JPS60144632A - 温度補償回路 - Google Patents
温度補償回路Info
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- JPS60144632A JPS60144632A JP159484A JP159484A JPS60144632A JP S60144632 A JPS60144632 A JP S60144632A JP 159484 A JP159484 A JP 159484A JP 159484 A JP159484 A JP 159484A JP S60144632 A JPS60144632 A JP S60144632A
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- resistor
- temperature coefficient
- voltage
- input terminal
- temperature
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- 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
- G01D3/00—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
- 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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- General Physics & Mathematics (AREA)
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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】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、たとえば力や圧力等を(till fする、
半i体ストレンゲージで構成されたブリッジ回路におけ
る出力電圧のような、信号変化幅すなわち感度が周囲温
度依存性を有する電気信号についてこの感度の温度補償
を行う回路、特に詞整作業の容易な回路構成に関する。
半i体ストレンゲージで構成されたブリッジ回路におけ
る出力電圧のような、信号変化幅すなわち感度が周囲温
度依存性を有する電気信号についてこの感度の温度補償
を行う回路、特に詞整作業の容易な回路構成に関する。
力や圧力を測定する場合にストレンゲージを用い、この
ストレンゲージをブリッジ回路に組み込んで測定を何5
場合かある。半導体ストレンゲージは歪みに対する抵抗
の変化率が金鵬ストレンゲージよりも数十倍大きいので
このようなブリッジ回路によく用いられるが、−面半専
体ストレンゲージの歪みに対する抵抗の変化率はl7a
BLによっても大きく変化し、この結果このような半導
体ストレンゲージを組み込んだブリッジな用いて圧力検
出を行う圧力変換器では、所定の圧力が人力された場合
のブリッジ回路出力電圧の変化幅、すなわちブリッジ回
路出力゛電圧σ)感度の温度係数が通常負となり、その
11は、たとえば−063〜−0,1〔%/”C)とい
うような大きな値となる。したがってこのような圧力変
換器を用いて高精度な圧力検出を行おうとするとブリッ
ジ回路出力電圧の感度の温度補償がどうしても必要とな
り、このため従来以下に説明するような二つの温度補償
方法が王として採用されている。
ストレンゲージをブリッジ回路に組み込んで測定を何5
場合かある。半導体ストレンゲージは歪みに対する抵抗
の変化率が金鵬ストレンゲージよりも数十倍大きいので
このようなブリッジ回路によく用いられるが、−面半専
体ストレンゲージの歪みに対する抵抗の変化率はl7a
BLによっても大きく変化し、この結果このような半導
体ストレンゲージを組み込んだブリッジな用いて圧力検
出を行う圧力変換器では、所定の圧力が人力された場合
のブリッジ回路出力電圧の変化幅、すなわちブリッジ回
路出力゛電圧σ)感度の温度係数が通常負となり、その
11は、たとえば−063〜−0,1〔%/”C)とい
うような大きな値となる。したがってこのような圧力変
換器を用いて高精度な圧力検出を行おうとするとブリッ
ジ回路出力電圧の感度の温度補償がどうしても必要とな
り、このため従来以下に説明するような二つの温度補償
方法が王として採用されている。
第1図はこのような従来の温度補償方法σ)中σ)第1
方法の説明図で、図におい′cSG、〜SG、はそれぞ
れ半導体ストレンゲージ、 A 、 Hはこれらのスト
レンゲージで形成されたブリッジにおける駆動電圧印加
用端子、C,Dはこのブリッジの出力端子、Eは端子C
,D間にあられれるブリッジの出ていて、抵抗器几αは
、その電気抵抗(以後電気抵抗を単に抵抗と呼ぶことも
ある)の温度係砂がストレンゲージの抵抗の温度係数よ
りも小さい正の値を有するかまたは負の値を有1ろよ5
に(1q成され℃いる。第1図においては各素子が上述
のように接続されているのでブリッジの出力゛電圧Eの
感度は端子A、B間に加えられる電圧に比例し、かつこ
の感度は端子A、B間に加えられる′電圧が一定であれ
ば前述したように周囲温度に対して負の温度係数なMす
るのであるが、本図においては端子A、B間に加えられ
る電圧が直流電圧Weを抵抗器几αとブリッジの合成抵
抗とで分圧して得られた′電圧で、この分出によって得
られた電圧は抵抗器Rαの抵抗器に係数が上記のよ5に
構成されている結果周囲温度罠対して正の温度係数を有
する電圧となっているから、結局抵抗器Rαの抵抗値お
よび抵抗温度係数を適宜選定することによってブリッジ
の出力′電圧Eの感度は周囲温度依存性をもたない電圧
となる。第1図に示した方法は上述のようにしくブリッ
ジの出力゛電圧Eの感度の温度補償を行うもので従来多
く採用されているが次に記すような欠点がある。すなわ
ち、 (1) ブリッジと直流電圧■cとの間に抵抗器几αが
介装されるため端子A、B間に加えられるブリッジ駆動
゛電圧が゛−1圧vcより小さくなる。したがってブリ
ッジの出力電圧Eが小さくなり、このためこの出力′電
圧の測定を介して行うストレングージによる力や圧力の
測定精度が低下する。
方法の説明図で、図におい′cSG、〜SG、はそれぞ
れ半導体ストレンゲージ、 A 、 Hはこれらのスト
レンゲージで形成されたブリッジにおける駆動電圧印加
用端子、C,Dはこのブリッジの出力端子、Eは端子C
,D間にあられれるブリッジの出ていて、抵抗器几αは
、その電気抵抗(以後電気抵抗を単に抵抗と呼ぶことも
ある)の温度係砂がストレンゲージの抵抗の温度係数よ
りも小さい正の値を有するかまたは負の値を有1ろよ5
に(1q成され℃いる。第1図においては各素子が上述
のように接続されているのでブリッジの出力゛電圧Eの
感度は端子A、B間に加えられる電圧に比例し、かつこ
の感度は端子A、B間に加えられる′電圧が一定であれ
ば前述したように周囲温度に対して負の温度係数なMす
るのであるが、本図においては端子A、B間に加えられ
る電圧が直流電圧Weを抵抗器几αとブリッジの合成抵
抗とで分圧して得られた′電圧で、この分出によって得
られた電圧は抵抗器Rαの抵抗器に係数が上記のよ5に
構成されている結果周囲温度罠対して正の温度係数を有
する電圧となっているから、結局抵抗器Rαの抵抗値お
よび抵抗温度係数を適宜選定することによってブリッジ
の出力′電圧Eの感度は周囲温度依存性をもたない電圧
となる。第1図に示した方法は上述のようにしくブリッ
ジの出力゛電圧Eの感度の温度補償を行うもので従来多
く採用されているが次に記すような欠点がある。すなわ
ち、 (1) ブリッジと直流電圧■cとの間に抵抗器几αが
介装されるため端子A、B間に加えられるブリッジ駆動
゛電圧が゛−1圧vcより小さくなる。したがってブリ
ッジの出力電圧Eが小さくなり、このためこの出力′電
圧の測定を介して行うストレングージによる力や圧力の
測定精度が低下する。
(2) 抵抗器几αとしては通常サーミスタ、拡散抵抗
あるいは順方向に接続したダイオードなどの抵抗素子が
用いられるが、これらの抵抗素子の電気抵抗やその温度
係数は一般に太き(ばらつ(のが通例で、このようなば
らつきが存在1−るとブリッジの出力゛電圧Eの感度の
温度補償が不九分になる結果、高精度な圧力測定を行お
うとする場合温度補償の再調整が必要となる。
あるいは順方向に接続したダイオードなどの抵抗素子が
用いられるが、これらの抵抗素子の電気抵抗やその温度
係数は一般に太き(ばらつ(のが通例で、このようなば
らつきが存在1−るとブリッジの出力゛電圧Eの感度の
温度補償が不九分になる結果、高精度な圧力測定を行お
うとする場合温度補償の再調整が必要となる。
第2図は従来の温度補償方法の中の第2方法の抵
説明図で、図においてブリッジの出力端子Cは推抗値几
、を有する抵抗器1を介して演算増幅器1000反転入
力端子100aに接続され、ブリッジの出力端子りは抵
抗値B、を有する抵抗器2を介して演算増幅器100の
非反転入力端子100bに接続されている。4は演算増
幅器100の出力端子100Cと反転入力端子100a
との間に接続された正の抵抗温度係数をもった電気抵抗
几βを有する帰還抵抗器、3は一端が非反転入力端子1
00 bに接続された抵抗値kL、を有する抵抗器で、
この抵抗器3の他端には演算増幅器100の出力電圧V
。
、を有する抵抗器1を介して演算増幅器1000反転入
力端子100aに接続され、ブリッジの出力端子りは抵
抗値B、を有する抵抗器2を介して演算増幅器100の
非反転入力端子100bに接続されている。4は演算増
幅器100の出力端子100Cと反転入力端子100a
との間に接続された正の抵抗温度係数をもった電気抵抗
几βを有する帰還抵抗器、3は一端が非反転入力端子1
00 bに接続された抵抗値kL、を有する抵抗器で、
この抵抗器3の他端には演算増幅器100の出力電圧V
。
の零点な適当な値に設定するための基準電位Vlが印加
されている。第2図においては各素子カー上述のように
接続されているのでストレンケージフ゛1ノッジの出力
電圧Eが演算増幅器100と抵抗器工ないし4とからな
る差動増幅回路5で増幅されるが、この場合■、=l嶋
でかつFL、およびR2’&i u・すえしもストレン
ゲ−ジブリッジの出力インピーダンスよりも充分大きく
設定され、さらに帰還抵抗器40基準温度における抵抗
値をRβ。とじ−(itβ。−塊であるように設定され
ているので、差動増幅回路5の増幅度G、は(1)式で
表される。
されている。第2図においては各素子カー上述のように
接続されているのでストレンケージフ゛1ノッジの出力
電圧Eが演算増幅器100と抵抗器工ないし4とからな
る差動増幅回路5で増幅されるが、この場合■、=l嶋
でかつFL、およびR2’&i u・すえしもストレン
ゲ−ジブリッジの出力インピーダンスよりも充分大きく
設定され、さらに帰還抵抗器40基準温度における抵抗
値をRβ。とじ−(itβ。−塊であるように設定され
ているので、差動増幅回路5の増幅度G、は(1)式で
表される。
Gl = R/l/l(、・・−・−・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・(1)したがって抵抗Rβの正の温度係数の値を適
当に設定すると、このような抵抗itβを有する差動増
幅回路5によってブリッジの出力電圧)rLtt)yp
する負の感度温度係数を補償することが出来、この場合
ストレンゲ−ジブリッジには直接直面電圧V’cが印加
されるので第1図で説明した方法におけるようなブリッ
ジの出力゛電圧の低下が発生することはないが、この温
度補償方法においても抵抗器4に抵抗値や温度係数のば
らつきが存在して℃・ると第1図の方法において既に述
べた(2)の欠点と同様な欠点が存在するという問題が
ある。
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・(1)したがって抵抗Rβの正の温度係数の値を適
当に設定すると、このような抵抗itβを有する差動増
幅回路5によってブリッジの出力電圧)rLtt)yp
する負の感度温度係数を補償することが出来、この場合
ストレンゲ−ジブリッジには直接直面電圧V’cが印加
されるので第1図で説明した方法におけるようなブリッ
ジの出力゛電圧の低下が発生することはないが、この温
度補償方法においても抵抗器4に抵抗値や温度係数のば
らつきが存在して℃・ると第1図の方法において既に述
べた(2)の欠点と同様な欠点が存在するという問題が
ある。
本発明の目的は、半導体ストレンゲ−ジブリッジの出力
電圧のような、感度が温度依存性を有する電気信号に対
する上述した従来の温度補償方法における欠点や問題を
解決して、電気信号の変化幅すなわち感度を減少させる
ことなくかつ容易に調整を行うことのできる、前記゛電
気信号の温度補償回路を提供することにある。
電圧のような、感度が温度依存性を有する電気信号に対
する上述した従来の温度補償方法における欠点や問題を
解決して、電気信号の変化幅すなわち感度を減少させる
ことなくかつ容易に調整を行うことのできる、前記゛電
気信号の温度補償回路を提供することにある。
本発明は上述の目的を達成するために、温度係数pを有
する入力端子が反転入力端子と非反転入力端子との間に
人力され、出力゛電圧が帰還抵抗器を介して反転入力端
子に帰還されろようにした演算増幅器を備えた差動増幅
回路において、前記帰還抵抗器を温度係数pとは反対符
号の抵抗温度係数を有する第3抵抗器とこの第3抵抗器
に直列接続した第4の固定抵抗器と第3抵抗器に並列接
続した第5の固定抵抗器とで構成するか、呼たは前記帰
還抵抗器を前記の第3抵抗器と前記の第4抵抗器とこれ
ら第3および第4抵抗器からなる直列回路に並列接続し
た第6の固定抵抗器とで構成するかし、かつ第3ないし
第6抵抗器の各抵抗値を所定の算式にもとづいて選定す
ることによって、演算増幅器に前記のような入力端子が
人力された場合この演算増幅器の出力端子には温度依存
性をもたない電圧が現れるように温度補償回路を形成し
たもので、このように温度補償回路を形成することによ
って第3抵抗器の抵抗値にばらつきが存在しても温度補
償回路の調整を行う必要が殆どないようにし、かつ演算
増幅器の入力端子が半導体ストレンゲ−ジブリッジの出
力電圧である場合、この出力電比の感度を減少させるこ
となく温度補償か行われるようにしたものである。
する入力端子が反転入力端子と非反転入力端子との間に
人力され、出力゛電圧が帰還抵抗器を介して反転入力端
子に帰還されろようにした演算増幅器を備えた差動増幅
回路において、前記帰還抵抗器を温度係数pとは反対符
号の抵抗温度係数を有する第3抵抗器とこの第3抵抗器
に直列接続した第4の固定抵抗器と第3抵抗器に並列接
続した第5の固定抵抗器とで構成するか、呼たは前記帰
還抵抗器を前記の第3抵抗器と前記の第4抵抗器とこれ
ら第3および第4抵抗器からなる直列回路に並列接続し
た第6の固定抵抗器とで構成するかし、かつ第3ないし
第6抵抗器の各抵抗値を所定の算式にもとづいて選定す
ることによって、演算増幅器に前記のような入力端子が
人力された場合この演算増幅器の出力端子には温度依存
性をもたない電圧が現れるように温度補償回路を形成し
たもので、このように温度補償回路を形成することによ
って第3抵抗器の抵抗値にばらつきが存在しても温度補
償回路の調整を行う必要が殆どないようにし、かつ演算
増幅器の入力端子が半導体ストレンゲ−ジブリッジの出
力電圧である場合、この出力電比の感度を減少させるこ
となく温度補償か行われるようにしたものである。
次に本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第3図は本発明の第1発明による温度補償回路の一実施
例の回路構成図である。図において21および22は基
準電圧が零でかつ温度係数pを有する電圧■1 が人力
される第1および第2入力端子で、この場合入力端子2
1は抵抗器1を介して反転入力端子100aに接続され
、入力端子22は抵抗器2を介して非反転入力端子]、
00 bに接続されている。入力電圧■1は第2図に
示した哨5圧Eであってもよいし、またこの′電圧Eを
差動増幅器で増幅した′電圧であっても差し支えない。
例の回路構成図である。図において21および22は基
準電圧が零でかつ温度係数pを有する電圧■1 が人力
される第1および第2入力端子で、この場合入力端子2
1は抵抗器1を介して反転入力端子100aに接続され
、入力端子22は抵抗器2を介して非反転入力端子]、
00 bに接続されている。入力電圧■1は第2図に
示した哨5圧Eであってもよいし、またこの′電圧Eを
差動増幅器で増幅した′電圧であっても差し支えない。
7は前記温度係数pとは反対符号の抵抗温度係数qをも
った電気抵抗Raを有する抵抗器、8はtK電気抵抗 几Cを有す抵抗器7に直列に接続された固定抵抗器、9
は電気抵抗比すを有し抵抗器7に並列に接続された固定
抵抗器で、この場合抵抗器8の抵抗器7側とは反対側が
演算増幅器100の出力端子100Cに接続され、抵抗
器7または9の抵抗器8側とは反対側が反転入力端子1
00aに接続されて、抵抗器7と8と9とで帰還抵抗器
10が形成されている。11は演算増幅器100と抵抗
器1.2.3および10とからなる差動増幅回路である
。
った電気抵抗Raを有する抵抗器、8はtK電気抵抗 几Cを有す抵抗器7に直列に接続された固定抵抗器、9
は電気抵抗比すを有し抵抗器7に並列に接続された固定
抵抗器で、この場合抵抗器8の抵抗器7側とは反対側が
演算増幅器100の出力端子100Cに接続され、抵抗
器7または9の抵抗器8側とは反対側が反転入力端子1
00aに接続されて、抵抗器7と8と9とで帰還抵抗器
10が形成されている。11は演算増幅器100と抵抗
器1.2.3および10とからなる差動増幅回路である
。
第3図の回路においては、温度係数pを有する中、圧V
iが端子21.22間に人力された際、演算増幅器10
0の出力電圧Voは面倒な調整操作を行わなくても周囲
温度によって変動することのない′電圧となる。以下に
その理由を説明する。
iが端子21.22間に人力された際、演算増幅器10
0の出力電圧Voは面倒な調整操作を行わなくても周囲
温度によって変動することのない′電圧となる。以下に
その理由を説明する。
ずなわち第3図においては、第2図におけると同僚にl
t、=LL、でかっル、およびR2はいずれも入力電圧
v1の信号源インピーダンスよりも充分太き(設定さ」
し、さらに帰還抵抗器100基準温度における抵抗値を
lもZ。とじて几2゜=1モ8でかつ’s > R1で
あるように設定されているので、差動増幅回路11の増
幅K tj tは(2)式で表される。
t、=LL、でかっル、およびR2はいずれも入力電圧
v1の信号源インピーダンスよりも充分太き(設定さ」
し、さらに帰還抵抗器100基準温度における抵抗値を
lもZ。とじて几2゜=1モ8でかつ’s > R1で
あるように設定されているので、差動増幅回路11の増
幅K tj tは(2)式で表される。
U、=()もX+)もC)/Rs・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・(2)ここにRxは(3)式で
衣される、抵抗器7と9とからなる並列回路の合成抵抗
値である。
・・・・・・・・・・・(2)ここにRxは(3)式で
衣される、抵抗器7と9とからなる並列回路の合成抵抗
値である。
RX = (Ra−Rb ) / (几a十几b)・・
・・・・・・・(3)したがって演算増幅器100の出
力゛電圧Voは(2)式を用いて(4)式のように表わ
される。
・・・・・・・(3)したがって演算増幅器100の出
力゛電圧Voは(2)式を用いて(4)式のように表わ
される。
今、基準温度を零とした温[を′Vとし、基準温度にお
ける抵抗器7の抵抗値をRIL。、基準温度知おける入
力電圧Vsの値をV+oとすると、抵抗器7の亀気抵抗
几aおよび入力電圧V目まそれぞれ(5)式および(6
)式のように表せるので、(2)〜(6)式から(7)
式および(8)式が得られる。
ける抵抗器7の抵抗値をRIL。、基準温度知おける入
力電圧Vsの値をV+oとすると、抵抗器7の亀気抵抗
几aおよび入力電圧V目まそれぞれ(5)式および(6
)式のように表せるので、(2)〜(6)式から(7)
式および(8)式が得られる。
几a=几a0・(1+q−T) ・・・・・曲・・・・
・・・・・・・・・・・(5)Vz=Vs。・(1+p
・′f) ・・・・・・・・・・・・・・曲・・・・・
・+6)・・・・・・・・・・・・(8) ここに 几xo=(几ao−Rh)/ (Rao十Rh
) ・・”・=・・(9)である。
・・・・・・・・・・・(5)Vz=Vs。・(1+p
・′f) ・・・・・・・・・・・・・・曲・・・・・
・+6)・・・・・・・・・・・・(8) ここに 几xo=(几ao−Rh)/ (Rao十Rh
) ・・”・=・・(9)である。
したがってrを(io)式のように表すと、このrは(
7)式から差動増幅回路11の増幅度(i、の温度係数
であることが明らかで、第3図の回路では、入力端子V
+の温度係数pに対して′kLao、q、)tb およ
びlteが(11)式を満足するように選定されている
。
7)式から差動増幅回路11の増幅度(i、の温度係数
であることが明らかで、第3図の回路では、入力端子V
+の温度係数pに対して′kLao、q、)tb およ
びlteが(11)式を満足するように選定されている
。
r + p = O・・・・・・・・・・・・・・・曲
・・曲・・・・・・・・(1υ故に(8)式と(11)
式とかられかるように第31における演算増幅器100
の出力電圧Voは入力電圧V+に対し″′C温度補償が
行われて温度Tに依存しない電圧となっている。
・・曲・・・・・・・・(1υ故に(8)式と(11)
式とかられかるように第31における演算増幅器100
の出力電圧Voは入力電圧V+に対し″′C温度補償が
行われて温度Tに依存しない電圧となっている。
また(lO)式においては几a0が増加した場合Rb
/(Rao + itb )は減少するがkLxo /
(uxo +Re )は増加するので、Ra6.几す
およびRcの値を適宜選定することによって(10)式
のrをR,a6の値が変化しても変化しないようにする
ことが可能と推定され、このようにRa6 e Rhお
よびkLeの値が設定されるとRaoO値にばらつきが
存在してもこのばらつきは温度係数r、したがって出力
電圧voの温度特性に影響を及ばさない。第4図は、p
=−1000(ppm/℃〕、q−4000(ppm
/’c )、Ra6 、== 50 (kΩ〕とし、几
すおよび几Cが(11)式を満足するようにして(1o
)式によって算出した温度係数11と、q=4000(
ppm/”C)、”o=55[kΩ]とし、kLbおよ
びBeを温度係数rlを算出した時と同じ値として(1
0)式によって算出した温度係数r2と、の差r2−r
1の計算結果を横軸にRhをとって図示したもので、こ
の図では几b=85 [kΩ]のときr、−r、=0に
なる。故にp =−1000[ppnl/”C)、Q
=4000(ppm/”C)、几aO=50 [kΩ]
である@台、Wbを85 (klQ)としてRcを(1
1)式から舅、出される抵抗値に設定すると、第3図に
おける出力゛電圧voは温度依存性をもだないは圧とな
るうえ、さらに抵抗器7の抵抗値、Ra(1が若干ばら
ついてもこのばらつきか出力電圧voの温度特性に影響
を及ぼずことはなくなる。
/(Rao + itb )は減少するがkLxo /
(uxo +Re )は増加するので、Ra6.几す
およびRcの値を適宜選定することによって(10)式
のrをR,a6の値が変化しても変化しないようにする
ことが可能と推定され、このようにRa6 e Rhお
よびkLeの値が設定されるとRaoO値にばらつきが
存在してもこのばらつきは温度係数r、したがって出力
電圧voの温度特性に影響を及ばさない。第4図は、p
=−1000(ppm/℃〕、q−4000(ppm
/’c )、Ra6 、== 50 (kΩ〕とし、几
すおよび几Cが(11)式を満足するようにして(1o
)式によって算出した温度係数11と、q=4000(
ppm/”C)、”o=55[kΩ]とし、kLbおよ
びBeを温度係数rlを算出した時と同じ値として(1
0)式によって算出した温度係数r2と、の差r2−r
1の計算結果を横軸にRhをとって図示したもので、こ
の図では几b=85 [kΩ]のときr、−r、=0に
なる。故にp =−1000[ppnl/”C)、Q
=4000(ppm/”C)、几aO=50 [kΩ]
である@台、Wbを85 (klQ)としてRcを(1
1)式から舅、出される抵抗値に設定すると、第3図に
おける出力゛電圧voは温度依存性をもだないは圧とな
るうえ、さらに抵抗器7の抵抗値、Ra(1が若干ばら
ついてもこのばらつきか出力電圧voの温度特性に影響
を及ぼずことはなくなる。
す、、なわち第3図の温度補償回路においては、入力端
子Vsの温度係数pに対してq、几”O+几すおよびR
eが(11)式を満足し、かつq、Iもao、几す、几
Cが ′前述のr、 −r、 = Qを満足するように
選定されているので、このような温度補償回路では、出
力電圧■oは抵抗器7の抵抗値Ra6にばらつきが存在
し、ても充分に温度補償された電圧となっていて(IA
BF補償のための調査作業を必要としないうえ、人力電
圧vIが半導体ストレンゲ−ジブリッジの出力電圧であ
る場合、第1図に示した温度補償方法におけるようなブ
リッジ出力電圧の感度の低下を招来することがない。
子Vsの温度係数pに対してq、几”O+几すおよびR
eが(11)式を満足し、かつq、Iもao、几す、几
Cが ′前述のr、 −r、 = Qを満足するように
選定されているので、このような温度補償回路では、出
力電圧■oは抵抗器7の抵抗値Ra6にばらつきが存在
し、ても充分に温度補償された電圧となっていて(IA
BF補償のための調査作業を必要としないうえ、人力電
圧vIが半導体ストレンゲ−ジブリッジの出力電圧であ
る場合、第1図に示した温度補償方法におけるようなブ
リッジ出力電圧の感度の低下を招来することがない。
上述の説明においては、温度係数pに対してq。
Ra6 、 tLbおよびlieの各値v r、 −r
、 = oおよびr十p−0の条件のもとに決定したが
、q + Rao+)LbおよびRao値は(12)式
に示す連立方程式を満足するように決定してもよいもの
である。
、 = oおよびr十p−0の条件のもとに決定したが
、q + Rao+)LbおよびRao値は(12)式
に示す連立方程式を満足するように決定してもよいもの
である。
次に本発明の第2発明の実施例な帛5図によって説明す
る。第5図は第2発明によるtML度補償回路の一実施
例の回路構成図で、図において第3図と異なる所は第3
図の帰還抵抗器10に対応する帰還抵抗器12である。
る。第5図は第2発明によるtML度補償回路の一実施
例の回路構成図で、図において第3図と異なる所は第3
図の帰還抵抗器10に対応する帰還抵抗器12である。
第5図において帰還抵抗器】2は、入力電圧v1の温度
係数pとは反対符号の抵抗温度係aqをもった電気抵抗
几dを有する抵抗器13と、電気抵抗几eを有し抵抗器
13に直列に接続された固定抵抗器14と、′電気抵抗
kLfを有し抵抗器13と14とからなる直列回路に並
列に接続された固定抵抗器15とで構成され、この場合
抵抗器14と15との接続部が演算増幅器の出力端子1
00cに接続され、抵抗器13と15との接続部が演算
増幅器の反転入力端子tooaに接続されている。16
は演算増幅器100と抵抗器1゜2.3および帰還抵抗
器12とからなる差動増幅回路である。
係数pとは反対符号の抵抗温度係aqをもった電気抵抗
几dを有する抵抗器13と、電気抵抗几eを有し抵抗器
13に直列に接続された固定抵抗器14と、′電気抵抗
kLfを有し抵抗器13と14とからなる直列回路に並
列に接続された固定抵抗器15とで構成され、この場合
抵抗器14と15との接続部が演算増幅器の出力端子1
00cに接続され、抵抗器13と15との接続部が演算
増幅器の反転入力端子tooaに接続されている。16
は演算増幅器100と抵抗器1゜2.3および帰還抵抗
器12とからなる差動増幅回路である。
第5図の回路釦おいても周囲温度依存性を有する入力端
子■iが端子21.22間に人力された際、演算増幅器
の出力電圧Voは周囲温度によって変動することめない
電圧となり、さらにこの電圧の温度特性は抵抗器13の
電気抵抗几dのばらつきによって影響されないものとな
る。次にその理由を説明する。
子■iが端子21.22間に人力された際、演算増幅器
の出力電圧Voは周囲温度によって変動することめない
電圧となり、さらにこの電圧の温度特性は抵抗器13の
電気抵抗几dのばらつきによって影響されないものとな
る。次にその理由を説明する。
すなわち第5図においては、第3図の場合と同様にa、
=h、でかっ几、および托、はいずれも入力端子V1の
信号源インピーダンスよりも充分大きく設定され、さら
忙帰還抵抗器120基準温度における抵抗JtWoとし
て8w0=几、でかつ几、〉几。
=h、でかっ几、および托、はいずれも入力端子V1の
信号源インピーダンスよりも充分大きく設定され、さら
忙帰還抵抗器120基準温度における抵抗JtWoとし
て8w0=几、でかつ几、〉几。
であるように設定されているので、差動増幅回路16の
増幅度(j3は(13)式のようKなる。
増幅度(j3は(13)式のようKなる。
またこの場合の演算増幅器の出方電圧Voは(14)式
で衣され、さらに(5)式にならって基準温度忙おける
抵抗器13の抵抗値を凡d。とすると抵抗器13の抵抗
埴几dは(15)式で表されるので、(13)〜(15
)式と(6)式とから(16)式および(17)式が得
られる。
で衣され、さらに(5)式にならって基準温度忙おける
抵抗器13の抵抗値を凡d。とすると抵抗器13の抵抗
埴几dは(15)式で表されるので、(13)〜(15
)式と(6)式とから(16)式および(17)式が得
られる。
V o= V しG、 °°°曲°゛=−−− (14
)Ra =几、。−(1+q’l’) ・曲回・・・・
曲回(15)・・・・・・・・・・・・(16) ・・・・・・・・・・・・(17) したがって増幅度G、の温度係数をSとするとこのSは
(18)式で表され、第5図の回路では、入力電圧Vi
の温度係数pに対して几d。、q、kL@および几fが
(19)式を満足するよ5に選定され、その上これらq
# Rao、ReおよびkLtの値は、(19)式を満
足s + p = 0 ・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・曲回(19)する−組のQ + kLd@
、)t+eおよび几fの値を用い℃(18)式によって
算出した温度係数Sの値s1と、この時の几a、の値を
小さい値、ditd、だけ変え、q。
)Ra =几、。−(1+q’l’) ・曲回・・・・
曲回(15)・・・・・・・・・・・・(16) ・・・・・・・・・・・・(17) したがって増幅度G、の温度係数をSとするとこのSは
(18)式で表され、第5図の回路では、入力電圧Vi
の温度係数pに対して几d。、q、kL@および几fが
(19)式を満足するよ5に選定され、その上これらq
# Rao、ReおよびkLtの値は、(19)式を満
足s + p = 0 ・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・曲回(19)する−組のQ + kLd@
、)t+eおよび几fの値を用い℃(18)式によって
算出した温度係数Sの値s1と、この時の几a、の値を
小さい値、ditd、だけ変え、q。
几・およびUfはslをめた時の甑のままにして(1g
)式によって算出した温度係数Sの値s2と、の差s
1− s 2が零になるよ5に選定されている。
)式によって算出した温度係数Sの値s2と、の差s
1− s 2が零になるよ5に選定されている。
故に(17)式から明らかなよ5に、第5図の回路によ
っても第3図の場合と同様に入カt1.圧Vtの温度補
償が行われ、抵抗器13の抵抗1111tRdoがばら
つきのあるものであってもこのばらつきが出力゛電圧V
oの温度特性に影響を及はすことはない。このため第5
図の温度補償回路にお(・ても温度補償のための調整作
業は不要であり、またこのような温度補償回路において
は、入力端子v1が半導体ストレンゲージブリッジの出
力電圧である場合、第1図に示した温度補償方法におけ
るようなブリッジ出力電圧の感度の低−トを招来するこ
とはない。
っても第3図の場合と同様に入カt1.圧Vtの温度補
償が行われ、抵抗器13の抵抗1111tRdoがばら
つきのあるものであってもこのばらつきが出力゛電圧V
oの温度特性に影響を及はすことはない。このため第5
図の温度補償回路にお(・ても温度補償のための調整作
業は不要であり、またこのような温度補償回路において
は、入力端子v1が半導体ストレンゲージブリッジの出
力電圧である場合、第1図に示した温度補償方法におけ
るようなブリッジ出力電圧の感度の低−トを招来するこ
とはない。
上述した第5図の説明においては、入力電圧viの亀度
係fipに対してq+ ”d6 # kL*および几f
のそれぞれの1直Y s + p = Oおよび5l−
s2=o(’)各式を満足するよ5に決定したが、q+
Rd6 、 I(+eおよび几fのそれぞれの値は与
えられたpに対して(20)式の連立方程式を満足する
ように決定してもよいものである。
係fipに対してq+ ”d6 # kL*および几f
のそれぞれの1直Y s + p = Oおよび5l−
s2=o(’)各式を満足するよ5に決定したが、q+
Rd6 、 I(+eおよび几fのそれぞれの値は与
えられたpに対して(20)式の連立方程式を満足する
ように決定してもよいものである。
上述したように本発明においては、温度係数pを有する
電圧が入力される演算増幅器と、この演算増幅器の出力
電圧を該演算増幅器の反転入力端数pとは反対符号の抵
抗温度係数qを有する第3抵抗器とこの第3抵抗器に直
列接続した第40固定抵抗器と第3抵抗器に並列接続し
た第5の固定抵抗器とで構成するか、または前記帰還抵
抗器な、前記第3抵抗器と前記蕗4抵抗器とこれら第3
および第4抵抗器からなる直列回路に並列に接続した第
6の固定抵抗器とで構成するかし、さらに抵抗温度係数
qの値および第3ないし第6抵抗器の各抵抗値を、 (1)差動増幅回路の増幅度の温度係数gの絶対値と入
力電圧の温度係数pの絶対値とが等しくなるという第1
条件と、 (2) この第1条件を満足する一組の抵抗温度係数q
の値および第3ないし第6抵抗器の各抵抗値を用いて算
出した増幅度の温度係数Iの値91と、第3抵抗器の抵
抗値をIllを算出した時の値から若干量、変更し、抵
抗温度係数qの値および第4ないし第6抵抗器の各抵抗
値はJ!1を算出した時の値のままにして算出した増幅
度の温度係数gの値I2と、の差#1−12が零に等し
くなるという第2条件と、 を満足するように選定して温度補償回路を構成したので
、このような温度補償回路では演算増幅器に人力される
温度依存性を有する電圧の温度補償が、電気抵抗が同曲
温度によって変化する感温素子としての第3抵抗器の抵
抗値のばらつきの影響を受けることなく行われるので、
温度補償の調整作業が簡単になる効果があり、・また演
算増幅器に人゛力される電圧が半導体ズトレンゲージブ
リッジの出力電圧である場□合、この出□力電圧の感度
を□低下させることがないという効果もある。
電圧が入力される演算増幅器と、この演算増幅器の出力
電圧を該演算増幅器の反転入力端数pとは反対符号の抵
抗温度係数qを有する第3抵抗器とこの第3抵抗器に直
列接続した第40固定抵抗器と第3抵抗器に並列接続し
た第5の固定抵抗器とで構成するか、または前記帰還抵
抗器な、前記第3抵抗器と前記蕗4抵抗器とこれら第3
および第4抵抗器からなる直列回路に並列に接続した第
6の固定抵抗器とで構成するかし、さらに抵抗温度係数
qの値および第3ないし第6抵抗器の各抵抗値を、 (1)差動増幅回路の増幅度の温度係数gの絶対値と入
力電圧の温度係数pの絶対値とが等しくなるという第1
条件と、 (2) この第1条件を満足する一組の抵抗温度係数q
の値および第3ないし第6抵抗器の各抵抗値を用いて算
出した増幅度の温度係数Iの値91と、第3抵抗器の抵
抗値をIllを算出した時の値から若干量、変更し、抵
抗温度係数qの値および第4ないし第6抵抗器の各抵抗
値はJ!1を算出した時の値のままにして算出した増幅
度の温度係数gの値I2と、の差#1−12が零に等し
くなるという第2条件と、 を満足するように選定して温度補償回路を構成したので
、このような温度補償回路では演算増幅器に人力される
温度依存性を有する電圧の温度補償が、電気抵抗が同曲
温度によって変化する感温素子としての第3抵抗器の抵
抗値のばらつきの影響を受けることなく行われるので、
温度補償の調整作業が簡単になる効果があり、・また演
算増幅器に人゛力される電圧が半導体ズトレンゲージブ
リッジの出力電圧である場□合、この出□力電圧の感度
を□低下させることがないという効果もある。
ff11図および第2図はそれぞれ従来の異なる・温度
補償方法を説明する第1お門び第2説明図、第3図およ
び第5図はそれぞれ本発明の第1発明および第2発明の
各々による温度補償回路の一実施例の各回路構成図、第
4図は差動増幅回路の増幅度温度係数の変化特性図であ
る。 1・・・・・・第1抵抗器、2・・・・・・第2抵抗器
、7,13・・・・・・第3抵抗器、8,14・・・・
・・第4抵抗器、9・・−・・第5抵抗器、10.12
・・・・・・帰還抵抗器、11.16・・・・・・差動
増幅回路、15・・・・・・第6抵抗器、21・・・・
・・第1入力端子、22・・・・・・第2入力端子、1
00・・・・・・演算増幅器、100a・・・・・・反
転入力端子、100b・・・・・・非反転入力端子、v
o・・・・・・出力電圧。 第 1 図 112 図 11131!gl
補償方法を説明する第1お門び第2説明図、第3図およ
び第5図はそれぞれ本発明の第1発明および第2発明の
各々による温度補償回路の一実施例の各回路構成図、第
4図は差動増幅回路の増幅度温度係数の変化特性図であ
る。 1・・・・・・第1抵抗器、2・・・・・・第2抵抗器
、7,13・・・・・・第3抵抗器、8,14・・・・
・・第4抵抗器、9・・−・・第5抵抗器、10.12
・・・・・・帰還抵抗器、11.16・・・・・・差動
増幅回路、15・・・・・・第6抵抗器、21・・・・
・・第1入力端子、22・・・・・・第2入力端子、1
00・・・・・・演算増幅器、100a・・・・・・反
転入力端子、100b・・・・・・非反転入力端子、v
o・・・・・・出力電圧。 第 1 図 112 図 11131!gl
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)温度係数pを有する電圧が人力される第1および第
2入力端子と、はぼ等しい抵抗値を有し、前記両入力端
子の各々に各一端が接続された第1および第2抵抗器と
、前記第1抵抗器の他端が反転入力端子に接続され、前
記第2抵抗器の他端が非反転入力端子に接続された演算
増幅器と、前記演算増幅器の出力電圧を前記反転入力端
子に帰還する帰還抵抗器とを備えた差動増幅回路におい
て、前記帰還抵抗器を、前記温度係数pとは反対符号の
抵抗温度係数を有する第3抵抗器と前記第3抵抗器にE
1列に接続された抵抗温度係数の小さい第4抵抗器と前
記第3抵抗器に並列に接続された抵抗温良係数の小さい
第5抵抗器とで構成し、前記演算増幅器の前記出力電圧
が温度依存性の少ない電圧となるようにしたことを特徴
とする温度補償回路。 2)温度係数pをMする紙圧が人力される第1および第
2入力端子と、はぼ等しい抵抗値を有し、前記両入力端
子の各々に各一端が接続された第1および第2抵抗器と
、前記第1抵抗器の他端が反転入力端子に接続され、前
記第2抵抗器の他端が非反転入力端子に接続された演算
増幅器と、Ail記演算演算増幅器力′電圧を前記反転
入力端子に帰還する帰還抵抗器とを備えた差動増幅回路
において、前記帰還抵抗器を、前記温度係数pとは反対
句号の抵抗温度係数を有する第3抵抗器と;111記第
3抵抗器に直列に接続された抵抗温度係数の小さい第4
抵抗器と;前記第3抵抗器と前記第4抵抗器とからなる
直列回路に並列に接続された抵抗温度係数の小さい第6
抵抗器とで構成し、前記演舞増幅器の前記出力電圧が温
度依存性の少1工い電圧とな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 |
---|---|---|---|
JP159484A JPS60144632A (ja) | 1984-01-09 | 1984-01-09 | 温度補償回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP159484A JPS60144632A (ja) | 1984-01-09 | 1984-01-09 | 温度補償回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60144632A true JPS60144632A (ja) | 1985-07-31 |
Family
ID=11505830
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP159484A Pending JPS60144632A (ja) | 1984-01-09 | 1984-01-09 | 温度補償回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60144632A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6358202A (ja) * | 1986-08-29 | 1988-03-14 | Ishida Scales Mfg Co Ltd | 荷重検出回路 |
JPH03504642A (ja) * | 1989-03-17 | 1991-10-09 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 機械的変形の測定方法および装置 |
US5414441A (en) * | 1991-01-11 | 1995-05-09 | Ncr Corporation | Temperature compensation apparatus for liquid crystal display |
US6724202B2 (en) | 2000-11-10 | 2004-04-20 | Denso Corporation | Physical quantity detection device with temperature compensation |
-
1984
- 1984-01-09 JP JP159484A patent/JPS60144632A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6358202A (ja) * | 1986-08-29 | 1988-03-14 | Ishida Scales Mfg Co Ltd | 荷重検出回路 |
JPH03504642A (ja) * | 1989-03-17 | 1991-10-09 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 機械的変形の測定方法および装置 |
US5414441A (en) * | 1991-01-11 | 1995-05-09 | Ncr Corporation | Temperature compensation apparatus for liquid crystal display |
US6724202B2 (en) | 2000-11-10 | 2004-04-20 | Denso Corporation | Physical quantity detection device with temperature compensation |
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