JP3749807B2 - センサ感度調整装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、センサ感度調整装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より各種センサデバイスの感度を調整する方法としては、定電流駆動によるものと定電圧駆動によるものとがある。定電流駆動方式においては、センサに流れる電流を調整することによりセンサの感度が調整され、定電圧駆動方式においては、センサに印加する電圧を調整することによりセンサの感度が調整される。
【0003】
図2は、センサの感度を定電流駆動方式にて調整するセンサ感度調整装置の一例である。図2において、センサ11に流れる電流I1の調整は、OPアンプ12の+端子に印加される基準電圧V1を発生させる固定抵抗R11及び可変抵抗R12のうち可変抵抗R12の抵抗値を調整することにより行われる。この場合、固定抵抗R11及び可変抵抗R12としては、抵抗比の特性が一定であり、且つ、温度特性等の諸特性が略同一であるものが用いられる。
【0004】
なぜなら、温度特性が異なると、温度変化によって基準電圧V1が所望の値からずれることになり、電流I1が変化して、センサ11の感度が所望する感度からずれてしまうからである。一方、センサ11に流れる電流I1を規定する固定抵抗R13についても、温度特性に優れたものが用いられる。
【0005】
尚、センサ11の検出信号は増幅回路13にて増幅され、その増幅された検出信号(出力14)は、図示しない制御回路の回路素子に入力され、制御回路はセンサ11の検出信号に基づいて、様々な制御を行う。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のような従来のセンサ感度調整装置においては、プリント基板上に固定抵抗R11、可変抵抗R12、固定抵抗R13、OPアンプ(IC)12、増幅回路(OPアンプ等のIC)13といった多くの電気部品や電子部品(この場合、全部で5つ)を実装する必要があった。そのため、プリント基板が必然的に大型化するとともに、その実装作業が煩雑化してコストの高騰を招いていた。
【0007】
又、前記したように、固定抵抗R11及び可変抵抗R12には、抵抗比の特性が一定であり、且つ、温度特性等の諸特性が略同一であるものを選定する必要があって、その選定作業が必要となる。
【0008】
本発明の目的は、部品点数の削減によって小型化を図ることができ、その結果、コストを低減できるセンサ感度調整装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、所定の電流が供給されると、被検出物を検出することによって検出信号を出力するとともに、供給される電流に応じて感度が変化するセンサと、前記センサに駆動電流を供給する電流供給手段と、複数の固定抵抗を有し、前記センサに流す電流を決定するために、前記電流供給手段に基準電圧を印加する電圧印加手段と、可変抵抗を含み、前記電圧印加手段にて決定された基準電圧と同等の電圧が印加されるとともに、前記センサに流れる電流を規定する電流規定手段とを備えたことを要旨としている。
【0010】
従って、請求項1の発明では、複数の固定抵抗によって電流供給手段に印加される基準電圧が決定され、センサは、前記基準電圧と同等の電圧と、可変抵抗の抵抗値とによって決定される駆動電流に応じて、感度が決定される。即ち、可変抵抗の抵抗値を調整することでセンサの感度が調整可能であり、電圧印加手段は、抵抗値の調整が必要である可変抵抗を含まないため、少なくとも抵抗比の特性が一定であればよい。
【0011】
従って、抵抗値の調整を必要としない固定抵抗を有する電圧印加手段を他の構成部材(電流供給手段等)とともに、同一パッケージ化することが可能となり、部品点数が少なくなる。
【0012】
請求項2の発明は、請求項1に記載の発明において、前記電圧印加手段と前記電流供給手段とは同一パッケージ化されたものであることを要旨としている。
従って、請求項2の発明では、前記請求項1の発明の作用に加えて、電圧印加手段と電流供給手段とは同一パッケージ化されているため、電流供給手段とは別に電圧印加手段を設けた場合に比較して、部品点数が少なくなる。
【0013】
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記電流供給手段は、一方の入力端子に前記基準電圧が印加されると、他方の入力端子に前記基準電圧と同等の電圧が印加され、その電圧を前記電流規定手段に印加するOPアンプであることを要旨としている。
【0014】
従って、請求項3の発明では、前記請求項1又は請求項2の発明の作用に加えて、OPアンプの一方の入力端子に基準電圧が印加されると、他方の入力端子にも基準電圧と同等の電圧が印加され、その電圧が電流規定手段に印加される。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。図1はセンサの感度を定電流駆動方式にて調整するセンサ感度調整装置を示す電気回路図である。図1において、センサ感度調整装置1は、センサ2、IC3、可変抵抗素子4、増幅回路(本実施形態ではOPアンプ等のIC)5を備えている。本実施形態のIC3には、OPアンプ6の他に抵抗R1、抵抗R2が内蔵されている。即ち、OPアンプ6と抵抗R1及び抵抗R2とは同一パッケージ化されている。又、可変抵抗素子4にはチップ抵抗が用いられている。
【0016】
さて、電源の+端子と−端子(図1ではグラウンドの図記号で図示)との間には、それぞれ固定抵抗を構成する抵抗R1及び抵抗R2が直列に接続されている。抵抗R1と抵抗R2との間には電流供給手段としてのOPアンプ6の+端子(一方の入力端子)が接続されている。OPアンプ6の−端子(他方の入力端子)は電流規定手段及び可変抵抗としての可変抵抗素子4を介して接地され、OPアンプ6の出力端子はセンサ2を介して前記可変抵抗素子4に接続されている。
【0017】
センサ2の出力端子は増幅回路5の入力端子に接続されており、センサ2の検出信号は増幅回路5に入力される。増幅回路5の出力端子は図示しない制御回路の回路素子に接続されており、増幅回路5はセンサ2の検出信号を入力すると、その検出信号を増幅して、その増幅した検出信号(出力7)を前記制御回路に出力する。前記制御回路は、センサ2の検出信号に基づく出力7に基づいて、様々な制御を行う。
【0018】
本実施形態では、抵抗R1と抵抗R2とにより電圧印加手段が構成されている。
次に、上記のように構成したセンサ感度調整装置1の作用、即ち、センサ感度調整装置1におけるセンサ2の感度調整方法について説明する。
【0019】
電源の+端子と−端子との間の電圧(電源電圧)は、抵抗R1及び抵抗R2によって分圧され、その分圧された基準電圧VrがOPアンプ6の+端子に印加される。一方、OPアンプ6はOPアンプの公知の特性により、その+端子と−端子との電位が略等しいため、OPアンプ6の−端子には基準電圧Vrと略等しい値(同等)の電圧Vsが印加される。ここで、IC3において、抵抗R1及び抵抗R2は、少なくとも抵抗比の特性が一定であればよい。
【0020】
OPアンプ6の−端子に電圧Vsが印加されると、可変抵抗素子4には「電圧Vs/可変抵抗素子4の抵抗値」で表される値の電流が流れ、センサ2にはそれと同じ値の電流が流れる。即ち、センサ2には抵抗R1及び抵抗R2の抵抗比によって決定される基準電圧Vrと略同じ値の電圧Vsと、可変抵抗素子4の抵抗値とに基づく電流が流れることになり、同センサ2はその電流(駆動電流)によって駆動される。従って、センサ2に流れる電流を調整してセンサ2の感度を調整するには、センサ2に流れる電流を規定する可変抵抗素子4の抵抗値を調整すればよい。
【0021】
本実施形態では、センサ2に流れる電流の値がIsとなるように、可変抵抗素子4の抵抗値を調整する。尚、可変抵抗素子4は、予め所定の抵抗値に設定しておく。ここで、可変抵抗素子4には、前記従来の固定抵抗R13と同様に、温度特性に優れたものを用いるのが好ましい。
【0022】
センサ2にIsなる値を有する電流(所定の電流)が流れて、同センサ2が駆動され、センサ2が被検出物を検出すると、その検出信号は増幅回路5にて増幅され、その増幅された検出信号(出力7)に基づいて、図示しない制御回路は様々な制御を行う。
【0023】
従って、本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)本実施形態では、OPアンプ6を有するIC3に抵抗R1及び抵抗R2を内蔵したため、OPアンプ6と同じ機能を有するICとは別に、抵抗R1及び抵抗R2と同じ抵抗値を有する2つの固定抵抗素子を設けた場合に比較して、部品点数が少なくなる。即ち、従来は固定抵抗R11、可変抵抗R12、固定抵抗R13、OPアンプ12、増幅回路13といった5つの部品をプリント基板上に実装する必要があったが、本実施形態では、IC3、可変抵抗素子4、増幅回路5といった3つの部品を実装すればよい。従って、部品点数の削減(5つから3つ)によって小型化を図ることができ、その結果、コストを低減できる。
【0024】
(2)本実施形態では、抵抗R1及び抵抗R2によって基準電圧Vrが決定され、センサ2は、前記基準電圧Vrと同等の電圧Vsと、可変抵抗素子4の抵抗値とによって決定される駆動電流(本実施形態ではIsなる電流値)に応じて、感度が決定される。即ち、可変抵抗素子4の抵抗値を調整することでセンサ2の感度が調整可能であり、抵抗R1及び抵抗R2(共に固定抵抗)は、抵抗値の調整が必要でないため、少なくとも抵抗比の特性が一定であればよい。従って、抵抗R1及び抵抗R2をIC3に内蔵することを可能にできる。
【0025】
なお、前記実施形態は以下のように変更してもよい。
・前記実施形態では、電流規定手段として可変抵抗素子4を用いたが、可変抵抗と固定抵抗とを直列に接続して電流規定手段を構成してもよい。このようにした場合には、センサ2の感度を最低レベルとしたときに必要な抵抗値を固定抵抗にてまかない、それ以上の感度とするときの抵抗値を可変抵抗にてまかなうようにすれば、調整範囲の狭い可変抵抗を用いることができる。従って、調整範囲の広い可変抵抗を用いた場合に比較して、可変抵抗の抵抗値の精度が向上するため、センサ2の感度をより一定にでき、センサ2の精度を向上させることができる。
【0026】
又、前記固定抵抗をOPアンプ6、抵抗R1、抵抗R2とともに、IC3に内蔵してもよい。このようにした場合には、固定抵抗をIC3とは別に設けた場合に比較してコストを低減できる。
【0027】
・前記実施形態では、電圧印加手段として2つの抵抗(抵抗R1及び抵抗R2)を用いたが、電圧印加手段として3つ以上の抵抗を用いて、それらをOPアンプ6とともにIC3に内蔵してもよい。
【0028】
・OPアンプ6、抵抗R1、抵抗R2の他に増幅回路5を内蔵したIC3としてもよい。このようにした場合には、プリント基板上にIC3、可変抵抗素子4といった2つの部品を実装すればよいことになり、部品点数の削減(従来は5つであったものが2つになる)によってさらに小型化を図ることができ、その結果、コストをさらに低減できる。
【0029】
・前記実施形態では、可変抵抗素子4としてチップ抵抗を用いたが、チップ抵抗の代わりに、薄膜抵抗等を用いてもよい。
次に、前記実施形態及び別例から把握できる請求項に記載した発明以外の技術的思想について、それらの効果と共に以下に記載する。
【0030】
(イ)前記センサの検出信号を増幅する増幅手段を備え、前記増幅手段は、前記電圧印加手段及び前記電流供給手段とともに同一パッケージ化されたものである請求項1に記載のセンサ感度調整装置。
【0031】
従って、この(イ)に記載の発明によれば、増幅手段、電圧印加手段、電流供給手段をそれぞれ別々に設けた場合に比較して、部品点数が少なくなるため、請求項1に記載の発明の効果を奏する。
【0032】
前記実施形態において増幅回路5は増幅手段を構成する。
(ロ)前記電流規定手段は、可変抵抗の他に固定抵抗を含むものである請求項1に記載のセンサ感度調整装置。
【0033】
従って、この(ロ)に記載の発明によれば、センサの感度を最低レベルとしたときに必要な抵抗値を固定抵抗にてまかない、それ以上の感度とするときの抵抗値を可変抵抗にてまかなうようにすれば、調整範囲の狭い可変抵抗を用いることができる。従って、調整範囲の広い可変抵抗を用いた場合に比較して、可変抵抗の抵抗値の精度が向上するため、センサの感度をより一定にでき、センサの精度を向上させることができる。
【0034】
(ハ)前記固定抵抗は、前記電圧印加手段及び前記電流供給手段とともに同一パッケージ化されたものである(ロ)に記載のセンサ感度調整装置。
従って、この(ハ)に記載の発明によれば、電圧印加手段及び電流供給手段が同一パッケージ化されたものとは別に固定抵抗を設けた場合に比較して、コストを低減できる。
【0035】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、部品点数の削減によって小型化を図ることができ、その結果、コストを低減できる。
【0036】
請求項2に記載の発明によれば、電圧印加手段と電流供給手段とを同一パッケージ化することにより、請求項1に記載の発明の効果を実現できる。
請求項3に記載の発明によれば、OPアンプに電圧印加手段を内蔵することにより、請求項1又は請求項2に記載の発明の効果を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施形態のセンサ感度調整装置の電気回路図。
【図2】 従来のセンサ感度調整装置の電気回路図。
【符号の説明】
1…センサ感度調整装置、2…センサ、
4…電流規定手段及び可変抵抗としての可変抵抗素子、
6…電流供給手段としてのOPアンプ、
R1…固定抵抗としての抵抗、
R2…固定抵抗としての抵抗(抵抗R1とともに電圧印加手段を構成する。)。
Claims (3)
- 所定の電流が供給されると、被検出物を検出することによって検出信号を出力するとともに、供給される電流に応じて感度が変化するセンサと、
前記センサに駆動電流を供給する電流供給手段と、
複数の固定抵抗を有し、前記センサに流す電流を決定するために、前記電流供給手段に基準電圧を印加する電圧印加手段と、
可変抵抗を含み、前記電圧印加手段にて決定された基準電圧と同等の電圧が印加されるとともに、前記センサに流れる電流を規定する電流規定手段と
を備えたセンサ感度調整装置。 - 前記電圧印加手段と前記電流供給手段とは同一パッケージ化されたものである請求項1に記載のセンサ感度調整装置。
- 前記電流供給手段は、一方の入力端子に前記基準電圧が印加されると、他方の入力端子に前記基準電圧と同等の電圧が印加され、その電圧を前記電流規定手段に印加するOPアンプである請求項1又は請求項2に記載のセンサ感度調整装置。
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