JPS6044822A - 歪抵抗ブリッジ増幅回路 - Google Patents
歪抵抗ブリッジ増幅回路Info
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- JPS6044822A JPS6044822A JP58153611A JP15361183A JPS6044822A JP S6044822 A JPS6044822 A JP S6044822A JP 58153611 A JP58153611 A JP 58153611A JP 15361183 A JP15361183 A JP 15361183A JP S6044822 A JPS6044822 A JP S6044822A
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- Japan
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- circuit
- pressure sensor
- temperature
- point
- voltage
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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
- G01D3/0365—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 the undesired influence being measured using a separate sensor, which produces an influence related signal
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (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】
（イ）産業上の利用分野
この発明は圧力センサ回路、特に所定の範囲のレベルで
圧力センサの出力を導出するだめの信号変換回路と組合
せて使用すると有効な圧力センサ回路に関する。
圧力センサの出力を導出するだめの信号変換回路と組合
せて使用すると有効な圧力センサ回路に関する。
（ロ）従来技術
一般に、圧力センサを用いて、空気圧信号等を電気信号
に変換し、さらに、この電気信号を所定のレベル範囲で
変化するように信号変換して出力する回路がプロセス制
御においてよく使用される。
に変換し、さらに、この電気信号を所定のレベル範囲で
変化するように信号変換して出力する回路がプロセス制
御においてよく使用される。
この種の圧力センサ回路と信号変換回路を組合せた従来
回路を第１図に示している。同図において１は歪抵抗Ｒ
１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４のブリッジ接続からなる圧力セン
サ、２は定電圧源、３は圧力センサ１のＢ端と基準（コ
モン接続点Ｃ）電位間に接続される電気抵抗、４は定電
圧源２と電気抵抗３よりの電圧が入力され、出力端が圧
力センサ１のＡ端に接続される演算増幅器である。この
演算増幅器４によって、圧力センサ１に与えられる電流
が定電流Ｉとなるように制御される。５は演算増幅器６
，７及び電気抵抗ｒ１．ｒ２．ｒ３からなるインピーダ
ンス変換回路である。演算増幅器６の（ト）入力端は圧
力センサ１のブリッジ接続のＨ点に、演算増幅器７の（
ト）入力端は圧力センサ１のブリッジ接続端のＬ点にそ
れぞれ接続されている。また演算増幅器６．７の出力端
と←）入力端にそれぞれ抵抗ｒ２を接続し、また両演算
増幅器の←）入力端間に抵抗ｒ１を接続している。また
８は演算増幅器９と４個の抵抗Ｒから彦る引算回路。
回路を第１図に示している。同図において１は歪抵抗Ｒ
１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４のブリッジ接続からなる圧力セン
サ、２は定電圧源、３は圧力センサ１のＢ端と基準（コ
モン接続点Ｃ）電位間に接続される電気抵抗、４は定電
圧源２と電気抵抗３よりの電圧が入力され、出力端が圧
力センサ１のＡ端に接続される演算増幅器である。この
演算増幅器４によって、圧力センサ１に与えられる電流
が定電流Ｉとなるように制御される。５は演算増幅器６
，７及び電気抵抗ｒ１．ｒ２．ｒ３からなるインピーダ
ンス変換回路である。演算増幅器６の（ト）入力端は圧
力センサ１のブリッジ接続のＨ点に、演算増幅器７の（
ト）入力端は圧力センサ１のブリッジ接続端のＬ点にそ
れぞれ接続されている。また演算増幅器６．７の出力端
と←）入力端にそれぞれ抵抗ｒ２を接続し、また両演算
増幅器の←）入力端間に抵抗ｒ１を接続している。また
８は演算増幅器９と４個の抵抗Ｒから彦る引算回路。
１０は直流電源１１と調整ボリウム１２からなるベース
電圧加算用の電圧発生部である。
電圧加算用の電圧発生部である。
上記回路において、圧力センサ１に加えられる圧力が０
０場合には、歪抵抗Ｒ１，・・・、Ｒ４で構成されるブ
リッジ回路は平衡がとれており、Ｈ点とＬ点の電位が等
しく、シたがって演算増幅器６゜７の出力端Ｐ、Ｑの電
位も等しく、演算増幅器９の出力端には、ベース電圧発
生部１０よシのベース電圧のみ、すなわち圧力Ｏに対応
する電圧が出力される。
０場合には、歪抵抗Ｒ１，・・・、Ｒ４で構成されるブ
リッジ回路は平衡がとれており、Ｈ点とＬ点の電位が等
しく、シたがって演算増幅器６゜７の出力端Ｐ、Ｑの電
位も等しく、演算増幅器９の出力端には、ベース電圧発
生部１０よシのベース電圧のみ、すなわち圧力Ｏに対応
する電圧が出力される。
圧力センサ１に圧力が加えられると歪抵抗Ｒ１゜・・・
・・・Ｒ４のうちＲ２，Ｒ３が小さくなり、Ｒ１゜Ｒ４
が大きくなる。そのため、基準電位（点Ｃの電位）に対
して８点Ｈの電位が上がＪ、Ｌ点の電位が下がる。そし
てＨ点とＬ点間に電位差が生じる。この′を位差は圧力
に応じた電圧であるとしてインピーダンス変換回路５で
増幅され、さらに引算回路８及びベース加算軍圧発生部
１ｏで、基準電位に対する電圧に貧化され、出力ＫＩＥ
ｉＥＥＯとして導出される。
・・・Ｒ４のうちＲ２，Ｒ３が小さくなり、Ｒ１゜Ｒ４
が大きくなる。そのため、基準電位（点Ｃの電位）に対
して８点Ｈの電位が上がＪ、Ｌ点の電位が下がる。そし
てＨ点とＬ点間に電位差が生じる。この′を位差は圧力
に応じた電圧であるとしてインピーダンス変換回路５で
増幅され、さらに引算回路８及びベース加算軍圧発生部
１ｏで、基準電位に対する電圧に貧化され、出力ＫＩＥ
ｉＥＥＯとして導出される。
しかしながら、上記従来回路では、Ｈ点とＬ点の電位差
が同じであっても、温度等の影響を受けてＨ点及びＬ点
の点の電位が変化することがあシ。
が同じであっても、温度等の影響を受けてＨ点及びＬ点
の点の電位が変化することがあシ。
この場合、引算回路８の４つの抵抗Ｒが同一であっても
、ポリウナム１２の抵抗が入るため引算回路８の同相信
号除去率（ＣＭＲＲ）が低くなシ。
、ポリウナム１２の抵抗が入るため引算回路８の同相信
号除去率（ＣＭＲＲ）が低くなシ。
出力に変化を与えたシ、リニアリティを悪化させるとい
う欠点がある。
う欠点がある。
（ハ）目的
この発明の目的は、上記した従来回路の欠点を解消し、
温度による影響を受けない、同相信号除去率が高く、圧
力センサ独自の特性をそのまま信号変換するに適した圧
力センサ回路を提供することである。
温度による影響を受けない、同相信号除去率が高く、圧
力センサ独自の特性をそのまま信号変換するに適した圧
力センサ回路を提供することである。
に）構成
上記目的全達成するために、仁の発明の圧力センサ回路
は歪抵抗で形成されるブリッジ回路に直列に負の抵抗温
度係数を持つ感温抵抗を挿入し。
は歪抵抗で形成されるブリッジ回路に直列に負の抵抗温
度係数を持つ感温抵抗を挿入し。
温度補償を行なうようにしている。すなわちこの発明の
圧力センサ回路は歪抵抗で形成されるブリッジ回路と、
定電圧源と、前記ブリッジ回路に所定電流が流れると、
この電流による電圧降下分が６ＴＪ記定電圧源の電圧に
等しくなる電気抵抗と、前記定電圧源よシの電圧と前記
電気抵抗の両端電圧を入力に受け、前記ブリッジ回路に
定電流を与える演算増幅器と、負の温度係数を持ち、前
記ブリッジ回路と前記電気抵抗間に接続される感温抵抗
とから構成されている。
圧力センサ回路は歪抵抗で形成されるブリッジ回路と、
定電圧源と、前記ブリッジ回路に所定電流が流れると、
この電流による電圧降下分が６ＴＪ記定電圧源の電圧に
等しくなる電気抵抗と、前記定電圧源よシの電圧と前記
電気抵抗の両端電圧を入力に受け、前記ブリッジ回路に
定電流を与える演算増幅器と、負の温度係数を持ち、前
記ブリッジ回路と前記電気抵抗間に接続される感温抵抗
とから構成されている。
（ホ）実施例
以下、実施例によシこの発明をさらに詳細に説明する。
第２図はこの発明の一実施例を示す圧力センサ回路の回
路接続図である。同図において、第１図に示した回路と
同一番号を付したものは、同一のものを示している。す
なわちこの実施例の圧力センサ回路は、圧力センサ１．
定電圧源２．電気抵抗６及び演算増幅器４を備える点で
第１図の圧力センサ回路と変わるところがない。しかし
、この実施例回路は、圧力センサ１のブリッジ回路のＢ
点と、定電流検出用の電気抵抗３間に、負の温度係数を
持つ１例えばサーミスタ等の感温抵抗１５を接続してお
り、この点に特徴を有する。なお圧力センサ回路におい
てもＨ点、Ｌ点の電圧差が圧力に応じた電圧として導出
され１図示していないが後段の変換回路で適宜なレベル
に変換されて出力される。圧力センサ１のＨ点、Ｌ点に
接続される後段回路は第１図に示す回路と同様である。
路接続図である。同図において、第１図に示した回路と
同一番号を付したものは、同一のものを示している。す
なわちこの実施例の圧力センサ回路は、圧力センサ１．
定電圧源２．電気抵抗６及び演算増幅器４を備える点で
第１図の圧力センサ回路と変わるところがない。しかし
、この実施例回路は、圧力センサ１のブリッジ回路のＢ
点と、定電流検出用の電気抵抗３間に、負の温度係数を
持つ１例えばサーミスタ等の感温抵抗１５を接続してお
り、この点に特徴を有する。なお圧力センサ回路におい
てもＨ点、Ｌ点の電圧差が圧力に応じた電圧として導出
され１図示していないが後段の変換回路で適宜なレベル
に変換されて出力される。圧力センサ１のＨ点、Ｌ点に
接続される後段回路は第１図に示す回路と同様である。
実施例回路では、今たとえば周囲温度が上昇して、歪抵
抗Ｒ２，Ｒ５さらに電気抵抗５の抵抗値ｒが増加して、
Ｈ点、Ｌ点の基準電位に対する電位が大なる方向に変化
しても、感温抵抗１３の抵抗値ＲＬが逆に減少するので
、Ｈ点、Ｌ点の電位が大なる方向に変化するのを打消す
ことができる。
抗Ｒ２，Ｒ５さらに電気抵抗５の抵抗値ｒが増加して、
Ｈ点、Ｌ点の基準電位に対する電位が大なる方向に変化
しても、感温抵抗１３の抵抗値ＲＬが逆に減少するので
、Ｈ点、Ｌ点の電位が大なる方向に変化するのを打消す
ことができる。
すなわち同相電位が周囲温度で変化するのを抑えること
ができる。
ができる。
次に、第２図の実施例回路を用いると、第１図に示す回
路に比し、同相電位の変化を小さくできる卵白を式を用
いて説明する。
路に比し、同相電位の変化を小さくできる卵白を式を用
いて説明する。
先ず、第１図に示す従来回路において、圧力センサ１に
流れる定電流を■とし、Ｈ点とＣ点間。
流れる定電流を■とし、Ｈ点とＣ点間。
Ｌ点とＣ点間の電圧をＥｌ’（、ＥＬとすると、 ＥＨ
。
。
Ｅ ｒ、は次式で表わせる。
また、インピーダンス変換回路５のＰ点、Ｑ点の電位を
ＥＰ、ＥＱ、さらに８点とＴ点間の電流をＩＳＴとする
と、Ｎ流ＩＳＴは 一方、 、ＥＰ＝ ＥＨ＋ ｒ２ ｌＴ、ＥＬ ＝ Ｅ
Ｌ −ｒ２ ＩＳＴであるからＥＰ、ＥＱは となる。
ＥＰ、ＥＱ、さらに８点とＴ点間の電流をＩＳＴとする
と、Ｎ流ＩＳＴは 一方、 、ＥＰ＝ ＥＨ＋ ｒ２ ｌＴ、ＥＬ ＝ Ｅ
Ｌ −ｒ２ ＩＳＴであるからＥＰ、ＥＱは となる。
ここで、引算回路８の４個の抵抗Ｒがすべて等しく、ボ
リウム１２のゼロ調整電圧０（しだがって内部抵抗も０
）とすると、出力電圧ＥＯはＥＯ＝ Ｅｐ −Ｅｑ 一方、ＥＨ−Ｅｒ、は（１） （２）式よりとの（３）
（４）式よシ、出力電圧ＥＯはＫＯ＝（ｉ＋２−）（
ＥＨ−Ｅｒ、） ・・・（５）ｌ となり、これは圧力センサ１の特性をそのまま増幅した
もので問題はない。
リウム１２のゼロ調整電圧０（しだがって内部抵抗も０
）とすると、出力電圧ＥＯはＥＯ＝ Ｅｐ −Ｅｑ 一方、ＥＨ−Ｅｒ、は（１） （２）式よりとの（３）
（４）式よシ、出力電圧ＥＯはＫＯ＝（ｉ＋２−）（
ＥＨ−Ｅｒ、） ・・・（５）ｌ となり、これは圧力センサ１の特性をそのまま増幅した
もので問題はない。
しかしながら実際には、引算回路８には、ベース加算電
圧発生部１０が付加的に接続され、引算回路は等測的に
第５図に示す回路となる。なおＲｉはポリウム１２の抵
抗、ＥＢは直流電源１１の電圧である。
圧発生部１０が付加的に接続され、引算回路は等測的に
第５図に示す回路となる。なおＲｉはポリウム１２の抵
抗、ＥＢは直流電源１１の電圧である。
したがって、この引算回路では次式が成立する。
ゆえに
今、仮にＥＰ、 ＥＱが温度の影響で同じだけ電位が上
るとすると、上記（６）式の右辺の２項目が変化し、出
力の変化となって現われることになる。
るとすると、上記（６）式の右辺の２項目が変化し、出
力の変化となって現われることになる。
これに対し、実施例回路では、Ｈ点、Ｌ点の電圧ＥＨ，
ＥＬは ＼ となｒ、またインピーダンス変換回路５のＰ点。
ＥＬは ＼ となｒ、またインピーダンス変換回路５のＰ点。
Ｑ点の電位ＥＰ、ＥＱは
となる。上記（９）式よシ明らかなように、ＥＰには。
ＲｌＩが含まれており温度の影響により他の項が」二昇
して、ＥＰを上げる方向に作用してもＲｌＩ項は逆に減
少する方向に働くので、全体としてのＥＰの上昇を抑え
ることができ、上記（６）式における第２項目の温度に
よる影響を小さくシ、シたがって温度による出力の変化
を小さくすることができる。
して、ＥＰを上げる方向に作用してもＲｌＩ項は逆に減
少する方向に働くので、全体としてのＥＰの上昇を抑え
ることができ、上記（６）式における第２項目の温度に
よる影響を小さくシ、シたがって温度による出力の変化
を小さくすることができる。
（へ）効果
この発明の圧力センサ回路によれば、負の温度係数を持
つ感温抵抗を歪抵抗ブリッジ回路と、定電流検出用の電
気抵抗を接続するものであるから。
つ感温抵抗を歪抵抗ブリッジ回路と、定電流検出用の電
気抵抗を接続するものであるから。
温度変化で同相電位が変化するのを抑えることができ、
後段に高価な同相電圧除去率の高い演算回路を用いなく
ても、圧力センサ独自の特性をそのまま出力できる。す
なわち温度によって出力変化やりニアリテイに影響を受
けない出力電圧を導出することができる。
後段に高価な同相電圧除去率の高い演算回路を用いなく
ても、圧力センサ独自の特性をそのまま出力できる。す
なわち温度によって出力変化やりニアリテイに影響を受
けない出力電圧を導出することができる。
第１図は従来の圧力センサ回路を含む回路の接続図、第
２図はこの発明の一実施例を示す圧力センサ回路の接続
図、第６図は第１図の回路の引算回路の等価回路図であ
る。 １：圧力センサ、２：定電圧源。 ３：電気抵抗、 ４：演算増幅器、１３：感温抵抗、Ｒ
１・Ｒ２・Ｒ６・Ｒ４：歪抵抗。 特許出願人 株式会社島津製作所 代理人 弁理士 中 村 茂 信 第１図 一： ＨＥ（ １２８− ） 第３図
２図はこの発明の一実施例を示す圧力センサ回路の接続
図、第６図は第１図の回路の引算回路の等価回路図であ
る。 １：圧力センサ、２：定電圧源。 ３：電気抵抗、 ４：演算増幅器、１３：感温抵抗、Ｒ
１・Ｒ２・Ｒ６・Ｒ４：歪抵抗。 特許出願人 株式会社島津製作所 代理人 弁理士 中 村 茂 信 第１図 一： ＨＥ（ １２８− ） 第３図
Claims (1)
- （１）歪抵抗で形成されるブリ・フジ回路と、定電圧源
と、前記ブリッジ回路に所定電流が流れると。 この電流による電圧降下分が前記定電圧源の電圧に等し
くなる電気抵抗と、前記定電圧源よシの電圧と前記電気
抵抗の両端電圧を入力に受け。 前記ブリッジ回路に定電流を与える演算増幅器と、負の
温度係数を持ち、前記フ゛す・フジ回路と前記電気抵抗
間に接続される感温抵抗とからなる圧力センサ回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58153611A JPS6044822A (ja) | 1983-08-22 | 1983-08-22 | 歪抵抗ブリッジ増幅回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58153611A JPS6044822A (ja) | 1983-08-22 | 1983-08-22 | 歪抵抗ブリッジ増幅回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6044822A true JPS6044822A (ja) | 1985-03-11 |
| JPH0473085B2 JPH0473085B2 (ja) | 1992-11-19 |
Family
ID=15566267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58153611A Granted JPS6044822A (ja) | 1983-08-22 | 1983-08-22 | 歪抵抗ブリッジ増幅回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6044822A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6370042U (ja) * | 1986-10-27 | 1988-05-11 | ||
| JP2012501444A (ja) * | 2008-08-29 | 2012-01-19 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 受動渦電流センサ用高温エレクトロニクス |
-
1983
- 1983-08-22 JP JP58153611A patent/JPS6044822A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6370042U (ja) * | 1986-10-27 | 1988-05-11 | ||
| JPH0530114Y2 (ja) * | 1986-10-27 | 1993-08-02 | ||
| JP2012501444A (ja) * | 2008-08-29 | 2012-01-19 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 受動渦電流センサ用高温エレクトロニクス |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0473085B2 (ja) | 1992-11-19 |
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