JPS63248181A - Integrated sensor - Google Patents
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- JPS63248181A JPS63248181A JP8272787A JP8272787A JPS63248181A JP S63248181 A JPS63248181 A JP S63248181A JP 8272787 A JP8272787 A JP 8272787A JP 8272787 A JP8272787 A JP 8272787A JP S63248181 A JPS63248181 A JP S63248181A
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- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は同一チップ上にセンサ及びそのセンサの出力
信号を処理する信号処理回路を形成したｔＪＡｆａ化セ
ンサに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a tJAfa sensor in which a sensor and a signal processing circuit for processing an output signal of the sensor are formed on the same chip.
（従来の技術及び問題点）
従来、例えば集積化圧力センサにはチップ上に１つの圧
力センサとその信号処理回路が形成されており、圧力セ
ンサが故辞し正常な信号を出ノｊしなくなると信号処理
回路の出力、即ち集積化圧力センサの検出値も異常とな
ってしまっていた。(Prior Art and Problems) Conventionally, for example, an integrated pressure sensor has one pressure sensor and its signal processing circuit formed on a chip. The output of the signal processing circuit, that is, the detected value of the integrated pressure sensor had also become abnormal.
（発明の目的）
この発明は上記問題点を解消し、常に正確な検出値を１
ｑることかでき信頼性の高い集積化センサを提供するこ
とにある。(Objective of the invention) This invention solves the above problems and always provides accurate detection values.
The object of the present invention is to provide a highly reliable integrated sensor that can be used for various purposes.
（問題点を解決するための手段）
この発明は上記目的を達成するためになされたものであ
り、同一チップ上にｍ ｌｋのセンサを形成するととも
に、その各センサの出力信号を入力しその各信号の中か
ら有効な信号を選択してその選択された信号に基づいて
検出値を演算する信号処理回路を形成した集積化センサ
をその要旨とするものである。(Means for Solving the Problems) This invention was made to achieve the above object, and it forms m, l, and k sensors on the same chip, and inputs the output signals of each of the sensors. The gist of the sensor is an integrated sensor formed with a signal processing circuit that selects a valid signal from among the signals and calculates a detected value based on the selected signal.
（作用）
信号処理回路は同一チップ上に形成された複数のセンサ
の出力信号を入力しその各信号の中から有効な信号を選
択してその選択された信号に基づいて検出値を演算する
。その結果、有効な信号のみに基づいて検出値が演算さ
れる。(Operation) The signal processing circuit receives output signals from a plurality of sensors formed on the same chip, selects a valid signal from among the signals, and calculates a detected value based on the selected signal. As a result, the detected value is calculated based only on valid signals.
（実施例）
以下、この発明を集積化圧力センサに具体化した一実施
例を図面に従って説明する。(Example) Hereinafter, an example in which the present invention is embodied in an integrated pressure sensor will be described with reference to the drawings.
第１図に示すように、同一チップ１上には５つの同一の
圧力センサＣ１〜Ｃ５及び各圧力センサＣ１〜Ｃ５に対
応して増幅回路Ａ１〜Ａ５がそれぞれ形成されている。As shown in FIG. 1, five identical pressure sensors C1 to C5 and amplifier circuits A1 to A5 corresponding to the pressure sensors C1 to C5 are formed on the same chip 1, respectively.
尚、本実施例では圧力センサの数は５つとしたが、その
数は適宜変更して形成してよい。In this embodiment, the number of pressure sensors is five, but the number may be changed as appropriate.
又、同一チップ１上に形成されるマルチプレクサ２は前
記各増幅回路Ａ１〜Ａ５を介して各圧力センサＣ１〜Ｃ
５からの出力信号を入力するとともに、同じく同一チッ
プ１上に形成された演算処理回路３からの指令信号によ
りその各圧力センサＣ１〜Ｃ５の出力信号の内のいずれ
か１つの信号を選択し、その選択した信号を同一チップ
１Ｆに形成されたＡ／Ｄ変換器４に出力する。Further, the multiplexer 2 formed on the same chip 1 connects the pressure sensors C1 to C via the amplifier circuits A1 to A5.
5, and selects one of the output signals of each of the pressure sensors C1 to C5 according to a command signal from the arithmetic processing circuit 3, which is also formed on the same chip 1. The selected signal is output to the A/D converter 4 formed on the same chip 1F.
前記演算処理回路３はＡ 、、／ Ｄ変換器４にて各圧
力センサＣ１〜Ｃ５の出力するアナログ信号がデジタル
信号に変換されて入力され、その圧力センサの出力信号
が異常な信号か否か判定するとともに、正常と判定した
圧力センサＣ１〜Ｃ５の出力信号に基づいて検出値を示
す信号を外部に出力する。The arithmetic processing circuit 3 inputs analog signals outputted from each pressure sensor C1 to C5 after being converted into digital signals by an A,.../D converter 4, and determines whether the output signal of the pressure sensor is an abnormal signal or not. At the same time, a signal indicating the detected value is outputted to the outside based on the output signals of the pressure sensors C1 to C5 determined to be normal.
又、開演篩処理回路３には読出し及び川替え可能なメモ
リ（ＲＡＭ）３ａが内蔵され、同メ玉り３ａに前述した
判定にて正常と判定された圧力センサによる検出データ
が古き込まれる。又、同一チップ１上には不揮発性メモ
リ５が形成され、同メモリ５に前述した判定にて宍常と
判定された不良な圧力センサの番号が書き込まれる。Further, the opening sieve processing circuit 3 includes a readable and replaceable memory (RAM) 3a, and old detection data from the pressure sensor determined to be normal in the above-described determination is stored in the RAM 3a. Further, a non-volatile memory 5 is formed on the same chip 1, and the number of the defective pressure sensor determined to be normal in the above-described determination is written into the memory 5.
次に、このように構成した宋積上圧カセンサの作用を第
２図に基づいて説明する。Next, the operation of the Song top pressure sensor constructed as described above will be explained based on FIG. 2.
まず、演算処理回路３は１番目の圧力センサＣ１が不良
かどうかを不揮発性メモリ５を参照して判定するくステ
ップ１）。尚、初期状態においては全ての圧力センサＣ
１〜Ｃ５が正常であるので不揮発性メモリ５には不良な
センサの番号は何も書込まれていない。その結果、演算
処理回路３は１笛目の圧力センサＣ１が正常であると判
断しくステップ２）、マルチプレクサ２にその圧力セン
サＣ１を指示する信号を送りその圧力センサＣ１による
出力信号をＡ／Ｄ変換器４を介して取り込む（ステップ
３）。そして、演算処理回路３はその検出データが正常
か否かを判定、即ち、その入力信号の検出データが予め
定めた上限と下限との制限範囲内にあるかどうかを判定
する（ステップ４）。この際、初期状態においては各圧
力センサ０１〜Ｃ５とも正常であるので取り込んだデー
タは制限範囲内にある。First, the arithmetic processing circuit 3 determines whether the first pressure sensor C1 is defective by referring to the nonvolatile memory 5 (step 1). In addition, in the initial state, all pressure sensors C
1 to C5 are normal, so no numbers of defective sensors are written in the nonvolatile memory 5. As a result, the arithmetic processing circuit 3 determines that the pressure sensor C1 of the first whistle is normal (Step 2), and sends a signal to the multiplexer 2 instructing the pressure sensor C1, and converts the output signal from the pressure sensor C1 into an A/D converter. Capture via converter 4 (step 3). Then, the arithmetic processing circuit 3 determines whether the detected data is normal or not, that is, determines whether the detected data of the input signal is within a predetermined upper and lower limit range (step 4). At this time, since each of the pressure sensors 01 to C5 is normal in the initial state, the captured data is within the limited range.
演算処理回路３はその正常なデータを同回路内のメモリ
３ａに格納しくステップ５）、全センサの選択が終了し
ていないことを確認した後（ステップ６）、次の（２番
目の）圧力センサＣ２を選択する（ステップ７）。演の
処理回路３はこのような処理を繰返し全部のセンサＣ１
〜Ｃ５に対し行なった後、メモリ３ａに保存されたデー
タの平均値を演算しくステップ８）、出力する（ステッ
プ９）。The arithmetic processing circuit 3 stores the normal data in the memory 3a within the circuit (step 5), and after confirming that all sensors have not been selected (step 6), selects the next (second) pressure. Select sensor C2 (step 7). The processing circuit 3 of the performance repeats such processing until all the sensors C1
After carrying out the processing for ~C5, the average value of the data stored in the memory 3a is calculated (step 8) and output (step 9).
演算処理回路３はこのルーチンを常Ｉｔ’；’ｙ繰り返
すことによりデータ出力を行なっている。The arithmetic processing circuit 3 outputs data by repeating this routine It';'y.
そして、長期の使用等により圧力センサＣ１〜Ｃ５のい
ずれかが故障すると、上記ルーチンにおけるステップ４
において、即ち、当該圧力センサからの信号による検出
データが制限範囲内にあるかの判定において範囲内にな
いと、演算処理回路３は同圧力センサが不良と判定する
。この判定に基づいて演算処理回路３はその不良となっ
た圧力センサの番号を不揮発性メモリ５に書込む（ステ
ップ１０）。演算処理回路３はこのように不揮発性メモ
リ５に記憶された圧力センサを次回のルーチン動作にお
いて、ステップ１．２にてその出力信号に基づくデータ
の取込みを行なわず、又、当然に演［１理回路３内のメ
モリ３ａへのデータの格納から除外する。If any of the pressure sensors C1 to C5 breaks down due to long-term use, etc., step 4 in the above routine
In other words, if it is determined whether the detected data based on the signal from the pressure sensor is within the limited range, the arithmetic processing circuit 3 determines that the pressure sensor is defective. Based on this determination, the arithmetic processing circuit 3 writes the number of the defective pressure sensor into the nonvolatile memory 5 (step 10). In the next routine operation of the pressure sensor stored in the non-volatile memory 5, the arithmetic processing circuit 3 does not take in data based on the output signal in step 1.2, and naturally performs the operation [1]. The data is excluded from being stored in the memory 3a in the logic circuit 3.
そして、演算処理回路３はこのように除外された圧力セ
ンサを除く正常な圧力センサによるデータのみをメモリ
３ａに記憶させるとともに、同データによりデータの平
均化（ステップ８）、及び出力を行なう（ステップ９）
。Then, the arithmetic processing circuit 3 stores only data from normal pressure sensors excluding the excluded pressure sensors in the memory 3a, and averages the data (step 8) and outputs the same data (step 8). 9)
.
このように本実施例においては、５つの同一の圧力セン
サＣ１〜Ｃ５に対し各圧力センサＣ１〜Ｃ５のそれぞれ
について正常不良を判断し正常なセンサの出力信号を選
択しその正常なセンサによるデータを平均化し出力する
ようにしたので、その出力される検出値は常に正確なも
のとなり信頼性を高くすることができる。In this way, in this embodiment, for the five same pressure sensors C1 to C5, it is determined whether each pressure sensor C1 to C5 is normal or defective, the output signal of the normal sensor is selected, and the data from the normal sensor is used. Since the values are averaged and output, the output detection values are always accurate and highly reliable.
尚、上記実施例においてはＩＩ処理回路３のメモリ３ａ
に記憶したデータを単純に平均化し出力するだけである
がデータの最大１１１１、最小値を除去した後、平均を
とる等の処理を行ってもよい。In the above embodiment, the memory 3a of the II processing circuit 3
Although the data stored in the data is simply averaged and output, processing such as averaging after removing the maximum 1111 and minimum values of the data may be performed.
又、前記不揮発性メ七り５には中に不良のセンサ番号を
記憶させるだけであったが、伯のデータをも記憶させて
、各圧力センサの出力信号に対し温度特性、直線性、オ
フセット特性等の調整を行なうようにしてもよい。即ち
、例えばセンサ回路に調整用抵抗として各種抵抗値をも
つ抵抗アレーを何局させておき、不揮発性メモリ５のデ
ータにより同抵抗アレーの接続を変化させたり、不揮発
性メモリ５のデータを演算処理し前記アレーを調整する
等を行なってもよい。さらに、ある時点とある時点の間
の圧力センサによるデータの差を不揮発性メモリ５より
読み出し経時変化を蓮出しその補償を演算処理回路３に
演悼させ上記と同様に抵抗アレーの接続を変化させたり
、あるいは＠樟処理回路３で直接演口を実施することに
より経時変化の補償を行なうようにしてもよい。In addition, although the non-volatile memory 5 only stores the defective sensor number, it also stores the data of the defective sensor, and calculates the temperature characteristics, linearity, and offset for the output signal of each pressure sensor. Characteristics etc. may also be adjusted. That is, for example, a sensor circuit may be provided with several resistor arrays having various resistance values as adjustment resistors, and the connections of the resistor arrays may be changed based on the data in the nonvolatile memory 5, or the data in the nonvolatile memory 5 may be processed by arithmetic processing. However, the array may be adjusted. Furthermore, the difference in data from the pressure sensor between a certain point in time is read out from the non-volatile memory 5, the change over time is recorded, and the compensation is performed in the arithmetic processing circuit 3, and the connection of the resistor array is changed in the same manner as above. Alternatively, the change over time may be compensated for by directly performing the performance in the @Chuu processing circuit 3.
さらに、この発明は上記実施例に限定されることなく以
下のように実施してもよい。Furthermore, the present invention is not limited to the above embodiments, but may be implemented as follows.
（イ）上記実施例では同一の圧力センサ（ダイヤフラム
の大きさが等しい圧力センサ）を用いたが、ダイヤフラ
ムの大きさの異なる圧力センサを同一チップ上に形成し
、各センサから出力されたデータを処理するようにして
もよい。(B) In the above embodiment, the same pressure sensor (pressure sensor with the same diaphragm size) was used, but pressure sensors with different diaphragm sizes were formed on the same chip, and the data output from each sensor was It may also be processed.
即ら、一種類の大きさのダイヤフラムを持つ圧力センサ
を同一チップ上に形成した場合、ある特定の周波数とそ
の整数倍の周波数により共振し、正常な信号を出力でき
なくなることがある。しかし、ダイヤフラムの大きさを
その特定周波数の整数比とならないように形成すれば、
複数の圧力センサの中の一つが共振を起こし正常な信号
を出力しなくなっても、他の圧力センサからの信号のみ
を選択処理して、正常な出力を得ることができることと
なる。さらに、ダイヤフラムの大きさと共振周波数の関
係を調べておけば振動周波数センサとして利用すること
も可能となる。That is, when pressure sensors having diaphragms of one type of size are formed on the same chip, they may resonate at a certain frequency and a frequency that is an integral multiple thereof, and may not be able to output a normal signal. However, if the size of the diaphragm is formed so as not to be an integer ratio of that particular frequency,
Even if one of the plurality of pressure sensors causes resonance and ceases to output a normal signal, it is possible to selectively process only the signals from the other pressure sensors to obtain a normal output. Furthermore, if the relationship between the size of the diaphragm and the resonance frequency is investigated, it becomes possible to use it as a vibration frequency sensor.
（ロ）上記（イ）の実施例のように異なるダイヤフラム
の圧力センサを同一チップ上に形成し、圧力センサの直
線性の悪くならない範囲で切り換えて信号を選択有効化
するようにしてもよい。(b) As in the embodiment of (a) above, pressure sensors with different diaphragms may be formed on the same chip, and signals may be selectively enabled by switching within a range that does not deteriorate the linearity of the pressure sensors.
即ち、第３図に示すように例えば圧力がＯ〜Ｐ１の範囲
においては第１の圧力センサによる信号ＳＧＩを選択（
有効化）し、圧力がＰ１〜Ｐ２の範囲においては第２の
圧力センサによる信号ＳＧ２を選択〈有効化）する。こ
れは、圧力センサのダイヤフラムの大ぎさを変化させる
と圧力に対する感度を変化させることができ、ダイヤフ
ラムの大きさを大きくすると圧力感度は上るが直線性が
悪くなり、又、ダイヤフラムの大きさを小さくすると圧
力感度は下がるが直線性がよくなることを利用したもの
である。That is, as shown in FIG. 3, for example, when the pressure is in the range of O to P1, the signal SGI from the first pressure sensor is selected (
When the pressure is in the range of P1 to P2, the signal SG2 from the second pressure sensor is selected (validated). This is because the sensitivity to pressure can be changed by changing the size of the diaphragm of the pressure sensor.Increasing the size of the diaphragm increases the pressure sensitivity, but the linearity deteriorates; This takes advantage of the fact that the pressure sensitivity decreases, but the linearity improves.
従って、このように各圧力センサの出力信号を圧力範囲
毎に逐次選択することにより常に直線性のよい出力信号
にて正確な検出値を得ることができる。尚、この時、使
用さ４れていない圧力センサは、使用している圧力セン
サのバックアップ用として動かせておき、使用中の圧力
センサの信号が異常になった場合、切換えて使用するこ
とができるようにしてもよい。Therefore, by sequentially selecting the output signal of each pressure sensor for each pressure range in this way, accurate detection values can always be obtained with output signals having good linearity. At this time, the pressure sensor that is not being used can be moved as a backup for the pressure sensor that is in use, and can be switched to use if the signal of the pressure sensor that is in use becomes abnormal. You can do it like this.
さらに、切換え時に、切換え前の圧力センサ出力値によ
り次に切換える圧力センサの出力を補正してやれば、さ
らに正確な値を得ることができる。Furthermore, at the time of switching, if the output of the pressure sensor to be switched next is corrected based on the output value of the pressure sensor before switching, a more accurate value can be obtained.
つまり、第３図において、第１の圧力センサによる信号
ＳＧ１から第２の圧力センサによる信号ＳＧ２に切換え
る時、第１の圧力センサによる出力値に第２の圧力セン
サによる出力値が合うように演痺処理回路３で補正をす
る。こうすると、第２の圧力センサよりも第１の圧力セ
ンサの方が感度がよく精度の高いデータが得られるので
第２の圧力センサの出力を第１の圧力センサに合わせて
補正すれば第２の圧力センサの出力をより正確にするこ
とができる。In other words, in FIG. 3, when switching from the signal SG1 from the first pressure sensor to the signal SG2 from the second pressure sensor, the output value from the second pressure sensor is operated to match the output value from the first pressure sensor. The numbness processing circuit 3 performs correction. In this way, the first pressure sensor has higher sensitivity and more accurate data than the second pressure sensor, so if the output of the second pressure sensor is corrected to match the output of the first pressure sensor, the second pressure sensor The output of the pressure sensor can be made more accurate.
さらに、この発明は上記各実施例のように集積化圧力セ
ンサに限られることはなく、他の集積化センサ、例えば
集積化温度センサ等の各種のセンサに具体化してもよい
。Furthermore, the present invention is not limited to the integrated pressure sensor as in each of the above embodiments, but may be embodied in other integrated sensors, such as various types of sensors such as an integrated temperature sensor.
発明の効果
以上詳述したようにこの発明の集積化センサは、常に正
確な検出値を得ることかでき信頼性の高いものとするこ
とができる優れた効果を発揮する。Effects of the Invention As detailed above, the integrated sensor of the present invention exhibits an excellent effect in that it can always obtain accurate detection values and is highly reliable.
第１図はこの発明を具体化した集積化圧力センサを示す
図、ｍ２図はその作用を説明づ゛るためのフローチャー
ト図、第３図は切倒を説明するだめの図である。
図中、１はデツプ、３は演悼処理回路、Ｃ１〜Ｃ５は圧
力センサである。Fig. 1 is a diagram showing an integrated pressure sensor embodying the present invention, Fig. m2 is a flow chart diagram for explaining its operation, and Fig. 3 is a diagram for explaining cutting down. In the figure, 1 is a depth, 3 is a performance processing circuit, and C1 to C5 are pressure sensors.
Claims (1)
その各センサの出力信号を入力しその各信号の中から有
効な信号を選択してその選択された信号に基づいて検出
値を演算する信号処理回路を形成したことを特徴とする
集積化センサ。 ２、複数のセンサはそれぞれ同一の圧力センサであり、
信号処理回路はその各圧力センサの出力信号が予め定め
た範囲内にあるものを選択しその選択された出力信号の
平均値を演算し検出値とするものである特許請求の範囲
第１項に記載の集積化センサ。 ３、複数のセンサはダイヤフラムの大きさの異なる圧力
センサであり、信号処理回路はその各圧力センサの出力
信号を圧力範囲毎に逐次選択するものである特許請求の
範囲第１項に記載の集積化センサ。 ４、複数のセンサは共振周波数の異なるダイヤフラムを
有する圧力センサである特許請求の範囲第１項に記載の
集積化センサ。[Claims] 1. Forming a plurality of sensors on the same chip,
An integrated sensor comprising a signal processing circuit that inputs the output signals of each sensor, selects a valid signal from among the signals, and calculates a detected value based on the selected signal. 2. The plurality of sensors are each the same pressure sensor,
The signal processing circuit selects the output signals of each pressure sensor within a predetermined range, calculates the average value of the selected output signals, and uses it as a detected value. The integrated sensor described. 3. The integrated circuit according to claim 1, wherein the plurality of sensors are pressure sensors having different diaphragm sizes, and the signal processing circuit sequentially selects the output signal of each pressure sensor for each pressure range. sensor. 4. The integrated sensor according to claim 1, wherein the plurality of sensors are pressure sensors having diaphragms with different resonance frequencies.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8272787A JPS63248181A (en) | 1987-04-02 | 1987-04-02 | Integrated sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8272787A JPS63248181A (en) | 1987-04-02 | 1987-04-02 | Integrated sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63248181A true JPS63248181A (en) | 1988-10-14 |
Family
ID=13782449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8272787A Pending JPS63248181A (en) | 1987-04-02 | 1987-04-02 | Integrated sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
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