JPH043493B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH043493B2 JPH043493B2 JP57147474A JP14747482A JPH043493B2 JP H043493 B2 JPH043493 B2 JP H043493B2 JP 57147474 A JP57147474 A JP 57147474A JP 14747482 A JP14747482 A JP 14747482A JP H043493 B2 JPH043493 B2 JP H043493B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- operational amplifier
- output
- pressure sensor
- semiconductor
- 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
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D48/00—Individual devices not covered by groups H10D1/00 - H10D44/00
- H10D48/50—Devices controlled by mechanical forces, e.g. pressure
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、圧力検出装置の高性能化を図つた
ものに関するものである。
ものに関するものである。
従来、この種の装置として第１図に示すものが
あつた。図において、３は半導体圧力センサ、１
４，１５はこの半導体圧力センサ３に接続された
オペアンプ、１６はオペアンプ１５に接続された
オペアンプ、１はオペアンプ１６の出力端子と入
力端子間に接続された感温抵抗、２２はオペアン
プ１６に接続されたオペアンプ、４〜１３，１８
〜２１は抵抗である。
あつた。図において、３は半導体圧力センサ、１
４，１５はこの半導体圧力センサ３に接続された
オペアンプ、１６はオペアンプ１５に接続された
オペアンプ、１はオペアンプ１６の出力端子と入
力端子間に接続された感温抵抗、２２はオペアン
プ１６に接続されたオペアンプ、４〜１３，１８
〜２１は抵抗である。
次に動作について説明する。半導体圧力センサ
３によつて圧力−電気変換された電気信号は、オ
ペアンプ１４，１５で増幅され、単一出力に変換
される。この単一出力は次にオペアンプ１６によ
り増幅されるが、該オペアンプ１６では感温抵抗
１を介して出力が入力にフイードバツクされてい
るので、温度により増幅率が変化する。ここで、
抵抗１２の抵抗値をR12、抵抗１３の抵抗値を
R13、感温抵抗１の抵抗値をR1（Ｔ）（Ｔは温度）
とすると、オペアンプ１６による増幅回路の増幅
率A16は、次式で表わされる。
３によつて圧力−電気変換された電気信号は、オ
ペアンプ１４，１５で増幅され、単一出力に変換
される。この単一出力は次にオペアンプ１６によ
り増幅されるが、該オペアンプ１６では感温抵抗
１を介して出力が入力にフイードバツクされてい
るので、温度により増幅率が変化する。ここで、
抵抗１２の抵抗値をR12、抵抗１３の抵抗値を
R13、感温抵抗１の抵抗値をR1（Ｔ）（Ｔは温度）
とすると、オペアンプ１６による増幅回路の増幅
率A16は、次式で表わされる。
A16＝R1（Ｔ）・R13／（R1（Ｔ
）＋R13）・R12｝ 従つて、このオペアンプ１６による増幅回路の
増幅度A16に、圧力センサ３の感度温度変化を補
償するような温度特性をもたせれば、感度温度変
化をほとんどなくすることができる。そしてその
出力は次にオペアンプ２２により所定の圧力−圧
力検出出力特性になるよう増幅される。
）＋R13）・R12｝ 従つて、このオペアンプ１６による増幅回路の
増幅度A16に、圧力センサ３の感度温度変化を補
償するような温度特性をもたせれば、感度温度変
化をほとんどなくすることができる。そしてその
出力は次にオペアンプ２２により所定の圧力−圧
力検出出力特性になるよう増幅される。
従来の半導体圧力検出装置は以上のように構成
されているので、半導体圧力センサの圧力−セン
サ出力特性において、第３図ａの破線に示すよう
な非直線性が存在する場合、オペアンプ２２の出
力にも第３図ｅの破線で示すように同様の非直線
性が現われるという欠点があつた。従つて、装置
全体として第３図ｅの実線に示すように直線性の
よい圧力−圧力検出出力特性を得るには、第３図
ａの実線で示すように直線性のよい半導体圧力セ
ンサを使用し、オペアンプ２２の出力も第３図ｅ
の実線のように直線性のよいものになるようにす
る必要があつた。
されているので、半導体圧力センサの圧力−セン
サ出力特性において、第３図ａの破線に示すよう
な非直線性が存在する場合、オペアンプ２２の出
力にも第３図ｅの破線で示すように同様の非直線
性が現われるという欠点があつた。従つて、装置
全体として第３図ｅの実線に示すように直線性の
よい圧力−圧力検出出力特性を得るには、第３図
ａの実線で示すように直線性のよい半導体圧力セ
ンサを使用し、オペアンプ２２の出力も第３図ｅ
の実線のように直線性のよいものになるようにす
る必要があつた。
この発明は上記のような従来のものの欠点を除
去するためになされたもので、感度温度補償回路
として接合分離半導体抵抗を用い、該接合分離半
導体抵抗を接合逆バイアスして非直線性補償機能
を持たせることにより、圧力−センサ出力特性に
おける直線性が良好でない圧力センサを用いても
直線性の良い圧力−出力特性が得られる圧力検出
装置を安価に提供することを目的としている。
去するためになされたもので、感度温度補償回路
として接合分離半導体抵抗を用い、該接合分離半
導体抵抗を接合逆バイアスして非直線性補償機能
を持たせることにより、圧力−センサ出力特性に
おける直線性が良好でない圧力センサを用いても
直線性の良い圧力−出力特性が得られる圧力検出
装置を安価に提供することを目的としている。
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第２図において、３は半導体圧力センサ、１
４，１５，１６，２２は半導体圧力センサ３の出
力を増幅するオペアンプ、１７はオペアンプ１６
の出力端子と反転入力端子間に接続された接合分
離半導体拡散抵抗、４〜１３，１８〜２１は抵抗
である。第４図は接合分離半導体拡散抵抗を示す
断面図で、図において、２３はＮ形半導体基板、
２４はＰ形拡散層、２５，２６，２７は電極であ
り、電極２５，２６はそれぞれオペアンプ１６の
入力端子、出力端子に、電極２７はオペアンプの
正側電源端子に接続されている。
る。第２図において、３は半導体圧力センサ、１
４，１５，１６，２２は半導体圧力センサ３の出
力を増幅するオペアンプ、１７はオペアンプ１６
の出力端子と反転入力端子間に接続された接合分
離半導体拡散抵抗、４〜１３，１８〜２１は抵抗
である。第４図は接合分離半導体拡散抵抗を示す
断面図で、図において、２３はＮ形半導体基板、
２４はＰ形拡散層、２５，２６，２７は電極であ
り、電極２５，２６はそれぞれオペアンプ１６の
入力端子、出力端子に、電極２７はオペアンプの
正側電源端子に接続されている。
次に動作について説明する。
半導体圧力センサ３に加えられた圧力は、電気
信号に変換され、オペアンプ１４，１５で構成さ
れる差動増幅回路で単一出力に変換され、オペア
ンプ１６で増幅されるが、オペアンプ１６の出力
は接合分離半導体拡散抵抗１７を介して反転入力
端子にフイードバツクされているので、オペアン
プ１６の増幅率は接合分離半導体拡散抵抗１７の
抵抗値R17により変化する。この抵抗値R17は第
３図ｂに示すように接合逆バイアスにより変化す
る。即ち、この拡散抵抗１７（24）は電極（27）
を介して印加される電圧と拡散抵抗自身の電位差
に依存して抵抗値が変化するもので、より詳しく
は拡散抵抗１７（24）に印加される逆バイアスに
より、拡散抵抗１７（24）内にも空乏層が広がり
実質的な抵抗値が増加するものである。接合逆バ
イアス電圧が第３図ｃに示すように圧力により変
化する場合、圧力とオペアンプ１６による増幅回
路の増幅率A16は第３図ｄの破線に示すような関
係になる。従つて、第３図ａの破線に示す圧力セ
ンサの非直線性はこれによつて補償され、オペア
ンプ２２の出力は第３図ｅの実線に示すようにな
る。
信号に変換され、オペアンプ１４，１５で構成さ
れる差動増幅回路で単一出力に変換され、オペア
ンプ１６で増幅されるが、オペアンプ１６の出力
は接合分離半導体拡散抵抗１７を介して反転入力
端子にフイードバツクされているので、オペアン
プ１６の増幅率は接合分離半導体拡散抵抗１７の
抵抗値R17により変化する。この抵抗値R17は第
３図ｂに示すように接合逆バイアスにより変化す
る。即ち、この拡散抵抗１７（24）は電極（27）
を介して印加される電圧と拡散抵抗自身の電位差
に依存して抵抗値が変化するもので、より詳しく
は拡散抵抗１７（24）に印加される逆バイアスに
より、拡散抵抗１７（24）内にも空乏層が広がり
実質的な抵抗値が増加するものである。接合逆バ
イアス電圧が第３図ｃに示すように圧力により変
化する場合、圧力とオペアンプ１６による増幅回
路の増幅率A16は第３図ｄの破線に示すような関
係になる。従つて、第３図ａの破線に示す圧力セ
ンサの非直線性はこれによつて補償され、オペア
ンプ２２の出力は第３図ｅの実線に示すようにな
る。
即ち、半導体センサの圧力−センサ出力特性に
おいて非直線性が生じる領域、つまり大出力領域
ではそのセンサ出力の低下を補正するように、接
合分離半導体抵抗に印加される逆バイアス電圧は
大きくなる。つまり、接合分離半導体抵抗に印加
する逆バイアス電圧をオペアンプ１６の非反転入
力からとり入れることにより、センサに加わる圧
力の増加に伴つて逆バイアス電圧が大きくなるよ
うに構成し、オペアンプ１６の帰還抵抗でもある
接合分離半導体抵抗の抵抗値をセンサ出力の増大
とともに大きくし、センサ出力が非線型となる領
域ではオペアンプ１６の増幅率を非線型に増大さ
せることにより、その出力の低下を補い非直線性
を補正する。
おいて非直線性が生じる領域、つまり大出力領域
ではそのセンサ出力の低下を補正するように、接
合分離半導体抵抗に印加される逆バイアス電圧は
大きくなる。つまり、接合分離半導体抵抗に印加
する逆バイアス電圧をオペアンプ１６の非反転入
力からとり入れることにより、センサに加わる圧
力の増加に伴つて逆バイアス電圧が大きくなるよ
うに構成し、オペアンプ１６の帰還抵抗でもある
接合分離半導体抵抗の抵抗値をセンサ出力の増大
とともに大きくし、センサ出力が非線型となる領
域ではオペアンプ１６の増幅率を非線型に増大さ
せることにより、その出力の低下を補い非直線性
を補正する。
なお、このとき圧力センサ出力が圧力に対して
直線性を有する部分に対応する領域では半導体抵
抗の抵抗値は圧力に対し一定値であつてもよい
が、第３図ｂに示すような特性であつても事実上
第３図ｅに示された補正特性を得ることができ
る。
直線性を有する部分に対応する領域では半導体抵
抗の抵抗値は圧力に対し一定値であつてもよい
が、第３図ｂに示すような特性であつても事実上
第３図ｅに示された補正特性を得ることができ
る。
また、この逆バイアス電圧は第３図ｃに示すよ
うに圧力だけで一義的に決まる。その理由は、温
度上昇による圧力信号（センサ出力）の低下は、
先述の式A16＝R1（Ｔ）・R13／｛（R1（Ｔ）＋R13）・
R12｝により補正されるので、圧力信号の温度依
存性は、抵抗の温度依存性によつて補正されるた
めである。
うに圧力だけで一義的に決まる。その理由は、温
度上昇による圧力信号（センサ出力）の低下は、
先述の式A16＝R1（Ｔ）・R13／｛（R1（Ｔ）＋R13）・
R12｝により補正されるので、圧力信号の温度依
存性は、抵抗の温度依存性によつて補正されるた
めである。
そして、この半導体拡散抵抗は正の温度係数を
有しており、このためオペアンプの増幅度におい
て、上記の式で示されるようにセンサの温度特性
を補償するための温度補償抵抗に、センサの非直
線補正の機能を持たせることができるので、セン
サ出力の温度特性補正と圧力−電気信号変換特性
の非直線性を同時に補償することができる。
有しており、このためオペアンプの増幅度におい
て、上記の式で示されるようにセンサの温度特性
を補償するための温度補償抵抗に、センサの非直
線補正の機能を持たせることができるので、セン
サ出力の温度特性補正と圧力−電気信号変換特性
の非直線性を同時に補償することができる。
なお、上記実施例では圧力センサに半導体圧力
センサを用いた例について説明したが、差動トラ
ンスとダイヤフラムからなるもの、磁気抵抗素子
とダイヤフラムからなるもの、ダイヤフラムと容
量からなるもの等の他の圧力センサであつても上
記実施例と同様の効果を奏する。
センサを用いた例について説明したが、差動トラ
ンスとダイヤフラムからなるもの、磁気抵抗素子
とダイヤフラムからなるもの、ダイヤフラムと容
量からなるもの等の他の圧力センサであつても上
記実施例と同様の効果を奏する。
以上のように、この発明によれば、圧力センサ
の非直線性補償を、接合逆バイアスされた接合分
離半導体抵抗からなる感度温度補償回路で行うよ
うにしたので、装置が安価にでき、また、精度の
高いものが得られる効果がある。
の非直線性補償を、接合逆バイアスされた接合分
離半導体抵抗からなる感度温度補償回路で行うよ
うにしたので、装置が安価にでき、また、精度の
高いものが得られる効果がある。
第１図は従来の半導体圧力検出装置を示す回路
図、第２図は本発明の一実施例による圧力検出装
置を示す回路図、第３図は従来および本発明装置
の動作説明のための各種特性図、第４図は接合分
離形半導体抵抗の断面図である。 ３……圧力センサ、２２……オペアンプ（演算
増幅器）、１７……接合分離形半導体拡散抵抗。
なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
図、第２図は本発明の一実施例による圧力検出装
置を示す回路図、第３図は従来および本発明装置
の動作説明のための各種特性図、第４図は接合分
離形半導体抵抗の断面図である。 ３……圧力センサ、２２……オペアンプ（演算
増幅器）、１７……接合分離形半導体拡散抵抗。
なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 圧力を電気信号に変換する圧力センサと、該
圧力センサの出力が反転入力され該圧力センサの
出力を増幅する演算増幅器と、 該演算増幅器の非反転入力信号が接合逆バイア
ス電圧として印加され上記演算増幅器の出力をそ
の反転入力に帰還して上記圧力センサの感度温度
補償および該圧力センサの圧力−電気信号変換特
性の非直線性補償を同時に行なう接合分離半導体
抵抗とを備えたことを特徴とする圧力検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57147474A JPS5935481A (ja) | 1982-08-23 | 1982-08-23 | 圧力検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57147474A JPS5935481A (ja) | 1982-08-23 | 1982-08-23 | 圧力検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5935481A JPS5935481A (ja) | 1984-02-27 |
| JPH043493B2 true JPH043493B2 (ja) | 1992-01-23 |
Family
ID=15431203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57147474A Granted JPS5935481A (ja) | 1982-08-23 | 1982-08-23 | 圧力検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5935481A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106525318B (zh) * | 2016-12-16 | 2022-07-01 | 山东金洲科瑞节能科技有限公司 | 一种总线型压力测量装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5832646B2 (ja) * | 1978-09-08 | 1983-07-14 | 株式会社東芝 | 圧力伝送器 |
| JPS5941134B2 (ja) * | 1980-04-15 | 1984-10-04 | 富士電機株式会社 | 圧力変換器 |
-
1982
- 1982-08-23 JP JP57147474A patent/JPS5935481A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5935481A (ja) | 1984-02-27 |
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