JPS6321549A - 限界電流測定回路 - Google Patents
限界電流測定回路Info
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- JPS6321549A JPS6321549A JP61166266A JP16626686A JPS6321549A JP S6321549 A JPS6321549 A JP S6321549A JP 61166266 A JP61166266 A JP 61166266A JP 16626686 A JP16626686 A JP 16626686A JP S6321549 A JPS6321549 A JP S6321549A
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- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 14
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- -1 oxygen ions Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
- G01N27/4065—Circuit arrangements specially adapted therefor
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】
（産業上の利用分野）
本発明は酸素濃度センサ等に用いられる限界電流測定回
路に関するものである。
路に関するものである。
（従来の技術）
酸素濃度を測定するためのセンサとしては、ジルコニア
質の素子の両表面に基準酸素濃度を与える空気と被検体
ガスとを接触させ、ある電圧をかけたとき酸素イオンの
拡散によって素子の両面間に流れる電流が被検体ガス中
の酸素濃度によって変化することを利用し、この電流を
測定することによって酸素濃度を知る方式のものが広く
知られている。この電流は第２図に示すようにある電圧
範囲内では酸素濃度のみに依存した一定値を取るので、
この電流値を限界電流と呼ぶとともにこのような素子を
限界電流素子と呼んでいる。そこで従来は第４図に示す
ように限界電流素子（３１）と電流信号取出用抵抗（３
２）とを直列に結合し、これに１ｉ流駆動用トランジス
タ（３３）を接続するとともに、そのベースにバンファ
アンプ（３４）を介してツェナーダイオード（３５）に
よって得られた一定基準電圧を入力して限界電流素子（
３１）に定電圧を印加するようにした回路が用いられて
いる。この回路によれば限界電流素子（３１）に定電圧
を印加しつつ限界電流素子（３１）に流れる限界電流の
大きさを電流信号取出用抵抗（３２）による電圧降下と
して知ることができるのであるが、この回路においては
限界電流値（１） とＮ流信号取出用抵抗（３２）の
抵抗値（Ｒ）との積１−Ｒ分だけ限界電流素子（３１）
に印加される電圧が降下し、第２図に斜４ｉ Ａ Ｂで
示すように電圧が変化して測定精度の低下を招く、この
ため従来は！・Ｒの値をできるだけ小さくするような設
計がなされており、電流信号取出用抵抗（３２）から取
出し得る電圧は最大でも０．３ｖ程度であって電２ｉ！
Ｌ信号のＳ／Ｎ比を増加させることが困難であった。
質の素子の両表面に基準酸素濃度を与える空気と被検体
ガスとを接触させ、ある電圧をかけたとき酸素イオンの
拡散によって素子の両面間に流れる電流が被検体ガス中
の酸素濃度によって変化することを利用し、この電流を
測定することによって酸素濃度を知る方式のものが広く
知られている。この電流は第２図に示すようにある電圧
範囲内では酸素濃度のみに依存した一定値を取るので、
この電流値を限界電流と呼ぶとともにこのような素子を
限界電流素子と呼んでいる。そこで従来は第４図に示す
ように限界電流素子（３１）と電流信号取出用抵抗（３
２）とを直列に結合し、これに１ｉ流駆動用トランジス
タ（３３）を接続するとともに、そのベースにバンファ
アンプ（３４）を介してツェナーダイオード（３５）に
よって得られた一定基準電圧を入力して限界電流素子（
３１）に定電圧を印加するようにした回路が用いられて
いる。この回路によれば限界電流素子（３１）に定電圧
を印加しつつ限界電流素子（３１）に流れる限界電流の
大きさを電流信号取出用抵抗（３２）による電圧降下と
して知ることができるのであるが、この回路においては
限界電流値（１） とＮ流信号取出用抵抗（３２）の
抵抗値（Ｒ）との積１−Ｒ分だけ限界電流素子（３１）
に印加される電圧が降下し、第２図に斜４ｉ Ａ Ｂで
示すように電圧が変化して測定精度の低下を招く、この
ため従来は！・Ｒの値をできるだけ小さくするような設
計がなされており、電流信号取出用抵抗（３２）から取
出し得る電圧は最大でも０．３ｖ程度であって電２ｉ！
Ｌ信号のＳ／Ｎ比を増加させることが困難であった。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明は上記したような従来の問題点を解決して、限界
′ｒＩｉ流素子に印加される電圧を略一定に保ちながら
電流信号取出用抵抗の両端から十分に大きい電圧を取出
すことができ、これによって電流信号のＳ／Ｎ比を増加
させることのできる限界電ＥｆＬｓ定回路を目的として
完成されたものである。
′ｒＩｉ流素子に印加される電圧を略一定に保ちながら
電流信号取出用抵抗の両端から十分に大きい電圧を取出
すことができ、これによって電流信号のＳ／Ｎ比を増加
させることのできる限界電ＥｆＬｓ定回路を目的として
完成されたものである。
（問題点を解決するための手段）
本発明はガス濃度に対応した限界電流が流れる限界電流
素子ｉｌｌと電流信号取出用抵抗（２）との直列回路に
、この回路に電流を供給する誤差アンプ（６）の出力端
子を接続するとともに、限界電流素子（１）と電流信号
取出用抵抗（２）との中間点より誤差アンプ（６）の人
力に抵抗α１を介してフィードバックをかけ、さらにツ
ェナーダイオード（４）の出力端子を抵抗（１２）を介
して誤差アンプ（６）の入力に接続したことを特徴とす
るものである。
素子ｉｌｌと電流信号取出用抵抗（２）との直列回路に
、この回路に電流を供給する誤差アンプ（６）の出力端
子を接続するとともに、限界電流素子（１）と電流信号
取出用抵抗（２）との中間点より誤差アンプ（６）の人
力に抵抗α１を介してフィードバックをかけ、さらにツ
ェナーダイオード（４）の出力端子を抵抗（１２）を介
して誤差アンプ（６）の入力に接続したことを特徴とす
るものである。
（実施例）
実施例１
次に本発明の第１の実施例を説明すると、第１図におい
て（１１は０８ガス濃度に対応して第２図に示すような
限界電流が流れる限界電流素子、（２）はこれに直列に
接続されたｉｔ流信号取出用砥抗、（６）はこれらの限
界電流素子＋１１と抵抗（２）との直列回路に電流を供
給するために接続された誤差アンプである。この直列回
路の限界電流素子（１）と電流信号取出用抵抗（２）と
の中間点Ｘはリード線（７）により抵抗Ｏ１を介して誤
差アンプ（６）の一方の入力端子（９）と接続されてい
る。また誤差アンプ（６）のこの入力端子（９）は一定
基準電圧発生用のツェナーダイオード（４）の出力端子
（１１）と抵抗（１２）を介して接続しである、さらに
本実施例では誤差アンプ（６）の他方の入力端子（１３
）は接地４れてその電位はゼロに保たれている。
て（１１は０８ガス濃度に対応して第２図に示すような
限界電流が流れる限界電流素子、（２）はこれに直列に
接続されたｉｔ流信号取出用砥抗、（６）はこれらの限
界電流素子＋１１と抵抗（２）との直列回路に電流を供
給するために接続された誤差アンプである。この直列回
路の限界電流素子（１）と電流信号取出用抵抗（２）と
の中間点Ｘはリード線（７）により抵抗Ｏ１を介して誤
差アンプ（６）の一方の入力端子（９）と接続されてい
る。また誤差アンプ（６）のこの入力端子（９）は一定
基準電圧発生用のツェナーダイオード（４）の出力端子
（１１）と抵抗（１２）を介して接続しである、さらに
本実施例では誤差アンプ（６）の他方の入力端子（１３
）は接地４れてその電位はゼロに保たれている。
このように構成された限界電流測定回路は、誤差アンプ
（６）の出力端子から供給される電流を限界電流素子（
１）と電流信号取出用抵抗（２）との直列回路に流し、
Ｏｔガス濃度に応じて限界電流素子（１１に流れる限界
電流値を電流取出用抵抗（２）により電圧に変え、これ
をその両端から信号線（８）、（８）によって取出すよ
うにした点は従来と同様である。このように電流信号取
出用抵抗（２）と限界電流素子ｆ１）とを直列に接続し
た回路では限界電流と電流信号取出用抵抗（２）の抵抗
値との積に応じた電圧降下が生ずることは避けられない
。しかし本発明においては誤差アンプ（６）の入力端子
（１３）が接地されてその電位がゼロに保たれているの
で、他方の入力端子（９）もその電位がゼロに保たれ、
従ってＹ点の左側の電流１１ と右側の電流■２との絶
対値が等しくなるようにフィードバック制御が行われる
こととなる。ところが左側の電流■１は一定基準電圧発
生用のツェナーダイオード（４）の出力端子（１１）に
接続された抵抗（１２）に流れる電流であるから一定値
を取り、従って右側の電流Ｉ８も常に一定値を取るよう
な制御が行われることとなる。そして右側の電流■８は
中間点Ｘの電圧Ｖを抵抗ＯＩで割った値に等しいから、
中間点Ｘの電圧■は常に一定値となる。このことは、電
流信号取出用抵抗（２）による電圧降下の大小にかかわ
らず、また限界電流素子（１）に流れる限界電流値の変
動にかかわらず、限界電流素子（りに印加される電圧は
第２図の直線ＡＡのように常に一定に保たれることを意
味する。従って電流信号取出用抵抗（２）の両端の信号
！ （８１、（８）から十分に大きい信号電圧を取出し
ても測定精度が低下することがなく、電流信号のＳ／Ｎ
比を十分に増大させることができる。
（６）の出力端子から供給される電流を限界電流素子（
１）と電流信号取出用抵抗（２）との直列回路に流し、
Ｏｔガス濃度に応じて限界電流素子（１１に流れる限界
電流値を電流取出用抵抗（２）により電圧に変え、これ
をその両端から信号線（８）、（８）によって取出すよ
うにした点は従来と同様である。このように電流信号取
出用抵抗（２）と限界電流素子ｆ１）とを直列に接続し
た回路では限界電流と電流信号取出用抵抗（２）の抵抗
値との積に応じた電圧降下が生ずることは避けられない
。しかし本発明においては誤差アンプ（６）の入力端子
（１３）が接地されてその電位がゼロに保たれているの
で、他方の入力端子（９）もその電位がゼロに保たれ、
従ってＹ点の左側の電流１１ と右側の電流■２との絶
対値が等しくなるようにフィードバック制御が行われる
こととなる。ところが左側の電流■１は一定基準電圧発
生用のツェナーダイオード（４）の出力端子（１１）に
接続された抵抗（１２）に流れる電流であるから一定値
を取り、従って右側の電流Ｉ８も常に一定値を取るよう
な制御が行われることとなる。そして右側の電流■８は
中間点Ｘの電圧Ｖを抵抗ＯＩで割った値に等しいから、
中間点Ｘの電圧■は常に一定値となる。このことは、電
流信号取出用抵抗（２）による電圧降下の大小にかかわ
らず、また限界電流素子（１）に流れる限界電流値の変
動にかかわらず、限界電流素子（りに印加される電圧は
第２図の直線ＡＡのように常に一定に保たれることを意
味する。従って電流信号取出用抵抗（２）の両端の信号
！ （８１、（８）から十分に大きい信号電圧を取出し
ても測定精度が低下することがなく、電流信号のＳ／Ｎ
比を十分に増大させることができる。
実施例２
第３図は本発明の第２の実施例を示すものであり、上記
した第１の実施例では限界電流素子ｆｌｌと抵抗（２）
との直列回路が誤差アンプ（６）の出力端子に直接接続
されていたのに対して、電流駆動用トランジスタ（３）
とバッファアンプ（５）とを介在させたものである、こ
の第２の実施例の回路は誤差アンプ（６）の容量が小さ
い場合に電流駆動用トランジスタ（３）の増幅作用を利
用して、限界電流素子！１１と抵抗（２）との直列回路
に充分な電流を供給できるようにしたものであるが、基
本的な作動は第１の実施例と変わるところはない。
した第１の実施例では限界電流素子ｆｌｌと抵抗（２）
との直列回路が誤差アンプ（６）の出力端子に直接接続
されていたのに対して、電流駆動用トランジスタ（３）
とバッファアンプ（５）とを介在させたものである、こ
の第２の実施例の回路は誤差アンプ（６）の容量が小さ
い場合に電流駆動用トランジスタ（３）の増幅作用を利
用して、限界電流素子！１１と抵抗（２）との直列回路
に充分な電流を供給できるようにしたものであるが、基
本的な作動は第１の実施例と変わるところはない。
（発明の効果）
本発明は以上の説明からも明らかなように、誤差アンプ
のフィードバック効果を巧みに利用して限界電流素子に
印加される電圧を略一定に保ちながら十分に大きい信号
電圧を取出すことができ、そのＳ／Ｎ比を十分に大きく
することができるようにしたものである。従って本発明
によれば炉内雰囲気の酸素濃度等を高精度で検出するこ
とができ、産業の発展に寄与するところは極めて大きい
ものである。
のフィードバック効果を巧みに利用して限界電流素子に
印加される電圧を略一定に保ちながら十分に大きい信号
電圧を取出すことができ、そのＳ／Ｎ比を十分に大きく
することができるようにしたものである。従って本発明
によれば炉内雰囲気の酸素濃度等を高精度で検出するこ
とができ、産業の発展に寄与するところは極めて大きい
ものである。
第１図は本発明の第１の実施例を示す回路図、第２図は
限界電流素子に印加される電圧と電流との関係を示すグ
ラフ、第３図は本発明の第２の実施例を示す回路図、第
４図は従来の限界電流測定回路を示す回路図である。 （１）：限界電流素子、（２）：電流信号取出用抵抗、
（４）：ツエナーダイオード、（６）：誤差アンプ、（
９）：入力端子、ａ祷：抵抗、（１２）： 抵抗。
限界電流素子に印加される電圧と電流との関係を示すグ
ラフ、第３図は本発明の第２の実施例を示す回路図、第
４図は従来の限界電流測定回路を示す回路図である。 （１）：限界電流素子、（２）：電流信号取出用抵抗、
（４）：ツエナーダイオード、（６）：誤差アンプ、（
９）：入力端子、ａ祷：抵抗、（１２）： 抵抗。
Claims (1)
- ガス濃度に対応した限界電流が流れる限界電流素子（
１）と電流信号取出用抵抗（２）との直列回路に、この
回路に電流を供給する誤差アンプ（６）の出力端子を接
続するとともに、限界電流素子（１）と電流信号取出用
抵抗（２）との中間点より誤差アンプ（６）の入力に抵
抗（１０）を介してフィードバックをかけ、さらにツェ
ナーダイオード（４）の出力端子を抵抗（１２）を介し
て誤差アンプ（６）の入力に接続したことを特徴とする
限界電流測定回路。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61166266A JPS6321549A (ja) | 1986-07-15 | 1986-07-15 | 限界電流測定回路 |
| DE19873723281 DE3723281A1 (de) | 1986-07-15 | 1987-07-14 | Schaltung zum messen von diffusionsbegrenzungsstrom |
| GB8716505A GB2192994B (en) | 1986-07-15 | 1987-07-14 | Circuit for measuring diffusion-limited current |
| US07/073,969 US4908575A (en) | 1986-07-15 | 1987-07-15 | Circuit for measuring diffusion-limited current |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61166266A JPS6321549A (ja) | 1986-07-15 | 1986-07-15 | 限界電流測定回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6321549A true JPS6321549A (ja) | 1988-01-29 |
Family
ID=15828195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61166266A Pending JPS6321549A (ja) | 1986-07-15 | 1986-07-15 | 限界電流測定回路 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4908575A (ja) |
| JP (1) | JPS6321549A (ja) |
| DE (1) | DE3723281A1 (ja) |
| GB (1) | GB2192994B (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3809154C1 (ja) * | 1988-03-18 | 1988-12-08 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart, De | |
| JP3680445B2 (ja) * | 1996-10-08 | 2005-08-10 | 株式会社デンソー | 酸素濃度検出装置 |
| JP4153113B2 (ja) | 1998-12-04 | 2008-09-17 | 株式会社デンソー | ガス濃度検出装置 |
| CN114355021B (zh) * | 2022-03-17 | 2022-06-10 | 广东希荻微电子股份有限公司 | 电流检测电路及其控制方法、装置、放大器和存储介质 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61161445A (ja) * | 1985-01-09 | 1986-07-22 | Nippon Denso Co Ltd | 空燃比検出装置 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2075197B (en) * | 1980-04-30 | 1984-03-07 | City Tech | Electrochemical gas sensor |
| JPS57211543A (en) * | 1981-06-23 | 1982-12-25 | Nissan Motor Co Ltd | Electric current control device for oxygen sensor |
| JPS58179351A (ja) * | 1982-04-15 | 1983-10-20 | Nippon Denso Co Ltd | 酸素濃度検出装置 |
| JPS59163556A (ja) * | 1983-03-08 | 1984-09-14 | Nippon Denso Co Ltd | 酸素濃度検出装置 |
| JPS59166854A (ja) * | 1983-03-14 | 1984-09-20 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 限界電流式酸素センサ |
| JPS60128349A (ja) * | 1983-12-15 | 1985-07-09 | Mitsubishi Electric Corp | 空燃比検知装置 |
| US4578172A (en) * | 1983-12-15 | 1986-03-25 | Ngk Spark Plug Co. | Air/fuel ratio detector |
| JPS60128350A (ja) * | 1983-12-15 | 1985-07-09 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 空燃比検知方法および装置 |
| JPS6147553A (ja) * | 1984-08-13 | 1986-03-08 | Hitachi Ltd | 空燃比センサ |
| JPS61138156A (ja) * | 1984-12-11 | 1986-06-25 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 空燃比検出装置 |
| US4702816A (en) * | 1985-03-19 | 1987-10-27 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Oxygen concentration detection system |
-
1986
- 1986-07-15 JP JP61166266A patent/JPS6321549A/ja active Pending
-
1987
- 1987-07-14 DE DE19873723281 patent/DE3723281A1/de active Granted
- 1987-07-14 GB GB8716505A patent/GB2192994B/en not_active Expired
- 1987-07-15 US US07/073,969 patent/US4908575A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61161445A (ja) * | 1985-01-09 | 1986-07-22 | Nippon Denso Co Ltd | 空燃比検出装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3723281C2 (ja) | 1990-07-26 |
| GB2192994B (en) | 1989-12-13 |
| US4908575A (en) | 1990-03-13 |
| DE3723281A1 (de) | 1988-02-04 |
| GB8716505D0 (en) | 1987-08-19 |
| GB2192994A (en) | 1988-01-27 |
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