JP5443710B2 - センサ回路 - Google Patents
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Description
以下、図3を参照しつつ、かかる従来回路において圧力センサを構成する場合について説明すれば、4つのセンサ抵抗5a´〜5d´によって、ブリッジ回路を構成して用いられるようになっている。
かかるブリッジ接続された4つのセンサ抵抗5a´〜5d´は、センサ駆動装置(図3においては「S−DRV」と表記)1Aによって、所定の駆動電圧、電流で駆動されるようになっており、圧力変化に応じて、各センサ抵抗5a´〜5d´のインピーダンスが変化し、平衡状態が崩れることで、その崩れに応じた電位差が2つの接続点A,Bにセンサ出力信号として出力されるようになっている。
ここで、センサ出力信号は、通常、数mV〜数百mV程度であるため、後段の図示されない回路に供するには、不十分な場合が殆どである。
そのため、信号処理回路4Aは、かかるセンサ出力信号を、図示されない後段の回路へ供するために適切な信号振幅に増幅すると共に、必要に応じて適切なオフセット電圧を重畳させる等の信号処理を施すものとなっている。
一方、信号処理回路4Aは、ダイナミックレンジの中心電圧付近で回路の線形性が最適化されているのが一般的である。
そのため、センサ抵抗5a´〜5d´は、センサ出力信号の線形性が最適となる駆動電圧、電流で駆動され、平衡状態にある場合に、信号処理回路4Aへ入力されるセンサ出力信号の電圧が、信号処理回路4Aのダイナミックレンジの中心電圧になっていることが望ましい。
かかる不都合を解消する方策として、従来は、信号処理回路4Aなどに、入力されたセンサ出力信号の非線形を補正するための非線形補正回路11を設けるのが一般的である。
なお、この種の従来回路としては、例えば、特許文献1等に開示されたものなどがある。
センサ駆動装置と、センサとしてのブリッジ部と、センサ動作点調整装置が設けられてなるセンサ回路であって、
前記センサ駆動装置は、前記ブリッジ部が線形領域で動作するように当該ブリッジ部の駆動を行うよう構成されてなり、
前記センサ動作点調整装置は、検出部と動作点調整部とを有し、前記検出部は、前記ブリッジ部の出力に応じて前記動作点調整部の動作を制御する制御電圧を出力するよう構成され、
前記ブリッジ部は、第1乃至第4のセンサ抵抗がブリッジ接続されて構成され、前記第1のセンサ抵抗と前記第4のセンサ抵抗の接続点に、前記センサ駆動装置の出力端が接続される一方、前記第2のセンサ抵抗と前記第3のセンサ抵抗の接続点が、前記動作点調整部を介してグランドに接続されてなり、前記第1のセンサ抵抗と前記第2のセンサ抵抗の接続点と、前記第3のセンサ抵抗と前記第4のセンサ抵抗の接続点との間にセンサ出力信号を出力可能に構成され、
前記動作点調整部は、前記ブリッジ部の前記センサ出力信号間の電圧が0Vとなった際に、前記センサ出力信号の電圧が、当該センサ出力信号が印加される後段の回路の入力ダイナミックレンジの中心値となるよう当該センサ出力信号の電圧を調整するよう前記検出部の制御電圧により制御されてなるものである。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態におけるセンサ回路101の基本構成例について、図1を参照しつつ説明する。
本発明の実施の形態におけるセンサ回路101は、センサ駆動装置(図1においては「S−DRV」と表記)1と、ブリッジ部2と、センサ動作点調整装置3とに大別されて構成されたものとなっている。図1に示された構成例においては、このセンサ回路101の出力信号が用いられる後段の回路の一部として、前段部分となる信号処理回路(図1においては「SP」と表記)4が、センサ回路101に接続されたものとなっている。
すなわち、センサ駆動装置1は、電源電圧VDDの供給を受け、第1乃至第4のセンサ抵抗5a〜5dの駆動に必要とされる電圧、電流を生成、出力するよう構成されたものとなっている。
ここで、センサ出力信号は、通常、数mV乃至数百mVであるため、図示されない後段の回路において用いるには、十分なレベルとは言い難い。そのため、信号処理回路4は、かかるセンサ出力信号を、図示されない後段の回路に必要な信号振幅に増幅し、また、必要に応じて適切なオフセットを施すようになっているもので、それ自体の回路構成は、従来から用いられているものである。
一方、動作点調整部3Bは、検出部3Aからの制御電圧に応じて、ブリッジ部2が平衡状態にある場合のAB間の電圧が所定の値となるように、ブリッジ部2とグラウンドとの間に流れる電流を調整するよう構成されたものとなっている。
なお、本発明の実施の形態においては、検出部3Aを、信号処理回路4内に設ける構成としたが、必ずしも、このような構成に限定されるものではなく、信号処理回路4と別体に設けて、ブリッジ部2からのセンサ出力信号が、それぞれ並列に入力されるような構成としても良い。
まず、センサ駆動装置1は、センサ動作点調整装置3とは無関係に、ブリッジ接続された第1乃至第4のセンサ抵抗5a〜5dの動作点が、AB間のセンサ出力信号の線形特性が最適となるように、その駆動電圧、電流が定められて第1乃至第4のセンサ抵抗5a〜5dを駆動するものとなっている。
そして、第1乃至第4のセンサ抵抗5a〜5dが標準状態にある場合には、AB間のセンサ出力信号は平衡状態となり、例えば、AB間の電圧は0Vとなるようになっている。
このような動作により、従来であれば、例えば、センサ出力信号が平衡状態の場合のAB間の電圧が、信号処理回路4のダイナミックレンジの中心値となるようにセンサ駆動装置1の駆動電圧、電流を定めた場合には、センサ出力信号の線形性は必ずしも最適な状態とは限らず、第1乃至第4のセンサ抵抗5a〜5dは、寧ろ、非線形部分での駆動状態となることがあったが、本発明の実施の形態においては、かかる不適切な駆動状態が確実に回避されることとなる。
この構成例は、特に、動作点調整部3Bの具体例を示したものである。
すなわち、動作点調整部として可変抵抗素子6が用いられており、検出部3Aからの制御電圧によって、抵抗値が可変できるようになっている。
なお、この図2に示された構成における動作は、図1に示された構成例で説明したと基本的に同様であるので、ここでの再度の詳細な説明は省略することとする。
2…ブリッジ部
3…センサ動作点調整装置
3A…検出部
3B…動作点調整部
4…信号処理回路
5a〜5d…センサ抵抗
6…可変抵抗素子
Claims (1)
- センサ駆動装置と、センサとしてのブリッジ部と、センサ動作点調整装置が設けられてなるセンサ回路であって、
前記センサ駆動装置は、前記ブリッジ部が線形領域で動作するように当該ブリッジ部の駆動を行うよう構成されてなり、
前記センサ動作点調整装置は、検出部と動作点調整部とを有し、前記検出部は、前記ブリッジ部の出力に応じて前記動作点調整部の動作を制御する制御電圧を出力するよう構成され、
前記ブリッジ部は、第1乃至第4のセンサ抵抗がブリッジ接続されて構成され、前記第1のセンサ抵抗と前記第4のセンサ抵抗の接続点に、前記センサ駆動装置の出力端が接続される一方、前記第2のセンサ抵抗と前記第3のセンサ抵抗の接続点が、前記動作点調整部を介してグランドに接続されてなり、前記第1のセンサ抵抗と前記第2のセンサ抵抗の接続点と、前記第3のセンサ抵抗と前記第4のセンサ抵抗の接続点との間にセンサ出力信号を出力可能に構成され、
前記動作点調整部は、前記ブリッジ部の前記センサ出力信号間の電圧が0Vとなった際に、前記センサ出力信号の電圧が、当該センサ出力信号が印加される後段の回路の入力ダイナミックレンジの中心値となるよう当該センサ出力信号の電圧を調整するよう前記検出部の制御電圧により制御されてなることを特徴とするセンサ回路。
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JP2008183995A JP5443710B2 (ja) | 2008-07-15 | 2008-07-15 | センサ回路 |
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JP2008183995A JP5443710B2 (ja) | 2008-07-15 | 2008-07-15 | センサ回路 |
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JP2010025579A JP2010025579A (ja) | 2010-02-04 |
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Family Applications (1)
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JP2008183995A Active JP5443710B2 (ja) | 2008-07-15 | 2008-07-15 | センサ回路 |
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2008
- 2008-07-15 JP JP2008183995A patent/JP5443710B2/ja active Active
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