JPH11148878A - 圧力センサのドリフト低減回路及びリセット方式 - Google Patents
圧力センサのドリフト低減回路及びリセット方式Info
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- JPH11148878A JPH11148878A JP31330797A JP31330797A JPH11148878A JP H11148878 A JPH11148878 A JP H11148878A JP 31330797 A JP31330797 A JP 31330797A JP 31330797 A JP31330797 A JP 31330797A JP H11148878 A JPH11148878 A JP H11148878A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧力センサのドリフトを安価に補正する。
【解決手段】 印加圧力による歪みに応じて水晶2の両
端に電荷が生じる。積分回路3は水晶2の両端に生じた
電荷を電圧に変換する。リセット信号REが入力される
と、リセット回路4は、積分回路3をリセットして累積
誤差をキャンセルする。ドリフトの主な原因は、コンデ
ンサ22から流出するFET23の漏れ電流Ia及びコ
ンデンサ22自身の漏れ電流Ibの存在である。ダイオ
ード5をセンサの入力ラインに逆バイアス状態で付加す
ることにより、センサの漏れ電流と同じ大きさで、流れ
る向きが反対の補正電流Icをダイオード5から供給す
る。
端に電荷が生じる。積分回路3は水晶2の両端に生じた
電荷を電圧に変換する。リセット信号REが入力される
と、リセット回路4は、積分回路3をリセットして累積
誤差をキャンセルする。ドリフトの主な原因は、コンデ
ンサ22から流出するFET23の漏れ電流Ia及びコ
ンデンサ22自身の漏れ電流Ibの存在である。ダイオ
ード5をセンサの入力ラインに逆バイアス状態で付加す
ることにより、センサの漏れ電流と同じ大きさで、流れ
る向きが反対の補正電流Icをダイオード5から供給す
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ABS油圧制御シ
ステム等に使用される圧力センサに係り、特に圧力セン
サのドリフト低減回路及びリセット方式に関するもので
ある。
ステム等に使用される圧力センサに係り、特に圧力セン
サのドリフト低減回路及びリセット方式に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来より、圧電素子に印加された圧力に
よる歪みで発生した電荷を電圧に変換するタイプの圧電
式圧力センサが知られている。特に、圧電素子に水晶を
用いた圧電式圧力センサでは、水晶自体の特性により温
度特性や安定度が高く、特別な駆動回路も不要という優
れた特徴を有する。図9は従来の圧電式圧力センサユニ
ットの回路図である。圧電式圧力センサユニット1f
は、圧電素子となる水晶2、水晶2の両端に生じた電荷
を電圧に変換する積分回路3、積分回路3をリセットす
るためのリセット回路4から構成されている。この圧電
式圧力センサユニット1fの出力は相対出力のため、様
々な誤差が累積される。リセット回路4は、この累積誤
差を最小限に留めるために、圧力測定直前に電界効果ト
ランジスタ(FET)23をオンにして、積分回路3の
リセットを行い、累積誤差をキャンセルするものであ
る。リセット回路4を付加することにより、測定時間が
比較的長い計測や疑似絶対値計測が可能となる。
よる歪みで発生した電荷を電圧に変換するタイプの圧電
式圧力センサが知られている。特に、圧電素子に水晶を
用いた圧電式圧力センサでは、水晶自体の特性により温
度特性や安定度が高く、特別な駆動回路も不要という優
れた特徴を有する。図9は従来の圧電式圧力センサユニ
ットの回路図である。圧電式圧力センサユニット1f
は、圧電素子となる水晶2、水晶2の両端に生じた電荷
を電圧に変換する積分回路3、積分回路3をリセットす
るためのリセット回路4から構成されている。この圧電
式圧力センサユニット1fの出力は相対出力のため、様
々な誤差が累積される。リセット回路4は、この累積誤
差を最小限に留めるために、圧力測定直前に電界効果ト
ランジスタ(FET)23をオンにして、積分回路3の
リセットを行い、累積誤差をキャンセルするものであ
る。リセット回路4を付加することにより、測定時間が
比較的長い計測や疑似絶対値計測が可能となる。
【0003】しかし、水晶2に発生する電荷が1気圧当
たり数pクーロンという微少量で、積分回路3のコンデ
ンサ22から流出するFET23の漏れ電流及びコンデ
ンサ22自身の漏れ電流が存在することから、図9の圧
力センサユニット1fにはドリフトが発生する。よっ
て、ドリフトを低減して高精度のセンサに仕上げるに
は、各々の素子自体の特性で、漏れ電流を数十〜数百n
Aオーダーレベル以下に抑えなければならない。したが
って、非常に高価なセンサになってしまうという問題点
があった。
たり数pクーロンという微少量で、積分回路3のコンデ
ンサ22から流出するFET23の漏れ電流及びコンデ
ンサ22自身の漏れ電流が存在することから、図9の圧
力センサユニット1fにはドリフトが発生する。よっ
て、ドリフトを低減して高精度のセンサに仕上げるに
は、各々の素子自体の特性で、漏れ電流を数十〜数百n
Aオーダーレベル以下に抑えなければならない。したが
って、非常に高価なセンサになってしまうという問題点
があった。
【0004】これに対し、測定時間が短い計測、コンデ
ンサ22が自然放電する程測定間隔が長い計測、あるい
はドリフトの誤差を吸収可能な程検出レベルが高い計測
の場合には、部品精度の簡略化とリセット回路の省略に
より、センサの構成を簡単にすることができる。ただ
し、このような構成では、電源投入直後からドリフト等
の誤差が累積されるため、測定時間が長い計測、測定間
隔が短い計測、あるいは絶対値計測は不可能である。一
方、図9の圧電式圧力センサユニット1fを例えば自動
車用のABS(Antilock Braking System )油圧検出シ
ステムに組み込む場合には、図10に示すように、セン
サユニット1fからのセンサ出力信号SEN−OUTを
コントロールユニット13a内のMPU14aが受け取
り、MPU14aがリセット回路4を作動させるリセッ
ト信号REを出力していた。
ンサ22が自然放電する程測定間隔が長い計測、あるい
はドリフトの誤差を吸収可能な程検出レベルが高い計測
の場合には、部品精度の簡略化とリセット回路の省略に
より、センサの構成を簡単にすることができる。ただ
し、このような構成では、電源投入直後からドリフト等
の誤差が累積されるため、測定時間が長い計測、測定間
隔が短い計測、あるいは絶対値計測は不可能である。一
方、図9の圧電式圧力センサユニット1fを例えば自動
車用のABS(Antilock Braking System )油圧検出シ
ステムに組み込む場合には、図10に示すように、セン
サユニット1fからのセンサ出力信号SEN−OUTを
コントロールユニット13a内のMPU14aが受け取
り、MPU14aがリセット回路4を作動させるリセッ
ト信号REを出力していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
圧力センサでは、測定精度を上げようとすると、非常に
高価なセンサになってしまうという問題点があった。ま
た、リセット回路を省いた簡単な構成にすると、測定時
間が長い計測、測定間隔が短い計測、あるいは絶対値計
測が不可能になるという問題点があった。また、圧力セ
ンサを組み込むシステムでは、センサ出力信号受け渡し
用の信号線とリセット信号受け渡し用の信号線の2本の
信号線で圧力センサユニットとコントロールユニット間
を接続しなければならないという問題点があった。本発
明は、上記課題を解決するためになされたもので、圧力
センサのドリフトを安価に補正することができるドリフ
ト低減回路、及び圧力センサユニットとコントロールユ
ニット間の信号線の数を削減できるリセット方式を提供
することを目的とする。
圧力センサでは、測定精度を上げようとすると、非常に
高価なセンサになってしまうという問題点があった。ま
た、リセット回路を省いた簡単な構成にすると、測定時
間が長い計測、測定間隔が短い計測、あるいは絶対値計
測が不可能になるという問題点があった。また、圧力セ
ンサを組み込むシステムでは、センサ出力信号受け渡し
用の信号線とリセット信号受け渡し用の信号線の2本の
信号線で圧力センサユニットとコントロールユニット間
を接続しなければならないという問題点があった。本発
明は、上記課題を解決するためになされたもので、圧力
センサのドリフトを安価に補正することができるドリフ
ト低減回路、及び圧力センサユニットとコントロールユ
ニット間の信号線の数を削減できるリセット方式を提供
することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の圧力センサのド
リフト低減回路は、請求項1に記載のように、印加圧力
による歪みに応じて電荷が発生する圧電素子と、圧電素
子の両端に生じた電荷を電圧に変換する積分回路と、積
分回路をリセットするリセット回路と、上記圧電素子と
積分回路の入力端子との接続点に付加された逆バイアス
状態のダイオードとを有するものである。このように、
圧電素子と積分回路の入力端子との接続点に逆バイアス
状態のダイオードを設けることにより、ドリフトの原因
となるセンサの漏れ電流と同じ大きさで、流れる向きが
反対の補正電流をダイオードから供給するので、補正電
流でセンサの漏れ電流を打ち消すことができ、見かけ上
ドリフトを打ち消すことができる。また、請求項2に記
載のように、上記リセット回路内のトランジスタのオフ
バイアスを調整するためのオフバイアス調整回路と、上
記ダイオードの逆バイアスを調整するための逆バイアス
調整回路とを有するものである。このように、オフバイ
アス調整回路及び逆バイアス調整回路を設けることによ
り、上記トランジスタのオフバイアス値を変更するか、
ダイオードの逆バイアス値を変更するか、あるいはその
両方を変更し、ドリフトの原因となるセンサの漏れ電流
の特性に合わせ込むことができる。また、請求項3に記
載のように、周囲温度を検出する温度検出回路と、各温
度における上記トランジスタのオフバイアス値及びダイ
オードの逆バイアス値を記憶している記憶装置と、上記
温度検出回路によって検出された現在の周囲温度に応じ
て、この温度に対応するオフバイアス値及び逆バイアス
値を記憶装置から読み出し、上記オフバイアス調整回路
及び逆バイアス調整回路を制御する制御回路とを有する
ものである。このように、記憶装置から読み出したオフ
バイアス値及び逆バイアス値に基づいて、制御回路がオ
フバイアス調整回路及び逆バイアス調整回路を制御する
ことにより、周囲温度が変化してもドリフトを打ち消す
ことができる。
リフト低減回路は、請求項1に記載のように、印加圧力
による歪みに応じて電荷が発生する圧電素子と、圧電素
子の両端に生じた電荷を電圧に変換する積分回路と、積
分回路をリセットするリセット回路と、上記圧電素子と
積分回路の入力端子との接続点に付加された逆バイアス
状態のダイオードとを有するものである。このように、
圧電素子と積分回路の入力端子との接続点に逆バイアス
状態のダイオードを設けることにより、ドリフトの原因
となるセンサの漏れ電流と同じ大きさで、流れる向きが
反対の補正電流をダイオードから供給するので、補正電
流でセンサの漏れ電流を打ち消すことができ、見かけ上
ドリフトを打ち消すことができる。また、請求項2に記
載のように、上記リセット回路内のトランジスタのオフ
バイアスを調整するためのオフバイアス調整回路と、上
記ダイオードの逆バイアスを調整するための逆バイアス
調整回路とを有するものである。このように、オフバイ
アス調整回路及び逆バイアス調整回路を設けることによ
り、上記トランジスタのオフバイアス値を変更するか、
ダイオードの逆バイアス値を変更するか、あるいはその
両方を変更し、ドリフトの原因となるセンサの漏れ電流
の特性に合わせ込むことができる。また、請求項3に記
載のように、周囲温度を検出する温度検出回路と、各温
度における上記トランジスタのオフバイアス値及びダイ
オードの逆バイアス値を記憶している記憶装置と、上記
温度検出回路によって検出された現在の周囲温度に応じ
て、この温度に対応するオフバイアス値及び逆バイアス
値を記憶装置から読み出し、上記オフバイアス調整回路
及び逆バイアス調整回路を制御する制御回路とを有する
ものである。このように、記憶装置から読み出したオフ
バイアス値及び逆バイアス値に基づいて、制御回路がオ
フバイアス調整回路及び逆バイアス調整回路を制御する
ことにより、周囲温度が変化してもドリフトを打ち消す
ことができる。
【0007】また、請求項4に記載のように、印加圧力
による歪みに応じて電荷が発生する圧電素子、圧電素子
の両端に生じた電荷を電圧に変換する積分回路、及び積
分回路をリセットするリセット回路からなるセンサユニ
ットと、センサユニットからのセンサ出力信号を受ける
と共にセンサユニットに対してリセット指令信号を出力
するコントロールユニットとを備えたシステムにおい
て、上記コントロールユニットは、センサユニットから
のセンサ出力信号を受ける信号線とリセット指令信号を
出力する信号線を共通化し、この信号線によりセンサユ
ニットとの接続を行うものであり、上記センサユニット
は、上記信号線に直列に挿入された抵抗と、この抵抗の
両端の電圧をそれぞれ検出してリセット回路を作動させ
るべきか否かを判定するリセット検出回路とを有するも
のである。このように、センサ出力信号受け渡し用の信
号線とリセット指令信号受け渡し用の信号線を共通化
し、センサユニットに抵抗及びリセット検出回路を設け
ることにより、センサユニットとコントロールユニット
間の信号線の数を削減できる。また、請求項5に記載の
ように、上記コントロールユニットは、センサユニット
をリセットするとき、Hレベルの信号とLレベルの信号
を1組とするリセット指令信号を出力するものであり、
上記センサユニット内のリセット検出回路は、ゲート回
路からなり、上記抵抗のセンサユニット側の電圧がゲー
ト回路のHレベル検出電圧で、コントロールユニット側
の電圧がLレベルの場合、あるいはセンサユニット側の
電圧がゲート回路のLレベル検出電圧で、コントロール
ユニット側の電圧がHレベルの場合、上記リセット回路
を作動させるものである。
による歪みに応じて電荷が発生する圧電素子、圧電素子
の両端に生じた電荷を電圧に変換する積分回路、及び積
分回路をリセットするリセット回路からなるセンサユニ
ットと、センサユニットからのセンサ出力信号を受ける
と共にセンサユニットに対してリセット指令信号を出力
するコントロールユニットとを備えたシステムにおい
て、上記コントロールユニットは、センサユニットから
のセンサ出力信号を受ける信号線とリセット指令信号を
出力する信号線を共通化し、この信号線によりセンサユ
ニットとの接続を行うものであり、上記センサユニット
は、上記信号線に直列に挿入された抵抗と、この抵抗の
両端の電圧をそれぞれ検出してリセット回路を作動させ
るべきか否かを判定するリセット検出回路とを有するも
のである。このように、センサ出力信号受け渡し用の信
号線とリセット指令信号受け渡し用の信号線を共通化
し、センサユニットに抵抗及びリセット検出回路を設け
ることにより、センサユニットとコントロールユニット
間の信号線の数を削減できる。また、請求項5に記載の
ように、上記コントロールユニットは、センサユニット
をリセットするとき、Hレベルの信号とLレベルの信号
を1組とするリセット指令信号を出力するものであり、
上記センサユニット内のリセット検出回路は、ゲート回
路からなり、上記抵抗のセンサユニット側の電圧がゲー
ト回路のHレベル検出電圧で、コントロールユニット側
の電圧がLレベルの場合、あるいはセンサユニット側の
電圧がゲート回路のLレベル検出電圧で、コントロール
ユニット側の電圧がHレベルの場合、上記リセット回路
を作動させるものである。
【0008】
【発明の実施の形態】実施の形態の1.次に、本発明の
実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図
1は本発明の第1の実施の形態を示す圧電式圧力センサ
ユニットの回路図である。圧電式圧力センサユニット1
は、一端が後記積分回路の第1の入力端子に接続され他
端が接地された水晶2、第1の入力端子が水晶2の一端
に接続され第2の入力端子が接地された積分回路3、積
分回路3をリセットするためのリセット回路4、アノー
ドが積分回路3の第1の入力端子に接続されカソードが
電源に接続されたドリフト低減用のダイオード5を備え
ている。
実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図
1は本発明の第1の実施の形態を示す圧電式圧力センサ
ユニットの回路図である。圧電式圧力センサユニット1
は、一端が後記積分回路の第1の入力端子に接続され他
端が接地された水晶2、第1の入力端子が水晶2の一端
に接続され第2の入力端子が接地された積分回路3、積
分回路3をリセットするためのリセット回路4、アノー
ドが積分回路3の第1の入力端子に接続されカソードが
電源に接続されたドリフト低減用のダイオード5を備え
ている。
【0009】積分回路3は、第1の入力端子が水晶2の
一端に接続され第2の入力端子が接地されたオペアンプ
21、オペアンプ21の第1の入力端子と出力端子との
間に設けられたコンデンサ22から構成されている。そ
して、リセット回路4は、ドレイン又はソースの一方が
オペアンプ21の第1の入力端子に接続されドレイン又
はソースの他方がオペアンプ21の出力端子に接続され
た電界効果トランジスタ(以下、FETとする)23、
エミッタが電源に接続されコレクタがFET23のゲー
トに接続されたPNPトランジスタ24、一端がトラン
ジスタ24のベースに接続された抵抗25、一端が電源
に接続され他端がトランジスタ24のベースに接続され
た抵抗26、一端がトランジスタ24のコレクタに接続
され他端が電源(負)に接続された抵抗27から構成さ
れている。
一端に接続され第2の入力端子が接地されたオペアンプ
21、オペアンプ21の第1の入力端子と出力端子との
間に設けられたコンデンサ22から構成されている。そ
して、リセット回路4は、ドレイン又はソースの一方が
オペアンプ21の第1の入力端子に接続されドレイン又
はソースの他方がオペアンプ21の出力端子に接続され
た電界効果トランジスタ(以下、FETとする)23、
エミッタが電源に接続されコレクタがFET23のゲー
トに接続されたPNPトランジスタ24、一端がトラン
ジスタ24のベースに接続された抵抗25、一端が電源
に接続され他端がトランジスタ24のベースに接続され
た抵抗26、一端がトランジスタ24のコレクタに接続
され他端が電源(負)に接続された抵抗27から構成さ
れている。
【0010】このような圧電式圧力センサユニット1で
は、印加圧力による歪みに応じて水晶2の両端に電荷が
生じる。積分回路3は、水晶2の両端に生じた電荷を電
圧に変換しセンサ出力信号SEN−OUTとして出力す
る。また、「L」レベルのリセット信号REが抵抗25
の他端に入力されると、トランジスタ24がオン状態と
なり、トランジスタ24のエミッタ−コレクタを介して
FET23のゲートにしきい値以上の電圧が印加され
る。これにより、FET23がオン状態となり、積分回
路3のコンデンサ22が強制放電される。こうして、積
分回路3がリセットされ、累積誤差がキャンセルされ
る。
は、印加圧力による歪みに応じて水晶2の両端に電荷が
生じる。積分回路3は、水晶2の両端に生じた電荷を電
圧に変換しセンサ出力信号SEN−OUTとして出力す
る。また、「L」レベルのリセット信号REが抵抗25
の他端に入力されると、トランジスタ24がオン状態と
なり、トランジスタ24のエミッタ−コレクタを介して
FET23のゲートにしきい値以上の電圧が印加され
る。これにより、FET23がオン状態となり、積分回
路3のコンデンサ22が強制放電される。こうして、積
分回路3がリセットされ、累積誤差がキャンセルされ
る。
【0011】以上のような圧電式圧力センサにおけるド
リフトの主な原因は、積分用コンデンサ22から流出す
るFET23の漏れ電流Ia及びコンデンサ22自身の
漏れ電流Ibの存在である。
リフトの主な原因は、積分用コンデンサ22から流出す
るFET23の漏れ電流Ia及びコンデンサ22自身の
漏れ電流Ibの存在である。
【0012】そこで、本実施の形態では、ドリフトの原
因となるセンサの全漏れ電流(Ia,Ib等の漏れ電流
の和)の特性に似通った漏れ電流特性を有するダイオー
ド5を選定し、このダイオード5をセンサの入力ライン
に図1のような逆バイアス状態で付加する。これによ
り、センサの漏れ電流と同じ大きさで、流れる向きが反
対の補正電流Icをダイオード5から供給する。こうし
て、補正電流Icでセンサの漏れ電流を打ち消すことに
より、見かけ上ドリフトを打ち消すことができ、ドリフ
トを簡易的に低減させることができる。
因となるセンサの全漏れ電流(Ia,Ib等の漏れ電流
の和)の特性に似通った漏れ電流特性を有するダイオー
ド5を選定し、このダイオード5をセンサの入力ライン
に図1のような逆バイアス状態で付加する。これによ
り、センサの漏れ電流と同じ大きさで、流れる向きが反
対の補正電流Icをダイオード5から供給する。こうし
て、補正電流Icでセンサの漏れ電流を打ち消すことに
より、見かけ上ドリフトを打ち消すことができ、ドリフ
トを簡易的に低減させることができる。
【0013】実施の形態の2.図2は本発明の他の実施
の形態を示す圧電式圧力センサユニットの回路図であ
り、図1と同一の構成には同一の符号を付してある。補
正用ダイオードを1つ用いた実施の形態の1の回路では
補正電流が不足して補正しきれない場合、図2に示す圧
電式圧力センサユニット1aのように、補正用ダイオー
ド5−1〜5−nを複数使用する。ダイオード5−1〜
5−nの特性の和により、ドリフトの原因となるセンサ
の全漏れ電流の特性に合わせ込むことができ、見かけ上
ドリフトを打ち消すことができる。
の形態を示す圧電式圧力センサユニットの回路図であ
り、図1と同一の構成には同一の符号を付してある。補
正用ダイオードを1つ用いた実施の形態の1の回路では
補正電流が不足して補正しきれない場合、図2に示す圧
電式圧力センサユニット1aのように、補正用ダイオー
ド5−1〜5−nを複数使用する。ダイオード5−1〜
5−nの特性の和により、ドリフトの原因となるセンサ
の全漏れ電流の特性に合わせ込むことができ、見かけ上
ドリフトを打ち消すことができる。
【0014】実施の形態の3.図3は本発明の他の実施
の形態を示す圧電式圧力センサユニットの回路図であ
り、図1と同一の構成には同一の符号を付してある。補
正用ダイオードの複数使用でも補正しきれない場合、図
3に示す圧電式圧力センサユニット1bのように、リセ
ット回路4内のFET23のオフバイアスを調整するた
めのオフバイアス調整回路6、ダイオード5の逆バイア
スを調整するための逆バイアス調整回路7を付加する。
の形態を示す圧電式圧力センサユニットの回路図であ
り、図1と同一の構成には同一の符号を付してある。補
正用ダイオードの複数使用でも補正しきれない場合、図
3に示す圧電式圧力センサユニット1bのように、リセ
ット回路4内のFET23のオフバイアスを調整するた
めのオフバイアス調整回路6、ダイオード5の逆バイア
スを調整するための逆バイアス調整回路7を付加する。
【0015】抵抗27の他端に接続されたオフバイアス
調整回路6は、出力電圧の調整によってFET23のオ
フバイアス値(オフ時のゲート電圧)を変更することが
可能で、これによりFET23の漏れ電流を変化させる
ことができる。ダイオード5のカソードに接続された逆
バイアス調整回路7は、出力電圧の調整によってダイオ
ード5の逆バイアス値を変更することが可能で、これに
よりダイオード5の漏れ電流を変化させることができ
る。
調整回路6は、出力電圧の調整によってFET23のオ
フバイアス値(オフ時のゲート電圧)を変更することが
可能で、これによりFET23の漏れ電流を変化させる
ことができる。ダイオード5のカソードに接続された逆
バイアス調整回路7は、出力電圧の調整によってダイオ
ード5の逆バイアス値を変更することが可能で、これに
よりダイオード5の漏れ電流を変化させることができ
る。
【0016】こうして、FET23のオフバイアス値を
変更するか、補正用ダイオード5の逆バイアス値を変更
するか、あるいはその両方を変更することにより、ドリ
フトの原因となるセンサの全漏れ電流の特性に合わせ込
むことができ、見かけ上ドリフトを打ち消すことができ
る。
変更するか、補正用ダイオード5の逆バイアス値を変更
するか、あるいはその両方を変更することにより、ドリ
フトの原因となるセンサの全漏れ電流の特性に合わせ込
むことができ、見かけ上ドリフトを打ち消すことができ
る。
【0017】実施の形態の4.図4は本発明の他の実施
の形態を示す圧電式圧力センサユニットの回路図であ
り、図1と同一の構成には同一の符号を付してある。以
上の実施の形態では、補正用ダイオードの漏れ電流特性
に基本的に依存しているため、センサの全漏れ電流特性
のカーブに補正電流のカーブを精度よく合わせたり、温
度特性を改善したりする高精度なドリフト補正は困難で
ある。
の形態を示す圧電式圧力センサユニットの回路図であ
り、図1と同一の構成には同一の符号を付してある。以
上の実施の形態では、補正用ダイオードの漏れ電流特性
に基本的に依存しているため、センサの全漏れ電流特性
のカーブに補正電流のカーブを精度よく合わせたり、温
度特性を改善したりする高精度なドリフト補正は困難で
ある。
【0018】本実施の形態では、図4に示す圧電式圧力
センサユニット1cのように、実施の形態の3の回路に
温度検出回路8、制御回路9、EPROM等の記憶装置
10を付加している。記憶装置10には、各温度におけ
るFET23のオフバイアス値及びダイオード5の逆バ
イアス値が予め記憶されている。
センサユニット1cのように、実施の形態の3の回路に
温度検出回路8、制御回路9、EPROM等の記憶装置
10を付加している。記憶装置10には、各温度におけ
るFET23のオフバイアス値及びダイオード5の逆バ
イアス値が予め記憶されている。
【0019】制御回路9は、温度検出回路8によって検
出された現在の周囲温度に応じて、この温度に対応する
FET23のオフバイアス値及びダイオード5の逆バイ
アス値を記憶装置10から読み出す。そして、制御回路
9は、読み出したオフバイアス値をオフバイアス調整回
路6aに与え、逆バイアス値を逆バイアス調整回路7a
に与える。
出された現在の周囲温度に応じて、この温度に対応する
FET23のオフバイアス値及びダイオード5の逆バイ
アス値を記憶装置10から読み出す。そして、制御回路
9は、読み出したオフバイアス値をオフバイアス調整回
路6aに与え、逆バイアス値を逆バイアス調整回路7a
に与える。
【0020】オフバイアス調整回路6aは、出力電圧の
調整によってFET23のオフバイアス値を制御回路9
から入力された値に変更する。逆バイアス調整回路7a
は、出力電圧の調整によってダイオード5の逆バイアス
値を制御回路9から入力された値に変更する。以上の構
成により、周囲温度が変化してもドリフトを打ち消すこ
とができるので、より高精度なドリフト補正を行うこと
ができる。
調整によってFET23のオフバイアス値を制御回路9
から入力された値に変更する。逆バイアス調整回路7a
は、出力電圧の調整によってダイオード5の逆バイアス
値を制御回路9から入力された値に変更する。以上の構
成により、周囲温度が変化してもドリフトを打ち消すこ
とができるので、より高精度なドリフト補正を行うこと
ができる。
【0021】実施の形態の5.図5は本発明の他の実施
の形態を示す圧電式圧力センサユニットの回路図であ
り、図1、図4と同一の構成には同一の符号を付してあ
る。本実施の形態では、図4の記憶装置10の代わり
に、OTP(one time programmable read onry memor
y)やEEPROM等の書き込み可能な不揮発性メモリ
である記憶装置10aを用いる。これにより、記憶装置
10aに記憶させる補正値の自動設定が可能となり、よ
り高精度なドリフト補正が可能となる。
の形態を示す圧電式圧力センサユニットの回路図であ
り、図1、図4と同一の構成には同一の符号を付してあ
る。本実施の形態では、図4の記憶装置10の代わり
に、OTP(one time programmable read onry memor
y)やEEPROM等の書き込み可能な不揮発性メモリ
である記憶装置10aを用いる。これにより、記憶装置
10aに記憶させる補正値の自動設定が可能となり、よ
り高精度なドリフト補正が可能となる。
【0022】まず、記憶装置10aへの補正値の設定
は、以下の手順で行われる。 (1)図示しない温度設定手段によって圧電式圧力セン
サユニット1dの周囲温度を設定する。 (2)図示しない圧力設定手段によって圧力センサユニ
ット1dの周囲圧力を設定する。 (3)圧力センサユニット1dの温度が設定された周囲
温度と等しくなるように所定の時間をおいた後、制御回
路9aにトリガ信号を与える。
は、以下の手順で行われる。 (1)図示しない温度設定手段によって圧電式圧力セン
サユニット1dの周囲温度を設定する。 (2)図示しない圧力設定手段によって圧力センサユニ
ット1dの周囲圧力を設定する。 (3)圧力センサユニット1dの温度が設定された周囲
温度と等しくなるように所定の時間をおいた後、制御回
路9aにトリガ信号を与える。
【0023】(4)トリガ信号を受けた制御回路9a
は、記憶装置10aに予め記憶された、設定周囲温度及
び設定周囲圧力における基準出力値よりセンサ出力信号
SEN−OUTが大きい場合、信号SEN−OUTが減
少するようにオフバイアス調整回路6a及び逆バイアス
調整回路7aを作動させる。 (5)また、制御回路9aは、上記基準出力値よりセン
サ出力信号SEN−OUTが小さい場合、信号SEN−
OUTが増加するようにオフバイアス調整回路6a及び
逆バイアス調整回路7aを作動させる。 (6)そして、制御回路9aは、上記基準出力値とセン
サ出力信号SEN−OUTが一致した場合、このときの
オフバイアス値と逆バイアス値を温度検出回路8による
検出温度と共に記憶装置10aに書き込む。
は、記憶装置10aに予め記憶された、設定周囲温度及
び設定周囲圧力における基準出力値よりセンサ出力信号
SEN−OUTが大きい場合、信号SEN−OUTが減
少するようにオフバイアス調整回路6a及び逆バイアス
調整回路7aを作動させる。 (5)また、制御回路9aは、上記基準出力値よりセン
サ出力信号SEN−OUTが小さい場合、信号SEN−
OUTが増加するようにオフバイアス調整回路6a及び
逆バイアス調整回路7aを作動させる。 (6)そして、制御回路9aは、上記基準出力値とセン
サ出力信号SEN−OUTが一致した場合、このときの
オフバイアス値と逆バイアス値を温度検出回路8による
検出温度と共に記憶装置10aに書き込む。
【0024】(7)上記の(2)〜(5)の動作を、使
用圧力範囲内で周囲圧力を変えながら数ポイント分繰り
返す。 (8)上記の(1)〜(7)の動作を、使用温度範囲内
で周囲温度を変えながら数ポイント分繰り返す。以上の
ような補正値の設定後、制御回路9aは、記憶装置10
aに記憶された補正値(オフバイアス値と逆バイアス
値)及び検出温度を基に、補正値の補間計算を行い、補
間計算後の補正値と温度を記憶装置10aに書き込む。
用圧力範囲内で周囲圧力を変えながら数ポイント分繰り
返す。 (8)上記の(1)〜(7)の動作を、使用温度範囲内
で周囲温度を変えながら数ポイント分繰り返す。以上の
ような補正値の設定後、制御回路9aは、記憶装置10
aに記憶された補正値(オフバイアス値と逆バイアス
値)及び検出温度を基に、補正値の補間計算を行い、補
間計算後の補正値と温度を記憶装置10aに書き込む。
【0025】実際のドリフト補正においては、制御回路
9aは、温度検出回路8によって検出された現在の周囲
温度に応じて、この温度に対応するFET23のオフバ
イアス値及びダイオード5の逆バイアス値を記憶装置1
0aから読み出し、読み出したオフバイアス値をオフバ
イアス調整回路6aに与え、逆バイアス値を逆バイアス
調整回路7aに与える。
9aは、温度検出回路8によって検出された現在の周囲
温度に応じて、この温度に対応するFET23のオフバ
イアス値及びダイオード5の逆バイアス値を記憶装置1
0aから読み出し、読み出したオフバイアス値をオフバ
イアス調整回路6aに与え、逆バイアス値を逆バイアス
調整回路7aに与える。
【0026】オフバイアス調整回路6aは、出力電圧の
調整によってFET23のオフバイアス値を制御回路9
aから入力された値に変更する。逆バイアス調整回路7
aは、出力電圧の調整によってダイオード5の逆バイア
ス値を制御回路9aから入力された値に変更する。
調整によってFET23のオフバイアス値を制御回路9
aから入力された値に変更する。逆バイアス調整回路7
aは、出力電圧の調整によってダイオード5の逆バイア
ス値を制御回路9aから入力された値に変更する。
【0027】以上のように本実施の形態では、記憶装置
10aへの補正値の設定を自動的に行うことができる。
通常、センサユニット1dに対して設定する周囲温度、
周囲圧力は前もって定められている。そこで、これらの
値と設定順序、そして設定周囲温度及び設定周囲圧力に
おける基準出力値(センサ出力信号SEN−OUTの真
値)を記憶装置10aに予め設定しておけば、各ポイン
トで周囲温度及び周囲圧力を設定し終わった時点でセン
サユニット1dにトリガ信号を与えることを繰り返すだ
けで、自動的に補正値の設定が行える。
10aへの補正値の設定を自動的に行うことができる。
通常、センサユニット1dに対して設定する周囲温度、
周囲圧力は前もって定められている。そこで、これらの
値と設定順序、そして設定周囲温度及び設定周囲圧力に
おける基準出力値(センサ出力信号SEN−OUTの真
値)を記憶装置10aに予め設定しておけば、各ポイン
トで周囲温度及び周囲圧力を設定し終わった時点でセン
サユニット1dにトリガ信号を与えることを繰り返すだ
けで、自動的に補正値の設定が行える。
【0028】よって、複数の圧力センサユニットに対し
て同時に補正値設定を実施することができ、どんなに大
量の圧力センサユニットに対して設定を行う場合でも、
共通のトリガ信号1つを各圧力センサユニットに与える
だけで済む。また、大量の圧力センサユニットの設定を
同時に行えば、1ユニット当たりの補正値設定時間を短
縮することができる。これは、周囲圧力や周囲温度を変
更するのに必要な時間に比べて、補正値を記憶装置10
aに設定する時間は無視できる程短いので、10個のユ
ニットの補正値設定を10回繰り返して100個のユニ
ットの補正値設定を行っても、1000個のユニットの
補正値設定を10回繰り返して10000個のユニット
の補正値設定を行っても、所要時間はほとんど同じだか
らである。
て同時に補正値設定を実施することができ、どんなに大
量の圧力センサユニットに対して設定を行う場合でも、
共通のトリガ信号1つを各圧力センサユニットに与える
だけで済む。また、大量の圧力センサユニットの設定を
同時に行えば、1ユニット当たりの補正値設定時間を短
縮することができる。これは、周囲圧力や周囲温度を変
更するのに必要な時間に比べて、補正値を記憶装置10
aに設定する時間は無視できる程短いので、10個のユ
ニットの補正値設定を10回繰り返して100個のユニ
ットの補正値設定を行っても、1000個のユニットの
補正値設定を10回繰り返して10000個のユニット
の補正値設定を行っても、所要時間はほとんど同じだか
らである。
【0029】実施の形態の6.図6は本発明の他の実施
の形態となる圧電式圧力センサユニットを用いたABS
油圧検出システムのブロック図である。コントロールユ
ニット13は、圧電式圧力センサユニット1eから出力
されたセンサ出力信号SEN−OUTによりセンサユニ
ット1e(水晶2)に印加された圧力を検出し、この検
出圧力を基に各制御値を決定する。
の形態となる圧電式圧力センサユニットを用いたABS
油圧検出システムのブロック図である。コントロールユ
ニット13は、圧電式圧力センサユニット1eから出力
されたセンサ出力信号SEN−OUTによりセンサユニ
ット1e(水晶2)に印加された圧力を検出し、この検
出圧力を基に各制御値を決定する。
【0030】また、センサ出力信号SEN−OUTを受
けるMPU14の入力端子INに接続された信号線と、
リセット指令信号を出力するMPU14の出力端子OU
Tに接続された信号線は、一本化され圧力センサユニッ
ト1eとの接続に供される。圧力センサユニット1e内
では、コントロールユニット13と接続された上記信号
線にリセット検出用の抵抗11が直列に挿入されてい
る。リセット検出回路12は、抵抗11の両端の電圧を
それぞれ検出して、リセット回路4を作動させるべきか
否かを判定する。
けるMPU14の入力端子INに接続された信号線と、
リセット指令信号を出力するMPU14の出力端子OU
Tに接続された信号線は、一本化され圧力センサユニッ
ト1eとの接続に供される。圧力センサユニット1e内
では、コントロールユニット13と接続された上記信号
線にリセット検出用の抵抗11が直列に挿入されてい
る。リセット検出回路12は、抵抗11の両端の電圧を
それぞれ検出して、リセット回路4を作動させるべきか
否かを判定する。
【0031】コントロールユニット13は、通常、圧力
センサユニット1eからのセンサ出力信号SEN−OU
Tを受ける状態ではハイインピーダンスとなるため、抵
抗11にはほとんど電流は流れず、抵抗11の両端には
電位差も生じない。また、圧力センサユニット1eの出
力にはバッファ(オペアンプ21)が設けられているた
め、コントロールユニット13のリセット指令信号出力
による上記信号線のインピーダンス変化に対し、センサ
出力信号SEN−OUTのレベルはほとんど影響されな
い。
センサユニット1eからのセンサ出力信号SEN−OU
Tを受ける状態ではハイインピーダンスとなるため、抵
抗11にはほとんど電流は流れず、抵抗11の両端には
電位差も生じない。また、圧力センサユニット1eの出
力にはバッファ(オペアンプ21)が設けられているた
め、コントロールユニット13のリセット指令信号出力
による上記信号線のインピーダンス変化に対し、センサ
出力信号SEN−OUTのレベルはほとんど影響されな
い。
【0032】よって、コントロールユニット13は、リ
セット検出用抵抗11の追加の影響を受けることなく、
センサ出力信号SEN−OUTを受け取ることができ
る。そして、リセット検出回路12は、抵抗11の両端
の電圧のうち、センサユニット1e側の電圧(センサ出
力信号SEN−OUT)とコントロールユニット13側
の電圧MPU−OUTとを個別に検出でき、センサ出力
信号SEN−OUTとMPU14が出力したリセット指
令信号とを個別に検出できる。
セット検出用抵抗11の追加の影響を受けることなく、
センサ出力信号SEN−OUTを受け取ることができ
る。そして、リセット検出回路12は、抵抗11の両端
の電圧のうち、センサユニット1e側の電圧(センサ出
力信号SEN−OUT)とコントロールユニット13側
の電圧MPU−OUTとを個別に検出でき、センサ出力
信号SEN−OUTとMPU14が出力したリセット指
令信号とを個別に検出できる。
【0033】ここで、抵抗11のセンサユニット1e側
の電圧SEN−OUTが取り得る値は、以下の6つに分
類される。 (a)SEN−OUT<(1/5)VDD (b)(1/5)VDD≦SEN−OUT≦VIL (c)VIL<SEN−OUT<VIH ただし、各ゲートが「L」レベル検出をしている場合 (d)VIL<SEN−OUT<VIH ただし、各ゲートが「H」レベル検出をしている場合 (e)VIH≦SEN−OUT≦(4/5)VDD (f)SEN−OUT>(4/5)VDD
の電圧SEN−OUTが取り得る値は、以下の6つに分
類される。 (a)SEN−OUT<(1/5)VDD (b)(1/5)VDD≦SEN−OUT≦VIL (c)VIL<SEN−OUT<VIH ただし、各ゲートが「L」レベル検出をしている場合 (d)VIL<SEN−OUT<VIH ただし、各ゲートが「H」レベル検出をしている場合 (e)VIH≦SEN−OUT≦(4/5)VDD (f)SEN−OUT>(4/5)VDD
【0034】ただし、VDDは電源電圧である。また、
VILは各ゲートが「L」レベル入力と認識する最大値で
ある。よって、これ以下の電圧を印加すれば、入力電圧
が「L」レベルであることが保証される。同様に、VIH
は各ゲートが「H」レベル入力と認識する最小値であ
る。よって、これ以上の電圧を印加すれば、入力電圧が
「H」レベルであることが保証される。VILHは約0.
3VDD付近の電圧で、VIHは0.7VDD付近の電圧
である。
VILは各ゲートが「L」レベル入力と認識する最大値で
ある。よって、これ以下の電圧を印加すれば、入力電圧
が「L」レベルであることが保証される。同様に、VIH
は各ゲートが「H」レベル入力と認識する最小値であ
る。よって、これ以上の電圧を印加すれば、入力電圧が
「H」レベルであることが保証される。VILHは約0.
3VDD付近の電圧で、VIHは0.7VDD付近の電圧
である。
【0035】また、抵抗11のコントロールユニット1
3側の電圧MPU−OUTが取り得る値は、MPU14
からのリセット指令信号の出力の有無にかかわらず、以
下の3つに分類される。 (g)MPU−OUT<(1/5)VDD (h)(1/5)VDD≦MPU−OUT≦(4/5)
VDD (i)MPU−OUT>(4/5)VDD
3側の電圧MPU−OUTが取り得る値は、MPU14
からのリセット指令信号の出力の有無にかかわらず、以
下の3つに分類される。 (g)MPU−OUT<(1/5)VDD (h)(1/5)VDD≦MPU−OUT≦(4/5)
VDD (i)MPU−OUT>(4/5)VDD
【0036】したがって、抵抗11のセンサユニット1
e側の電圧SEN−OUTとコントロールユニット13
側の電圧MPU−OUTの組み合わせは、6×3=18
通り考えられるが、リセット検出回路12がリセット入
力と判定して、「L」レベルのリセット信号REを出力
するのは、下記の条件を満足した場合である。
e側の電圧SEN−OUTとコントロールユニット13
側の電圧MPU−OUTの組み合わせは、6×3=18
通り考えられるが、リセット検出回路12がリセット入
力と判定して、「L」レベルのリセット信号REを出力
するのは、下記の条件を満足した場合である。
【0037】(イ)リセット検出用抵抗11のセンサユ
ニット1e側の電圧SEN−OUTがゲートICの
「H」レベル検出電圧以上で、コントロールユニット1
3側の電圧MPU−OUTが(1/5)VDD以下 (ロ)リセット検出用抵抗11のセンサユニット1e側
の電圧SEN−OUTがゲートICの「L」レベル検出
電圧以下で、コントロールユニット13側の電圧MPU
−OUTが(4/5)VDD以上
ニット1e側の電圧SEN−OUTがゲートICの
「H」レベル検出電圧以上で、コントロールユニット1
3側の電圧MPU−OUTが(1/5)VDD以下 (ロ)リセット検出用抵抗11のセンサユニット1e側
の電圧SEN−OUTがゲートICの「L」レベル検出
電圧以下で、コントロールユニット13側の電圧MPU
−OUTが(4/5)VDD以上
【0038】つまり、18通りの組み合わせのうち、リ
セット検出回路12がリセット入力と判定して、「L」
レベルのリセット信号REを出力するのは、条件(イ)
を満足する組み合わせとして、電圧SEN−OUTが条
件(d)で、電圧MPU−OUTが条件(g)の場合、
電圧SEN−OUTが条件(e)で、電圧MPU−OU
Tが条件(g)の場合、電圧SEN−OUTが条件
(f)で、電圧MPU−OUTが条件(g)の場合があ
る。
セット検出回路12がリセット入力と判定して、「L」
レベルのリセット信号REを出力するのは、条件(イ)
を満足する組み合わせとして、電圧SEN−OUTが条
件(d)で、電圧MPU−OUTが条件(g)の場合、
電圧SEN−OUTが条件(e)で、電圧MPU−OU
Tが条件(g)の場合、電圧SEN−OUTが条件
(f)で、電圧MPU−OUTが条件(g)の場合があ
る。
【0039】また、条件(ロ)を満足する組み合わせと
して、電圧SEN−OUTが条件(a)で、電圧MPU
−OUTが条件(i)の場合、電圧SEN−OUTが条
件(b)で、電圧MPU−OUTが条件(i)の場合、
電圧SEN−OUTが条件(c)で、電圧MPU−OU
Tが(i)の場合がある。残りの12通りの組み合わせ
は、全てリセットと検出されない。
して、電圧SEN−OUTが条件(a)で、電圧MPU
−OUTが条件(i)の場合、電圧SEN−OUTが条
件(b)で、電圧MPU−OUTが条件(i)の場合、
電圧SEN−OUTが条件(c)で、電圧MPU−OU
Tが(i)の場合がある。残りの12通りの組み合わせ
は、全てリセットと検出されない。
【0040】以上のような動作を実現するリセット検出
回路12の回路図を図7に示す。リセット検出回路12
は、反転入力端子に抵抗11のコントロールユニット1
3側の電圧MPU−OUTが入力されるコンパレータ3
1、非反転入力端子に電圧MPU−OUTが入力される
コンパレータ32、抵抗11のセンサユニット1e側の
電圧SEN−OUTを論理反転させるインバータゲート
33、コンパレータ31の出力と電圧SEN−OUTの
否定論理積をとるNANDゲート34、コンパレータ3
2の出力とインバータゲート33の出力の否定論理積を
とるNANDゲート35、NANDゲート34の出力と
NANDゲート35の出力の論理積をとるANDゲート
36、一端が電源に接続され他端がコンパレータ32の
反転入力端子に接続された抵抗37、一端がコンパレー
タ32の反転入力端子に接続され他端がコンパレータ3
1の非反転入力端子に接続された抵抗38、一端がコン
パレータ31の非反転入力端子に接続され他端が接地さ
れた抵抗39、一端が電源に接続され他端がコンパレー
タ32の出力に接続された抵抗40、一端が電源に接続
され他端がコンパレータ31の出力に接続された抵抗4
1から構成されている。
回路12の回路図を図7に示す。リセット検出回路12
は、反転入力端子に抵抗11のコントロールユニット1
3側の電圧MPU−OUTが入力されるコンパレータ3
1、非反転入力端子に電圧MPU−OUTが入力される
コンパレータ32、抵抗11のセンサユニット1e側の
電圧SEN−OUTを論理反転させるインバータゲート
33、コンパレータ31の出力と電圧SEN−OUTの
否定論理積をとるNANDゲート34、コンパレータ3
2の出力とインバータゲート33の出力の否定論理積を
とるNANDゲート35、NANDゲート34の出力と
NANDゲート35の出力の論理積をとるANDゲート
36、一端が電源に接続され他端がコンパレータ32の
反転入力端子に接続された抵抗37、一端がコンパレー
タ32の反転入力端子に接続され他端がコンパレータ3
1の非反転入力端子に接続された抵抗38、一端がコン
パレータ31の非反転入力端子に接続され他端が接地さ
れた抵抗39、一端が電源に接続され他端がコンパレー
タ32の出力に接続された抵抗40、一端が電源に接続
され他端がコンパレータ31の出力に接続された抵抗4
1から構成されている。
【0041】そして、コンパレータ31の非反転入力端
子の電圧V31は、(1/5)VDDに設定され、コンパ
レータ32の反転入力端子の電圧V32は、(4/5)V
DDに設定されている。
子の電圧V31は、(1/5)VDDに設定され、コンパ
レータ32の反転入力端子の電圧V32は、(4/5)V
DDに設定されている。
【0042】次に、リセット検出回路12の動作を説明
する。条件(イ)を満足した場合、抵抗11のコントロ
ールユニット13側の電圧MPU−OUTが(1/5)
VDD以下なので、コンパレータ31の出力は「H」レ
ベル、コンパレータ32の出力は「L」レベルとなる。
よって、NANDゲート34の第1の入力端子への入力
は「H」レベル、NANDゲート35の第1の入力端子
への入力は「L」レベルとなる。
する。条件(イ)を満足した場合、抵抗11のコントロ
ールユニット13側の電圧MPU−OUTが(1/5)
VDD以下なので、コンパレータ31の出力は「H」レ
ベル、コンパレータ32の出力は「L」レベルとなる。
よって、NANDゲート34の第1の入力端子への入力
は「H」レベル、NANDゲート35の第1の入力端子
への入力は「L」レベルとなる。
【0043】また、条件(イ)を満足した場合、抵抗1
1のセンサユニット1e側の電圧SEN−OUTがゲー
トICの「H」レベル検出電圧以上なので、NANDゲ
ート34の第2の入力端子への入力は「H」レベル、N
ANDゲート35の第2の入力端子への入力はインバー
タゲート33によって論理反転されることにより「L」
レベルとなる。よって、NANDゲート34の出力は
「L」レベル、NANDゲート35の出力は「H」レベ
ルとなるので、ANDゲート36は、「L」レベルのリ
セット信号REを出力する。こうして、リセット回路4
が作動し、積分回路3がリセットされる。
1のセンサユニット1e側の電圧SEN−OUTがゲー
トICの「H」レベル検出電圧以上なので、NANDゲ
ート34の第2の入力端子への入力は「H」レベル、N
ANDゲート35の第2の入力端子への入力はインバー
タゲート33によって論理反転されることにより「L」
レベルとなる。よって、NANDゲート34の出力は
「L」レベル、NANDゲート35の出力は「H」レベ
ルとなるので、ANDゲート36は、「L」レベルのリ
セット信号REを出力する。こうして、リセット回路4
が作動し、積分回路3がリセットされる。
【0044】条件(ロ)を満足した場合、抵抗11のコ
ントロールユニット13側の電圧MPU−OUTが(4
/5)VDD以上なので、コンパレータ31の出力は
「L」レベル、コンパレータ32の出力は「H」レベル
となる。よって、NANDゲート34の第1の入力端子
への入力は「L」レベル、NANDゲート35の第1の
入力端子への入力は「H」レベルとなる。
ントロールユニット13側の電圧MPU−OUTが(4
/5)VDD以上なので、コンパレータ31の出力は
「L」レベル、コンパレータ32の出力は「H」レベル
となる。よって、NANDゲート34の第1の入力端子
への入力は「L」レベル、NANDゲート35の第1の
入力端子への入力は「H」レベルとなる。
【0045】また、条件(ロ)を満足した場合、抵抗1
1のセンサユニット1e側の電圧SEN−OUTがゲー
トICの「L」レベル検出電圧以下なので、NANDゲ
ート34の第2の入力端子への入力は「L」レベル、N
ANDゲート35の第2の入力端子への入力はインバー
タゲート33によって論理反転されることにより「H」
レベルとなる。よって、NANDゲート34の出力は
「H」レベル、NANDゲート35の出力は「L」レベ
ルとなるので、ANDゲート36は、「L」レベルのリ
セット信号REを出力する。こうして、リセット回路4
が作動し、積分回路3がリセットされる。
1のセンサユニット1e側の電圧SEN−OUTがゲー
トICの「L」レベル検出電圧以下なので、NANDゲ
ート34の第2の入力端子への入力は「L」レベル、N
ANDゲート35の第2の入力端子への入力はインバー
タゲート33によって論理反転されることにより「H」
レベルとなる。よって、NANDゲート34の出力は
「H」レベル、NANDゲート35の出力は「L」レベ
ルとなるので、ANDゲート36は、「L」レベルのリ
セット信号REを出力する。こうして、リセット回路4
が作動し、積分回路3がリセットされる。
【0046】上記以外の条件に対しては、ANDゲート
36の出力は「H」レベルとなり、センサユニット1e
はリセットされない。また、センサ出力信号SEN−O
UTのレペルがゲートICのしきい値付近では、NAN
Dゲート34の第2入力端子、インバータゲート33の
入力端子の値が不確定となるが、このときのコンパレー
タ31,32の出力は共に「L」レベルとなるので、N
ANDゲート34の第1入力端子及びNANDゲート3
5の第1入力端子の値が「L」レベルである。よって、
NANDゲート34の第2入力端子、インバータゲート
33の入力端子の値にかかわらず、ANDゲート36の
出力は「H」となり、センサユニット1eはリセットさ
れない。
36の出力は「H」レベルとなり、センサユニット1e
はリセットされない。また、センサ出力信号SEN−O
UTのレペルがゲートICのしきい値付近では、NAN
Dゲート34の第2入力端子、インバータゲート33の
入力端子の値が不確定となるが、このときのコンパレー
タ31,32の出力は共に「L」レベルとなるので、N
ANDゲート34の第1入力端子及びNANDゲート3
5の第1入力端子の値が「L」レベルである。よって、
NANDゲート34の第2入力端子、インバータゲート
33の入力端子の値にかかわらず、ANDゲート36の
出力は「H」となり、センサユニット1eはリセットさ
れない。
【0047】図8はリセット検出用抵抗11の両端の電
圧のうち、コントロールユニット13側の電圧MPU−
OUTの波形を示す図である。コントロールユニット1
3側の電圧MPU−OUTは、MPU14がリセット指
令信号を出力していないとき(図8のセンサ入力期
間)、センサ出力信号SEN−OUTのレベルとなり、
MPU14が出力端子OUTからリセット指令信号を出
力しているとき、リセット指令信号のレベルとなる。
圧のうち、コントロールユニット13側の電圧MPU−
OUTの波形を示す図である。コントロールユニット1
3側の電圧MPU−OUTは、MPU14がリセット指
令信号を出力していないとき(図8のセンサ入力期
間)、センサ出力信号SEN−OUTのレベルとなり、
MPU14が出力端子OUTからリセット指令信号を出
力しているとき、リセット指令信号のレベルとなる。
【0048】ここで、MPU14は、センサユニット1
eをリセットするとき、図8に示すように、「H」レベ
ル((4/5)VDD以上)の信号と「L」レベル
((1/5)VDD以下)の信号を1組とするリセット
指令信号を出力する。このようなリセット指令信号がM
PU14から出力されると、上述の条件(イ)又は
(ロ)の何れかが成立するので、これによりセンサユニ
ット1eのリセットが実施される。
eをリセットするとき、図8に示すように、「H」レベ
ル((4/5)VDD以上)の信号と「L」レベル
((1/5)VDD以下)の信号を1組とするリセット
指令信号を出力する。このようなリセット指令信号がM
PU14から出力されると、上述の条件(イ)又は
(ロ)の何れかが成立するので、これによりセンサユニ
ット1eのリセットが実施される。
【0049】以上のように、コントロールユニット13
から出力するリセット指令信号を「H」レベルの信号と
「L」レベルの信号を1組とする信号とし、リセット検
出回路12をゲート回路によって構成して、ゲート回路
のしきい値を利用することにより、コントロールユニッ
ト13及びリセット検出回路12の構成を複雑にするこ
となく、センサユニット1eとコントロールユニット1
3間の信号線の数を削減できる。
から出力するリセット指令信号を「H」レベルの信号と
「L」レベルの信号を1組とする信号とし、リセット検
出回路12をゲート回路によって構成して、ゲート回路
のしきい値を利用することにより、コントロールユニッ
ト13及びリセット検出回路12の構成を複雑にするこ
となく、センサユニット1eとコントロールユニット1
3間の信号線の数を削減できる。
【0050】本実施の形態のようなリセット検出回路1
2を使用せずにセンサユニット1eとコントロールユニ
ット13間の信号線の数を削減するには、時分割多重、
AM変調、FM変調、パルス変調等の技術によって、1
つの信号線に2つの信号を多重することが必要になる。
しかし、このような技術では、リセット検出回路12及
びコントロールユニット13の構成が複雑になる。
2を使用せずにセンサユニット1eとコントロールユニ
ット13間の信号線の数を削減するには、時分割多重、
AM変調、FM変調、パルス変調等の技術によって、1
つの信号線に2つの信号を多重することが必要になる。
しかし、このような技術では、リセット検出回路12及
びコントロールユニット13の構成が複雑になる。
【0051】なお、本実施の形態では、コントロールユ
ニット13と組み合わせるセンサユニットの1例とし
て、実施の形態の1のセンサユニットを用いているが、
その他のセンサユニットを用いてもよいことは言うまで
もない。また、圧力センサユニットを組み込むシステム
は、ABS油圧検出システムに限らないことは言うまで
もない。
ニット13と組み合わせるセンサユニットの1例とし
て、実施の形態の1のセンサユニットを用いているが、
その他のセンサユニットを用いてもよいことは言うまで
もない。また、圧力センサユニットを組み込むシステム
は、ABS油圧検出システムに限らないことは言うまで
もない。
【0052】
【発明の効果】本発明によれば、請求項1に記載のよう
に、圧電素子と積分回路の入力端子との接続点に逆バイ
アス状態のダイオードを設けることにより、ドリフトの
原因となるセンサの漏れ電流と同じ大きさで、流れる向
きが反対の補正電流をダイオードから供給するので、補
正電流でセンサの漏れ電流を打ち消すことができ、見か
け上ドリフトを打ち消すことができる。その結果、圧力
センサのドリフト補正を安価に実現できる。
に、圧電素子と積分回路の入力端子との接続点に逆バイ
アス状態のダイオードを設けることにより、ドリフトの
原因となるセンサの漏れ電流と同じ大きさで、流れる向
きが反対の補正電流をダイオードから供給するので、補
正電流でセンサの漏れ電流を打ち消すことができ、見か
け上ドリフトを打ち消すことができる。その結果、圧力
センサのドリフト補正を安価に実現できる。
【0053】また、請求項2に記載のように、オフバイ
アス調整回路及び逆バイアス調整回路を設けることによ
り、リセット回路内のトランジスタのオフバイアス値を
変更するか、ダイオードの逆バイアス値を変更するか、
あるいはその両方を変更して、ドリフトの原因となるセ
ンサの漏れ電流の特性に合わせ込むことができ、より高
精度なドリフト補正を実現できる。また、圧力センサ自
体の個々のばらつきを補正できるので、部品精度や造り
込み精度を簡略化でき、圧力センサの部品特性でドリフ
ト低減を行うよりも安価に実現できる。
アス調整回路及び逆バイアス調整回路を設けることによ
り、リセット回路内のトランジスタのオフバイアス値を
変更するか、ダイオードの逆バイアス値を変更するか、
あるいはその両方を変更して、ドリフトの原因となるセ
ンサの漏れ電流の特性に合わせ込むことができ、より高
精度なドリフト補正を実現できる。また、圧力センサ自
体の個々のばらつきを補正できるので、部品精度や造り
込み精度を簡略化でき、圧力センサの部品特性でドリフ
ト低減を行うよりも安価に実現できる。
【0054】また、請求項3に記載のように、温度検出
回路、記憶装置及び制御回路を設けることにより、周囲
温度が変化しても圧力センサのドリフトを打ち消すこと
ができるので、更に高精度なドリフト補正を安価に実現
できる。また、圧力センサ自体の個々のばらつきを補正
できるので、部品精度や造り込み精度を簡略化でき、圧
力センサの部品特性でドリフト低減を行うよりも安価に
実現できる。また、記憶装置に書き込み可能なタイプを
用いれば、記憶装置への補正値(オフバイアス値及び逆
バイアス値)設定を自動化することもでき、複数の圧力
センサに対して同時に補正値設定を実施することもでき
る。
回路、記憶装置及び制御回路を設けることにより、周囲
温度が変化しても圧力センサのドリフトを打ち消すこと
ができるので、更に高精度なドリフト補正を安価に実現
できる。また、圧力センサ自体の個々のばらつきを補正
できるので、部品精度や造り込み精度を簡略化でき、圧
力センサの部品特性でドリフト低減を行うよりも安価に
実現できる。また、記憶装置に書き込み可能なタイプを
用いれば、記憶装置への補正値(オフバイアス値及び逆
バイアス値)設定を自動化することもでき、複数の圧力
センサに対して同時に補正値設定を実施することもでき
る。
【0055】また、請求項4に記載のように、センサ出
力信号受け渡し用の信号線とリセット指令信号受け渡し
用の信号線を共通化し、センサユニットに抵抗及びリセ
ット検出回路を設けることにより、センサユニットとコ
ントロールユニット間の信号線の数を削減できる。その
結果、信号線、コネクタ極数の削減により、ケースの小
型化が可能となり、アクチュエータ内部への実装が容易
となる。
力信号受け渡し用の信号線とリセット指令信号受け渡し
用の信号線を共通化し、センサユニットに抵抗及びリセ
ット検出回路を設けることにより、センサユニットとコ
ントロールユニット間の信号線の数を削減できる。その
結果、信号線、コネクタ極数の削減により、ケースの小
型化が可能となり、アクチュエータ内部への実装が容易
となる。
【0056】また、請求項5に記載のように、リセット
指令信号をHレベルの信号とLレベルの信号を1組とす
る信号とし、リセット検出回路をゲート回路から構成す
ることにより、リセット指令信号を出力するコントロー
ルユニット及びリセット検出回路の構成を複雑にするこ
となく、センサユニットとコントロールユニット間の信
号線の数を削減できる。また、センサ出力信号に対して
異なる判定基準を設けることにより、いかなるセンサ出
力信号レベルに対しても、リセット指令信号の検出が可
能となる。
指令信号をHレベルの信号とLレベルの信号を1組とす
る信号とし、リセット検出回路をゲート回路から構成す
ることにより、リセット指令信号を出力するコントロー
ルユニット及びリセット検出回路の構成を複雑にするこ
となく、センサユニットとコントロールユニット間の信
号線の数を削減できる。また、センサ出力信号に対して
異なる判定基準を設けることにより、いかなるセンサ出
力信号レベルに対しても、リセット指令信号の検出が可
能となる。
【図1】 本発明の第1の実施の形態を示す圧電式圧力
センサユニットの回路図である。
センサユニットの回路図である。
【図2】 本発明の他の実施の形態を示す圧電式圧力セ
ンサユニットの回路図である。
ンサユニットの回路図である。
【図3】 本発明の他の実施の形態を示す圧電式圧力セ
ンサユニットの回路図である。
ンサユニットの回路図である。
【図4】 本発明の他の実施の形態を示す圧電式圧力セ
ンサユニットの回路図である。
ンサユニットの回路図である。
【図5】 本発明の他の実施の形態を示す圧電式圧力セ
ンサユニットの回路図である。
ンサユニットの回路図である。
【図6】 本発明の他の実施の形態となる圧電式圧力セ
ンサユニットを使用したABS油圧検出システムのブロ
ック図である。
ンサユニットを使用したABS油圧検出システムのブロ
ック図である。
【図7】 リセット検出回路の回路図である。
【図8】 リセット検出用抵抗の両端の電圧のうちコン
トロールユニット側の電圧波形を示す図である。
トロールユニット側の電圧波形を示す図である。
【図9】 従来の圧電式圧力センサユニットの回路図で
ある。
ある。
【図10】 図9の圧電式圧力センサユニットを使用し
た従来のABS油圧検出システムのブロック図である。
た従来のABS油圧検出システムのブロック図である。
1、1a、1b、1c、1d、1e…圧電式圧力センサ
ユニット、2…水晶、3…積分回路、4…リセット回
路、5、5−1、5−2…ダイオード、6、6a…オフ
バイアス調整回路、7、7a…逆バイアス調整回路、8
…温度検出回路、9、9a…制御回路、10、10a…
記憶装置、11…抵抗、12…リセット検出回路、13
…コントロールユニット、14…MPU。
ユニット、2…水晶、3…積分回路、4…リセット回
路、5、5−1、5−2…ダイオード、6、6a…オフ
バイアス調整回路、7、7a…逆バイアス調整回路、8
…温度検出回路、9、9a…制御回路、10、10a…
記憶装置、11…抵抗、12…リセット検出回路、13
…コントロールユニット、14…MPU。
Claims (5)
- 【請求項1】 印加圧力による歪みに応じて電荷が発生
する圧電素子と、 圧電素子の両端に生じた電荷を電圧に変換する積分回路
と、 積分回路をリセットするリセット回路と、 前記圧電素子と積分回路の入力端子との接続点に付加さ
れた逆バイアス状態のダイオードとを有することを特徴
とする圧力センサのドリフト低減回路。 - 【請求項2】 請求項1記載の圧力センサのドリフト低
減回路において、 前記リセット回路内のトランジスタのオフバイアスを調
整するためのオフバイアス調整回路と、 前記ダイオードの逆バイアスを調整するための逆バイア
ス調整回路とを有することを特徴とする圧力センサのド
リフト低減回路。 - 【請求項3】 請求項2記載の圧力センサのドリフト低
減回路において、 周囲温度を検出する温度検出回路と、 各温度における前記トランジスタのオフバイアス値及び
ダイオードの逆バイアス値を記憶している記憶装置と、 前記温度検出回路によって検出された現在の周囲温度に
応じて、この温度に対応するオフバイアス値及び逆バイ
アス値を記憶装置から読み出し、前記オフバイアス調整
回路及び逆バイアス調整回路を制御する制御回路とを有
することを特徴とする圧力センサのドリフト低減回路。 - 【請求項4】 印加圧力による歪みに応じて電荷が発生
する圧電素子、圧電素子の両端に生じた電荷を電圧に変
換する積分回路、及び積分回路をリセットするリセット
回路からなるセンサユニットと、センサユニットからの
センサ出力信号を受けると共にセンサユニットに対して
リセット指令信号を出力するコントロールユニットとを
備えたシステムにおいて、 前記コントロールユニットは、センサユニットからのセ
ンサ出力信号を受ける信号線とリセット指令信号を出力
する信号線を共通化し、この信号線によりセンサユニッ
トとの接続を行うものであり、 前記センサユニットは、前記信号線に直列に挿入された
抵抗と、この抵抗の両端の電圧をそれぞれ検出してリセ
ット回路を作動させるべきか否かを判定するリセット検
出回路とを有するものであることを特徴とする圧力セン
サのリセット方式。 - 【請求項5】 請求項4記載の圧力センサのリセット方
式において、 前記コントロールユニットは、センサユニットをリセッ
トするとき、Hレベルの信号とLレベルの信号を1組と
するリセット指令信号を出力するものであり、前記セン
サユニット内のリセット検出回路は、ゲート回路からな
り、前記抵抗のセンサユニット側の電圧がゲート回路の
Hレベル検出電圧で、コントロールユニット側の電圧が
Lレベルの場合、あるいはセンサユニット側の電圧がゲ
ート回路のLレベル検出電圧で、コントロールユニット
側の電圧がHレベルの場合、前記リセット回路を作動さ
せるものであることを特徴とする圧力センサのリセット
方式。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31330797A JPH11148878A (ja) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | 圧力センサのドリフト低減回路及びリセット方式 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31330797A JPH11148878A (ja) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | 圧力センサのドリフト低減回路及びリセット方式 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11148878A true JPH11148878A (ja) | 1999-06-02 |
Family
ID=18039652
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31330797A Pending JPH11148878A (ja) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | 圧力センサのドリフト低減回路及びリセット方式 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11148878A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004289278A (ja) * | 2003-03-19 | 2004-10-14 | Fuji Heavy Ind Ltd | 電荷信号変換アンプ |
JP2009058290A (ja) * | 2007-08-30 | 2009-03-19 | Showa Sokki Corp | チャージアンプ、チャージアンプ装置、及び、バイアス電流補償方法 |
JP2015087283A (ja) * | 2013-10-31 | 2015-05-07 | セイコーエプソン株式会社 | 力検出装置、ロボット、電子部品搬送装置、電子部品検査装置および部品加工装置 |
US9381647B2 (en) | 2013-02-19 | 2016-07-05 | Seiko Epson Corporation | Force detection device, robot, and moving object |
WO2016199626A1 (ja) * | 2015-06-11 | 2016-12-15 | 株式会社村田製作所 | 押圧センサおよび電子機器 |
JPWO2017164183A1 (ja) * | 2016-03-24 | 2019-01-31 | シチズンファインデバイス株式会社 | 圧電センサ |
CN113395049A (zh) * | 2020-03-12 | 2021-09-14 | 精工爱普生株式会社 | 电荷放大器、力传感器以及机器人 |
US11268866B2 (en) | 2019-06-28 | 2022-03-08 | Seiko Epson Corporation | Charge amplifier, force sensor, and robot |
CN117889995A (zh) * | 2024-03-15 | 2024-04-16 | 杭州微纳核芯电子科技有限公司 | 压电传感器控制方法、电路、压电感应***和电子烟 |
-
1997
- 1997-11-14 JP JP31330797A patent/JPH11148878A/ja active Pending
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004289278A (ja) * | 2003-03-19 | 2004-10-14 | Fuji Heavy Ind Ltd | 電荷信号変換アンプ |
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US9873201B2 (en) | 2013-02-19 | 2018-01-23 | Seiko Epson Corporation | Force detection device, robot, and moving object |
JP2015087283A (ja) * | 2013-10-31 | 2015-05-07 | セイコーエプソン株式会社 | 力検出装置、ロボット、電子部品搬送装置、電子部品検査装置および部品加工装置 |
US10352786B2 (en) | 2015-06-11 | 2019-07-16 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Pressing sensor and electronic device |
WO2016199626A1 (ja) * | 2015-06-11 | 2016-12-15 | 株式会社村田製作所 | 押圧センサおよび電子機器 |
JP6288374B2 (ja) * | 2015-06-11 | 2018-03-07 | 株式会社村田製作所 | 押圧センサおよび電子機器 |
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US11506555B2 (en) | 2016-03-24 | 2022-11-22 | Citizen Finedevice Co., Ltd. | Piezoelectric sensor |
US11268866B2 (en) | 2019-06-28 | 2022-03-08 | Seiko Epson Corporation | Charge amplifier, force sensor, and robot |
CN113395049A (zh) * | 2020-03-12 | 2021-09-14 | 精工爱普生株式会社 | 电荷放大器、力传感器以及机器人 |
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CN117889995A (zh) * | 2024-03-15 | 2024-04-16 | 杭州微纳核芯电子科技有限公司 | 压电传感器控制方法、电路、压电感应***和电子烟 |
CN117889995B (zh) * | 2024-03-15 | 2024-06-04 | 杭州微纳核芯电子科技有限公司 | 压电传感器控制方法、电路、压电感应***和电子烟 |
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