JPS5841309A - 圧力送量装置 - Google Patents
圧力送量装置Info
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- JPS5841309A JPS5841309A JP57139096A JP13909682A JPS5841309A JP S5841309 A JPS5841309 A JP S5841309A JP 57139096 A JP57139096 A JP 57139096A JP 13909682 A JP13909682 A JP 13909682A JP S5841309 A JPS5841309 A JP S5841309A
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- G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
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- G01L1/2281—Arrangements for correcting or for compensating unwanted effects for temperature variations
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- G—PHYSICS
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- G01D3/028—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure
- G01D3/036—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure on measuring arrangements themselves
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- 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
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/16—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying resistance
-
- 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
- G01L9/06—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 piezo-resistive devices
- G01L9/065—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 piezo-resistive devices with temperature compensating means
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】
本発明は、複数個の抵抗器を有する基板を有し、前記抵
抗器の少なくとも１つが前記基板内に生ずる変形が変化
した時にその抵抗値が変わり、それによって、このよう
な変形を生じさせている圧力の大きさを測定することが
できる圧力送量装置に関するものである。前記送量装置
は変形に応答する１つの前記抵抗器を有する抵抗器回路
を有し、前記回路は入力回路および出力回路を有してい
る。
抗器の少なくとも１つが前記基板内に生ずる変形が変化
した時にその抵抗値が変わり、それによって、このよう
な変形を生じさせている圧力の大きさを測定することが
できる圧力送量装置に関するものである。前記送量装置
は変形に応答する１つの前記抵抗器を有する抵抗器回路
を有し、前記回路は入力回路および出力回路を有してい
る。
半導体圧力送量装置は、典型的には、シリコン板の中に
拡散されたピエゾ抵抗素子をそなえた圧力検出器を有し
ている。このシリコン板に圧力差が加わるとシリコン板
内に変形が生じ、この変形がピエゾ抵抗素子の抵抗値を
変えることによって１この送量装置が動作する。もし１
対のピエゾ抵抗素子がシリコン板内に互いに直角方向に
拡散されるならば、圧力差がこのシリコン板に加えられ
た時、１つのピエゾ抵抗素子の抵抗値がある量だけ増加
し、そして他のぎニジ抵抗素子の抵抗値が同じ量だけ減
少する。換言すれば、変形が起こった時、縦方向に配置
されたピエゾ抵抗素子の抵抗値はある大きさだけ変化し
、一方、横方向に配置されたピエゾ抵抗素子の抵抗値は
同じ大きさで符号が反対の量だけ変化する。
拡散されたピエゾ抵抗素子をそなえた圧力検出器を有し
ている。このシリコン板に圧力差が加わるとシリコン板
内に変形が生じ、この変形がピエゾ抵抗素子の抵抗値を
変えることによって１この送量装置が動作する。もし１
対のピエゾ抵抗素子がシリコン板内に互いに直角方向に
拡散されるならば、圧力差がこのシリコン板に加えられ
た時、１つのピエゾ抵抗素子の抵抗値がある量だけ増加
し、そして他のぎニジ抵抗素子の抵抗値が同じ量だけ減
少する。換言すれば、変形が起こった時、縦方向に配置
されたピエゾ抵抗素子の抵抗値はある大きさだけ変化し
、一方、横方向に配置されたピエゾ抵抗素子の抵抗値は
同じ大きさで符号が反対の量だけ変化する。
第１図に示されたホイートストン・ブリッジ１０は、先
行技術による半導体圧力送量装置に用いられる典型的な
圧力検出器回路である。ピエゾ抵抗素子Ｒ１−Ｒ，はシ
リコン板（図示されていない）の中に拡散でつくられる
。もしブリッジ１０が定電流源（図示されていない）に
接続されて電流工が流れそして変形が与えられるならば
、素子Ｒ１−Ｒ，の抵抗値が個別に変化し、このためた
端子接続点２０．２２間で測定される電圧■。が変わる
であろう。接続点１２．１４間で測定されるブリッジ電
圧ＶＢは、素子Ｒ１〜Ｒ４が直角に配電されていて１つ
の抵抗器の抵抗値の変化は他の抵抗器の抵抗値の変化に
よって補償されるので、事実上変わらない。電圧Ｖ。は
ブリッジ１０に加えられた変形に直接関連して変化する
から、それはシリコン板に加えられた圧力差を表すもの
として利用することができる。けれども、よく知られて
いるように、素子Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値は温度によって変
わる。第２Ａ図の線３０は、ブリッジ電流が一定である
場合、ブリッジ電圧ＶＢの典型的な変化を温度の関数と
して示したものである。特定の圧力送量装着では、ブリ
ッジ電圧■３は、温度が１００℃変わった場合、全電圧
範囲の例えば３０パーセント変わることがある。
行技術による半導体圧力送量装置に用いられる典型的な
圧力検出器回路である。ピエゾ抵抗素子Ｒ１−Ｒ，はシ
リコン板（図示されていない）の中に拡散でつくられる
。もしブリッジ１０が定電流源（図示されていない）に
接続されて電流工が流れそして変形が与えられるならば
、素子Ｒ１−Ｒ，の抵抗値が個別に変化し、このためた
端子接続点２０．２２間で測定される電圧■。が変わる
であろう。接続点１２．１４間で測定されるブリッジ電
圧ＶＢは、素子Ｒ１〜Ｒ４が直角に配電されていて１つ
の抵抗器の抵抗値の変化は他の抵抗器の抵抗値の変化に
よって補償されるので、事実上変わらない。電圧Ｖ。は
ブリッジ１０に加えられた変形に直接関連して変化する
から、それはシリコン板に加えられた圧力差を表すもの
として利用することができる。けれども、よく知られて
いるように、素子Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値は温度によって変
わる。第２Ａ図の線３０は、ブリッジ電流が一定である
場合、ブリッジ電圧ＶＢの典型的な変化を温度の関数と
して示したものである。特定の圧力送量装着では、ブリ
ッジ電圧■３は、温度が１００℃変わった場合、全電圧
範囲の例えば３０パーセント変わることがある。
圧力送量装置の温度特性の２つの指標はゼロ誤差とスパ
ン誤差である。もつと詳細に説明すれば、ゼロ誤差とは
、規定された温度ＴＲＫＦでそして装置基板に圧力差が
作用していない条件下で生ずる電圧に対する電圧Ｖ。の
パーセント変化のことである。第２Ｂ図に示された線３
２を参照すれば、パーセントゼロ誤差は温度Ｔや、にお
いて生ずる電圧のパーセントとして表された電圧変化で
ある。
ン誤差である。もつと詳細に説明すれば、ゼロ誤差とは
、規定された温度ＴＲＫＦでそして装置基板に圧力差が
作用していない条件下で生ずる電圧に対する電圧Ｖ。の
パーセント変化のことである。第２Ｂ図に示された線３
２を参照すれば、パーセントゼロ誤差は温度Ｔや、にお
いて生ずる電圧のパーセントとして表された電圧変化で
ある。
スパンとは、この圧力送量装置が設計上測定しうる規定
された圧力範囲の最大値と最小値との間の差のことであ
る。第２０図の線３４を参照すれ１−２パーセントスパ
ン誤差は実際のスパンと基準スパンとの間の差を基準ス
パン（または規定されたスパン）のパーセントで表した
ものである。ゼロ誤差とスパン誤差の変化の方向には互
いに関連性がないことを断っておく、換言すれば、ゼロ
誤差は線３２および３３によってそれぞれ示されている
ように正方向にも負方向にも変化することができ、そし
てスパン誤差は線３４および３５によってそれぞれ示さ
れているように正方向にも負方向にも変化することがで
きる。
された圧力範囲の最大値と最小値との間の差のことであ
る。第２０図の線３４を参照すれ１−２パーセントスパ
ン誤差は実際のスパンと基準スパンとの間の差を基準ス
パン（または規定されたスパン）のパーセントで表した
ものである。ゼロ誤差とスパン誤差の変化の方向には互
いに関連性がないことを断っておく、換言すれば、ゼロ
誤差は線３２および３３によってそれぞれ示されている
ように正方向にも負方向にも変化することができ、そし
てスパン誤差は線３４および３５によってそれぞれ示さ
れているように正方向にも負方向にも変化することがで
きる。
第６図および第４Ａ図、第４Ｂ図はそれぞれ典型的な先
行技術による圧力検出器回路と、対応するパーセントゼ
ロ誤差およびパーセントスパン−差の図である。この先
行技術による圧力検出回路はゼロ誤差およびスパン誤差
を補償するための抵抗器を有している。第２Ｂ図の線３
２によって示されているようにゼロ誤差を補償するため
に、圧力検出器回路の中に直列抵抗器Ｒｓおよび並列抵
抗器ＲＰが接続され、それによって、パーセントゼロ誤
差線３８（第４Ａ図）は２つの指定された温度ＴＡおよ
びＴＢでゼロパーセント線と交差する。
行技術による圧力検出器回路と、対応するパーセントゼ
ロ誤差およびパーセントスパン−差の図である。この先
行技術による圧力検出回路はゼロ誤差およびスパン誤差
を補償するための抵抗器を有している。第２Ｂ図の線３
２によって示されているようにゼロ誤差を補償するため
に、圧力検出器回路の中に直列抵抗器Ｒｓおよび並列抵
抗器ＲＰが接続され、それによって、パーセントゼロ誤
差線３８（第４Ａ図）は２つの指定された温度ＴＡおよ
びＴＢでゼロパーセント線と交差する。
この２つの指定された温度ＴＡおよびＴＢＩ／′ｉ、こ
の圧力検出器回路の設計動作温度範囲の端の点であるこ
とができる。抵抗器Ｒ８およびＲＰけ温度に対して安定
な抵抗器である、すなわち、それらの抵抗値はＴＡとＴ
Ｂの間の温度範囲では変わらない。
の圧力検出器回路の設計動作温度範囲の端の点であるこ
とができる。抵抗器Ｒ８およびＲＰけ温度に対して安定
な抵抗器である、すなわち、それらの抵抗値はＴＡとＴ
Ｂの間の温度範囲では変わらない。
ＦｊｓおよびＲＰの抵抗値は次のようＫして決定するこ
とができる。まず、抵抗器Ｒ４−Ｒ，たけか・ブリッジ
形に配置された圧力検出器回路に対し、２つの規定され
た温度ＴＡおよびＴＢにおいて実際のゼロ誤差を実験的
に測定する。次に、抵抗器Ｒ８およびＲＰの直列接続お
よび並列接続に対し当業者には周知の回路解析法を用い
て、実験的に測定された２つの誤差を消すようにＲＢお
よびＲｐの抵抗値を決定する。
とができる。まず、抵抗器Ｒ４−Ｒ，たけか・ブリッジ
形に配置された圧力検出器回路に対し、２つの規定され
た温度ＴＡおよびＴＢにおいて実際のゼロ誤差を実験的
に測定する。次に、抵抗器Ｒ８およびＲＰの直列接続お
よび並列接続に対し当業者には周知の回路解析法を用い
て、実験的に測定された２つの誤差を消すようにＲＢお
よびＲｐの抵抗値を決定する。
検出器４０の抵抗器Ｒ４−Ｒ，は互いに直角には配置さ
れていなく、基板内でブリッジ形に配置されていること
がわかる。したがって、との基板面に圧力差が加えられ
た時、４′個の抵抗器のうちの２個は圧縮力を受け、そ
して残りの２個の抵抗器は張力を受ける。このために、
２つのピエゾ抵抗素子の抵抗値は増加し、そして他の２
つのピエゾ抵抗素子の抵抗値が減少する。
れていなく、基板内でブリッジ形に配置されていること
がわかる。したがって、との基板面に圧力差が加えられ
た時、４′個の抵抗器のうちの２個は圧縮力を受け、そ
して残りの２個の抵抗器は張力を受ける。このために、
２つのピエゾ抵抗素子の抵抗値は増加し、そして他の２
つのピエゾ抵抗素子の抵抗値が減少する。
さらに、第２Ｂ図に示されているように、パーセントゼ
ロ誤差線は正方向にも負方向にも変化することがある。
ロ誤差線は正方向にも負方向にも変化することがある。
その結果、抵抗器Ｒｓを接続点２４と２５の間に接続し
そして接続点２３と２４の間を短絡する（または、場合
によシこの逆に配置接続する）ことができ、および抵抗
器Ｒアを接続点２Ｂと２９の間に接続しそして接続点２
６と２７の間は開放したままにしておく（または、場合
によシこの逆に配置°接続する）ことができ、それによ
りパーセントゼロ誤差が補償される。
そして接続点２３と２４の間を短絡する（または、場合
によシこの逆に配置接続する）ことができ、および抵抗
器Ｒアを接続点２Ｂと２９の間に接続しそして接続点２
６と２７の間は開放したままにしておく（または、場合
によシこの逆に配置°接続する）ことができ、それによ
りパーセントゼロ誤差が補償される。
第２Ｃ図の線３４に示されているように、スパン誤差を
補償するために、温度に対し安定な抵抗器Ｒ８ＰＡＮが
接続点１２と１４の間に接続される。
補償するために、温度に対し安定な抵抗器Ｒ８ＰＡＮが
接続点１２と１４の間に接続される。
この接続点１２．１４にはブリッジ電圧ＶＢが現われで
いる。抵抗器ＲｓおよびＲＰの抵抗値を決定するのに用
いた前記方法と同様の２段階法を用いて、第４Ｂ図に示
されたパーセントスパン誤差線３９が２つの規定された
温度点Ｔ およびＴＢを同じパーセントスパン誤差をも
って通るようにＲ８ＰＡＮの抵抗値を決定することがで
きる。温度に対して安定な２つの抵抗器がゼロ誤差を補
償するために用いたことを思い出してほしい。温度ＴＡ
およびＴＢにおいてゼロ誤差を同じにするのにただ１つ
の抵抗器が必要であるけれども、第２の抵抗器が用いら
れる理由は、圧力差がない時、これらの温度において生
ずる電圧をオフ・セツティングするという別の要請のた
めである。この別の要請はスパン誤差補正の場合には不
必要である。それは実際のスパンは基準スパンに等しい
必要がないからである。換言すれば、もし実際のスパン
が許容可能な範囲内にあるならば、２つの規定された温
度でスパンが変化しないことだけが重要であシ、シたが
って、これらの温度の間で生ずるスパン誤差が事実上小
さい。
いる。抵抗器ＲｓおよびＲＰの抵抗値を決定するのに用
いた前記方法と同様の２段階法を用いて、第４Ｂ図に示
されたパーセントスパン誤差線３９が２つの規定された
温度点Ｔ およびＴＢを同じパーセントスパン誤差をも
って通るようにＲ８ＰＡＮの抵抗値を決定することがで
きる。温度に対して安定な２つの抵抗器がゼロ誤差を補
償するために用いたことを思い出してほしい。温度ＴＡ
およびＴＢにおいてゼロ誤差を同じにするのにただ１つ
の抵抗器が必要であるけれども、第２の抵抗器が用いら
れる理由は、圧力差がない時、これらの温度において生
ずる電圧をオフ・セツティングするという別の要請のた
めである。この別の要請はスパン誤差補正の場合には不
必要である。それは実際のスパンは基準スパンに等しい
必要がないからである。換言すれば、もし実際のスパン
が許容可能な範囲内にあるならば、２つの規定された温
度でスパンが変化しないことだけが重要であシ、シたが
って、これらの温度の間で生ずるスパン誤差が事実上小
さい。
ゼロ誤差とスパン誤差を補正するための受動抵抗器回路
は連続で滑らかなトランスファ関数によって特徴づけら
れ、ＴＡとＴＢの中間の温度で生ずる誤差を完全には補
償しないことがわかるはずである０それはこのような誤
差は温度に非線形的に依存するからである。制御工程に
応用して用いる場合には、前記圧力検出器が生ずる誤差
−をさらに小さくする必要があシ、それでょシ高い精度
で圧力の測定が行なわれる。
は連続で滑らかなトランスファ関数によって特徴づけら
れ、ＴＡとＴＢの中間の温度で生ずる誤差を完全には補
償しないことがわかるはずである０それはこのような誤
差は温度に非線形的に依存するからである。制御工程に
応用して用いる場合には、前記圧力検出器が生ずる誤差
−をさらに小さくする必要があシ、それでょシ高い精度
で圧力の測定が行なわれる。
米国特許第４，２０２，２１８号（特許権者Ｒｏｍｏ
。
。
１９８０年５月１３日）に、前記受動抵抗器回路と共に
能動電子部品を有する温度補償のだめの別の装置が記載
されている。圧力検出器回路の出力がフィードバックさ
れて定電流源の出力が変えられ、それによって温度変化
で生じた抵抗値の変化が補償されて、ゼロ誤差およびス
パン誤差が小さくなる。けれども、温度補償回路に用い
られる部品の特性を表すトランスファ関数は、規定され
た温度範囲ですべて連続関数であシそして線形関数であ
る。したがって、ゼロ誤差およびスパン誤差が温度に対
し非線形であるために、ゼロ誤差およびスパン誤差のパ
ーセントが減少することは必然的に限界がある。
能動電子部品を有する温度補償のだめの別の装置が記載
されている。圧力検出器回路の出力がフィードバックさ
れて定電流源の出力が変えられ、それによって温度変化
で生じた抵抗値の変化が補償されて、ゼロ誤差およびス
パン誤差が小さくなる。けれども、温度補償回路に用い
られる部品の特性を表すトランスファ関数は、規定され
た温度範囲ですべて連続関数であシそして線形関数であ
る。したがって、ゼロ誤差およびスパン誤差が温度に対
し非線形であるために、ゼロ誤差およびスパン誤差のパ
ーセントが減少することは必然的に限界がある。
ゼロ温度誤差およびスパン＠度誤差を補償するこの他の
装置が、ｒ Ｓｏｌ、ｉｄ ５ｔａｔｅ Ｄｉｇｉｔａ
ｌＰｒｅｓｓｕｒｅ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ Ｊの標題
の論文（工ＫＨｉＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎ、ｓ ｏｎ
Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ、第ＥＤ−１６巻
、第１０号、８７０〜８７６頁（１９６９年１０月））
に記載されている。この論文の記述によれば、圧力検出
器と温度検出器の両方を用い、えられた情報を複雑な計
算式で処理して、現存する圧力を高い精度で計算してい
る。けれども、このような装置は必然的にコストが高く
なり、そしてコンピュータプログラムや関連したハード
ウェアを用いるので複雑さが増し、これは圧力送量装置
の信頼性に対し害をなす。
装置が、ｒ Ｓｏｌ、ｉｄ ５ｔａｔｅ Ｄｉｇｉｔａ
ｌＰｒｅｓｓｕｒｅ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ Ｊの標題
の論文（工ＫＨｉＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎ、ｓ ｏｎ
Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ、第ＥＤ−１６巻
、第１０号、８７０〜８７６頁（１９６９年１０月））
に記載されている。この論文の記述によれば、圧力検出
器と温度検出器の両方を用い、えられた情報を複雑な計
算式で処理して、現存する圧力を高い精度で計算してい
る。けれども、このような装置は必然的にコストが高く
なり、そしてコンピュータプログラムや関連したハード
ウェアを用いるので複雑さが増し、これは圧力送量装置
の信頼性に対し害をなす。
したがって、圧力送量装置のゼロ誤差とスパン誤差に対
する温度補償を行なう装置を改良する必要がある。
する温度補償を行なう装置を改良する必要がある。
先行技術による前記圧力送量装置の限界が本発明の原理
に従って製造される圧力送量装置によって解決される。
に従って製造される圧力送量装置によって解決される。
本発明により提案される実施例を概略的に説明すれば、
抵抗形歪測定圧力検出器を用いてこの検出器に加えられ
た圧力の大きさを表す電圧信号かえられる。定電流源が
この圧力検出器に接続されておシ、検出器に一定電流が
供給される。検出器にフィードバック回路が接続されて
おり、検出器からの温度信号を受取ってそれに非線形的
に応答し、そして制御信号を発生してこれを電源に送る
。電源はこの制御信号を受取ってそれに応答し、そして
検出器に供給される電流を変え、それによって温度によ
って生じた圧力送量装置内の誤差を補償する。フィード
バック回路の動作を表すトランスファ関数は不連続であ
わ、温度による圧力検出器の非線形的挙動を補償するた
めに、理惣的補正関数を部分的に近似することが行なわ
れる。不連続トランスファ関数という特徴によシ、本発
明の原理に従ってつくられた圧力送量装置によって、連
続トランスファ関数によって特徴づけられる先行技術に
よる回路よりも大きな精度をもって温度補償を行なうこ
とができる。したがって、本発明により、先行技術によ
る温度補償に対する前記諸問題を解決することができる
。
抵抗形歪測定圧力検出器を用いてこの検出器に加えられ
た圧力の大きさを表す電圧信号かえられる。定電流源が
この圧力検出器に接続されておシ、検出器に一定電流が
供給される。検出器にフィードバック回路が接続されて
おり、検出器からの温度信号を受取ってそれに非線形的
に応答し、そして制御信号を発生してこれを電源に送る
。電源はこの制御信号を受取ってそれに応答し、そして
検出器に供給される電流を変え、それによって温度によ
って生じた圧力送量装置内の誤差を補償する。フィード
バック回路の動作を表すトランスファ関数は不連続であ
わ、温度による圧力検出器の非線形的挙動を補償するた
めに、理惣的補正関数を部分的に近似することが行なわ
れる。不連続トランスファ関数という特徴によシ、本発
明の原理に従ってつくられた圧力送量装置によって、連
続トランスファ関数によって特徴づけられる先行技術に
よる回路よりも大きな精度をもって温度補償を行なうこ
とができる。したがって、本発明により、先行技術によ
る温度補償に対する前記諸問題を解決することができる
。
さらに、。本発明では、それぞれの圧力測定にさいして
の情報処理のための計算とそれに関連したコンピュータ
を必要としない。このために、工ＥＪＫの文献に記載さ
れている方法に付随する問題点が解決される。
の情報処理のための計算とそれに関連したコンピュータ
を必要としない。このために、工ＥＪＫの文献に記載さ
れている方法に付随する問題点が解決される。
最後に１本発明の前記特徴および他の特徴は、図面を参
照しながら、好ましい実施例についての以下の記述から
よく理解されるであろう。
照しながら、好ましい実施例についての以下の記述から
よく理解されるであろう。
第５図は本発明による圧力送量装置の実施例のブロック
線図である。電圧・電流変換器５０と電圧源■アが協同
して定電流源として働く。この定電流源は抵抗ブリッジ
形圧力検出器４０に接続される。電流工が一定値に保た
れている限り、出力接続点１２．１４に現われるブリッ
ジ電圧ＶＢの太ききは一定である。けれども、もし検出
器４０の抵抗素子が温度によって変化するならば（すな
わち、その抵抗値が温度の関数であるならば）、ブリッ
ジ電圧ＶＢもまた温度によって変わるであろう。しだが
って、ブリッジ電圧ＶＢは検出器４０の抵抗素子の温度
を表すものとして用いることができる。接続点１２に接
続された非線形フィードバック回路５２けこのブリッジ
電圧ＶＢに応答して、制御電圧Ｖ。を接続点５１に生ず
る。回路５２については本明細書の後段において詳細に
説明する。制御電圧Ｖ。がフィードバックされる。フィ
ードバックされた制御電圧は電圧源ＶＴからの出力と組
合わされ、その結果得られた電圧が変換器５０に供給さ
れて電流工の大きさを変え、それにより検出器４０の温
度変化によって生じたスパン誤差が補償される。
線図である。電圧・電流変換器５０と電圧源■アが協同
して定電流源として働く。この定電流源は抵抗ブリッジ
形圧力検出器４０に接続される。電流工が一定値に保た
れている限り、出力接続点１２．１４に現われるブリッ
ジ電圧ＶＢの太ききは一定である。けれども、もし検出
器４０の抵抗素子が温度によって変化するならば（すな
わち、その抵抗値が温度の関数であるならば）、ブリッ
ジ電圧ＶＢもまた温度によって変わるであろう。しだが
って、ブリッジ電圧ＶＢは検出器４０の抵抗素子の温度
を表すものとして用いることができる。接続点１２に接
続された非線形フィードバック回路５２けこのブリッジ
電圧ＶＢに応答して、制御電圧Ｖ。を接続点５１に生ず
る。回路５２については本明細書の後段において詳細に
説明する。制御電圧Ｖ。がフィードバックされる。フィ
ードバックされた制御電圧は電圧源ＶＴからの出力と組
合わされ、その結果得られた電圧が変換器５０に供給さ
れて電流工の大きさを変え、それにより検出器４０の温
度変化によって生じたスパン誤差が補償される。
検出器４’ＯＫ圧力差が加えられて検出器が変形した時
、接続点２０．２２に現われるブリッジ出力電圧Ｖ。は
この圧力差を表すものとして用いることができる。増幅
器５４は接続点２０．２２に接続されておシ、これらの
接続点間の電圧信号を増幅する。ゼロ補償回路５６は加
算接続点５３に接続される。この加算接続点は増幅器５
４と制御電圧ｖ０に接続されていて、それらからの出力
を受取る。ゼロ補償回路は加算接続点からの出力を受取
り、そして送量装置信号Ｖ。ＵＴを生ずる。この送量装
置信号はゼロ誤差を有しているが、このゼロ誤差は検出
器の温度が変わっても事実上変化しない。第５図の機能
ブロックはこの後の図面を参照しての後段での説明にお
いて詳細に記述されるであろう。
、接続点２０．２２に現われるブリッジ出力電圧Ｖ。は
この圧力差を表すものとして用いることができる。増幅
器５４は接続点２０．２２に接続されておシ、これらの
接続点間の電圧信号を増幅する。ゼロ補償回路５６は加
算接続点５３に接続される。この加算接続点は増幅器５
４と制御電圧ｖ０に接続されていて、それらからの出力
を受取る。ゼロ補償回路は加算接続点からの出力を受取
り、そして送量装置信号Ｖ。ＵＴを生ずる。この送量装
置信号はゼロ誤差を有しているが、このゼロ誤差は検出
器の温度が変わっても事実上変化しない。第５図の機能
ブロックはこの後の図面を参照しての後段での説明にお
いて詳細に記述されるであろう。
第６Ａ図および第６Ｂ図の曲線６０は誤差（この誤差は
本明細書ではゼロ誤差またはスパン誤差のいずれかであ
る）と温度との間の関係を示したものである。曲線６０
は温度補償回路がない場合の（第５図に示された）ブリ
ッジ検出器４０の温ｆ％性を表す。本発明の好ましい実
施例では、ブリッジ検出器４０は温度に対して安定な抵
抗器で構成された先行技術による抵抗器回路を有してお
り、この温１’に対して安定な抵抗器によシ温度範囲Ｔ
３〜Ｔ４で生ずる温度による誤差が補償される。
本明細書ではゼロ誤差またはスパン誤差のいずれかであ
る）と温度との間の関係を示したものである。曲線６０
は温度補償回路がない場合の（第５図に示された）ブリ
ッジ検出器４０の温ｆ％性を表す。本発明の好ましい実
施例では、ブリッジ検出器４０は温度に対して安定な抵
抗器で構成された先行技術による抵抗器回路を有してお
り、この温１’に対して安定な抵抗器によシ温度範囲Ｔ
３〜Ｔ４で生ずる温度による誤差が補償される。
したがって、この温度領域に対する曲線６２（第６Ｂ図
）はこのような温度補償が行なわれた後に得られる誤差
曲線である。もしＴ３とＴ４の間の間隔が（第４Ａ図ま
たは第４ Ｂ′図に示された）ＴＡとＴＢの間の間隔よ
り小さいならば、（第６Ｂ図に示された）最大誤差ＰＫ
Ｉは（第４Ａ図および第４Ｂ図にそれぞれ示された）
ＺｘまたはＥｌｌより小さいことがわかるはずである。
）はこのような温度補償が行なわれた後に得られる誤差
曲線である。もしＴ３とＴ４の間の間隔が（第４Ａ図ま
たは第４ Ｂ′図に示された）ＴＡとＴＢの間の間隔よ
り小さいならば、（第６Ｂ図に示された）最大誤差ＰＫ
Ｉは（第４Ａ図および第４Ｂ図にそれぞれ示された）
ＺｘまたはＥｌｌより小さいことがわかるはずである。
さらに説明を加えるならば、温度範囲が大幅に小さくな
ればいつでも、誤差曲線６０のこのように小さな範囲の
中の部分はよシ直線に近づき、先行技術による帥記抵抗
回路の動作によって見られる温度補償が大幅に改善され
、したがって、誤差の最大値は温度範囲が大きな場合の
ものよシは小さくなる。
ればいつでも、誤差曲線６０のこのように小さな範囲の
中の部分はよシ直線に近づき、先行技術による帥記抵抗
回路の動作によって見られる温度補償が大幅に改善され
、したがって、誤差の最大値は温度範囲が大きな場合の
ものよシは小さくなる。
本発明では、非線形フィードバック回路５２（第５図）
は２つのフィードバック回路を有している。（第６Ａ図
の）Ｔ６５および６７は、ＴｌとＴ３の間の温度範囲で
ブリッジ形検出器４０によってつくられた誤差を補償す
るために、２つのフィードバック回路によって見られた
誤差を表す。曲線６３および６８は非線形フィードバッ
ク回路５２がブリッジ形検出器４０と組合わされた時に
見られる誤差である。Ｔ１とＴ４の間の全温度範囲に対
して、もし先行技術による抵抗回路だけが用いられるな
らば、そしてもし非線形フィードバック回路５２が用い
られないならば、見られるパーセント誤差曲線６９は本
発明の場合の最大誤差よりも少なくとも一桁大きい最大
誤差をもつであろう。もちろん、温度補償のために３個
またはもつと多くのフィードバック回路を用いることも
できる。けれども、フィードバック回路の数が多くなる
と、実際には回路が複雑になる。したがって、（コスト
と信頼性といった付随する問題と共に）回路の複雑さが
増すことの欠点と、パーセント誤差が小さくなるという
利点と、の兼合いになる。
は２つのフィードバック回路を有している。（第６Ａ図
の）Ｔ６５および６７は、ＴｌとＴ３の間の温度範囲で
ブリッジ形検出器４０によってつくられた誤差を補償す
るために、２つのフィードバック回路によって見られた
誤差を表す。曲線６３および６８は非線形フィードバッ
ク回路５２がブリッジ形検出器４０と組合わされた時に
見られる誤差である。Ｔ１とＴ４の間の全温度範囲に対
して、もし先行技術による抵抗回路だけが用いられるな
らば、そしてもし非線形フィードバック回路５２が用い
られないならば、見られるパーセント誤差曲線６９は本
発明の場合の最大誤差よりも少なくとも一桁大きい最大
誤差をもつであろう。もちろん、温度補償のために３個
またはもつと多くのフィードバック回路を用いることも
できる。けれども、フィードバック回路の数が多くなる
と、実際には回路が複雑になる。したがって、（コスト
と信頼性といった付随する問題と共に）回路の複雑さが
増すことの欠点と、パーセント誤差が小さくなるという
利点と、の兼合いになる。
第７図および第８図において、非線形フィードバック回
路５２Ａは並列接続された２つのフィードバック回路８
１および８３を有している。これらのフィードバック回
路はいっしょに動作して曲線６５および６７（第６Ａ図
）をつくる。これらの並列接続された２つのフィードバ
ック回路によね、Ｔ１とＴ３の間の温度範囲で１つのフ
ィードバック回路だけを用いた場合よりも大きな精度で
、ブリッジ形検出器４０が生ずる誤差に対する補償がえ
られる。曲線６５および６７はフィードバック回路６４
および６５（第８図）を用いてもうろことができる。こ
れらのフィードバック回路は非線形フィードバック回路
５２Ｂ円で互いに直列接続されている。後で記述される
ように、＠８図は非線形フィードバック回路が２つのフ
ィードバック回路の好ましい実施例である。
路５２Ａは並列接続された２つのフィードバック回路８
１および８３を有している。これらのフィードバック回
路はいっしょに動作して曲線６５および６７（第６Ａ図
）をつくる。これらの並列接続された２つのフィードバ
ック回路によね、Ｔ１とＴ３の間の温度範囲で１つのフ
ィードバック回路だけを用いた場合よりも大きな精度で
、ブリッジ形検出器４０が生ずる誤差に対する補償がえ
られる。曲線６５および６７はフィードバック回路６４
および６５（第８図）を用いてもうろことができる。こ
れらのフィードバック回路は非線形フィードバック回路
５２Ｂ円で互いに直列接続されている。後で記述される
ように、＠８図は非線形フィードバック回路が２つのフ
ィードバック回路の好ましい実施例である。
第９図は本発明の好ましい実施例の電気回路の概要図で
ある。ブリッジ形検出器４０は先行技術による抵抗器回
路（図を複雑にするのを避けるために図示されていない
）を有している０このブリッジ形検出器には演算増幅器
１００によって制御された定電流工が供給される。増幅
器１００と抵抗器Ｒ８とおよび電圧源Ｖ、とによって定
電流源が構成される。接続点２０および２２に現われる
ブリッジ出力電圧Ｖ。は増幅回路５４の入力に供給され
る。この増幅回路は演算増幅器１０２および１０４を有
し、これらの演算増幅器には抵抗器”３０ ＋ Ｒ１１
およＵＲ３２がコモンモード・リジェクションの特性を
もつように接続される。
ある。ブリッジ形検出器４０は先行技術による抵抗器回
路（図を複雑にするのを避けるために図示されていない
）を有している０このブリッジ形検出器には演算増幅器
１００によって制御された定電流工が供給される。増幅
器１００と抵抗器Ｒ８とおよび電圧源Ｖ、とによって定
電流源が構成される。接続点２０および２２に現われる
ブリッジ出力電圧Ｖ。は増幅回路５４の入力に供給され
る。この増幅回路は演算増幅器１０２および１０４を有
し、これらの演算増幅器には抵抗器”３０ ＋ Ｒ１１
およＵＲ３２がコモンモード・リジェクションの特性を
もつように接続される。
増幅回路５４の出力はゼロ補償回路５６に接続され、そ
してこのゼロ補償回路が動作して送量装置出力信号■。
してこのゼロ補償回路が動作して送量装置出力信号■。
ＵＴを生ずる。送量装置信号Ｖ。ＵＴハ検出器４０に加
えられた圧力差を表す。ゼロ補償回路は演算増幅器１１
０と、可変電圧源Ｅ３とおよび抵抗器Ｒ３３〜Ｒ４２か
ら成る抵抗器回路を有している。演算増幅器１１０は加
算増幅器として動作するように配置されており、この場
合にはその反転入力と非反転入力は抵抗器Ｒ３３〜Ｒ４
２に接続される。回路５６の接続点１２０および１２２
は増幅回路５４の出力に接続されていて、ブリッジ出力
電圧■。を増幅した信号を受載る。接続点１２４および
１２６は可変電圧源に３の出力とアースに接続される。
えられた圧力差を表す。ゼロ補償回路は演算増幅器１１
０と、可変電圧源Ｅ３とおよび抵抗器Ｒ３３〜Ｒ４２か
ら成る抵抗器回路を有している。演算増幅器１１０は加
算増幅器として動作するように配置されており、この場
合にはその反転入力と非反転入力は抵抗器Ｒ３３〜Ｒ４
２に接続される。回路５６の接続点１２０および１２２
は増幅回路５４の出力に接続されていて、ブリッジ出力
電圧■。を増幅した信号を受載る。接続点１２４および
１２６は可変電圧源に３の出力とアースに接続される。
当業者には周知であるように、電圧源Ｅ３は演算増幅器
に加えられる差動信号内に存在する好ましくない直流バ
イアス電圧を補償するように調節される。接続点１２８
および１３０け非線形フィードバック回路５２Ｂのフィ
ードバック回路６４および６６にそれぞれ接続される。
に加えられる差動信号内に存在する好ましくない直流バ
イアス電圧を補償するように調節される。接続点１２８
および１３０け非線形フィードバック回路５２Ｂのフィ
ードバック回路６４および６６にそれぞれ接続される。
２つのフィードバック回路６４および６６は互いに直列
に接続される。このような配置は並列接続配置より好ま
しいものであることが思い出されるであろう。この好ま
しい配置は単純であるという利点を持っている。その理
由はただ１つの電圧源Ｅ１が基準電圧源として用いられ
るからである。
に接続される。このような配置は並列接続配置より好ま
しいものであることが思い出されるであろう。この好ま
しい配置は単純であるという利点を持っている。その理
由はただ１つの電圧源Ｅ１が基準電圧源として用いられ
るからである。
並列接続配置の場合には２つの基準電圧源が必要であり
、このために２つの電圧源の電圧の大きさを同じにしな
ければならないという問題が生ずる。
、このために２つの電圧源の電圧の大きさを同じにしな
ければならないという問題が生ずる。
第１０Ａ図〜第１０Ｆ図に示されたグラフは第９図に示
された回路の動作を説明するグラフである。まずスパン
誤差補償の説明をして、次にゼロ誤差補償の説明をする
。線３１は検出器４０が温度補償を行なわないで動作し
そして圧力差がゼロである時のブリッジ電圧ＶＢ対温度
のグラフである。曲線６１はこのような検出器に対する
スパン誤差曲線である。本発明の例示的圧力送量装置に
対して規定された動作温度は温度Ｔ１とＴ４の間の範囲
である。検出器４０を有する先行技術による抵抗器回路
は温［Ｔ３とＴ４の間の範囲で生ずるスパン誤差を補償
するために動作することを思い起してほしい。この温度
範囲に対しては、曲Ｍ７１（第１０Ｂ図）がこのような
補償によってえられたスパン誤差曲線である。
された回路の動作を説明するグラフである。まずスパン
誤差補償の説明をして、次にゼロ誤差補償の説明をする
。線３１は検出器４０が温度補償を行なわないで動作し
そして圧力差がゼロである時のブリッジ電圧ＶＢ対温度
のグラフである。曲線６１はこのような検出器に対する
スパン誤差曲線である。本発明の例示的圧力送量装置に
対して規定された動作温度は温度Ｔ１とＴ４の間の範囲
である。検出器４０を有する先行技術による抵抗器回路
は温［Ｔ３とＴ４の間の範囲で生ずるスパン誤差を補償
するために動作することを思い起してほしい。この温度
範囲に対しては、曲Ｍ７１（第１０Ｂ図）がこのような
補償によってえられたスパン誤差曲線である。
非線形フィードバック回路５２Ｂは２つのフィードバッ
ク回路６４および６６を有しており、これらのフィード
バック回路は互いに直列接続されて動作して線γ０およ
び７２を生ずる。線７０および７２はこの２つを合わせ
て、＠度Ｔ１とＴ３の間の範囲内で、ブリッジ形検出器
４０が生ずるスパン誤差を補正するための理想的補償曲
線を、部分的にそして不連続的に近似するものとなって
いる。非線形フィードバック回路５２Ｂがブリッジ形検
出器４０と接続された時に見られるスパン誤差が曲線７
４および７６に示されている。第１０Ｂ図を見るとわか
るように、線７０および７２は温度Ｔ１ ｒ Ｔ２およ
びＴ３のところに折れ点を有している。これらの折れ点
は、演算増幅器１０６および１０８の上飽和レベルが温
度Ｔ１およびＴ２でそれぞれ起こるように設定すること
により、およびそれらの下飽和レベルが温度Ｔ３で起こ
るように設定することにより決定される。
ク回路６４および６６を有しており、これらのフィード
バック回路は互いに直列接続されて動作して線γ０およ
び７２を生ずる。線７０および７２はこの２つを合わせ
て、＠度Ｔ１とＴ３の間の範囲内で、ブリッジ形検出器
４０が生ずるスパン誤差を補正するための理想的補償曲
線を、部分的にそして不連続的に近似するものとなって
いる。非線形フィードバック回路５２Ｂがブリッジ形検
出器４０と接続された時に見られるスパン誤差が曲線７
４および７６に示されている。第１０Ｂ図を見るとわか
るように、線７０および７２は温度Ｔ１ ｒ Ｔ２およ
びＴ３のところに折れ点を有している。これらの折れ点
は、演算増幅器１０６および１０８の上飽和レベルが温
度Ｔ１およびＴ２でそれぞれ起こるように設定すること
により、およびそれらの下飽和レベルが温度Ｔ３で起こ
るように設定することにより決定される。
ブリッジ電圧ｖＢは温度によって変わること、したがっ
て、温度信号として利用できることを思い起してほしい
。非線形フィードバック回路５２Ｂが接続されてブリッ
ジ電圧ＶＢを受取シ、そしてそれに応答して信号ＶＯＩ
およびＶＯ２を生ずる。演算増幅器１０６の利得と基準
電圧源Ｅ１の電圧レベルは、演算増幅器１０６が上飽和
値Ｊｎおよび下飽和値］！１ＬＩＫ到達する温度（すな
わち、このような温度を表すブリッジ電圧ＶＢの大きさ
）を決定する。抵抗器Ｒ１１およびＩ’ｔ１ｇの抵抗値
を適切に選定することによシ、上飽和値Ｅｌが＠ＩｆＴ
１で生ずるように設定され、そして下飽和値に：ＩＩＪ
ｌが＠度Ｔ３で生ずるように設定される。信号ＶＯ１が
、抵抗器Ｒ１５とジャンパＬ１とを通して、演算増幅器
１００の反転入力に加えられる。同様に、抵抗器ＲＩＢ
およびＲ１，の抵抗値を適切に選定するととＫよシ、演
算増幅器１０８に対する上飽和値ＥＨ２が温度Ｔ２で生
ずるように設定され、そして下飽和値ＥＬ２が温度Ｔ３
で生ずるように設定される。下飽和値ＫＬＩけ温度Ｔ３
において事実上ゼロざルトであるように設定され、それ
によシ下飽和値ＥＬ２も温度Ｔ３においてゼロざルトに
なる。信号ＶＣ２は、抵抗器Ｒ工。
て、温度信号として利用できることを思い起してほしい
。非線形フィードバック回路５２Ｂが接続されてブリッ
ジ電圧ＶＢを受取シ、そしてそれに応答して信号ＶＯＩ
およびＶＯ２を生ずる。演算増幅器１０６の利得と基準
電圧源Ｅ１の電圧レベルは、演算増幅器１０６が上飽和
値Ｊｎおよび下飽和値］！１ＬＩＫ到達する温度（すな
わち、このような温度を表すブリッジ電圧ＶＢの大きさ
）を決定する。抵抗器Ｒ１１およびＩ’ｔ１ｇの抵抗値
を適切に選定することによシ、上飽和値Ｅｌが＠ＩｆＴ
１で生ずるように設定され、そして下飽和値に：ＩＩＪ
ｌが＠度Ｔ３で生ずるように設定される。信号ＶＯ１が
、抵抗器Ｒ１５とジャンパＬ１とを通して、演算増幅器
１００の反転入力に加えられる。同様に、抵抗器ＲＩＢ
およびＲ１，の抵抗値を適切に選定するととＫよシ、演
算増幅器１０８に対する上飽和値ＥＨ２が温度Ｔ２で生
ずるように設定され、そして下飽和値ＥＬ２が温度Ｔ３
で生ずるように設定される。下飽和値ＫＬＩけ温度Ｔ３
において事実上ゼロざルトであるように設定され、それ
によシ下飽和値ＥＬ２も温度Ｔ３においてゼロざルトに
なる。信号ＶＣ２は、抵抗器Ｒ工。
およびジャンパＬ４を通して、演算増幅器１ｏｏの非反
転入力に加えられる。
転入力に加えられる。
非線形フィードバック回路５２Ｂがスパン誤差線７０お
よび７２を生ずるために、経験的方法と第９図に示され
た回路に対しよく知られた回路分析との両方によって、
電流工が［２２０によって示された規定レベルに設定さ
れる代ＬＫ、 線２３０および２４０で示されたように
変えられなければならない、ということが決定され゛た
。したがって、抵抗器Ｒ１δおよびＲ１７、ジャンパＬ
１およびＬい抵抗器Ｒ７およびＲ８、および電″−圧源
ＶＴが適切に選定されて、温度Ｔ１とＴ３との間の範囲
において、電流工の大きさが線２３０および２４０によ
って示されるようにされ、およびブリッジ電圧ＶＢの大
きさが線１９６および１９８によって示されるようにさ
れる。
よび７２を生ずるために、経験的方法と第９図に示され
た回路に対しよく知られた回路分析との両方によって、
電流工が［２２０によって示された規定レベルに設定さ
れる代ＬＫ、 線２３０および２４０で示されたように
変えられなければならない、ということが決定され゛た
。したがって、抵抗器Ｒ１δおよびＲ１７、ジャンパＬ
１およびＬい抵抗器Ｒ７およびＲ８、および電″−圧源
ＶＴが適切に選定されて、温度Ｔ１とＴ３との間の範囲
において、電流工の大きさが線２３０および２４０によ
って示されるようにされ、およびブリッジ電圧ＶＢの大
きさが線１９６および１９８によって示されるようにさ
れる。
他の圧力送量装置に対しては、補償されていない検出器
に対するパーセントスパン誤差特性曲線は温度に対しく
線６１によって示されているように負変化をする代りに
）正変化をし、そして基準となるベースライン忙対して
凹または凸である形を持つ。したがって、ジャパンＬ１
〜Ｌ４により、検出器の特定のスパン誤差特性を補償し
た変化の方向とパーセント誤差曲線の形がえられる。第
１１Ａ図の１１１７０および７２は既に考察した線であ
る。パーセントスパン誤差線２４２および２４４をうる
ためには、抵抗器Ｒ１５およびＲ１’／を、それぞれジ
ャンパＬ１およびＬ３を通して、演算増幅器１００の反
転入力に接続すればよい。パーセントスパン誤差線２４
６および２４８をうるためには、抵抗器Ｒ１５を接続点
１１２（演算増幅器の非反転入力）に接続されているジ
ャンパＬ２に接続し、そして抵抗器Ｒ１７を接続点１１
４（演算増幅器１００の反転入力）に接続されているジ
ャンパＩＩ３に接続すればよい。パーセントスパン誤差
線２５０および２５２をうるためには、抵抗器Ｒ１５を
ジャンパＬ２に接続し、そして抵抗器ｕｌ’ｙをジャン
パＬ４に接続すればよい。
に対するパーセントスパン誤差特性曲線は温度に対しく
線６１によって示されているように負変化をする代りに
）正変化をし、そして基準となるベースライン忙対して
凹または凸である形を持つ。したがって、ジャパンＬ１
〜Ｌ４により、検出器の特定のスパン誤差特性を補償し
た変化の方向とパーセント誤差曲線の形がえられる。第
１１Ａ図の１１１７０および７２は既に考察した線であ
る。パーセントスパン誤差線２４２および２４４をうる
ためには、抵抗器Ｒ１５およびＲ１’／を、それぞれジ
ャンパＬ１およびＬ３を通して、演算増幅器１００の反
転入力に接続すればよい。パーセントスパン誤差線２４
６および２４８をうるためには、抵抗器Ｒ１５を接続点
１１２（演算増幅器の非反転入力）に接続されているジ
ャンパＬ２に接続し、そして抵抗器Ｒ１７を接続点１１
４（演算増幅器１００の反転入力）に接続されているジ
ャンパＩＩ３に接続すればよい。パーセントスパン誤差
線２５０および２５２をうるためには、抵抗器Ｒ１５を
ジャンパＬ２に接続し、そして抵抗器ｕｌ’ｙをジャン
パＬ４に接続すればよい。
次に、ゼロ誤差補償について記述しよう。第９図に示さ
れているように１信号■ｃ１およびｖｃ２はまたゼロ補
償回路５６にも供給される。例示された圧力送量装置で
は、第１０Ｆ図の曲１１１２６０Ｅ温贋補償回路がない
場合に動作した時の検出器４０の特性を表すパーセント
ゼロ誤差曲線である。
れているように１信号■ｃ１およびｖｃ２はまたゼロ補
償回路５６にも供給される。例示された圧力送量装置で
は、第１０Ｆ図の曲１１１２６０Ｅ温贋補償回路がない
場合に動作した時の検出器４０の特性を表すパーセント
ゼロ誤差曲線である。
前記抵抗器受動回路が動作して温ｆＴ３とＴ４の間の温
度範囲で生ずるゼロ誤差を補償する。この抵抗器受動回
路では、検出器４０の変形を感知する素子と直列および
並列に温度に対して安定な抵抗器が接続される。Ｔ３と
Ｔ４の間の温度範囲において、この受動回路と共に動作
する検出器４０に対してえられたゼロ誤差曲線が曲線２
６２である。
度範囲で生ずるゼロ誤差を補償する。この抵抗器受動回
路では、検出器４０の変形を感知する素子と直列および
並列に温度に対して安定な抵抗器が接続される。Ｔ３と
Ｔ４の間の温度範囲において、この受動回路と共に動作
する検出器４０に対してえられたゼロ誤差曲線が曲線２
６２である。
抵抗器Ｒ１ｅｌ ＋ Ｒ２０＋ Ｒ３ＢおよびＲ３９の
抵抗値を適切に選定し、そしてジャンパＬ５およびＬ８
を用いるととＫよシ、ブリッジ形検出器４０によって見
られるゼロ誤差を補正するための理想的補償曲線に対す
る、部分的なそして不連続的フィードバック近似曲線が
えられる。この近似曲線は線２６４および２６６によっ
て表されており、この曲線は温度ＴｌとＴ３の間の温度
範囲で生ずるゼロ誤差を事実上補償し、それによって、
パーセントゼロ誤差曲線２７０および２７２がえられる
。曲線２６０は温度と共に正方向に変化しておシ、そし
てゼロベースラインに対して凸形であることがわかる。
抵抗値を適切に選定し、そしてジャンパＬ５およびＬ８
を用いるととＫよシ、ブリッジ形検出器４０によって見
られるゼロ誤差を補正するための理想的補償曲線に対す
る、部分的なそして不連続的フィードバック近似曲線が
えられる。この近似曲線は線２６４および２６６によっ
て表されており、この曲線は温度ＴｌとＴ３の間の温度
範囲で生ずるゼロ誤差を事実上補償し、それによって、
パーセントゼロ誤差曲線２７０および２７２がえられる
。曲線２６０は温度と共に正方向に変化しておシ、そし
てゼロベースラインに対して凸形であることがわかる。
また、曲１！２７０および２７２は負方向に変化し、そ
して共に凹形であることがわかる。
して共に凹形であることがわかる。
第１１Ｂ図のパーセントゼロ曲線２７０および２７２は
既に考察した。正方向に変化しそして凹形のゼロ誤差曲
線を有する検出器を補償する線２７４および２７６をう
るために５ジヤンパＬ５およびＬ７が抵抗器Ｒ，１６お
よびＲ２０を接続点１３０に接続するのに用いられる。
既に考察した。正方向に変化しそして凹形のゼロ誤差曲
線を有する検出器を補償する線２７４および２７６をう
るために５ジヤンパＬ５およびＬ７が抵抗器Ｒ，１６お
よびＲ２０を接続点１３０に接続するのに用いられる。
ＩＩ！度と共に負方向に変化しそして凹形のゼロ誤差曲
線を有する検出器を補償する線２７８および２８０をう
るために、ジャンパＬ６およびＬ７が抵抗器Ｒユ。およ
びＲ２ｏを接続点１２８および１３０にそれぞれ接続す
るのに用いられる。最後に、負方向に変わジそして凸形
をしたゼロ誤差曲線を有する検出器を補償する線２８２
および２８４をうるために、ジャンパＬ６およびＬ８が
用いられる。
線を有する検出器を補償する線２７８および２８０をう
るために、ジャンパＬ６およびＬ７が抵抗器Ｒユ。およ
びＲ２ｏを接続点１２８および１３０にそれぞれ接続す
るのに用いられる。最後に、負方向に変わジそして凸形
をしたゼロ誤差曲線を有する検出器を補償する線２８２
および２８４をうるために、ジャンパＬ６およびＬ８が
用いられる。
本発明は好ましい実施例に基づいて記述されたけれども
、改良と変更を本発明の範囲内においてなしうろことは
明らかである。
、改良と変更を本発明の範囲内においてなしうろことは
明らかである。
第１図は先行技術による圧力検出器回路の概略電気回路
図であって、変形に応答する抵抗素子がホイートストン
ゾリッジ構造に配置されておシ、第２Ａ図〜第２Ｃ図は
第１図に示された圧力検出器回路の温度に対するブリッ
ジ電圧、ゼロ変化およびスパン変化の典型的なグラフ、 第６図は圧力検出器回路に接続される先行技術による抵
抗器回路の概略電気回路図、 第４Ａ図および第４Ｂ図は第３図に示された回路に対す
るゼロ誤差およびスパン誤差の温度変化のグラフ、 第５図は本発明の原理によって製造された圧力送量装置
のブロック線図、 第６Ａ図および第６Ｂ図は本発明の非線形フィー−バッ
ク回路部分の動作の説明図、 第７図は第５図に示された非線形フィーげバック回路の
１つの実施例のゾロツク線図で、２つのフィーげバック
回路が並列に接続されており、第８図は第５図に示され
た非線形フィードバック回路の好ましい実施例のゾロツ
ク線図で、フィー１２７２回路が直列に接続されておシ
、第９図は第５図に示された圧力送量装置の概略電気回
路図、 第１０Ａ図〜第１０Ｆ図は第９図に示された回路の動作
の説明図、 糖１１Ａ図および第１１Ｂ図は第９図の概要図に示され
たジャンパ接続の説明図。 ４０ 抵抗器回路 ５０ 電源 ５２ フィードバック回路５４
差動増幅回路 ５６ 補償回路 １００１ Ｒ７Ｔ Ｒ８１ＶＴ 制御回路代理人 浅
村 皓 外４名 第１因 ＜１２ オフ図 ２１８因
図であって、変形に応答する抵抗素子がホイートストン
ゾリッジ構造に配置されておシ、第２Ａ図〜第２Ｃ図は
第１図に示された圧力検出器回路の温度に対するブリッ
ジ電圧、ゼロ変化およびスパン変化の典型的なグラフ、 第６図は圧力検出器回路に接続される先行技術による抵
抗器回路の概略電気回路図、 第４Ａ図および第４Ｂ図は第３図に示された回路に対す
るゼロ誤差およびスパン誤差の温度変化のグラフ、 第５図は本発明の原理によって製造された圧力送量装置
のブロック線図、 第６Ａ図および第６Ｂ図は本発明の非線形フィー−バッ
ク回路部分の動作の説明図、 第７図は第５図に示された非線形フィーげバック回路の
１つの実施例のゾロツク線図で、２つのフィーげバック
回路が並列に接続されており、第８図は第５図に示され
た非線形フィードバック回路の好ましい実施例のゾロツ
ク線図で、フィー１２７２回路が直列に接続されておシ
、第９図は第５図に示された圧力送量装置の概略電気回
路図、 第１０Ａ図〜第１０Ｆ図は第９図に示された回路の動作
の説明図、 糖１１Ａ図および第１１Ｂ図は第９図の概要図に示され
たジャンパ接続の説明図。 ４０ 抵抗器回路 ５０ 電源 ５２ フィードバック回路５４
差動増幅回路 ５６ 補償回路 １００１ Ｒ７Ｔ Ｒ８１ＶＴ 制御回路代理人 浅
村 皓 外４名 第１因 ＜１２ オフ図 ２１８因
Claims (9)
- （１）複数個の抵抗器（Ｒｘ ｌ Ｒ２＊ Ｒ３ｐ Ｒ
４）を有する基板を有し、該抵抗器の少なくとも１つが
前記基板内に生ずる変形が変化したときにその抵抗値が
変化し、それによって前記変形を生じせしめる圧力の大
きさを測定する２うにし、前記変形に応答する前記１つ
の抵抗器を有すると共に入力回路（１２，１４）と出力
回路（２０，２２）を有する抵抗器回路（４０）と、該
抵抗器回路（４０）の前記入力回路（１２，１４）に接
続され、該抵抗器回路に電流（１）を流して該抵抗器回
路を作動させると共に前記変形の変化忙応答して前記出
力回路に出力信号（ｖｏ）を生ずるようにした圧力送量
装置において、 前記電源装置（５０）が制御回路（１００゜Ｒ，、Ｒ８
、ＶＴ ）を有し、該制御回路は可変制御信号を前記電
源装置に供給して前記電源装置（５０）の出力（１）を
前記制御信号に応じて変えることができるようにし、 前記抵抗器回路（４０）に接続されたフィードバック回
路（５２）を有し、該フィードバック回路は温度が変化
した時に起こる前記回路（４Ｇ）の抵抗値の変化と共に
変動する温度信号（ＶＢ ）を前記抵抗器回路から受取
り、 前記フィードバック回路（５２）が前記制御回路（ｖｏ
）に接続されていて、前記温度信号（ＶＢ）に応答する
フィーダバック制御信号を前記制御回路に供給し、 前記フィードバック回路（５２）が非線形装置（６４，
６６）を有し、前記非線形装置は前記温度信号（ＶＢ）
と前記フィー−バック制御信号（ｖｏ）との間の非線形
関係を実行するようＫしたことを特徴とする圧力送量装
置。 - （２） 特許請求の範囲第１項において、前記非線形
装置が差動増幅回路を有し、前記差動増幅回路は前記温
度信号を受取って前記温度信号に不連続的に関連した前
記フィーげバック制御信号を生じ、前記不連続的フィー
ドバック制御信号は第１規定温度および第２規定温度で
それぞれ起こる第１折れ点および第２折れ点によって特
徴づけられ、および前記差動増幅回路は前記温度信号が
それぞれ前記第１規定温度よシ低いおよび前記第２規定
温度より高い温度に対応する時はいつでも規定された下
飽和レベルおよび下飽和レベルで飽和するように構成さ
れている圧力送量装置。 - （３）特許請求の範囲第２項において、補償回路をさら
に有し、前記補償回路は前記フィードバック制御信号と
前記出力信号を受取シそれらに応答して前記圧力の大き
さを表しおよび温度変化に事実上依存しないゼロ誤差を
有する信号を生ずる圧力送量装置。 - （４）特許請求の範囲第１項において、前記非線形装置
が第１増幅回路および第２増幅回路を有し、前記フィー
ドバック制御信号が第１フイードバツク制御信号および
第２フイーＰバツク制御信号を有し、予め定められた第
１温度範囲および第２温度範囲で動作し、前記非線形関
係が第１非線形関数および第２非線形関数によって規定
され、前記第１増幅回路が前記温度信号を受取って前記
＠１１フイードバツク制御信を生じ、前記第２増幅回路
が前記第１フィーｒバック制御信号を受取って前記第２
フイーＰバツク制御信号を生じ、 約配第１温度範囲内で前記レイ−ｐバック制御信号が帥
紀第１非線形関数によって規定されおよび前記第２＠度
範囲内で前記フィードバック制御信号が前記第２非線形
関数によって規定されるように前記フィードバック制御
回路が構成された、圧力送量装置。 - （５）特許請求の範囲第４項において、前記第１増幅回
路と第２増幅回路が互いに並列に接続された圧力送量装
置。 - （６）特＆Ｆｌ−請求の範囲第５項において、前記第１
増幅回路および第２増幅回路がおのおのが差動増幅回路
を有し、 前記不連続フィードバック制御信号が規定された第１温
度、ｆｓ２温度および第３温度でそれぞれ起こる第１折
れ点、第２折れ点および第３折れ点によって特徴づけら
れ、 前記第１温度と第２温度が前記第１温度範囲を定め、お
よび前記第２＠度と第６温度が前記第２温度範囲を定め
、 前記温度信号がそれぞれ前記第１温度よりも低いおよび
前記第２温度よシも高い温度に対応する時にはいつでも
１つの前記差動増幅回路が規定された下飽和レベルおよ
び下飽和レベルに飽和するように構成され、および前記
温度信号がそれギれ前記第２温度よシも低いおよび前記
第５温度よシも高い温度に対応する時にはいつでも他の
前記差動増幅回路が規定された下飽和レベルおよび下飽
和レベルに飽和するように構成された、圧力送量装置。 - （７）特許請求の範囲第６項において、補償回路をさら
に有し、前記補償回路が前記フィードバック制御信号と
前記出力信号を受取シそれらに応答して前記圧力の大き
さを表しそして温度変化に事実上依存しないゼロ誤差を
有する信号を生ずる、圧力送量装置。 - （８）特許請求の範囲第４項において、前記第１増幅回
路と第２増幅回路が互いに直列に接続された圧力送量装
置。 - （９）特許請求の範囲第８項において、前記第１増幅回
路および第２増幅回蕗がおのおの差動増幅回路を有し、 前記不連続フィードバック制御信号が規定された第１温
度、第２温度および第３ｒＩＩＡ度でそれぞれ起こる第
１折れ点、第２折れ点および第６折れ点によって特徴づ
けられ、 前記年１温度と第２温度が前記第１温度範囲を定め、お
よび前記第２温度と第６温度が前記第２温度範囲を定め
、 前記温度信号がそれぞれ前記第１温度よシ低いおよび前
記第２温度よシ高い温度に対応する時にはいつでも１つ
の前記差動増幅回路が規定された下飽和レベルおよび下
飽和レベルに飽和するように構成され、および前記温度
信号がそれぞれ前記第２温度よシも低いおよび前記第３
温度よシも高い温度に対応する時にはいつでも他の前記
差動増幅回路が規定された上飽和レベルおよび下飽和レ
ベルに飽和するように構成された、圧力送量装置。 Ｏｑ 特許請求の範囲第９項において、補償回路をさ
らに有し、前記補償回路が前記フィードバック制御信号
と前記出力信号を受取シそれらに応答して前記圧力の大
きさを表しそして温度変化に事実上依存しないゼロ誤差
を有する信号を生ずる、圧力送量装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/291,665 US4414853A (en) | 1981-08-10 | 1981-08-10 | Pressure transmitter employing non-linear temperature compensation |
| US291665 | 1981-08-10 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5841309A true JPS5841309A (ja) | 1983-03-10 |
| JPH028252B2 JPH028252B2 (ja) | 1990-02-23 |
Family
ID=23121288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57139096A Granted JPS5841309A (ja) | 1981-08-10 | 1982-08-10 | 圧力送量装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4414853A (ja) |
| EP (1) | EP0071962B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5841309A (ja) |
| CA (1) | CA1174077A (ja) |
| DE (2) | DE71962T1 (ja) |
Cited By (7)
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| JPS60135717A (ja) * | 1983-12-24 | 1985-07-19 | Shimadzu Corp | 圧力検出回路 |
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| JP2004530504A (ja) * | 2001-06-29 | 2004-10-07 | エコール ポリテクニーク フェデラル ドゥ ローザンヌ（エーペーエフエル） | 眼圧記録装置 |
| JP2021018075A (ja) * | 2019-07-17 | 2021-02-15 | 株式会社デンソー | センサ装置 |
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- 1982-08-03 DE DE8282107006T patent/DE3271886D1/de not_active Expired
- 1982-08-09 CA CA000409056A patent/CA1174077A/en not_active Expired
- 1982-08-10 JP JP57139096A patent/JPS5841309A/ja active Granted
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| EP0071962B1 (en) | 1986-07-02 |
| EP0071962A1 (en) | 1983-02-16 |
| DE3271886D1 (en) | 1986-08-07 |
| DE71962T1 (de) | 1983-07-07 |
| JPH028252B2 (ja) | 1990-02-23 |
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