JPH0263187B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0263187B2 JPH0263187B2 JP58105430A JP10543083A JPH0263187B2 JP H0263187 B2 JPH0263187 B2 JP H0263187B2 JP 58105430 A JP58105430 A JP 58105430A JP 10543083 A JP10543083 A JP 10543083A JP H0263187 B2 JPH0263187 B2 JP H0263187B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- detector
- oxygen concentration
- current
- oxygen
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 37
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 37
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010416 ion conductor Substances 0.000 description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- -1 oxygen ions Chemical class 0.000 description 3
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000027734 detection of oxygen Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
- G01N27/4065—Circuit arrangements specially adapted therefor
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、例えば自動車エンジン等の内燃機
関の排気ガス中に含まれる酸素の濃度を検出する
酸素濃度検出装置に関する。
関の排気ガス中に含まれる酸素の濃度を検出する
酸素濃度検出装置に関する。
エンジンの排気ガス中の酸素濃度を検出する酸
素濃度検出器として、酸素濃度変化に対して流れ
る電流量の変化するものが知られている。このよ
うな酸素濃度を電流変化で検出する検出器は、例
えば酸素イオン伝導体によつて構成されるもの
で、板状にした酸素イオン伝導体の両面に電極を
形成し、この電極を直流電源回路に接続するもの
である。ここで、酸素イオン伝導体としては、ジ
ルコニアに対してY2O3、Yb3O3等を安定剤に固
溶させたもの、あるいはSi2O3にY2O3、Er2O3、
WO3等を安定剤として固溶させたもの等がある。
素濃度検出器として、酸素濃度変化に対して流れ
る電流量の変化するものが知られている。このよ
うな酸素濃度を電流変化で検出する検出器は、例
えば酸素イオン伝導体によつて構成されるもの
で、板状にした酸素イオン伝導体の両面に電極を
形成し、この電極を直流電源回路に接続するもの
である。ここで、酸素イオン伝導体としては、ジ
ルコニアに対してY2O3、Yb3O3等を安定剤に固
溶させたもの、あるいはSi2O3にY2O3、Er2O3、
WO3等を安定剤として固溶させたもの等がある。
このような検出器は、両電極間に直流電圧を印
加する状態で被測定ガスに接触させるようにする
と、このガス中の酸素ガスは陰極部で還元されて
酸素イオンとなり、このイオンは伝導体中を移動
して陽極に達する。そして陽極によつて酸化され
て再び酸素ガスとなる。したがつて、もし陰極と
酸素イオン伝導体の界面に到達する酸素ガス量が
制限されたとすると、陰極で還元によつて生成さ
れる酸素イオン量が制限を受ける。このため、こ
の酸素イオンによつて運ばれる電荷量（電流）が
制限を受けるものであり、酸素ガス量に応じた電
流が両電極間に流れる状態となる。
加する状態で被測定ガスに接触させるようにする
と、このガス中の酸素ガスは陰極部で還元されて
酸素イオンとなり、このイオンは伝導体中を移動
して陽極に達する。そして陽極によつて酸化され
て再び酸素ガスとなる。したがつて、もし陰極と
酸素イオン伝導体の界面に到達する酸素ガス量が
制限されたとすると、陰極で還元によつて生成さ
れる酸素イオン量が制限を受ける。このため、こ
の酸素イオンによつて運ばれる電荷量（電流）が
制限を受けるものであり、酸素ガス量に応じた電
流が両電極間に流れる状態となる。
すなわち、このような酸素濃度検出器の両電極
間に印加する直流電圧を、零から徐々に増加させ
ると、第１図に示すように印加電圧の低い範囲で
は、両電極間に流れる電流が電圧に比例する状態
で増加する。しかし、この電圧範囲を越す電圧範
囲では、両電極間に流れる電流は電圧によつて変
化せずに一定となる。この場合、この電流量の一
定となる電圧範囲における電流量は、この検出器
に接触するガス中に含まれる酸素ガス濃度によつ
て支配される限界電流特性を有する。第１図にお
いて曲線Ａ〜Ｃはそれぞれ酸素濃度の異なる場合
の制限電流を示し、酸素濃度は「Ａ＜Ｂ＜Ｃ」の
関係にある。そして、この限界電流特性のある電
圧範囲を越える電圧が両電極間に印加される状態
となつた場合には、検出器に過大な電流を流すこ
とになり、この検出器を破壊するような状態とな
る。
間に印加する直流電圧を、零から徐々に増加させ
ると、第１図に示すように印加電圧の低い範囲で
は、両電極間に流れる電流が電圧に比例する状態
で増加する。しかし、この電圧範囲を越す電圧範
囲では、両電極間に流れる電流は電圧によつて変
化せずに一定となる。この場合、この電流量の一
定となる電圧範囲における電流量は、この検出器
に接触するガス中に含まれる酸素ガス濃度によつ
て支配される限界電流特性を有する。第１図にお
いて曲線Ａ〜Ｃはそれぞれ酸素濃度の異なる場合
の制限電流を示し、酸素濃度は「Ａ＜Ｂ＜Ｃ」の
関係にある。そして、この限界電流特性のある電
圧範囲を越える電圧が両電極間に印加される状態
となつた場合には、検出器に過大な電流を流すこ
とになり、この検出器を破壊するような状態とな
る。
この発明は上記のような点に鑑みなされたもの
で、制限電流特性によつて例えば排気ガス中の酸
素濃度を確実に検出測定し得るようにすると共
に、検出器を過大な電流から確実に保護し、例え
ば内燃機関の空燃比制御システムを効果的に構成
し得るようにする酸素濃度検出装置を提供しよう
とするものである。
で、制限電流特性によつて例えば排気ガス中の酸
素濃度を確実に検出測定し得るようにすると共
に、検出器を過大な電流から確実に保護し、例え
ば内燃機関の空燃比制御システムを効果的に構成
し得るようにする酸素濃度検出装置を提供しよう
とするものである。
すなわち、この発明に係る酸素濃度検出装置
は、限界電流特性を有する酸素濃度検出器に対し
て、抵抗回路を介して電源を供給すると共に、こ
の抵抗回路の端子電圧を出力電圧信号として取り
出すようにし、上記検出器の端子間電圧を設定さ
れる電圧と対比して、検出器に印加される電圧を
制限電流特性を発揮する特定された電圧値となる
ようにインピーダンス回路を制御するようにした
ものである。
は、限界電流特性を有する酸素濃度検出器に対し
て、抵抗回路を介して電源を供給すると共に、こ
の抵抗回路の端子電圧を出力電圧信号として取り
出すようにし、上記検出器の端子間電圧を設定さ
れる電圧と対比して、検出器に印加される電圧を
制限電流特性を発揮する特定された電圧値となる
ようにインピーダンス回路を制御するようにした
ものである。
以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明
する。第２図はその構成を示すもので、１１は例
えば酸素イオン伝導体を用いて構成された酸素濃
度検出器であり、この検出器１１は特定される直
流電圧を印加する状態で、接触される被測定ガス
中の酸素濃度に応じた電流を流す限界電流特性を
有するものである。この検出器１１に対しては、
インピーダンス制御されるトランジスタ１２およ
び抵抗１３を介して、直流電源Vcを供給するも
ので、検出器１１を流れた電流は接地回路に導か
れる。
する。第２図はその構成を示すもので、１１は例
えば酸素イオン伝導体を用いて構成された酸素濃
度検出器であり、この検出器１１は特定される直
流電圧を印加する状態で、接触される被測定ガス
中の酸素濃度に応じた電流を流す限界電流特性を
有するものである。この検出器１１に対しては、
インピーダンス制御されるトランジスタ１２およ
び抵抗１３を介して、直流電源Vcを供給するも
ので、検出器１１を流れた電流は接地回路に導か
れる。
上記直流電源電圧Vcは、接地回路との間に直
列に接続される抵抗１４および１５で分割し、そ
の分割電圧Ｖ１はコンパレータ１６の負側入力端
に供給する。このコンパレータ１６からの出力電
圧信号は、抵抗１７および１８を介してトランジ
スタ１２のベースに制御信号として供給されるよ
うになるものであるが、その制御信号電圧はコン
デンサ１９によつて記憶設定される状態となつて
いる。ここで、コンパレータ１６の出力端に電源
Vcとの間に接続した抵抗２０は、プルアツプ抵
抗として作用する。そして、上記検出器１１の正
側入力端電圧信号、すなわち検出器１１の端子間
電圧信号を、抵抗２１を介してコンパレータ１６
の正側入力端に供給し、コンパレータ１６で検出
器１１の端子間電圧と、前記分割設定電圧Ｖ１と
比較するようになる。
列に接続される抵抗１４および１５で分割し、そ
の分割電圧Ｖ１はコンパレータ１６の負側入力端
に供給する。このコンパレータ１６からの出力電
圧信号は、抵抗１７および１８を介してトランジ
スタ１２のベースに制御信号として供給されるよ
うになるものであるが、その制御信号電圧はコン
デンサ１９によつて記憶設定される状態となつて
いる。ここで、コンパレータ１６の出力端に電源
Vcとの間に接続した抵抗２０は、プルアツプ抵
抗として作用する。そして、上記検出器１１の正
側入力端電圧信号、すなわち検出器１１の端子間
電圧信号を、抵抗２１を介してコンパレータ１６
の正側入力端に供給し、コンパレータ１６で検出
器１１の端子間電圧と、前記分割設定電圧Ｖ１と
比較するようになる。
酸素濃度検出器１１に流れる電流量は、抵抗１
３における電圧降下分として検出するもので、出
力端子２２からは被測定ガスに含まれる酸素濃度
が電圧信号Ｖ２として出力されるようになる。
３における電圧降下分として検出するもので、出
力端子２２からは被測定ガスに含まれる酸素濃度
が電圧信号Ｖ２として出力されるようになる。
すなわち、酸素濃度検出器１１には、抵抗１３
を通つた電流がトランジスタ１２を介して流れ
る。この場合、トランジスタ１２では、ベース電
流分が誤差として存在する状態となるものである
が、直流電流増幅率hfeが50〜150と大きい場合に
は問題とならない。したがつて、抵抗１３におけ
る電圧降下分Ｖ２によつて検出器１１に流れる電
流量、すなわち酸素濃度を知ることができる。こ
こで、抵抗１３の抵抗値をＲ、抵抗１３を介して
検出器１１に流れる電流をＩとすれば V2＝Ｉ・Ｒ である。
を通つた電流がトランジスタ１２を介して流れ
る。この場合、トランジスタ１２では、ベース電
流分が誤差として存在する状態となるものである
が、直流電流増幅率hfeが50〜150と大きい場合に
は問題とならない。したがつて、抵抗１３におけ
る電圧降下分Ｖ２によつて検出器１１に流れる電
流量、すなわち酸素濃度を知ることができる。こ
こで、抵抗１３の抵抗値をＲ、抵抗１３を介して
検出器１１に流れる電流をＩとすれば V2＝Ｉ・Ｒ である。
ここで、検出器１１に印加される電圧は、接地
電位を基準にして抵抗２１を介してコンパレータ
１６に供給され、設定された電圧Ｖ１と比較され
ている。このコンパレータ１６のハイあるいはロ
ーレベルの出力電圧信号は、コンデンサ１９を充
放電制御し、このコンデンサ１９の平滑化された
端子電位がトランジスタ１２のベースを制御する
ようになる。したがつて、トランジスタ１２は、
検出器１１に印加する電圧が安定した電圧Ｖ１と
なるようにインピーダンス制御されるようにな
る。
電位を基準にして抵抗２１を介してコンパレータ
１６に供給され、設定された電圧Ｖ１と比較され
ている。このコンパレータ１６のハイあるいはロ
ーレベルの出力電圧信号は、コンデンサ１９を充
放電制御し、このコンデンサ１９の平滑化された
端子電位がトランジスタ１２のベースを制御する
ようになる。したがつて、トランジスタ１２は、
検出器１１に印加する電圧が安定した電圧Ｖ１と
なるようにインピーダンス制御されるようにな
る。
このように構成される装置において、電源電圧
Vcを例えば5Vとし、抵抗１３の抵抗値Ｒを150
Ωとすれば、電流Ｉは最悪の状態でも5V／150Ω
＝30ｍＡしか流れない。したがつて、酸素濃度検
出器１１にはこれを破壊するような過大な電流を
流すようなことはなく、この検出器１１は確実に
保護される。
Vcを例えば5Vとし、抵抗１３の抵抗値Ｒを150
Ωとすれば、電流Ｉは最悪の状態でも5V／150Ω
＝30ｍＡしか流れない。したがつて、酸素濃度検
出器１１にはこれを破壊するような過大な電流を
流すようなことはなく、この検出器１１は確実に
保護される。
上記実施例では検出器１１に印加される電圧と
設定電圧Ｖ１とをコンパレータ１６で比較するよ
うにしたため、コンパレータ１６からは、ハイあ
るいはローレベルの出力信号を得るようになる。
したがつてコンデンサ１９を必要とした。しか
し、このコンパレータ１６に代り第３図に示すよ
うにオペアンプ２３を用いれば、このオペアンプ
２３の出力が検出器１１の端子電圧と電圧Ｖ１と
の差電圧となり、抵抗１７およびコンデンサ１９
からなる大きな時定数を有する平滑回路は必要と
しない。この第３図において第２図と同一構成部
分は同一符号を付してその説明は省略する。
設定電圧Ｖ１とをコンパレータ１６で比較するよ
うにしたため、コンパレータ１６からは、ハイあ
るいはローレベルの出力信号を得るようになる。
したがつてコンデンサ１９を必要とした。しか
し、このコンパレータ１６に代り第３図に示すよ
うにオペアンプ２３を用いれば、このオペアンプ
２３の出力が検出器１１の端子電圧と電圧Ｖ１と
の差電圧となり、抵抗１７およびコンデンサ１９
からなる大きな時定数を有する平滑回路は必要と
しない。この第３図において第２図と同一構成部
分は同一符号を付してその説明は省略する。
また、上記実施例では検出器１１の印加電圧を
制御するトランジスタ１２をPNP型で構成した
が、これは第４図および第５図で示すように
NPN型のトランジスタ２４で構成してもよいこ
とはもちろんである。ただし、この場合にはコン
パレータ１６あるいはオペアンプ２３に対する入
力の関係は逆に設定する必要がある。
制御するトランジスタ１２をPNP型で構成した
が、これは第４図および第５図で示すように
NPN型のトランジスタ２４で構成してもよいこ
とはもちろんである。ただし、この場合にはコン
パレータ１６あるいはオペアンプ２３に対する入
力の関係は逆に設定する必要がある。
以上のようにこの発明によれば、酸素濃度検出
器に対して、良好な限界電流特性の得られる電圧
が安定して印加されるようになるものであり、被
測定ガス中の酸素濃度検出信号を確実且つ安定し
て得ることができる。したがつて、内燃機関の空
燃比制御等のための排気ガス中の酸素濃度検出が
確実に実行し得、エンジンの無公害化、低燃費化
のために大きな効果を発揮する。また、この検出
器を過大電流からも確実に保護し得るものであ
り、信頼性の向上に大きな効果を発揮する。
器に対して、良好な限界電流特性の得られる電圧
が安定して印加されるようになるものであり、被
測定ガス中の酸素濃度検出信号を確実且つ安定し
て得ることができる。したがつて、内燃機関の空
燃比制御等のための排気ガス中の酸素濃度検出が
確実に実行し得、エンジンの無公害化、低燃費化
のために大きな効果を発揮する。また、この検出
器を過大電流からも確実に保護し得るものであ
り、信頼性の向上に大きな効果を発揮する。
第１図はこの発明で使用される酸素濃度検出器
の限界電流特性を説明する図、第２図はこの発明
の一実施例に係る酸素濃度検出装置を説明する回
路構成図、第３図乃至第５図はそれぞれこの発明
の他の実施例を説明する構成図である。 １１……酸素濃度検出器、１２，２４……トラ
ンジスタ、１６……コンパレータ、２３……オペ
アンプ。
の限界電流特性を説明する図、第２図はこの発明
の一実施例に係る酸素濃度検出装置を説明する回
路構成図、第３図乃至第５図はそれぞれこの発明
の他の実施例を説明する構成図である。 １１……酸素濃度検出器、１２，２４……トラ
ンジスタ、１６……コンパレータ、２３……オペ
アンプ。
Claims (1)
- １ 酸素濃度に応じて電流の変化する限界電流特
性を有する酸素濃度検出器と、この検出器と電源
との間に直列に接続され出力電圧信号を取り出す
抵抗回路と、この抵抗回路を介して電流の流れる
上記検出器の端子間電圧を特定される設定電圧と
対比し上記端子間電圧を一定の電圧に制御するイ
ンピーダンス制御回路とを具備したことを特徴と
する酸素濃度検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58105430A JPS59230154A (ja) | 1983-06-13 | 1983-06-13 | 酸素濃度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58105430A JPS59230154A (ja) | 1983-06-13 | 1983-06-13 | 酸素濃度検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59230154A JPS59230154A (ja) | 1984-12-24 |
| JPH0263187B2 true JPH0263187B2 (ja) | 1990-12-27 |
Family
ID=14407377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58105430A Granted JPS59230154A (ja) | 1983-06-13 | 1983-06-13 | 酸素濃度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59230154A (ja) |
-
1983
- 1983-06-13 JP JP58105430A patent/JPS59230154A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59230154A (ja) | 1984-12-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4804454A (en) | Oxygen concentration sensing apparatus | |
| JP3168571B2 (ja) | Ｍｏｓトランジスタの電流を検出する装置及び方法 | |
| JP2009109375A (ja) | 電子負荷装置および電池の内部抵抗測定装置 | |
| US4177770A (en) | Compensation of sensor voltage for reference potential variation | |
| US4762604A (en) | Oxygen concentration sensing apparatus | |
| JP4061391B2 (ja) | 電子負荷装置及びその電力回生方法 | |
| JPH0263187B2 (ja) | ||
| JP2019060720A (ja) | 検査装置 | |
| JPH07117527B2 (ja) | 酸素濃度検出装置 | |
| JP4444520B2 (ja) | ガスセンサ | |
| JP6938810B2 (ja) | 検査装置 | |
| JPS59230155A (ja) | 酸素濃度検出装置 | |
| JPS6118457Y2 (ja) | ||
| JPS62236320A (ja) | 直流地絡検出装置 | |
| JP2573033B2 (ja) | 水位検知装置 | |
| JPS6215450A (ja) | 空燃比検出装置 | |
| JPS62197757A (ja) | 酸素濃度検出装置 | |
| US6290828B1 (en) | Circuit for measuring oxygen concentration | |
| JPS62156570A (ja) | 抵抗値検出回路 | |
| JP6911238B2 (ja) | 検査装置 | |
| JPH0528950Y2 (ja) | ||
| JPS643080Y2 (ja) | ||
| JPH0119083B2 (ja) | ||
| JPS58196452A (ja) | 空燃比制御装置 | |
| JPS627793B2 (ja) |