JPS59153117A - 圧力変換器の温度補償回路 - Google Patents
圧力変換器の温度補償回路Info
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- JPS59153117A JPS59153117A JP58026318A JP2631883A JPS59153117A JP S59153117 A JPS59153117 A JP S59153117A JP 58026318 A JP58026318 A JP 58026318A JP 2631883 A JP2631883 A JP 2631883A JP S59153117 A JPS59153117 A JP S59153117A
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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
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- Measuring Fluid Pressure (AREA)
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】
〔技術分野〕
本発明は、温度依存性のある゛ブリッジ回路の出力特性
を補償する温度補償回路に関し、具体的には例えば、複
数個の拡散型ストレンゲージを分散配置したシリコン感
圧ダイアフラムを備えた高感度な圧力変換器の温度補償
回路に関する。そして，本発明は、出力の零点温度特性
を補償して、温度変化に対して安定した零点が得られる
ようにしたものである。
を補償する温度補償回路に関し、具体的には例えば、複
数個の拡散型ストレンゲージを分散配置したシリコン感
圧ダイアフラムを備えた高感度な圧力変換器の温度補償
回路に関する。そして，本発明は、出力の零点温度特性
を補償して、温度変化に対して安定した零点が得られる
ようにしたものである。
従来、一般にシリコン感圧ダイアフラムを備えた高感度
圧力変換器などにおける温度特性、とりわけ零点の温度
特性は、ダイアフラムにつくりこまれブリ゜ツジに構成
されるストレンゲージ相互間の温度特性のわずかの差に
よって発生する。特に、シリコン感圧ダイアフラムが使
用される高精度の圧力変換器の場合には，大部分のもの
が零点温度特性の補償を必要とする。
圧力変換器などにおける温度特性、とりわけ零点の温度
特性は、ダイアフラムにつくりこまれブリ゜ツジに構成
されるストレンゲージ相互間の温度特性のわずかの差に
よって発生する。特に、シリコン感圧ダイアフラムが使
用される高精度の圧力変換器の場合には，大部分のもの
が零点温度特性の補償を必要とする。
この温度特性を補償するために従来から用いられている
力法は、ストレンゲージの抵抗温度係数とは異なる抵抗
温度係数をもつ抵抗ＲＸ（たとえばサーミスタ、金属様
膜抵抗または拡散抵抗など）をｉｔ図の如く，ス１・レ
ンゲージＳＧＩ−ＳＧ４テｍ成されるブリッジ回路に挿
入して、このブリッジ回路にアンバランスの温度特性を
持たせて補償するものである。この場合には、抵抗ＲＸ
を挿入したことによりブリッジ回路の出力レベルが変化
するので、これを補償するために、ストレンゲージと同
じかあるいはそれに近い温度特性をもつ抵抗ＲＹを抵抗
ＲＸを挿入した辺の隣辺に挿入するｑともある。この方
法は直接的で簡便であるが、次のような欠点かあった。
力法は、ストレンゲージの抵抗温度係数とは異なる抵抗
温度係数をもつ抵抗ＲＸ（たとえばサーミスタ、金属様
膜抵抗または拡散抵抗など）をｉｔ図の如く，ス１・レ
ンゲージＳＧＩ−ＳＧ４テｍ成されるブリッジ回路に挿
入して、このブリッジ回路にアンバランスの温度特性を
持たせて補償するものである。この場合には、抵抗ＲＸ
を挿入したことによりブリッジ回路の出力レベルが変化
するので、これを補償するために、ストレンゲージと同
じかあるいはそれに近い温度特性をもつ抵抗ＲＹを抵抗
ＲＸを挿入した辺の隣辺に挿入するｑともある。この方
法は直接的で簡便であるが、次のような欠点かあった。
■ストレンゲージＳＧＩ〜ＳＧ４で構成するブリッジ回
路に、他の抵抗ＲＸおよびＲＹを挿入するので、１￥前
の調整工程において調整された値（例えばスパン）が影
響を受け、再調整が必要となる場合も生じる。特に、抵
抗ＲＸおよびＲＹの値が大きくなるほどこの影響は顕著
となる。
路に、他の抵抗ＲＸおよびＲＹを挿入するので、１￥前
の調整工程において調整された値（例えばスパン）が影
響を受け、再調整が必要となる場合も生じる。特に、抵
抗ＲＸおよびＲＹの値が大きくなるほどこの影響は顕著
となる。
■この補償力法では、温度特性の曲がりを補償すること
ができない。温度特性の曲がり、すなわち温度特性が直
線ではないことは、ストレンゲージＳＧＩ〜ＳＧ４や補
償用抵抗ＲＸおよひＲＹの抵抗値が温度変化に対して直
線的に変化しないことに起因して生じるもので、補償用
抵抗ＲＸおよひＲＹの挿入によって、ストレンゲージＳ
ＧＩ〜ＳＧ４の温度特性の曲がりと抵抗ＲＸおよびＲＹ
の温度特性の曲がりとを相殺して、曲がりのない温度特
性を得るのは非常に稀な場合であり、通常は温度特性の
曲がりが存在する。
ができない。温度特性の曲がり、すなわち温度特性が直
線ではないことは、ストレンゲージＳＧＩ〜ＳＧ４や補
償用抵抗ＲＸおよひＲＹの抵抗値が温度変化に対して直
線的に変化しないことに起因して生じるもので、補償用
抵抗ＲＸおよひＲＹの挿入によって、ストレンゲージＳ
ＧＩ〜ＳＧ４の温度特性の曲がりと抵抗ＲＸおよびＲＹ
の温度特性の曲がりとを相殺して、曲がりのない温度特
性を得るのは非常に稀な場合であり、通常は温度特性の
曲がりが存在する。
そこで，本発明の目的は，上述した欠点を除去し、４イ
前の調整工程に影響を与えずに零点の温度特性を補償し
、同時に零点の温度特性の曲がりを補償するようにした
温度補償回路を提供することにある。
前の調整工程に影響を与えずに零点の温度特性を補償し
、同時に零点の温度特性の曲がりを補償するようにした
温度補償回路を提供することにある。
かかる目的を達成するために、本発明では隣接したアー
ムの両方に温度依存性を有する抵抗を介挿した抵抗ブリ
ッジと、抵抗ブリッジの出力電圧を増幅すると共にイン
ピーダンス変換を行う第１増幅回路と、弟１増幅回路の
出力電圧を外部電圧に重畳させる第２増幅回路とを具備
する。
ムの両方に温度依存性を有する抵抗を介挿した抵抗ブリ
ッジと、抵抗ブリッジの出力電圧を増幅すると共にイン
ピーダンス変換を行う第１増幅回路と、弟１増幅回路の
出力電圧を外部電圧に重畳させる第２増幅回路とを具備
する。
以下、図面を参照して本発明のー・実施例を詳細に説明
する。
する。
第２図は本発明を適用した圧カ変換器の一実施例を示す
。本実施例は、ストレンゲージを含む測定ブリ，ジ回路
（不図示）からの出力信号を導入し、抵抗Ｒ１と偵列に
温度依存性の大きい抵抗ＲＡを接続し，ぞの的タリ接続
した抵抗Ｒ１およびＲＡに対して抵抗Ｒ２を並クリに接
続する。この３つの抵抗Ｒｌ，Ｒ２およびＲＡをまとめ
てＲαとする。抵抗Ｒ３に７品度依存性の大きい抵抗Ｒ
ｅを直列に接続し、その偵列接続した抵抗Ｒ３およびＲ
Ｂに抵抗Ｒ４を並列に接続する。この３つの抵抗Ｒ３，
Ｒ４およびＲＢをまとめてＲβとする。ここで、抵抗Ｒ
ＡおよびＲＢは，同じ傾向の温度依存性を有する抵抗と
し、例えば抵抗ＲＡが正の温度依存性を有すれば、抵抗
ＲＢも正の温度依存性を石するものとする。このように
、七述の抵抗ＲαとＲβおよび抵抗Ｒ５とＲ６とにより
ブリッジ回路を構成する。
。本実施例は、ストレンゲージを含む測定ブリ，ジ回路
（不図示）からの出力信号を導入し、抵抗Ｒ１と偵列に
温度依存性の大きい抵抗ＲＡを接続し，ぞの的タリ接続
した抵抗Ｒ１およびＲＡに対して抵抗Ｒ２を並クリに接
続する。この３つの抵抗Ｒｌ，Ｒ２およびＲＡをまとめ
てＲαとする。抵抗Ｒ３に７品度依存性の大きい抵抗Ｒ
ｅを直列に接続し、その偵列接続した抵抗Ｒ３およびＲ
Ｂに抵抗Ｒ４を並列に接続する。この３つの抵抗Ｒ３，
Ｒ４およびＲＢをまとめてＲβとする。ここで、抵抗Ｒ
ＡおよびＲＢは，同じ傾向の温度依存性を有する抵抗と
し、例えば抵抗ＲＡが正の温度依存性を有すれば、抵抗
ＲＢも正の温度依存性を石するものとする。このように
、七述の抵抗ＲαとＲβおよび抵抗Ｒ５とＲ６とにより
ブリッジ回路を構成する。
抵抗ＲαとＲβとの接続点と演算増幅器ＯＰＩの反転入
力端子との間に抵抗Ｒ７を接続する。抵抗Ｒ５とＲ６と
の接続点と演算増幅器ＯＰＩの非反転入力端子とを接続
し、抵抗Ｒ５とＲαとの接続点と電源７Ｌ圧端子Ｐとを
接続して電源電圧Ｖｃを印加し、さらに抵抗Ｒ６とＲβ
との接続点を接地端子ＧＮＤに接続して、この接地端子
ＧＮＩ）を接地する。演算増幅器ＯＰＩの反転入力端子
とその出力端子との間にフィードバック抵抗Ｒ８を接続
する。
力端子との間に抵抗Ｒ７を接続する。抵抗Ｒ５とＲ６と
の接続点と演算増幅器ＯＰＩの非反転入力端子とを接続
し、抵抗Ｒ５とＲαとの接続点と電源７Ｌ圧端子Ｐとを
接続して電源電圧Ｖｃを印加し、さらに抵抗Ｒ６とＲβ
との接続点を接地端子ＧＮＤに接続して、この接地端子
ＧＮＩ）を接地する。演算増幅器ＯＰＩの反転入力端子
とその出力端子との間にフィードバック抵抗Ｒ８を接続
する。
ここで、抵抗Ｒ５とＲ６との共通接続点における電位を
瞥、抵抗ＲαとＲβとの共通接続点における電位をＶ一
、抵抗ＲαとＲβを並列接続した場合象り’％ＭＸ＆に
おける合成抵抗値をＲγ、すなわちＲγ一（Ｒα×Ｒβ
）／（Ｒα十Ｒβ）とすると、？ｉｊＩ算増幅器ＯＰＩ
の出力電圧ｖしは次式で表わされる。
瞥、抵抗ＲαとＲβとの共通接続点における電位をＶ一
、抵抗ＲαとＲβを並列接続した場合象り’％ＭＸ＆に
おける合成抵抗値をＲγ、すなわちＲγ一（Ｒα×Ｒβ
）／（Ｒα十Ｒβ）とすると、？ｉｊＩ算増幅器ＯＰＩ
の出力電圧ｖしは次式で表わされる。
ここで、説明を簡単にするためにＲ７：ｉ＞Ｒγの関係
があるとすると、演算増幅器ＯＰＩの出力電圧リしは次
式で表わされる。以下の説明はこの条件を満足している
．ものとする。
があるとすると、演算増幅器ＯＰＩの出力電圧リしは次
式で表わされる。以下の説明はこの条件を満足している
．ものとする。
端子■１およひ１２間にはストレンケージブリッジから
の出力４１１号Ｖｉｎを印加する。この帖−号Ｖｉｎは
ヌ１・レンゲーシブリッジ出力′市圧である場合と、ス
トレンケージブリッジ出力を差動増幅器により増幅した
電圧である場合とがある。ついで、端子ＩＩとｎｅｔ￥
＋増幅器１］Ｐ２の反転入力端子との間に抵抗Ｒ８を接
続し１乾１子Ｉ２と演算増幅器ＯＰ２の非反転入力端子
との間に抵抗ＲＩＯを接続する。さらに、７ｉ：ｉ地増
幅器ＯＰＩの出力端子と抽算増幅器ＯＰ２の非反転入力
端子との間に抵抗１’ｌｌｌを接続し、鏑算増幅器ＯＰ
２の反転入力端子と圧力変換器出力端子（Ｊｉｌ１ラ増
幅器ＯＰ２の出力端子）Ｏｕｔとの間にフィー１・バッ
ク抵抗ＲＩ２を接続する。
の出力４１１号Ｖｉｎを印加する。この帖−号Ｖｉｎは
ヌ１・レンゲーシブリッジ出力′市圧である場合と、ス
トレンケージブリッジ出力を差動増幅器により増幅した
電圧である場合とがある。ついで、端子ＩＩとｎｅｔ￥
＋増幅器１］Ｐ２の反転入力端子との間に抵抗Ｒ８を接
続し１乾１子Ｉ２と演算増幅器ＯＰ２の非反転入力端子
との間に抵抗ＲＩＯを接続する。さらに、７ｉ：ｉ地増
幅器ＯＰＩの出力端子と抽算増幅器ＯＰ２の非反転入力
端子との間に抵抗１’ｌｌｌを接続し、鏑算増幅器ＯＰ
２の反転入力端子と圧力変換器出力端子（Ｊｉｌ１ラ増
幅器ＯＰ２の出力端子）Ｏｕｔとの間にフィー１・バッ
ク抵抗ＲＩ２を接続する。
このように、６１Ｉ算増幅器ＯＰ２およひ抵抗Ｒ８〜Ｒ
ｌ２で差動増幅器を構成する。ここで、端子ＩＩおよび
■２からみたストレンゲージブリンジの出力インピーダ
ンスと比較して抵抗Ｒ９およびＲ１０の値を十分に大き
くとり、江つ、Ｒ９＝ＲｌＯおよびＲｌｌ＝Ｒｌ２とす
るのが一般的である。この場合における圧力変換器の出
力電圧Ｖｏｕｔは次式で表わされる。
ｌ２で差動増幅器を構成する。ここで、端子ＩＩおよび
■２からみたストレンゲージブリンジの出力インピーダ
ンスと比較して抵抗Ｒ９およびＲ１０の値を十分に大き
くとり、江つ、Ｒ９＝ＲｌＯおよびＲｌｌ＝Ｒｌ２とす
るのが一般的である。この場合における圧力変換器の出
力電圧Ｖｏｕｔは次式で表わされる。
（３）式によれば、圧力変換器の出力電圧Ｖｏｕｔが温
度依存性をもたないためには、演算増幅器ＯＰＩの出力
電圧ｖ１，の温度特性が（３）式ｌ項で示されるＲｌｌ
／Ｒ９・Ｖｉｎの温度特性を相殺すればよい。
度依存性をもたないためには、演算増幅器ＯＰＩの出力
電圧ｖ１，の温度特性が（３）式ｌ項で示されるＲｌｌ
／Ｒ９・Ｖｉｎの温度特性を相殺すればよい。
次に、第２図の動作の一例を説明する。ここで、抵抗Ｒ
ＡおよびＲＢは、抵抗｛＋ｆｊおよび温度特性がともに
同様のものと仮定し、これらの温度特性は第３図示のよ
うに正の温度勾配を持ち、下に凸の曲がりを有する特性
であるとする。さらにまた、抵抗ＲＡおよびＲＢ以外の
抵抗は、温度依存性を持たないものとする。
ＡおよびＲＢは、抵抗｛＋ｆｊおよび温度特性がともに
同様のものと仮定し、これらの温度特性は第３図示のよ
うに正の温度勾配を持ち、下に凸の曲がりを有する特性
であるとする。さらにまた、抵抗ＲＡおよびＲＢ以外の
抵抗は、温度依存性を持たないものとする。
このような条件の下では、温度上昇により抵抗ＲＡの抵
抗値は増加し、それに伴い抵抗Ｒαの合成抵抗値も増加
する。この場合には、抵抗Ｒ１の抵抗仙か小ざいほど、
また抵抗Ｒ２の抵抗値か大きレ）ほと、抵抗Ｒαの合成
抵抗｛１＜ｉの温度特性の傾きは大きくなる。これとは
逆に、抵抗Ｒｌの抵抗値が大きいほど，また抵抗Ｒ２の
抵抗値が小さいほど、抵抗Ｒαの合成抵抗値の温度特性
の傾きは小さくなる。
抗値は増加し、それに伴い抵抗Ｒαの合成抵抗値も増加
する。この場合には、抵抗Ｒ１の抵抗仙か小ざいほど、
また抵抗Ｒ２の抵抗値か大きレ）ほと、抵抗Ｒαの合成
抵抗｛１＜ｉの温度特性の傾きは大きくなる。これとは
逆に、抵抗Ｒｌの抵抗値が大きいほど，また抵抗Ｒ２の
抵抗値が小さいほど、抵抗Ｒαの合成抵抗値の温度特性
の傾きは小さくなる。
このような抵抗Ｒαが有する合成抵抗イ１＃４の温度特
性を変化させた一例を第４図に示す。木図は、抵抗ＲＡ
の２７゜Ｃにおける抵抗値をＲＡ（２７゜Ｃ）＝？ＫΩ
とし，さらにｔｉｔ抗Ｒ１およびＲ２の抵抗値がＲｌ＝
２ＫΩおよひＲ２＝４ＫΩの場合を基憎として、抵抗Ｒ
ｌの抵抗値をＲ１＝０にした場合、および抵抗Ｒ２の抵
抗＜ｔｔｉをＲ２＝６ＫΩにした場合における抵抗Ｒα
（合成抵抗値）の温度特性を示すものである。なお、第
４図の縦軸は２７゜Ｃのときの抵抗Ｒαの合成抵抗値を
１とする。また、図中の（イ）はＲＡ（２７゜Ｃ）＝７
ＫΩ，ＲＩ＝２ＫΩ，Ｒ２＝４ＫΩとした場合、（口）
はＲＡ（２７℃）＝７ＫΩ，Ｒｌ＝０，Ｒ２＝４ＫΩと
した場合、（ハ）はＲＡ（２７°Ｏ）＝７ＫΩ，Ｒ１＝
２ＫΩ，Ｒ２＝６ＫΩの場合を示す。
性を変化させた一例を第４図に示す。木図は、抵抗ＲＡ
の２７゜Ｃにおける抵抗値をＲＡ（２７゜Ｃ）＝？ＫΩ
とし，さらにｔｉｔ抗Ｒ１およびＲ２の抵抗値がＲｌ＝
２ＫΩおよひＲ２＝４ＫΩの場合を基憎として、抵抗Ｒ
ｌの抵抗値をＲ１＝０にした場合、および抵抗Ｒ２の抵
抗＜ｔｔｉをＲ２＝６ＫΩにした場合における抵抗Ｒα
（合成抵抗値）の温度特性を示すものである。なお、第
４図の縦軸は２７゜Ｃのときの抵抗Ｒαの合成抵抗値を
１とする。また、図中の（イ）はＲＡ（２７゜Ｃ）＝７
ＫΩ，ＲＩ＝２ＫΩ，Ｒ２＝４ＫΩとした場合、（口）
はＲＡ（２７℃）＝７ＫΩ，Ｒｌ＝０，Ｒ２＝４ＫΩと
した場合、（ハ）はＲＡ（２７°Ｏ）＝７ＫΩ，Ｒ１＝
２ＫΩ，Ｒ２＝６ＫΩの場合を示す。
次に、温度特性の傾きを一定に保つという条件を満たし
ながら抵抗Ｒ１の抵抗値を大きくし、これと同時に抵抗
Ｒ２の抵抗値を大きくすると、合成抵抗である抵抗Ｒα
の温度特性は下に凸の傾向が生じる。これとは逆に抵抗
Ｒｌの抵抗値を小さくし、同時に抵抗Ｒ２の抵抗値を小
さくすると、合成抵抗である抵抗Ｒαの温度特性は上に
凸の傾向が生じる。
ながら抵抗Ｒ１の抵抗値を大きくし、これと同時に抵抗
Ｒ２の抵抗値を大きくすると、合成抵抗である抵抗Ｒα
の温度特性は下に凸の傾向が生じる。これとは逆に抵抗
Ｒｌの抵抗値を小さくし、同時に抵抗Ｒ２の抵抗値を小
さくすると、合成抵抗である抵抗Ｒαの温度特性は上に
凸の傾向が生じる。
このような合成抵抗である抵抗Ｒαの温度特性の曲がり
を変化させた一例を第５図に示す。第５図は抵抗ＲＡの
２７．’Ｏにおける抵抗値をＲＡ＝７ＫΩと１，、さら
に抵抗Ｒ１およびＲ２の抵抗値がＲ１；２ＫΩおよびＲ
２＝４ＫΩである場合を基準として、抵抗Ｒ１およひＲ
２の抵抗値をＲ１＝０およびＲ２＝２．２ＫΩにした場
合、および抵抗Ｒ１およびＲ２の抵抗値をＲＩ＝８ＫΩ
およびＲ２＝ＩＯ．４ＫΩにした場合に、抵抗Ｒαの温
瓜特性を示すものである。なお、本図中の（イ）はＲＡ
（２７℃）＝７ＫΩ，ＲＩ＝２ＫΩ，Ｒ２＝４ＫΩの場
合を、（口）はＲＡ（２７℃）＝７ＫΩ，Ｒｌ＝０．Ｒ
２＝２１ＫΩの場合を、（ハ）はＲＡ（２７℃）＝７Ｋ
Ω，ＲＩ＝６ＫΩ，Ｒ２＝ＩＯ．＋ＫΩの場合を示す。
を変化させた一例を第５図に示す。第５図は抵抗ＲＡの
２７．’Ｏにおける抵抗値をＲＡ＝７ＫΩと１，、さら
に抵抗Ｒ１およびＲ２の抵抗値がＲ１；２ＫΩおよびＲ
２＝４ＫΩである場合を基準として、抵抗Ｒ１およひＲ
２の抵抗値をＲ１＝０およびＲ２＝２．２ＫΩにした場
合、および抵抗Ｒ１およびＲ２の抵抗値をＲＩ＝８ＫΩ
およびＲ２＝ＩＯ．４ＫΩにした場合に、抵抗Ｒαの温
瓜特性を示すものである。なお、本図中の（イ）はＲＡ
（２７℃）＝７ＫΩ，ＲＩ＝２ＫΩ，Ｒ２＝４ＫΩの場
合を、（口）はＲＡ（２７℃）＝７ＫΩ，Ｒｌ＝０．Ｒ
２＝２１ＫΩの場合を、（ハ）はＲＡ（２７℃）＝７Ｋ
Ω，ＲＩ＝６ＫΩ，Ｒ２＝ＩＯ．＋ＫΩの場合を示す。
このように，抵抗ＲｌおよびＲ２の｛４０を変えること
により、合成抵抗である抵抗Ｒαの温所特性の傾きおよ
ぴその曲がりを変えることができる。これは、当然に抵
抗ＲＡを抵抗ＲＢに、抵抗Ｒ１を抵抗Ｒ３に、および抵
抗Ｒ２を抵抗Ｒ４にそれぞれ置き換えても同様である。
により、合成抵抗である抵抗Ｒαの温所特性の傾きおよ
ぴその曲がりを変えることができる。これは、当然に抵
抗ＲＡを抵抗ＲＢに、抵抗Ｒ１を抵抗Ｒ３に、および抵
抗Ｒ２を抵抗Ｒ４にそれぞれ置き換えても同様である。
すなわち、抵抗Ｒ３およびＲ４の｛＋Ｆｉを変えること
により、合成抵抗である抵抗Ｒβの温爪特性の顛きおよ
びその曲がりを変えることができる。
により、合成抵抗である抵抗Ｒβの温爪特性の顛きおよ
びその曲がりを変えることができる。
ついで、（３）式によれば、圧力変換器の出力電圧Ｖｏ
ｕｔは、演算増幅器ＯＰＩの出力電圧ｖＬの（ｉｆｉと
、ストレンゲージソリッジの出力電圧ＶｉｎをＲｌｌ／
Ｒ！ａ倍に増幅した値の和である。さらにまた、出力電
圧ｖしは、（２）式のように抵抗Ｒ５とＲ６との接続点
における電位Ｖ＋を（Ｒ８／Ｒ？＋１）倍したイＩＮと
、抵抗Ｒαと抵抗Ｒβとの接続点の電位Ｖ，を（−Ｒ８
／Ｒ７）倍した値との和である。抵抗ＲαとＲβとの接
続点の電位Ｖ一は、抵抗ＲαとＲβとの温度特性が等し
ければ温度依存性を持たないので、演算増幅器ＯＰＩの
出力電圧ｖしも温度依存性を持たない。
ｕｔは、演算増幅器ＯＰＩの出力電圧ｖＬの（ｉｆｉと
、ストレンゲージソリッジの出力電圧ＶｉｎをＲｌｌ／
Ｒ！ａ倍に増幅した値の和である。さらにまた、出力電
圧ｖしは、（２）式のように抵抗Ｒ５とＲ６との接続点
における電位Ｖ＋を（Ｒ８／Ｒ？＋１）倍したイＩＮと
、抵抗Ｒαと抵抗Ｒβとの接続点の電位Ｖ，を（−Ｒ８
／Ｒ７）倍した値との和である。抵抗ＲαとＲβとの接
続点の電位Ｖ一は、抵抗ＲαとＲβとの温度特性が等し
ければ温度依存性を持たないので、演算増幅器ＯＰＩの
出力電圧ｖしも温度依存性を持たない。
次に、抵抗ＲαおよびＲβの温度特性が異なる場合にお
いて、演算増幅器ＯＰＩの出力電圧ｖしと＠温度との関
係を第６図（Ａ）〜（Ｄ）に示す。
いて、演算増幅器ＯＰＩの出力電圧ｖしと＠温度との関
係を第６図（Ａ）〜（Ｄ）に示す。
第６図（Ａ）は、抵抗Ｒαの温度特性の傾きが抵抗Ｒβ
の温度特性の傾きと比較として正である場合であり、こ
の場合には、．」−述の接続点のポ位Ｖ−は負の温度特
性の傾きを持つので、演算増幅器ＯＰＩの出力電圧νし
は正の温度特性の傾きを持つ。第６図（Ｂ）は第６図（
Ａ）とは逆に抵抗Ｒαの湿度特性の傾きが抵抗Ｒβの温
度特性の傾きと比較して負である場合であり、この場合
には接続点の電も’／Ｖ一は正の温度特性の傾きを持つ
ので、演η増輔器ＤＰＩの出力電圧ｖしは負の温爪特性
の傾きを持つ。
の温度特性の傾きと比較として正である場合であり、こ
の場合には、．」−述の接続点のポ位Ｖ−は負の温度特
性の傾きを持つので、演算増幅器ＯＰＩの出力電圧νし
は正の温度特性の傾きを持つ。第６図（Ｂ）は第６図（
Ａ）とは逆に抵抗Ｒαの湿度特性の傾きが抵抗Ｒβの温
度特性の傾きと比較して負である場合であり、この場合
には接続点の電も’／Ｖ一は正の温度特性の傾きを持つ
ので、演η増輔器ＤＰＩの出力電圧ｖしは負の温爪特性
の傾きを持つ。
第６１Δ（Ｃ）は抵抗Ｒαの温度特性が抵抗Ｒβの温度
特性よりも下に凸である場合であり，この場合には接続
点の電位Ｖ一は上に凸の温度特性を持つので、論算増幅
器ＯＰＩの出力電圧ｖＬは下に凸の温度特性を持つ。第
６図（０）は、第６図（Ｃ）とは逆に抵抗Ｒαの温度特
性が抵抗Ｒβの温度特性よりもトに凸である場合であり
、この場合には接続点の゛屯位Ｖ一は下に凸の温度特性
を持つので、演算増幅器ＯＰＩの出力電圧ｖＬは上に凸
の温度特性を持つ。
特性よりも下に凸である場合であり，この場合には接続
点の電位Ｖ一は上に凸の温度特性を持つので、論算増幅
器ＯＰＩの出力電圧ｖＬは下に凸の温度特性を持つ。第
６図（０）は、第６図（Ｃ）とは逆に抵抗Ｒαの温度特
性が抵抗Ｒβの温度特性よりもトに凸である場合であり
、この場合には接続点の゛屯位Ｖ一は下に凸の温度特性
を持つので、演算増幅器ＯＰＩの出力電圧ｖＬは上に凸
の温度特性を持つ。
このように、抵抗Ｒ１”Ｒ４を適切なイ１ヘに選ぶこと
により、ス１・レンゲージブリッジの出力電圧Ｖｉｎに
おける侃度特性の傾きおよび温度特性の曲がりを打ち消
すような温度特性を演算増幅器ＯＰ１の出力電圧ｖしに
持たせ、もって温度補償を行うことができる。な１お、
抵抗Ｒｌ−Ｒ４の抵抗値により、圧力変換器の出力電圧
Ｖｏｕｔの零点か影響を受けるが、この影ｇｌｊ１士抵
抗Ｒ５またはＲｅを所定の｛ｒ？ｆに設定することによ
り、零点を所定の値にすることができる。
により、ス１・レンゲージブリッジの出力電圧Ｖｉｎに
おける侃度特性の傾きおよび温度特性の曲がりを打ち消
すような温度特性を演算増幅器ＯＰ１の出力電圧ｖしに
持たせ、もって温度補償を行うことができる。な１お、
抵抗Ｒｌ−Ｒ４の抵抗値により、圧力変換器の出力電圧
Ｖｏｕｔの零点か影響を受けるが、この影ｇｌｊ１士抵
抗Ｒ５またはＲｅを所定の｛ｒ？ｆに設定することによ
り、零点を所定の値にすることができる。
第７図〜第Ｉ１図は本発明を適用した圧力変換器の他の
実施例を示し、第２図と同様の部分については同一符号
をイ１してその詳細な説明は省略する。
実施例を示し、第２図と同様の部分については同一符号
をイ１してその詳細な説明は省略する。
第７図に示す実施例は、第２図に示す抵抗Ｒ１の抵抗値
を零にした場合の構成例である。本実施例は、ストレン
ゲージブリッジの出力電圧Ｖｉｎの温度特性が上に凸で
ある場合に適用でき、演算増幅器ＯＰＩの出力電圧ｖし
に対して、下に凸の曲がりを持たせた温度補償を行うこ
とが可能である。なお、これに代えて，第２図に示す実
施例のうち抵抗Ｒ３の抵抗値が零となるように構成して
もよい。この場合には，ストレンゲージブリッジの出力
電圧Ｖｉｎの温度特性が下に凸の場合に適用できる。
を零にした場合の構成例である。本実施例は、ストレン
ゲージブリッジの出力電圧Ｖｉｎの温度特性が上に凸で
ある場合に適用でき、演算増幅器ＯＰＩの出力電圧ｖし
に対して、下に凸の曲がりを持たせた温度補償を行うこ
とが可能である。なお、これに代えて，第２図に示す実
施例のうち抵抗Ｒ３の抵抗値が零となるように構成して
もよい。この場合には，ストレンゲージブリッジの出力
電圧Ｖｉｎの温度特性が下に凸の場合に適用できる。
第８図に示す実施例は，第２図に示す抵抗Ｒ２の抵抗値
を無限大とした場合であり、この場合には、ストレンゲ
ージブリッジの出力電圧Ｖｉｎの温度特性が−１−に凸
である場合に適用でき、演算増幅器θＰ１の出力電圧ｖ
Ｌに対して下に凸の曲がりを持たせ、もって、温度補償
することができる。なお、これに代えて、第２図に示す
抵抗Ｒ４の抵抗値を無限大となるように構成してもよい
６この場合には，ストレンゲージブリッジの出力電圧Ｖ
ｉｎの温度特性が下に凸の場合に適用できる。
を無限大とした場合であり、この場合には、ストレンゲ
ージブリッジの出力電圧Ｖｉｎの温度特性が−１−に凸
である場合に適用でき、演算増幅器θＰ１の出力電圧ｖ
Ｌに対して下に凸の曲がりを持たせ、もって、温度補償
することができる。なお、これに代えて、第２図に示す
抵抗Ｒ４の抵抗値を無限大となるように構成してもよい
６この場合には，ストレンゲージブリッジの出力電圧Ｖ
ｉｎの温度特性が下に凸の場合に適用できる。
第９図に示す実施例は、第２図とは異なり、温度依存性
の大きい抵抗ＲＡおよびＲＣを電源電圧端子Ｐ側に接続
されている２本のアームに介挿した場合である。すなわ
ち、抵抗ＲＣおよびＲ１３を直列接続し、これに抵抗Ｒ
１４を並列接続する。そして、抵抗Ｒｌ，Ｒ２，Ｒ１３
およびＲ１４を適νＪな値に選ぶことにより、第２図の
実施例と同様な効果が得られる。
の大きい抵抗ＲＡおよびＲＣを電源電圧端子Ｐ側に接続
されている２本のアームに介挿した場合である。すなわ
ち、抵抗ＲＣおよびＲ１３を直列接続し、これに抵抗Ｒ
１４を並列接続する。そして、抵抗Ｒｌ，Ｒ２，Ｒ１３
およびＲ１４を適νＪな値に選ぶことにより、第２図の
実施例と同様な効果が得られる。
第１０図に示す実施例は、第２図の実施例とは異なり抵
抗ブリッジのアース電位、すなわち接地端子ＧＮＤ側に
接続されている２木のアームに温度依存性の大きい抵抗
ＲＢおよびＲＩＩを介挿した場合である。すなわち、抵
抗ＲＤおよびＲｌ５を直列接ｔ．，＋昌一これに抵抗Ｒ
１１３を並列接続した一端を接地端子ＧＮＤに接続し、
その他端を演算増幅器ＯＰＩの非反転入力端子に接続す
る。抵抗Ｒ３，Ｒ４，Ｒ１５およびＲ１８を適切な的に
選ぶことにより，第２図と同様の効果が得られる。
抗ブリッジのアース電位、すなわち接地端子ＧＮＤ側に
接続されている２木のアームに温度依存性の大きい抵抗
ＲＢおよびＲＩＩを介挿した場合である。すなわち、抵
抗ＲＤおよびＲｌ５を直列接ｔ．，＋昌一これに抵抗Ｒ
１１３を並列接続した一端を接地端子ＧＮＤに接続し、
その他端を演算増幅器ＯＰＩの非反転入力端子に接続す
る。抵抗Ｒ３，Ｒ４，Ｒ１５およびＲ１８を適切な的に
選ぶことにより，第２図と同様の効果が得られる。
第１１図に示す実施例は、第２図の実施例とは異なり、
演算増幅器ＯＰＩの非反転入力端子に接続されている２
木のアームに温度依存性の大きい抵抗ＲＣおよびＲＤを
介挿した場合である。すなわち、アームの一辺は第９図
と同様の構成であり、他のアームは第ｌＯ図と同様に構
成する。そして、抵抗Ｒｌ３〜Ｒｌｆ｛を適切な値に選
ぶことにより、第２図の構成例と同様の効果が得られる
。
演算増幅器ＯＰＩの非反転入力端子に接続されている２
木のアームに温度依存性の大きい抵抗ＲＣおよびＲＤを
介挿した場合である。すなわち、アームの一辺は第９図
と同様の構成であり、他のアームは第ｌＯ図と同様に構
成する。そして、抵抗Ｒｌ３〜Ｒｌｆ｛を適切な値に選
ぶことにより、第２図の構成例と同様の効果が得られる
。
以Ｉ一説明したように、本発明によれば、隣接したアー
ムの両側に温度依存性ある抵抗を介挿した抵抗ブリンジ
の出力成分を，ス１・レンゲージブリ，ジの出力成分に
重畳させるよう構成したので，零点における温度特性の
傾きおよび温度特性の曲がりを補償した温度補償回路が
得られる。さらに本発明では、ストレンゲージブリ・ン
ジ回路と補償回路とを独立して構成することができるの
で、補償回路の動作がストレンゲージ，ブリッジ回路に
影響を与えない。
ムの両側に温度依存性ある抵抗を介挿した抵抗ブリンジ
の出力成分を，ス１・レンゲージブリ，ジの出力成分に
重畳させるよう構成したので，零点における温度特性の
傾きおよび温度特性の曲がりを補償した温度補償回路が
得られる。さらに本発明では、ストレンゲージブリ・ン
ジ回路と補償回路とを独立して構成することができるの
で、補償回路の動作がストレンゲージ，ブリッジ回路に
影響を与えない。
なお、本発明は、上述した圧力変換器のみならず、零点
における温度特性の傾きおよびその曲がりのある出力を
補償する場合一般にも応用できることは勿論である。
における温度特性の傾きおよびその曲がりのある出力を
補償する場合一般にも応用できることは勿論である。
第１図は従来から知られている温度補償回路構成例を小
才回路図、第２図は本発明を適用した圧力変換器の一実
施例を示す回路図、第３図は第２図に示した抵抗ＲＡお
よびＲＢの温度特性の一例を示す線図、第４図は第２図
において抵抗Ｒαにおける温度特性の傾きを変化させた
一例を示す線図、第５１ｆｆｌは第２図における抵抗Ｒ
αの温度特性を変化させた一例を示す線図、第６図（Ａ
）〜（［］）はそれぞれ第２図に示した演算増幅器ＯＰ
Ｉの出力電圧ＶＬの温度特性を示す線図、第７図〜第１
１図はそれぞれ木発明を適用した圧力変換器の別実施例
を示す回路図である。 ＳＧＩ−ＳＧ４・・・ストレンゲージ、Ｐ・・・電源電
圧端子、 ＧＮＤ・・・接地端子、 Ｑｕｔ・・・圧力変換器出力端子、 ｏｐ１，ＯＰ２・・・演匂増幅器、 ＲＡ，’ＲＢ，ＲＣ，ＲＤ・・・温度依存性抵抗、Ｒｌ
−Ｒ］８・・・抵抗、 Ｔｌ，Ｉ２・・・端子、 Ｖｃ・・・電源電圧。 １０８ １０９ １１０
才回路図、第２図は本発明を適用した圧力変換器の一実
施例を示す回路図、第３図は第２図に示した抵抗ＲＡお
よびＲＢの温度特性の一例を示す線図、第４図は第２図
において抵抗Ｒαにおける温度特性の傾きを変化させた
一例を示す線図、第５１ｆｆｌは第２図における抵抗Ｒ
αの温度特性を変化させた一例を示す線図、第６図（Ａ
）〜（［］）はそれぞれ第２図に示した演算増幅器ＯＰ
Ｉの出力電圧ＶＬの温度特性を示す線図、第７図〜第１
１図はそれぞれ木発明を適用した圧力変換器の別実施例
を示す回路図である。 ＳＧＩ−ＳＧ４・・・ストレンゲージ、Ｐ・・・電源電
圧端子、 ＧＮＤ・・・接地端子、 Ｑｕｔ・・・圧力変換器出力端子、 ｏｐ１，ＯＰ２・・・演匂増幅器、 ＲＡ，’ＲＢ，ＲＣ，ＲＤ・・・温度依存性抵抗、Ｒｌ
−Ｒ］８・・・抵抗、 Ｔｌ，Ｉ２・・・端子、 Ｖｃ・・・電源電圧。 １０８ １０９ １１０
Claims (1)
- ｌ）隣接したアームの両方に温度依存性を有する抵抗を
介挿した抵抗ブリッジと、該抵抗ブリツレの出力電圧を
増幅丁ると共にインピーダンス変換を行う第１増幅回路
と、該第１増幅回路の出力電圧を外部電圧に重畳させる
第２増幅回路とを有し、零点の温度特性および該温度特
性の曲がりを補償するようにしたことを特徴とする温度
補償回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58026318A JPS59153117A (ja) | 1983-02-21 | 1983-02-21 | 圧力変換器の温度補償回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58026318A JPS59153117A (ja) | 1983-02-21 | 1983-02-21 | 圧力変換器の温度補償回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59153117A true JPS59153117A (ja) | 1984-09-01 |
| JPH0434091B2 JPH0434091B2 (ja) | 1992-06-04 |
Family
ID=12190038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58026318A Granted JPS59153117A (ja) | 1983-02-21 | 1983-02-21 | 圧力変換器の温度補償回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59153117A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61243337A (ja) * | 1985-04-19 | 1986-10-29 | Yokogawa Electric Corp | 半導体圧力センサ |
| JPH0335420U (ja) * | 1989-08-17 | 1991-04-08 | ||
| JP2008511834A (ja) * | 2004-08-27 | 2008-04-17 | アシュクロフト−ナガノ インコーポレーテッド | 圧力測定システム及び方法 |
| CN110657828A (zh) * | 2018-06-29 | 2020-01-07 | 英飞凌科技股份有限公司 | 磁传感器惠斯通电桥中的杂散场抑制 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5054350A (ja) * | 1973-09-10 | 1975-05-14 | ||
| JPS52151052A (en) * | 1976-06-10 | 1977-12-15 | Kubota Ltd | Weight indicator |
-
1983
- 1983-02-21 JP JP58026318A patent/JPS59153117A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5054350A (ja) * | 1973-09-10 | 1975-05-14 | ||
| JPS52151052A (en) * | 1976-06-10 | 1977-12-15 | Kubota Ltd | Weight indicator |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61243337A (ja) * | 1985-04-19 | 1986-10-29 | Yokogawa Electric Corp | 半導体圧力センサ |
| JPH0335420U (ja) * | 1989-08-17 | 1991-04-08 | ||
| JP2008511834A (ja) * | 2004-08-27 | 2008-04-17 | アシュクロフト−ナガノ インコーポレーテッド | 圧力測定システム及び方法 |
| CN110657828A (zh) * | 2018-06-29 | 2020-01-07 | 英飞凌科技股份有限公司 | 磁传感器惠斯通电桥中的杂散场抑制 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0434091B2 (ja) | 1992-06-04 |
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