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JPH04284644A - Piezosensor circuit - Google Patents

Piezosensor circuit

Info

Publication number
JPH04284644A
JPH04284644A JP4848991A JP4848991A JPH04284644A JP H04284644 A JPH04284644 A JP H04284644A JP 4848991 A JP4848991 A JP 4848991A JP 4848991 A JP4848991 A JP 4848991A JP H04284644 A JPH04284644 A JP H04284644A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
circuit
resistor
test
semiconductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4848991A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hidetoshi Fujimoto
英俊 藤本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP4848991A priority Critical patent/JPH04284644A/en
Publication of JPH04284644A publication Critical patent/JPH04284644A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は圧力センサ等の半導体ピ
エゾセンサ内のピエゾ抵抗に試験電流を供給してセンサ
の検出特性を必要に応じて随時試験ないし診断できるよ
うにするためのピエゾセンサ回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezo sensor circuit for supplying a test current to a piezo resistor in a semiconductor piezo sensor such as a pressure sensor so that the detection characteristics of the sensor can be tested or diagnosed as needed.

【0002】0002

【従来の技術】シリコン等の半導体からなるピエゾ素子
は、周知のように小形化ないし微細化が容易で、かつ検
出感度が非常に高い利点があり、しかも半導体集積回路
技術を利用して関連回路とともに小形の半導体チップ内
に容易に組み込むことができるので、最近ではこれを利
用したピエゾセンサが例えば圧力センサや加速度センサ
として広く用いられるに至っている。
[Prior Art] As is well known, piezo elements made of semiconductors such as silicon have the advantage of being easy to miniaturize or miniaturize and have extremely high detection sensitivity. At the same time, it can be easily incorporated into a small semiconductor chip, so recently piezo sensors using this type of piezo sensor have been widely used as pressure sensors and acceleration sensors, for example.

【0003】しかし、かかる半導体ピエゾセンサは非常
に高感度である反面、周囲環境からの汚染による影響を
受けたり、長い使用期間中に検出特性が次第に変化して
来ることがあるので、最近ではセンサ内にその検出特性
を随時にまたは自動的に試験ないしは診断するための回
路が組み込まれるようになって来た。センサ用ピエゾ素
子としてはピエゾ抵抗ないしストレンゲージがふつう用
いられるので、センサの試験や診断は試験電流をピエゾ
抵抗に供給した状態で行なうのが有利である。図2にか
かる試験機能を備えるピエゾセンサ回路の従来例を示す
However, although such semiconductor piezo sensors have very high sensitivity, they may be affected by contamination from the surrounding environment, and their detection characteristics may gradually change over a long period of use. Increasingly, devices are equipped with circuits for testing or diagnosing their detection characteristics at any time or automatically. Since a piezoresistor or a strain gauge is usually used as a piezoelectric element for a sensor, it is advantageous to carry out testing and diagnosis of the sensor with a test current being supplied to the piezoresistor. 3 shows a conventional example of a piezo sensor circuit equipped with the test function shown in FIG. 2. FIG.

【0004】図2の左側に示すように、センサの本体は
例えば4個のピエゾ抵抗11〜14からなり、高精度検
出のためにブリッジ回路10に接続される。通例のよう
に、かかるブリッジ回路10の一方の対角線に電圧Vを
与えた状態で他方の対角線からの差動電圧信号を高ゲイ
ンの増幅器21を介して検出制御回路20に与え、これ
から圧力や加速度の検出信号DSをアナログの形でまた
はそれをディジタル化した検出データの形で取り出す。
As shown on the left side of FIG. 2, the main body of the sensor consists of, for example, four piezoresistors 11 to 14, and is connected to a bridge circuit 10 for high precision detection. As usual, with a voltage V applied to one diagonal of the bridge circuit 10, a differential voltage signal from the other diagonal is applied to the detection control circuit 20 via a high gain amplifier 21, and from this, pressure and acceleration are detected. The detection signal DS is taken out in analog form or in the form of digital detection data.

【0005】ピエゾ抵抗11〜14の試験用には試験電
流回路70を設け、試験指令TSに基づいてこれから試
験電流Iをブリッジ回路10に与えさせる。この試験電
流Iはブリッジ回路10に対する電圧Vの供給を断った
状態で、図のようにその1辺であるピエゾ抵抗11と3
個の辺であるピエゾ抵抗12〜14の直列回路とに対し
並列に与えるのがよい。この場合には、各ピエゾ抵抗の
抵抗値をrとするとIr/2の差動電圧が増幅器21に
与えられ、増幅器21の増幅率をKとすると検出信号D
SはKIr/2になる筈であるから、その値が所定の範
囲内にあるか否かによってピエゾセンサが健全か否かを
判定することができる。
A test current circuit 70 is provided for testing the piezoresistors 11 to 14, and a test current I is applied to the bridge circuit 10 based on a test command TS. This test current I is applied to the piezoresistors 11 and 3 on one side of the bridge circuit 10, as shown in the figure, with the supply of voltage V to the bridge circuit 10 cut off.
It is preferable to apply it in parallel to the series circuit of the piezoresistors 12 to 14, which are the two sides. In this case, when the resistance value of each piezoresistor is r, a differential voltage of Ir/2 is applied to the amplifier 21, and when the amplification factor of the amplifier 21 is K, the detection signal D
Since S is supposed to be KIr/2, it can be determined whether the piezo sensor is healthy or not depending on whether the value is within a predetermined range.

【0006】実際には検出制御回路20内に試験機能を
組み込んで置き、ピエゾセンサの使用開始時または定期
的にこれから試験電流回路70に試験指令TSを送り、
検出信号DSの値の正否を検出制御回路20に判定させ
、とくに必要な時に外部から試験指令TSを試験電流回
路70に与えるようにするのがふつうである。
In practice, a test function is built into the detection control circuit 20, and a test command TS is sent to the test current circuit 70 at the beginning of use of the piezo sensor or periodically.
Usually, the detection control circuit 20 determines whether the value of the detection signal DS is correct or not, and a test command TS is given to the test current circuit 70 from the outside especially when necessary.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ピエゾセンサに上述の
ようなピエゾセンサ回路を組み込んで置くことにより、
原理的にはそのピエゾ抵抗が正常か否かを随時または定
期的に試験してセンサの使用信頼度を高めることができ
るが、実際にはピエゾ抵抗に対する試験の精度が少なく
ともピエゾセンサの検出精度よりは高くなければならず
、このピエゾ抵抗の試験に必要な精度を得るのが困難な
問題がある。
[Problem to be solved by the invention] By incorporating the piezo sensor circuit as described above into the piezo sensor,
In principle, it is possible to increase the reliability of the sensor by testing whether the piezoresistance is normal or not at any time or periodically, but in reality, the accuracy of testing the piezoresistance is at least higher than the detection accuracy of the piezo sensor. The problem is that it is difficult to obtain the accuracy required for testing piezoresistors.

【0008】この問題の原因は、半導体からなるピエゾ
抵抗の抵抗値に温度依存性があり、試験電流回路も半導
体回路なので試験電流に温度依存性があって、これらの
相乗効果により検出信号DSの値が温度により非常に変
化しやすい点にある。この解決のため例えば試験電流の
かわりに試験電圧を用い、これを抵抗からなる電圧分割
回路で発生させれば温度依存性をなくせるが、試験対象
がピエゾ抵抗の場合には実際に試験電流を流した状態で
試験するのでなければあまり意味がなく、しかもピエゾ
抵抗の温度依存性がそのままでは片手落ちになる。
The cause of this problem is that the resistance value of the piezoresistor made of semiconductor is temperature dependent, and since the test current circuit is also a semiconductor circuit, the test current is temperature dependent, and due to the synergistic effect of these, the detection signal DS is The value is highly variable depending on temperature. To solve this problem, for example, you can use a test voltage instead of the test current and generate it with a voltage divider circuit made of resistors to eliminate temperature dependence, but if the test object is a piezoresistor, you can actually It doesn't make much sense unless you test it under flowing conditions, and if the temperature dependence of piezoresistance remains the same, you'll be left out.

【0009】本発明の目的はこの問題を解決して、ピエ
ゾ抵抗に与える試験電流の温度誤差を減少させて試験精
度を向上できるピエゾセンサ回路を得ることにある。
An object of the present invention is to solve this problem and provide a piezo sensor circuit that can reduce the temperature error of the test current applied to the piezo resistor and improve the test accuracy.

【0010】0010

【課題を解決するための手段】この目的は本発明によれ
ば、半導体からなるセンサ用のピエゾ抵抗と、ピエゾ抵
抗に従動電流を試験用電流として供給する電流ミラー回
路と、電流ミラー回路の基準電流を受けピエゾ抵抗と同
質の半導体からなる半導体抵抗と、半導体抵抗の基準電
流による電圧降下を一定に維持する制御回路要素と、電
流ミラー回路に対する基準電流の供給を開閉するスイッ
チ手段とを備えてなるピエゾセンサ回路により達成され
る。
[Means for Solving the Problems] According to the present invention, the present invention provides a piezoresistor for a sensor made of a semiconductor, a current mirror circuit that supplies a current driven by the piezoresistor as a test current, and a standard for the current mirror circuit. A semiconductor resistor that receives current and is made of a semiconductor of the same quality as the piezoresistor, a control circuit element that maintains a constant voltage drop due to the reference current of the semiconductor resistor, and a switch means that opens and closes the supply of the reference current to the current mirror circuit. This is achieved using a piezo sensor circuit.

【0011】なお、電流ミラー回路は半導体抵抗をバイ
アス抵抗とする抵抗バイアス方式として従動電流を基準
電流より小に設定するのが有利である。
Note that it is advantageous for the current mirror circuit to be of a resistance bias type using a semiconductor resistor as a bias resistor, and to set the driven current to be smaller than the reference current.

【0012】また、制御回路要素としてコレクタ・エミ
ッタ間が半導体抵抗と直列接続されベース電位により半
導体抵抗内の電圧降下を一定に制御するトランジスタで
構成するのが有利で、この際のベースに与える電位は抵
抗による電圧分割回路で作るのが最も簡単である。
[0012] Furthermore, it is advantageous to construct the control circuit element by a transistor whose collector and emitter are connected in series with a semiconductor resistor and whose base potential controls the voltage drop within the semiconductor resistor to a constant level; is easiest to create using a voltage divider circuit using resistors.

【0013】[0013]

【作用】本発明では電流ミラー回路を利用して前述の問
題を解決する。周知のように、電流ミラー回路はそれに
与える基準電流に正確に比例する従動電流を発生させる
電流変換機能を有するが、本発明はこれに電圧変換機能
をも持たせ得る点に着目したもので、電流ミラー回路の
従動電流をピエゾ抵抗に試験電流として与えるとともに
、その基準電流の電流路にピエゾ抵抗と同質の半導体か
らなる半導体抵抗を挿入して、その電圧降下を一定に制
御することによりそれに比例する電圧降下をピエゾ抵抗
に発生させる。従って、周囲温度の変化によりピエゾ抵
抗の抵抗値が変化するとそれと同時に半導体抵抗の抵抗
値も変化してそれに流れる基準電流が変化し、これに比
例した従動電流である試験電流がピエゾ抵抗に流れるの
で、温度変化による抵抗値の変化が自動的に補償されて
ピエゾ抵抗の試験電流による電圧降下,つまり試験時の
ピエゾセンサの検出信号の値が周囲温度の変化に影響さ
れず常に一定に維持される。
The present invention utilizes a current mirror circuit to solve the aforementioned problems. As is well known, a current mirror circuit has a current conversion function that generates a driven current that is exactly proportional to the reference current applied to it, but the present invention focuses on the fact that it can also have a voltage conversion function. The driven current of the current mirror circuit is applied to the piezoresistor as a test current, and a semiconductor resistor made of the same semiconductor as the piezoresistor is inserted in the current path of the reference current, and the voltage drop is controlled to be constant and proportional to it. A voltage drop is generated across the piezoresistor. Therefore, when the resistance value of the piezoresistor changes due to a change in the ambient temperature, the resistance value of the semiconductor resistor changes at the same time, and the reference current flowing through it changes, and a test current, which is a driven current proportional to this, flows through the piezoresistor. The change in resistance value due to temperature change is automatically compensated, and the voltage drop due to the test current of the piezoresistor, that is, the value of the detection signal of the piezo sensor during the test, is always maintained constant without being affected by changes in ambient temperature.

【0014】なお、前項の構成中の制御回路要素は半導
体抵抗内の基準電流による電圧降下を一定に制御するも
のであり、スイッチ手段は試験指令に応じて基準電流を
開閉することによりピエゾ抵抗に対する試験電流を発停
するものである。
The control circuit element in the configuration described in the previous section is for controlling the voltage drop due to the reference current in the semiconductor resistor to a constant level, and the switch means controls the voltage drop for the piezo resistor by opening and closing the reference current in accordance with the test command. It starts and stops the test current.

【0015】[0015]

【実施例】以下、図1に示された本発明の一実施例を説
明する。図1は前に説明した図2中の試験電流回路70
の詳細を示すもので、図にはこれから試験電流Iが供給
される単一のピエゾ抵抗11が示されているが、もちろ
んこれを図2のブリッジ回路10で置き換えることがで
きる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention shown in FIG. 1 will be described below. FIG. 1 shows the test current circuit 70 in FIG. 2 previously described.
The figure shows a single piezoresistor 11 from which the test current I is supplied, but this can of course be replaced by the bridge circuit 10 of FIG.

【0016】図1で一点鎖線で囲んで示された電流ミラ
ー回路30は、この実施例では1対のpnp形のトラン
ジスタ31と32から構成され、通例のようにそれらの
ベースは共通接続されてその一方,図の例ではトランジ
スタ32の方がコレクタとベースを短絡したダイオード
接続とされる。トランジスタ31が基準電流Ir用、ト
ランジスタ32が従動電流である試験電流I用であり、
前者は電源電位点Vcに対し直接に後者は抵抗34を介
してそれぞれ接続される。この実施例では従動電流であ
る試験電流Iを基準電流Irより小に, 例えば1/1
00 にするので、抵抗34はそのための電流制限ない
し電流設定用抵抗である。
In this embodiment, the current mirror circuit 30 shown surrounded by a dashed line in FIG. 1 is composed of a pair of pnp transistors 31 and 32, whose bases are commonly connected. On the other hand, in the illustrated example, the transistor 32 is diode-connected with its collector and base shorted. Transistor 31 is for reference current Ir, transistor 32 is for test current I which is a driven current,
The former is connected directly to the power supply potential point Vc, and the latter is connected via a resistor 34, respectively. In this embodiment, the test current I, which is the driven current, is set smaller than the reference current Ir, for example, by 1/1.
00, so the resistor 34 is a current limiting or current setting resistor for this purpose.

【0017】なお、基準側トランジスタ31と従動側ト
ランジスタ32は同じサイズつまり同じエミッタ面積に
構成することでよく、上のように基準電流と従動電流の
比を設定して両トランジスタのエミッタ電流密度を異な
らせることにより、よく知られているように電源電圧V
cの変動に対する従動電流である試験電流Iの変動を少
なくすることができる。また、この試験電流Iは図示の
ように電流ミラー回路に付属するトランジスタ33を介
して半導体からなるストレンゲージ等のピエゾ抵抗11
に供給するのがよい。このトランジスタ33は基準側ト
ランジスタ31のエミッタからベースに流入したベース
電流を基準電流Irに戻すことにより、基準電流Irと
試験電流Iの比率を所望の値に正確に保つためのもので
ある。
Note that the reference side transistor 31 and the driven side transistor 32 may be configured to have the same size, that is, the same emitter area, and the emitter current density of both transistors can be adjusted by setting the ratio of the reference current and the driven current as above. As is well known, by varying the power supply voltage V
It is possible to reduce fluctuations in the test current I, which is a driven current, with respect to fluctuations in c. Further, as shown in the figure, this test current I is passed through a piezoresistor 11 such as a semiconductor strain gauge through a transistor 33 attached to a current mirror circuit.
It is better to supply This transistor 33 returns the base current flowing from the emitter to the base of the reference side transistor 31 to the reference current Ir, thereby accurately maintaining the ratio of the reference current Ir to the test current I at a desired value.

【0018】図の左下部に示された回路は基準電流Ir
の設定と制御用であって、図の例では制御回路要素50
と半導体抵抗40とスイッチ手段60の順序で接続され
る。この内の半導体抵抗40はピエゾ抵抗11と同質の
半導体, ふつう同じチップに作り込まれた抵抗であり
、電源電圧Vcが数V程度の場合はこれに数十kΩの抵
抗値を持たせて基準電流Irを 0.1mA程度に設定
する。制御回路要素50は基準電流Irの制御用で、こ
の実施例では単一の npnトランジスタで構成され、
図のようにそのコレクタ・エミッタ間が半導体抵抗40
と直列に接続される。スイッチ手段60は基準電流Ir
の開閉用で、試験指令TSをベースに受ける npnト
ランジスタで構成して例えば図のように接地側に接続す
ることでよい。
The circuit shown in the lower left part of the figure is based on the reference current Ir.
In the example shown, the control circuit element 50 is used for setting and controlling the
, semiconductor resistor 40 , and switch means 60 are connected in this order. The semiconductor resistor 40 is a semiconductor of the same quality as the piezo resistor 11, and is usually a resistor built into the same chip.If the power supply voltage Vc is about several volts, it is set to have a resistance value of several tens of kilohms as a reference. Set the current Ir to about 0.1mA. The control circuit element 50 is for controlling the reference current Ir, and in this embodiment is composed of a single npn transistor.
As shown in the figure, there is a semiconductor resistor 40 between the collector and emitter.
connected in series with The switch means 60 is connected to the reference current Ir.
It is for opening and closing the test command TS and may be configured with an npn transistor and connected to the ground side as shown in the figure, for example.

【0019】本発明では制御回路要素50が半導体抵抗
40の基準電流Irによる電圧降下を一定に制御する役
目を果たし、この実施例ではそれ用の制御トランジスタ
のベースに基準電圧Vrを与えてこの動作をさせる。制
御トランジスタのベース・エミッタ間電圧をe5とし、
スイッチ手段60のトランジスタのオン時のコレクタ・
エミッタ間電圧をE6とすると、容易にわかるようにこ
の制御トランジスタのベースに与えるべき基準電圧はV
r=RrIr+e5+E6である。かかる構成をもつ制
御回路要素50は、半導体抵抗40の抵抗値Rrが温度
の影響で例えば減少したときに基準電流Irを増加させ
て、半導体抵抗40内の電圧降下RrIrを常に一定に
保つよう動作する。なお、この基準電圧Vrの温度依存
性は極力少ないことが望ましいので、例えば抵抗分圧回
路を介して作るのが実際的である。
In the present invention, the control circuit element 50 plays the role of controlling the voltage drop due to the reference current Ir of the semiconductor resistor 40 to a constant level, and in this embodiment, the reference voltage Vr is applied to the base of the control transistor for this purpose to perform this operation. make them do The base-emitter voltage of the control transistor is e5,
When the transistor of the switch means 60 is turned on, the collector
Assuming that the emitter voltage is E6, as can be easily seen, the reference voltage that should be applied to the base of this control transistor is V
r=RrIr+e5+E6. The control circuit element 50 having such a configuration operates to increase the reference current Ir when the resistance value Rr of the semiconductor resistor 40 decreases due to the influence of temperature, so as to always keep the voltage drop RrIr within the semiconductor resistor 40 constant. do. Note that since it is desirable that the temperature dependence of this reference voltage Vr be as small as possible, it is practical to create it through a resistive voltage divider circuit, for example.

【0020】以上のように構成された本発明のピエゾセ
ンサ回路では、図1のピエゾ抵抗11の抵抗値が温度に
より変化すると同時に半導体抵抗40の抵抗値Rrも変
化するが、制御回路要素50が半導体抵抗40内の電圧
降下IrRrを一定に保つよう制御するのでそれに流れ
る基準電流Irが変化し、これに比例した従動電流であ
る試験電流Iがピエゾ抵抗11に流れてその抵抗値変化
を補償するので、試験電流Iによるピエゾ抵抗11の電
圧降下が温度変化に関せず常に一定に維持される。従っ
て、この図1のピエゾ抵抗11や図2のブリッジ回路1
0の試験時の検出信号DSの値が温度変化に影響されず
ほぼ一定に保たれる。
In the piezo sensor circuit of the present invention configured as described above, the resistance value Rr of the semiconductor resistor 40 changes at the same time as the resistance value of the piezo resistor 11 shown in FIG. Since the voltage drop IrRr in the resistor 40 is controlled to be kept constant, the reference current Ir flowing therein changes, and the test current I, which is a driven current proportional to this, flows in the piezoresistor 11 to compensate for the change in resistance value. , the voltage drop across the piezoresistor 11 due to the test current I is always maintained constant regardless of temperature changes. Therefore, the piezoresistor 11 in FIG. 1 and the bridge circuit 1 in FIG.
The value of the detection signal DS during the 0 test is kept almost constant without being affected by temperature changes.

【0021】なお、この検出信号の温度依存性を最低に
するには試験電流I用の前述の設定抵抗34の抵抗値R
を最適化するのが有利である。電流ミラー回路30の動
作上からはよく知られているようにこの抵抗値Rを温度
Tに対してdR/dT=R/T の関係を満たすように
選定するのが有利であるが、このほかに上述のe5やE
6, さらに図2の増幅器21の温度依存性が若干関係
するので、すべてを含めた温度依存性が最低になるよう
に実際にはこの抵抗Rの値を実験的に設定する。基準電
圧Vrを前述のように設定しこの抵抗Rの値を最適化し
た状態では、−40〜140 ℃の温度範囲内で検出信
号DSの値の変動を0.04%程度に抑えることができ
る。
Note that in order to minimize the temperature dependence of this detection signal, the resistance value R of the above-mentioned setting resistor 34 for the test current I is
It is advantageous to optimize. As is well known in terms of the operation of the current mirror circuit 30, it is advantageous to select this resistance value R so as to satisfy the relationship dR/dT=R/T with respect to temperature T. The e5 and E mentioned above
6. Furthermore, since the temperature dependence of the amplifier 21 in FIG. 2 is somewhat related, the value of this resistor R is actually experimentally set so that the temperature dependence including all of them is minimized. When the reference voltage Vr is set as described above and the value of this resistor R is optimized, the variation in the value of the detection signal DS can be suppressed to about 0.04% within the temperature range of -40 to 140°C. .

【0022】[0022]

【発明の効果】以上説明したとおり本発明では、半導体
センサ用のピエゾ抵抗と、ピエゾ抵抗に従動電流を試験
用電流として与える電流ミラー回路と、電流ミラー回路
の基準電流を受けピエゾ抵抗と同質の半導体からなる半
導体抵抗と、半導体抵抗の基準電流による電圧降下を一
定に維持する制御回路要素と、電流ミラー回路に対する
基準電流の供給を開閉するスイッチ手段とでピエゾセン
サ回路を構成したので、温度変化によりピエゾ抵抗の抵
抗値が変化しても、同時に半導体抵抗の抵抗値が変化し
てそれに流れる基準電流が変化し、これに比例した従動
電流がピエゾ抵抗に試験電流として供給されるので、ピ
エゾ抵抗の周囲温度変化による抵抗値変化が自動的に補
償され、試験時のピエゾセンサの検出信号値の変動をそ
の使用温度範囲内で 0.1%以下に抑えることができ
る。
As explained above, the present invention provides a piezoresistor for a semiconductor sensor, a current mirror circuit that supplies a driven current of the piezoresistor as a test current, and a piezoresistor that receives a reference current of the current mirror circuit and has the same quality as the piezoresistor. The piezo sensor circuit is composed of a semiconductor resistor made of a semiconductor, a control circuit element that maintains a constant voltage drop due to the reference current of the semiconductor resistor, and a switch means that opens and closes the supply of the reference current to the current mirror circuit. Even if the resistance value of the piezoresistor changes, the resistance value of the semiconductor resistor changes at the same time, and the reference current flowing through it changes, and a driven current proportional to this is supplied to the piezoresistor as a test current, so the piezoresistor's resistance value changes. Changes in resistance due to changes in ambient temperature are automatically compensated, and fluctuations in the detection signal value of the piezo sensor during testing can be suppressed to 0.1% or less within the operating temperature range.

【0023】これによって、検出誤差が1%以下の高精
度のピエゾセンサに対しても、試験指令をピエゾセンサ
回路のスイッチ手段に与えてピエゾ抵抗が健全か否かを
正確に試験ないし診断できるようになる。本発明回路を
ピエゾセンサ内に組み込んで随時ないし定期的な性能試
験を行なうことにより、その長期信頼性を大幅に向上す
ることができる。
[0023] This makes it possible to accurately test or diagnose whether or not the piezo resistance is sound by applying a test command to the switch means of the piezo sensor circuit even for a high precision piezo sensor with a detection error of 1% or less. . By incorporating the circuit of the present invention into a piezo sensor and performing occasional or periodic performance tests, its long-term reliability can be greatly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明によるピエゾセンサ回路の実施例の要部
の回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of essential parts of an embodiment of a piezo sensor circuit according to the present invention.

【図2】本発明および従来技術によりピエゾセンサ回路
の全体回路図である。
FIG. 2 is an overall circuit diagram of a piezo sensor circuit according to the present invention and prior art;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10      ピエゾ抵抗を組み込んだブリッジ回路
11      ピエゾ抵抗 30      電流ミラー回路 40      半導体抵抗 50      制御回路要素ないしは制御トランジス
タ60      スイッチ手段ないしはトランジスタ
70      試験電流回路 I      試験電流ないしは電流ミラー回路の従動
電流Ir      電流ミラー回路の基準電流TS 
     試験指令
10 Bridge circuit incorporating a piezoresistor 11 Piezoresistor 30 Current mirror circuit 40 Semiconductor resistor 50 Control circuit element or control transistor 60 Switch means or transistor 70 Test current circuit I Test current or driven current Ir of the current mirror circuit Standard of the current mirror circuit Current TS
test directive

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体からなるセンサ用のピエゾ抵抗と、
ピエゾ抵抗に対して従動電流を試験用電流として供給す
る電流ミラー回路と、電流ミラー回路の基準電流を受け
ピエゾ抵抗と同質の半導体からなる半導体抵抗と、半導
体抵抗の基準電流による電圧降下を一定に維持する制御
回路要素と、電流ミラー回路に対する基準電流の供給を
開閉可能なスイッチ手段とを備え、スイッチ手段に試験
指令を随時与えピエゾ抵抗に試験用電流を供給してセン
サを試験し得るようにしたことを特徴とするピエゾセン
サ回路。
Claim 1: A piezoresistor for a sensor made of a semiconductor;
A current mirror circuit that supplies the driven current as a test current to the piezo resistor, a semiconductor resistor made of the same semiconductor as the piezo resistor that receives the reference current of the current mirror circuit, and a voltage drop due to the reference current of the semiconductor resistor is kept constant. and switch means capable of opening and closing the supply of a reference current to the current mirror circuit, so that a test command can be given to the switch means at any time to supply a test current to the piezoresistor to test the sensor. A piezo sensor circuit characterized by:
【請求項2】請求項1に記載の回路において、電流ミラ
ー回路が半導体抵抗をバイアス抵抗とする抵抗バイアス
方式に構成され、従動電流が基準電流よりも小さく設定
されたことを特徴とするピエゾセンサ回路。
2. The piezo sensor circuit according to claim 1, wherein the current mirror circuit is configured in a resistance bias type using a semiconductor resistor as a bias resistor, and the driven current is set smaller than the reference current. .
【請求項3】請求項1に記載の回路において、制御回路
要素が半導体抵抗と直列に接続されベース電位により基
準電流によるその電圧降下を一定に制御するトランジス
タで構成されたことを特徴とするピエゾセンサ回路。
3. The piezo sensor according to claim 1, wherein the control circuit element is constituted by a transistor connected in series with a semiconductor resistor and whose base potential controls the voltage drop caused by the reference current to be constant. circuit.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5606128A (en) * 1995-01-30 1997-02-25 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor acceleration detecting device
JP2013525747A (en) * 2010-03-18 2013-06-20 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング Piezoresistive micromechanical sensor component and corresponding measurement method

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US5606128A (en) * 1995-01-30 1997-02-25 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor acceleration detecting device
JP2013525747A (en) * 2010-03-18 2013-06-20 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング Piezoresistive micromechanical sensor component and corresponding measurement method

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