JPH11344401A - センサ増幅回路 - Google Patents
センサ増幅回路Info
- Publication number
- JPH11344401A JPH11344401A JP10150054A JP15005498A JPH11344401A JP H11344401 A JPH11344401 A JP H11344401A JP 10150054 A JP10150054 A JP 10150054A JP 15005498 A JP15005498 A JP 15005498A JP H11344401 A JPH11344401 A JP H11344401A
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- JP
- Japan
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- circuit
- resistance
- resistor
- sensor
- temperature coefficient
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 温度補償を十分にする。
【解決手段】 負の感度温度係数を有して検知信号を出
力するセンサS と、センサS から出力された検知信号が
増幅用の第１の抵抗回路RR1 を介して反転入力端子に入
力されるオペアンプOp3 と、第１の増幅用抵抗R7及び正
の温度係数を有する感温抵抗Rt1 が接続されてなりオペ
アンプOp3 を負帰還するための第２の抵抗回路RR2 と、
を備え、第１及び第２の抵抗回路RR1,RR2 のそれぞれの
抵抗値に基づいて増幅された検知信号をオペアンプOp3
の出力端子から出力するセンサ増幅回路において、第１
の抵抗回路RR1 は、第２の増幅用抵抗R8及び負の温度係
数を有するサーミスタRt2 が接続されてなる構成にして
ある。
力するセンサS と、センサS から出力された検知信号が
増幅用の第１の抵抗回路RR1 を介して反転入力端子に入
力されるオペアンプOp3 と、第１の増幅用抵抗R7及び正
の温度係数を有する感温抵抗Rt1 が接続されてなりオペ
アンプOp3 を負帰還するための第２の抵抗回路RR2 と、
を備え、第１及び第２の抵抗回路RR1,RR2 のそれぞれの
抵抗値に基づいて増幅された検知信号をオペアンプOp3
の出力端子から出力するセンサ増幅回路において、第１
の抵抗回路RR1 は、第２の増幅用抵抗R8及び負の温度係
数を有するサーミスタRt2 が接続されてなる構成にして
ある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧力センサや加速度セ
ンサ等のセンサを有するセンサ増幅回路に関するもので
ある。
ンサ等のセンサを有するセンサ増幅回路に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のセンサ増幅回路として、
図５に示すものが存在する。このものは、センサS 、オ
ペアンプOP、第１の抵抗回路RR1 、第２の抵抗回路RR2
を備えている。センサS は、図６に示すように、負の感
度温度係数を有して検知信号を出力する。オペアンプOP
は、センサS から出力された検知信号が増幅用の第１の
抵抗回路RR1 を介して反転入力端子に入力され、増幅さ
れた検知信号を出力端子から出力する。第２の抵抗回路
RR2 は、オペアンプOPを負帰還するため回路であって、
第１の増幅用抵抗R 及び感温抵抗RSが直列接続されてな
る。この感温抵抗RSは、正の温度係数を有している。
図５に示すものが存在する。このものは、センサS 、オ
ペアンプOP、第１の抵抗回路RR1 、第２の抵抗回路RR2
を備えている。センサS は、図６に示すように、負の感
度温度係数を有して検知信号を出力する。オペアンプOP
は、センサS から出力された検知信号が増幅用の第１の
抵抗回路RR1 を介して反転入力端子に入力され、増幅さ
れた検知信号を出力端子から出力する。第２の抵抗回路
RR2 は、オペアンプOPを負帰還するため回路であって、
第１の増幅用抵抗R 及び感温抵抗RSが直列接続されてな
る。この感温抵抗RSは、正の温度係数を有している。
【０００３】次に、このものの増幅ゲインについて説明
する。このものの増幅ゲインは、第１の抵抗回路RR1 の
抵抗値が増加するか又は第２の抵抗回路RR2 の抵抗値が
減少するにつれて小さくなる。ここで、感温抵抗RSは、
正の温度係数を有しているのであるから、第１の増幅用
抵抗R 及び感温抵抗RSが直列接続されてなる第２の抵抗
回路RR2 の抵抗値も、正の温度係数を有することにな
り、第２の抵抗回路RR2の抵抗値が減少するにつれて小
さくなる増幅ゲインも、感温抵抗RSと同様に、正の温度
係数を有することになる。
する。このものの増幅ゲインは、第１の抵抗回路RR1 の
抵抗値が増加するか又は第２の抵抗回路RR2 の抵抗値が
減少するにつれて小さくなる。ここで、感温抵抗RSは、
正の温度係数を有しているのであるから、第１の増幅用
抵抗R 及び感温抵抗RSが直列接続されてなる第２の抵抗
回路RR2 の抵抗値も、正の温度係数を有することにな
り、第２の抵抗回路RR2の抵抗値が減少するにつれて小
さくなる増幅ゲインも、感温抵抗RSと同様に、正の温度
係数を有することになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来のセンサ
増幅回路にあっては、増幅ゲインが正の温度係数を有す
るとともに、センサS が負の感度温度係数を有している
のであるから、増幅ゲインの有する正の温度係数とセン
サS の有する負の感度温度係数とが互いに相殺して、増
幅された検知信号には、温度係数が含まれないようにな
り、温度補償がなされるようになっている。
増幅回路にあっては、増幅ゲインが正の温度係数を有す
るとともに、センサS が負の感度温度係数を有している
のであるから、増幅ゲインの有する正の温度係数とセン
サS の有する負の感度温度係数とが互いに相殺して、増
幅された検知信号には、温度係数が含まれないようにな
り、温度補償がなされるようになっている。
【０００５】しかしながら、一般に、感温抵抗RSの有す
る温度係数は、温度が低下するにつれて減少し、図７に
示すように、低温領域では、感温抵抗RSの抵抗値が高温
領域ほど変化しなくなるので、温度が低下しても抵抗値
が減少せず、増幅ゲインも減少しなくなって、増幅ゲイ
ンの減少分でもって、センサS が負の感度温度係数を有
することにより増加した検知信号のその増加分を相殺す
ることができなくなり、温度補償を十分にすることがで
きなくなってしまう。
る温度係数は、温度が低下するにつれて減少し、図７に
示すように、低温領域では、感温抵抗RSの抵抗値が高温
領域ほど変化しなくなるので、温度が低下しても抵抗値
が減少せず、増幅ゲインも減少しなくなって、増幅ゲイ
ンの減少分でもって、センサS が負の感度温度係数を有
することにより増加した検知信号のその増加分を相殺す
ることができなくなり、温度補償を十分にすることがで
きなくなってしまう。
【０００６】本発明は、上記の点に着目してなされたも
ので、その目的とするところは、補償を十分にすること
ができるセンサ増幅回路を提供することにある。
ので、その目的とするところは、補償を十分にすること
ができるセンサ増幅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】上記した課題を解決する
ために、請求項１記載の発明は、負の感度温度係数を有
して検知信号を出力するセンサと、センサから出力され
た検知信号が増幅用の第１の抵抗回路を介して反転入力
端子に入力されるオペアンプと、第１の増幅用抵抗及び
正の温度係数を有する感温抵抗が接続されてなりオペア
ンプを負帰還するための第２の抵抗回路と、を備え、第
１及び第２の抵抗回路のそれぞれの抵抗値に基づいて増
幅された検知信号をオペアンプの出力端子から出力する
センサ増幅回路において、前記第１の抵抗回路は、第２
の増幅用抵抗及び負の温度係数を有するサーミスタが接
続されてなる構成にしてある。
ために、請求項１記載の発明は、負の感度温度係数を有
して検知信号を出力するセンサと、センサから出力され
た検知信号が増幅用の第１の抵抗回路を介して反転入力
端子に入力されるオペアンプと、第１の増幅用抵抗及び
正の温度係数を有する感温抵抗が接続されてなりオペア
ンプを負帰還するための第２の抵抗回路と、を備え、第
１及び第２の抵抗回路のそれぞれの抵抗値に基づいて増
幅された検知信号をオペアンプの出力端子から出力する
センサ増幅回路において、前記第１の抵抗回路は、第２
の増幅用抵抗及び負の温度係数を有するサーミスタが接
続されてなる構成にしてある。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の第１実施形態を図１乃至
図４に基づいて以下に説明する。このセンサ増幅回路
は、センサS 、第１のオペアンプOp1 、第２のオペアン
プOp2 、第１の抵抗回路RR1 、第２の抵抗回路RR2 、第
３のオペアンプOp3 を備えて構成されている。
図４に基づいて以下に説明する。このセンサ増幅回路
は、センサS 、第１のオペアンプOp1 、第２のオペアン
プOp2 、第１の抵抗回路RR1 、第２の抵抗回路RR2 、第
３のオペアンプOp3 を備えて構成されている。
【０００９】センサS は、第１乃至第４のピエゾ抵抗R
a,Rb,Rc,Rd からなるブリッジ回路であって、第１及び
第４のピエゾ抵抗Ra,Rd の接続点と第２及び第３のピエ
ゾ抵抗Rb,Rc の接続点との間に、基準電圧が印加され
る。このセンサS は、圧力や加速度等による物理的変化
によって抵抗値が変化して、第１及び第２のピエゾ抵抗
Ra,Rb の接続点と第３及び第４のピエゾ抵抗Rc,Rd の接
続点との間の電圧値が変化し、この変化する電圧値を検
知信号として出力する。また、このセンサは、図３に実
線で示すように、負の感度温度係数を有している。
a,Rb,Rc,Rd からなるブリッジ回路であって、第１及び
第４のピエゾ抵抗Ra,Rd の接続点と第２及び第３のピエ
ゾ抵抗Rb,Rc の接続点との間に、基準電圧が印加され
る。このセンサS は、圧力や加速度等による物理的変化
によって抵抗値が変化して、第１及び第２のピエゾ抵抗
Ra,Rb の接続点と第３及び第４のピエゾ抵抗Rc,Rd の接
続点との間の電圧値が変化し、この変化する電圧値を検
知信号として出力する。また、このセンサは、図３に実
線で示すように、負の感度温度係数を有している。
【００１０】第１のオペアンプOp1 は、その非反転入力
端子が第１及び第２のピエゾ抵抗Ra,Rb の接続点に接続
されるとともに、反転入力端子が第１の帰還用抵抗R1を
介して出力端子に接続されている。
端子が第１及び第２のピエゾ抵抗Ra,Rb の接続点に接続
されるとともに、反転入力端子が第１の帰還用抵抗R1を
介して出力端子に接続されている。
【００１１】第２のオペアンプOp2 は、その非反転入力
端子が第３及び第４のピエゾ抵抗Rc,Rd の接続点に接続
されるとともに、出力端子が第１の接続用抵抗R2を介し
て、第１のオペアンプOp1 の反転入力端子に接続されて
いる。また、この第２のオペアンプOp2 の反転入力端子
は、第２の帰還用抵抗R3を介して出力端子に接続される
とともに、基準電圧を分圧する第１及び第２の分圧用抵
抗R4,R5 の接続点に、第２の接続用抵抗R6を介して接続
されている。
端子が第３及び第４のピエゾ抵抗Rc,Rd の接続点に接続
されるとともに、出力端子が第１の接続用抵抗R2を介し
て、第１のオペアンプOp1 の反転入力端子に接続されて
いる。また、この第２のオペアンプOp2 の反転入力端子
は、第２の帰還用抵抗R3を介して出力端子に接続される
とともに、基準電圧を分圧する第１及び第２の分圧用抵
抗R4,R5 の接続点に、第２の接続用抵抗R6を介して接続
されている。
【００１２】第１の抵抗回路RR1 は、第１の増幅用抵抗
R7及び正の温度係数を有する感温抵抗Rt1 が接続されて
なるので、図２に破線で示すように、第１の抵抗回路RR
1 全体が正の温度係数を有する。なお、この感温抵抗Rt
1 の温度係数は、温度が低下するにつれて減少する。
R7及び正の温度係数を有する感温抵抗Rt1 が接続されて
なるので、図２に破線で示すように、第１の抵抗回路RR
1 全体が正の温度係数を有する。なお、この感温抵抗Rt
1 の温度係数は、温度が低下するにつれて減少する。
【００１３】第２の抵抗回路RR2 は、第２の増幅用抵抗
R8及び負の温度係数を有するサーミスタRt2 が接続され
てなるので、同図に実線で示すように、第２の抵抗回路
RR1全体が負の温度係数を有する。
R8及び負の温度係数を有するサーミスタRt2 が接続され
てなるので、同図に実線で示すように、第２の抵抗回路
RR1全体が負の温度係数を有する。
【００１４】第３のオペアンプOp3 は、その反転入力端
子が第２の抵抗回路RR2 を介して、第１のオペアンプOp
1 の出力端子に接続されてるとともに、出力端子と反転
入力端子との間が、第１の接続用抵抗R2を介して接続さ
れることにより負帰還されている。また、この第３のオ
ペアンプOp3 の非反転入力端子は、基準電圧を分圧する
第３及び第４の分圧用抵抗R9,R10の接続点に接続されて
いる。
子が第２の抵抗回路RR2 を介して、第１のオペアンプOp
1 の出力端子に接続されてるとともに、出力端子と反転
入力端子との間が、第１の接続用抵抗R2を介して接続さ
れることにより負帰還されている。また、この第３のオ
ペアンプOp3 の非反転入力端子は、基準電圧を分圧する
第３及び第４の分圧用抵抗R9,R10の接続点に接続されて
いる。
【００１５】次に、このセンサ増幅回路の増幅ゲインＧ
について説明する。このセンサ増幅回路は、第１及び第
２のオペアンプOp1,Op2 によって、センサから出力され
た検知信号の第１段の増幅をするとともに、その増幅さ
れた検知信号が第１の抵抗回路RR1 を介して入力された
第３のオペアンプOp3 によって第２段の増幅をする。従
って、このセンサ増幅回路全体の増幅ゲインは、第１段
の増幅ゲインＧ１及び第２段の増幅ゲインＧ2 により決
定される。
について説明する。このセンサ増幅回路は、第１及び第
２のオペアンプOp1,Op2 によって、センサから出力され
た検知信号の第１段の増幅をするとともに、その増幅さ
れた検知信号が第１の抵抗回路RR1 を介して入力された
第３のオペアンプOp3 によって第２段の増幅をする。従
って、このセンサ増幅回路全体の増幅ゲインは、第１段
の増幅ゲインＧ１及び第２段の増幅ゲインＧ2 により決
定される。
【００１６】この第１段の増幅ゲインＧ１は、第１の接
続用抵抗R2の抵抗値をr2、第１の分圧用抵抗R4の抵抗値
をr4、第２の分圧用抵抗R5の抵抗値をr5、第２の接続用
抵抗R6の抵抗値をr6とし、第２の帰還用抵抗R3の抵抗値
が第１の接続用抵抗R2の抵抗値r2に等しいとすると、
(1) 式により計算される。
続用抵抗R2の抵抗値をr2、第１の分圧用抵抗R4の抵抗値
をr4、第２の分圧用抵抗R5の抵抗値をr5、第２の接続用
抵抗R6の抵抗値をr6とし、第２の帰還用抵抗R3の抵抗値
が第１の接続用抵抗R2の抵抗値r2に等しいとすると、
(1) 式により計算される。
【００１７】 Ｇ１＝１＋（（（r4×r5）／（r4＋r5））＋r6）／r2 (1) 従って、第１のオペアンプOp1 の非反転入力端子に入力
された検知信号である電圧値をＶ２、第２のオペアンプ
Op2 の非反転入力端子に入力された検知信号である電圧
値をＶ１とすると、第１のオペアンプOp1 の出力端子か
ら出力された第１段の増幅後の検知信号である電圧値Ｖ
３は、(2) 式により計算される。
された検知信号である電圧値をＶ２、第２のオペアンプ
Op2 の非反転入力端子に入力された検知信号である電圧
値をＶ１とすると、第１のオペアンプOp1 の出力端子か
ら出力された第１段の増幅後の検知信号である電圧値Ｖ
３は、(2) 式により計算される。
【００１８】 Ｖ３＝Ｇ１×（Ｖ１−Ｖ２） (2) また、第２段の増幅ゲインＧ２は、第１の増幅用抵抗R7
の抵抗値をr7、感温抵抗Rt1 の抵抗値をrt1 、第２の増
幅用抵抗R8の抵抗値をr8、サーミスタRt2 の抵抗値をrt
2 とすると、(3) 式により計算される。
の抵抗値をr7、感温抵抗Rt1 の抵抗値をrt1 、第２の増
幅用抵抗R8の抵抗値をr8、サーミスタRt2 の抵抗値をrt
2 とすると、(3) 式により計算される。
【００１９】 Ｇ２＝（r7＋rt1 ）／（r8＋rt2 ） (3) 従って、第３及び第４の分圧用抵抗R9,R10の接続点の電
圧値をＶ４とすると、第３のオペアンプOp3 の出力端子
から出力された第２段の増幅後の検知信号、すなわち、
本センサ増幅回路の出力端子から出力される増幅後の検
知信号の電圧値Ｖout は、(4) 式により計算される。
圧値をＶ４とすると、第３のオペアンプOp3 の出力端子
から出力された第２段の増幅後の検知信号、すなわち、
本センサ増幅回路の出力端子から出力される増幅後の検
知信号の電圧値Ｖout は、(4) 式により計算される。
【００２０】 Ｖout ＝Ｇ２×（Ｖ４−Ｖ３）＋Ｖ４ (4) ここで、第２段の増幅ゲインＧ２を計算する(3) 式の分
子は第１の抵抗回路RR1 の抵抗値であり、分母が第２の
抵抗回路RR2 の抵抗値であるから、第１の抵抗回路RR1
の抵抗値が減少しても、また、分母が第２の抵抗回路RR
2 の抵抗値が増加しても、本センサ増幅回路の増幅ゲイ
ンＧが増大することになる。
子は第１の抵抗回路RR1 の抵抗値であり、分母が第２の
抵抗回路RR2 の抵抗値であるから、第１の抵抗回路RR1
の抵抗値が減少しても、また、分母が第２の抵抗回路RR
2 の抵抗値が増加しても、本センサ増幅回路の増幅ゲイ
ンＧが増大することになる。
【００２１】かかるセンサ増幅回路にあっては、第２の
増幅用抵抗R8及び負の温度係数を有するサーミスタRt2
が接続されてなる第２の抵抗回路RR2 は、負の温度係数
を有することになるから、温度が低下するにつれて、抵
抗値が増加する。一方、この第２の抵抗回路RR2 の抵抗
値が増加するにつれて、図３に示すように、増幅ゲイン
Ｇが減少するのであるから、図４に示すように、センサ
S が負の感度温度係数を有することにより増加した検知
信号のその増加分を相殺することができるようになり、
温度補償を十分にすることができる。
増幅用抵抗R8及び負の温度係数を有するサーミスタRt2
が接続されてなる第２の抵抗回路RR2 は、負の温度係数
を有することになるから、温度が低下するにつれて、抵
抗値が増加する。一方、この第２の抵抗回路RR2 の抵抗
値が増加するにつれて、図３に示すように、増幅ゲイン
Ｇが減少するのであるから、図４に示すように、センサ
S が負の感度温度係数を有することにより増加した検知
信号のその増加分を相殺することができるようになり、
温度補償を十分にすることができる。
【００２２】なお、本実施形態では、第１の抵抗回路RR
1 は、第１の増幅用抵抗R7及び感温抵抗Rt1 が直列接続
されてなるが、並列接続されてなるものでもよい。ま
た、第２の抵抗回路RR2 は、第２の増幅用抵抗R8及びサ
ーミスタRt2 が直列接続されてなるが、並列接続されて
なるものでもよい。
1 は、第１の増幅用抵抗R7及び感温抵抗Rt1 が直列接続
されてなるが、並列接続されてなるものでもよい。ま
た、第２の抵抗回路RR2 は、第２の増幅用抵抗R8及びサ
ーミスタRt2 が直列接続されてなるが、並列接続されて
なるものでもよい。
【００２３】
【発明の効果】請求項１記載の発明は、第２の増幅用抵
抗及び負の温度係数を有するサーミスタが接続されてな
る第２の抵抗回路は、負の温度係数を有することになる
から、温度が低下するにつれて、抵抗値が増加する。一
方、この第２の抵抗回路の抵抗値が増加するにつれて、
増幅ゲインが減少するのであるから、センサが負の感度
温度係数を有することにより増加した検知信号のその増
加分を相殺することができるようになり、温度補償を十
分にすることができる。
抗及び負の温度係数を有するサーミスタが接続されてな
る第２の抵抗回路は、負の温度係数を有することになる
から、温度が低下するにつれて、抵抗値が増加する。一
方、この第２の抵抗回路の抵抗値が増加するにつれて、
増幅ゲインが減少するのであるから、センサが負の感度
温度係数を有することにより増加した検知信号のその増
加分を相殺することができるようになり、温度補償を十
分にすることができる。
【図１】本発明の一実施形態の回路図である。
【図２】同上の第１の抵抗回路及び第２の抵抗回路のそ
れぞれの温度係数の説明図である。
れぞれの温度係数の説明図である。
【図３】同上の増幅ゲインの温度係数及びセンサの感度
温度係数の説明図である。
温度係数の説明図である。
【図４】増幅された検知信号に温度係数が含まれていな
いことを示す説明図である。
いことを示す説明図である。
【図５】従来例の回路図である。
【図６】同上のセンサの感度温度係数の説明図である。
【図７】同上感温抵抗の温度係数の説明図である。
S センサ Op3 第３のオペアンプ R7 第１の増幅用抵抗 R8 第２の増幅用抵抗 Rt1 感温抵抗 Rt2 サーミスタ RR1 第１の抵抗回路 RR2 第２の抵抗回路
フロントページの続き (72)発明者 堀 正美 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電工 株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 負の感度温度係数を有して検知信号を出
力するセンサと、センサから出力された検知信号が増幅
用の第１の抵抗回路を介して反転入力端子に入力される
オペアンプと、第１の増幅用抵抗及び正の温度係数を有
する感温抵抗が接続されてなりオペアンプを負帰還する
ための第２の抵抗回路と、を備え、第１及び第２の抵抗
回路のそれぞれの抵抗値に基づいて増幅された検知信号
をオペアンプの出力端子から出力するセンサ増幅回路に
おいて、 前記第１の抵抗回路は、第２の増幅用抵抗及び負の温度
係数を有するサーミスタが接続されてなることを特徴と
するセンサ増幅回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10150054A JPH11344401A (ja) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | センサ増幅回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10150054A JPH11344401A (ja) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | センサ増幅回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11344401A true JPH11344401A (ja) | 1999-12-14 |
Family
ID=15488508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10150054A Pending JPH11344401A (ja) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | センサ増幅回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11344401A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102519666A (zh) * | 2011-12-29 | 2012-06-27 | 中国燃气涡轮研究院 | 一种数字温度补偿系统及方法 |
-
1998
- 1998-05-29 JP JP10150054A patent/JPH11344401A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102519666A (zh) * | 2011-12-29 | 2012-06-27 | 中国燃气涡轮研究院 | 一种数字温度补偿系统及方法 |
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