JPH02210272A - 電源回路及び前記回路を備えるブリッジ型測定器出力補償回路 - Google Patents
電源回路及び前記回路を備えるブリッジ型測定器出力補償回路Info
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- JPH02210272A JPH02210272A JP1031728A JP3172889A JPH02210272A JP H02210272 A JPH02210272 A JP H02210272A JP 1031728 A JP1031728 A JP 1031728A JP 3172889 A JP3172889 A JP 3172889A JP H02210272 A JPH02210272 A JP H02210272A
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- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野〕
本発明は、出力電圧の温度特性を調整可能な電源回路お
よびこの電源回路を用いてブリッジ型測定器の温度補償
を行うブリッジ型測定器出力補償回路に関する。
よびこの電源回路を用いてブリッジ型測定器の温度補償
を行うブリッジ型測定器出力補償回路に関する。
従来、ブリッジ型測定器の出力補償回路として、例えば
特開昭55−155253号公報に記載されるように、
回路中に設けられた各調整抵抗の抵抗値を調整すること
によって、ブリッジ型測定器の出力勾配や温度特性を調
整するものがある。
特開昭55−155253号公報に記載されるように、
回路中に設けられた各調整抵抗の抵抗値を調整すること
によって、ブリッジ型測定器の出力勾配や温度特性を調
整するものがある。
ここで、上記公報に示される出力補償回路において、温
度特性を補償するための調整抵抗の抵抗値を調整すると
、ブリッジ型測定器が一定温度中にあっても、この抵抗
を流れる電流値が変化する。
度特性を補償するための調整抵抗の抵抗値を調整すると
、ブリッジ型測定器が一定温度中にあっても、この抵抗
を流れる電流値が変化する。
そして、この電流値の変化により、出力回路を流れる電
流値が変化し、結局出力電圧も変化することになる。こ
のように、上記抵抗の抵抗値の調整によって出力電圧の
零点がずれてしまうため、温度特性の調整は出力電圧の
零点調整の前に行わなければならないなど、各調整抵抗
の調整手順には制限があった。
流値が変化し、結局出力電圧も変化することになる。こ
のように、上記抵抗の抵抗値の調整によって出力電圧の
零点がずれてしまうため、温度特性の調整は出力電圧の
零点調整の前に行わなければならないなど、各調整抵抗
の調整手順には制限があった。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、所定温度
においては基準となる定電圧を発生するとともに、発生
電圧の温度特性を変更可能な電源回路を用いることによ
って、ブリッジ型測定器出力の温度特性の調整が他の出
力特性に対して全く影響を与えずに行いえるブリッジ型
測定器出力補償回路を提供すること、および前記電源回
路を提供することを目的とする。
においては基準となる定電圧を発生するとともに、発生
電圧の温度特性を変更可能な電源回路を用いることによ
って、ブリッジ型測定器出力の温度特性の調整が他の出
力特性に対して全く影響を与えずに行いえるブリッジ型
測定器出力補償回路を提供すること、および前記電源回
路を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明による電源回路は、
所定温度において基準電圧を出力として発生し、この出
力の温度特性を調整可能な電源回路であって、 調整可能な定電圧を発生する電圧源と、前記電圧源が発
生する定電圧を前記所定温度において一定の増幅率で増
幅するとともに、この増幅率が前記所定温度との温度差
に応じて変化する増幅手段と、 前記所定温度において前記基準電圧を出力するとともに
、前記増幅手段によって増幅された定電圧と前記電圧源
が発生する定電圧との差に応じて出力電圧を変化させる
出力手段と から構成され、さらにブリッジ型測定器出力補償回路は
、 被測定対象の変化に応じて抵抗値が変化する複数個の検
出素子がブリッジ状に接続されており、かつ、入力端子
と第1、第2の出力端子を有するブリッジ型測定器と、 このブリッジ型測定器の前記入力端子に定電流を供給す
る定電流源と、 前記測定器の第1の出力端子側の出力を一方の入力とし
、前記測定器の第2の出力端子側の出力を第1の抵抗を
介して他方の入力とする演算増幅器と、 所定の基準電圧を出力として発生し、この出力の温度特
性を調整可能な電源回路と、 前記第1の抵抗と前記演算増幅器とを接続する配線中に
一端が接続され、他端が前記電源回路に接続されている
第2の抵抗と、 前記第1の抵抗と前記演算増幅器とを接続する前記配線
中に一端が接続され、前記演算増幅器の出力に応じ、か
つ前記第2の抵抗を流れる電流によって調整された電流
を発生する電圧電流変換回路と から構成される。
力の温度特性を調整可能な電源回路であって、 調整可能な定電圧を発生する電圧源と、前記電圧源が発
生する定電圧を前記所定温度において一定の増幅率で増
幅するとともに、この増幅率が前記所定温度との温度差
に応じて変化する増幅手段と、 前記所定温度において前記基準電圧を出力するとともに
、前記増幅手段によって増幅された定電圧と前記電圧源
が発生する定電圧との差に応じて出力電圧を変化させる
出力手段と から構成され、さらにブリッジ型測定器出力補償回路は
、 被測定対象の変化に応じて抵抗値が変化する複数個の検
出素子がブリッジ状に接続されており、かつ、入力端子
と第1、第2の出力端子を有するブリッジ型測定器と、 このブリッジ型測定器の前記入力端子に定電流を供給す
る定電流源と、 前記測定器の第1の出力端子側の出力を一方の入力とし
、前記測定器の第2の出力端子側の出力を第1の抵抗を
介して他方の入力とする演算増幅器と、 所定の基準電圧を出力として発生し、この出力の温度特
性を調整可能な電源回路と、 前記第1の抵抗と前記演算増幅器とを接続する配線中に
一端が接続され、他端が前記電源回路に接続されている
第2の抵抗と、 前記第1の抵抗と前記演算増幅器とを接続する前記配線
中に一端が接続され、前記演算増幅器の出力に応じ、か
つ前記第2の抵抗を流れる電流によって調整された電流
を発生する電圧電流変換回路と から構成される。
まず、上記のよ・うに構成された電源回路の作用につい
て説明する。
て説明する。
電圧源が発生する定電圧は、増幅手段により所定温度に
おいて例えば増幅率を1として増幅されるものとする。
おいて例えば増幅率を1として増幅されるものとする。
この増幅された定電圧と電圧源が発生する定電圧とは、
大きさが等しいため、両者の差は零となる。このため、
出力手段から出力される電圧は所定温度においては基準
電圧となる。
大きさが等しいため、両者の差は零となる。このため、
出力手段から出力される電圧は所定温度においては基準
電圧となる。
一方、所定温度との温度差が大きくなるにつれて、増幅
手段における増幅率の変化も大きくなる。ここで、所定
温度とは異なる温度中において、電圧源が発生する定電
圧を変化させると、増幅手段の増幅率は一定であるにも
かかわらず、増幅手段によって増幅された定電圧と電圧
源が発生する定電圧との差が変化するため、出力手段か
ら出力される電圧は変化する。すなわち、電圧源が発生
する定電圧値を調整することにより、出力電圧に関して
所望の温度特性を得ることができる。
手段における増幅率の変化も大きくなる。ここで、所定
温度とは異なる温度中において、電圧源が発生する定電
圧を変化させると、増幅手段の増幅率は一定であるにも
かかわらず、増幅手段によって増幅された定電圧と電圧
源が発生する定電圧との差が変化するため、出力手段か
ら出力される電圧は変化する。すなわち、電圧源が発生
する定電圧値を調整することにより、出力電圧に関して
所望の温度特性を得ることができる。
次に、上記の電圧調整回路を有するブリッジ型測定器の
出力補償回路の作用について説明する。
出力補償回路の作用について説明する。
ブリッジ型測定器の出力電圧が温度に応じて変化し、こ
の出力電圧の変化に伴い電圧電流変換回路が発生する電
流値が変化しても、この電流値の変化分を打ち消す電流
が第2の抵抗を流れるように、電源回路の温度特性が設
定されている。ここで、前述のように電源回路は、電圧
源が発生する定電圧を変化させても、所定温度において
は常に基準電圧を出力する。したがって、ブリ・ンジ型
測定器出力の温度特性を調整しても出力電圧の零点にず
れが生じることはなく、それぞれの出力特性を完全に独
立して調整することができる。
の出力電圧の変化に伴い電圧電流変換回路が発生する電
流値が変化しても、この電流値の変化分を打ち消す電流
が第2の抵抗を流れるように、電源回路の温度特性が設
定されている。ここで、前述のように電源回路は、電圧
源が発生する定電圧を変化させても、所定温度において
は常に基準電圧を出力する。したがって、ブリ・ンジ型
測定器出力の温度特性を調整しても出力電圧の零点にず
れが生じることはなく、それぞれの出力特性を完全に独
立して調整することができる。
以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は出力補償回路の全体構成を示すものである。1
,2,3.4はブリッジ型測定器を構成するための検出
素子で、この実施例においては公知の半導体圧力センサ
を構成する拡散抵抗である。
,2,3.4はブリッジ型測定器を構成するための検出
素子で、この実施例においては公知の半導体圧力センサ
を構成する拡散抵抗である。
この圧力センサの構造は図示していないが、シリコン製
ダイヤフラムの感圧領域に反対導電型の不純物を拡散し
て前記抵抗1〜4が形成され、このダイヤフラムへの印
加圧力に応じて各抵抗1〜4に応力歪を与えると、ピエ
ゾ抵抗効果によって自身の抵抗値が変化するものである
。もちろん、ブリッジ型測定器(以下これをセンサ単体
と称す)としては、上述の圧力に限らず磁気、光、湿度
等の各種の検出対象に対する測定器があり、例えば磁気
センサを構成する場合には、前記拡散抵抗1〜4の代わ
りに磁気抵抗素子を用いることによりブリッジ回路を組
むことができ、この磁気センサ等にも同様に本発明を利
用できる。また、受感素子である検出素子は4個に限ら
ず2個等でブリッジ回路を構成しても良い。
ダイヤフラムの感圧領域に反対導電型の不純物を拡散し
て前記抵抗1〜4が形成され、このダイヤフラムへの印
加圧力に応じて各抵抗1〜4に応力歪を与えると、ピエ
ゾ抵抗効果によって自身の抵抗値が変化するものである
。もちろん、ブリッジ型測定器(以下これをセンサ単体
と称す)としては、上述の圧力に限らず磁気、光、湿度
等の各種の検出対象に対する測定器があり、例えば磁気
センサを構成する場合には、前記拡散抵抗1〜4の代わ
りに磁気抵抗素子を用いることによりブリッジ回路を組
むことができ、この磁気センサ等にも同様に本発明を利
用できる。また、受感素子である検出素子は4個に限ら
ず2個等でブリッジ回路を構成しても良い。
また、100は定電流源をなす感度調整回路で、抵抗5
、演算増幅器(以下OPアンプと称す)6、後述する感
度調整用電圧■。を出力する第1の定電圧源7とによっ
て構成され、第1の定電圧源7が出力する電圧■。と抵
抗5の抵抗値とによって決定される一定電流■。を発生
する。
、演算増幅器(以下OPアンプと称す)6、後述する感
度調整用電圧■。を出力する第1の定電圧源7とによっ
て構成され、第1の定電圧源7が出力する電圧■。と抵
抗5の抵抗値とによって決定される一定電流■。を発生
する。
200は電圧・電流変換回路で、OPアンプ810、第
1の抵抗としての抵抗9、トランジスタ11からなり、
ブリッジ回路の出力電圧を、この出力電圧に応じた電流
に変換するものである。300は温度補償回路で、第2
の抵抗としての抵抗12と後述する温度調整用電圧■1
を出力する電源回路としての第2の定電圧源13とから
構成され、出力電圧■。、の温度特性を補償する。また
、400は出力電圧の零点(オフセット)調整回路で、
抵抗14、第3の抵抗としての抵抗15、OPアンプ1
6、後述するオフセット調整用電圧Vzを出力する第3
の定電圧源17とによって構成され、オフセット調整用
電圧v2及び抵抗14.15の設定値と電圧・電流変換
回路200の出力電流の値に応じた出力電圧■。、を発
生するようにしである。また、端子22.24には一定
の直流電圧V0゜が印加され、端子23.24より受感
圧力に比較した出力■。、を発生する。
1の抵抗としての抵抗9、トランジスタ11からなり、
ブリッジ回路の出力電圧を、この出力電圧に応じた電流
に変換するものである。300は温度補償回路で、第2
の抵抗としての抵抗12と後述する温度調整用電圧■1
を出力する電源回路としての第2の定電圧源13とから
構成され、出力電圧■。、の温度特性を補償する。また
、400は出力電圧の零点(オフセット)調整回路で、
抵抗14、第3の抵抗としての抵抗15、OPアンプ1
6、後述するオフセット調整用電圧Vzを出力する第3
の定電圧源17とによって構成され、オフセット調整用
電圧v2及び抵抗14.15の設定値と電圧・電流変換
回路200の出力電流の値に応じた出力電圧■。、を発
生するようにしである。また、端子22.24には一定
の直流電圧V0゜が印加され、端子23.24より受感
圧力に比較した出力■。、を発生する。
次に、上記構成による回路作動について説明する。まず
、ブリッジ回路の第1、第2の出力端子の出力電圧をそ
れぞれV、、V、とする。OPアンプ8はインピーダン
ス変換器を構成しであるためその出力は■。に等しく、
また、演算増幅器10の(−)入力端子の電圧はイマジ
ナルショートにより(+)入力端子の電圧■、にほぼ等
しくな。
、ブリッジ回路の第1、第2の出力端子の出力電圧をそ
れぞれV、、V、とする。OPアンプ8はインピーダン
ス変換器を構成しであるためその出力は■。に等しく、
また、演算増幅器10の(−)入力端子の電圧はイマジ
ナルショートにより(+)入力端子の電圧■、にほぼ等
しくな。
ると仮定すると、抵抗9、抵抗12、及びトランジスタ
11に流れる電流1.、I3及びIgがそれぞれ決定さ
れる。また、電源電圧’VDD及び第3の定電圧源17
の出力電圧■2、抵抗14とにより、この抵抗14に流
れる電流I、が決定され、そこで両型流Is、IKの差
より抵抗15に流れる電mIaが決定され、結局電流I
4よりこの抵抗15の電圧降下分が決定されることから
、出力電圧V outが決定されるわけである。従って
、電圧電流変換回路200の出力電流I2に応じて出力
電圧■。1が変化することになる。
11に流れる電流1.、I3及びIgがそれぞれ決定さ
れる。また、電源電圧’VDD及び第3の定電圧源17
の出力電圧■2、抵抗14とにより、この抵抗14に流
れる電流I、が決定され、そこで両型流Is、IKの差
より抵抗15に流れる電mIaが決定され、結局電流I
4よりこの抵抗15の電圧降下分が決定されることから
、出力電圧V outが決定されるわけである。従って
、電圧電流変換回路200の出力電流I2に応じて出力
電圧■。1が変化することになる。
上述したことを数式を用いて以下に説明する。
抵抗9,12,14.15の抵抗値を前より順番にRq
、R+□r R14+ RISとすると、まず、1
++l5=Iz 従って、 また、 12+ 14= l5 (1)、 (2)式より、 ■。u+L =Vt I 4・RIS=Vz
(Is It) ・RIS= V ott
+ V tans + V ta+*p・・・・・・・
・・(3)′ とする。
、R+□r R14+ RISとすると、まず、1
++l5=Iz 従って、 また、 12+ 14= l5 (1)、 (2)式より、 ■。u+L =Vt I 4・RIS=Vz
(Is It) ・RIS= V ott
+ V tans + V ta+*p・・・・・・・
・・(3)′ とする。
ここで、特にブリッジ回路の一方の出力電圧■。
と第2の定電圧源13が出力する温度調整用電圧■、と
が等しい場合、 (Vs−Vc) ・・・・・・・・
・(4)−■。ff +Vsans
・・・・・・・・・(4)′となる。
が等しい場合、 (Vs−Vc) ・・・・・・・・
・(4)−■。ff +Vsans
・・・・・・・・・(4)′となる。
従って、上記(3)、 (4)式より、各抵抗値R3r
R12+R,4,R,、及び電圧VDII、 V2
、 V+は固定した一定値であるため、出力電圧■。
R12+R,4,R,、及び電圧VDII、 V2
、 V+は固定した一定値であるため、出力電圧■。
uLとしてはブリッジ回路、すなわちセンサ単体の出力
電圧(Va−■、)に応じた電圧が得られることがわか
る。
電圧(Va−■、)に応じた電圧が得られることがわか
る。
出力補償回路の出力電圧■。utは、式(3)′に示さ
れるように、■。2.とV 1ansと■、。1pとか
ら決定される。したがって、これらの電圧■。ff +
■、。n%* VLm@eを調整することにより、出
力電圧■。■の特性を所望の特性に調整することができ
る。以下、それぞれの電圧■。ff r Vl@□r
Vtaapについて詳しく説明する。
れるように、■。2.とV 1ansと■、。1pとか
ら決定される。したがって、これらの電圧■。ff +
■、。n%* VLm@eを調整することにより、出
力電圧■。■の特性を所望の特性に調整することができ
る。以下、それぞれの電圧■。ff r Vl@□r
Vtaapについて詳しく説明する。
まず、電圧■3゜□の項について説明する。
ブリッジ回路の両辺の出力電圧はそれぞれ■、。
vcで示され、OPアンプ6の(+)入力端子の電圧を
Voとすると、イマジナルショートにより(−)入力端
子の電圧もほぼVoに等しくなり、さらに抵抗5の抵抗
値をR3とすると、抵抗5を流れる電流■。は、 で与えられる。また、ブリッジ回路を構成する抵抗1.
2. 3. 4のそれぞれの抵抗値をR,、R,。
Voとすると、イマジナルショートにより(−)入力端
子の電圧もほぼVoに等しくなり、さらに抵抗5の抵抗
値をR3とすると、抵抗5を流れる電流■。は、 で与えられる。また、ブリッジ回路を構成する抵抗1.
2. 3. 4のそれぞれの抵抗値をR,、R,。
R,、R,とすると、ブリッジ回路の出力電圧■6−■
、は となる。
、は となる。
ここで、上記(5)、 (6)式において、抵抗値RI
〜R2が一定であるときに、第1の定電圧源7の出力電
圧(感度調整用電圧)■。を変化させると、(5)式か
ら抵抗5を流れる電流■。が変化し、(6)式から電流
I0の変化に伴い、ブリッジ回路の出力電圧Vi V
cが変化することがわかる。すなわち、ブリッジ型測定
器の愛想圧力が一定であっても、第1の定電圧源7の出
力電圧V0に応じてブリッジ回路の出力電圧V、−V、
が変化することから、ブリッジ回路の感度が変化してい
ることがわかる。
〜R2が一定であるときに、第1の定電圧源7の出力電
圧(感度調整用電圧)■。を変化させると、(5)式か
ら抵抗5を流れる電流■。が変化し、(6)式から電流
I0の変化に伴い、ブリッジ回路の出力電圧Vi V
cが変化することがわかる。すなわち、ブリッジ型測定
器の愛想圧力が一定であっても、第1の定電圧源7の出
力電圧V0に応じてブリッジ回路の出力電圧V、−V、
が変化することから、ブリッジ回路の感度が変化してい
ることがわかる。
第1の定電圧源7は、第2図に示すようにデジタル値を
記憶する不揮発性メモリ701と、このメモリ701に
記憶されているデジタル値をアナログ値に記憶するDA
コンバータとによって構成される。このため、メモリ7
01に書き込むデジタル値により、第1の定電圧源7の
出力端子703に発生する電圧■。を任意に設定するこ
とができる。従って、前述したように、第1の定電圧源
7の出力電圧■。に応じてブリッジ回路の出力電圧V、
−V、が変化するために、メモリ701に書き込むデジ
タル値によって、ブリッジ回路の感度を調整することが
できる。
記憶する不揮発性メモリ701と、このメモリ701に
記憶されているデジタル値をアナログ値に記憶するDA
コンバータとによって構成される。このため、メモリ7
01に書き込むデジタル値により、第1の定電圧源7の
出力端子703に発生する電圧■。を任意に設定するこ
とができる。従って、前述したように、第1の定電圧源
7の出力電圧■。に応じてブリッジ回路の出力電圧V、
−V、が変化するために、メモリ701に書き込むデジ
タル値によって、ブリッジ回路の感度を調整することが
できる。
(VB−VC))は、ブリッジ回路の感度を調整可能な
項であることがわかる。
項であることがわかる。
次に、電圧V Lam90項について説明する。
電圧■、。1は、ブリッジ回路の一方の出力電圧■sと
第2の定電圧源13の出力電圧(温度補償用電圧)■1
との差に応じて決定される。
第2の定電圧源13の出力電圧(温度補償用電圧)■1
との差に応じて決定される。
ここで、第3図に第2の定電圧源13の構成を示す。第
3図において、131はデジタル値を記憶する不揮発性
メモリであり、132は不揮発性メモリ131の出力す
るデジタル値をアナログ値に変換するDAコンバータで
ある。これらメモリ131とDAコンバータ132とが
ら電圧源130が構成されている。なお、143.14
4はアナログ電圧を出力する電圧調整回路である。5゜
Oは増幅回路であり、抵抗136,137及びOPアン
プ138によって構成され、DAコンバータ132の出
力電圧VI″を反転増幅するものである。600は出力
回路であり、抵抗139,140.141及びOPアン
プ142によって構成され、DAコンバータ132の出
力電圧vl゛と増幅回路500によって反転増幅された
出力電圧v1″とを加算して出力端子135から出力す
る。
3図において、131はデジタル値を記憶する不揮発性
メモリであり、132は不揮発性メモリ131の出力す
るデジタル値をアナログ値に変換するDAコンバータで
ある。これらメモリ131とDAコンバータ132とが
ら電圧源130が構成されている。なお、143.14
4はアナログ電圧を出力する電圧調整回路である。5゜
Oは増幅回路であり、抵抗136,137及びOPアン
プ138によって構成され、DAコンバータ132の出
力電圧VI″を反転増幅するものである。600は出力
回路であり、抵抗139,140.141及びOPアン
プ142によって構成され、DAコンバータ132の出
力電圧vl゛と増幅回路500によって反転増幅された
出力電圧v1″とを加算して出力端子135から出力す
る。
以下、上記のように構成された第2の定電圧源の作動に
ついて説明する。
ついて説明する。
メ、そり13.1にデジタル値が書き込まれると、DA
コンバータ132は、このデジタル値に応じたアナログ
値の電圧■1”を出力する。ここで、抵抗136,13
7の抵抗値をそれぞれRI361RI37とし、OPア
ンプ138の(+)入力端子133には電圧調整回路1
43がらの電圧vXが印加されているとすると、増幅回
路500の出力電圧■、”は となる。すなわち、出力電圧■1′は電圧■にを基準と
してDAコンバータ132の出力電圧■1′を反転増幅
したものとなる。そして、反転増幅回路500の出力電
圧v1”とDAコンバータの出力電圧■1”とが出力回
路600に与えられたとき、抵抗139,140,14
1の抵抗値をそれぞれR1!q*R14゜、Ro、とし
、OPアンプ142の(+)入力端子134には電圧調
整回路144からの電圧■、が印加されているとすると
、出力回路の出力電圧■1は、 ・・・・・・・・・(7) で示される。
コンバータ132は、このデジタル値に応じたアナログ
値の電圧■1”を出力する。ここで、抵抗136,13
7の抵抗値をそれぞれRI361RI37とし、OPア
ンプ138の(+)入力端子133には電圧調整回路1
43がらの電圧vXが印加されているとすると、増幅回
路500の出力電圧■、”は となる。すなわち、出力電圧■1′は電圧■にを基準と
してDAコンバータ132の出力電圧■1′を反転増幅
したものとなる。そして、反転増幅回路500の出力電
圧v1”とDAコンバータの出力電圧■1”とが出力回
路600に与えられたとき、抵抗139,140,14
1の抵抗値をそれぞれR1!q*R14゜、Ro、とし
、OPアンプ142の(+)入力端子134には電圧調
整回路144からの電圧■、が印加されているとすると
、出力回路の出力電圧■1は、 ・・・・・・・・・(7) で示される。
ここで、抵抗137は所定温度(例えば室温)の抵抗値
R13?が抵抗136の抵抗値R11,と等しく、かつ
抵抗温度係数が異なる材質によって構成されており、抵
抗137の抵抗値R11?は、RI3? −Rrsh
(1+αT) ただし、α:RI37の抵抗温度係数 T:所定温度との温度差 で示される。さらに、抵抗139,140,141の抵
抗値及び抵抗温度係数が等しいと仮定すれば、出力回路
600の出力電圧V、は、V+=3Vy (2+α
T)Vx+crTV%−3Vv 2 Vx + (V
l’ VW ) crT・・・・・・・・・(8) となる。
R13?が抵抗136の抵抗値R11,と等しく、かつ
抵抗温度係数が異なる材質によって構成されており、抵
抗137の抵抗値R11?は、RI3? −Rrsh
(1+αT) ただし、α:RI37の抵抗温度係数 T:所定温度との温度差 で示される。さらに、抵抗139,140,141の抵
抗値及び抵抗温度係数が等しいと仮定すれば、出力回路
600の出力電圧V、は、V+=3Vy (2+α
T)Vx+crTV%−3Vv 2 Vx + (V
l’ VW ) crT・・・・・・・・・(8) となる。
一方、第1図においてOPアンプ6の(+)入力端子の
電圧を■。とし、抵抗R2を流れる電流を1、とすると
、OPアンプIOの(+)入力端子の電圧■8は、 となる。ここで、ブリッジ回路の抵抗1〜4の抵抗値が
すべて等しくR,である場合、上記の電圧V、は Vs−V。−RsI。 ・・・・・・・・
・(9)となる。(9)式に(5)式を代入すると、と
なる。
電圧を■。とし、抵抗R2を流れる電流を1、とすると
、OPアンプIOの(+)入力端子の電圧■8は、 となる。ここで、ブリッジ回路の抵抗1〜4の抵抗値が
すべて等しくR,である場合、上記の電圧V、は Vs−V。−RsI。 ・・・・・・・・
・(9)となる。(9)式に(5)式を代入すると、と
なる。
ここで、(8)、 ff0)弐より、
・・・・・・・・・00
零となり、出力補償回路の出力電圧V。U、において、
この電圧V teapの項により生じるオフセットが零
となるため、出力電圧■。、のオフセット調整をより簡
単に行うことができる。
この電圧V teapの項により生じるオフセットが零
となるため、出力電圧■。、のオフセット調整をより簡
単に行うことができる。
また、01)式は電圧■、が所定温度においては基・準
電圧V、を出力するとともに、温度変化によりとなるよ
うに、それぞれ電圧Vy、Vxを設定す・・・・・・・
・・00 となる、1′″なわち、上記条件を満足するように、電
圧V、、V、を設定すると、所定温度においてOPアン
プlOの(−)入力端子の電圧vllと第2の定電圧1
f113が出力する電圧■1とが等しくなる。この結果
、電圧V tes、は所定温度において合で変化するこ
とを示している。従って、任意の圧力PIにおいて正の
温度変化、例えば温度が25°Cから80°Cに変化し
たとき、出力電圧■。1がΔ■。、、だけ増加傾向、す
なわち電流I4が減少傾向にあると仮定すると、電圧電
流変換回路200の出力電流■2を減少させるようにす
れば、抵抗14を流れる電流!、が一定のため、電流I
4の減少を防止(補償)できる。ここで、センサ単体の
各抵抗1〜4が正の温度特性を持ち、電圧Vmが温度の
上昇とともにΔ■、たけ低下する場合、OPアンプ10
の(−)入力端子にもイマジナルショートにより電圧V
、が発生するため、抵抗12を流れる電流I3が減少す
る。この電流!3の減少により、電流12も減少するが
、この電流I、の減少により電流I4の減少を確実に防
止するためとなるように、電圧V1を調整する。これに
より、出力電圧■。、の温度特性を確実に補償すること
ができる。
電圧V、を出力するとともに、温度変化によりとなるよ
うに、それぞれ電圧Vy、Vxを設定す・・・・・・・
・・00 となる、1′″なわち、上記条件を満足するように、電
圧V、、V、を設定すると、所定温度においてOPアン
プlOの(−)入力端子の電圧vllと第2の定電圧1
f113が出力する電圧■1とが等しくなる。この結果
、電圧V tes、は所定温度において合で変化するこ
とを示している。従って、任意の圧力PIにおいて正の
温度変化、例えば温度が25°Cから80°Cに変化し
たとき、出力電圧■。1がΔ■。、、だけ増加傾向、す
なわち電流I4が減少傾向にあると仮定すると、電圧電
流変換回路200の出力電流■2を減少させるようにす
れば、抵抗14を流れる電流!、が一定のため、電流I
4の減少を防止(補償)できる。ここで、センサ単体の
各抵抗1〜4が正の温度特性を持ち、電圧Vmが温度の
上昇とともにΔ■、たけ低下する場合、OPアンプ10
の(−)入力端子にもイマジナルショートにより電圧V
、が発生するため、抵抗12を流れる電流I3が減少す
る。この電流!3の減少により、電流12も減少するが
、この電流I、の減少により電流I4の減少を確実に防
止するためとなるように、電圧V1を調整する。これに
より、出力電圧■。、の温度特性を確実に補償すること
ができる。
また、センサ単体の各抵抗1〜4が正の温度特性を持ち
、電圧■8が温度の上昇とともにΔ■、だけ上昇する場
合、及びセンサ単体の各抵抗1〜4が負の温度特性を持
つ場合にも、上記と同様の調整により、出力電圧■。1
.の温度特性を補償することができる。
、電圧■8が温度の上昇とともにΔ■、だけ上昇する場
合、及びセンサ単体の各抵抗1〜4が負の温度特性を持
つ場合にも、上記と同様の調整により、出力電圧■。1
.の温度特性を補償することができる。
次に、電圧V o f fO項について説明する。
電圧■。2.は、(3)、 (4)式かられかるように
、出力電圧■。、のオフセットを調整することができる
項である。この電圧■。ffは第3の定電圧源17が出
力する電圧(オフセット調整用電圧)Vzによって調整
することができ、第3の定電圧源17は、第1の定電圧
源と同様に、デジタル値を記憶するメモリとこのメモリ
に記憶されているデジタル値をアナログ値に変換するD
Aコンバータとによって構成される。したがって、出力
電圧■。1゜のオフセットは、このメモリに記憶させる
デジタル値によって容易に調整することができる。
、出力電圧■。、のオフセットを調整することができる
項である。この電圧■。ffは第3の定電圧源17が出
力する電圧(オフセット調整用電圧)Vzによって調整
することができ、第3の定電圧源17は、第1の定電圧
源と同様に、デジタル値を記憶するメモリとこのメモリ
に記憶されているデジタル値をアナログ値に変換するD
Aコンバータとによって構成される。したがって、出力
電圧■。1゜のオフセットは、このメモリに記憶させる
デジタル値によって容易に調整することができる。
なお、第1、第2、第3の定電圧源7,13゜17のそ
れぞれのメモリを例えばRAMによって構成すれば、ブ
リッジ型測定器の出力特性を固定することなく、任意に
調整することができる。
れぞれのメモリを例えばRAMによって構成すれば、ブ
リッジ型測定器の出力特性を固定することなく、任意に
調整することができる。
また、前述の実施例では、第2の定電圧源13において
、メモリ131とDAコンバータ132とから構成され
る電圧源130からの定電圧を増幅回路500によって
反転増幅していた。これに対し、電圧源130からの定
電圧を反転させずに、かつ温度変化に応じて増幅率が変
化するように増幅し、この増幅された定電圧と電圧源1
30からの定電圧との電圧差を検出し、この検出された
電圧差に基づいて、出力回路からの出力電圧を変化させ
るようにしても良い。
、メモリ131とDAコンバータ132とから構成され
る電圧源130からの定電圧を増幅回路500によって
反転増幅していた。これに対し、電圧源130からの定
電圧を反転させずに、かつ温度変化に応じて増幅率が変
化するように増幅し、この増幅された定電圧と電圧源1
30からの定電圧との電圧差を検出し、この検出された
電圧差に基づいて、出力回路からの出力電圧を変化させ
るようにしても良い。
また、本実施例では、抵抗RI3&と抵抗R1:lの抵
抗値が所定温度において等しいとしたが、抵抗RI3b
と抵抗R13,の抵抗値が所定温度においてに倍となる
よう設定し、かつR+3w=kR,、。とすれば、(7
)式より明らかなように、電圧源130の出力電圧VI
”の値にかかわりなく、かつ、抵抗R13?の温度係数
αを抵抗R1゜と抵抗RI 41との比で決まる値だけ
乗算した値とすることができる。
抗値が所定温度において等しいとしたが、抵抗RI3b
と抵抗R13,の抵抗値が所定温度においてに倍となる
よう設定し、かつR+3w=kR,、。とすれば、(7
)式より明らかなように、電圧源130の出力電圧VI
”の値にかかわりなく、かつ、抵抗R13?の温度係数
αを抵抗R1゜と抵抗RI 41との比で決まる値だけ
乗算した値とすることができる。
また、前述した第2の定電圧源13は、所定温度におい
ては所定の基準電圧を出力するとともに、その出力電圧
の温度特性を任意に調整できるものである。そこで、こ
の第2の定電圧源13をCR発振回路の電源回路に用い
ることにより、CR発振回路の発振周波数の温度特性の
補償を確実に行うことができる。以下、CR発振回路の
電源回路に、第2の定電圧源13を用いた場合について
説明する。
ては所定の基準電圧を出力するとともに、その出力電圧
の温度特性を任意に調整できるものである。そこで、こ
の第2の定電圧源13をCR発振回路の電源回路に用い
ることにより、CR発振回路の発振周波数の温度特性の
補償を確実に行うことができる。以下、CR発振回路の
電源回路に、第2の定電圧源13を用いた場合について
説明する。
第4図は公知のCR発振回路であり、インバータ804
,805,806、抵抗807,808、コンデンサ8
09とから構成され、抵抗808とコンデンサ809と
の時定数により発振周波数が決まってくる。なお、80
1は第2の定電圧源に接続される電源端子、802はア
ース端子、803は出力端子である。
,805,806、抵抗807,808、コンデンサ8
09とから構成され、抵抗808とコンデンサ809と
の時定数により発振周波数が決まってくる。なお、80
1は第2の定電圧源に接続される電源端子、802はア
ース端子、803は出力端子である。
上記のように構成されたCR発振回路において、各イン
バータ804,805,806を構成するトランジスタ
のスイッチング時間、抵抗104、コンデンサ105な
どの温度特性により、発振周波数に温度依存性のあるこ
とは良く知られている。
バータ804,805,806を構成するトランジスタ
のスイッチング時間、抵抗104、コンデンサ105な
どの温度特性により、発振周波数に温度依存性のあるこ
とは良く知られている。
そこで、抵抗808とコンデンサ809との時定数を調
整し、発振周波数f、の出力を得ていた場合に、温度が
所定温度TIからΔTだけ変化し、T、+ΔTとなった
とき、発振周波数r、がΔf1だけ変化し、f1+Δf
、になったと仮定する。このとき、CR発振回路の発振
周波数は電源電圧にも依存するため、端子801に接続
された第2の定電圧源13の出力電圧をV、から■2+
Δ■1に変化させることにより、CR発振回路の発振周
波数を一定に保つことができる。ここで、第2の定電圧
源13の出力電圧は、メモリに書き込むデジタル値にか
かわらず、所定温度において一定であり、すなわち発振
周波数も一定となる。従って、CR発振回路の電源回路
に第2の定電圧源13を用いることによって、発振周波
数が抵抗808とコンデンサ809との時定数のみによ
って設定されるとともに、発振周波数の温度特性を確実
に補償することができる。
整し、発振周波数f、の出力を得ていた場合に、温度が
所定温度TIからΔTだけ変化し、T、+ΔTとなった
とき、発振周波数r、がΔf1だけ変化し、f1+Δf
、になったと仮定する。このとき、CR発振回路の発振
周波数は電源電圧にも依存するため、端子801に接続
された第2の定電圧源13の出力電圧をV、から■2+
Δ■1に変化させることにより、CR発振回路の発振周
波数を一定に保つことができる。ここで、第2の定電圧
源13の出力電圧は、メモリに書き込むデジタル値にか
かわらず、所定温度において一定であり、すなわち発振
周波数も一定となる。従って、CR発振回路の電源回路
に第2の定電圧源13を用いることによって、発振周波
数が抵抗808とコンデンサ809との時定数のみによ
って設定されるとともに、発振周波数の温度特性を確実
に補償することができる。
また、温度上昇により発振周波数がflからf。
−Δftに変化する場合には、第2の定電圧源の出力電
圧がV、から■、−Δ■1に変化させるようにメモリに
記憶させるデジタル値を設定すれば良い。
圧がV、から■、−Δ■1に変化させるようにメモリに
記憶させるデジタル値を設定すれば良い。
〔発明の効果]
以上説明したように、本発明によれば、所定温度におい
て基準電圧を出力し、その出力電圧の温度特性を調整可
能な電源回路を構成することができる。そして、この電
源回路をブリッジ型測定器の出力補償回路に用いた場合
には、ブリッジ型測定器出力の温度特性の調整を他の出
力特性に対して全く影響を与えることなしに行うことが
できる。
て基準電圧を出力し、その出力電圧の温度特性を調整可
能な電源回路を構成することができる。そして、この電
源回路をブリッジ型測定器の出力補償回路に用いた場合
には、ブリッジ型測定器出力の温度特性の調整を他の出
力特性に対して全く影響を与えることなしに行うことが
できる。
第1図は本発明の一実施例を示す電気回路図、第2図は
第1図に示す第1の定電圧源の構成を示す構成図、第3
図は第1図に示す第2の定電圧源の構成を示す電気回路
図、第4図はCR発振回路の電源回路に第2の定電圧源
を採用した構成を示す電気回路図である。 1.2,3.4・・・ブリッジ型測定器を構成するため
の検出素子をなす拡散抵抗、12・・・第2の抵抗、1
3・・・電源回路、100・・・定電流源をなす定電流
回路、200・・・電圧・電流変換回路、300・・・
電源回路と第2の抵抗から構成される温度補償回路、5
00・・・増幅回路、600・・・出力回路、130・
・・電圧源。 代理人弁理士 岡 部 隆 (ばか1名) 第 図
第1図に示す第1の定電圧源の構成を示す構成図、第3
図は第1図に示す第2の定電圧源の構成を示す電気回路
図、第4図はCR発振回路の電源回路に第2の定電圧源
を採用した構成を示す電気回路図である。 1.2,3.4・・・ブリッジ型測定器を構成するため
の検出素子をなす拡散抵抗、12・・・第2の抵抗、1
3・・・電源回路、100・・・定電流源をなす定電流
回路、200・・・電圧・電流変換回路、300・・・
電源回路と第2の抵抗から構成される温度補償回路、5
00・・・増幅回路、600・・・出力回路、130・
・・電圧源。 代理人弁理士 岡 部 隆 (ばか1名) 第 図
Claims (4)
- (1)所定温度において基準電圧を出力として発生し、
この出力の温度特性を調整可能な電源回路であって、 調整可能な定電圧を発生する電圧源と、 前記電圧源が発生する定電圧を前記所定温度において一
定の増幅率で増幅するとともに、この増幅率が前記所定
温度との温度差に応じて変化する増幅手段と、 前記所定温度において前記基準電圧を出力するとともに
、前記増幅手段によって増幅された定電圧と前記電圧源
が発生する定電圧との差に応じて出力電圧を変化させる
出力手段と を備えることを特徴とする電源回路。 - (2)被測定対象の変化に応じて抵抗値が変化する複数
個の検出素子がブリッジ状に接続されており、かつ、入
力端子と第1、第2の出力端子を有するブリッジ型測定
器と、 このブリッジ型測定器の前記入力端子に定電流を供給す
る定電流源と、 前記測定器の第1の出力端子側の出力を一方の入力とし
、前記測定器の第2の出力端子側の出力を第1の抵抗を
介して他方の入力とする演算増幅器と、 所定の基準電圧を出力として発生し、この出力の温度特
性を調整可能な電源回路と、 前記第1の抵抗と前記演算増幅器とを接続する配線中に
一端が接続され、他端が前記電源回路に接続されている
第2の抵抗と、 前記第1の抵抗と前記演算増幅器とを接続する前記配線
中に一端が接続され、前記演算増幅器の出力に応じ、か
つ前記第2の抵抗を流れる電流によって調整された電流
を発生する電圧電流変換回路と を備えることを特徴とするブリッジ型測定器出力補償回
路。 - (3)前記定電流源は、調整可能な定電圧を発生する電
圧源と、前記電圧源が発生する定電圧に応じて前記ブリ
ッジ型測定器の前記入力端子に供給する定電流を変化さ
せる電流変化手段とから構成され、前記電圧源が発生す
る定電圧を調整することにより前記ブリッジ型測定器の
前記入力端子に供給される定電流を変化させて、前記ブ
リッジ型測定器の感度を調整することを特徴とする請求
項1記載のブリッジ型測定器出力補償回路。 - (4)調整可能な定電圧を発生する電圧源と前記電圧源
の出力を一方の入力とし、前記電圧電流変換回路の出力
を他方の入力とするとともに、前記電圧電流変換回路の
出力が第3の抵抗を介して出力側に接続されている演算
増幅器とから構成され、前記電圧電流変換回路が発生す
る電流に応じた電圧を発生するとともに、前記電圧源が
発生する定電圧を調整することによって、前記第3の抵
抗を流れる電流を調整して出力電圧のオフセット電圧を
調整するオフセット調整回路をさらに備えることを特徴
とする請求項1記載のブリッジ型測定器出力補償回路。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1031728A JP2928526B2 (ja) | 1989-02-10 | 1989-02-10 | 電源回路及び前記回路を備えるブリッジ型測定器出力補償回路 |
EP90102498A EP0382217B1 (en) | 1989-02-10 | 1990-02-08 | Power source circuit and bridge type measuring device with output compensating circuit utilizing the same |
EP93109049A EP0566160B1 (en) | 1989-02-10 | 1990-02-08 | Bridge type measuring device with output compensating circuit |
DE69014927T DE69014927T2 (de) | 1989-02-10 | 1990-02-08 | Speiseschaltung und Brücken-Messanordnung mit einer Ausgangssignalausgleichsschaltung. |
DE69029205T DE69029205T2 (de) | 1989-02-10 | 1990-02-08 | Messbrücke mit Ausgangskompensationsschaltkreis |
US07/478,097 US5024101A (en) | 1989-02-10 | 1990-02-09 | Power source circuit and bridge type measuring device with output compensating circuit utilizing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1031728A JP2928526B2 (ja) | 1989-02-10 | 1989-02-10 | 電源回路及び前記回路を備えるブリッジ型測定器出力補償回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02210272A true JPH02210272A (ja) | 1990-08-21 |
JP2928526B2 JP2928526B2 (ja) | 1999-08-03 |
Family
ID=12339102
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1031728A Expired - Lifetime JP2928526B2 (ja) | 1989-02-10 | 1989-02-10 | 電源回路及び前記回路を備えるブリッジ型測定器出力補償回路 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5024101A (ja) |
EP (2) | EP0382217B1 (ja) |
JP (1) | JP2928526B2 (ja) |
DE (2) | DE69029205T2 (ja) |
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CN112651498B (zh) * | 2020-09-22 | 2021-08-31 | 杭州杭越传感科技有限公司 | 一种自学习式电流传感器的温度稳定性提高方法和装置 |
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