JPH10325823A - 加熱型センサ用ヒータ及び加熱制御回路 - Google Patents
加熱型センサ用ヒータ及び加熱制御回路Info
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- JPH10325823A JPH10325823A JP9150007A JP15000797A JPH10325823A JP H10325823 A JPH10325823 A JP H10325823A JP 9150007 A JP9150007 A JP 9150007A JP 15000797 A JP15000797 A JP 15000797A JP H10325823 A JPH10325823 A JP H10325823A
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Landscapes
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】絶縁板劣化に起因する漏洩電流の発生を防止し
て、感知部の温度を主ヒータで高温に一定に維持する。 【解決手段】感知部を例えば４００度Ｃに維持し得る絶
縁板に、第１発熱部３０ａ及び第２発熱部３０ｂからな
る主ヒータ３０と、補助ヒータ３２とを配置する。接地
された第１発熱部３０ａは、第２発熱部３０ｂ及び接地
された補助ヒータ３２間に隣接配置する。補助ヒータ３
２、第１抵抗１２、第２抵抗１４及び第３抵抗１６を含
むブリッジ回路１８の出力に基いてブリッジ回路１８及
び主ヒータ３０への供給電圧を増幅器２４で制御する。
増幅器２４は、接続点１３に反転入力端を接続し、第２
抵抗１４及び第３抵抗１５の接続点１７に非反転入力端
を接続し、主ヒータ３０に供給電圧を供給するトランジ
スタ２０のベース又はゲートに出力端を接続する。第１
発熱部３０ａ及び第２発熱部３０ｂの抵抗値比率は、第
３抵抗１６及び第２抵抗１４のそれと同一に設定する。
て、感知部の温度を主ヒータで高温に一定に維持する。 【解決手段】感知部を例えば４００度Ｃに維持し得る絶
縁板に、第１発熱部３０ａ及び第２発熱部３０ｂからな
る主ヒータ３０と、補助ヒータ３２とを配置する。接地
された第１発熱部３０ａは、第２発熱部３０ｂ及び接地
された補助ヒータ３２間に隣接配置する。補助ヒータ３
２、第１抵抗１２、第２抵抗１４及び第３抵抗１６を含
むブリッジ回路１８の出力に基いてブリッジ回路１８及
び主ヒータ３０への供給電圧を増幅器２４で制御する。
増幅器２４は、接続点１３に反転入力端を接続し、第２
抵抗１４及び第３抵抗１５の接続点１７に非反転入力端
を接続し、主ヒータ３０に供給電圧を供給するトランジ
スタ２０のベース又はゲートに出力端を接続する。第１
発熱部３０ａ及び第２発熱部３０ｂの抵抗値比率は、第
３抵抗１６及び第２抵抗１４のそれと同一に設定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、酸素センサやＮＯｘセ
ンサ等の加熱型センサ用ヒータ及び加熱制御回路に関す
る。
ンサ等の加熱型センサ用ヒータ及び加熱制御回路に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】酸素センサやＮＯｘセンサ等のセンシン
グ部をヒータで加熱する型の加熱型センサにおいては、
加熱用ヒータ自身の温度変動或は環境の温度変化による
ヒータの温度変化によってもセンサの特性が変わってし
まう。例えば、白金薄膜ヒータは、抵抗値が温度に対応
して図１のＴ（温度）−Ｒ（抵抗）特性図のように変化
している。
グ部をヒータで加熱する型の加熱型センサにおいては、
加熱用ヒータ自身の温度変動或は環境の温度変化による
ヒータの温度変化によってもセンサの特性が変わってし
まう。例えば、白金薄膜ヒータは、抵抗値が温度に対応
して図１のＴ（温度）−Ｒ（抵抗）特性図のように変化
している。
【０００３】加熱型センサの温度を高温値に保持させる
従来のヒータ温度制御方法として、例えば特開昭６０−
１１４７５８号公報が提案されている。この方法は、セ
ンサの近傍に熱電対、サーミスタなど等の測温体を配置
して環境温度を測定し、この結果を基にセンサ加熱用ヒ
ータへの供給電圧を制御してセンサ温度を所定値に保持
している。この場合、周囲温度を測定するのみの測温体
を必要とし、更にセンサ自身の仕組みも複雑になり、コ
ストアップに繋がる。
従来のヒータ温度制御方法として、例えば特開昭６０−
１１４７５８号公報が提案されている。この方法は、セ
ンサの近傍に熱電対、サーミスタなど等の測温体を配置
して環境温度を測定し、この結果を基にセンサ加熱用ヒ
ータへの供給電圧を制御してセンサ温度を所定値に保持
している。この場合、周囲温度を測定するのみの測温体
を必要とし、更にセンサ自身の仕組みも複雑になり、コ
ストアップに繋がる。
【０００４】図２及び図３は、本発明者によって平成８
年１０月２２日に出願された特願平８−２９８２６７号
に記載された加熱型センサ用ヒータ及びその加熱制御回
路である。図２において、絶縁板２には、感知領域と位
置合わせされた白金薄膜の主ヒータ３０が固定され、こ
の主ヒータ３０の内側に白金薄膜の補助ヒータ３２が配
置されている。
年１０月２２日に出願された特願平８−２９８２６７号
に記載された加熱型センサ用ヒータ及びその加熱制御回
路である。図２において、絶縁板２には、感知領域と位
置合わせされた白金薄膜の主ヒータ３０が固定され、こ
の主ヒータ３０の内側に白金薄膜の補助ヒータ３２が配
置されている。
【０００５】図３において、トランジスタ２０は、コレ
クタが正電源電圧＋Ｖｃラインに接続され、エミッタが
ブリッジ回路１８及び主ヒータ３０を経て接地される。
このブリッジ回路１８は、第１抵抗１２が接続点１３で
補助ヒータ３２と直列接続され、第２抵抗１４が接続点
１７を経て第３抵抗１６及び可変抵抗３４と直列接続さ
れる。
クタが正電源電圧＋Ｖｃラインに接続され、エミッタが
ブリッジ回路１８及び主ヒータ３０を経て接地される。
このブリッジ回路１８は、第１抵抗１２が接続点１３で
補助ヒータ３２と直列接続され、第２抵抗１４が接続点
１７を経て第３抵抗１６及び可変抵抗３４と直列接続さ
れる。
【０００６】これらの接続点１３及び１７は、演算増幅
器２４の各入力端に接続される。増幅器２４は、出力端
が保護抵抗２２を経てトランジスタ２０のベースに接続
される。トランジスタ２０のコレクタ・エミッタ間に
は、起動時に初期電圧をブリッジ回路１８に供給する抵
抗３６が接続される。
器２４の各入力端に接続される。増幅器２４は、出力端
が保護抵抗２２を経てトランジスタ２０のベースに接続
される。トランジスタ２０のコレクタ・エミッタ間に
は、起動時に初期電圧をブリッジ回路１８に供給する抵
抗３６が接続される。
【０００７】図３において、増幅器２４は、接続点１３
及び１７の電位ｅ１及びｅ２が等しくなるように、トラ
ンジスタ２０を制御して、補助ヒータ３２の温度を所定
値に保持する。
及び１７の電位ｅ１及びｅ２が等しくなるように、トラ
ンジスタ２０を制御して、補助ヒータ３２の温度を所定
値に保持する。
【０００８】例えば、補助ヒータ３２が所定温度より低
い時には、ｅ１＜ｅ２で増幅器２４の出力が上昇して、
主ヒータ３０及び補助ヒータ３２がより加熱される。
い時には、ｅ１＜ｅ２で増幅器２４の出力が上昇して、
主ヒータ３０及び補助ヒータ３２がより加熱される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】図２において、主ヒー
タ及び補助ヒータが配置された絶縁板の電気的絶縁性が
劣化すると、主ヒータ及び補助ヒータ間に生ずる電位差
によって漏洩電流が流れる。従って、従来の加熱制御回
路は構成が簡単ではあるが、この漏洩電流によってｅ１
の電位が上昇してしまい、補助ヒータ３２の温度は所定
値より低下してしまう問題がある。
タ及び補助ヒータが配置された絶縁板の電気的絶縁性が
劣化すると、主ヒータ及び補助ヒータ間に生ずる電位差
によって漏洩電流が流れる。従って、従来の加熱制御回
路は構成が簡単ではあるが、この漏洩電流によってｅ１
の電位が上昇してしまい、補助ヒータ３２の温度は所定
値より低下してしまう問題がある。
【００１０】本発明は前述の問題に鑑み、絶縁基板の電
気的絶縁性が劣化しても漏洩電流が発生しない、主ヒー
タが設定値温度を保持できる信頼性の高い加熱型センサ
用ヒータ及び加熱制御回路を提供することを目的とす
る。
気的絶縁性が劣化しても漏洩電流が発生しない、主ヒー
タが設定値温度を保持できる信頼性の高い加熱型センサ
用ヒータ及び加熱制御回路を提供することを目的とす
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明による加熱型セン
サ用ヒータは、第１及び第２発熱部からなる主ヒータ
と、補助ヒータとが各々絶縁板に配置され、前記第２発
熱部及び前記補助ヒータ間に第１発熱部を隣接配置した
ことを特徴とする。
サ用ヒータは、第１及び第２発熱部からなる主ヒータ
と、補助ヒータとが各々絶縁板に配置され、前記第２発
熱部及び前記補助ヒータ間に第１発熱部を隣接配置した
ことを特徴とする。
【００１２】従って、例えば長方形の絶縁板の同一辺又
は角近傍には、第１発熱部及び補助ヒータに接続された
共通接地端子が設けられ、これらヒータの電位分布が同
一になるように、第２発熱部に接続された負荷端子に電
圧が印加される。
は角近傍には、第１発熱部及び補助ヒータに接続された
共通接地端子が設けられ、これらヒータの電位分布が同
一になるように、第２発熱部に接続された負荷端子に電
圧が印加される。
【００１３】本発明による加熱制御回路は、第１及び第
２発熱部を含む主ヒータと、この主ヒータに並列接続さ
れると共に補助ヒータを含むブリッジ回路と、このブリ
ッジ回路の出力に基いて同ブリッジ回路及び前記主ヒー
タへの供給電圧を制御する増幅器とを備える。
２発熱部を含む主ヒータと、この主ヒータに並列接続さ
れると共に補助ヒータを含むブリッジ回路と、このブリ
ッジ回路の出力に基いて同ブリッジ回路及び前記主ヒー
タへの供給電圧を制御する増幅器とを備える。
【００１４】前記ブリッジ回路は、残りの三辺に第１抵
抗、第２抵抗及び第３抵抗を含み、前記増幅器は、前記
第１抵抗及び前記補助ヒータの第１接続点に反転入力端
が接続され、前記第２抵抗及び第３抵抗の第２接続点に
非反転入力端が接続され、出力端が例えば電圧フォロア
を経由して前記主ヒータ及び前記ブリッジ回路に接続さ
れ、前記ブリッジ回路が起動抵抗によって初期的に給電
される。
抗、第２抵抗及び第３抵抗を含み、前記増幅器は、前記
第１抵抗及び前記補助ヒータの第１接続点に反転入力端
が接続され、前記第２抵抗及び第３抵抗の第２接続点に
非反転入力端が接続され、出力端が例えば電圧フォロア
を経由して前記主ヒータ及び前記ブリッジ回路に接続さ
れ、前記ブリッジ回路が起動抵抗によって初期的に給電
される。
【００１５】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面を参照して説
明する。図４は、本発明による加熱型センサ用ヒータの
一実施例を示す平面図である。図４において、図１に示
す部品と類似するものには同じ符号を付してある。熱伝
導性ジルコニア基板２の表側には高温に加熱されるガス
感知部（図示略）が形成され、両端に２つの電極（図示
略）が形成されている。
明する。図４は、本発明による加熱型センサ用ヒータの
一実施例を示す平面図である。図４において、図１に示
す部品と類似するものには同じ符号を付してある。熱伝
導性ジルコニア基板２の表側には高温に加熱されるガス
感知部（図示略）が形成され、両端に２つの電極（図示
略）が形成されている。
【００１６】この基板２の裏面には、感知領域と位置合
わせされた白金薄膜の主ヒータ３０が配置されている。
この主ヒータ３０は、負荷端Ｓ及び接地端ＧＮＤが同一
側又は角に形成されるように、中間点３１まで対に敷設
される第１発熱部３０ａ及び第２発熱部３０ｂを含む。
この場合、第１発熱部３０ａ及び第２発熱部３０ｂは、
単位面積当たりの抵抗値の抵抗分布が同一で、同じ長さ
であるので、抵抗値が同一であると仮定している。この
第１発熱部３０ａの内側には、白金薄膜の補助ヒータ３
２が配置される。
わせされた白金薄膜の主ヒータ３０が配置されている。
この主ヒータ３０は、負荷端Ｓ及び接地端ＧＮＤが同一
側又は角に形成されるように、中間点３１まで対に敷設
される第１発熱部３０ａ及び第２発熱部３０ｂを含む。
この場合、第１発熱部３０ａ及び第２発熱部３０ｂは、
単位面積当たりの抵抗値の抵抗分布が同一で、同じ長さ
であるので、抵抗値が同一であると仮定している。この
第１発熱部３０ａの内側には、白金薄膜の補助ヒータ３
２が配置される。
【００１７】従って、ジルコニア基板２上の第２発熱部
３０ｂ及び補助ヒータ３２の間には、第１発熱部３０ａ
が隣接配置されている。補助ヒータ３２の各部の電位が
第１発熱部３０ａの隣接する部位の電位と等しくなるよ
うにすれば、漏洩電流の影響が補助ヒータ３２に及ばな
くなる。従って、第１抵抗１２の抵抗値は、所定設定温
度での補助ヒータ３２の抵抗値と略同じになるように設
定される。
３０ｂ及び補助ヒータ３２の間には、第１発熱部３０ａ
が隣接配置されている。補助ヒータ３２の各部の電位が
第１発熱部３０ａの隣接する部位の電位と等しくなるよ
うにすれば、漏洩電流の影響が補助ヒータ３２に及ばな
くなる。従って、第１抵抗１２の抵抗値は、所定設定温
度での補助ヒータ３２の抵抗値と略同じになるように設
定される。
【００１８】図５は、本発明による加熱型センサ用ヒー
タの加熱制御回路の一実施例を示している。図５におい
て、図３に示す部品と類似するものには同じ符号を付し
てあり、エミッタフォロア接続のトランジスタ２０は、
コレクタが正電源電圧＋Ｖｃラインに接続され、エミッ
タが並列接続のブリッジ回路１８及び第１発熱部３０ａ
及び第２発熱部３０ｂからなる主ヒータ３０を経て接地
される。第１発熱部３０ａ及び第２発熱部３０ｂは、同
じ材質及び同じ長さになるように絶縁基板２に敷設され
る。
タの加熱制御回路の一実施例を示している。図５におい
て、図３に示す部品と類似するものには同じ符号を付し
てあり、エミッタフォロア接続のトランジスタ２０は、
コレクタが正電源電圧＋Ｖｃラインに接続され、エミッ
タが並列接続のブリッジ回路１８及び第１発熱部３０ａ
及び第２発熱部３０ｂからなる主ヒータ３０を経て接地
される。第１発熱部３０ａ及び第２発熱部３０ｂは、同
じ材質及び同じ長さになるように絶縁基板２に敷設され
る。
【００１９】ブリッジ回路１８の内部抵抗は、主ヒータ
３０の抵抗より相当高いので、大半の電流が主ヒータ３
０に供給される。このブリッジ回路１８は、直列接続の
第１抵抗１２及び可変抵抗３４が接続点１３で補助ヒー
タ３２と直列接続され、第２抵抗１４が接続点１７を経
て第３抵抗１６と直列接続される。第２抵抗１４及び第
３抵抗１６は、抵抗値の比率が第２発熱部３０ｂ及び第
１発熱部３０ａのそれと等しくなるように設定されてい
る。また、可変抵抗３４は、所定の設定温度を決定する
ために調整される。
３０の抵抗より相当高いので、大半の電流が主ヒータ３
０に供給される。このブリッジ回路１８は、直列接続の
第１抵抗１２及び可変抵抗３４が接続点１３で補助ヒー
タ３２と直列接続され、第２抵抗１４が接続点１７を経
て第３抵抗１６と直列接続される。第２抵抗１４及び第
３抵抗１６は、抵抗値の比率が第２発熱部３０ｂ及び第
１発熱部３０ａのそれと等しくなるように設定されてい
る。また、可変抵抗３４は、所定の設定温度を決定する
ために調整される。
【００２０】これらの接続点１３及び１７は、演算増幅
器２４の反転及び非反転入力端に各々接続される。この
増幅器２４は、出力端が保護抵抗２２を経てトランジス
タ２０のベースに接続される。また、トランジスタ２０
のコレクタ・エミッタ間には、起動時に初期電圧をブリ
ッジ回路１８に供給するプルアップ抵抗３６が接続され
る。
器２４の反転及び非反転入力端に各々接続される。この
増幅器２４は、出力端が保護抵抗２２を経てトランジス
タ２０のベースに接続される。また、トランジスタ２０
のコレクタ・エミッタ間には、起動時に初期電圧をブリ
ッジ回路１８に供給するプルアップ抵抗３６が接続され
る。
【００２１】本発明による加熱制御回路の基本動作は次
の通りである。電源投入時には、ブリッジ回路１８に不
平衡出力電圧が発生しないので、例えば１ボルトの起動
用の電圧が抵抗３６を経由してブリッジ回路１８に供給
される。この起動抵抗３６は、定常時に第１発熱部３０
ａ及び第２発熱部３０ｂからなる主ヒータ３０への電流
が主にエミッタフォロア２０から供給されるので、かな
り高い抵抗値が用いられ、その消費電力が殆ど無視でき
る。
の通りである。電源投入時には、ブリッジ回路１８に不
平衡出力電圧が発生しないので、例えば１ボルトの起動
用の電圧が抵抗３６を経由してブリッジ回路１８に供給
される。この起動抵抗３６は、定常時に第１発熱部３０
ａ及び第２発熱部３０ｂからなる主ヒータ３０への電流
が主にエミッタフォロア２０から供給されるので、かな
り高い抵抗値が用いられ、その消費電力が殆ど無視でき
る。
【００２２】また、主ヒータ３０及び補助ヒータ３２の
抵抗値は各々未通電時に低く、通電すると徐々に高くな
って例えば４００度Ｃに目標抵抗値に到達する。従っ
て、増幅器２４及びエミッタフォロア２０は、補助ヒー
タ３２の抵抗値の上昇に起因するブリッジ回路１８の不
平衡出力電圧によって、供給電圧を上昇させ、平衡供給
電圧に到達させる。即ち、増幅器２４は、接続点１３及
び１７の電位ｅ４及びｅ５が等しくなるように、第１ト
ランジスタ２０を制御して、補助ヒータ３２の温度を所
定値に維持する。
抵抗値は各々未通電時に低く、通電すると徐々に高くな
って例えば４００度Ｃに目標抵抗値に到達する。従っ
て、増幅器２４及びエミッタフォロア２０は、補助ヒー
タ３２の抵抗値の上昇に起因するブリッジ回路１８の不
平衡出力電圧によって、供給電圧を上昇させ、平衡供給
電圧に到達させる。即ち、増幅器２４は、接続点１３及
び１７の電位ｅ４及びｅ５が等しくなるように、第１ト
ランジスタ２０を制御して、補助ヒータ３２の温度を所
定値に維持する。
【００２３】従って、補助ヒータ３２の温度が所定温度
より低い時には、ｅ４＜ｅ５で増幅器２４の出力が上昇
する。従って、トランジスタ２０を経由して主ヒータ３
０及び補助ヒータ３２への供給電圧が上昇される。補助
ヒータ３２の温度が所定温度より高い時には、ｅ４＞ｅ
５で増幅器２４の出力は下降する。従って、主ヒータ３
０及び補助ヒータ３２への供給電圧が減少する。勿論大
半の電流は主ヒータ３０を流れて、主ヒータ３０が主に
発熱している。
より低い時には、ｅ４＜ｅ５で増幅器２４の出力が上昇
する。従って、トランジスタ２０を経由して主ヒータ３
０及び補助ヒータ３２への供給電圧が上昇される。補助
ヒータ３２の温度が所定温度より高い時には、ｅ４＞ｅ
５で増幅器２４の出力は下降する。従って、主ヒータ３
０及び補助ヒータ３２への供給電圧が減少する。勿論大
半の電流は主ヒータ３０を流れて、主ヒータ３０が主に
発熱している。
【００２４】可変抵抗３４は補助ヒータ３２の温度を所
望値に調整するポテンショメータ又は可変抵抗器であ
る。仮に、ジルコニア基板の絶縁性が劣化して、第１発
熱部３０ａの電位分布は、補助ヒータの電位分布と同一
であるので、漏洩電流が生ぜず、補助ヒータ３２に影響
しない。即ち、ヒータ温度は変動しない。また、抵抗３
６はトランジスタ２０がオフした際ｅ４、ｅ５が共にゼ
ロ電位にならないようにするためのプルアップ抵抗であ
る。
望値に調整するポテンショメータ又は可変抵抗器であ
る。仮に、ジルコニア基板の絶縁性が劣化して、第１発
熱部３０ａの電位分布は、補助ヒータの電位分布と同一
であるので、漏洩電流が生ぜず、補助ヒータ３２に影響
しない。即ち、ヒータ温度は変動しない。また、抵抗３
６はトランジスタ２０がオフした際ｅ４、ｅ５が共にゼ
ロ電位にならないようにするためのプルアップ抵抗であ
る。
【００２５】図５の回路において、主及び補助ヒータの
目標温度は、（第１抵抗１２＋可変抵抗３４）対補助ヒ
ータの抵抗値比率が第２抵抗１４対第３抵抗１６の抵抗
値比率と等しくなるように設定され、第２抵抗１４対第
３抵抗１６の抵抗値比率が第２発熱部３０ｂ対第１発熱
部３０ａのそれと等しくなるように設定されている。従
って、ヒータ基板の絶縁性劣化に伴う漏洩電流が発生し
ない。
目標温度は、（第１抵抗１２＋可変抵抗３４）対補助ヒ
ータの抵抗値比率が第２抵抗１４対第３抵抗１６の抵抗
値比率と等しくなるように設定され、第２抵抗１４対第
３抵抗１６の抵抗値比率が第２発熱部３０ｂ対第１発熱
部３０ａのそれと等しくなるように設定されている。従
って、ヒータ基板の絶縁性劣化に伴う漏洩電流が発生し
ない。
【００２６】従って、補助ヒータ３２が例えば４００度
Ｃになった時には、目標供給電圧が第１発熱部３０ａ及
び第２発熱部３０ｂからなる主ヒータ３０にも供給さ
れ、同時に主ヒータ３０も４００度Ｃになっている。主
ヒータ３０の温度変化は、補助ヒータ３２にも伝わり、
この温度変化を元に戻すように供給電圧を増減させて、
目標の温度に戻させる。また目標の温度は、例えばガス
感知部との間に介挿される基板又は膜の熱抵抗による損
失を考慮して４１０度Ｃに加熱制御されてもよい。
Ｃになった時には、目標供給電圧が第１発熱部３０ａ及
び第２発熱部３０ｂからなる主ヒータ３０にも供給さ
れ、同時に主ヒータ３０も４００度Ｃになっている。主
ヒータ３０の温度変化は、補助ヒータ３２にも伝わり、
この温度変化を元に戻すように供給電圧を増減させて、
目標の温度に戻させる。また目標の温度は、例えばガス
感知部との間に介挿される基板又は膜の熱抵抗による損
失を考慮して４１０度Ｃに加熱制御されてもよい。
【００２７】この絶縁板は、感知部の支持板として用い
られる窒化アルミニウム、シリコンカーバイド等の熱伝
導率が金属に近いセラミック基板、二酸化シリコン層、
或は断熱支持体にプリント配線された略長方形又は楕円
の断面形状を有する線形又は蛇行ヒータ上に形成される
蒸着膜或は塗布膜である。勿論トランジスタは、バイポ
ーラ型の他にＭＯＳＦＥＴが用いられてもよい。
られる窒化アルミニウム、シリコンカーバイド等の熱伝
導率が金属に近いセラミック基板、二酸化シリコン層、
或は断熱支持体にプリント配線された略長方形又は楕円
の断面形状を有する線形又は蛇行ヒータ上に形成される
蒸着膜或は塗布膜である。勿論トランジスタは、バイポ
ーラ型の他にＭＯＳＦＥＴが用いられてもよい。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の加熱型セ
ンサ用ヒータ及び加熱制御回路は、ジルコニア等のヒー
タ基板の電気的絶縁性が劣化しても、漏洩電流が発生せ
ず、従来のようにヒータ温度が変動することはない。
ンサ用ヒータ及び加熱制御回路は、ジルコニア等のヒー
タ基板の電気的絶縁性が劣化しても、漏洩電流が発生せ
ず、従来のようにヒータ温度が変動することはない。
【００２９】また、従来のブリッジ型加熱制御回路に比
べて、第２抵抗及び第３抵抗の値を高く設定でき、その
比を約１：１にできるため、第１発熱部３０ａ及び第２
発熱部３０ｂからなる主ヒータの温度変化による出力電
圧の変化を大きくできて、より正確な温度制御が可能と
なる。また、加熱制御回路内の温度上昇も抑えられ、更
に所定温度への収束時間が短縮される。勿論、この比率
は、発熱部の抵抗値の比率に対応して変えることができ
る。
べて、第２抵抗及び第３抵抗の値を高く設定でき、その
比を約１：１にできるため、第１発熱部３０ａ及び第２
発熱部３０ｂからなる主ヒータの温度変化による出力電
圧の変化を大きくできて、より正確な温度制御が可能と
なる。また、加熱制御回路内の温度上昇も抑えられ、更
に所定温度への収束時間が短縮される。勿論、この比率
は、発熱部の抵抗値の比率に対応して変えることができ
る。
【００３０】また、感知部及びヒータ間の基板又は膜の
熱伝導率が金属に近く一定である。このため、周囲温度
の変化によるガス感知部又はヒータの温度変化が補償さ
れ、ガス感知部の感度特性が安定する。補助ヒータは主
に温度の感知作用を受け持つ。主ヒータは、ブリッジ回
路が平衡するように感知部を加熱する。第１発熱部の電
位分布が補助ヒータのそれと略同一になるので、第１発
熱部から漏洩電流が発生せず、正確、且つ迅速な温度制
御が可能となる。
熱伝導率が金属に近く一定である。このため、周囲温度
の変化によるガス感知部又はヒータの温度変化が補償さ
れ、ガス感知部の感度特性が安定する。補助ヒータは主
に温度の感知作用を受け持つ。主ヒータは、ブリッジ回
路が平衡するように感知部を加熱する。第１発熱部の電
位分布が補助ヒータのそれと略同一になるので、第１発
熱部から漏洩電流が発生せず、正確、且つ迅速な温度制
御が可能となる。
【図１】白金薄膜ヒータの温度（Ｔ）−抵抗（Ｒ）特性
図である。
図である。
【図２】従来の加熱型センサ用ヒータの平面図である。
【図３】従来のブリッジ型加熱制御回路図である。
【図４】本発明による加熱型センサ用ヒータの平面図で
ある。
ある。
【図５】本発明による加熱制御回路の実施例を示す回路
図である。
図である。
２ 絶縁板 １８ ブリッジ回路 ２０ 電圧フォロア ２４ 増幅器 ３０ 主ヒータ ３０ａ 第１発熱部 ３０ｂ 第２発熱部 ３２ 補助ヒータ
Claims (5)
- 【請求項１】第１及び第２発熱部からなる主ヒータと、
補助ヒータとが各々絶縁板に配置され、 前記第２発熱部及び前記補助ヒータ間に第１発熱部を隣
接配置したことを特徴とする加熱型センサ用ヒータ。 - 【請求項２】第１及び第２発熱部を含む主ヒータと、 この主ヒータに並列接続されると共に補助ヒータを含む
ブリッジ回路と、 このブリッジ回路の出力に基いて同ブリッジ回路及び前
記主ヒータへの供給電圧を制御する増幅器とを備えた加
熱制御回路。 - 【請求項３】前記ブリッジ回路は、残りの三辺に第１抵
抗、第２抵抗及び第３抵抗を含み、前記増幅器は、前記
第１抵抗及び前記補助ヒータの第１接続点に反転入力端
が接続され、前記第２抵抗及び第３抵抗の第２接続点に
非反転入力端が接続され、出力端が前記主ヒータ及び前
記ブリッジ回路に接続されることを特徴とする請求項２
に記載の加熱制御回路。 - 【請求項４】前記第２抵抗及び第３抵抗は、抵抗値の比
率が前記第２及び第１発熱部のそれと等しくなるように
設定される請求項３に記載の加熱制御回路。 - 【請求項５】前記ブリッジ回路は、起動抵抗によって初
期給電される請求項２に記載の加熱制御回路。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15000797A JP3764800B2 (ja) | 1997-05-23 | 1997-05-23 | 加熱制御回路 |
| US09/081,959 US6270638B1 (en) | 1997-05-23 | 1998-05-19 | Pyro-sensor and pyro-control circuit |
| EP98304058A EP0880024A1 (en) | 1997-05-23 | 1998-05-21 | Pyro-sensor and pyro-control circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15000797A JP3764800B2 (ja) | 1997-05-23 | 1997-05-23 | 加熱制御回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10325823A true JPH10325823A (ja) | 1998-12-08 |
| JP3764800B2 JP3764800B2 (ja) | 2006-04-12 |
Family
ID=15487444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15000797A Expired - Fee Related JP3764800B2 (ja) | 1997-05-23 | 1997-05-23 | 加熱制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3764800B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008076289A (ja) * | 2006-09-22 | 2008-04-03 | Ngk Spark Plug Co Ltd | センサ用ヒータおよびセンサ |
| JP2009517658A (ja) * | 2005-11-24 | 2009-04-30 | コンスルタティー、インプレメンタティー、テヒニス、ベヘール、ベスローテン、フェンノートシャップ | 電子式微量物質検出器 |
-
1997
- 1997-05-23 JP JP15000797A patent/JP3764800B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009517658A (ja) * | 2005-11-24 | 2009-04-30 | コンスルタティー、インプレメンタティー、テヒニス、ベヘール、ベスローテン、フェンノートシャップ | 電子式微量物質検出器 |
| JP2008076289A (ja) * | 2006-09-22 | 2008-04-03 | Ngk Spark Plug Co Ltd | センサ用ヒータおよびセンサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3764800B2 (ja) | 2006-04-12 |
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