JPH0580990B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、変動範囲が広い抵抗値を安定よく検
出できるように改善された抵抗値検出回路に関す
るものである。

（従来の技術） 例えば、SnO2を主成分とするガスセンサ等は
温度依存性の高いものが多いが、湯沸器等におい
て排ガス中の特定ガスの濃度を検出するような場
合等、温度条件を一定にできない場合が多い。こ
のような場合には、センサの抵抗値が温度とガス
濃度（検出量）とによつて例えば第３図に示すよ
うな負特性を呈する数メガΩから数十Ωというよ
うな非常に大きな範囲にわたり変化する。一方、
このような負特性のセンサを用いて一定レベル以
上のガス濃度を判定させる場合において、センサ
を含む回路の断線が生じた場合、濃度の判定が不
可能になり、この濃度の判定により湯沸器の燃焼
を制御するような場合には危険状態が生じるおそ
れがある。したがつて、従来では、このような危
険状態を避けるために、第２図に示すように、検
出レベルの基準となる設定電圧Vsetとこれより
も高電圧のオープン検出基準電圧Vopenとを設定
する分圧回路１をセンサ電圧検出回路２と並列に
電源３に接続し、前記設定電圧Vsetとセンサ電
圧Vsenseとを比較し、後者が前者を上回るとき
にセンサ電圧に対応して増減する設定検出出力を
出力するオペアンプ等の設定検出回路４を設ける
とともに、前記オープン検出基準電圧Vopenとセ
ンサ電圧Vsenseとを比較し、後者が前者を上回
るときにオープン検出信号を出力する比較器、オ
ペアンプ等からなるオープン発生検出回路５を設
けて、センサ回路２のオープン発生を検出できる
ようにした回路が実用されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このように単に比較器やオペア
ンプを用いたオープン発生検出回路５を用いる場
合には、オープン発生時と非発生時（濃度検出
時）とで扱われる電圧が大幅に異なるので、回路
中に非常に大きな電圧設定を要する箇所と非常に
小さい電圧設定を要する箇所が生じ、回路設計
上、非常に困難な問題が生じる。

本発明は上述の事情を考慮して、少数の部品を
付加するだけで、非常に広範囲に変化する抵抗値
の検出を低抵抗値域でも、高抵抗値域でも安定よ
く検出できる安価な抵抗値検出回路を提供するこ
とを目的とするものである。

（実施例） 以下、本発明を図例に基づき具体的に説明す
る。

第１図は本発明の一実施例に係るガス濃度検出
回路の回路図であり、図中、第２図の従来例の各
部品と同様の機能を有する部品には同様の符号と
名称が付されている。

特記すべきことは、前記分圧回路１が設定電圧
Vsetを設定する分圧抵抗１ａと、オープン検出
基準電圧Vopenを設定する分圧抵抗１ｄと、これ
らの間に接続され、設定電圧Vsetとオープン検
出基準電圧Vsenseの中間電圧Vfbが得られる中
間分圧抵抗１ｂ及び１ｃで構成され、その中間電
圧Vfbとセンサ電圧Vsenseとを比較して後者が
前者を上回るときに出力するオペアンプ６と、こ
のオペアンプ６の出力をこれのセンサ側入力端
（正相入力端）に負帰環させる帰環回路７と、前
記オペアンプ６の発振防止用コンデンサ８が付加
されていることである。前記帰環回路７は、オペ
アンプ６の出力端に接続された電流制限抵抗７ａ
と、これを介してベース接続されたトランジスタ
７ｂと、このトランジスタ７ｂのコレクタとオペ
アンプ６の正相入力端との間に接続され、帰環電
流を制限する帰環抵抗７ｃを有する。前記トラン
ジスタ７ｂのエミツタは所定の電圧Vccの電源ラ
インに接続されている。

なお、センサ回路２のプルアツプ抵抗２ａの抵
抗値は数MΩ、センサ２ｂの抵抗値はオープン検
出時では数MΩ、正常時には数百KΩないし数
MΩ、濃度検出時には数十ないし数百Ω、帰環抵
抗７ｃの抵抗値は数百ないし数KΩとする。そし
て、センサ２ｂが正常で数MΩの抵抗値を有する
ときには、Vopen＞Vsense＞Vfb＞Vsetの関係
が成立するように各抵抗１ａ〜１ｄ，２ａの抵抗
値が設定される。

次に、このように構成されたガス濃度検出回路
の動作を説明する。

センサ２ｂが断線した場合には、前記センサ電
圧Vsenseがほぼ電源電圧Vccに等しくなつて、
Vsense＞Vopen＞Vfb＞Vsetの関係が成立する。
従つて、オープン発生検出回路を構成するオペア
ン５からオープン検出信号が出力され、設定検出
回路を構成するオペアンプ４からの設定検出信号
は出力されない。

センサ２ｂが正常な場合、その抵抗値が数MΩ
のときには、Vopen＞Vsense＞Vfb＞Vsetの関
係が成立し、オペアンプ５からオープン検出信号
は出力されない。このときには、オペアンプ６の
出力によりトランジスタ７ｂはオフである。前記
センサ２ｂの抵抗値がVopen＞Vfb≧Vsense＞
Vsetになるレベルまで低下すると、トランジス
タ７ｂはオフであるが、そのベース・コレクタ間
が導通して、オペアンプ６に負帰還がかかり始め
る。この状態はトランジスタ７ｂがオン（飽和状
態）になるまで保たれる。更に、センサ抵抗が低
下して数KΩに達すると、トランジスタ７ｂが飽
和しても帰還抵抗７ｃにより帰還量が制限され
て、Vopen＞Vfb＞Vsense＞Vsetの関係が成立
する。センサ抵抗がこの状態よりも更に低下して
検出レベルになり、Vopen＞Vfb＞Vset＞
Vsenseの関係が成立する範囲になると、オペア
ンプ４から設定検出信号が出力されることにな
り、センサ２ｂが所定の濃度を検出したことを示
すのである。

（発明の効果） 本発明は、以上のように、オープン検出基準電
圧と設定レベルの基準となる設定電圧の中間電圧
を基準電圧として、被検出抵抗の両端の電圧がこ
れ以上の場合に抵抗体側入力端に負帰還がかけら
れるオペアンプを設けることにより、被検出抵抗
の抵抗値がオープン検出域にあるときには被検出
抵抗に接続されるプルアツプ抵抗と被検出抵抗の
分圧比で、また、被検出抵抗の抵抗値が低く、そ
の両端間電圧が前記設定電圧以下になるときに
は、前記オペアンプの帰還抵抗と被検出抵抗の分
圧比で検出すべき電位が決まるので、通常の低抵
抗値における使用状態で検出量−被検出抵抗特性
の傾きが非常に大きな被検出抵抗でも微小レベル
の電圧を扱わずに高低それぞれのレベルの抵抗値
検出を安定よく行なうことができる。また、微小
電圧を扱う調整手段が不要になるうえ、付加され
る部品の点数が少なく、安価に実施できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すガス濃度検出
回路の回路図、第２図は従来の抵抗値検出回路の
一例を示すガス濃度検出回路の回路図、第３図は
本発明に係る抵抗体の抵抗値特性の一例を示す検
出量−被検出抵抗特性図である。 １……分圧回路、２……センサ電圧検出回路、
２ａ……プルアツプ抵抗、２ｂ……センサ、４…
…設定検出回路、５……オープン発生検出回路、
６……オペアンプ、７……帰環回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 外部からの刺激により著しい抵抗値変化を示
   す抵抗体と、該抵抗体の抵抗値が設定レベルにあ
   るとき設定検出信号を出力する設定検出回路と、
   前記抵抗体の断線を検出してオープン検出信号を
   出力するオープン発生検出回路とからなる抵抗値
   検出回路において、前記抵抗値の設定レベルの基
   準となる設定電圧と前記断線検出の基準となるオ
   ープン検出基準電圧との中間の電圧を基準電圧と
   して前記抵抗体の抵抗値検出電圧と比較するオペ
   アンプを設け、該オペアンプの出力端から抵抗値
   検出電圧側への帰還回路に非線形素子を設けたこ
   とを特徴とする抵抗値検出電回路。