JPS58151547A - 電力帰還型ガス検知装置 - Google Patents
電力帰還型ガス検知装置Info
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- JPS58151547A JPS58151547A JP3409282A JP3409282A JPS58151547A JP S58151547 A JPS58151547 A JP S58151547A JP 3409282 A JP3409282 A JP 3409282A JP 3409282 A JP3409282 A JP 3409282A JP S58151547 A JPS58151547 A JP S58151547A
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- Japan
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- gas
- output
- voltage
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
- G01N27/122—Circuits particularly adapted therefor, e.g. linearising circuits
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、ガスセンサの消費電力が常に一定になるよ
うに制御して、精度良くガス一度を一定できるようにし
た電力帰遺厘ガス検知装置Ｋｌｌするものである。
うに制御して、精度良くガス一度を一定できるようにし
た電力帰遺厘ガス検知装置Ｋｌｌするものである。
ガスセンサとして金属酸化−半導体敷用いたガス検知装
置は、一般に第１図の脣性閣に示すよ５Ｋ、ガス感度の
温度依存性が、ガスの種類によって異なる。すなわち、
第１図で、横軸はセンサ温度（表面温度℃）およびガス
センサに加える電力（Ｗ）であり、縦軸はガス感度（任
意尺度）であり、検出されるガスの種類によってＣ，Ｈ
，ＯＨ，Ｈ，。
置は、一般に第１図の脣性閣に示すよ５Ｋ、ガス感度の
温度依存性が、ガスの種類によって異なる。すなわち、
第１図で、横軸はセンサ温度（表面温度℃）およびガス
センサに加える電力（Ｗ）であり、縦軸はガス感度（任
意尺度）であり、検出されるガスの種類によってＣ，Ｈ
，ＯＨ，Ｈ，。
ＣＯ２およびＣＨ，の馴にガス感度のピークが次第に高
温になっていることがわかる。なお、横軸の電力の領域
Ｐは後述するガスセンサが具備しているヒータによる予
備加熱による電力を示す。
温になっていることがわかる。なお、横軸の電力の領域
Ｐは後述するガスセンサが具備しているヒータによる予
備加熱による電力を示す。
ところで、センサ電流によるジュール発熱を無視できな
いセンサや、あるいは積極的にセンサ電流！利用してい
るガスセンサにおいては、ガス濃度の増加とと−に、セ
ンサ抵抗が減少し、したがって定電圧源を用いると一般
にセンサ電流が増加するために、センサ抵抗が負荷に喀
しくなるまでは、センサ温度は上昇し、それ以上のガス
濃度になるとセンサ温度は低下する。すなわち外気温だ
けでなく雑ガスの存在によってもセンサ温度が変化し、
これに伴って本来目的とするガス感度自体が変化するだ
けでなく経時変化の原因にもなりガス濃度測定の正確さ
を欠くことになる。
いセンサや、あるいは積極的にセンサ電流！利用してい
るガスセンサにおいては、ガス濃度の増加とと−に、セ
ンサ抵抗が減少し、したがって定電圧源を用いると一般
にセンサ電流が増加するために、センサ抵抗が負荷に喀
しくなるまでは、センサ温度は上昇し、それ以上のガス
濃度になるとセンサ温度は低下する。すなわち外気温だ
けでなく雑ガスの存在によってもセンサ温度が変化し、
これに伴って本来目的とするガス感度自体が変化するだ
けでなく経時変化の原因にもなりガス濃度測定の正確さ
を欠くことになる。
この発明は、上記の欠点を除去するためになされたもの
で、センサ温度を一定にするために、センサ消費電力が
一定になるように、すなわち、ガスセンサのセンサ電圧
とセンサ電流とを検出し、その積からセンサに加えられ
る電力を求め、これが制御目標電力値になるようにフィ
ードバックをかけるようにしたものである。以下この発
明九ついて説明する。
で、センサ温度を一定にするために、センサ消費電力が
一定になるように、すなわち、ガスセンサのセンサ電圧
とセンサ電流とを検出し、その積からセンサに加えられ
る電力を求め、これが制御目標電力値になるようにフィ
ードバックをかけるようにしたものである。以下この発
明九ついて説明する。
第２因はこの発明の一実施例を示す回路構成図である。
この図において、１は金属酸化−半導体のガスセンサで
、ヒータ２を備え、電Ｉ［３から可変抵抗器４を介して
ヒータ２に通電することで予備加熱される。５は電源、
６は基準電圧発生器で、と工で設定値を可変することに
よｌＪ ｊｌｌＥ １図の横軸に示す電力、すなわち、
制御目標電力値を希望する値に設定する。１は電圧制御
モジュールで、制御端子８を有し、こへに印加される制
御電圧によって、例えばθ〜４０ｖの範囲で出力電圧を
変化させる。
、ヒータ２を備え、電Ｉ［３から可変抵抗器４を介して
ヒータ２に通電することで予備加熱される。５は電源、
６は基準電圧発生器で、と工で設定値を可変することに
よｌＪ ｊｌｌＥ １図の横軸に示す電力、すなわち、
制御目標電力値を希望する値に設定する。１は電圧制御
モジュールで、制御端子８を有し、こへに印加される制
御電圧によって、例えばθ〜４０ｖの範囲で出力電圧を
変化させる。
Ｓは電流検出抵抗器で、あらかじめ抵抗値が既知のもの
を用いる。１０は負荷抵抗器で、可変抵抗形もしくは固
定抵抗形のものが用いられる。１１゜１２、Ｉｓ、１４
はそれぞれ増幅器で、出力”Ｏｐ”Ｉ＋ ａｔｅ ”３
を出す。１ｓはマルチプレクサ、１６は論理演算回路、
１Ｆはタイミング回路であり、タイミング回路１１のタ
イミング指令に基づき、マルチプレクサ１５は各増幅器
１１〜１４の出力ａ０〜ａ１をとり込んだ後、Ａ／Ｄ変
換し、ラッチ出力ｐＯ＃ ＰＩＴ ｐｔｔ ｐ８
を論環演算回ｊｌｉ！１６に加え、後述の演算を行う。
を用いる。１０は負荷抵抗器で、可変抵抗形もしくは固
定抵抗形のものが用いられる。１１゜１２、Ｉｓ、１４
はそれぞれ増幅器で、出力”Ｏｐ”Ｉ＋ ａｔｅ ”３
を出す。１ｓはマルチプレクサ、１６は論理演算回路、
１Ｆはタイミング回路であり、タイミング回路１１のタ
イミング指令に基づき、マルチプレクサ１５は各増幅器
１１〜１４の出力ａ０〜ａ１をとり込んだ後、Ａ／Ｄ変
換し、ラッチ出力ｐＯ＃ ＰＩＴ ｐｔｔ ｐ８
を論環演算回ｊｌｉ！１６に加え、後述の演算を行う。
演算後の出力ｐ４はラッチされる。１８はＤ／Ａ変換器
、１９は増幅器であり、論理演算回路１６の出力ｐ４（
ディジタル値）を、Ｄ／Ａ変換器１８でアナログ値とし
て増幅４１ｉｌｆｉに加え、その出力を電圧制御モジュ
ールＴの制御端子８に加え、所要の制御を行う。
、１９は増幅器であり、論理演算回路１６の出力ｐ４（
ディジタル値）を、Ｄ／Ａ変換器１８でアナログ値とし
て増幅４１ｉｌｆｉに加え、その出力を電圧制御モジュ
ールＴの制御端子８に加え、所要の制御を行う。
次に動作について説明する。
マス、ガスセンサ１のヒータ２により第１図の領域ＰＫ
ｌ／＠当する加熱を行う。次いで増幅器１１の出力ａ０
が第１図の希望するガスの種類が対応したセンサ温度に
なる電力値１例えばＨ，ガスな検出するのであればセン
サ温度が３００℃のときに最も感度が良いから、この３
００℃に対応する電力０．２Ｗになるよ５な出力量。を
選ぶ。そしてこの出力１゜Ｋ相当する電圧を基準電圧発
生器６で設定する。さらに、増幅器１２の出力ａｍを電
流値に対応させ、増幅器１３と１４の出力車、とａ、の
差（ａｙ−ａｙ）をガスセンサ１の素子電圧に対応させ
る。したがって、マルチプレクサ１５のラッチ出力ｐ０
〜ｐｓＫよって制御目標電力値、電流値、および素子電
圧に対応するディジタル値をとりだせることｋなる。し
たがって、論理演算回路１６はガスセンサ１に加えられ
る電力を、（ａｌＸ（ａ３−ａｆ））として求め、これ
と出力１゜とを比較し、その差に相当する出力ｐ４を出
す。この出力ｐ、はＤ／Ａ変換器１８によりアナログ値
に変換され、増幅器１９を通して電圧制御モジュール７
の制御端子８に負帰還される。このため、制御目標電力
値ａ０とガスセンサ１に電圧制御モジュール７から加え
られている電力（ａｔ Ｘ（ｍｌ −ｍｙ））との差が
０になるように電圧制御モジュール７の出力電圧が変化
し、常に一定の電力がガスセンサ１に加えられる。これ
によりガスセンサ１は定温度に制御され、正確なガス濃
度測定を行うことができる。
ｌ／＠当する加熱を行う。次いで増幅器１１の出力ａ０
が第１図の希望するガスの種類が対応したセンサ温度に
なる電力値１例えばＨ，ガスな検出するのであればセン
サ温度が３００℃のときに最も感度が良いから、この３
００℃に対応する電力０．２Ｗになるよ５な出力量。を
選ぶ。そしてこの出力１゜Ｋ相当する電圧を基準電圧発
生器６で設定する。さらに、増幅器１２の出力ａｍを電
流値に対応させ、増幅器１３と１４の出力車、とａ、の
差（ａｙ−ａｙ）をガスセンサ１の素子電圧に対応させ
る。したがって、マルチプレクサ１５のラッチ出力ｐ０
〜ｐｓＫよって制御目標電力値、電流値、および素子電
圧に対応するディジタル値をとりだせることｋなる。し
たがって、論理演算回路１６はガスセンサ１に加えられ
る電力を、（ａｌＸ（ａ３−ａｆ））として求め、これ
と出力１゜とを比較し、その差に相当する出力ｐ４を出
す。この出力ｐ、はＤ／Ａ変換器１８によりアナログ値
に変換され、増幅器１９を通して電圧制御モジュール７
の制御端子８に負帰還される。このため、制御目標電力
値ａ０とガスセンサ１に電圧制御モジュール７から加え
られている電力（ａｔ Ｘ（ｍｌ −ｍｙ））との差が
０になるように電圧制御モジュール７の出力電圧が変化
し、常に一定の電力がガスセンサ１に加えられる。これ
によりガスセンサ１は定温度に制御され、正確なガス濃
度測定を行うことができる。
以上詳細に説明したように、この発明はセンサ電流とセ
ンサ電圧とを検知し、これを電源または負荷にフィード
バックしてガスセンサの消費電力を常に一定に保持する
よ５Ｋしたので、雑ガスの存在によってセンサ温度が変
化することが防止されるばかりでなく、動作温度の変化
に起因するガス感度の経時変化がなく、したがって正確
にガス濃度を測定できる。さらに、２種以上のガス九対
する感度比を最高値に保持できるため、選択性を向上さ
せろことができる等の利点がある。
ンサ電圧とを検知し、これを電源または負荷にフィード
バックしてガスセンサの消費電力を常に一定に保持する
よ５Ｋしたので、雑ガスの存在によってセンサ温度が変
化することが防止されるばかりでなく、動作温度の変化
に起因するガス感度の経時変化がなく、したがって正確
にガス濃度を測定できる。さらに、２種以上のガス九対
する感度比を最高値に保持できるため、選択性を向上さ
せろことができる等の利点がある。
第１図は金属酸化物半導体のガスセンサのガス感度の６
１１度依存性を示す特性図、第２図はこの発明の一実施
例を示す回路構成図である。 図中、１はガスセンサ、２はヒータ、３は電源、４は可
変抵抗器、５は電源、６は基準電圧発生器。 Ｔは電圧制御モジュール、８は制御端子、９は電流検出
抵抗器、１１〜１４は増幅器、１５はマルチプレクサ、
１６は論理演算回路、ＩＴはタイミング回路、１８はＤ
／人変換器、１９は増幅器である。 第１図 己１５練１鵠＝−−−−−−−−工−−−−−ｐ
ＯＯ，＋ ０．２ ０．３ ０．４ ０．５− 電
力（Ｗ）第２図
１１度依存性を示す特性図、第２図はこの発明の一実施
例を示す回路構成図である。 図中、１はガスセンサ、２はヒータ、３は電源、４は可
変抵抗器、５は電源、６は基準電圧発生器。 Ｔは電圧制御モジュール、８は制御端子、９は電流検出
抵抗器、１１〜１４は増幅器、１５はマルチプレクサ、
１６は論理演算回路、ＩＴはタイミング回路、１８はＤ
／人変換器、１９は増幅器である。 第１図 己１５練１鵠＝−−−−−−−−工−−−−−ｐ
ＯＯ，＋ ０．２ ０．３ ０．４ ０．５− 電
力（Ｗ）第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 金属酸化物半導体のガスセンサと負荷とを電―に直列簑
続してなるガス検知装置において、前記ガスセンサのセ
ンサ電流とセンサ電圧とを検知する手段と、前記センサ
電流とセンサ電圧を前記電源または負荷にフィードバッ
クし【前記ガスセンサの消費電力を一定に保持する電力
制御手段とを具備せしめたことを脣黴とする電力帰還層
ガス検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3409282A JPS58151547A (ja) | 1982-03-05 | 1982-03-05 | 電力帰還型ガス検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3409282A JPS58151547A (ja) | 1982-03-05 | 1982-03-05 | 電力帰還型ガス検知装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58151547A true JPS58151547A (ja) | 1983-09-08 |
| JPS6155063B2 JPS6155063B2 (ja) | 1986-11-26 |
Family
ID=12404625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3409282A Granted JPS58151547A (ja) | 1982-03-05 | 1982-03-05 | 電力帰還型ガス検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58151547A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110208686A (zh) * | 2019-07-19 | 2019-09-06 | 深圳市无眼界科技有限公司 | 一种电化学传感器模拟装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6454733A (en) * | 1987-08-26 | 1989-03-02 | Toshiba Corp | Production device for semiconductor |
-
1982
- 1982-03-05 JP JP3409282A patent/JPS58151547A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110208686A (zh) * | 2019-07-19 | 2019-09-06 | 深圳市无眼界科技有限公司 | 一种电化学传感器模拟装置 |
| CN110208686B (zh) * | 2019-07-19 | 2024-05-03 | 深圳市无眼界科技有限公司 | 一种电化学传感器模拟装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6155063B2 (ja) | 1986-11-26 |
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