に抵抗値が変化
する第２の感温素子としてのダイオード６ａ−２とを有
する。サーミスタ６ａ−１はその一端が抵抗６ａ−３を
介して基準電圧Ｖｒ５に、他端がアースにそれぞれ接続
され、サーミスタ６ａ−１と抵抗６ａ−３との接続点
に、基準電圧Ｖｒ５をサーミスタ６ａ−１と抵抗６ａ−
３で分圧した出力Ｖ８を発生する。ダイオード６ａ−２
はアノードが抵抗６ａ−４を介して基準電圧Ｖｒ６に、
カソードがアースにそれぞれ接続され、ダイオード６ａ
−２のアノードと抵抗６ａ−４との接続点に、基準電圧
Ｖｒ６を抵抗６ａ−４とダイオード６ａ−２で分圧した
出力Ｖ９を発する。
【００２４】この出力Ｖ８及びＶ９はそれぞれ抵抗６ａ
−５１及び６ａ−５２を介してＯＰアンプ６ａ−５３の
＋入力端に供給され、ＯＰアンプ６ａ−５３は、出力Ｖ
８とＶ９とを加算した大きさを温度補償信号Ｖ１０とし
て出力する。ここで、抵抗６ａ−５１、６ａ−５２、６
ａ−５４、６ａ−５５とＯＰアンプ６ａ−５３は電圧加
算回路６ａ−５を構成する。
−５１及び６ａ−５２を介してＯＰアンプ６ａ−５３の
＋入力端に供給され、ＯＰアンプ６ａ−５３は、出力Ｖ
８とＶ９とを加算した大きさを温度補償信号Ｖ１０とし
て出力する。ここで、抵抗６ａ−５１、６ａ−５２、６
ａ−５４、６ａ−５５とＯＰアンプ６ａ−５３は電圧加
算回路６ａ−５を構成する。
【００２５】上述した構成の温度補償信号発生回路の動
作を以下説明する。温度補償信号発生回路６ａ中のサー
ミスタはその抵抗値が低温領域では温度の上昇により急
激に減少し、高温になるに従って温度の上昇により緩や
かに減少するので、これに伴って、出力Ｖ８も低温領域
では急激に減少し、高温になるに従って緩やかに減少す
るような電圧変化を起こす。また、ダイオードの順方向
電圧は負の温度係数を持ち温度の上昇により直線的に抵
抗値が減少するので、これに伴って、出力Ｖ９も直線的
に減少するような電圧変化を起こす。これらの出力Ｖ８
及びＶ９はＯＰアンプ６ａ−５３に加算されて合成され
る。ＯＰアンプ６ａ−５３はその出力が雰囲気温度によ
り図２のような２次関数的な温度特性となり、温度補償
信号Ｖ１０が得られる。
作を以下説明する。温度補償信号発生回路６ａ中のサー
ミスタはその抵抗値が低温領域では温度の上昇により急
激に減少し、高温になるに従って温度の上昇により緩や
かに減少するので、これに伴って、出力Ｖ８も低温領域
では急激に減少し、高温になるに従って緩やかに減少す
るような電圧変化を起こす。また、ダイオードの順方向
電圧は負の温度係数を持ち温度の上昇により直線的に抵
抗値が減少するので、これに伴って、出力Ｖ９も直線的
に減少するような電圧変化を起こす。これらの出力Ｖ８
及びＶ９はＯＰアンプ６ａ−５３に加算されて合成され
る。ＯＰアンプ６ａ−５３はその出力が雰囲気温度によ
り図２のような２次関数的な温度特性となり、温度補償
信号Ｖ１０が得られる。
【００２６】また、温度補償信号Ｖ１０は抵抗６ｃと可
変抵抗６ｄによって分圧した上で抵抗６ｂ−４を介して
キャンセル回路６ｂを構成するＯＰアンプ６ｂ−３の−
入力端子に供給されるが、ＯＰアンプ６ｂ−３の＋入力
端には雰囲気温度の上昇により２次関数的に減少するセ
ンサ出力Ｖ７を抵抗６ｂ−１と６ｂ−２で分圧されて印
加されている。よって、センサ出力Ｖ７と温度補償信号
Ｖ１０とはキャンセル回路６ｂを構成するＯＰアンプ６
ｂ−３において差がとられ、キャンセル回路６ｂの出力
には、雰囲気温度による変化分を除去した後のセンサ出
力Ｖ１１が得られる。
変抵抗６ｄによって分圧した上で抵抗６ｂ−４を介して
キャンセル回路６ｂを構成するＯＰアンプ６ｂ−３の−
入力端子に供給されるが、ＯＰアンプ６ｂ−３の＋入力
端には雰囲気温度の上昇により２次関数的に減少するセ
ンサ出力Ｖ７を抵抗６ｂ−１と６ｂ−２で分圧されて印
加されている。よって、センサ出力Ｖ７と温度補償信号
Ｖ１０とはキャンセル回路６ｂを構成するＯＰアンプ６
ｂ−３において差がとられ、キャンセル回路６ｂの出力
には、雰囲気温度による変化分を除去した後のセンサ出
力Ｖ１１が得られる。
【００２７】センサ出力Ｖ７中の周囲温度による変化の
割合と温度補償信号Ｖ１０の雰囲気温度による変化の割
合が一致しない場合は、温度補償回路６中の可変抵抗６
ｄを操作して温度補償信号Ｖ１０の雰囲気温度による変
化の割合を、センサ出力Ｖ７の雰囲気温度による変化の
割合に対して近づけ、センサ出力Ｖ７中の温度変化分が
最小となるような調節作業を行う。この調整作業によ
り、雰囲気温度による変化分を除去した後のセンサ出力
Ｖ１１が得られる。このように、上記実施の形態におい
ては雰囲気温度に基づき２次関数的に出力の変化する温
度補償信号Ｖ１０を調節することによって温度補償を行
う。
割合と温度補償信号Ｖ１０の雰囲気温度による変化の割
合が一致しない場合は、温度補償回路６中の可変抵抗６
ｄを操作して温度補償信号Ｖ１０の雰囲気温度による変
化の割合を、センサ出力Ｖ７の雰囲気温度による変化の
割合に対して近づけ、センサ出力Ｖ７中の温度変化分が
最小となるような調節作業を行う。この調整作業によ
り、雰囲気温度による変化分を除去した後のセンサ出力
Ｖ１１が得られる。このように、上記実施の形態におい
ては雰囲気温度に基づき２次関数的に出力の変化する温
度補償信号Ｖ１０を調節することによって温度補償を行
う。
【００２８】なお、可変抵抗６ｄの抵抗値が増加するよ
うな調節を行った場合、それに伴って温度補償信号も増
加するので、雰囲気温度による変化分を除去したセンサ
出力Ｖ１１の出力レベルは調整前の出力レベルに比べ下
がってしまう、一方、可変抵抗６ｄの抵抗値が減少する
ような調整を行った場合、それに伴って温度補償信号も
減少するので、雰囲気温度による変化分を除去した後の
センサ出力Ｖ１１の出力レベルは調整前の出力レベルに
比べて上がってしまう。そこで、半導体圧力センサ１ａ
に挿入した可変抵抗４ｆの摺動子によって、半導体圧力
センサ出力Ｖ５と半導体圧力センサ出力Ｖ６の電圧を調
整することにより雰囲気温度による変化分を除去した後
のセンサ出力Ｖ１１の出力レベルを元に戻すことができ
る。
うな調節を行った場合、それに伴って温度補償信号も増
加するので、雰囲気温度による変化分を除去したセンサ
出力Ｖ１１の出力レベルは調整前の出力レベルに比べ下
がってしまう、一方、可変抵抗６ｄの抵抗値が減少する
ような調整を行った場合、それに伴って温度補償信号も
減少するので、雰囲気温度による変化分を除去した後の
センサ出力Ｖ１１の出力レベルは調整前の出力レベルに
比べて上がってしまう。そこで、半導体圧力センサ１ａ
に挿入した可変抵抗４ｆの摺動子によって、半導体圧力
センサ出力Ｖ５と半導体圧力センサ出力Ｖ６の電圧を調
整することにより雰囲気温度による変化分を除去した後
のセンサ出力Ｖ１１の出力レベルを元に戻すことができ
る。
【００２９】増幅回路７は可変抵抗７ｂの調節によりそ
の増幅度を調整し、雰囲気温度による変化分を除去した
後のセンサ出力Ｖ１１のスパン電圧を調整する回路であ
る。雰囲気温度による変化分を除去した後のセンサ出力
Ｖ１１のスパン電圧がＯＰアンプの出力できる電圧より
も小さい場合には、増幅回路の増幅度を増加させるよう
に可変抵抗７ｂを調節し、大きい場合は、増幅回路の増
幅度を減少させる容易可変抵抗７ｂを調節する。増幅回
路７の出力を最終センサ出力ＶＯＵＴ′とする。
の増幅度を調整し、雰囲気温度による変化分を除去した
後のセンサ出力Ｖ１１のスパン電圧を調整する回路であ
る。雰囲気温度による変化分を除去した後のセンサ出力
Ｖ１１のスパン電圧がＯＰアンプの出力できる電圧より
も小さい場合には、増幅回路の増幅度を増加させるよう
に可変抵抗７ｂを調節し、大きい場合は、増幅回路の増
幅度を減少させる容易可変抵抗７ｂを調節する。増幅回
路７の出力を最終センサ出力ＶＯＵＴ′とする。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、２次関数的に変化をする温度補償信号と２
次関数的に変化するセンサ出力との差をとってセンサ出
力から雰囲気温度変化に基づく変化分を除去することが
できるので、より正確な温度補償を行うことができる温
度補償回路が得られる。
明によれば、２次関数的に変化をする温度補償信号と２
次関数的に変化するセンサ出力との差をとってセンサ出
力から雰囲気温度変化に基づく変化分を除去することが
できるので、より正確な温度補償を行うことができる温
度補償回路が得られる。
【００３１】請求項２記載の発明によれば、温度補償信
号を調節して雰囲気温度による変化の割合をセンサ出力
の雰囲気温度による変化の割合に対して近づけ、雰囲気
温度に依存するセンサ出力の変化を最小にすることがで
きるので、センサ出力中の雰囲気温度による変化と温度
補償信号の雰囲気温度による変化との割合が一致してい
なくても簡単な調整で、より正確な温度補償を行うこと
のできる温度補償回路が得られる。
号を調節して雰囲気温度による変化の割合をセンサ出力
の雰囲気温度による変化の割合に対して近づけ、雰囲気
温度に依存するセンサ出力の変化を最小にすることがで
きるので、センサ出力中の雰囲気温度による変化と温度
補償信号の雰囲気温度による変化との割合が一致してい
なくても簡単な調整で、より正確な温度補償を行うこと
のできる温度補償回路が得られる。
【００３２】請求項３記載の発明によれば、雰囲気温度
に依存して２次関数的に変化するセンサ出力から温度変
化分を過不足なく取り除いた真のセンサ出力を得ること
のできる温度補償付きセンサ装置が得られる。
に依存して２次関数的に変化するセンサ出力から温度変
化分を過不足なく取り除いた真のセンサ出力を得ること
のできる温度補償付きセンサ装置が得られる。
【００３３】請求項４記載の発明によれば、より正確な
温度補償を行うため行った調整により、温度補償後のセ
ンサ出力が変化することがあっても、真のセンサ出力を
得ることのできる温度補償付きセンサ装置が得られる。
温度補償を行うため行った調整により、温度補償後のセ
ンサ出力が変化することがあっても、真のセンサ出力を
得ることのできる温度補償付きセンサ装置が得られる。
【図１】本発明によるセンサ出力の温度補償回路を組み
込んだセンサ装置の一実施の形態を示す回路図である。
込んだセンサ装置の一実施の形態を示す回路図である。
【図２】図１の温度補償付きセンサ装置を構成する温度
補償信号発生回路の出力する温度補償信号の温度特性を
示すグラフである。
補償信号発生回路の出力する温度補償信号の温度特性を
示すグラフである。
【図３】従来の温度補償付きセンサ装置の一例を示す回
路図である。
路図である。
【図４】半導体圧力センサの構成例を示す図である。
４ センサ回路 ６ 温度補償回路 ６ａ 温度補償信号発生手段（温度補償信号発生回
路） ６ａ−１ 第１の感温素子（サーミスタ） ６ａ−２ 第２の感温素子（ダイオード） ６ｂ キャンセル手段（キャンセル回路） ４ｆ 第１の調整手段（可変抵抗） ６ｄ 第２の調整手段（可変抵抗）
路） ６ａ−１ 第１の感温素子（サーミスタ） ６ａ−２ 第２の感温素子（ダイオード） ６ｂ キャンセル手段（キャンセル回路） ４ｆ 第１の調整手段（可変抵抗） ６ｄ 第２の調整手段（可変抵抗）
Claims (4)
- 【請求項１】 雰囲気温度に依存して２次関数的に変化
するセンサ回路の出力を補償するセンサ出力の温度補償
回路であって、 雰囲気温度に応じて指数関数的に変化する信号を発生す
る第１の感温素子と直線的に変化する信号を発生する第
２の感温素子とを有し、これらの素子の発生する信号を
組み合わせて、雰囲気温度に応じて２次関数的に変化を
する温度補償信号を発生する温度補償信号発生手段と、 前記センサ出力と前記温度補償信号との差をとって前記
センサ出力から雰囲気温度変化に基づく変化分を除去す
るキャンセル手段とを備えることを特徴とするセンサ出
力の温度補償回路。 - 【請求項２】 前記温度補償信号を調節して雰囲気温度
による変化の割合をセンサ出力の雰囲気温度による変化
の割合に対して近づけ、雰囲気温度に依存するセンサ出
力の変化を最小にするための第１の調整手段を備えるこ
とを特徴とする請求項１記載のセンサ出力の温度補償回
路。 - 【請求項３】 センサ出力が雰囲気温度に依存して２次
関数的に変化するセンサ回路と、 請求項１又は請求項２記載のセンサ出力の温度補償回路
とを備える温度補償付きセンサ装置。 - 【請求項４】 センサ出力が雰囲気温度に依存して２次
関数的に変化するセンサ回路と請求項２記載のセンサ出
力の温度補償回路とを備え、 前記センサ回路が、前記第１の調整手段の調整により変
化するキャンセル手段の出力レベルを元に戻すための第
２の調整手段を有することを特徴とする温度補償付きセ
ンサ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11707298A JPH11304623A (ja) | 1998-04-27 | 1998-04-27 | センサ出力の温度補償回路及び温度補償付きセンサ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11707298A JPH11304623A (ja) | 1998-04-27 | 1998-04-27 | センサ出力の温度補償回路及び温度補償付きセンサ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11304623A true JPH11304623A (ja) | 1999-11-05 |
Family
ID=14702726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11707298A Pending JPH11304623A (ja) | 1998-04-27 | 1998-04-27 | センサ出力の温度補償回路及び温度補償付きセンサ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11304623A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007333430A (ja) * | 2006-06-12 | 2007-12-27 | Ricoh Co Ltd | 温度補償回路および温度補償方法 |
| JP2009121934A (ja) * | 2007-11-14 | 2009-06-04 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | 温度補正装置及び温度補正方法 |
| JP2012247349A (ja) * | 2011-05-30 | 2012-12-13 | Denso Corp | センサ装置 |
-
1998
- 1998-04-27 JP JP11707298A patent/JPH11304623A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007333430A (ja) * | 2006-06-12 | 2007-12-27 | Ricoh Co Ltd | 温度補償回路および温度補償方法 |
| JP2009121934A (ja) * | 2007-11-14 | 2009-06-04 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | 温度補正装置及び温度補正方法 |
| JP2012247349A (ja) * | 2011-05-30 | 2012-12-13 | Denso Corp | センサ装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030204 |