JP2646415B2 - ガス濃度検出装置 - Google Patents
ガス濃度検出装置Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は一般的には電子的ガス濃
度検出装置に関し、特に、例えばガス濃度に応じて静電
容量成分Cと電気抵抗成分Rとが変化する電気的特性を
有するガスセンサを用いた電子的ガス濃度検出装置に関
するものである。
度検出装置に関し、特に、例えばガス濃度に応じて静電
容量成分Cと電気抵抗成分Rとが変化する電気的特性を
有するガスセンサを用いた電子的ガス濃度検出装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の電子的ガス濃度検出装置
は、例えば静電容量変化型の電気的特性を有するガスセ
ンサを使用する場合には図4に示すように構成され、ま
た、抵抗変化型の電気的特性を有するガスセンサを使用
する場合には図5に示すように構成されていた。
は、例えば静電容量変化型の電気的特性を有するガスセ
ンサを使用する場合には図4に示すように構成され、ま
た、抵抗変化型の電気的特性を有するガスセンサを使用
する場合には図5に示すように構成されていた。
【0003】即ち、両ガス濃度検出装置ともC−MOS
型のシュミットインバータ等の2つの直列に接続された
インバータ11、12と、前段のインバータ11の帰還
回路に挿入された抵抗器R1と、同じく前段のインバー
タ11の入力側に接続された静電容量素子(コンデン
サ)C1とから構成されたCR発振回路10を利用する
もので、図4のガス濃度検出装置においては、ガスセン
サとしてガス濃度の変化に応じて静電容量が変化する静
電容量変化型のガスセンサChが使用されるから、この
ガスセンサChを前段のインバータ11の入力側と静電
容量素子C1との間に直列に挿入してCR発振回路10
を構成している。
型のシュミットインバータ等の2つの直列に接続された
インバータ11、12と、前段のインバータ11の帰還
回路に挿入された抵抗器R1と、同じく前段のインバー
タ11の入力側に接続された静電容量素子(コンデン
サ)C1とから構成されたCR発振回路10を利用する
もので、図4のガス濃度検出装置においては、ガスセン
サとしてガス濃度の変化に応じて静電容量が変化する静
電容量変化型のガスセンサChが使用されるから、この
ガスセンサChを前段のインバータ11の入力側と静電
容量素子C1との間に直列に挿入してCR発振回路10
を構成している。
【0004】図4のガス濃度検出装置は、発振周波数決
定用素子であるガスセンサChの静電容量がガス濃度の
変化に応じて変化することによってCR発振回路10の
発振周波数を対応的に変化させ、この発振出力、即ち周
波数信号を例えば図示しないマイクロコンピュータに送
り、マイクロコンピュータ内で演算処理して発振周波数
を検出し、その周波数に対応するガス濃度を算出するも
のである。
定用素子であるガスセンサChの静電容量がガス濃度の
変化に応じて変化することによってCR発振回路10の
発振周波数を対応的に変化させ、この発振出力、即ち周
波数信号を例えば図示しないマイクロコンピュータに送
り、マイクロコンピュータ内で演算処理して発振周波数
を検出し、その周波数に対応するガス濃度を算出するも
のである。
【0005】ここで、図4のCR発振回路10からは、
抵抗器R1の抵抗値及び静電容量素子C1の静電容量値
が一定であるので、ガスセンサChの静電容量値に対応
して次の周波数FC が出力される。
抵抗器R1の抵抗値及び静電容量素子C1の静電容量値
が一定であるので、ガスセンサChの静電容量値に対応
して次の周波数FC が出力される。
【0006】
【数1】 ただし、kは定数、
【0007】
【数2】 である。なお、ガスセンサChと並列に接続された抵抗
器R2はガスセンサChに直流電圧成分がかからないよ
うにするためのものである。通常、ガスセンサとして酸
化アルミニウム等からなるセンサが用いられるので、直
流電圧成分が印加されると、分極、絶縁破壊等によりセ
ンサの特性の劣化等が生じ易くなるので、これを防止す
るためである。
器R2はガスセンサChに直流電圧成分がかからないよ
うにするためのものである。通常、ガスセンサとして酸
化アルミニウム等からなるセンサが用いられるので、直
流電圧成分が印加されると、分極、絶縁破壊等によりセ
ンサの特性の劣化等が生じ易くなるので、これを防止す
るためである。
【0008】一方、図5のガス濃度検出装置において
は、ガスセンサとしてガス濃度の変化に応じて電気抵抗
値が変化する抵抗変化型のガスセンサRhが使用される
から、上述のCR発振回路10において、前段のインバ
ータ11の帰還回路に挿入された抵抗器R1の代わりに
この抵抗変化型のガスセンサRhを発振周波数決定用抵
抗素子として挿入し、CR発振回路10を構成したもの
である。このガス濃度検出装置も、発振周波数決定用素
子であるガスセンサRhの電気抵抗値がガス濃度の変化
に応じて変化することによってCR発振回路10の発振
周波数を対応的に変化させ、この発振出力、即ち周波数
信号から、前述したようにしてCR発振回路10の発振
周波数を検出し、その周波数に対応するガス濃度を算出
するものである。
は、ガスセンサとしてガス濃度の変化に応じて電気抵抗
値が変化する抵抗変化型のガスセンサRhが使用される
から、上述のCR発振回路10において、前段のインバ
ータ11の帰還回路に挿入された抵抗器R1の代わりに
この抵抗変化型のガスセンサRhを発振周波数決定用抵
抗素子として挿入し、CR発振回路10を構成したもの
である。このガス濃度検出装置も、発振周波数決定用素
子であるガスセンサRhの電気抵抗値がガス濃度の変化
に応じて変化することによってCR発振回路10の発振
周波数を対応的に変化させ、この発振出力、即ち周波数
信号から、前述したようにしてCR発振回路10の発振
周波数を検出し、その周波数に対応するガス濃度を算出
するものである。
【0009】図5のCR発振回路10からは、静電容量
素子C1の静電容量値が一定であるので、ガスセンサR
hの電気抵抗値に対応して次の周波数FR が出力され
る。
素子C1の静電容量値が一定であるので、ガスセンサR
hの電気抵抗値に対応して次の周波数FR が出力され
る。
【0010】
【数3】
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の従来のガス濃度検出装置においては、両ガスセンサ
Ch及びRhの電気的特性は一般に図3に示すようなも
のであるので、静電容量変化型のガスセンサChを使用
する図4の装置では計測可能なガス濃度の範囲は図3の
g1以上であり、g1以下のガス濃度は計測できない。
また、抵抗変化型のガスセンサRhを使用する図5の装
置では計測可能なガス濃度の範囲は図3の0〜g2とな
り、g2以上のガス濃度は計測できない。それ故、両ガ
ス濃度検出装置とも計測可能なガス濃度の範囲が狭く、
計測範囲が限定されるという欠点があった。
成の従来のガス濃度検出装置においては、両ガスセンサ
Ch及びRhの電気的特性は一般に図3に示すようなも
のであるので、静電容量変化型のガスセンサChを使用
する図4の装置では計測可能なガス濃度の範囲は図3の
g1以上であり、g1以下のガス濃度は計測できない。
また、抵抗変化型のガスセンサRhを使用する図5の装
置では計測可能なガス濃度の範囲は図3の0〜g2とな
り、g2以上のガス濃度は計測できない。それ故、両ガ
ス濃度検出装置とも計測可能なガス濃度の範囲が狭く、
計測範囲が限定されるという欠点があった。
【0012】従って、本発明の目的は、単一のCR発振
回路を、ガスセンサの静電容量値の変化に応じて発振周
波数が変化する回路構成と同じガスセンサの電気抵抗値
の変化に応じて発振周波数が変化する回路構成とに切り
換えることにより、単一のガスセンサを用いて広範囲に
わたってガス濃度を高精度に計測できるようにした電子
的ガス濃度検出装置を提供することである。
回路を、ガスセンサの静電容量値の変化に応じて発振周
波数が変化する回路構成と同じガスセンサの電気抵抗値
の変化に応じて発振周波数が変化する回路構成とに切り
換えることにより、単一のガスセンサを用いて広範囲に
わたってガス濃度を高精度に計測できるようにした電子
的ガス濃度検出装置を提供することである。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
ガス濃度検出装置によって達成される。要約すれば、本
発明は、ガス濃度に応じて静電容量成分と電気抵抗成分
が変化する電気的特性を有するガスセンサと、該ガスセ
ンサを発振周波数決定用素子として含むCR発振回路
と、該CR発振回路を、前記ガスセンサの静電容量値の
変化に応じて発振周波数が変化する回路構成と前記ガス
センサの電気抵抗値の変化に応じて発振周波数が変化す
る回路構成とに切り換え接続するためのスイッチング手
段と、前記CR発振回路からの発振出力の周波数を検出
してガス濃度に変換すると共に、前記スイッチング手段
の切り換え動作を制御する演算制御手段とを具備し、該
演算制御手段により前記スイッチング手段の切り換え動
作を自動的に制御し、前記ガスセンサの静電容量特性と
電気抵抗特性を利用してガス濃度を広範囲にわたって計
測できるようにしたことを特徴とするガス濃度検出装置
である。
ガス濃度検出装置によって達成される。要約すれば、本
発明は、ガス濃度に応じて静電容量成分と電気抵抗成分
が変化する電気的特性を有するガスセンサと、該ガスセ
ンサを発振周波数決定用素子として含むCR発振回路
と、該CR発振回路を、前記ガスセンサの静電容量値の
変化に応じて発振周波数が変化する回路構成と前記ガス
センサの電気抵抗値の変化に応じて発振周波数が変化す
る回路構成とに切り換え接続するためのスイッチング手
段と、前記CR発振回路からの発振出力の周波数を検出
してガス濃度に変換すると共に、前記スイッチング手段
の切り換え動作を制御する演算制御手段とを具備し、該
演算制御手段により前記スイッチング手段の切り換え動
作を自動的に制御し、前記ガスセンサの静電容量特性と
電気抵抗特性を利用してガス濃度を広範囲にわたって計
測できるようにしたことを特徴とするガス濃度検出装置
である。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例について添付図面を参
照して詳細に説明する。
照して詳細に説明する。
【0015】図1は本発明によるガス濃度検出装置の一
実施例を示す回路構成図である。本実施例のガス濃度検
出装置においては2つの直列に接続されたインバータ1
1及び12と、前段のインバータ11の帰還回路に挿入
された抵抗器R1と、同じく前段のインバータ11の入
力側に接続された静電容量素子C1とによりCR発振回
路10が構成されている。
実施例を示す回路構成図である。本実施例のガス濃度検
出装置においては2つの直列に接続されたインバータ1
1及び12と、前段のインバータ11の帰還回路に挿入
された抵抗器R1と、同じく前段のインバータ11の入
力側に接続された静電容量素子C1とによりCR発振回
路10が構成されている。
【0016】本実施例では、ガス濃度に応じて静電容量
成分Cと電気抵抗成分Rとが変化する電気的特性を有す
るガスセンサGSを使用し、同じ構成の第1、第2、第
3の3つのアナログスイッチX、Y、Zにより、静電容
量変化型のガスセンサとして使用するときにはこのガス
センサGSを前段のインバータ11の入力側と静電容量
素子C1との間に直列に接続するように、また、抵抗可
変型のセンサとして使用するときにはこのガスセンサG
Sを前段のインバータ11の帰還回路中に抵抗器R1の
代わりに挿入するように、切り換え接続し、前述の図4
及び図5に示したCR発振回路を構成するようにしたも
のである。
成分Cと電気抵抗成分Rとが変化する電気的特性を有す
るガスセンサGSを使用し、同じ構成の第1、第2、第
3の3つのアナログスイッチX、Y、Zにより、静電容
量変化型のガスセンサとして使用するときにはこのガス
センサGSを前段のインバータ11の入力側と静電容量
素子C1との間に直列に接続するように、また、抵抗可
変型のセンサとして使用するときにはこのガスセンサG
Sを前段のインバータ11の帰還回路中に抵抗器R1の
代わりに挿入するように、切り換え接続し、前述の図4
及び図5に示したCR発振回路を構成するようにしたも
のである。
【0017】上記第1、第2、第3のアナログスイッチ
X、Y、Zはそれぞれ1つの可動接点XC、YC、ZC
と2つの固定接点X0及びX1、Y0及びY1、Z0及
びZ1を有し、第1のアナログスイッチXはその可動接
点XCが直流電圧除去用の抵抗器R2と静電容量素子C
1との接続点に接続され、第1の固定接点X0は接続さ
れず、第2の固定接点X1が前段のインバータ11の入
力側に接続されている。従って、本実施例では第1のア
ナログスイッチXはオン/オフスイッチであってもよ
い。また、第2のアナログスイッチYはその可動接点Y
CがガスセンサGSの他方の端子に接続され、第1の固
定接点Y0が直流電圧除去用の抵抗器R2と静電容量素
子C1との接続点に接続され、第2の固定接点Y1が第
3のアナログスイッチZの第2の固定接点Z1と接続さ
れている。さらに、第3のアナログスイッチZはその可
動接点ZCが前段のインバータ11の出力側に接続さ
れ、第1の固定接点Z0が抵抗器R1に接続されてい
る。
X、Y、Zはそれぞれ1つの可動接点XC、YC、ZC
と2つの固定接点X0及びX1、Y0及びY1、Z0及
びZ1を有し、第1のアナログスイッチXはその可動接
点XCが直流電圧除去用の抵抗器R2と静電容量素子C
1との接続点に接続され、第1の固定接点X0は接続さ
れず、第2の固定接点X1が前段のインバータ11の入
力側に接続されている。従って、本実施例では第1のア
ナログスイッチXはオン/オフスイッチであってもよ
い。また、第2のアナログスイッチYはその可動接点Y
CがガスセンサGSの他方の端子に接続され、第1の固
定接点Y0が直流電圧除去用の抵抗器R2と静電容量素
子C1との接続点に接続され、第2の固定接点Y1が第
3のアナログスイッチZの第2の固定接点Z1と接続さ
れている。さらに、第3のアナログスイッチZはその可
動接点ZCが前段のインバータ11の出力側に接続さ
れ、第1の固定接点Z0が抵抗器R1に接続されてい
る。
【0018】上記構成において、3つのアナログスイッ
チX、Y、Zの各可動接点XC、YC、ZCが図示する
ように第1の固定接点X0、Y0、Z0側に接続されて
いると、抵抗器R1が前段のインバータ11の帰還回路
中に挿入され、ガスセンサGSが前段のインバータ11
の入力側に静電容量素子C1と直列に接続され、かつこ
のガスセンサGSの両端間に直流電圧除去用の抵抗器R
2が並列に接続された静電容量計測型の回路構成とな
り、上記図4と同じガスセンサGSの静電容量値に対応
して発振周波数が変化するCR発振器10が構成され
る。
チX、Y、Zの各可動接点XC、YC、ZCが図示する
ように第1の固定接点X0、Y0、Z0側に接続されて
いると、抵抗器R1が前段のインバータ11の帰還回路
中に挿入され、ガスセンサGSが前段のインバータ11
の入力側に静電容量素子C1と直列に接続され、かつこ
のガスセンサGSの両端間に直流電圧除去用の抵抗器R
2が並列に接続された静電容量計測型の回路構成とな
り、上記図4と同じガスセンサGSの静電容量値に対応
して発振周波数が変化するCR発振器10が構成され
る。
【0019】これに対し、3つのアナログスイッチX、
Y、Zの各可動接点XC、YC、ZCが第2の固定接点
X1、Y1、Z1側に接続されていると、抵抗器R1の
代わりにガスセンサGSが前段のインバータ11の帰還
回路中に挿入され、また、前段のインバータ11の入力
側の直流電圧除去用の抵抗器R2が第1のアナログスイ
ッチXによって短絡され、前段のインバータ11の入力
側に静電容量素子C1が第1のアナログスイッチXを通
じて接続されるので、上記図5と同じガスセンサGSの
電気抵抗値に対応して発振周波数が変化するCR発振器
10が構成される。
Y、Zの各可動接点XC、YC、ZCが第2の固定接点
X1、Y1、Z1側に接続されていると、抵抗器R1の
代わりにガスセンサGSが前段のインバータ11の帰還
回路中に挿入され、また、前段のインバータ11の入力
側の直流電圧除去用の抵抗器R2が第1のアナログスイ
ッチXによって短絡され、前段のインバータ11の入力
側に静電容量素子C1が第1のアナログスイッチXを通
じて接続されるので、上記図5と同じガスセンサGSの
電気抵抗値に対応して発振周波数が変化するCR発振器
10が構成される。
【0020】CR発振回路10からの発振出力、即ち周
波数信号はマイクロコンピュータ20に送られ、ここで
演算処理されて発振周波数が検出され、その周波数に対
応するガス濃度が計測ガス濃度として算出される。
波数信号はマイクロコンピュータ20に送られ、ここで
演算処理されて発振周波数が検出され、その周波数に対
応するガス濃度が計測ガス濃度として算出される。
【0021】本実施例では、インバータ11及び12と
してC−MOS型のシュミットインバータが使用され、
CR発振回路10からはガスセンサGSの静電容量値の
変化又は電気抵抗値の変化に対応して周波数が変化する
パルス信号が出力され、マイクロコンピュータ20に送
られる。マイクロコンピュータ20は入力された周波数
信号FC 又はFR のパルス数を計数するカウンタ部21
と、演算処理プログラムを記憶しているROM(リード
・オンリー・メモリ)を含む記憶部22と、カウンタ部
21で計数された一定時間内のパルス数から、記憶部2
2のプログラムに従って周波数を検出し、この検出周波
数をガス濃度に変換する演算処理部23と、演算処理部
23からの制御命令をそれぞれの制御ラインLX、L
Y、LZを通じて各アナログスイッチX、Y、Zに供給
してこれらのスイッチの接続態様を制御する制御ポート
24とから構成されている。
してC−MOS型のシュミットインバータが使用され、
CR発振回路10からはガスセンサGSの静電容量値の
変化又は電気抵抗値の変化に対応して周波数が変化する
パルス信号が出力され、マイクロコンピュータ20に送
られる。マイクロコンピュータ20は入力された周波数
信号FC 又はFR のパルス数を計数するカウンタ部21
と、演算処理プログラムを記憶しているROM(リード
・オンリー・メモリ)を含む記憶部22と、カウンタ部
21で計数された一定時間内のパルス数から、記憶部2
2のプログラムに従って周波数を検出し、この検出周波
数をガス濃度に変換する演算処理部23と、演算処理部
23からの制御命令をそれぞれの制御ラインLX、L
Y、LZを通じて各アナログスイッチX、Y、Zに供給
してこれらのスイッチの接続態様を制御する制御ポート
24とから構成されている。
【0022】なお、C−MOS型のシュミットインバー
タ11及び12の動作態様について簡単に説明すると、
両シュミットインバータとも高レベルのスレッショルド
電圧VTHと低レベルのスレッショルド電圧VTLの2つの
スレッショルド電圧を有し、入力電圧が高レベルのスレ
ッショルド電圧VTHより低いときには高レベルの出力電
圧VH を発生し、また、入力電圧が高レベルのスレッシ
ョルド電圧VTHに達すると出力電圧が高レベルVH から
低レベルVL に切換わり、そして入力電圧が低レベルの
スレッショルド電圧VTLに降下するまで低レベルの出力
電圧VL を保持し、入力電圧が低レベルのスレッショル
ド電圧VTLに降下したときに出力電圧が低レベルVL か
ら高レベルVH に切換わるように動作する。従って、C
R発振回路10からは静電容量素子C1又は静電容量素
子C1とガスセンサGSの直列回路の静電容量の充放電
に対応した周期のパルス電圧が出力される。
タ11及び12の動作態様について簡単に説明すると、
両シュミットインバータとも高レベルのスレッショルド
電圧VTHと低レベルのスレッショルド電圧VTLの2つの
スレッショルド電圧を有し、入力電圧が高レベルのスレ
ッショルド電圧VTHより低いときには高レベルの出力電
圧VH を発生し、また、入力電圧が高レベルのスレッシ
ョルド電圧VTHに達すると出力電圧が高レベルVH から
低レベルVL に切換わり、そして入力電圧が低レベルの
スレッショルド電圧VTLに降下するまで低レベルの出力
電圧VL を保持し、入力電圧が低レベルのスレッショル
ド電圧VTLに降下したときに出力電圧が低レベルVL か
ら高レベルVH に切換わるように動作する。従って、C
R発振回路10からは静電容量素子C1又は静電容量素
子C1とガスセンサGSの直列回路の静電容量の充放電
に対応した周期のパルス電圧が出力される。
【0023】上記本実施例のガス濃度検出装置の計測動
作を制御するアルゴリズムの一例を図2に示す。まず、
ガス濃度の計測動作が開始されると、ステップS1にお
いてマイクロコンピュータ20の制御ポート24からそ
れぞれの制御ラインLX、LY、LZを介して各アナロ
グスイッチX、Y、Zに制御信号を送り、これらスイッ
チの可動接点XC、YC、ZCを第2の固定接点X1、
Y1、Z1側に接続させ、ガスセンサGSの抵抗変化特
性によってガス濃度を計測するようにCR発振回路10
を構成する。この構成でガス濃度の測定を行ない、CR
発振回路10からの発振出力の周波数を計測する(ステ
ップS2)。次いで、ステップS3において計測された
周波数から対応するガス濃度gを算出し、ステップS4
において算出したガス濃度gがg2(図3参照)より大
きいか否かを判断する。算出したガス濃度gがg2より
小さいときには(NO)ガス濃度の計測を終了する。
作を制御するアルゴリズムの一例を図2に示す。まず、
ガス濃度の計測動作が開始されると、ステップS1にお
いてマイクロコンピュータ20の制御ポート24からそ
れぞれの制御ラインLX、LY、LZを介して各アナロ
グスイッチX、Y、Zに制御信号を送り、これらスイッ
チの可動接点XC、YC、ZCを第2の固定接点X1、
Y1、Z1側に接続させ、ガスセンサGSの抵抗変化特
性によってガス濃度を計測するようにCR発振回路10
を構成する。この構成でガス濃度の測定を行ない、CR
発振回路10からの発振出力の周波数を計測する(ステ
ップS2)。次いで、ステップS3において計測された
周波数から対応するガス濃度gを算出し、ステップS4
において算出したガス濃度gがg2(図3参照)より大
きいか否かを判断する。算出したガス濃度gがg2より
小さいときには(NO)ガス濃度の計測を終了する。
【0024】これに対し、算出したガス濃度gがg2よ
り大きいときには(YES)、ガスセンサGSの抵抗変
化特性による計測結果は信頼性に欠けるので、ステップ
S5において再びマイクロコンピュータ20の制御ポー
ト24からそれぞれの制御ラインを介して各アナログス
イッチに制御信号を送り、これらスイッチの可動接点を
第1の固定接点X0、Y0、Z0側に切り換え接続し、
ガスセンサGSの静電容量変化特性によってガス濃度を
計測するようにCR発振回路10を構成する。この構成
でガス濃度の測定を行ない、CR発振回路10からの発
振出力の周波数を計測する(ステップS6)。次いで、
ステップS7において計測された周波数から対応するガ
ス濃度gを算出し、ガス濃度の計測を終了する。
り大きいときには(YES)、ガスセンサGSの抵抗変
化特性による計測結果は信頼性に欠けるので、ステップ
S5において再びマイクロコンピュータ20の制御ポー
ト24からそれぞれの制御ラインを介して各アナログス
イッチに制御信号を送り、これらスイッチの可動接点を
第1の固定接点X0、Y0、Z0側に切り換え接続し、
ガスセンサGSの静電容量変化特性によってガス濃度を
計測するようにCR発振回路10を構成する。この構成
でガス濃度の測定を行ない、CR発振回路10からの発
振出力の周波数を計測する(ステップS6)。次いで、
ステップS7において計測された周波数から対応するガ
ス濃度gを算出し、ガス濃度の計測を終了する。
【0025】このように、本実施例においては、3つの
アナログスイッチの切り換え動作をマイクロコンピュー
タにて自動制御することにより、ガスセンサGSを用い
たガス濃度検出装置(CR発振回路)を、ガスセンサG
Sの静電容量変化型の電気的特性を利用してガス濃度を
計測する回路構成と抵抗変化型の電気的特性を利用して
ガス濃度を計測する回路構成とに自動的に切り換えるよ
うにしたので、単一のガス濃度検出装置の使用により広
範囲にわたってガス濃度を自動的に計測することができ
る。しかも、簡単な回路構成によりCR発振回路を自動
的に切り換えることができるからコストアップをまねく
ことがなく、さらに、全計測範囲にわたって信頼性の高
い部分でガス濃度の測定が行なえるから、高精度の計測
が行なえるという利点がある。
アナログスイッチの切り換え動作をマイクロコンピュー
タにて自動制御することにより、ガスセンサGSを用い
たガス濃度検出装置(CR発振回路)を、ガスセンサG
Sの静電容量変化型の電気的特性を利用してガス濃度を
計測する回路構成と抵抗変化型の電気的特性を利用して
ガス濃度を計測する回路構成とに自動的に切り換えるよ
うにしたので、単一のガス濃度検出装置の使用により広
範囲にわたってガス濃度を自動的に計測することができ
る。しかも、簡単な回路構成によりCR発振回路を自動
的に切り換えることができるからコストアップをまねく
ことがなく、さらに、全計測範囲にわたって信頼性の高
い部分でガス濃度の測定が行なえるから、高精度の計測
が行なえるという利点がある。
【0026】なお、上記実施例では、回路構成を切り換
えるスイッチング手段としてアナログスイッチを使用し
たが、勿論他の手段を使用してもよい。例えばIC、ト
ランジスタ等の電子スイッチを使用しても、或はリレー
を使用してもよい。
えるスイッチング手段としてアナログスイッチを使用し
たが、勿論他の手段を使用してもよい。例えばIC、ト
ランジスタ等の電子スイッチを使用しても、或はリレー
を使用してもよい。
【0027】また、上記実施例は本発明の単なる例示に
過ぎず、回路構成、使用する素子等は必要に応じて任意
に変更できるものである。例えば、C−MOS型のシュ
ミットインバータ以外のインバータや他の回路素子を使
用することもでき、また、マイクロコンピュータ以外の
演算制御素子を使用してもよい。さらに、CR発振回路
から発生される周波数出力は必ずしもパルス出力である
必要はない。
過ぎず、回路構成、使用する素子等は必要に応じて任意
に変更できるものである。例えば、C−MOS型のシュ
ミットインバータ以外のインバータや他の回路素子を使
用することもでき、また、マイクロコンピュータ以外の
演算制御素子を使用してもよい。さらに、CR発振回路
から発生される周波数出力は必ずしもパルス出力である
必要はない。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
簡単な回路構成により単一のガス濃度検出装置のCR発
振回路を、ガスセンサの静電容量値の変化に応じて発振
周波数が変化する構成と同じガスセンサの電気抵抗値の
変化に応じて発振周波数が変化する構成とに自動的に切
り換えることができるので、単一のガス濃度検出装置の
使用により広範囲のガス濃度の計測が自動的に行なえ
る。しかも、全計測範囲にわたって信頼性の高い部分で
ガス濃度の測定が行なえるから、高精度の測定が行なえ
る等の多くの顕著な効果がある。
簡単な回路構成により単一のガス濃度検出装置のCR発
振回路を、ガスセンサの静電容量値の変化に応じて発振
周波数が変化する構成と同じガスセンサの電気抵抗値の
変化に応じて発振周波数が変化する構成とに自動的に切
り換えることができるので、単一のガス濃度検出装置の
使用により広範囲のガス濃度の計測が自動的に行なえ
る。しかも、全計測範囲にわたって信頼性の高い部分で
ガス濃度の測定が行なえるから、高精度の測定が行なえ
る等の多くの顕著な効果がある。
【図1】本発明によるガス濃度検出装置の一実施例を示
す回路構成図である。
す回路構成図である。
【図2】図1のガス濃度検出装置の計測動作を制御する
アルゴリズムの一例を示すフローチャートである。
アルゴリズムの一例を示すフローチャートである。
【図3】ガス濃度検出装置に使用されるガスセンサの電
気的特性を示す図である。
気的特性を示す図である。
【図4】従来のガス濃度検出装置の一例を示す回路構成
図である。
図である。
【図5】従来のガス濃度検出装置の他の例を示す回路構
成図である。
成図である。
10 CR発振回路 11、12 シュミットインバータ 20 マイクロコンピュータ 21 カウンタ部 22 記憶部 23 演算処理部 24 制御ポート GS ガスセンサ X、Y、Z アナログスイッチ
Claims (3)
- 【請求項1】 ガス濃度に応じて静電容量成分と電気抵
抗成分が変化する電気的特性を有するガスセンサと、該
ガスセンサを発振周波数決定用素子として含むCR発振
回路と、該CR発振回路を、前記ガスセンサの静電容量
値の変化に応じて発振周波数が変化する回路構成と前記
ガスセンサの電気抵抗値の変化に応じて発振周波数が変
化する回路構成とに切り換え接続するためのスイッチン
グ手段と、前記CR発振回路からの発振出力の周波数を
検出してガス濃度に変換すると共に、前記スイッチング
手段の切り換え動作を制御する演算制御手段とを具備
し、該演算制御手段により前記スイッチング手段の切り
換え動作を自動的に制御し、前記ガスセンサの静電容量
特性と電気抵抗特性を利用してガス濃度を広範囲にわた
って計測できるようにしたことを特徴とするガス濃度検
出装置。 - 【請求項2】 前記CR発振回路が、2つのC−MOS
型のシュミットインバータと、インバータの帰還回路に
挿入された抵抗素子と、同じくインバータの入力側に接
続された前記ガスセンサと静電容量素子との直列回路と
から構成されていることを特徴とする請求項1のガス濃
度検出装置。 - 【請求項3】 前記CR発振回路が、C−MOS型のシ
ュミットインバータと、インバータの帰還回路に挿入さ
れた前記ガスセンサと、同じくインバータの入力側に接
続された静電容量素子とから構成されていることを特徴
とする請求項1のガス濃度検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18883092A JP2646415B2 (ja) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | ガス濃度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18883092A JP2646415B2 (ja) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | ガス濃度検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH063306A JPH063306A (ja) | 1994-01-11 |
JP2646415B2 true JP2646415B2 (ja) | 1997-08-27 |
Family
ID=16230585
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18883092A Expired - Lifetime JP2646415B2 (ja) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | ガス濃度検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2646415B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4434701B2 (ja) | 2003-11-21 | 2010-03-17 | 株式会社東芝 | 寝台装置 |
-
1992
- 1992-06-23 JP JP18883092A patent/JP2646415B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH063306A (ja) | 1994-01-11 |
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