JPS606729Y2 - 圧力センサ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は例えばエンジンの吸気管負圧等の各種出力に
比例した直流電圧信号を得ることにより圧力を測定する
圧力センサに関するものである。

一般にこの種の圧力センサには差動トランスが用いられ
る（例えば実公昭４９−４１３２９号参照）が、差動ト
ランスの出力は交流であり、これを直流に変換する必要
がある。

この交流直流変換には普通ダイオードによる整流回路が
使用されるが、ダイオードは順方向に０．７Ｖ程度の電
圧降下が生じ、また、外部温度などの環境の変化でダイ
オードの特性も変化するため、この方法では前記電圧降
下が出力誤差として現われる欠点があった。

この考案は以上のような従来のものの欠点を解消するた
めになされたもので、差動トランスの２次コイルにアナ
ログスイッチを介してコンデンサを接続し、矩形波発振
回路の発振出力でもって差動トランスの１次コイルをオ
ン・オフするとともに、上記発振出力でもってアナログ
スイッチをオン・オフし、これにより差動トランスの２
次コイルの誘導電圧に応じてコンデンサを充電し、コン
デンサの端子電圧を直流信号として取り出すことにより
、出力誤差の少ない圧力センサを提供することを目的と
している。

以下この考案の一実施例を図について説明する。

第１図はこの考案の一実施例による圧力センサの構成を
示し、図において、１はエンジンの吸気管負圧のような
被測定圧力を差動トランス２に導びくための導管、３は
差動トランス２のフレーム、４は差動トランス２の１次
コイル、５は差動トランス２の２次コイル、６は１次コ
イル４および２次コイル５の巻かれたシリンダ７内を摺
動自在に移動し、１次コイル４と２次コイル５の結合係
数を変化させる差動トランス２のコア、８は導管１によ
り導びかれる被測定圧力がコア６とシリンダ７との間を
伝達できるようにするための連通路、９は前記被測定圧
力が連通路８を通って導びかれる圧力室、１０はコア６
の支持棒１１に固定され、圧力室９内に導ひかれた被測
定圧力によりスプリング１０ａに抗して変位するダイヤ
フラム、１２は圧力室９のダイヤフラム１０の右側に大
気を導入するための大気開孔、１３はダイヤフラム１０
の初期位置を調整するためのアジャストスクリューであ
る。

また第２図はこの圧力センサの電気回路図を示し、１４
はバッテリ、１５はバッテリ１４に接続された定電圧回
路、２は１次コイル４の一端が定電圧回路１５の一端に
接続された前述の差動トランス、６は差動トランス２の
前述のコア、１６はマルチバイブレータ、１７はマルチ
バイブレータ（発振回路）１６の出力がベースに印加さ
れたトランジスタ（スイッチ）であり、そのコレクタは
差動トランス２の１次コイル４の他端に接続されている
。

１８は制御端子であるゲートに加わる電圧によりソース
ドレイン間抵抗が変化するアナログスイッチとしてのＦ
ＥＴ （電界効果トランジスタ）であり、このＦＥＴ１
のソースは抵抗１９を介して差動トランス２の２次コイ
ル５の他端に接続されている。

またこのＦＥＴＩのゲートにはダイオード２０を介して
差動トランス２の１次コイル４の駆動信号というべきト
ランジスタ１７のコレクタ電圧が印加されている。

また２１はＦＥＴ１３のドレインに接続されたコンデン
サ、２２はコンデンサ２１の端子電圧を増幅するバッフ
ァアンプ、２３はこの圧力センサの出力端子である。

次にこの圧力センサの動作を第３図を参照して説明する
。

一般にエンジンの吸気管はいつも大気圧より低い圧力状
態にあり、大気圧よりどれだけ低いかを示すのが吸気管
負圧といわれるものである。

エンジンの吸気管負圧が導管１を通して本考案の圧力セ
ンサに導かれると、吸気管負圧に応じてダイヤフラム１
０が第１図の状態から図示左方に移動し、負圧が大きい
ほど、すなわち吸気管の圧力が低いほどダイヤフラム１
０は左方に大きく移動する。

一方差動トランス２の１次コイル４にはバ津テリ１４に
より駆動される定電圧回路の出力が印加されており、マ
ルチバイブレータ１６の矩形波発振出力によりトランジ
スタ１７がオンするたびに１次コイル４に電流が流れて
いる。

したがって差動トランス２の２次コイル５には前記ダイ
ヤフラム１０の移動によるコア６の移動量に比例した振
幅の正の誘導電圧が発生する。

そしてマルチバイブレーク１６の出力が“ｌ”でトラン
ジスタ１７がオンとなり、１次コイル４に電流が流れて
いる間はトランジスタ１７のコレクタはほぼアース電位
となり、ダイオード２０がオンとなり、ＦＥＴ１のゲー
ト電位はトランジスタ１７の導通状態のコレクタエミッ
タ間電圧とダイオード２０の順方向電圧とを加えた電圧
となる。

したがってＦＥＴ１８のソースドレイン間抵抗は小さく
なり、２次コイル５の誘起電圧はそのまま抵抗１９およ
びＦＥＴ１８のソースドレイン間抵抗を介してコンデン
サ２１に充電される。

次にマルチバイブレータ１６の出力が“０゛となり、ト
ランジスタ１７がオフになると、１次コイル４の電流が
しゃ断され、２次コイル５の誘導電圧は負の値となる。

しかしこの時トランジスタ１７のコレクタ電圧は高くな
り、ダイオード２０はオフとなるのでＦＥＴＩのゲート
電位は低くなり、ＦＥＴ１８のソースドレイン間抵抗は
大となり、２次コイル５とコンデンサ２１とはしゃ断状
態となる。

したがって２次コイル５の誘導電圧が正となる前述の半
周期にコンデンサ２１に充電された電圧はそのまま保持
され、バッファアンプ２２を介して出力端子２３に出力
され、その結果出力端子２３には直流出力が得られる。

第３図はこの圧力センサのコアストロークと出力電圧と
の関係を示す。

第３図によれば両者は直線関係にあり、したがってこの
圧力センサの出力電圧より吸気管負圧を求めることがで
きる。

なお第３図において、△Ａは第１図のダイヤフラム１０
の最右端の位置から吸気管の圧力が大気圧の圧力となる
位置までのアジャストスクリュー１３によるアジャスト
量である。

なお前記実施例ではエンジンの吸気管負圧を検：出する
場合について説明したが、この考案は吸気管負圧以外の
圧力センサとしても利用できることは言うまでもない。

なお、エンジンの吸気管負圧を測定することにより、エ
ンジンの燃料消費量を知ることができ；る。

以上のように、本考案に係る圧力センサによれば、被測
定圧力に応じて作動する差動トランスの２次コイルにア
ナログスイッチを介してコンデンサを接続し、矩形波発
振回路の発振出力でもって差動トランスの１次コイルを
オン・オフするとともに、上記発振出力でもってアナロ
グスイッチをオン・オフし、これによりコンデンサに２
次コイルの出力を充電保持させ、これを直流信号として
取り出すようにしたので、従来のダイオード回路による
場合のように電圧降下による出力誤差を生じないととも
に、２次コイルの誘導起電圧がそのままコンデンサに充
電され、正確な出力が得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例による圧力センサの断面図
、第２図はこの圧力センサの電気回路図、第３図はこの
圧力センサのコアストローク出力電圧特性図である。 ２・・・・・・差動トランス、４・・・・・・１次コイ
ル、５・・・・・・２次コイル、６・・間コア、１６・
・曲マルチバイブレータ（発振回路）、１７・・・・・
・トランジスタ（スイッチ）、１８・・曲アナログスイ
ッチとしてのＦＥＴ、２１・・・・・・コンデンサ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 被測定圧力に応じて移動するコアを有する差動トランス
   と、矩形波発振出力を発生する発振回路と、矩形波発振
   出力を受は前記差動トランスの１次コイルの電流をオン
   ・オフするスイッチと、該スイッチに制御端子が連結さ
   れたアナログスイッチと、該アナログスイッチを介して
   前記差動トランスの２次コイルに接続されその端子電圧
   を外部出力とするコンデンサとを備え、前記アナログス
   イッチは、前記１次コイルの電流の流れがオンのときオ
   ンとなって前記差動トランスの２次コイルの誘導電圧に
   応じて前記コンデンサを充電しかつ前記１次コイルの電
   流の流れがオフのときオフとなって前記コンデンサの充
   電電位を保持するようその制御端子に前記矩形波発振出
   力が印加される構成と威したことを特徴とする圧力セン
   サ。