JPH04337433A - センサ信号の準備処理法および装置 - Google Patents
センサ信号の準備処理法および装置Info
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- JPH04337433A JPH04337433A JP4049772A JP4977292A JPH04337433A JP H04337433 A JPH04337433 A JP H04337433A JP 4049772 A JP4049772 A JP 4049772A JP 4977292 A JP4977292 A JP 4977292A JP H04337433 A JPH04337433 A JP H04337433A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- G01D3/028—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure
- G01D3/036—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure on measuring arrangements themselves
- G01D3/0365—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure on measuring arrangements themselves the undesired influence being measured using a separate sensor, which produces an influence related signal
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は独立形式の請求項の上位
概念に示された方法および装置を前提とする。
概念に示された方法および装置を前提とする。
【０００２】
【従来の技術】ドイツ連邦共和国特許出願公開公報第３
６１２８１０号に、厚膜抵抗圧力センサの出力信号を適
切な回路装置を用いて評価する形式の圧力測定装置が示
されている。この場合、本来のセンサ装置を構成する厚
膜抵抗はブリッジ回路として設けられており、この場合
このブリッジ回路は、圧力印加により弾性変形する基板
上に取り付けられている。圧力印加によりブリッジ抵抗
の値が変化し、そのためブリッジが不平衡になってブリ
ッジ対角分岐から測定信号が取り出せる。
６１２８１０号に、厚膜抵抗圧力センサの出力信号を適
切な回路装置を用いて評価する形式の圧力測定装置が示
されている。この場合、本来のセンサ装置を構成する厚
膜抵抗はブリッジ回路として設けられており、この場合
このブリッジ回路は、圧力印加により弾性変形する基板
上に取り付けられている。圧力印加によりブリッジ抵抗
の値が変化し、そのためブリッジが不平衡になってブリ
ッジ対角分岐から測定信号が取り出せる。
【０００３】厚膜抵抗圧力センサも回路装置も温度誤差
を有するため、温度経過を、温度に依存する抵抗を用い
て補償する必要がある。
を有するため、温度経過を、温度に依存する抵抗を用い
て補償する必要がある。
【０００４】この装置の改善が、ドイツ連邦共和国特許
出願公開公報第３９０８７９５号に示されている。ここ
には圧力測定方法および装置が提案されており、この場
合、センサエレメントが２つの厚膜抵抗ブリッジ回路か
ら形成されている。評価回路において温度補償，オフセ
ット補正，およびセンサ出力信号の直線化が行なわれ、
これにより評価の際の精度が改善される。しかしこの第
３９０８７９５号公報に示された装置は次の欠点を有す
る。即ちこれが著しく高価であり、さらに温度補償の目
的にＮＴＣ抵抗が即ち負の温度係数を有する抵抗−その
温度係数は狭い温度範囲においてしか一定でない−が必
要とされる。
出願公開公報第３９０８７９５号に示されている。ここ
には圧力測定方法および装置が提案されており、この場
合、センサエレメントが２つの厚膜抵抗ブリッジ回路か
ら形成されている。評価回路において温度補償，オフセ
ット補正，およびセンサ出力信号の直線化が行なわれ、
これにより評価の際の精度が改善される。しかしこの第
３９０８７９５号公報に示された装置は次の欠点を有す
る。即ちこれが著しく高価であり、さらに温度補償の目
的にＮＴＣ抵抗が即ち負の温度係数を有する抵抗−その
温度係数は狭い温度範囲においてしか一定でない−が必
要とされる。
【０００５】
【発明の解決すべき課題】本考案の課題は、前記の欠点
を回避した方法および装置を提供することである。
を回避した方法および装置を提供することである。
【０００６】
【課題解決のための手段】前記課題は、請求項１および
請求項３に示された構成により、解決されている。
請求項３に示された構成により、解決されている。
【０００７】
【発明の効果】請求項１および３の特徴部分に示されて
いる構成を有する本発明の方法および装置は、従来技術
による公知の方法および効果に比較して、ＮＴＣ抵抗で
はなくネガテイブインピーダンス変換器の使用により、
センサ信号増幅のためにおよびセンサ信号の非直線性の
補正のために、著しくわずかな回路費用しか必要とされ
ない利点を有する。
いる構成を有する本発明の方法および装置は、従来技術
による公知の方法および効果に比較して、ＮＴＣ抵抗で
はなくネガテイブインピーダンス変換器の使用により、
センサ信号増幅のためにおよびセンサ信号の非直線性の
補正のために、著しくわずかな回路費用しか必要とされ
ない利点を有する。
【０００８】感度の温度特性の補償はネガテイブ・イン
ピーダンス変換器（ＮＩＣ）の使用により同じく著しく
簡単化される。何故ならば広い温度範囲にわたり一定の
設定可能な温度係数が得られるからである。
ピーダンス変換器（ＮＩＣ）の使用により同じく著しく
簡単化される。何故ならば広い温度範囲にわたり一定の
設定可能な温度係数が得られるからである。
【０００９】ブリッジ回路のオフセットの補償平衡化も
、わずかな回路費用と向上された精度とセンサ信号温度
特性へ及ぼされる最小の影響により、可能となる、何故
ならば信号取り出しが中間タップを有する厚膜トリムポ
テンショメータを介して行なわれるからである。
、わずかな回路費用と向上された精度とセンサ信号温度
特性へ及ぼされる最小の影響により、可能となる、何故
ならば信号取り出しが中間タップを有する厚膜トリムポ
テンショメータを介して行なわれるからである。
【００１０】
【実施例】次に本発明の実施例を図面を用いて説明する
。
。
【００１１】図１に示された回路装置は、Ｕ＋で示され
た給電電圧端子と、Ｕ−で示されアースに接続されてい
る電圧端子との間で作動される。
た給電電圧端子と、Ｕ−で示されアースに接続されてい
る電圧端子との間で作動される。
【００１２】本来のセンサ１０は２つのセンサエレメン
ト１１，１２から構成されている。これらのセンサエレ
メントは抵抗ブリッジ回路Ｒ１〜Ｒ４およびＲ５〜Ｒ８
であり、それらの給電対角分岐は、一方では演算増幅器
ＯＰ１の出力側へおよびプルアップ抵抗Ｒ１５へ接続さ
れており、他方では直接アースへ接続されている。給電
対角分岐とは、給電電圧へ接続されているブリッジ回路
のことである。
ト１１，１２から構成されている。これらのセンサエレ
メントは抵抗ブリッジ回路Ｒ１〜Ｒ４およびＲ５〜Ｒ８
であり、それらの給電対角分岐は、一方では演算増幅器
ＯＰ１の出力側へおよびプルアップ抵抗Ｒ１５へ接続さ
れており、他方では直接アースへ接続されている。給電
対角分岐とは、給電電圧へ接続されているブリッジ回路
のことである。
【００１３】センサエレメント１１の他方の対角分岐は
厚膜トリムポテンショメータＲ１３の中間タップを介し
て、演算増幅器ＯＰ１の反転入力側と接続されている。 このブリッジ対角分岐の他方の辺は、演算増幅器ＯＰ１
の非反転入力側と直接接続されている。厚膜トリムポテ
ンショメータＲ１３の他の両方の端子は、第１のセンサ
エレメント１１の給電対角分岐と接続されている。
厚膜トリムポテンショメータＲ１３の中間タップを介し
て、演算増幅器ＯＰ１の反転入力側と接続されている。 このブリッジ対角分岐の他方の辺は、演算増幅器ＯＰ１
の非反転入力側と直接接続されている。厚膜トリムポテ
ンショメータＲ１３の他の両方の端子は、第１のセンサ
エレメント１１の給電対角分岐と接続されている。
【００１４】給電端子Ｕ＋とアースとの間にさらに分圧
器Ｒ１１，Ｒ１２が接続されている。この場合、抵抗Ｒ
１１とＲ１２との接続点は抵抗Ｒ９を介して同じく、演
算増幅器ＯＰ１の非反転入力側と接続されている。セン
サエレメント１１，演算増幅器ＯＰ１，抵抗Ｒ９，Ｒ１
１およびＲ１２ならびに厚膜トリムポテンショメータＲ
１３を、以下の機能説明において回路段１と称する。
器Ｒ１１，Ｒ１２が接続されている。この場合、抵抗Ｒ
１１とＲ１２との接続点は抵抗Ｒ９を介して同じく、演
算増幅器ＯＰ１の非反転入力側と接続されている。セン
サエレメント１１，演算増幅器ＯＰ１，抵抗Ｒ９，Ｒ１
１およびＲ１２ならびに厚膜トリムポテンショメータＲ
１３を、以下の機能説明において回路段１と称する。
【００１５】センサエレメント１２はその給電対角分岐
で演算増幅器ＯＰ１の出力側へ接続されており、他方で
はアースと接続されている。このセンサエレメント１２
は厚膜トリムポテンショメータＲ１４の中間タップを介
して、演算増幅器ＯＰ２の非反転入力側と接続されてい
る。この演算増幅器の反転入力側はセンサエレメント１
２のこのブリッジ対角分岐の他方の辺と接続されている
。厚膜トリムポテンショメータＲ１４の両方の他方の端
子は、センサエレメント１２の給電対角分岐と接続され
ている。
で演算増幅器ＯＰ１の出力側へ接続されており、他方で
はアースと接続されている。このセンサエレメント１２
は厚膜トリムポテンショメータＲ１４の中間タップを介
して、演算増幅器ＯＰ２の非反転入力側と接続されてい
る。この演算増幅器の反転入力側はセンサエレメント１
２のこのブリッジ対角分岐の他方の辺と接続されている
。厚膜トリムポテンショメータＲ１４の両方の他方の端
子は、センサエレメント１２の給電対角分岐と接続され
ている。
【００１６】演算増幅器ＯＰ２の出力側は、抵抗Ｒ１０
を介してその反転入力側と接続されており、さらに抵抗
Ｒ１６を介して、抵抗Ｒ１１とＲ１２との接続点に接続
されている。
を介してその反転入力側と接続されており、さらに抵抗
Ｒ１６を介して、抵抗Ｒ１１とＲ１２との接続点に接続
されている。
【００１７】もう１つの分岐が演算増幅器ＯＰ２の出力
側から抵抗Ｒ１７を介して、演算増幅器ＯＰ３の非反転
入力側へ導びかれている。
側から抵抗Ｒ１７を介して、演算増幅器ＯＰ３の非反転
入力側へ導びかれている。
【００１８】第２のセンサエレメント１２，演算増幅器
ＯＰ２，抵抗Ｒ１０ならびに厚膜トリムポテンショメー
タＲ１４を、回路段２と称する。
ＯＰ２，抵抗Ｒ１０ならびに厚膜トリムポテンショメー
タＲ１４を、回路段２と称する。
【００１９】前述の抵抗Ｒ１７は、別の抵抗Ｒ１９，Ｒ
２０ならびにＲ１８および演算増幅器ＯＰ３と接続され
ている。この抵抗Ｒ１７は、以下では回路段３と称され
る回路装置を構成する。演算増幅器ＯＰ３のこの結線は
、ネガテスブインピーダンス変換器（ＮＩＣ）としても
知られている。
２０ならびにＲ１８および演算増幅器ＯＰ３と接続され
ている。この抵抗Ｒ１７は、以下では回路段３と称され
る回路装置を構成する。演算増幅器ＯＰ３のこの結線は
、ネガテスブインピーダンス変換器（ＮＩＣ）としても
知られている。
【００２０】抵抗器Ｒ１８は別の演算増幅器ＯＰ４の反
転入力側と接続されている。この演算増幅器は通常の様
に、給電電圧端子Ｕ＋とアースとの間に接続されている
。演算増幅器ＯＰ４の非反転入力側は抵抗Ｒ２２を介し
てアースと接続され、さらに抵抗Ｒ２１を介して給電電
圧端子と接続されている。
転入力側と接続されている。この演算増幅器は通常の様
に、給電電圧端子Ｕ＋とアースとの間に接続されている
。演算増幅器ＯＰ４の非反転入力側は抵抗Ｒ２２を介し
てアースと接続され、さらに抵抗Ｒ２１を介して給電電
圧端子と接続されている。
【００２１】演算増幅器ＯＰ４の出力側は抵抗Ｒ３７を
介して、この回路の出力端子Ａと接続されている。この
出力端子Ａはさらに抵抗Ｒ３２を介してアースと接続さ
れ、さらに抵抗Ｒ３３を介して給電電圧端子Ｕ＋と接続
されている。コンデンサＣ３が演算増幅器ＯＰ４の出力
側とその反転入力側との間に接続されている。
介して、この回路の出力端子Ａと接続されている。この
出力端子Ａはさらに抵抗Ｒ３２を介してアースと接続さ
れ、さらに抵抗Ｒ３３を介して給電電圧端子Ｕ＋と接続
されている。コンデンサＣ３が演算増幅器ＯＰ４の出力
側とその反転入力側との間に接続されている。
【００２２】演算増幅器ＯＰ４，ＯＰ４と接続されてい
る抵抗Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ３２，Ｒ３３，Ｒ３６および
Ｒ３７ならびにコンデンサＣ３を有する回路部を、以下
では回路段４と称する。この回路段は加算増幅器を構成
する。抵抗Ｒ２３〜Ｒ３１ならびに抵抗Ｒ３４とＲ３５
を含む抵抗回路網は、給電電圧端子Ｕ＋とアースとの間
に接続されている。
る抵抗Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ３２，Ｒ３３，Ｒ３６および
Ｒ３７ならびにコンデンサＣ３を有する回路部を、以下
では回路段４と称する。この回路段は加算増幅器を構成
する。抵抗Ｒ２３〜Ｒ３１ならびに抵抗Ｒ３４とＲ３５
を含む抵抗回路網は、給電電圧端子Ｕ＋とアースとの間
に接続されている。
【００２３】これまで説明した構成部品のほかに、さら
にコンデンサＣ１が給電電圧端子Ｕ＋とアースとの間に
設けられており、さらにコンデンサＣ２がアースと出力
端子Ａとの間に設けられている。
にコンデンサＣ１が給電電圧端子Ｕ＋とアースとの間に
設けられており、さらにコンデンサＣ２がアースと出力
端子Ａとの間に設けられている。
【００２４】第１センサエレメントの抵抗Ｒ１−Ｒ４，
第２センサエレメントの抵抗Ｒ５−Ｒ８ならびに抵抗Ｒ
９とＲ１０は、同じ抵抗ペーストから製造されている。
第２センサエレメントの抵抗Ｒ５−Ｒ８ならびに抵抗Ｒ
９とＲ１０は、同じ抵抗ペーストから製造されている。
【００２５】厚膜ポテンショメータＲ１３，Ｒ１４は、
トリミングに適する安定性の抵抗ペーストから製造され
ている。そのためトリミング工程の場合に不所望のエラ
ーが生じない。
トリミングに適する安定性の抵抗ペーストから製造され
ている。そのためトリミング工程の場合に不所望のエラ
ーが生じない。
【００２６】抵抗Ｒ１８〜Ｒ２５ならびにＲ２８，Ｒ２
９ならびにＲ３２〜Ｒ３７はトリミング可能であり適切
に調整される。抵抗Ｒ２６，Ｒ２７，Ｒ３０，Ｒ３１は
、負の温度係数を有するＮＴＣ抵抗である。抵抗Ｒ１７
，Ｒ２８，Ｒ２５，Ｒ２９は、正の温度係数を有するＰ
ＴＣ抵抗である。
９ならびにＲ３２〜Ｒ３７はトリミング可能であり適切
に調整される。抵抗Ｒ２６，Ｒ２７，Ｒ３０，Ｒ３１は
、負の温度係数を有するＮＴＣ抵抗である。抵抗Ｒ１７
，Ｒ２８，Ｒ２５，Ｒ２９は、正の温度係数を有するＰ
ＴＣ抵抗である。
【００２７】この回路装置の動作および平衡過程の詳細
回路段１ 回路段１の演算増幅器ＯＰ１−これにセンサエレメント
１１の信号Ｓ１が導びかれる−は、ネガテイブインピー
ダンス変換器（ＮＩＣ）として接続されている。この場
合、センサエレメント１１の抵抗Ｒ１〜Ｒ４は、ＮＩＣ
の結線を直接構成する。演算増幅器ＯＰ１の増幅度は、
抵抗Ｒ９とブリッジ分岐Ｒ１，Ｒ２の内部抵抗との比に
より定められる。センサエレメント１１の抵抗Ｒ１〜Ｒ
４ならびに抵抗Ｒ９は同じセンサ抵抗ペーストから製造
される。これにより増幅度の狭い配分が保証される。演
算増幅器ＯＰ１の動作点は分圧器Ｒ１１／Ｒ１２により
設定される。演算増幅器の出力側に電圧Ｕ１５が現われ
る。抵抗Ｒ１１とＲ１２の接続点の電圧はＵ１２で示さ
れている。
回路段１ 回路段１の演算増幅器ＯＰ１−これにセンサエレメント
１１の信号Ｓ１が導びかれる−は、ネガテイブインピー
ダンス変換器（ＮＩＣ）として接続されている。この場
合、センサエレメント１１の抵抗Ｒ１〜Ｒ４は、ＮＩＣ
の結線を直接構成する。演算増幅器ＯＰ１の増幅度は、
抵抗Ｒ９とブリッジ分岐Ｒ１，Ｒ２の内部抵抗との比に
より定められる。センサエレメント１１の抵抗Ｒ１〜Ｒ
４ならびに抵抗Ｒ９は同じセンサ抵抗ペーストから製造
される。これにより増幅度の狭い配分が保証される。演
算増幅器ＯＰ１の動作点は分圧器Ｒ１１／Ｒ１２により
設定される。演算増幅器の出力側に電圧Ｕ１５が現われ
る。抵抗Ｒ１１とＲ１２の接続点の電圧はＵ１２で示さ
れている。
【００２８】中間タップＲ１３を有する厚膜トリムポテ
ンショメータがセンサエレメント１１のブリッジオフセ
ットを補償する。このセンサエレメントは、ほとんど演
算増幅器ＯＰ１の出力側の負担にならないため、広い範
囲の正および負のオフセット値に対して適している。厚
膜トリムポテンショメータＲ１３は中間タップを有する
。そのためブリッジ電圧の摺動による取り出しが−ブリ
ッジ電圧そのものが影響この取り出しによりされること
なく−可能となる。
ンショメータがセンサエレメント１１のブリッジオフセ
ットを補償する。このセンサエレメントは、ほとんど演
算増幅器ＯＰ１の出力側の負担にならないため、広い範
囲の正および負のオフセット値に対して適している。厚
膜トリムポテンショメータＲ１３は中間タップを有する
。そのためブリッジ電圧の摺動による取り出しが−ブリ
ッジ電圧そのものが影響この取り出しによりされること
なく−可能となる。
【００２９】厚膜トリムポテンショメータは、トリミン
グに適したかつ安定性の抵抗ペーストから製造されるた
め、著しく良好な安定性が得られる。この安定性は、個
別抵抗から成る、対比される分圧器の安定性よりも著し
く改善されている。
グに適したかつ安定性の抵抗ペーストから製造されるた
め、著しく良好な安定性が得られる。この安定性は、個
別抵抗から成る、対比される分圧器の安定性よりも著し
く改善されている。
【００３０】回路段１の抵抗の値は、厚膜トリムポテン
ショメータＲ１３の全抵抗が抵抗Ｒ９の値よりも著しく
大きいように、選定される。これにより、センサエレメ
ント１１の両方のブリッジの各分岐が実質的に同じ大き
さの負荷となることが、およびそのため同じ高さに増幅
されることが、保証される。抵抗Ｒ９とＲ１３の間のト
ラッキングは必要とされない、何故ならば各々のブリッ
ジ分岐の負荷は内部抵抗の一部にすぎないからである。
ショメータＲ１３の全抵抗が抵抗Ｒ９の値よりも著しく
大きいように、選定される。これにより、センサエレメ
ント１１の両方のブリッジの各分岐が実質的に同じ大き
さの負荷となることが、およびそのため同じ高さに増幅
されることが、保証される。抵抗Ｒ９とＲ１３の間のト
ラッキングは必要とされない、何故ならば各々のブリッ
ジ分岐の負荷は内部抵抗の一部にすぎないからである。
【００３１】この回路装置の第１回路は全体として前置
増幅と、この前置増幅されさらに反転された圧力信号の
、センサエレメント１１のブリッジ回路の給電対角分岐
への印加とを引き受ける。給電対角分岐への圧力信号の
作動帰還結合は特性曲線の安定化の目的に用いられる、
何故ならば一定値で給電される抵抗ブリッジに比較して
、感度が、圧力増加の際は給電電圧の低下により取り戻
せるからである。
増幅と、この前置増幅されさらに反転された圧力信号の
、センサエレメント１１のブリッジ回路の給電対角分岐
への印加とを引き受ける。給電対角分岐への圧力信号の
作動帰還結合は特性曲線の安定化の目的に用いられる、
何故ならば一定値で給電される抵抗ブリッジに比較して
、感度が、圧力増加の際は給電電圧の低下により取り戻
せるからである。
【００３２】第１回路段の演算増加器ＯＰ１の動作点は
、この回路の値選定により、Ｕ１５＝２×Ｕ１９におい
てブリッジが不平衡でない場合は、電圧Ｕ１６が出力側
に生ずる。
、この回路の値選定により、Ｕ１５＝２×Ｕ１９におい
てブリッジが不平衡でない場合は、電圧Ｕ１６が出力側
に生ずる。
【００３３】ブリッジの不平衡が進むにつれて、抵抗Ｒ
１〜Ｒ４の値に依存する関数により、出力電圧が変化す
る。そのためこの出力電圧が、センサエレメントによる
与えられる、圧力の関数としての不平衡化の非線形の経
過を打ち消すように作用する。
１〜Ｒ４の値に依存する関数により、出力電圧が変化す
る。そのためこの出力電圧が、センサエレメントによる
与えられる、圧力の関数としての不平衡化の非線形の経
過を打ち消すように作用する。
【００３４】回路段２
センサエレメント１２の抵抗Ｒ５〜Ｒ８がブリッジ制御
部と共働して、差動増幅器として動作する演算増幅器Ｏ
Ｐ２の入力信号Ｓ２を形成する。抵抗Ｒ１０により定め
られる差動増幅作用が、センサエレメント１２の前置増
幅作用を実施させる。この場合、ブリッジの給電は、演
算増幅器ＯＰ１による直線化の目的で圧力に依存して行
なわれる。抵抗Ｒ１０ならびに抵抗Ｒ５〜Ｒ８は同じ抵
抗ペーストから製造される。
部と共働して、差動増幅器として動作する演算増幅器Ｏ
Ｐ２の入力信号Ｓ２を形成する。抵抗Ｒ１０により定め
られる差動増幅作用が、センサエレメント１２の前置増
幅作用を実施させる。この場合、ブリッジの給電は、演
算増幅器ＯＰ１による直線化の目的で圧力に依存して行
なわれる。抵抗Ｒ１０ならびに抵抗Ｒ５〜Ｒ８は同じ抵
抗ペーストから製造される。
【００３５】センサブリッジ１１の増幅された信号はセ
ンサブリッジ１２において直流クロックパルス信号へ変
換されて、直流クロックパルス増幅度１で増幅される。 そのため回路段２においてセンサブリッジ１２の前置増
幅が、およびセンサエレメント１１と１２から供給され
た両方の信号の加算が唯１つの回路段において実現され
る。
ンサブリッジ１２において直流クロックパルス信号へ変
換されて、直流クロックパルス増幅度１で増幅される。 そのため回路段２においてセンサブリッジ１２の前置増
幅が、およびセンサエレメント１１と１２から供給され
た両方の信号の加算が唯１つの回路段において実現され
る。
【００３６】Ｒ９＝Ｒ１０に値を選定することにより、
両方のセンサエレメント１１，１２から供給される信号
の加算が１：１の比で行なわれる。センサエレメント１
２のブリッジオフセットはセンサエレメント１１のブリ
ッジオフセットと同様に、厚膜トリムポテンショメータ
Ｒ１４を用いて補償される。この場合、対称の理由から
、抵抗Ｒ１４の値が抵抗Ｒ１０の４倍に相応するように
、選定される。厚膜トリムポテンショメータＲ１４とし
て、適切な抵抗ペーストから製造される厚膜トリムポテ
ンショメータが用いられる。
両方のセンサエレメント１１，１２から供給される信号
の加算が１：１の比で行なわれる。センサエレメント１
２のブリッジオフセットはセンサエレメント１１のブリ
ッジオフセットと同様に、厚膜トリムポテンショメータ
Ｒ１４を用いて補償される。この場合、対称の理由から
、抵抗Ｒ１４の値が抵抗Ｒ１０の４倍に相応するように
、選定される。厚膜トリムポテンショメータＲ１４とし
て、適切な抵抗ペーストから製造される厚膜トリムポテ
ンショメータが用いられる。
【００３７】トリムポテンショメータが中間位置に置か
れさらに抵抗Ｒ５＝Ｒ８，Ｒ６＝Ｒ７，Ｒ１４＝４×Ｒ
１０である時は、回路段２に対して、ブリッジの不平衡
が圧力の関数でありさらに抵抗Ｒ５〜Ｒ７の値に依存す
ることが、当てはまる。第２の回路段の動作点は、不平
衡ではないブリッジの場合は、Ｕ１６＝Ｕ１５／２であ
る。
れさらに抵抗Ｒ５＝Ｒ８，Ｒ６＝Ｒ７，Ｒ１４＝４×Ｒ
１０である時は、回路段２に対して、ブリッジの不平衡
が圧力の関数でありさらに抵抗Ｒ５〜Ｒ７の値に依存す
ることが、当てはまる。第２の回路段の動作点は、不平
衡ではないブリッジの場合は、Ｕ１６＝Ｕ１５／２であ
る。
【００３８】得られた加算信号を、抵抗Ｒ１６を介して
Ｕ１９へ帰還結合することにより、特性曲線の異なる大
きさのわん曲が直線化される。これらの特性曲線が測定
されて正確な経過がわかると、これらの特性曲線が正確
に調整可能となり、これにより厚膜圧力検出器の著しく
より高い精度が得られる。
Ｕ１９へ帰還結合することにより、特性曲線の異なる大
きさのわん曲が直線化される。これらの特性曲線が測定
されて正確な経過がわかると、これらの特性曲線が正確
に調整可能となり、これにより厚膜圧力検出器の著しく
より高い精度が得られる。
【００３９】回路段３
回路段３の演算増幅器ＯＰ３は、ネガテイブ・インピー
ダンス変換器（ＮＩＣ）として結線された演算増幅器で
ある。この演算増幅器は感度の温度経過の補償の目的に
用いられる。この場合このＮＩＣは、本来は必要とされ
るＮＴＣ抵抗に即ち負の温度係数を有する抵抗に代替す
べきものである。この場合、ＮＴＣではなくＮＩＣの使
用が著しく有効である、何故ならばＮＴＣ抵抗は通常は
著しくわん曲された温度経過を有しているため付加的に
補償しなければならないからである。
ダンス変換器（ＮＩＣ）として結線された演算増幅器で
ある。この演算増幅器は感度の温度経過の補償の目的に
用いられる。この場合このＮＩＣは、本来は必要とされ
るＮＴＣ抵抗に即ち負の温度係数を有する抵抗に代替す
べきものである。この場合、ＮＴＣではなくＮＩＣの使
用が著しく有効である、何故ならばＮＴＣ抵抗は通常は
著しくわん曲された温度経過を有しているため付加的に
補償しなければならないからである。
【００４０】他方、回路段３の回路装置はＰＴＣ抵抗を
有する。この抵抗は、演算増幅器ＯＰ３による適切な結
線により同じ特性を、わん曲された温度経過による付加
的な不安定性が形成されることなく、得ることを可能に
する。
有する。この抵抗は、演算増幅器ＯＰ３による適切な結
線により同じ特性を、わん曲された温度経過による付加
的な不安定性が形成されることなく、得ることを可能に
する。
【００４１】第４回路段における加算増幅器に対して、
演算増幅器ＯＰ３は、抵抗Ｒ１７，Ｒ１９，Ｒ１８およ
びＲ１９と共働して、値Ｒｎを有するＮＴＣ抵抗を形成
する。このＲｎに対しては次の条件が適用される；Ｒｎ
＝Ｒ１８−Ｒ１７×Ｒ２０／Ｒ１９，この場合、抵抗Ｒ
１７はＰＴＣ抵抗である。そのためこの合成された抵抗
ならびにその温度係数は、抵抗Ｒ１８〜Ｒ２０により調
整される。
演算増幅器ＯＰ３は、抵抗Ｒ１７，Ｒ１９，Ｒ１８およ
びＲ１９と共働して、値Ｒｎを有するＮＴＣ抵抗を形成
する。このＲｎに対しては次の条件が適用される；Ｒｎ
＝Ｒ１８−Ｒ１７×Ｒ２０／Ｒ１９，この場合、抵抗Ｒ
１７はＰＴＣ抵抗である。そのためこの合成された抵抗
ならびにその温度係数は、抵抗Ｒ１８〜Ｒ２０により調
整される。
【００４２】増幅作用の温度係数Ｔｋを調整する目的で
、入力結合抵抗全体の実際値が求められ、これから、調
整抵抗Ｒ１８のトリミングされるべき値が定められる。
、入力結合抵抗全体の実際値が求められ、これから、調
整抵抗Ｒ１８のトリミングされるべき値が定められる。
【００４３】回路段４
第４回路段４において、圧力信号と温度補償信号とが加
算される。温度経過測定から、重み付け抵抗Ｒ３４とＲ
３５が正確に前もって決定可能となる。何故ならば回路
段４は前置接続されている回路段へ反作用をしないから
である。同じく特性曲線の設定は温度補償へ影響しない
。その結果、温度補償の後に、基本的に任意の特性曲線
の変形が実施可能となる。
算される。温度経過測定から、重み付け抵抗Ｒ３４とＲ
３５が正確に前もって決定可能となる。何故ならば回路
段４は前置接続されている回路段へ反作用をしないから
である。同じく特性曲線の設定は温度補償へ影響しない
。その結果、温度補償の後に、基本的に任意の特性曲線
の変形が実施可能となる。
【００４４】回路段４の出力側は２次の抵域通過濾波器
として結線されており、そのため容量性負荷が振動を生
ぜさせることがあり得ず、さらに線路における障害パル
スが遮断される。
として結線されており、そのため容量性負荷が振動を生
ぜさせることがあり得ず、さらに線路における障害パル
スが遮断される。
【００４５】センサの出力側に、抵抗Ｒ３２，Ｒ３３お
よびＲ３７から成る電圧制限回路が設けられている。こ
れらの抵抗の適切な選定により、センサ出力側には通常
の作動時に、わずか２．４Ｖから４．８Ｖまでの間の電
圧値しか生じ得ないことが保証される。そのため案内線
路の短絡または断線の場合、制御装置入力側の後述の結
線と共働して、エラー診断が可能になり、作動中に障害
がその発生から短時間で制御装置により検出されて表示
できるようになる。
よびＲ３７から成る電圧制限回路が設けられている。こ
れらの抵抗の適切な選定により、センサ出力側には通常
の作動時に、わずか２．４Ｖから４．８Ｖまでの間の電
圧値しか生じ得ないことが保証される。そのため案内線
路の短絡または断線の場合、制御装置入力側の後述の結
線と共働して、エラー診断が可能になり、作動中に障害
がその発生から短時間で制御装置により検出されて表示
できるようになる。
【００４６】図示されている回路装置はハイブリッド体
上に設けられている。このハイブリッド体の裏側は金属
化により平面状の基準アースを形成する。この基準アー
スは一方では遮断コンデンサのための基準電位として用
いられ、他方ではこの回路装置の片側の直接の遮へい体
を形成する。適切な貫通接触接続によりアースへの短か
い導体接続が形成され、外部の圧力検出器端子における
遮断コンデンサにより線路への障害侵入が減衰される。 この構成により良好な電磁気的共働作用（起電力）が保
証される。
上に設けられている。このハイブリッド体の裏側は金属
化により平面状の基準アースを形成する。この基準アー
スは一方では遮断コンデンサのための基準電位として用
いられ、他方ではこの回路装置の片側の直接の遮へい体
を形成する。適切な貫通接触接続によりアースへの短か
い導体接続が形成され、外部の圧力検出器端子における
遮断コンデンサにより線路への障害侵入が減衰される。 この構成により良好な電磁気的共働作用（起電力）が保
証される。
【００４７】例えば第１のおよび第２の回路段の演算増
幅器入力側の抵抗結線だけによる、ならびにレイアウト
の構成による、良好な対称性が、障害侵入防止機能を著
しく高める。
幅器入力側の抵抗結線だけによる、ならびにレイアウト
の構成による、良好な対称性が、障害侵入防止機能を著
しく高める。
【図１】本発明の実施例の回路図である。
ＯＰ１〜ＯＰ４ 演算増幅器
１０ センサ
１１，１２ センサエレメント
Claims (8)
- 【請求項１】 例えば２つのセンサエレメントを含む
圧力センサのためにセンサ信号を準備処理する方法であ
って、該センサエレメントは圧力の作用の下に信号（Ｓ
１，Ｓ２）を送出し、該信号は、準備処理されるべき１
つのセンサ信号となるように重畳され、さらに温度補償
の目的で温度依存性の信号と重畳される形式の前記の方
法において、温度依存性の信号の少なくとも一部を、ネ
ガテイブ・インピーダンス変換器（ＮＩＣ）として結線
された少なくとも１つの演算増幅器を用いて、形成する
ことを特徴とするセンサ信号の準備処理方法。 - 【請求項２】 信号（Ｓ１，Ｓ２）が、それぞれ１つ
のセンサエレメント（１１，１２）と接続されている厚
膜トリムポテンショメータ（Ｒ１３，Ｒ１４）の中間タ
ップを介して取り出されるようにした請求項１記載の方
法。 - 【請求項３】 例えば２つのセンサエレメントを含む
圧力センサのためにセンサ信号を準備処理する装置であ
って、該センサエレメントは圧力の作用の下に信号（Ｓ
１，Ｓ２）を送出し、該信号は、準備処理されるべき１
つのセンサ信号となるように重畳され、さらに温度補償
の目的で温度依存性の信号と重畳される形式の前記の装
置において、温度依存性の信号を、ネガテイブ・インピ
ーダンス変換器（ＮＩＣ）として結線された少なくとも
１つの演算増幅器を有する回路装置を用いて形成するこ
とを特徴とするセンサ信号の準備処理装置。 - 【請求項４】 両方のセンサエレメント（１１，１２
）に厚膜トリムポテンショメータ（Ｒ１３，Ｒ１４）が
配属されており、該ポテンショメータはそれぞれ給電用
対角分岐に並列に設けられ、さらにその中間タップによ
り信号対角分岐の片側と接続され、さらに該中間タップ
の他方の側で別の回路装置と接続されている請求項３記
載の装置。 - 【請求項５】 第１の厚膜トリムポテンショメータ（
Ｒ１３）の中間タップが、ネガテイブ・インピーダンス
変換器として結線された演算増幅器（ＯＰ１）と接続さ
れており、さらに第２の厚膜トリムポテンショメータ（
Ｒ１４）の中間タップが、差動増幅器として結線された
演算増幅器（ＯＰ２）と接続されており、さらに両方の
演算増幅器（ＯＰ１，ＯＰ２）が抵抗（Ｒ１６）を介し
て互いに接続されており、さらにネガテイブ・インピー
ダンス変換器として結線された別の演算増幅器（ＯＰ３
）ならびに加算演算増幅器（ＯＰ４）が後置接続されて
おり、さらに加算演算増幅器（ＯＰ４）が、温度依存性
の別の抵抗と接続されており、この場合、該加算演算増
幅器（ＯＰ４）が温度補償された出力電圧を形成するよ
うにした請求項４記載の装置。 - 【請求項６】 センサエレメント（１１，１２）が２
つの厚膜抵抗ブリッジ回路（Ｒ１〜Ｒ４，Ｒ５〜Ｒ８）
であるようにした請求項３から５までのいずれか１項記
載の装置。 - 【請求項７】 装置全体がハイブリッド体上に取り付
けられており、該ハイブリット体の裏側が金属化されて
いる請求項３から６までのいずれか１項記載の装置。 - 【請求項８】 加算演算増幅器（ＯＰ４）と出力側と
の間に、抵抗（Ｒ３２，Ｒ３３，Ｒ３４）から成る電圧
制限装置が設けられている請求項３から７までのいずれ
か１項記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4107433.5 | 1991-03-08 | ||
| DE19914107433 DE4107433C2 (de) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | Verfahren und Vorrichtung zur Sensorsignalaufbereitung |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04337433A true JPH04337433A (ja) | 1992-11-25 |
| JP3195032B2 JP3195032B2 (ja) | 2001-08-06 |
Family
ID=6426766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04977292A Expired - Fee Related JP3195032B2 (ja) | 1991-03-08 | 1992-03-06 | センサ信号の準備処理法および装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3195032B2 (ja) |
| DE (1) | DE4107433C2 (ja) |
| FR (1) | FR2673720B1 (ja) |
| GB (1) | GB2253705B (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10203484A1 (de) * | 2001-06-08 | 2002-12-12 | Continental Teves Ag & Co Ohg | Drucksensoranordnung für Kraftfahrzeugbremssysteme und Verfahren zur Kalibrierung eines Drucksensors |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DD150122A1 (de) * | 1980-04-07 | 1981-08-12 | Bernhard Scheike | Elektronische temperaturregelschaltung mit temperaturabhaengigem widerstandselement |
| US4605905A (en) * | 1984-11-01 | 1986-08-12 | The Narda Mircowave Corporation | Amplifier input circuitry with compensation for pyroelectric effects |
| DD242274A1 (de) * | 1985-11-07 | 1987-01-21 | Mertik Veb | Temperaturkompensierter elektrischer druckaufnehmer |
| US4637251A (en) * | 1986-02-18 | 1987-01-20 | Allied Corporation | Symmetrical bridge circuit for measuring mass air flow |
| DE3612810A1 (de) * | 1986-04-16 | 1987-10-22 | Bosch Gmbh Robert | Schaltungsanordnung zur messung einer mechanischen verformung, insbesondere unter einwirkung eines drucks |
| US4798093A (en) * | 1986-06-06 | 1989-01-17 | Motorola, Inc. | Apparatus for sensor compensation |
| DE3908795A1 (de) * | 1989-03-17 | 1990-09-20 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und vorrichtung zur messung einer mechanischen verformung |
| JP3071202B2 (ja) * | 1989-07-19 | 2000-07-31 | 富士電機株式会社 | 半導体圧力センサの増巾補償回路 |
-
1991
- 1991-03-08 DE DE19914107433 patent/DE4107433C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-02-19 FR FR9201871A patent/FR2673720B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1992-03-06 GB GB9204836A patent/GB2253705B/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-03-06 JP JP04977292A patent/JP3195032B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB9204836D0 (en) | 1992-04-22 |
| JP3195032B2 (ja) | 2001-08-06 |
| DE4107433C2 (de) | 2000-09-21 |
| GB2253705B (en) | 1995-01-11 |
| GB2253705A (en) | 1992-09-16 |
| DE4107433A1 (de) | 1992-09-10 |
| FR2673720B1 (fr) | 1994-10-14 |
| FR2673720A1 (fr) | 1992-09-11 |
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