JPS6131934A - 半導体圧力検出装置 - Google Patents
半導体圧力検出装置Info
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- JPS6131934A JPS6131934A JP15603084A JP15603084A JPS6131934A JP S6131934 A JPS6131934 A JP S6131934A JP 15603084 A JP15603084 A JP 15603084A JP 15603084 A JP15603084 A JP 15603084A JP S6131934 A JPS6131934 A JP S6131934A
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- JP
- Japan
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- voltage
- temperature
- semiconductor pressure
- pressure sensor
- pressure
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-
- 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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
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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】
〔発明の技術分野〕
本発明は半導体圧力センサの温度補償増幅回路を高性能
化するようにした半導体圧力検出装置に関するものであ
る。
化するようにした半導体圧力検出装置に関するものであ
る。
この種の従来装置として第１図に示すものがおった。図
において、１はブリッジ回路を構成する半導体圧力セン
サで、圧力を加えられた際に歪を生じ圧力を電気信号に
変換する。６，７は半導体圧力センサ１の出力端子２，
４間に接続されたオフセット電圧温度補償抵抗、８は半
導体圧力センサ１の′励起電圧入力端子３，５間に接続
された固定抵抗、９は入力端子２と接地点との間に接続
された固定抵抗で、抵抗９と入力端子３との接続点はオ
ペアンプ２８の反転入力端子に接続されている。２２．
２３は直列接続された固定抵抗で、その接続点はオペア
ンプ２８の非反転入力端子に接続され、抵抗２３は電源
２９の正側に、抵抗２２は電源２９の負側に接続されて
いる。２４は抵抗である。又、１０．１１は直列接続さ
れた抵抗で、その接続点は抵抗１６を介してオペアンプ
２５の反転入力端子に接続される。１２．１３は直列接
続された固定抵抗で、接続点は抵抗１４．１５を介して
オペアンプ２７の非反転入力端子に接続されている。抵
抗１１，１３は電源２９の負側に、抵抗１０．１２は電
源２９の正側に接続される。
において、１はブリッジ回路を構成する半導体圧力セン
サで、圧力を加えられた際に歪を生じ圧力を電気信号に
変換する。６，７は半導体圧力センサ１の出力端子２，
４間に接続されたオフセット電圧温度補償抵抗、８は半
導体圧力センサ１の′励起電圧入力端子３，５間に接続
された固定抵抗、９は入力端子２と接地点との間に接続
された固定抵抗で、抵抗９と入力端子３との接続点はオ
ペアンプ２８の反転入力端子に接続されている。２２．
２３は直列接続された固定抵抗で、その接続点はオペア
ンプ２８の非反転入力端子に接続され、抵抗２３は電源
２９の正側に、抵抗２２は電源２９の負側に接続されて
いる。２４は抵抗である。又、１０．１１は直列接続さ
れた抵抗で、その接続点は抵抗１６を介してオペアンプ
２５の反転入力端子に接続される。１２．１３は直列接
続された固定抵抗で、接続点は抵抗１４．１５を介して
オペアンプ２７の非反転入力端子に接続されている。抵
抗１１，１３は電源２９の負側に、抵抗１０．１２は電
源２９の正側に接続される。
又、１７〜２１は抵抗、２６はオペアンプである。
次に、上記の従来装置の動作について説明する。
半導体圧力センサｌで圧力−電圧変換された圧力信号は
オペアンプ２５〜２７で構成された増′幅器で所定の値
に増幅される。この時、半導体圧力センサ１に流れる電
流はオペアンプ２８等で構成される定電流回路で一定値
に保たれる。ここで、圧力センサｌの出力ＶＰを（１）
式で近似すると、オペアンプ２７の出力■ｏｕｔは（３
）式で示される。即ち、ｖｐ−（Ｖｏｆｆ （１＋ηｔ
＞ ＋ｋｏ −ｐ −□十β、）−ＶＢ （１）ただ
し、Ｖｏｆｆ ： ＶＢ ＝ Ｉ Ｖのときのオフセッ
ト電圧、η：オンセット電圧の温度係数、ｋｏ：圧力感
度係数、β：感度温度係数、Ｐ：圧力、ＶＢニブリッジ
電圧、ｔ：温度である。ここで、ブリッジ抵抗温度係数
をαとすると、ブリッジに定電流を流した場合のブリッ
ジ電圧もαの温度係数を持つので、定電圧励起した場合
の圧カセンサエの出力−圧力特性は（２）式で表わされ
る。
オペアンプ２５〜２７で構成された増′幅器で所定の値
に増幅される。この時、半導体圧力センサ１に流れる電
流はオペアンプ２８等で構成される定電流回路で一定値
に保たれる。ここで、圧力センサｌの出力ＶＰを（１）
式で近似すると、オペアンプ２７の出力■ｏｕｔは（３
）式で示される。即ち、ｖｐ−（Ｖｏｆｆ （１＋ηｔ
＞ ＋ｋｏ −ｐ −□十β、）−ＶＢ （１）ただ
し、Ｖｏｆｆ ： ＶＢ ＝ Ｉ Ｖのときのオフセッ
ト電圧、η：オンセット電圧の温度係数、ｋｏ：圧力感
度係数、β：感度温度係数、Ｐ：圧力、ＶＢニブリッジ
電圧、ｔ：温度である。ここで、ブリッジ抵抗温度係数
をαとすると、ブリッジに定電流を流した場合のブリッ
ジ電圧もαの温度係数を持つので、定電圧励起した場合
の圧カセンサエの出力−圧力特性は（２）式で表わされ
る。
ｖｐ ＝ （Ｖｏｆｆ （１＋ηｔ）十に０・Ｐ−「［
ｉ）・ｖＢ（ｉ十αｔ）０）従って、 Ｖｏｕｔ ＝ （Ｖｏｆｆ （１＋ηｔ）十ｋ。”’１
＋βｔ ”ＶＢ （１＋αｔ ） ・Ｋｚ・Ｋｓ＋（ｋ
２・Ｖｃｃ ｋｔ’Ｖｃｃ ） ・Ｋｓ（３）ただし
、Ｒｎを抵抗ｎの抵抗値として に２＝□ ｐ Ｋｓ−１＋ｈｒ ｋＩ”＝森、に２＝’
Ｆ＄旨６゜Ｒｚｏ Ｒｌｇ ｖｃｃ：抵抗１０，１２に印加される電圧である。
ｉ）・ｖＢ（ｉ十αｔ）０）従って、 Ｖｏｕｔ ＝ （Ｖｏｆｆ （１＋ηｔ）十ｋ。”’１
＋βｔ ”ＶＢ （１＋αｔ ） ・Ｋｚ・Ｋｓ＋（ｋ
２・Ｖｃｃ ｋｔ’Ｖｃｃ ） ・Ｋｓ（３）ただし
、Ｒｎを抵抗ｎの抵抗値として に２＝□ ｐ Ｋｓ−１＋ｈｒ ｋＩ”＝森、に２＝’
Ｆ＄旨６゜Ｒｚｏ Ｒｌｇ ｖｃｃ：抵抗１０，１２に印加される電圧である。
ここで、抵抗８を接続したときのブリッジの見かけ上の
抵抗温度係数をα′とすると、α′＝βとなるように抵
抗８を選択することにより感度の温度補償が可能になる
。又、抵抗６，７の選択によりオフセット電圧の温度補
償が可能になる。
抵抗温度係数をα′とすると、α′＝βとなるように抵
抗８を選択することにより感度の温度補償が可能になる
。又、抵抗６，７の選択によりオフセット電圧の温度補
償が可能になる。
しかるに、上記の従来装置においては、圧力センサ１の
オンセット電圧温度ドリフトＶｏｆｆ・ηｔだけではな
く、Ｖｏｆｆ・βｔで表わされるオフセット電圧温度ド
リフトが生じるため、オフセット電圧温度補償回路の調
整が複雑になるといった欠点があった。
オンセット電圧温度ドリフトＶｏｆｆ・ηｔだけではな
く、Ｖｏｆｆ・βｔで表わされるオフセット電圧温度ド
リフトが生じるため、オフセット電圧温度補償回路の調
整が複雑になるといった欠点があった。
本発明は上記したような従来の欠点を除去するために成
されたものであ多、（３）式のＶｃｃにβの温度係数を
持たせることにょシ、Ｖｏｆｆ、βｔを自動的に補償し
て調整工程を簡略化し、精度が良く安価な半導体圧力検
出装置を提供す′ることを目的とする。
されたものであ多、（３）式のＶｃｃにβの温度係数を
持たせることにょシ、Ｖｏｆｆ、βｔを自動的に補償し
て調整工程を簡略化し、精度が良く安価な半導体圧力検
出装置を提供す′ることを目的とする。
以下、本発明の実施例を図面とともに説明する。
本実施例においては第２図汞水すように、抵抗１０゜１
２の接続点を圧力センサｌの入力端子５に接続するとと
もに抵抗１１．１３の接続点を圧力センサ１の入力端子
３に接続しており、その他の構成は従来と同様である。
２の接続点を圧力センサｌの入力端子５に接続するとと
もに抵抗１１．１３の接続点を圧力センサ１の入力端子
３に接続しており、その他の構成は従来と同様である。
次に、動作について説明する。第２図において、オペア
ンプ２７の出力Ｖｏｕｔは Ｖｏｕｔ −＝ （Ｖｏｆｆ （１＋ηｔ ）・Ｋｓ十
’に２− ｋ＋ ） ・ｖ、、 （１＋αｔ）。
ンプ２７の出力Ｖｏｕｔは Ｖｏｕｔ −＝ （Ｖｏｆｆ （１＋ηｔ ）・Ｋｓ十
’に２− ｋ＋ ） ・ｖ、、 （１＋αｔ）。
ＶＢ
Ｋｚ ＋ｋｏ −Ｐ −Ｔ−、、、（１＋αｔ ） ・
Ｋｚ ・Ｋｓ （４）で表わされ、α−βｒ Ｖ
ｏｆｆ −に３＋ｋｚ ｋ１＝Ｏとすると、 Ｖｏｕｔ＝Ｖｏｆｆ Ｈηｔ・ＶＢ−（１＋αｔ）・Ｋ
ｚ・Ｋ３十ｋｏ−Ｐ−ＶＢ−に２・Ｋｓ（５） となり、η−０となるよう抵抗６，７を調整することに
よシ、（５）式はさらに Ｖｏｕｔ ＝ ｋｏ−Ｐ−ＶＢ −Ｋｚ ・Ｋｓ（６）
となる。
Ｋｚ ・Ｋｓ （４）で表わされ、α−βｒ Ｖ
ｏｆｆ −に３＋ｋｚ ｋ１＝Ｏとすると、 Ｖｏｕｔ＝Ｖｏｆｆ Ｈηｔ・ＶＢ−（１＋αｔ）・Ｋ
ｚ・Ｋ３十ｋｏ−Ｐ−ＶＢ−に２・Ｋｓ（５） となり、η−０となるよう抵抗６，７を調整することに
よシ、（５）式はさらに Ｖｏｕｔ ＝ ｋｏ−Ｐ−ＶＢ −Ｋｚ ・Ｋｓ（６）
となる。
このように、本実施例によれば圧力センサ１の励起電圧
が温度依存性を持つ場合でも温度依存性を持たない場合
のオフセット電圧の温度ドリフトのみを補償すれば良く
なシ、調整工程が簡単で精度が高い半導体圧力検出装置
を安価に提供することができる。ただし、抵抗８，１０
，１１，１２゜１３を接続したときの見かけ上の抵抗温
度係数α′＝βが必要であり、α〉βでなけれ°ば、な
らない。
が温度依存性を持つ場合でも温度依存性を持たない場合
のオフセット電圧の温度ドリフトのみを補償すれば良く
なシ、調整工程が簡単で精度が高い半導体圧力検出装置
を安価に提供することができる。ただし、抵抗８，１０
，１１，１２゜１３を接続したときの見かけ上の抵抗温
度係数α′＝βが必要であり、α〉βでなけれ°ば、な
らない。
又、抵抗１４；１．５の抵抗値は抵抗１２．１３の１０
倍以上必要である。
倍以上必要である。
尚、上記実施例ではオフセット電圧の補償電圧を発生さ
せるために抵抗１０，１１の分圧回路を用いたが、第３
図に示すようにさらにパンファアンプ３０．３１を付加
しても同様の効果が得られるとともに抵抗１０〜１５の
抵抗値の制限な−なくす効果もある。
せるために抵抗１０，１１の分圧回路を用いたが、第３
図に示すようにさらにパンファアンプ３０．３１を付加
しても同様の効果が得られるとともに抵抗１０〜１５の
抵抗値の制限な−なくす効果もある。
以上のように本発明においては、オフセット電圧補償電
圧に圧力センサの励起電圧と同じ温度依存性を持たせた
ので、励起電圧の変化によシ生じるオフセット電圧を自
動的に補償することができ、励起電圧が温度依存性を持
たず一定の場合のオフセット電圧温度ドリフトのみを補
償すれば良く、調整が簡単で高精度な圧力検出装置が得
られる。
圧に圧力センサの励起電圧と同じ温度依存性を持たせた
ので、励起電圧の変化によシ生じるオフセット電圧を自
動的に補償することができ、励起電圧が温度依存性を持
たず一定の場合のオフセット電圧温度ドリフトのみを補
償すれば良く、調整が簡単で高精度な圧力検出装置が得
られる。
第１図は従来の半導体圧力検出装置の回路図、第２図お
よび第３図は夫々本発明の第１および第２の実施例に係
る半導体圧力検出装置の回路図である。 １・・・半導体圧力センサ、２，４・・・入力端子、３
゜５・・・出力端子、６〜２４・・・抵抗、２５〜２８
・・・オペアンプ、２９・・・電源、３０．３１・・・
バッファアンプ。 尚、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 第１図 第・２ 図 第３図 手続補正書（自発） 昭和 年 月 日 ３、補正をする者 代表者片山仁へ部 ４、代理人 ＆ 補正の対象 明細誉の発明の詳細な説明の欄。 ６ 補正の内容 （１）第４頁下から３行目のｒＶｏｆｆ・βｔ」をｒ
Ｖｏｆｆ・αｔ」と補正する。 （２） 第５頁第４行の「β」を「α」と補正する。 （３） 第５頁第５行の「Ｖｏｆｆ・βｔ」をｒＶｏ
ｆｆ・αｔ」と補正する。 以上
よび第３図は夫々本発明の第１および第２の実施例に係
る半導体圧力検出装置の回路図である。 １・・・半導体圧力センサ、２，４・・・入力端子、３
゜５・・・出力端子、６〜２４・・・抵抗、２５〜２８
・・・オペアンプ、２９・・・電源、３０．３１・・・
バッファアンプ。 尚、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 第１図 第・２ 図 第３図 手続補正書（自発） 昭和 年 月 日 ３、補正をする者 代表者片山仁へ部 ４、代理人 ＆ 補正の対象 明細誉の発明の詳細な説明の欄。 ６ 補正の内容 （１）第４頁下から３行目のｒＶｏｆｆ・βｔ」をｒ
Ｖｏｆｆ・αｔ」と補正する。 （２） 第５頁第４行の「β」を「α」と補正する。 （３） 第５頁第５行の「Ｖｏｆｆ・βｔ」をｒＶｏ
ｆｆ・αｔ」と補正する。 以上
Claims (2)
- （１）圧力を加えられた際に歪を生じ圧力を電気信号に
変換する半導体圧力センサと、この半導体圧力センサに
接続され、該センサの励起電圧と同じ温度依存性を有す
るオフセット電圧補償電圧を発生するオフセット電圧補
償回路を備えたことを特徴とする半導体圧力検出装置。 - （２）オフセット電圧補償回路を半導体圧力センサの励
起電圧入力端子に接続した複数の抵抗で構成したことを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体圧力検出
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15603084A JPS6131934A (ja) | 1984-07-24 | 1984-07-24 | 半導体圧力検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15603084A JPS6131934A (ja) | 1984-07-24 | 1984-07-24 | 半導体圧力検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6131934A true JPS6131934A (ja) | 1986-02-14 |
| JPH0556456B2 JPH0556456B2 (ja) | 1993-08-19 |
Family
ID=15618773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15603084A Granted JPS6131934A (ja) | 1984-07-24 | 1984-07-24 | 半導体圧力検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6131934A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113091773A (zh) * | 2021-03-09 | 2021-07-09 | 北京大学 | 一种惠斯通电桥式传感器的零位温度漂移估算方法 |
-
1984
- 1984-07-24 JP JP15603084A patent/JPS6131934A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113091773A (zh) * | 2021-03-09 | 2021-07-09 | 北京大学 | 一种惠斯通电桥式传感器的零位温度漂移估算方法 |
| CN113091773B (zh) * | 2021-03-09 | 2022-02-01 | 北京大学 | 一种惠斯通电桥式传感器的零位温度漂移估算方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0556456B2 (ja) | 1993-08-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |