JPH02201135A - 圧力センサ - Google Patents
圧力センサInfo
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- JPH02201135A JPH02201135A JP2054689A JP2054689A JPH02201135A JP H02201135 A JPH02201135 A JP H02201135A JP 2054689 A JP2054689 A JP 2054689A JP 2054689 A JP2054689 A JP 2054689A JP H02201135 A JPH02201135 A JP H02201135A
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- resistance
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明はピエゾ抵抗効果を利用した圧力センサ、特に
温度補償を行うものに関する。
温度補償を行うものに関する。
（従来の技術）
半導体の有するピエゾ抵抗効果を利用した歪みデージは
金属抵抗歪みデージに比べで数十倍から数百倍の高感度
であり、しかもＩＣ化技術を利用して小型化、集積化が
可能となっている。このため、その歪みデージをエレメ
ントとしてホイーストストンプリ７ノが＃ｌまれる。
金属抵抗歪みデージに比べで数十倍から数百倍の高感度
であり、しかもＩＣ化技術を利用して小型化、集積化が
可能となっている。このため、その歪みデージをエレメ
ントとしてホイーストストンプリ７ノが＃ｌまれる。
しかしながら半導体圧力センサでは、温度の相違により
センサ出力が大きく変化するため、温度補償を行う必要
があり、上記ブリッジに対して温度検知素子としてのサ
ーミスタを直列に接続し、ブリッジからのセンサ出力に
このサーミスタの両端電圧を加減算することで、温度補
償を行っていた。
センサ出力が大きく変化するため、温度補償を行う必要
があり、上記ブリッジに対して温度検知素子としてのサ
ーミスタを直列に接続し、ブリッジからのセンサ出力に
このサーミスタの両端電圧を加減算することで、温度補
償を行っていた。
（発明が解決しようとするＩ！Ｉｆｆ）このような圧力
センサでは、温度補償のために演算回路を必要とするば
かりか、サーミスタ等の温度検知素子に特性のバラツキ
があると、補償の精度が悪くなる。
センサでは、温度補償のために演算回路を必要とするば
かりか、サーミスタ等の温度検知素子に特性のバラツキ
があると、補償の精度が悪くなる。
また、スパン出力（歪み抵抗エレメントに最大の圧力を
加えた場合のセンサ出力）がｌＩ！整できるようにはな
っていない。
加えた場合のセンサ出力）がｌＩ！整できるようにはな
っていない。
この発明はこのような従来の課題に着目してなされたも
ので、半導体歪み抵抗エレメントからなるホイーストス
トンプリ７ノに、萌記歪み抵抗エレメントとは異なって
、抵抗温度係数の著しく小さな抵抗体を組み合わせるこ
とにより、温度補償とスパン出力の５１！！！を行うよ
うにしたセンサを提供することを目的とする。
ので、半導体歪み抵抗エレメントからなるホイーストス
トンプリ７ノに、萌記歪み抵抗エレメントとは異なって
、抵抗温度係数の著しく小さな抵抗体を組み合わせるこ
とにより、温度補償とスパン出力の５１！！！を行うよ
うにしたセンサを提供することを目的とする。
（［１を解決するだめの手段）
この発明は、２つの直列な半導体歪み抵抗エレメントを
２組並列に接続して構成したプリ・ンノ回路と、そのブ
リッジ回路に一定の電圧を作用させる電圧源とを備え、
前記両直列接続点間の電位差をセンサ出力として取り出
すようにした圧力センサにおいて、前記電圧源とブリッ
ジ回路との間およびブリッジ回路の電位差を取り出す接
続点間に、前記半導体歪み抵抗エレメントと比べで抵抗
温度係数の者しく小さな抵抗体をそれぞれ接続した。
２組並列に接続して構成したプリ・ンノ回路と、そのブ
リッジ回路に一定の電圧を作用させる電圧源とを備え、
前記両直列接続点間の電位差をセンサ出力として取り出
すようにした圧力センサにおいて、前記電圧源とブリッ
ジ回路との間およびブリッジ回路の電位差を取り出す接
続点間に、前記半導体歪み抵抗エレメントと比べで抵抗
温度係数の者しく小さな抵抗体をそれぞれ接続した。
（作用）
定電圧源とブリッジ回路との間に抵抗温度係数の著しく
小さな抵抗体たとえば金属抵抗体を直列に接続すると、
この場合のスパン出力が負の温度特性となる。池ノｊ、
電位差を取り出す接続点間に同じく金属抵抗体を並列に
接続すると、その場合のスパン出力が負の温度特性とな
る。
小さな抵抗体たとえば金属抵抗体を直列に接続すると、
この場合のスパン出力が負の温度特性となる。池ノｊ、
電位差を取り出す接続点間に同じく金属抵抗体を並列に
接続すると、その場合のスパン出力が負の温度特性とな
る。
したがって、両方の金属抵抗体が接続された場合にあっ
ても、ブリッジ回路のもつ温度特性に対応して水平の温
度特性となるように、金属抵抗体の各抵抗値を選択すれ
１ｒ、温度によって出力が変動するのを補償することが
できる。
ても、ブリッジ回路のもつ温度特性に対応して水平の温
度特性となるように、金属抵抗体の各抵抗値を選択すれ
１ｒ、温度によって出力が変動するのを補償することが
できる。
この場合、温度補償を行わせるための演算回路やサーミ
スタ等の温度検出素子は必夏て′ない。
スタ等の温度検出素子は必夏て′ない。
一方、金属抵抗値の接続すると、接続しない場合に比べ
で出力電圧が変化するので、これを利用すれば、出力電
圧が任意に調整される。
で出力電圧が変化するので、これを利用すれば、出力電
圧が任意に調整される。
（實施例）
第１図はこの発明の一実施例の回路図である。
同図において、ホイーストストンブリノノ１では、シリ
コンからなる４つの歪み抵抗エレメント２〜５が、互い
に直列な２組が並列に接＆？！され、接続点Ａが定電圧
源に、これと対向する接続点Ｃがアー人に接続されてい
る。同ブリッジによれ１ｔ、プリツノが平衡している場
合には、Ｂ点電位とＤ点電位の間に電位差が生じないが
、平衡が崩れると、Ｂ点と０点問に電位差を生じ、この
電位差が歪み抵抗エレメントに作用した圧力に応じたも
のとなる。
コンからなる４つの歪み抵抗エレメント２〜５が、互い
に直列な２組が並列に接＆？！され、接続点Ａが定電圧
源に、これと対向する接続点Ｃがアー人に接続されてい
る。同ブリッジによれ１ｔ、プリツノが平衡している場
合には、Ｂ点電位とＤ点電位の間に電位差が生じないが
、平衡が崩れると、Ｂ点と０点問に電位差を生じ、この
電位差が歪み抵抗エレメントに作用した圧力に応じたも
のとなる。
こうしたブリッジに対し、第１図のように接続、αＢと
Ｄの間に抵抗素子６を直列に、かつ接続点Ａと定電圧源
との闇に抵抗素子７を並列にそれぞれ接続する。ここに
、両抵抗素子６．７（抵抗値をそれぞれＲｈｌ、Ｒｈ２
とする）はいずれら、シリコンからなる歪み抵抗エレメ
ント２〜５と相違して、抵抗温度係数の者しく小さな抵
抗体から構成しである。このような抵抗体にはたとえば
一般の金属抵抗体がある。
Ｄの間に抵抗素子６を直列に、かつ接続点Ａと定電圧源
との闇に抵抗素子７を並列にそれぞれ接続する。ここに
、両抵抗素子６．７（抵抗値をそれぞれＲｈｌ、Ｒｈ２
とする）はいずれら、シリコンからなる歪み抵抗エレメ
ント２〜５と相違して、抵抗温度係数の者しく小さな抵
抗体から構成しである。このような抵抗体にはたとえば
一般の金属抵抗体がある。
このように構成した場合の作用を説明する。
第２図で示したようにホイーストンプリツノに抵ＦＣ素
子６を接続した回路では、そのスパン出力が第３図に示
すように、温度に討して正の特性（温度上昇に応して出
力が増加）を示す、これに対して、第５図で示したよう
にホイーストストンブリッジに抵抗素子７を接続した回
路では、そのスパン出力が第６図に示すようになり、第
３図と相違して温度に対して負の特性を示す。
子６を接続した回路では、そのスパン出力が第３図に示
すように、温度に討して正の特性（温度上昇に応して出
力が増加）を示す、これに対して、第５図で示したよう
にホイーストストンブリッジに抵抗素子７を接続した回
路では、そのスパン出力が第６図に示すようになり、第
３図と相違して温度に対して負の特性を示す。
このため、プリ２ノ回路自体が正の温度特性をもつ場合
には、第６図に示すもの、逆に負の温度特性をもつ場合
には、第３図に示すものを選択して、第５図または第２
図のようにブリッジ回路に接続すれば、そのスパン出力
の温度特性が水平になろ。つまり、水平の温度特性にな
れＩｆ、温度が変化してもスパン出力が変動しないので
あるから、温度補償が行なわれることになる。
には、第６図に示すもの、逆に負の温度特性をもつ場合
には、第３図に示すものを選択して、第５図または第２
図のようにブリッジ回路に接続すれば、そのスパン出力
の温度特性が水平になろ。つまり、水平の温度特性にな
れＩｆ、温度が変化してもスパン出力が変動しないので
あるから、温度補償が行なわれることになる。
ただし、第１図の回路では第３３と第６図の特性を加算
した値が出力電圧となるので、その出力電圧の９＠きを
零とするようなＲｈ １とＲｈ２を求める。
した値が出力電圧となるので、その出力電圧の９＠きを
零とするようなＲｈ １とＲｈ２を求める。
この場合、温度補償を行わせるのに演算回路が不要であ
ることから簡易な構成となっている。しかもサーミスタ
等の温度検出素子を用いな（とも、一般の抵抗体を用い
て温度補償が精度良く行われるので、温度検出素子の特
性バラツキに留意する・必要がなく、かつコスト的にも
有利である。
ることから簡易な構成となっている。しかもサーミスタ
等の温度検出素子を用いな（とも、一般の抵抗体を用い
て温度補償が精度良く行われるので、温度検出素子の特
性バラツキに留意する・必要がなく、かつコスト的にも
有利である。
一方、第４図に１ｊＳ２図の回路での抵抗値Ｒｈｌと出
力電圧の関係を、これに対して第７図にｔ！４５図の回
路での抵抗値Ｒｈ２と出力電圧の関係をそれぞれ示すと
、これらの特性によれば、第１図の回路では抵抗素子６
．７の接続により接続しない場合に比べで出力電圧が変
化（低下）する、このため、これを利用すれば、出力電
圧を任意に調整することができる。
力電圧の関係を、これに対して第７図にｔ！４５図の回
路での抵抗値Ｒｈ２と出力電圧の関係をそれぞれ示すと
、これらの特性によれば、第１図の回路では抵抗素子６
．７の接続により接続しない場合に比べで出力電圧が変
化（低下）する、このため、これを利用すれば、出力電
圧を任意に調整することができる。
（発明の効果）
以上説明したように、この発明では、半導体歪み抵抗エ
レメントを組み合わせたホイーストス）ンブリッジに、
一般の抵抗体を工夫して接続することで温度補償とスパ
ン出力の調整を行うようにしたため、温度補正のための
演算回路や温度検出素子が不要になるばかりか、スパン
出力を任意に設定することができる。
レメントを組み合わせたホイーストス）ンブリッジに、
一般の抵抗体を工夫して接続することで温度補償とスパ
ン出力の調整を行うようにしたため、温度補正のための
演算回路や温度検出素子が不要になるばかりか、スパン
出力を任意に設定することができる。
第１図はこの発明の実施例の回路図、第２図は抵抗素子
６を接続した場合の回路図、Ｐｒ５３図は第２図におけ
るスパン出力の温度特性図、第４図は第２図における抵
抗値Ｒｈｌに対するセンサ出力の特性図、第５図は抵抗
素子７を接続した場合の回路図、第６図は第５図におけ
るスパン出力の温度特性図、第７図は＄５図における抵
抗値Ｒｈ２に対するセンサ出力の特性図である。 １・・・ホイーストストンブリッジ、２〜５・・・歪み
抵抗エレメント、６．７・・・抵抗素子。 第５図 ６．７：込仇素子 第３図 第４図 第６図 第７図 塩 屋 抵才１しイＭ Ｒｈ２峠
６を接続した場合の回路図、Ｐｒ５３図は第２図におけ
るスパン出力の温度特性図、第４図は第２図における抵
抗値Ｒｈｌに対するセンサ出力の特性図、第５図は抵抗
素子７を接続した場合の回路図、第６図は第５図におけ
るスパン出力の温度特性図、第７図は＄５図における抵
抗値Ｒｈ２に対するセンサ出力の特性図である。 １・・・ホイーストストンブリッジ、２〜５・・・歪み
抵抗エレメント、６．７・・・抵抗素子。 第５図 ６．７：込仇素子 第３図 第４図 第６図 第７図 塩 屋 抵才１しイＭ Ｒｈ２峠
Claims (1)
- ２つの直列な半導体歪み抵抗エレメントを２組並列に接
続して構成したブリッジ回路と、そのブリッジ回路に一
定の電圧を作用させる電圧源とを備え、前記両直列接続
点間の電位差をセンサ出力として取り出すようにした圧
力センサにおいて、前記電圧源とブリッジ回路との間お
よびブリッジ回路の電位差を取り出す接続点間に、前記
半導体歪み抵抗エレメントと比べで抵抗温度係数の著し
く小さな抵抗体をそれぞれ接続したことを特徴とする圧
力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1020546A JP3041829B2 (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | 圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1020546A JP3041829B2 (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | 圧力センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02201135A true JPH02201135A (ja) | 1990-08-09 |
| JP3041829B2 JP3041829B2 (ja) | 2000-05-15 |
Family
ID=12030154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1020546A Expired - Fee Related JP3041829B2 (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | 圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3041829B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5900536B2 (ja) | 2013-09-30 | 2016-04-06 | 株式会社デンソー | センサ信号検出装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6122223A (ja) * | 1984-07-10 | 1986-01-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 歪センサ |
| JPS6336059U (ja) * | 1986-08-26 | 1988-03-08 |
-
1989
- 1989-01-30 JP JP1020546A patent/JP3041829B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6122223A (ja) * | 1984-07-10 | 1986-01-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 歪センサ |
| JPS6336059U (ja) * | 1986-08-26 | 1988-03-08 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3041829B2 (ja) | 2000-05-15 |
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Legal Events
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