JP4353999B1 - ガスセンサ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】COセンサ10の電流出力端子12と電流/電圧変換回路30の入力部32間を、導通状態と遮断状態とに切り換える第1スイッチ回路50と、第1スイッチ回路50により、COセンサ10の電流出力端子12と電流/電圧変換回路30の入力部32間が遮断状態とされているときの増幅回路40の出力電圧V2を、第1オフセット電圧として保持するオフセット電圧保持手段61と、第1スイッチ回路50により、COセンサ10の電流出力端子12と電流/電圧変換回路30の入力部32間が導通状態とされているときの増幅回路40の出力電圧V3から、第1オフセット電圧を減じた参照電圧に基づいてガス濃度を検出するガス濃度検出手段とを備える。
【選択図】 図1
Description
このように、上記式(1)により一酸化炭素濃度の参照電圧Vrefを算出する場合には、OPアンプ31,41に、無信号時のオフセット電圧や温度ドリフトによる出力電圧の変動が小さい高コストのものを使用する必要がないため、ガスセンサ装置1のコストを下げることができる。
V2=It×G1×G2=It×Rth×G2 ・・・・・ (3)
但し、Rth:サーミスタR1の抵抗値。
そして、ガスセンサ温度検出手段66は、サーミスタR1の抵抗値と温度との変換マップ又は変換式に、上記式(4)により算出した抵抗値Rthを適用して、対応する温度を求め、求めた温度をCOセンサ10の温度又はCOセンサ10に周囲温度として検出する。なお、サーミスタR1の抵抗値と温度の変換マップや変換式のデータは、予めメモリ(図示しない)に保持されている。
Claims (6)
- ガスセンサの出力電流を電圧信号に変換する電流/電圧変換回路と、
前記電圧信号を増幅して出力する増幅回路と、
前記ガスセンサの電流出力端子と前記電流/電圧変換回路の入力部間を、導通状態と遮断状態とに切り換える第1スイッチ回路と、
前記第1スイッチ回路により、前記ガスセンサの電流出力端子と前記電流/電圧変換回路の入力部間が遮断状態とされているときの前記増幅回路の出力電圧を、第1オフセット電圧として保持するオフセット電圧保持手段と、
前記第1スイッチ回路により、前記ガスセンサの電流出力端子と前記電流/電圧変換回路の入力部間が導通状態とされているときの前記増幅回路の出力電圧から、前記第1オフセット電圧を減じた参照電圧に基づいてガス濃度を検出するガス濃度検出手段と、
前記電流/電圧変換回路に、第2オフセット電圧を供給するオフセット電圧供給回路と、
前記ガスセンサの電流出力端子と前記第2オフセット電圧の出力部間を、導通状態と遮断状態とに切換える第2スイッチ回路と、
前記第1スイッチ回路により、前記ガスセンサの電流出力端子と前記電流/電圧変換回路の入力部間が遮断状態とされているときは、前記第2スイッチ回路により前記ガスセンサの電流出力端子と前記第2オフセット電圧の出力部間を導通状態とし、前記第1スイッチ回路により、前記ガスセンサの電流出力端子と前記電流/電圧変換回路間が導通状態とされているときには、前記第2スイッチ回路により前記ガスセンサの電流出力端子と前記第2オフセット電圧の出力部間を遮断状態とするガスセンサ検出状態維持手段とを備えたことを特徴とするガスセンサ装置。 - 請求項1記載のガスセンサ装置において、
前記第1スイッチ回路は、半導体スイッチであることを特徴とするガスセンサ装置。 - 請求項1又は請求項2記載のガスセンサ装置において、
所定の動作判定用電圧の出力部と前記電流/電圧変換回路の入力部間を、抵抗を介した導通状態と遮断状態とに切換える第3スイッチ回路と、
前記第1スイッチ回路により、前記ガスセンサの電流出力端子と前記電流/電圧変換回路の入力部間を遮断状態にし、前記第2スイッチ回路により、前記ガスセンサの電流出力端子と前記第2オフセット電圧の出力部間を遮断状態にし、前記第3スイッチ回路により、前記動作判定用電圧の出力部と前記電流/電圧変換回路の入力部間を前記抵抗を介して導通状態としたときに、前記電流/電圧変換回路の出力電圧及び前記増幅回路の出力電圧が、前記動作判定用電圧と前記抵抗に応じて設定された許容電圧範囲内となるか否かによって、前記電流/電圧変換回路と前記増幅回路の動作状態を判定する動作状態判定手段とを備えたことを特徴とするガスセンサ装置。 - 請求項3記載のガスセンサ装置において、
前記電流/電圧変換回路又は前記増幅回路のゲインを決定する帰還回路網が、ガスセンサの感度の直線性補正用のサーミスタを用いて構成され、
前記動作状態判定手段が、前記第1スイッチ回路により、前記ガスセンサの電流出力端子と前記電流/電圧変換回路の入力部間を遮断状態にし、前記第2スイッチ回路により、前記ガスセンサの電流出力端子と前記第2オフセット電圧の出力部間を遮断状態にし、前記第3スイッチ回路により、前記動作判定用電圧の出力部と前記電流/電圧変換回路の入力部間を前記抵抗を介して導通状態としたときに、前記電流/電圧変換回路の出力電圧及び前記増幅回路の出力電圧が、前記許容電圧範囲内となる場合に、
前記増幅回路の出力電圧と、前記抵抗及び前記第2オフセット電圧により定まる前記電流/電圧変換回路への入出力電流とに基づいて、前記サーミスタの抵抗値を算出し、前記サーミスタの抵抗値と温度との変換マップ又は変換式に、該算出した前記サーミスタの抵抗値を適用して得た温度を、前記ガスセンサの温度又は前記ガスセンサの周囲温度として検出するガスセンサ温度検出手段を備えたことを特徴とするガスセンサ装置。 - ガスセンサの出力電流を電圧信号に変換する電流/電圧変換回路と、
前記電圧信号を増幅して出力する増幅回路と、
前記ガスセンサの電流出力端子と前記電流/電圧変換回路の入力部間を、導通状態と遮断状態とに切り換える第1スイッチ回路と、
前記第1スイッチ回路により、前記ガスセンサの電流出力端子と前記電流/電圧変換回路の入力部間が遮断状態とされているときの前記増幅回路の出力電圧を、第1オフセット電圧として保持するオフセット電圧保持手段と、
前記第1スイッチ回路により、前記ガスセンサの電流出力端子と前記電流/電圧変換回路の入力部間が導通状態とされているときの前記増幅回路の出力電圧から、前記第1オフセット電圧を減じた参照電圧に基づいてガス濃度を検出するガス濃度検出手段とを備え、
前記ガスセンサは、前記電流出力端子に相当する検知電極と、対向電極及び参照電極を有する電気化学式ガスセンサであり、
ガスセンサの使用開始時に、前記第1スイッチ回路によりガスセンサの検知電極と前記電流/電圧変換回路の入力部間を遮断状態として、ガスセンサの対向電極と参照電極間に感度検出用電圧を所定時間印加した直後に、前記第1スイッチ回路によりガスセンサの検知電極と前記電流/電圧変換回路の入力部間を導通状態としたときの、該感度検出用電圧に対する前記電流/電圧変換回路の出力電圧の比率を初期比率とし、その後、所定のタイミングで、前記第1スイッチ回路によりガスセンサの検知電極と前記電流/電圧変換回路の入力部間を遮断状態として、ガスセンサの対向電極と参照電極間に前記感度検出用電圧を前記所定時間印加した直後に、前記第1スイッチ回路によりガスセンサの検知電極と前記電流/電圧変換回路の入力部間を導通状態としたときの、前記感度検出用電圧に対する前記電流/電圧変換回路の出力電圧の比率の前記初期比率に対する減少度合に応じて、前記ガス濃度検出手段により検出されたガス濃度を補正するガス濃度補正手段を備えたことを特徴とするガスセンサ装置。 - 請求項1から請求項5のうちいずれか1項記載のガスセンサ装置において、
前記オフセット電圧保持手段は、前記ガス濃度検出手段によるガス濃度の検出が行われる以前の所定時間内において、前記第1スイッチ回路により、前記ガスセンサの電流出力端子と前記電流/電圧変換回路の入力部間が遮断状態とされているときの前記増幅回路の出力電圧を、前記第1オフセット電圧として保持することを特徴とするガスセンサ装置。
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