JPS5951303A - センサ回路 - Google Patents
センサ回路Info
- Publication number
- JPS5951303A JPS5951303A JP16284682A JP16284682A JPS5951303A JP S5951303 A JPS5951303 A JP S5951303A JP 16284682 A JP16284682 A JP 16284682A JP 16284682 A JP16284682 A JP 16284682A JP S5951303 A JPS5951303 A JP S5951303A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bridge
- sensor element
- variable resistance
- voltage
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/16—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying resistance
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Feedback Control In General (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】
本発明はセンサ素子を少なくとも１辺としてブリッジ回
路を構成し、センサ信号をデジタル値として測定するよ
うにしたセンサ回路に関する。
路を構成し、センサ信号をデジタル値として測定するよ
うにしたセンサ回路に関する。
従来の装置は第１図に示すように構成されている。そし
て、センサ素子１の感度が小さく、素子の環境温度影響
が大きいと、差動増幅器２０の利（１） 得を大きくする。しかし、差動増幅器２０の利得を大き
くすると、時として差動増幅器２０のアクティブ領域を
越えることになり、Ａ−Ｄ変換器３０での変換可能領域
を越えることが生じる。
て、センサ素子１の感度が小さく、素子の環境温度影響
が大きいと、差動増幅器２０の利（１） 得を大きくする。しかし、差動増幅器２０の利得を大き
くすると、時として差動増幅器２０のアクティブ領域を
越えることになり、Ａ−Ｄ変換器３０での変換可能領域
を越えることが生じる。
本発明は、上記の問題を解決したセンサ回路を提供する
ことを目的とする。
ことを目的とする。
このため、本発明ではブリッジ回路の少なくとも１辺に
デジタル電気信号に応答して抵抗値が変化する可変抵抗
モジュールを接続し、ブリッジ回路の平衡状態を監視し
つつブリッジ回路に接続された可変抵抗子ジュールをブ
リッジ回路を平衡させるべくデジタル電気信号で制御す
るように構成したことを特徴とする。
デジタル電気信号に応答して抵抗値が変化する可変抵抗
モジュールを接続し、ブリッジ回路の平衡状態を監視し
つつブリッジ回路に接続された可変抵抗子ジュールをブ
リッジ回路を平衡させるべくデジタル電気信号で制御す
るように構成したことを特徴とする。
本発明によれば、Ａ−Ｉ）変換器を使用しないで高精度
の物理量測定が可能になるという効果が得られる。
の物理量測定が可能になるという効果が得られる。
本発明を第２図に示す実施例に従って説明する。
ある物理量を検知して例えば抵抗値が変化するセンサ素
子１ （例えば雰囲気ガスを自動車において測定するた
めのもの）を−辺としてブリッジ２を（２） 構成する。このブリッジに印加電圧３を与える事によっ
て、物理量変化に対応してブリッジ２には偏差電圧（Ｖ
Ｉ Ｖ２）が生じる事になる。このブリッジ２の偏差
電圧は差動増幅器６によって適当な電圧に増幅される。
子１ （例えば雰囲気ガスを自動車において測定するた
めのもの）を−辺としてブリッジ２を（２） 構成する。このブリッジに印加電圧３を与える事によっ
て、物理量変化に対応してブリッジ２には偏差電圧（Ｖ
Ｉ Ｖ２）が生じる事になる。このブリッジ２の偏差
電圧は差動増幅器６によって適当な電圧に増幅される。
そして、コンパレータ７によって基準電圧８と比較され
、例えば、ブリッジ２の偏差電圧を増幅した電圧が基準
電圧８以下なら、つまりブリッジ２が平衡（バランス）
状態ならコンパレータ７の出力は“１″となる。これと
反対に、ブリッジ２がアンバランス状態ならコンパレー
タ７の出力は“０″となり、この“１″。
、例えば、ブリッジ２の偏差電圧を増幅した電圧が基準
電圧８以下なら、つまりブリッジ２が平衡（バランス）
状態ならコンパレータ７の出力は“１″となる。これと
反対に、ブリッジ２がアンバランス状態ならコンパレー
タ７の出力は“０″となり、この“１″。
″Ｏ″出力はマイクロコンピュータ９に入力される。
一方、マイクロコンピュータ９は、ブリッジ２のセンサ
素子１を含む２辺に対向する２辺の抵抗器と並列に接続
された可変抵抗モジュール４．５をコントロールする。
素子１を含む２辺に対向する２辺の抵抗器と並列に接続
された可変抵抗モジュール４．５をコントロールする。
ここで、可変抵抗モジュールの詳細は第３図に示し後に
詳述する。
詳述する。
ここで可変抵抗モジュール４．５のブリッジ２に与える
影響を述べると、第２図の構成において（３） 可変抵抗モジュール４の抵抗値が小さくなるか、可変抵
抗モジュール５の抵抗値が大きくなると、ブリッジ２の
電圧ｖ２は増加する。この反対に、可変抵抗モジュール
４の抵抗値が大きくなるか、可変抵抗モジュール５の抵
抗値が小さくなると、電圧ｖ２は減少する。つまり、マ
イクロコンビコータ９はブリッジ２の偏差電圧をコント
ロール可能な構成となっている。
影響を述べると、第２図の構成において（３） 可変抵抗モジュール４の抵抗値が小さくなるか、可変抵
抗モジュール５の抵抗値が大きくなると、ブリッジ２の
電圧ｖ２は増加する。この反対に、可変抵抗モジュール
４の抵抗値が大きくなるか、可変抵抗モジュール５の抵
抗値が小さくなると、電圧ｖ２は減少する。つまり、マ
イクロコンビコータ９はブリッジ２の偏差電圧をコント
ロール可能な構成となっている。
第３図に可変抵抗モジュール４．５の構成を示す。マイ
クロコンピュータ９よりラッチ出力ボートを介して例え
ば１を出力すると、ＢＯをＬＳＢとし、Ｂ３をＭＳＢと
すると、Ｂｏ＝１．Ｂ＋＝Ｌ Ｂ ３ ＝ Ｏとなる。
クロコンピュータ９よりラッチ出力ボートを介して例え
ば１を出力すると、ＢＯをＬＳＢとし、Ｂ３をＭＳＢと
すると、Ｂｏ＝１．Ｂ＋＝Ｌ Ｂ ３ ＝ Ｏとなる。
ここで各抵抗と並列に接続されたリレーは０が入力され
ると接点がＯＮするとすると、可変抵抗モジュールの抵
抗値はＲとなる。同様にして出力ボートより２を出力す
ると２×Ｒ１３を出力すると３×Ｒ１・・・・・・・・
・、１５を出力すると１５×Ｒとなる。
ると接点がＯＮするとすると、可変抵抗モジュールの抵
抗値はＲとなる。同様にして出力ボートより２を出力す
ると２×Ｒ１３を出力すると３×Ｒ１・・・・・・・・
・、１５を出力すると１５×Ｒとなる。
以上述べた第２図の構成において、マイクロコンピュー
タ９のセンサ入力制御フローチャートを（４） 第４図に示す。
タ９のセンサ入力制御フローチャートを（４） 第４図に示す。
まずステップ１００にてセンサ入力タイミングかどうか
を判断し、入力タイミングであればステップ１０１のセ
ンサ入力処理を行う。入力タイミングでない時には、マ
イクロコンピュータ９はセンサ入力処理以外の処理を行
うことができる。
を判断し、入力タイミングであればステップ１０１のセ
ンサ入力処理を行う。入力タイミングでない時には、マ
イクロコンピュータ９はセンサ入力処理以外の処理を行
うことができる。
センサ入力処理の最初は、ステップ１０１にて制御変数
の初期化を行う。可変抵抗モジュールをコントロールす
るためのボートよりの出力値Ａを１とし、センサＡ／Ｄ
値に相当するカウンタＣを１にセットする。続いて、ス
テップ１０２にて出力ボート２にＡ（＝１）を、出力ボ
ート１にＡ（＝Ｅ）を出力する。すると、第２図の抵抗
モジュール４の抵抗値は１５×Ｒに、抵抗モジュール５
の抵抗値はＩＸＲとなる。そして■２はコントロール可
能な最低電圧となる。
の初期化を行う。可変抵抗モジュールをコントロールす
るためのボートよりの出力値Ａを１とし、センサＡ／Ｄ
値に相当するカウンタＣを１にセットする。続いて、ス
テップ１０２にて出力ボート２にＡ（＝１）を、出力ボ
ート１にＡ（＝Ｅ）を出力する。すると、第２図の抵抗
モジュール４の抵抗値は１５×Ｒに、抵抗モジュール５
の抵抗値はＩＸＲとなる。そして■２はコントロール可
能な最低電圧となる。
次にステップ１０３にてコンパレータ７の出力が１、す
なわちブリッジ２がバランスしているかどうかを判断し
、もしバランスしておれば、ステップ１０４にて、セン
サＡ／Ｄ値として制御変数（５） であるＣを格納する。もし、ブリッジ２がアンバランス
している場合は、ステップ１０５にて、ボート出力値Ａ
及びカウンタＣをインクリメントする。そしてステップ
１０６にて、カウンタＣが偶数の場合にはステップ１０
７にて出力ボート２にＡを、奇数の場合はステップ１０
８にて出力ボート１にＡを出力する。そして再びステッ
プ１０３にもどり、ブリッジ２がアンバランスしている
かどうかを判断し、ブリッジがバランスするまでループ
する。
なわちブリッジ２がバランスしているかどうかを判断し
、もしバランスしておれば、ステップ１０４にて、セン
サＡ／Ｄ値として制御変数（５） であるＣを格納する。もし、ブリッジ２がアンバランス
している場合は、ステップ１０５にて、ボート出力値Ａ
及びカウンタＣをインクリメントする。そしてステップ
１０６にて、カウンタＣが偶数の場合にはステップ１０
７にて出力ボート２にＡを、奇数の場合はステップ１０
８にて出力ボート１にＡを出力する。そして再びステッ
プ１０３にもどり、ブリッジ２がアンバランスしている
かどうかを判断し、ブリッジがバランスするまでループ
する。
従って、このループを一回実行する毎に、可変抵抗モジ
ュール４の抵抗値は、順次１５ＸＲ−１５×Ｒ→１４×
Ｒ→１４×Ｒ→１３×Ｒ→１３×Ｒ・・・・・・と、可
変抵抗モジュール５の抵抗値は、順次ＩＸＲ→２ＸＲ→
２ＸＲ→３ＸＲ→３ＸＲ→４Ｘ、Ｒ・・・・・・と変化
していく。可変抵抗モジュール４．５が上記のように変
化する事によって、ブリッジ２の電圧ｖ２は最低値から
順次上昇していく事になる。
ュール４の抵抗値は、順次１５ＸＲ−１５×Ｒ→１４×
Ｒ→１４×Ｒ→１３×Ｒ→１３×Ｒ・・・・・・と、可
変抵抗モジュール５の抵抗値は、順次ＩＸＲ→２ＸＲ→
２ＸＲ→３ＸＲ→３ＸＲ→４Ｘ、Ｒ・・・・・・と変化
していく。可変抵抗モジュール４．５が上記のように変
化する事によって、ブリッジ２の電圧ｖ２は最低値から
順次上昇していく事になる。
そこで、ある物理量の変化に応じてセンサ素′子（６）
■が変化した時に■１が変化し、ブリッジ２がアンバラ
ンスしている時、マイクロコンピュータ９はブリッジが
バランスするように、つまりｖＩ毎■２になるように可
変抵抗モジュールを調整する。
ンスしている時、マイクロコンピュータ９はブリッジが
バランスするように、つまりｖＩ毎■２になるように可
変抵抗モジュールを調整する。
この時の、制御定数Ｃの値は、以上述べたようにセンサ
素子１の変化量に対応していることになる。
素子１の変化量に対応していることになる。
かくして、マイクロコンピュータ９はセンサ素子１の物
理量をデジタル値として記憶、測定することができる。
理量をデジタル値として記憶、測定することができる。
なお、上記実施例では、可変抵抗モジュール４゜５をブ
リッジを構成する固定抵抗器と並列に接続したが、可変
抵抗モジュールのみブリッジの１辺ないし３辺に接続し
ても良い。
リッジを構成する固定抵抗器と並列に接続したが、可変
抵抗モジュールのみブリッジの１辺ないし３辺に接続し
ても良い。
また、センサ入力の分解能を上げるためには、分解能を
決めるビット（本実施例では４ビツト）に応じて、第３
図の可変抵抗モジュールの直列に接続する抵抗を増加す
れば良い。
決めるビット（本実施例では４ビツト）に応じて、第３
図の可変抵抗モジュールの直列に接続する抵抗を増加す
れば良い。
さらに、センサ素子として、本実施例では抵抗値変化を
示すものであったが、リアクティブな素子の場合にも適
用可能なのは言うまでもない。
示すものであったが、リアクティブな素子の場合にも適
用可能なのは言うまでもない。
（７）
以上述べたように、本発明によれば、センサ素子を少な
くとも一辺とするブリッジを、バランスさせるための制
御値をセンサ変化情報とする事により、Ａ／Ｄ変換器が
不要で、マイクロコンピュータとインターフェースが容
易で、安定した出力が得られるセンサ回路を得られると
いう優れた効果がある。
くとも一辺とするブリッジを、バランスさせるための制
御値をセンサ変化情報とする事により、Ａ／Ｄ変換器が
不要で、マイクロコンピュータとインターフェースが容
易で、安定した出力が得られるセンサ回路を得られると
いう優れた効果がある。
第１図は従来方式のブロック図、第２図は本発明の実施
例を示すブロック図、第３図は第図中可変抵抗モジュー
ルの電気回路図、第４図は第２図中マイクロコンピュー
タのプログラム要部のフローチャートである。 １・・・センサ素子、２・・・ブリッジ、４．５・・・
可変抵抗モジュール、６・・・差動増幅器、７・・・比
較器、９・・・マイクロコンピュータ（デジタル処理回
路）。 代理人弁理士 岡 部 隆 （８）
例を示すブロック図、第３図は第図中可変抵抗モジュー
ルの電気回路図、第４図は第２図中マイクロコンピュー
タのプログラム要部のフローチャートである。 １・・・センサ素子、２・・・ブリッジ、４．５・・・
可変抵抗モジュール、６・・・差動増幅器、７・・・比
較器、９・・・マイクロコンピュータ（デジタル処理回
路）。 代理人弁理士 岡 部 隆 （８）
Claims (1)
- センサ素子を少なくとも１辺とし、その平衡状態を検出
する比較回路を包含するブリッジ回路が設けられ、該ブ
リッジ回路の少なくとも１辺にデジタル電気信号に応答
して抵抗値が変化する可変抵抗そジスールが接続され、
かつ前記比較回路の比較信号を参照しつつ前記可変抵抗
モジュールに前記ブリッジ回路を平衡させるべく前記デ
ジタル電気信号を付与するデジタル処理回路を具備して
なるセンサ回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16284682A JPS5951303A (ja) | 1982-09-17 | 1982-09-17 | センサ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16284682A JPS5951303A (ja) | 1982-09-17 | 1982-09-17 | センサ回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5951303A true JPS5951303A (ja) | 1984-03-24 |
Family
ID=15762352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16284682A Pending JPS5951303A (ja) | 1982-09-17 | 1982-09-17 | センサ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5951303A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5024101A (en) * | 1989-02-10 | 1991-06-18 | Nippondenso Co., Ltd. | Power source circuit and bridge type measuring device with output compensating circuit utilizing the same |
| JPH0715475A (ja) * | 1991-06-28 | 1995-01-17 | At & T Corp | デジタル制御回路 |
| EP0665419A1 (en) * | 1994-01-28 | 1995-08-02 | MAGNETI MARELLI S.p.A. | An auto-calibration device for a bridge sensor |
-
1982
- 1982-09-17 JP JP16284682A patent/JPS5951303A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5024101A (en) * | 1989-02-10 | 1991-06-18 | Nippondenso Co., Ltd. | Power source circuit and bridge type measuring device with output compensating circuit utilizing the same |
| JPH0715475A (ja) * | 1991-06-28 | 1995-01-17 | At & T Corp | デジタル制御回路 |
| EP0665419A1 (en) * | 1994-01-28 | 1995-08-02 | MAGNETI MARELLI S.p.A. | An auto-calibration device for a bridge sensor |
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