JP2532793Y2 - ブリッジ型センサ - Google Patents
ブリッジ型センサInfo
- Publication number
- JP2532793Y2 JP2532793Y2 JP1990121162U JP12116290U JP2532793Y2 JP 2532793 Y2 JP2532793 Y2 JP 2532793Y2 JP 1990121162 U JP1990121162 U JP 1990121162U JP 12116290 U JP12116290 U JP 12116290U JP 2532793 Y2 JP2532793 Y2 JP 2532793Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bridge element
- series
- bridge
- ground
- power supply
- 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 - Fee Related
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- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 〔概要〕 本考案はブリッジ構成のセンサにおいて、断線による
信頼性低下を回避することを目的とし、 第１の直列ブリッジ素子と第２の直列ブリッジ素子を
電源とアースの間に並列に接続し、各直列ブリッジ素子
の中間接続点から第１および第２の出力を生ずるブリッ
ジ型センサにおいて、各直列ブリッジ素子を独立した配
線で電源およびアースに接続するように構成する。また
各直列ブリッジ素子を独立した配線で電源およびアース
に接続すると共に、各直列ブリッジ素子の同電位側端部
をそれぞれブリッジ内配線で直接接続したり、更には直
列ブリッジ素子の同電位側端部を接続するブリッジ内配
線に微小抵抗を挿入することで実用性を高める。
信頼性低下を回避することを目的とし、 第１の直列ブリッジ素子と第２の直列ブリッジ素子を
電源とアースの間に並列に接続し、各直列ブリッジ素子
の中間接続点から第１および第２の出力を生ずるブリッ
ジ型センサにおいて、各直列ブリッジ素子を独立した配
線で電源およびアースに接続するように構成する。また
各直列ブリッジ素子を独立した配線で電源およびアース
に接続すると共に、各直列ブリッジ素子の同電位側端部
をそれぞれブリッジ内配線で直接接続したり、更には直
列ブリッジ素子の同電位側端部を接続するブリッジ内配
線に微小抵抗を挿入することで実用性を高める。
本考案は断線に対する信頼性を高めたブリッジ型セン
サに関する。
サに関する。
物理量を電気量に変換するセンサには各種の方式があ
るが、温度に対する安定性という面からブリッジ構成の
センサを用いるケースが多い。
るが、温度に対する安定性という面からブリッジ構成の
センサを用いるケースが多い。
ブリッジ型センサは第２図に示すように、第１の直列
ブリッジ素子Ra,Rbと第２の直列ブリッジ素子Rc,Rdを電
源VccとアースGNDの間に並列に接続し、各直列ブリッジ
素子の中間接続点から第１、第２の出力A1,A2を生ずる
ようにしている。このセンサ１の出力A1,A2は基準レベ
ル（GND）から浮いているため、本来の信号を取り出す
には差動アンプ２で両者の差（A1-A2）を求める必要が
ある。
ブリッジ素子Ra,Rbと第２の直列ブリッジ素子Rc,Rdを電
源VccとアースGNDの間に並列に接続し、各直列ブリッジ
素子の中間接続点から第１、第２の出力A1,A2を生ずる
ようにしている。このセンサ１の出力A1,A2は基準レベ
ル（GND）から浮いているため、本来の信号を取り出す
には差動アンプ２で両者の差（A1-A2）を求める必要が
ある。
ブリッジ型センサ１は素子Ra〜Rdの１つでも損傷（オ
ープンまたはショート）すると正常に機能しないので、
ウインドウコンパレータ３でこれを監視する。つまりブ
リッジ素子の１つがショートまたはオープンすると、出
力A1,A2の一方がVccまたはGNDになるため差動増幅器２
の出力は異常に大きな、逆に小さな値になる。そこでウ
インドウコンパレータ３は正常と判定できる大小２つの
しきい値を設定し、差動出力がその範囲内にあれば正
常、外れたら異常とするダイアグノーシス出力を出す。
ープンまたはショート）すると正常に機能しないので、
ウインドウコンパレータ３でこれを監視する。つまりブ
リッジ素子の１つがショートまたはオープンすると、出
力A1,A2の一方がVccまたはGNDになるため差動増幅器２
の出力は異常に大きな、逆に小さな値になる。そこでウ
インドウコンパレータ３は正常と判定できる大小２つの
しきい値を設定し、差動出力がその範囲内にあれば正
常、外れたら異常とするダイアグノーシス出力を出す。
しかしながら、ブリッジ素子Ra〜Rdが正常でも、Vcc
またはGNDに接続する配線（一般にボンディングワイ
ヤ）が断線すると、センサ出力は正常に見えても実際に
はセンサとして機能しない不良が生ずる。つまりVcc側
断線時にはA1,A2共にGNDになり、逆にGND側断線時にはA
1,A2共にVccになり、差動出力（A1-A2）としては正常な
範囲に含まれる。しかし、これではブリッジ素子の値が
変化しても出力が変化しないため、センサとしての機能
は全く失われている。
またはGNDに接続する配線（一般にボンディングワイ
ヤ）が断線すると、センサ出力は正常に見えても実際に
はセンサとして機能しない不良が生ずる。つまりVcc側
断線時にはA1,A2共にGNDになり、逆にGND側断線時にはA
1,A2共にVccになり、差動出力（A1-A2）としては正常な
範囲に含まれる。しかし、これではブリッジ素子の値が
変化しても出力が変化しないため、センサとしての機能
は全く失われている。
本考案はこのような断線に対する信頼性を向上させよ
うとするものである。
うとするものである。
本考案は、第１の直列ブリッジ素子と第２の直列ブリ
ッジ素子を電源とアースの間に並列に接続し、各直列ブ
リッジ素子の中間接続点から第１および第２の出力を生
ずるブリッジ型センサにおいて、各直列ブリッジ素子を
独立した配線で電源およびアースに接続することを第１
の特徴としている。
ッジ素子を電源とアースの間に並列に接続し、各直列ブ
リッジ素子の中間接続点から第１および第２の出力を生
ずるブリッジ型センサにおいて、各直列ブリッジ素子を
独立した配線で電源およびアースに接続することを第１
の特徴としている。
また各直列ブリッジ素子を独立した配線で電源および
アースに接続すると共に、各直列ブリッジ素子の同電位
側端部をそれぞれブリッジ内配線で直接接続することを
第２の特徴とし、さらに直列ブリッジ素子の同電位側端
部を接続するブリッジ内配線に微小抵抗を挿入すること
を第３の特徴としている。
アースに接続すると共に、各直列ブリッジ素子の同電位
側端部をそれぞれブリッジ内配線で直接接続することを
第２の特徴とし、さらに直列ブリッジ素子の同電位側端
部を接続するブリッジ内配線に微小抵抗を挿入すること
を第３の特徴としている。
本考案の第１の特徴によると、電源側の（アース側に
ついても同様）の一方の配線が断線すると出力に大きな
差が生じるためセンサ異常を検出できる。従って、セン
サ異常を知らずに使用する信頼性の低下を回避できる。
ついても同様）の一方の配線が断線すると出力に大きな
差が生じるためセンサ異常を検出できる。従って、セン
サ異常を知らずに使用する信頼性の低下を回避できる。
本考案の第２の特徴によると、電源側（アース側につ
いても同様）の一方の配線が断線しても他方の配線によ
って接続状態が維持される、このため一方の配線の断線
によってセンサ異常となることを回避でき、信頼性が向
上する。
いても同様）の一方の配線が断線しても他方の配線によ
って接続状態が維持される、このため一方の配線の断線
によってセンサ異常となることを回避でき、信頼性が向
上する。
本考案の第３の特徴は、第２の特徴によっては不可能
な個々の配線の導通チェックを、微小抵抗の使用により
可能としたものである。従って、この配線チェックによ
り完全な良品だけを出荷することができ、また使用中に
配線が１本断線してもセンサ不良とはならないため、最
も信頼性が高くなる。
な個々の配線の導通チェックを、微小抵抗の使用により
可能としたものである。従って、この配線チェックによ
り完全な良品だけを出荷することができ、また使用中に
配線が１本断線してもセンサ不良とはならないため、最
も信頼性が高くなる。
第１図は本考案の異なる実施例を示す等価回路図で、
（１）〜（３）はそれぞれ第１〜第３の特徴に対応した
第１〜第３方式である。
（１）〜（３）はそれぞれ第１〜第３の特徴に対応した
第１〜第３方式である。
第１方式は第１の直列ブリッジ素子Ra,Rbを配線B11で
電源Vccに接続すると共に、配線B12でアースGND接続し
ている。また第２の直列ブリッジ素子Rc,Rdは別の配線B
21で電源Vccに接続すると共に、別の配線B22でアースGN
Dに接続している。
電源Vccに接続すると共に、配線B12でアースGND接続し
ている。また第２の直列ブリッジ素子Rc,Rdは別の配線B
21で電源Vccに接続すると共に、別の配線B22でアースGN
Dに接続している。
具体的な構造としては、ブリッジ素子Ra〜Rdは例えば
半導体基板に形成された拡散抵抗である。そして、各素
子間の接続は該基板の拡散層又は導電パターンによって
行われ、該基板と外部との接続にはパッドＰが使用され
る。VccとGNDは基板外にあり、配線B11,B12,B21,B22は
全てボンディングワイヤである。
半導体基板に形成された拡散抵抗である。そして、各素
子間の接続は該基板の拡散層又は導電パターンによって
行われ、該基板と外部との接続にはパッドＰが使用され
る。VccとGNDは基板外にあり、配線B11,B12,B21,B22は
全てボンディングワイヤである。
第２方式は第１の直列ブリッジ素子Rc,Rbと第２の直
列ブリッジ素子Rc,Rdの同電位側の端部をそれぞれブリ
ッジ内配線C1,C2で直接接続した上で、第１方式と同様
にVcc側を独立した配線B11,B21で接続し、またGND側を
独立した配線B12,B22で接続してある。ブリッジ内配線C
1,C2は基板の拡散層又は導電パターンであり、ボンディ
ングワイヤではない。
列ブリッジ素子Rc,Rdの同電位側の端部をそれぞれブリ
ッジ内配線C1,C2で直接接続した上で、第１方式と同様
にVcc側を独立した配線B11,B21で接続し、またGND側を
独立した配線B12,B22で接続してある。ブリッジ内配線C
1,C2は基板の拡散層又は導電パターンであり、ボンディ
ングワイヤではない。
第３方式はこのブリッジ内配線C1,C2の途中に微小抵
抗r1,r2を挿入したものである。この微小抵抗ｒの値は
ブリッジ素子Ｒの1/100〜1/10000程度の微小なものであ
り、基板の拡散抵抗として実現される。
抗r1,r2を挿入したものである。この微小抵抗ｒの値は
ブリッジ素子Ｒの1/100〜1/10000程度の微小なものであ
り、基板の拡散抵抗として実現される。
全ての配線が正常に接続されていると、第１〜第３方
式の出力A1,A2は全く同じ値になる。
式の出力A1,A2は全く同じ値になる。
これに対し１本の配線例えばB11が断線すると、第１
方式では出力A1がGNDに固定される。このとき第２方式
は正常時と変らないが、第３方式は微小抵抗r1による電
圧降下分だけ出力A1が変化する。この変化分はオフセッ
トとなるが、その値が測定上無視できない問題はない。
無視できない場合でも適切なオフセット補正を行えば一
時的なものであるため、問題は残らない。他の配線につ
いても同様である。
方式では出力A1がGNDに固定される。このとき第２方式
は正常時と変らないが、第３方式は微小抵抗r1による電
圧降下分だけ出力A1が変化する。この変化分はオフセッ
トとなるが、その値が測定上無視できない問題はない。
無視できない場合でも適切なオフセット補正を行えば一
時的なものであるため、問題は残らない。他の配線につ
いても同様である。
第１、第３方式では配線Ｂの断線チェックを両端のパ
ッドP,P間の導通の有無で行うことができる。第２方式
はブリッジ内配線Ｃによって一方の配線の断線が他方の
配線によってマスクされるため、導通チェックではどち
らか一方の配線の断線の有無は判別できない。
ッドP,P間の導通の有無で行うことができる。第２方式
はブリッジ内配線Ｃによって一方の配線の断線が他方の
配線によってマスクされるため、導通チェックではどち
らか一方の配線の断線の有無は判別できない。
第３図はセンサ信号処理回路の具体例である。差動増
幅器２は２段のオペアンプG1,G2を使用し、その出力を
コンデンサＣとオペアンプG3を用いたDCカット部４に入
力すると共に、前述のウインドウコンパレータ３に分岐
入力する。センサ１の正異常はダイアグ入力でトランジ
スタTRをオンにし（通常動作時はオフ）、一方のセンサ
出力A1を強制的に接地することでチェックできる。
幅器２は２段のオペアンプG1,G2を使用し、その出力を
コンデンサＣとオペアンプG3を用いたDCカット部４に入
力すると共に、前述のウインドウコンパレータ３に分岐
入力する。センサ１の正異常はダイアグ入力でトランジ
スタTRをオンにし（通常動作時はオフ）、一方のセンサ
出力A1を強制的に接地することでチェックできる。
つまり、第４図に示すウインドウコンパレータ３は２
つのしきい値Vr1,Vr2をそれぞれ使用したコンパレータ3
1,32で差動増幅器２の出力V0＝A1−A2監視し、Vr1＜V0
＜Vr2であれば正常、そうでなければ異常出力を出す。
この場合、センサ出力A1が0Vになれば入力V0はVr1＜V0
＜Vr2の範囲を外れるので、このときウインドウコンパ
レータ３が異常出力を出せばダイアグノーシス機能は正
常ということになる。
つのしきい値Vr1,Vr2をそれぞれ使用したコンパレータ3
1,32で差動増幅器２の出力V0＝A1−A2監視し、Vr1＜V0
＜Vr2であれば正常、そうでなければ異常出力を出す。
この場合、センサ出力A1が0Vになれば入力V0はVr1＜V0
＜Vr2の範囲を外れるので、このときウインドウコンパ
レータ３が異常出力を出せばダイアグノーシス機能は正
常ということになる。
以上述べたように本考案によれば、ブリッジ型センサ
の断線による信頼性低下を回避することができる。即
ち、本考案の第１の特徴によれば、電源側、アース側の
一方の配線が断線すると出力に大きな差が生じるためセ
ンサ異常を検出できる。従って、センサ異常を知らずに
使用する信頼性の低下を回避できる。また本考案の第２
の特徴によれば、電源側、アース側の一方の配線が断線
しても他方の配線によって接続状態が維持される。この
ため一方の配線の断線によってセンサ異常となることを
回避でき、信頼性が向上する。
の断線による信頼性低下を回避することができる。即
ち、本考案の第１の特徴によれば、電源側、アース側の
一方の配線が断線すると出力に大きな差が生じるためセ
ンサ異常を検出できる。従って、センサ異常を知らずに
使用する信頼性の低下を回避できる。また本考案の第２
の特徴によれば、電源側、アース側の一方の配線が断線
しても他方の配線によって接続状態が維持される。この
ため一方の配線の断線によってセンサ異常となることを
回避でき、信頼性が向上する。
第１図は本考案の実施例を示す構成図、 第２図はセンサ信号処理回路の概略構成図、 第３図は第２図の詳細図、 第４図はウインドウコンパレータの構成図である。 図中、Ra〜Rdはブリッジ素子、A1,A2は出力端、B11,B21
は電源側配線、B12,B22はアース側配線、C1,C2はブリッ
ジ内配線、r1,r2は微小抵抗である。
は電源側配線、B12,B22はアース側配線、C1,C2はブリッ
ジ内配線、r1,r2は微小抵抗である。
Claims (2)
- 【請求項１】第１の直列ブリッジ素子（Ra,Rb）と第２
の直列ブリッジ素子（Rc,Rd）を電源（Vcc）とアース
（GND）の間に並列に接続し、各直列ブリッジ素子の中
間接続点（A1,A2）から第１および第２の出力を生ずる
ブリッジ型センサにおいて、 前記第１の直列ブリッジ素子と前記第２の直列ブリッジ
素子のそれぞれが独立して形成され、各直列ブリッジ素
子が個別に電源およびアースに接続してなることを特徴
とするブリッジ型センサ。 - 【請求項２】第１の直列ブリッジ素子（Ra,Rb）と第２
の直列ブリッジ素子（Rc,Rd）を電源（Vcc）とアース
（GND）の間に並列に接続し、各直列ブリッジ素子の中
間接続点（A1,A2）から第１および第２の出力を生ずる
ブリッジ型センサにおいて、 各直列ブリッジ素子の電源側およびアース側の同電位側
端部がそれぞれブリッジ内配線（Ｃ）で直接接続され、
前記第１の直列ブリッジ素子と前記第２の直列ブリッジ
素子のそれぞれが独立した配線で電源およびアースに接
続されることを特徴とするブリッジ型センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990121162U JP2532793Y2 (ja) | 1990-11-19 | 1990-11-19 | ブリッジ型センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990121162U JP2532793Y2 (ja) | 1990-11-19 | 1990-11-19 | ブリッジ型センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0478570U JPH0478570U (ja) | 1992-07-08 |
| JP2532793Y2 true JP2532793Y2 (ja) | 1997-04-16 |
Family
ID=31869034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1990121162U Expired - Fee Related JP2532793Y2 (ja) | 1990-11-19 | 1990-11-19 | ブリッジ型センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2532793Y2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5336660A (en) * | 1976-09-17 | 1978-04-05 | Hitachi Ltd | Method of trimming function of bridge sensor |
| JPS57184977A (en) * | 1981-04-03 | 1982-11-13 | Lucas Industries Ltd | Method of compensating temperature of resistance bridge circuit |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5134696Y2 (ja) * | 1971-01-26 | 1976-08-27 | ||
| JPS6383664U (ja) * | 1986-11-19 | 1988-06-01 |
-
1990
- 1990-11-19 JP JP1990121162U patent/JP2532793Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5336660A (en) * | 1976-09-17 | 1978-04-05 | Hitachi Ltd | Method of trimming function of bridge sensor |
| JPS57184977A (en) * | 1981-04-03 | 1982-11-13 | Lucas Industries Ltd | Method of compensating temperature of resistance bridge circuit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0478570U (ja) | 1992-07-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |