JPH11337430A - ブリッジ型センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ローノイズアンプを用い、高分解能のブリッ
ジ型センサを実現することを目的にする。 【解決手段】 本発明は、信号の伝送線から電力が供給
され、ブリッジ抵抗により測定を行い、測定結果を伝送
線に伝送するブリッジ型センサに改良を加えたものであ
る。本装置は、ブリッジ抵抗からの出力を入力するロー
ノイズアンプと、電源供給ラインに設けられ、ローノイ
ズアンプの消費電流を平滑する平滑回路と、この平滑回
路からローノイズアンプへの電力供給ラインに設けられ
るスイッチと、ローノイズアンプの出力を、スイッチが
オン時にホールドするサンプルホールド回路とを設けサ
ンプルホールド回路のホールド値を出力とすることを特
徴とする装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、信号の伝送線から
電力が供給され、ブリッジ抵抗により測定を行い、測定
結果を伝送線に伝送するブリッジ型センサに関し、高分
解能のブリッジ型センサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ブリッジ抵抗を用いるブリッジ型センサ
には、例えば、抵抗式半導体圧力センサ等があった。こ
のような装置を図３に示し、説明する。

【０００３】図において、電源１は、伝送線（図示せ
ず）からの電力供給により、ブリッジ抵抗２に定電圧あ
るいは定電流を供給する。差動アンプ３は、ブリッジ抵
抗２に接続し、伝送線からの電力供給により動作し、ブ
リッジ抵抗２の電圧差を出力する。この出力を伝送線に
伝送する。

【０００４】このような装置の動作を以下に説明する。
ブリッジ抵抗２は、センサ部分の抵抗の伸縮で抵抗値が
変化する。これにより、電源１から供給される電圧（電
流）により、差動アンプ３に出力する電圧が変化する。
差動アンプ３は、ブリッジ抵抗２に接続し、電圧差を出
力する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような装置の分解
能は、差動アンプ３のノイズにより決定する。そこで、
高分解能にするために、ローノイズアンプを用いると、
消費電流が大きい。

【０００６】通常、センサは、４−２０ｍＡの信号の伝
送線から電力の供給を受けて動作している。そのため、
消費電流が大きいローノイズアンプを用いることができ
なく、低消費電流のアンプを用いるため、ノイズが大き
くなり、低分解能にならざるを得なかった。

【０００７】そこで、本発明の目的は、ローノイズアン
プを用い、高分解能のブリッジ型センサを実現すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、信号の伝送線
から電力が供給され、ブリッジ抵抗により測定を行い、
測定結果を伝送線に伝送するブリッジ型センサにおい
て、前記ブリッジ抵抗からの出力を入力するローノイズ
アンプと、前記電源供給ラインに設けられ、前記ローノ
イズアンプの消費電流を平滑する平滑回路と、この平滑
回路から前記ローノイズアンプへの電力供給ラインに設
けられるスイッチと、前記ローノイズアンプの出力を、
前記スイッチがオン時にホールドするサンプルホールド
回路とを設けサンプルホールド回路のホールド値を出力
とすることを特徴とするものである。

【０００９】このような本発明では、平滑回路で、ロー
ノイズアンプが動作するための電荷が保持される。そし
て、スイッチがオンされ、平滑回路からローノイズアン
プに電流が流れ、ローノイズアンプが動作を行う。この
とき、サンプルホールド回路が、ローノイズアンプの出
力を保持する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下図面を用いて本発明を説明す
る。図１は本発明の一実施例を示した構成図である。図
において、電源１は、伝送線（図示せず）からの電力供
給により、ブリッジ抵抗２に定電圧あるいは定電流を供
給する。ローノイズアンプ４は、ブリッジ抵抗２に接続
し、ブリッジ抵抗２の電圧差を出力する。

【００１１】平滑回路５は、電源供給ラインに設けら
れ、ローノイズアンプ４の消費電流Ｉを平滑する。平滑
回路５は、抵抗５１，コンデンサ５２からなる。抵抗５
１は、正の電源供給ラインに設けられる。つまり、一端
に電圧＋Ｖが供給され、他端をスイッチＳＷに接続す
る。コンデンサ５２は、抵抗５１とスイッチＳＷとの間
に一端を接続し、他端を負の電源供給ラインに接続す
る。つまり、一端を抵抗５１の他端に接続し、他端を電
圧−Ｖに接続する。

【００１２】スイッチＳＷは、平滑回路５からローノイ
ズアンプ４への電力供給ラインに設けられる。

【００１３】サンプルホールド回路６は、伝送線からの
電力供給により動作し、ローノイズアンプ４の出力を、
スイッチＳＷがオン時にホールドする。サンプルホール
ド回路６は、第２のスイッチ６１，コンデンサ６２，バ
ッファ６３からなる。スイッチ６１は、一端をローノイ
ズアンプ４の出力に接続する。コンデンサ６２は、一端
をスイッチ６１の他端に接続し、他端を接地する。バッ
ファ６３は、入力端をコンデンサ６２の一端に接続す
る。

【００１４】このような装置の動作を以下で説明する。
図２は図１の装置の動作を示したタイミングチャートで
ある。（ａ）はスイッチＳＷのオン動作、（ｂ）はスイ
ッチ６１のオン動作、（ｃ）は消費電流Ｉを示す。

【００１５】平滑回路５のコンデンサ５２は、電圧＋Ｖ
から流れる消費電流Ｉを電荷として貯める。ブリッジ抵
抗２は、センサ部分の抵抗の伸縮で抵抗値が変化する。
これにより、電源１から供給される電圧（電流）によ
り、ローノイズアンプ４に出力する電圧が変化する。

【００１６】スイッチＳＷがオンされると、コンデンサ
５２と電圧＋Ｖとからローノイズアンプ４に電流が流
れ、ローノイズアンプ４が動作する。そして、ローノイ
ズアンプ４は、サンプルホールド回路６にブリッジ抵抗
２の電圧差を出力する。ローノイズアンプ４出力の安定
のため、ｔ１後に、スイッチ６１がオンされ、コンデン
サ６２にローノイズアンプ４が出力する電圧が保持され
る。この電圧をバッファ６３を介して、出力される。同
様に、ローノイズアンプ４出力の安定のため、スイッチ
ＳＷがオフされるｔ２前に、スイッチ６１がオフされ
る。そして、スイッチＳＷがオフされ、ローノイズアン
プ４が動作を停止する。再び、コンデンサ５２に電圧＋
Ｖから消費電流Ｉが流れ、電荷を貯める。

【００１７】このように、平滑回路５により電荷を貯め
て、スイッチＳＷがオンされたときに、平滑回路５から
電流をローノイズアンプ４に供給し、ローノイズアンプ
４が動作する。このとき、ローノイズアンプ４の出力を
サンプルホールド回路６が保持するので、高分解能を実
現すると共に、消費電流を小さくすることができる。

【００１８】なお、本発明はこれに限定されるものでは
なく、抵抗５１はコイルでもよい。要するに、消費電流
Ｉの平滑を行う平滑回路５が構成できればよい。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、平滑回路により電荷を
貯めて、スイッチがオンされたときに、平滑回路から電
流をローノイズアンプに供給し、ローノイズアンプが動
作する。このとき、ローノイズアンプの出力をサンプル
ホールド回路が保持するので、高分解能を実現すると共
に、消費電流を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示した構成図である。

【図２】図１の装置の動作を示したタイミングチャート
である。

【図３】従来のブリッジ型センサを示した構成図であ
る。

【符号の説明】

２ ブリッジ抵抗 ４ ローノイズアンプ ５ 平滑回路 ６ サンプルホールド回路 ５１ 抵抗 ５２ コンデンサ ６１ スイッチ ６２ コンデンサ ６３ バッファ ＳＷ スイッチ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 信号の伝送線から電力が供給され、ブリ
   ッジ抵抗により測定を行い、測定結果を伝送線に伝送す
   るブリッジ型センサにおいて、 前記ブリッジ抵抗からの出力を入力するローノイズアン
   プと、 前記電源供給ラインに設けられ、前記ローノイズアンプ
   の消費電流を平滑する平滑回路と、 この平滑回路から前記ローノイズアンプへの電力供給ラ
   インに設けられるスイッチと、 前記ローノイズアンプの出力を、前記スイッチがオン時
   にホールドするサンプルホールド回路とを設けサンプル
   ホールド回路のホールド値を出力とすることを特徴とす
   るブリッジ型センサ。
2. 【請求項２】 平滑回路は、 正の電源供給ライン上に設けられる抵抗と、 この抵抗とスイッチとの間に一端を接続し、他端を負の
   電源供給ラインに接続するコンデンサとからなることを
   特徴とする請求項１記載のブリッジ型センサ。
3. 【請求項３】 サンプルホールド回路は、 一端をローノイズアンプの出力に接続する第２のスイッ
   チと、 一端を前記第２のスイッチの他端に接続し、他端を接地
   するコンデンサと、 このコンデンサの一端を入力に接続するバッファとから
   なることを特徴とする請求項１または２記載のブリッジ
   型センサ。