JPS6136163B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6136163B2 JPS6136163B2 JP13701978A JP13701978A JPS6136163B2 JP S6136163 B2 JPS6136163 B2 JP S6136163B2 JP 13701978 A JP13701978 A JP 13701978A JP 13701978 A JP13701978 A JP 13701978A JP S6136163 B2 JPS6136163 B2 JP S6136163B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- pressure
- amplifier
- bridge
- drive voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Force In General (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- 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)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は圧力に感応するゲージ抵抗を組合わ
せてブリツジ回路を構成してなる圧力変換器に関
する。
せてブリツジ回路を構成してなる圧力変換器に関
する。
シリコン等の半導体単結晶が有するピエゾ抵抗
効果を利用した圧力変換器は、ワイヤ歪ゲージに
比べて感度が非常に高い利点がある反面、歪−抵
抗変化特性の非直線性が大きく、また温度係数も
大きいことが欠点となつている。このため、高い
精度が必要な工業プロセス用計器に応用する場合
には、何らかの補正を施さなければならない。
効果を利用した圧力変換器は、ワイヤ歪ゲージに
比べて感度が非常に高い利点がある反面、歪−抵
抗変化特性の非直線性が大きく、また温度係数も
大きいことが欠点となつている。このため、高い
精度が必要な工業プロセス用計器に応用する場合
には、何らかの補正を施さなければならない。
通常、半導体圧力変換器の特性は圧力入力に対
してサブリニア、即ち大きな圧力が加わつた場合
に出力が次第に飽和する傾向を示す。このような
出力特性を補正するために、従来第１図のような
回路が用いられている。図において、ＲP，ＲNは
それぞれ圧力入力に対して抵抗変化の符号が異る
ゲージ抵抗で、これと固定抵抗R1，R2を組合せ
てハーフブリツジ回路１を構成している。抵抗
r1，r2は零点調整用である。ブリツジ回路１の出
力は演算増幅器OP1を用いた出力増幅器２により
取出される。３は駆動電圧調整回路で、演算増幅
器OP2とバランス用抵抗Ｒb1，Ｒb2からなり、そ
の反転入力端に基準電圧ＶEを入力すると同時に
出力増幅器２の出力をリニアライズ用抵抗ＲLを
介して入力するようになつている。
してサブリニア、即ち大きな圧力が加わつた場合
に出力が次第に飽和する傾向を示す。このような
出力特性を補正するために、従来第１図のような
回路が用いられている。図において、ＲP，ＲNは
それぞれ圧力入力に対して抵抗変化の符号が異る
ゲージ抵抗で、これと固定抵抗R1，R2を組合せ
てハーフブリツジ回路１を構成している。抵抗
r1，r2は零点調整用である。ブリツジ回路１の出
力は演算増幅器OP1を用いた出力増幅器２により
取出される。３は駆動電圧調整回路で、演算増幅
器OP2とバランス用抵抗Ｒb1，Ｒb2からなり、そ
の反転入力端に基準電圧ＶEを入力すると同時に
出力増幅器２の出力をリニアライズ用抵抗ＲLを
介して入力するようになつている。
この回路では、駆動電圧調整回路３により、ブ
リツジ出力に応じてブリツジ駆動電圧が変化す
る。即ち、圧力入力が増加するにつれ、ブリツジ
出力がリニアライズ抵抗ＲLを介して駆動電圧調
整回路３に帰還されて駆動電圧ＶBが上昇するよ
うに働く。例えば２Kg/cm2用として構成した例で
の圧力入力に対するブリツジ出力およびブリツジ
駆動電圧ＶBの変化を示すと第２図のとおりであ
る。図から明らかなように、ブリツジ出力の直線
性はリニアライズ用抵抗ＲLによつてサブリニア
からスーパーリニアまで変化する。従つて、ゲー
ジ抵抗ＲP，ＲNの非直線性の度合に応じてリニア
ライズ用抵抗ＲLを設定すれば、ブリツジ出力を
圧力入力に対して直線化することができる。第２
図ではＲL＝200KΩが最適値である。
リツジ出力に応じてブリツジ駆動電圧が変化す
る。即ち、圧力入力が増加するにつれ、ブリツジ
出力がリニアライズ抵抗ＲLを介して駆動電圧調
整回路３に帰還されて駆動電圧ＶBが上昇するよ
うに働く。例えば２Kg/cm2用として構成した例で
の圧力入力に対するブリツジ出力およびブリツジ
駆動電圧ＶBの変化を示すと第２図のとおりであ
る。図から明らかなように、ブリツジ出力の直線
性はリニアライズ用抵抗ＲLによつてサブリニア
からスーパーリニアまで変化する。従つて、ゲー
ジ抵抗ＲP，ＲNの非直線性の度合に応じてリニア
ライズ用抵抗ＲLを設定すれば、ブリツジ出力を
圧力入力に対して直線化することができる。第２
図ではＲL＝200KΩが最適値である。
このような従来の回路は、圧力が一方向入力の
圧力計の場合には充分に効果を発揮する。しか
し、圧力入力が正圧から負圧にまたがる連成形動
作の場合、あるいは圧力計であつても零点に一定
のバイアスを与えてその点を零点とするような使
い方、特に零点を負圧側に設定する動作の場合に
おいては大きな欠点がある。このことを第３図を
用いて説明する。第３図ａは、２Kg/cm2用のゲー
ジ抵抗を用いたブリツジ回路を駆動電圧を4V一
定として連成形動作をさせた場合の出力特性であ
る。図から明らかなように、正圧側、負圧側共に
入力圧が大きくなると出力は飽和する。このよう
な出力特性のブリツジ回路に第１図の回路を適用
すると、ブリツジ駆動電圧ＶBは第３図ｂのよう
に変化し、この結果ブリツジ出力特性は同図ｃの
ようになる。即ち、圧力入力が正圧側においては
出力特性が直線化されるが、負圧側では逆に非直
線性が助長されてしまう。
圧力計の場合には充分に効果を発揮する。しか
し、圧力入力が正圧から負圧にまたがる連成形動
作の場合、あるいは圧力計であつても零点に一定
のバイアスを与えてその点を零点とするような使
い方、特に零点を負圧側に設定する動作の場合に
おいては大きな欠点がある。このことを第３図を
用いて説明する。第３図ａは、２Kg/cm2用のゲー
ジ抵抗を用いたブリツジ回路を駆動電圧を4V一
定として連成形動作をさせた場合の出力特性であ
る。図から明らかなように、正圧側、負圧側共に
入力圧が大きくなると出力は飽和する。このよう
な出力特性のブリツジ回路に第１図の回路を適用
すると、ブリツジ駆動電圧ＶBは第３図ｂのよう
に変化し、この結果ブリツジ出力特性は同図ｃの
ようになる。即ち、圧力入力が正圧側においては
出力特性が直線化されるが、負圧側では逆に非直
線性が助長されてしまう。
この発明は上記の点に鑑みてなされたもので、
圧力入力が正圧から負圧にまたがる場合でもその
全域にわたつてブリツジ出力特性の直線化を図る
ようにした圧力変換器を提供するものである。
圧力入力が正圧から負圧にまたがる場合でもその
全域にわたつてブリツジ出力特性の直線化を図る
ようにした圧力変換器を提供するものである。
この発明においては、圧力入力が正圧側に大き
くなつても負圧側に大きくなつてもブリツジ駆動
電圧を大きくするように、即ちブリツジ出力の絶
対値に応じてブリツジ駆動電圧を加減するように
制御することで、正圧入力から負圧入力にまたが
る全域でブリツジ回路の出力の直線化を行うよう
にしたことを特徴としている。
くなつても負圧側に大きくなつてもブリツジ駆動
電圧を大きくするように、即ちブリツジ出力の絶
対値に応じてブリツジ駆動電圧を加減するように
制御することで、正圧入力から負圧入力にまたが
る全域でブリツジ回路の出力の直線化を行うよう
にしたことを特徴としている。
この発明の一実施例を第４図に示す。なお、第
１図と相対応する部分には第１図と同一符号を付
して詳細な説明は省略する。この実施例では、出
力増幅器２から駆動電圧調整回路３への帰還部分
が第１図と異なる。即ち、出力増幅器２の出力を
第１のシヨツトキ・ダイオードD1と第１のリニ
アライズ用抵抗ＲL1を介して演算増幅器OP2の反
転入力端に帰還すると同時に、第２のシヨツト
キ・ダイオードD2と第２のリニアライズ用抵抗
ＲL2を介して演算増幅器OP2の非反転入力端に帰
還している。シヨツトキ・ダイオードD1，D2は
互いに逆極性であつて、それぞれ圧力入力の正、
負を判定する働きをする。
１図と相対応する部分には第１図と同一符号を付
して詳細な説明は省略する。この実施例では、出
力増幅器２から駆動電圧調整回路３への帰還部分
が第１図と異なる。即ち、出力増幅器２の出力を
第１のシヨツトキ・ダイオードD1と第１のリニ
アライズ用抵抗ＲL1を介して演算増幅器OP2の反
転入力端に帰還すると同時に、第２のシヨツト
キ・ダイオードD2と第２のリニアライズ用抵抗
ＲL2を介して演算増幅器OP2の非反転入力端に帰
還している。シヨツトキ・ダイオードD1，D2は
互いに逆極性であつて、それぞれ圧力入力の正、
負を判定する働きをする。
即ち、まず入力圧力零の状態で抵抗r1，r2を調
整してブリツジ出力を零に設定する。このとき、
ブリツジ駆動電圧は例えばＶB＝4Vであるとす
る。正圧が加わつた場合、ゲージ抵抗ＲPが減
少、ＲNが増加して出力増幅器２の出力電位が増
加し、この電位変化はダイオードD2を介し、リ
ニアライズ用抵抗ＲL2を介して演算増幅器OP2の
正側入力端に帰還され、電圧調整回路３の出力で
ある駆動電圧ＶBが上昇する。一方、負圧が加わ
つた場合には出力増幅器２の出力電位は低下し、
この電位変加がダイオードD1を介し、リニアラ
イズ用抵抗ＲL1を介して演算増幅器OP2の負側反
転入力端に帰還される結果、やはり電圧調整回路
３の出力である駆動電圧ＶBは上昇する。このよ
うに、ブリツジ回路への圧力入力が零圧力に対し
て正、負いずれの場合にもブリツジ駆動電圧ＶB
は上昇する方向に動作する結果、ブリツジ出力電
圧は圧力入力の正負いずれについても直線化され
ることになる。
整してブリツジ出力を零に設定する。このとき、
ブリツジ駆動電圧は例えばＶB＝4Vであるとす
る。正圧が加わつた場合、ゲージ抵抗ＲPが減
少、ＲNが増加して出力増幅器２の出力電位が増
加し、この電位変化はダイオードD2を介し、リ
ニアライズ用抵抗ＲL2を介して演算増幅器OP2の
正側入力端に帰還され、電圧調整回路３の出力で
ある駆動電圧ＶBが上昇する。一方、負圧が加わ
つた場合には出力増幅器２の出力電位は低下し、
この電位変加がダイオードD1を介し、リニアラ
イズ用抵抗ＲL1を介して演算増幅器OP2の負側反
転入力端に帰還される結果、やはり電圧調整回路
３の出力である駆動電圧ＶBは上昇する。このよ
うに、ブリツジ回路への圧力入力が零圧力に対し
て正、負いずれの場合にもブリツジ駆動電圧ＶB
は上昇する方向に動作する結果、ブリツジ出力電
圧は圧力入力の正負いずれについても直線化され
ることになる。
２Kg/cm2用の圧力変換器の場合に得られた特性
例を第５図に示す。
例を第５図に示す。
以上のようにこの発明によれば、ブリツジ回路
の出力の絶対値に応じてブリツジ駆動電圧を加減
することによつて、圧力入力が正、負にまたがる
場合にもブリツジ出力を圧力入力全域にわたつて
直線化することができ、差圧計、連成圧力計、絶
対圧力計ならびにこれらの圧力計の零点還移機能
を全て満足させることができる。
の出力の絶対値に応じてブリツジ駆動電圧を加減
することによつて、圧力入力が正、負にまたがる
場合にもブリツジ出力を圧力入力全域にわたつて
直線化することができ、差圧計、連成圧力計、絶
対圧力計ならびにこれらの圧力計の零点還移機能
を全て満足させることができる。
第１図は従来の圧力変換器の一例を示す図、第
２図はその特性を示す図、第３図は同じく圧力入
力が正、負にまたがる場合の動作特性を示す図、
第４図はこの発明の一実施例の圧力変換器を示す
図、第５図はその動作特性を示す図である。 １……ハーフブリツジ回路、ＲP，ＲN……ゲー
ジ抵抗、R1，R2……固定抵抗、２……出力増幅
器、３……駆動電圧調整回路、ＲL1，ＲL2……リ
ニアライズ用抵抗、D1，D2……シヨツトキ・ダ
イオード、ＶB……ブリツジ駆動電圧。
２図はその特性を示す図、第３図は同じく圧力入
力が正、負にまたがる場合の動作特性を示す図、
第４図はこの発明の一実施例の圧力変換器を示す
図、第５図はその動作特性を示す図である。 １……ハーフブリツジ回路、ＲP，ＲN……ゲー
ジ抵抗、R1，R2……固定抵抗、２……出力増幅
器、３……駆動電圧調整回路、ＲL1，ＲL2……リ
ニアライズ用抵抗、D1，D2……シヨツトキ・ダ
イオード、ＶB……ブリツジ駆動電圧。
Claims (1)
- １ 圧力に感応して互いに異なる方向に抵抗変化
を示すゲージ抵抗を組合わせて構成されたブリツ
ジ回路と、このブリツジ回路の出力を検出する出
力増幅器と、この出力増幅器の出力に応じて前記
ブリツジ回路の駆動電圧を制御する駆動電圧調整
回路とを有する圧力変換器において、前記駆動電
圧調整回路は、非反転入力端に定電圧源が接続さ
れ、出力端子が前記ブリツジ回路の電源端子に接
続された演算増幅器と、前記出力増幅器の出力端
子と前記演算増幅器の反転入力端との間に直列接
続された、カソードを前記出力増幅器の出力端子
側の向きにした第１のダイオードおよび第１のリ
ニアライズ用抵抗と、前記出力増幅器の出力端子
と前記演算増幅器の非反転入力端との間に直列接
続された、アノードを前記出力増幅器の出力端子
側の向きにした第２のダイオードおよび第２のリ
ニアライズ用抵抗とを有することを特徴とする圧
力変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13701978A JPS5563711A (en) | 1978-11-07 | 1978-11-07 | Pressure transducer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13701978A JPS5563711A (en) | 1978-11-07 | 1978-11-07 | Pressure transducer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5563711A JPS5563711A (en) | 1980-05-14 |
| JPS6136163B2 true JPS6136163B2 (ja) | 1986-08-16 |
Family
ID=15188921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13701978A Granted JPS5563711A (en) | 1978-11-07 | 1978-11-07 | Pressure transducer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5563711A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0248685Y2 (ja) * | 1988-03-15 | 1990-12-20 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3908795A1 (de) * | 1989-03-17 | 1990-09-20 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und vorrichtung zur messung einer mechanischen verformung |
| JP4657807B2 (ja) * | 2004-05-31 | 2011-03-23 | ヤマハ発動機株式会社 | ブリッジ回路を備えた物理量検出装置およびゼロ点調節方法 |
| JP4657806B2 (ja) * | 2004-05-31 | 2011-03-23 | ヤマハ発動機株式会社 | ブリッジ回路を備えた物理量検出装置および温度補償方法 |
-
1978
- 1978-11-07 JP JP13701978A patent/JPS5563711A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0248685Y2 (ja) * | 1988-03-15 | 1990-12-20 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5563711A (en) | 1980-05-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4362060A (en) | Displacement transducer | |
| US5042307A (en) | Amplifying compensation circuit for semiconductor | |
| US4202218A (en) | Bridge circuit | |
| US4337665A (en) | Semiconductor pressure detector apparatus with zero-point temperature compensation | |
| JPS597928B2 (ja) | ストレンゲ−ジ交換器信号調整回路装置 | |
| US6198296B1 (en) | Bridge sensor linearization circuit and method | |
| US5616846A (en) | Method and apparatus for current regulation and temperature compensation | |
| US5134885A (en) | Circuit arrangement for measuring a mechanical deformation, in particular under the influence of a pressure | |
| WO1988006719A1 (en) | Transducer signal conditioner | |
| US4000454A (en) | Linearization apparatus for a non-linear resistance transducer in a self-balancing bridge connection | |
| JPH07294283A (ja) | 利得回路への入力信号における温度による変動を補償する方法および装置 | |
| JPS6136163B2 (ja) | ||
| GB2034903A (en) | Transducer bridge amplifier | |
| JPS59184819A (ja) | 半導体圧力センサ | |
| JPS6255629B2 (ja) | ||
| JPH0750690Y2 (ja) | 半導体圧力センサの温度補償回路 | |
| JPS6145761B2 (ja) | ||
| JPS5832646B2 (ja) | 圧力伝送器 | |
| RU2086940C1 (ru) | Полупроводниковый датчик давления | |
| JPH0445059B2 (ja) | ||
| JPH01109231A (ja) | 圧力センサ | |
| KR830001352B1 (ko) | 영점 온도보상을 갖는 반도체 압력검출장치 | |
| JPH0142238Y2 (ja) | ||
| SU1732142A1 (ru) | Тензопреобразователь | |
| KR800000451Y1 (ko) | 디지탈온도계 특성 보정회로 |