JPH08233867A - ブリッジ検出回路 - Google Patents
ブリッジ検出回路Info
- Publication number
- JPH08233867A JPH08233867A JP7037864A JP3786495A JPH08233867A JP H08233867 A JPH08233867 A JP H08233867A JP 7037864 A JP7037864 A JP 7037864A JP 3786495 A JP3786495 A JP 3786495A JP H08233867 A JPH08233867 A JP H08233867A
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- Japan
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- circuit
- bridge
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- power supply
- detection circuit
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R17/00—Measuring arrangements involving comparison with a reference value, e.g. bridge
- G01R17/10—AC or DC measuring bridges
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 非接触で電流検出をする検出回路、あるいは
磁気変化を検出する回路の直線性を補償し、改善できる
ようにする。 【構成】 １つの半導体磁気抵抗素子と３つの基準抵抗
によりブリッジに構成され、この磁気抵抗素子により近
接通過電流あるいは磁束変化を電圧信号に変換する検出
回路において、このブリッジの出力端子を増幅する増幅
回路２と、この増幅回路出力と一定電源電圧を同期加算
回路３により負帰還を加えて、ブリッジの電源入力端子
に印加し、直線性を改善する。また同期加算回路３に印
加される電源電圧が半導体素子と抵抗による温度補償回
路４の出力からなり、直線性と併せて温度補償をする。
簡単な追加回路を付加するだけで、広いダイナミッレン
ジにわたり直線性補償をすることが可能で高精度が期待
できる。
磁気変化を検出する回路の直線性を補償し、改善できる
ようにする。 【構成】 １つの半導体磁気抵抗素子と３つの基準抵抗
によりブリッジに構成され、この磁気抵抗素子により近
接通過電流あるいは磁束変化を電圧信号に変換する検出
回路において、このブリッジの出力端子を増幅する増幅
回路２と、この増幅回路出力と一定電源電圧を同期加算
回路３により負帰還を加えて、ブリッジの電源入力端子
に印加し、直線性を改善する。また同期加算回路３に印
加される電源電圧が半導体素子と抵抗による温度補償回
路４の出力からなり、直線性と併せて温度補償をする。
簡単な追加回路を付加するだけで、広いダイナミッレン
ジにわたり直線性補償をすることが可能で高精度が期待
できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は非接触で電流検出をする
ブリッジ検出回路、あるいは磁気変化を検出するブリッ
ジ検出回路の直線性を補償し、改善する回路技術に関す
るものである。
ブリッジ検出回路、あるいは磁気変化を検出するブリッ
ジ検出回路の直線性を補償し、改善する回路技術に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、１つの半導体磁気抵抗素子と３つ
の基準抵抗によりブリッジに構成された電流検出回路に
より近接通過電流あるいは磁束変化を電圧信号に変換す
る検出回路は、図４に示すように、入力端子間に温度補
償した電圧を印加し、出力端子間の電圧を一定ゲインの
差動増幅器により出力電圧を得るため、該出力電圧は該
磁気抵抗素子の抵抗変化に対して出力電気信号が直線的
変化とならない。
の基準抵抗によりブリッジに構成された電流検出回路に
より近接通過電流あるいは磁束変化を電圧信号に変換す
る検出回路は、図４に示すように、入力端子間に温度補
償した電圧を印加し、出力端子間の電圧を一定ゲインの
差動増幅器により出力電圧を得るため、該出力電圧は該
磁気抵抗素子の抵抗変化に対して出力電気信号が直線的
変化とならない。
【０００３】すなわち近接通過電流あるいは磁束変化で
被検出半導体磁気抵抗素子の抵抗がＲからＲ＋Δｒにな
るとする。またこの抵抗変化△ｒは温度係数β（一般に
β＜０）の温度特性を有し、３つの基準抵抗の温度係数
は微小で無視できるとすると、端子電圧△Ｖは、
被検出半導体磁気抵抗素子の抵抗がＲからＲ＋Δｒにな
るとする。またこの抵抗変化△ｒは温度係数β（一般に
β＜０）の温度特性を有し、３つの基準抵抗の温度係数
は微小で無視できるとすると、端子電圧△Ｖは、
【０００４】
【数式１】 となり、この端子電圧ΔＶは分母、分子にΔｒの項があ
るため、抵抗変化Δｒに対して直線的変化をしない。
るため、抵抗変化Δｒに対して直線的変化をしない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このため、従来の構成
はΔｒの小さいところでしか使えない、あるいはフルス
ケールにおいて直線的に使えない課題を抱えていた。
はΔｒの小さいところでしか使えない、あるいはフルス
ケールにおいて直線的に使えない課題を抱えていた。
【０００６】またΔｒの温度依存性を相殺するため、Ｖ
INにΔｒの温度特性と反対方向の温度特性を持たせるこ
とは既知の技術である。すなわち入力電圧をＶSUPと
し、トランジスタＱ4のベース・エミッタ飽和電圧をＶB
Eとすると、
INにΔｒの温度特性と反対方向の温度特性を持たせるこ
とは既知の技術である。すなわち入力電圧をＶSUPと
し、トランジスタＱ4のベース・エミッタ飽和電圧をＶB
Eとすると、
【０００７】
【数式２】 より
【０００８】
【数式３】 となり、Δｒが温度に対して、負特性で減少しても、Ｖ
BEが温度に対して負特性であるためＶINは増加し、Δｒ
の温度依存性は相殺できるが分母、分子にΔｒの項があ
るためその効果には限界がある。
BEが温度に対して負特性であるためＶINは増加し、Δｒ
の温度依存性は相殺できるが分母、分子にΔｒの項があ
るためその効果には限界がある。
【０００９】本発明は、上記課題を解決するもので、そ
の目的とするところは、上述した従来技術が有するΔｒ
の微小範囲でしか直線性を保持しない、あるいはそのた
めにダイナミックレンジに限界があるという課題及び温
度補償の限界を解決し、該ブリッジの出力電圧を被検出
半導体磁気抵抗素子の抵抗変化に対して直線的に変化で
きるようにした装置を提供するものである。
の目的とするところは、上述した従来技術が有するΔｒ
の微小範囲でしか直線性を保持しない、あるいはそのた
めにダイナミックレンジに限界があるという課題及び温
度補償の限界を解決し、該ブリッジの出力電圧を被検出
半導体磁気抵抗素子の抵抗変化に対して直線的に変化で
きるようにした装置を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の目的を達
成するため、半導体磁気抵抗素子と基準抵抗とでブリッ
ジに構成され、該磁気抵抗素子により近接通過電流ある
いは磁束変化を電圧信号に変換するブリッジ検出回路に
おいて、該ブリッジの出力電圧を増幅する増幅回路と、
該増幅回路の出力と電源電圧とを入力し、かつ同期をと
って加算する同期加算回路と、該増幅回路の出力を該同
期加算回路により負帰還を加えて、該ブリッジの電源入
力端子に印加する負帰還回路とを備えたものである。
成するため、半導体磁気抵抗素子と基準抵抗とでブリッ
ジに構成され、該磁気抵抗素子により近接通過電流ある
いは磁束変化を電圧信号に変換するブリッジ検出回路に
おいて、該ブリッジの出力電圧を増幅する増幅回路と、
該増幅回路の出力と電源電圧とを入力し、かつ同期をと
って加算する同期加算回路と、該増幅回路の出力を該同
期加算回路により負帰還を加えて、該ブリッジの電源入
力端子に印加する負帰還回路とを備えたものである。
【００１１】また、本発明は、該同期加算回路に印加さ
れる電源電圧が半導体素子と抵抗による温度補償回路の
出力からなることを特徴とする構成を採用するものであ
る。
れる電源電圧が半導体素子と抵抗による温度補償回路の
出力からなることを特徴とする構成を採用するものであ
る。
【００１２】
【作用】本発明は、上述のように近接通過電流あるいは
磁束変化を検出するため、半導体磁気抵抗素子と基準抵
抗とでブリッジに構成され、該磁気抵抗素子により近接
通過電流あるいは磁束変化を電圧信号に変換するブリッ
ジ検出回路において、該ブリッジの出力電圧を増幅する
増幅回路と、該増幅回路の出力と電源電圧とを入力し、
かつ同期をとって加算する同期加算回路と、該増幅回路
の出力を該同期加算回路により負帰還を加えて該ブリッ
ジの電源入力端子に印加する負帰還回路とを備えたの
で、該ブリッジの出力電圧をダイナミック・レンジ全体
に渡って被検出磁気抵抗素子の抵抗変化に直線的に変化
できるようにし、出力電圧の直線性を補償することが可
能である。
磁束変化を検出するため、半導体磁気抵抗素子と基準抵
抗とでブリッジに構成され、該磁気抵抗素子により近接
通過電流あるいは磁束変化を電圧信号に変換するブリッ
ジ検出回路において、該ブリッジの出力電圧を増幅する
増幅回路と、該増幅回路の出力と電源電圧とを入力し、
かつ同期をとって加算する同期加算回路と、該増幅回路
の出力を該同期加算回路により負帰還を加えて該ブリッ
ジの電源入力端子に印加する負帰還回路とを備えたの
で、該ブリッジの出力電圧をダイナミック・レンジ全体
に渡って被検出磁気抵抗素子の抵抗変化に直線的に変化
できるようにし、出力電圧の直線性を補償することが可
能である。
【００１３】また、本発明は前記ブリッジ検出回路にお
いて、該同期加算回路に印加される一定電源電圧が半導
体素子と抵抗による温度補償回路の出力からなることを
特徴とするため出力電圧の温度補償を直線性補償と併せ
て行うことが可能である。
いて、該同期加算回路に印加される一定電源電圧が半導
体素子と抵抗による温度補償回路の出力からなることを
特徴とするため出力電圧の温度補償を直線性補償と併せ
て行うことが可能である。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図１ないし
図３を参照して説明する。
図３を参照して説明する。
【００１５】図１は、本発明のブリッジ検出回路の一実
施例を示す概略回路ブロック図である。また、図２は図
１の応用回路例である。さらに、図３は本発明のブリッ
ジ検出回路の一実施例を示す回路構成図である。本発明
は、図２のように用いられ、近接電流あるいは磁束変化
を検出するものである。
施例を示す概略回路ブロック図である。また、図２は図
１の応用回路例である。さらに、図３は本発明のブリッ
ジ検出回路の一実施例を示す回路構成図である。本発明
は、図２のように用いられ、近接電流あるいは磁束変化
を検出するものである。
【００１６】図１、図３において、近接電流あるいは磁
束変化を１つの被検出半導体磁気抵抗素子Ｒ11と３つの
基準抵抗Ｒ12、Ｒ13及びＲ14で構成されたブリッジにお
いてＲ11の抵抗変化を介して検出する。
束変化を１つの被検出半導体磁気抵抗素子Ｒ11と３つの
基準抵抗Ｒ12、Ｒ13及びＲ14で構成されたブリッジにお
いてＲ11の抵抗変化を介して検出する。
【００１７】入力端子に印可する電圧をＶINとし、Ｒ11
＝Ｒ12＝Ｒ13＝Ｒ14＝Ｒ、Ｒ11の近接電流および磁束変
化に応じた抵抗変化をΔｒとすると端子電圧ΔＶは
＝Ｒ12＝Ｒ13＝Ｒ14＝Ｒ、Ｒ11の近接電流および磁束変
化に応じた抵抗変化をΔｒとすると端子電圧ΔＶは
【００１８】
【数式４】 となる。
【００１９】ここで増幅回路２のゲイン（増幅率）をＫ
1とすると、検出電圧ＶOUTはＫ1・ΔＶである。増幅回
路２は既知の計測用差動増幅器で構成され、Ｋ1は演算
増幅器の周辺の抵抗で設定できる。 ＶOUT＝Ｋ1・ΔＶ ・・・ この出力電圧ＶOUTと一定電圧Ｖを次段の同期加算回路
３ に印加する。ここで加算の比率を
1とすると、検出電圧ＶOUTはＫ1・ΔＶである。増幅回
路２は既知の計測用差動増幅器で構成され、Ｋ1は演算
増幅器の周辺の抵抗で設定できる。 ＶOUT＝Ｋ1・ΔＶ ・・・ この出力電圧ＶOUTと一定電圧Ｖを次段の同期加算回路
３ に印加する。ここで加算の比率を
【００２０】
【数式５】 とするように同期加算回路３の抵抗Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ
３３を Ｒ３３／Ｒ３１＝Ｋ２、 Ｒ３２＝Ｒ３３と
設定する。
３３を Ｒ３３／Ｒ３１＝Ｋ２、 Ｒ３２＝Ｒ３３と
設定する。
【００２１】そうすると同期加算回路３の出力は Ｖ＋
Ｋ2・ＶOUT である。この出力をＶINとして前記ブリッ
ジの入力端子に負帰還をかける。
Ｋ2・ＶOUT である。この出力をＶINとして前記ブリッ
ジの入力端子に負帰還をかける。
【００２２】すなわち ＶIN＝Ｖ＋Ｋ2・ＶOUT ・・・
が成立する。 、より
が成立する。 、より
【００２３】
【数式６】 ここでを代入すると、
【００２４】
【数式７】 これを整理すると、｛４・Ｒ−（２−Ｋ1・Ｋ2）Δｒ｝
ＶOUT＝Ｋ1・Δｒ・Ｖ となる。
ＶOUT＝Ｋ1・Δｒ・Ｖ となる。
【００２５】ここでＫ1・Ｋ2＝２とする。すなわち増幅
回路２のゲインと同期加算回路３の倍率Ｋ2の積を２に
なるように設定すると、
回路２のゲインと同期加算回路３の倍率Ｋ2の積を２に
なるように設定すると、
【００２６】
【数式８】 となり、出力電圧ＶOUTはΔｒすなわち被検出磁気抵抗
素子の変化に直線的に比例した出力となる。
素子の変化に直線的に比例した出力となる。
【００２７】また、磁気抵抗素子が温度特性を有する場
合、この温度係数をβとするとより出力電圧は
合、この温度係数をβとするとより出力電圧は
【００２８】
【数式９】 ここで、温度補償回路により
【００２９】
【数式１０】 を適用すると、Δｒの温度特性とＶの温度特性が相反す
る方向に働き、温度補償をすることが可能である。
る方向に働き、温度補償をすることが可能である。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、半導体
磁気抵抗素子と基準抵抗とでブリッジに構成され、該磁
気抵抗素子により近接通過電流あるいは磁束変化を電圧
信号に変換するブリッジ検出回路において、該ブリッジ
の出力電圧を増幅する増幅回路と、該増幅回路の出力と
電源電圧とを入力し、かつ同期をとって加算する同期加
算回路と、該増幅回路の出力を該同期加算回路により負
帰還を加えて該ブリッジの電源入力端子に印加する負帰
還回路からなるので、従来に比べて簡単な追加回路を付
加するだけで、高い汎用性を有する直線性補償をするこ
とが可能であるという優れた効果を奏する。
磁気抵抗素子と基準抵抗とでブリッジに構成され、該磁
気抵抗素子により近接通過電流あるいは磁束変化を電圧
信号に変換するブリッジ検出回路において、該ブリッジ
の出力電圧を増幅する増幅回路と、該増幅回路の出力と
電源電圧とを入力し、かつ同期をとって加算する同期加
算回路と、該増幅回路の出力を該同期加算回路により負
帰還を加えて該ブリッジの電源入力端子に印加する負帰
還回路からなるので、従来に比べて簡単な追加回路を付
加するだけで、高い汎用性を有する直線性補償をするこ
とが可能であるという優れた効果を奏する。
【００３１】また、前記検出回路のブリッジ検出回路に
おいて、該同期加算回路に印加される一定電源電圧が半
導体素子と抵抗による温度補償回路の出力からなるの
で、出力電圧の温度補償を直線性補償と併せてすること
が可能であるという優れた効果を奏する。
おいて、該同期加算回路に印加される一定電源電圧が半
導体素子と抵抗による温度補償回路の出力からなるの
で、出力電圧の温度補償を直線性補償と併せてすること
が可能であるという優れた効果を奏する。
【図１】本発明のブリッジ検出回路の一実施例を示す概
略回路ブロック図である。
略回路ブロック図である。
【図２】図１の示したブリッジ検出回路の応用回路例で
ある。
ある。
【図３】本発明のブリッジ検出回路の一実施例を示す回
路構成図である。
路構成図である。
【図４】従来の検出回路の一例を示す概略回路ブロック
図である。
図である。
１ 半導体磁気抵抗素子を含むセンサ ２ 増幅回路 ３ 同期加算回路 ４ 温度補償回路 ５ 本発明のブリッジ検出回路 Ｒ11、 半導体磁気抵抗素子 Ｒ12、Ｒ13、Ｒ14 基準抵抗 Ｒ31、Ｒ32、Ｒ33 加算ゲインの設定抵抗 Ｒ41、Ｒ42 温度補償用抵抗 Ｑ4 温度補償用トランジスタ素子
Claims (2)
- 【請求項１】半導体磁気抵抗素子と基準抵抗とでブリッ
ジに構成され、該磁気抵抗素子により近接通過電流ある
いは磁束変化を電圧信号に変換するブリッジ検出回路に
おいて、該ブリッジの出力電圧を増幅する増幅回路と、
該増幅回路の出力と電源電圧とを入力し、かつ同期をと
って加算する同期加算回路と、該増幅回路の出力を該同
期加算回路により負帰還を加えて、該ブリッジの電源入
力端子に印加する負帰還回路とを具備することを特徴と
するブリッジ検出回路。 - 【請求項２】該同期加算回路に印加される電源電圧は、
半導体素子と抵抗による温度補償回路の出力からなるこ
とを特徴とする請求項１記載のブリッジ検出回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7037864A JPH08233867A (ja) | 1995-02-27 | 1995-02-27 | ブリッジ検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7037864A JPH08233867A (ja) | 1995-02-27 | 1995-02-27 | ブリッジ検出回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08233867A true JPH08233867A (ja) | 1996-09-13 |
Family
ID=12509414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7037864A Pending JPH08233867A (ja) | 1995-02-27 | 1995-02-27 | ブリッジ検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08233867A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011164098A (ja) * | 2010-01-15 | 2011-08-25 | Institute Of National Colleges Of Technology Japan | 磁気センサ |
| JP2015503735A (ja) * | 2011-12-30 | 2015-02-02 | 江▲蘇▼多▲維▼科技有限公司Ｊｉａｎｇ Ｓｕ Ｍｕｌｔｉ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ | 電流センサ |
| JPWO2022209719A1 (ja) * | 2021-03-31 | 2022-10-06 | ||
| JPWO2022209720A1 (ja) * | 2021-03-31 | 2022-10-06 | ||
| CN116897296A (zh) * | 2021-03-31 | 2023-10-17 | 株式会社村田制作所 | 传感器输出补偿电路 |
| DE112022002650T5 (de) | 2021-05-14 | 2024-05-29 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Sensorvorrichtung |
| US12436206B2 (en) | 2021-03-31 | 2025-10-07 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Sensor output compensation circuit |
-
1995
- 1995-02-27 JP JP7037864A patent/JPH08233867A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011164098A (ja) * | 2010-01-15 | 2011-08-25 | Institute Of National Colleges Of Technology Japan | 磁気センサ |
| JP2015503735A (ja) * | 2011-12-30 | 2015-02-02 | 江▲蘇▼多▲維▼科技有限公司Ｊｉａｎｇ Ｓｕ Ｍｕｌｔｉ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ | 電流センサ |
| JPWO2022209719A1 (ja) * | 2021-03-31 | 2022-10-06 | ||
| JPWO2022209720A1 (ja) * | 2021-03-31 | 2022-10-06 | ||
| WO2022209719A1 (ja) * | 2021-03-31 | 2022-10-06 | 株式会社村田製作所 | センサー出力補償回路 |
| WO2022209720A1 (ja) * | 2021-03-31 | 2022-10-06 | 株式会社村田製作所 | センサー出力補償回路 |
| CN116897296A (zh) * | 2021-03-31 | 2023-10-17 | 株式会社村田制作所 | 传感器输出补偿电路 |
| US12436207B2 (en) | 2021-03-31 | 2025-10-07 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Sensor output compensation circuit |
| US12436206B2 (en) | 2021-03-31 | 2025-10-07 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Sensor output compensation circuit |
| DE112022002650T5 (de) | 2021-05-14 | 2024-05-29 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Sensorvorrichtung |
| US12372592B2 (en) | 2021-05-14 | 2025-07-29 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Sensor device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010703 |