(57)【要約】【課題】簡易な方法で温度の変化による増幅器の出力電圧の変化をより低減することのできる技術を提供する。【解決手段】本発明の増幅器は、荷重を検知する複数の荷重センサを有するブリッジ回路の出力電圧を増幅する増幅器であって、第１オペアンプと第２オペアンプとを有し、前記第１オペアンプの非反転入力端子は、前記ブリッジ回路の一方の出力端子に接続されており、前記第１オペアンプの反転入力端子は、第１抵抗を介して前記第２オペアンプの出力端子に接続されており、前記第２オペアンプの非反転入力端子は、前記ブリッジ回路の他方の出力端子に接続されており、前記第２オペアンプの反転入力端子は、第２抵抗を介して所定の電源に接続されており、前記第１オペアンプの帰還抵抗、又は、前記第１抵抗に、感温抵抗素子が直列に接続されていることを特徴とする。【選択図】図３
2010011294.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷重を検知する複数の荷重センサを有するブリッジ回路の出力電圧を増幅する増幅器であって、
第１オペアンプと第２オペアンプとを有し、
前記第１オペアンプの非反転入力端子は、前記ブリッジ回路の一方の出力端子に接続されており、
前記第１オペアンプの反転入力端子は、第１抵抗を介して前記第２オペアンプの出力端子に接続されており、
前記第２オペアンプの非反転入力端子は、前記ブリッジ回路の他方の出力端子に接続されており、
前記第２オペアンプの反転入力端子は、第２抵抗を介して所定の電源に接続されており、
前記第１オペアンプの帰還抵抗、又は、前記第１抵抗に、感温抵抗素子が直列に接続されている
ことを特徴とする増幅器。
【請求項２】
前記増幅器の増幅率の温度変化が前記ブリッジ回路の出力電圧の温度変化を打ち消すように、前記第１オペアンプの帰還抵抗、前記第１抵抗、及び、前記感温抵抗素子の抵抗の値が定められている
ことを特徴とする請求項１に記載の増幅器。
【請求項３】
前記感温抵抗素子が前記第１オペアンプの帰還抵抗に直列に接続されており、
２つの異なる温度Ｔ１、Ｔ２において、
前記ブリッジ回路の出力電圧の温度変化を打ち消すために必要な前記増幅器の増幅率が、それぞれ、Ａ（Ｔ１）、Ａ（Ｔ２）であり、
前記感温抵抗素子の抵抗の値が、それぞれ、Ｒｔｈ（Ｔ１）、Ｒｔｈ（Ｔ２）であった場合に、
前記第１オペアンプの帰還抵抗の値Ｒｆ１及び前記第１抵抗の値Ｒ１は、
Ａ（Ｔ１）＝（Ｒｆ１＋Ｒｔｈ（Ｔ１））／Ｒ１
Ａ（Ｔ２）＝（Ｒｆ１＋Ｒｔｈ（Ｔ２））／Ｒ１
を満たす
ことを特徴とする請求項２に記載の増幅器。
【請求項４】
前記感温抵抗素子が前記第１抵抗に直列に接続されており、
２つの異なる温度Ｔ１、Ｔ２において、
前記ブリッジ回路の出力電圧の温度変化を打ち消すために必要な前記増幅器の増幅率が、それぞれ、Ａ（Ｔ１）、Ａ（Ｔ２）であり、
前記感温抵抗素子の抵抗の値が、それぞれ、Ｒｔｈ（Ｔ１）、Ｒｔｈ（Ｔ２）であった場合に、
前記第１オペアンプの帰還抵抗の値Ｒｆ１及び前記第１抵抗の値Ｒ１は、
Ａ（Ｔ１）＝Ｒｆ１／（Ｒ１＋Ｒｔｈ（Ｔ１））
Ａ（Ｔ２）＝Ｒｆ１／（Ｒ１＋Ｒｔｈ（Ｔ２））
を満たす
ことを特徴とする請求項２に記載の増幅器。
【請求項５】
前記第１オペアンプの帰還抵抗の値をＲｆ１、
前記感温抵抗素子の抵抗の値をＲｔｈ、
前記第１抵抗の値をＲ１、
前記第２オペアンプの帰還抵抗の値をＲｆ２、
前記第２抵抗の値をＲ２、
としたとき、
Ｒ１≒Ｒｆ２、
Ｒ２≒Ｒｆ１＋Ｒｔｈ、
であることを特徴とする請求項３に記載の増幅器。
【請求項６】
前記第１オペアンプの帰還抵抗の値をＲｆ１、
前記感温抵抗素子の抵抗の値をＲｔｈ、
前記第１抵抗の値をＲ１、
前記第２オペアンプの帰還抵抗の値をＲｆ２、
前記第２抵抗の値をＲ２、
としたとき、
Ｒ１＋Ｒｔｈ≒Ｒｆ２、
Ｒ２≒Ｒｆ１、
であることを特徴とする請求項４に記載の増幅器。
【請求項７】
前記温度Ｔ１、Ｔ２は、それぞれ、前記複数の荷重センサに要求される温度補償範囲の上限及び下限である
ことを特徴とする請求項３〜６のいずれか１項に記載の増幅器。
【請求項８】
荷重を検知する複数の荷重センサを有するブリッジ回路と、
請求項１〜７のいずれか１項に記載の増幅器と、
を有することを特徴とする荷重信号増幅装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、増幅器および荷重信号増幅装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、体重計などの計測装置として、荷重を検知する複数の荷重センサを有するブリッジ回路（ホイートストンブリッジ回路）と、ブリッジ回路の出力電圧を増幅する増幅器とを有する計測装置が知られている。以下、ブリッジ回路と増幅器を併せたものを荷重信号増幅装置と記載する。
【０００３】
図１に、従来の荷重信号増幅装置の回路図を示す。図１に示すように、従来の荷重信号増幅装置は、複数の荷重センサを有するブリッジ回路に、増幅器として反転型差動増幅回路が接続された構成を有する。このような荷重信号増幅装置において、増幅器の帰還抵抗をＲｆ、荷重センサの抵抗値をＲｒｄとすると、増幅器の増幅率Ａは、
Ａ＝２×Ｒｆ／Ｒｒｄ          （式１）
となる。しかしながら、荷重センサは、一般に、その抵抗値が温度によって変動する、という温度特性を有する。即ち、温度の変化に応じて荷重センサの抵抗値Ｒｒｄが変化してしまう。それにより、増幅率Ａ、ブリッジ回路や増幅器の出力電圧の値が変化してしまうため、荷重を正確に計測することができなくなってしまう。
【０００４】
そのような問題に鑑みた従来技術として、図２に示すような回路構成を有する荷重信号増幅装置が提案されている。図２の構成では、上述した反転型差動増幅回路の帰還抵抗に感温抵抗素子が直列に接続されている。このような荷重信号増幅装置において、感温抵抗素子の抵抗をＲｔｈとすると、増幅器の増幅率Ａは、
Ａ＝２×（Ｒｆ＋Ｒｔｈ）／Ｒｒｄ          （式２）
となる。従来は、Ｒｒｄの変動を打ち消すような特性を有する感温抵抗素子を用いることによって、温度の変化による増幅器の出力電圧の変化を抑制していた。
【０００５】
しかしながら、感温抵抗素子の種類には限りがあるため、一般に、Ｒｒｄの変化に対して十分マッチするような特性の感温抵抗素子というのは無く、上述した従来の回路では、そのような特性に類似した特性の感温抵抗素子を代用していた。そのため上記変化を十分に抑制することができていなかった。
【０００６】
一方、体重計などの計測装置において、計測結果（荷重）の分解能を高めたいというニーズがある。そのため、上述した増幅器において温度変化による出力電圧の変化をより低減することが必要とされている。
【特許文献１】特開２００２−４８５９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、簡易な方法で温度の変化による増幅器の出力電圧の変化をより低減することのできる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用する。
【０００９】
本発明の増幅器は、荷重を検知する複数の荷重センサを有するブリッジ回路の出力電圧を増幅する増幅器であって、第１オペアンプと第２オペアンプとを有し、前記第１オペアンプの非反転入力端子は、前記ブリッジ回路の一方の出力端子に接続されており、前記第１オペアンプの反転入力端子は、第１抵抗を介して前記第２オペアンプの出力端子に接続されており、前記第２オペアンプの非反転入力端子は、前記ブリッジ回路の他方の出力端子に接続されており、前記第２オペアンプの反転入力端子は、第２抵抗を介して所定の電源に接続されており、前記第１オペアンプの帰還抵抗、又は、前記第１抵抗に、感温抵抗素子が直列に接続されていることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、増幅器の増幅率を、第１オペアンプの帰還抵抗、第１抵抗、及び、感温抵抗素子の抵抗の値で表すことができる。そして、それらの抵抗を組み合わせることによって、感温抵抗素子のみで制御するよりも、増幅器の出力電圧の温度変化を低減することができる。即ち、増幅器として２つのオペアンプで構成された非反転型差動増幅回路を用いるという簡易な方法で、温度の変化による増幅器の出力電圧の変化をより低減することができる。
【００１１】
前記増幅器の増幅率の温度変化が前記ブリッジ回路の出力電圧の温度変化を打ち消すように、前記第１オペアンプの帰還抵抗、前記第１抵抗、及び、前記感温抵抗素子の抵抗の値が定められていることが好ましい。それにより、そのような感温抵抗素子のみを選択する場合よりも、増幅器の出力電圧の温度変化を低減することができる。
【００１２】
前記感温抵抗素子が前記第１オペアンプの帰還抵抗に直列に接続されており、２つの異なる温度Ｔ１、Ｔ２において、前記ブリッジ回路の出力電圧の温度変化を打ち消すために必要な前記増幅器の増幅率が、それぞれ、Ａ（Ｔ１）、Ａ（Ｔ２）であり、前記感温抵抗素子の抵抗の値が、それぞれ、Ｒｔｈ（Ｔ１）、Ｒｔｈ（Ｔ２）であった場合に、前記第１オペアンプの帰還抵抗の値Ｒｆ１及び前記第１抵抗の値Ｒ１は、
Ａ（Ｔ１）＝（Ｒｆ１＋Ｒｔｈ（Ｔ１））／Ｒ１
Ａ（Ｔ２）＝（Ｒｆ１＋Ｒｔｈ（Ｔ２））／Ｒ１
を満たすことが好ましい。
若しくは、前記感温抵抗素子が前記第１抵抗に直列に接続されている場合に、前記第１オペアンプの帰還抵抗の値Ｒｆ１及び前記第１抵抗の値Ｒ１は、
Ａ（Ｔ１）＝Ｒｆ１／（Ｒ１＋Ｒｔｈ（Ｔ１））
Ａ（Ｔ２）＝Ｒｆ１／（Ｒ１＋Ｒｔｈ（Ｔ２））
を満たすことが好ましい。
それにより、所望の増幅率を得るためのＲｆ及びＲ１の値を、感温抵抗素子の種類（特性）に応じて一意に決めることができる。そのため、感温抵抗素子や、第１オペアンプの帰還抵抗、及び、第１抵抗を容易に選択することができる。そして、そのように各抵抗の値を決定することにより、温度Ｔ１とＴ２の間において、増幅器の出力電圧を補償することができる（出力電圧の温度変化を略打ち消すことができる）。
【００１３】
前記温度Ｔ１、Ｔ２は、それぞれ、前記複数の荷重センサに要求される温度補償範囲の上限及び下限であることが好ましい。それにより、要求される温度補償範囲内において、増幅器の出力電圧を補償することができる。
【００１４】
感温抵抗素子が第１オペアンプの帰還抵抗に直列に接続されており、前記第１オペアンプの帰還抵抗の値をＲｆ１、前記感温抵抗素子の抵抗の値をＲｔｈ、前記第１抵抗の値をＲ１、前記第２オペアンプの帰還抵抗の値をＲｆ２、前記第２抵抗の値をＲ２、としたとき、
Ｒ１≒Ｒｆ２、
Ｒ２≒Ｒｆ１＋Ｒｔｈ、
であることが好ましい。
若しくは、感温抵抗素子が第１抵抗に直列に接続されている場合に、
Ｒ１＋Ｒｔｈ≒Ｒｆ２、
Ｒ２≒Ｒｆ１、
であることが好ましい。
このような構成にすることにより、抵抗値Ｒｆ１、Ｒｔｈ、Ｒ１、Ｒｆ２、Ｒ２のミスマッチにより生じる計測誤差（増幅器の出力電圧の誤差）を低減することができる。
【００１５】
また、本発明の荷重信号増幅装置は、荷重を検知する複数の荷重センサを有するブリッジ回路と、上記増幅器と、を有することを特徴とする。この構成によれば、（上述したのと同様の理由により）簡易な方法で温度の変化による増幅器の出力電圧の変化をより低減することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、簡易な方法で温度の変化による増幅器の出力電圧の変化をより低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
＜第１の実施形態＞
以下に、図面を参照して、本実施形態に係る荷重信号増幅装置について詳しく説明する。
【００１８】
図３は、本実施形態に係る荷重信号増幅装置３００の一例を示す回路図である。図３に示すように本実施形態に係る荷重信号増幅装置３００は、ブリッジ回路部３０１（ホイートストンブリッジ回路）と、増幅器３０２とを有する。
【００１９】
ブリッジ回路部３０１は、荷重を検知する複数の荷重センサ３１１ａ〜３１１ｄを有するブリッジ回路である。荷重センサ３１１ａ〜３１１ｄとしては、例えば、歪ゲージなどを適用すればよい。なお、本実施形態では、ブリッジ回路部３０１の入力電圧をＶＡと記載する。また、本実施形態では荷重センサを４つ用いる場合について説明するが、荷重センサはいくつ設けてもよいし、それぞれの抵抗値は異なっていてもよい。
【００２０】
増幅器３０２は、ブリッジ回路部３０１の出力電圧を増幅する増幅器である。増幅器３０２の出力電圧は、例えば、不図示のコンピュータなどに送信され、荷重センサに作用した荷重の値として変換・出力される。増幅器３０２は、第１オペアンプ３１２と第２オペアンプ３１３とを有する。
【００２１】
第１オペアンプ３１２の帰還抵抗には、感温抵抗素子３１４が直列に接続されている。感温抵抗素子３１４としては、サーミスタやリニア抵抗などの従来技術を適用すればよい
。
【００２２】
第１オペアンプ３１２の非反転入力端子は、ブリッジ回路部３０１の一方の出力端子に接続されている。本実施形態では、第１オペアンプ３１２の非反転入力端子がブリッジ回路部３０１の高電位側の出力端子に接続されている場合について説明する。第１オペアンプ３１２の反転入力端子は、第１抵抗を介して第２オペアンプの出力端子に接続されている。
【００２３】
第２オペアンプ３１３の非反転入力端子は、ブリッジ回路部３０１の他方の出力端子に接続されている。本実施形態では、第２オペアンプ３１３の非反転入力端子がブリッジ回路部３０１の低電位側の出力端子に接続されている場合について説明する。第２オペアンプ３１３の反転入力端子は、第２抵抗を介して所定の電源に接続されている。本実施形態では、所定の電源により、第２オペアンプ３１３の反転入力端子にＶｒｅｆの電圧が印加されるものとする。
【００２４】
即ち、本実施形態に係る増幅器３０２の回路構成は、２つのオペアンプにより構成された非反転型差動増幅回路である。
【００２５】
ここで、第１オペアンプ３１２の帰還抵抗の値をＲｆ１、感温抵抗素子３１４の抵抗の値をＲｔｈ、第１抵抗の値をＲ１、第２オペアンプ３１３の帰還抵抗の値をＲｆ２、第２抵抗の値をＲ２とする。すると、増幅器３０２の増幅率Ａは、
Ａ＝（Ｒｆ１＋Ｒｔｈ）／Ｒ１          （式３）
となる。以下、当該増幅率Ａの導出方法について、詳しく説明する。
【００２６】
ブリッジ回路部３０１の出力電圧の内、高電位側の出力電圧をＶ１、低電位側の出力電圧をＶ２とし、第２オペアンプ３１３の出力電圧をＶ３、第１オペアンプ３１２の出力電圧（荷重センサに作用した荷重を表す電圧）をＶｏとすると、抵抗Ｒ２，Ｒｆ２に流れる電流ｉ１、及び、抵抗Ｒ１，Ｒｆ１＋Ｒｔｈに流れる電流ｉ２は、それぞれ、
【数１】
2010011294.tif 000003
【数２】
2010011294.tif 000004
となる。
【００２７】
式４より、電圧Ｖ３は、
【数３】
2010011294.tif 000005
となり、式５より、電圧Ｖｏは、
【数４】
2010011294.tif 000006
となる。
【００２８】
式６，７より、電圧Ｖｏは、
【数５】
2010011294.tif 000007
となる。
【００２９】
従って、増幅器３０２の増幅率Ａは式３のように表される（式８の右辺第１項目）。
【００３０】
また、式８の右辺第３項目は、抵抗値Ｒｆ１、Ｒｔｈ、Ｒ１、Ｒｆ２、Ｒ２のミスマッチにより生じる計測誤差を表す。このような計測誤差は極力除外することが好ましく、
Ｒ１≒Ｒｆ２、
Ｒ２≒Ｒｆ１＋Ｒｔｈ、
とすることにより当該項の値は略０となる。
【００３１】
式３に示すように、本実施形態に係る荷重信号増幅装置３００では、上記構成により、増幅器３０２の増幅率Ａを第１オペアンプの帰還抵抗、第１抵抗、及び、感温抵抗素子の抵抗の値で表すことができる。即ち、増幅器の増幅率を、荷重センサの抵抗無しで表すことができる。そのため、本実施形態では、増幅器３０２の増幅率Ａの温度変化がブリッジ回路部３０１の出力電圧の温度変化を打ち消すように、第１オペアンプの帰還抵抗、第１抵抗、及び、感温抵抗素子の抵抗の値を定めればよい。それにより、増幅器の出力電圧の温度変化を低減することができる。また、本実施形態では、第１オペアンプの帰還抵抗、第１抵抗、及び、感温抵抗素子の抵抗を組み合わせることにより、感温抵抗素子のみで増
幅器の出力電圧の値を制御するよりも、増幅器の出力電圧の温度変化を低減することができる。
【００３２】
具体的には、２つの異なる温度Ｔ１、Ｔ２において、ブリッジ回路部３０１の出力電圧の温度変化を打ち消すために必要な増幅器３０２の増幅率が、それぞれ、Ａ（Ｔ１）、Ａ（Ｔ２）であり、感温抵抗素子の抵抗の値が、それぞれ、Ｒｔｈ（Ｔ１）、Ｒｔｈ（Ｔ２）であった場合に、
Ａ（Ｔ１）＝（Ｒｆ１＋Ｒｔｈ（Ｔ１））／Ｒ１
Ａ（Ｔ２）＝（Ｒｆ１＋Ｒｔｈ（Ｔ２））／Ｒ１
という連立方程式を解くことにより、第１オペアンプの帰還抵抗の値Ｒｆ１及び第１抵抗の値Ｒ１を求めればよい。それにより、所望の増幅率を得るためのＲｆ及びＲ１の値を、感温抵抗素子の種類（特性）に応じて一意に決めることができる。そのため、感温抵抗素子や、第１オペアンプの帰還抵抗、及び、第１抵抗を容易に選択することができる。そして、そのように各抵抗の値を決定することにより、温度Ｔ１とＴ２の間において、増幅器の出力電圧を補償することができる（出力電圧の温度変化を略打ち消すことができる）。そのため、温度Ｔ１、Ｔ２は、それぞれ、複数の荷重センサに要求される温度補償範囲の上限及び下限であることが好ましい。
【００３３】
＜従来技術との比較＞
以下、図２に示す電気回路を有する従来の荷重信号増幅装置と、上述した第１の実施形態に係る荷重信号増幅装置との比較について、具体的な値を用いて説明する。但し、以下で述べる値はあくまで一例であり、目的に応じて適宜変更可能である。
【００３４】
（従来の荷重信号増幅装置の場合）
図２の回路において、常温での荷重センサの抵抗Ｒｒｄ＝２ｋΩとし、増幅率Ａ＝１００に設定する場合、式２より、Ｒｆ＋Ｒｔｈ＝１００ｋΩとなる。即ち、感温抵抗素子は常温でＲｆ＋Ｒｔｈ＝１００ｋΩを満たすものを選択すればよい。ところが、荷重センサの抵抗値は温度に依存するため、そのような温度特性による影響（増幅率Ａの変動）を低減するような温度特性を有する感温抵抗素子を選択する必要がある。
【００３５】
ここで、荷重センサの抵抗Ｒｒｄが常温±１０℃で±１ｋΩ変化するとすると、感温抵抗素子は常温でＲｆ＋Ｒｔｈ＝１００ｋΩを満たし、且つ、常温±１０℃で±１ｋΩ変化するような素子を選択しなければならない。
【００３６】
しかしながら、実際には、上記計算により導出した条件を満たすような素子がない場合がほとんどであり、比較的近い温度特性を有する素子（例えば、常温±１０℃で１０±２ｋΩの感温抵抗素子）が選択されていた。そのためブリッジ回路部の出力電圧の温度変化を十分に低減することができていなかった。
【００３７】
（第１の実施形態に係る荷重信号増幅装置の場合）
一方、第１の実施形態に係る荷重信号増幅装置において、ブリッジ回路部の出力電圧Ｖｒｄ（＝Ｖ１−Ｖ２）＝０．００１Ｖ、第２オペアンプの反転入力端子に印加する電圧Ｖｒｅｆ＝２Ｖとし、増幅器の増幅率Ａ＝１００に設定する場合、第１オペアンプの出力電圧Ｖｏ＝２．１Ｖとなる（Ｒ１≒Ｒｆ２、Ｒ２≒Ｒｆ１＋Ｒｔｈとする）。
【００３８】
ここで、出力電圧Ｖｒｄが常温±１０℃で±１％変化するとすると、安定した出力電圧Ｖｏを得るために、増幅率Ａは常温±１０℃で±１％変化する（Ｖｒｄが＋１％のとき増幅率は−１％となり、Ｖｒｄが−１％のとき増幅率は＋１％となる）必要がある。
【００３９】
ここで、上述した従来例と同様に、常温±１０℃で１０±２ｋΩの感温抵抗素子を用いるとすると、式３より、
１０１＝（Ｒｆ１＋１２）／Ｒ１          （式９）
９９＝（Ｒｆ１＋８）／Ｒ１          （式１０）
という２つの方程式を得ることができる。
【００４０】
式９，１０より、Ｒ１＝２ｋΩ、Ｒｆ１＝１９０ｋΩとなる。このように感温抵抗素子の特性から増幅器の出力電圧の温度変化をより低減するための条件（Ｒ１，Ｒｆ１等の抵抗値）が一意に決まるため、温度変化による増幅器の出力電圧の変化をより低減することができる。
【００４１】
＜第２の実施形態＞
以下に、図面を参照して、第２の実施形態に係る荷重信号増幅装置について詳しく説明する。第２の実施形態に係る荷重信号増幅装置では、図４に示すように、感温抵抗素子が第１抵抗に直列に接続されている。それ以外の構成は第１の実施形態と同様である。以下では、第１の実施形態と異なる部分についてのみ説明する。なお、第１の実施形態と区別するために、荷重信号増幅装置の符号を４００、増幅器の符号を４０２、感温抵抗素子の符号を４１４とする。
【００４２】
図４に示す構成において、第１オペアンプの出力電圧Ｖｏは、
【数６】
2010011294.tif 000008
となる（各符号の定義は第１の実施形態と同様とする）。
【００４３】
それにより。増幅器４０２の増幅率Ａは、
Ａ＝Ｒｆ１／（Ｒ１＋Ｒｔｈ）          （式１２）
となる（式１１の右辺第１項目）。また、
Ｒ１＋Ｒｔｈ≒Ｒｆ２、
Ｒ２≒Ｒｆ１、
とすることにより、抵抗値Ｒｆ１、Ｒｔｈ、Ｒ１、Ｒｆ２、Ｒ２のミスマッチにより生じる計測誤差（式１１の右辺第３項目）の影響を低減することができる。
【００４４】
式１２に示すように、本実施形態に係る荷重信号増幅装置４００では、第１の実施形態と同様に、増幅器４０２の増幅率Ａを第１オペアンプの帰還抵抗、第１抵抗、及び、感温抵抗素子の抵抗の値で表すことができる。即ち、増幅器の増幅率を、荷重センサの抵抗無しで表すことができる。そのため、本実施形態では、増幅器４０２の増幅率Ａの温度変化がブリッジ回路部３０１の出力電圧の温度変化を打ち消すように、第１オペアンプの帰還抵抗、第１抵抗、及び、感温抵抗素子の抵抗の値を定めればよい。それにより、増幅器の出力電圧の温度変化を低減することができる。また、本実施形態では、第１オペアンプの帰還抵抗、第１抵抗、及び、感温抵抗素子の抵抗を組み合わせることにより、感温抵抗素子のみで増幅器の出力電圧の値を制御するよりも、増幅器の出力電圧の温度変化を低減することができる。
【００４５】
具体的には、２つの異なる温度Ｔ１、Ｔ２において、ブリッジ回路部３０１の出力電圧の温度変化を打ち消すために必要な増幅器４０２の増幅率が、それぞれ、Ａ（Ｔ１）、Ａ（Ｔ２）であり、感温抵抗素子の抵抗の値が、それぞれ、Ｒｔｈ（Ｔ１）、Ｒｔｈ（Ｔ２）であった場合に、
Ａ（Ｔ１）＝Ｒｆ１／（Ｒ１＋Ｒｔｈ（Ｔ１））
Ａ（Ｔ２）＝Ｒｆ１／（Ｒ１＋Ｒｔｈ（Ｔ２））
という連立方程式を解くことにより、第１オペアンプの帰還抵抗の値Ｒｆ１及び第１抵抗の値Ｒ１を求めればよい。それにより、所望の増幅率を得るためのＲｆ及びＲ１の値を、感温抵抗素子の種類（特性）に応じて一意に決めることができる。そのため、感温抵抗素子や、第１オペアンプの帰還抵抗、及び、第１抵抗を容易に選択することができる。そして、そのように各抵抗の値を決定することにより、温度Ｔ１とＴ２の間において、増幅器の出力電圧を補償することができる（出力電圧の温度変化を略打ち消すことができる）。そのため、温度Ｔ１、Ｔ２は、それぞれ、複数の荷重センサに要求される温度補償範囲の上限及び下限であることが好ましい。
【００４６】
以上述べたように、上記第１、第２の実施形態に係る荷重信号増幅装置は、増幅器として２つのオペアンプにより構成された非反転型差動増幅回路を用いるという簡易な方法で、温度の変化による増幅器の出力電圧の変化をより低減することができる。
【００４７】
なお、本実施形態では、第１オペアンプの非反転入力端子がブリッジ回路部の高電位側の出力端子に接続され、第２オペアンプの非反転入力端子がブリッジ回路部の低電位側の出力端子に接続されている場合について説明したが、第１オペアンプの非反転入力端子をブリッジ回路部の高電位側の出力端子に接続し、第２オペアンプの非反転入力端子をブリッジ回路部の低電位側の出力端子に接続してもよい。そのような回路構成にしても同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】図１は、従来の荷重信号増幅装置の回路図である。
【図２】図２は、従来の荷重信号増幅装置の回路図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係る荷重信号増幅装置の一例を示す回路図である。
【図４】図４は、第２の実施形態に係る荷重信号増幅装置の一例を示す回路図である。
【符号の説明】
【００４９】
３００，４００  荷重信号増幅装置
３０１  ブリッジ回路部
３０２，４０２  増幅器
３１１ａ〜３１１ｄ  荷重センサ
３１２  第１オペアンプ
３１３  第２オペアンプ
３１４，４１４  感温抵抗素子
【図１】
2010011294.tif 000009
【図２】
2010011294.tif 000010
【図３】
2010011294.tif 000011
【図４】
2010011294.tif 000012