(57)【要約】【課題】所定温度以上と未満において曲率の異なる温度特性を有する物理センサの測定信号に対して適切な温度補償を行うことができる物理量測定装置を実現すること。【解決手段】所定温度以上と未満において温度特性が非対称で曲率が異なる物理量センサを用いた物理量測定装置において、  前記所定温度以上と未満においてそれぞれ異なる温度補償係数を用いてゼロ点温度補償を行うゼロ点温度補償手段とスパン温度補償を行うスパン温度補償手段を有することを特徴とするもの。【選択図】  図１
2014132239.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定温度以上と未満において温度特性が非対称で曲率が異なる物理量センサを用いた物理量測定装置において、
前記所定温度以上と未満においてそれぞれ異なる温度補償係数を用いてゼロ点温度補償を行うゼロ点温度補償手段を有することを特徴とする物理量測定装置。
【請求項２】
前記所定温度以上と未満においてそれぞれ異なる温度補償係数を用いてスパン温度補償を行うスパン温度補償手段を有することを特徴とする請求項１記載の物理量測定装置。
【請求項３】
前記スパン温度補償係数として、スパン点の温度特性(絶対値)の傾きが最大になり、ゼロ点での温度特性(絶対値)の傾きが最小になるものを用いることを特徴とする請求項２記載の物理量測定装置。
【請求項４】
前記ゼロ点温度補償とスパン温度補償の少なくともいずれかは一次以上であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の物理量測定装置。
【請求項５】
前記物理量センサは圧力センサであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の物理量測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量測定装置に関し、詳しくは、温度補償に関する。
【背景技術】
【０００２】
物理量を測定する物理センサの一種である半導体圧力センサには、所定温度以上と未満において温度特性が対称ではなく曲率の異なるものがある。
【０００３】
特許文献１には、圧力センサのオフセットおよびスパンの温度特性に対して２次温度変動成分までも補償し、高精度な検出出力を得ることができる構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−９１３８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、このように所定温度以上と未満において曲率の異なる温度特性を有する物理センサの測定信号を、所定温度以上と未満において曲率が一定の温度補償特性を有する補償回路を用いて補償した場合には、両者の曲率差が大きい部分に関しては十分な温度補償が行えないことから、誤差の大きな検出信号を出力することになってしまう。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するものであり、その目的は、所定温度以上と未満において曲率の異なる温度特性を有する物理センサの測定信号に対して適切な温度補償を行うことができる物理量測定装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
所定温度以上と未満において温度特性が非対称で曲率が異なる物理量センサを用いた物理量測定装置において、
前記所定温度以上と未満においてそれぞれ異なる温度補償係数を用いてゼロ点温度補償を行うゼロ点温度補償手段を有することを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１記載の物理量測定装置において、
前記所定温度以上と未満においてそれぞれ異なる温度補償係数を用いてスパン温度補償を行うスパン温度補償手段を有することを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項２記載の物理量測定装置において、
前記スパン温度補償係数として、スパン点の温度特性(絶対値)の傾きが最大になり、ゼロ点での温度特性(絶対値)の傾きが最小になるものを用いることを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の物理量測定装置において、
前記ゼロ点温度補償とスパン温度補償の少なくともいずれかは一次以上であることを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の物理量測定装置において、
前記物理量センサは圧力センサであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
これらにより、所定温度以上と未満において曲率の異なる温度特性を有する物理センサの測定信号に対して適切な温度補償を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図２】図１の構成における温度補償設定動作の流れを説明するフローチャートである。
【図３】図１の構成における温度補償前のゼロ点での物理センサ温度特性例図である。
【図４】図１の構成における温度補償前のスパンでの物理センサ温度特性例図である。
【図５】図１の構成における温度補償後のゼロ点での物理センサ温度特性例図である。
【図６】図１の構成における温度補償後のスパンでの物理センサ温度特性例図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を示すブロック図である。図１において、物理センサ１は、圧力、流量、加速度、振動などの物理量を検出するものであり、本実施例ではたとえば圧力センサを用いる。
【００１５】
物理センサ１の検出信号はオフセット電圧調整部２に入力され、検出信号に含まれているオフセット電圧成分が所定値（たとえば０）に調整される。
【００１６】
オフセット電圧調整部２で所定のオフセット電圧値に調整された物理センサ１の検出信号はゼロ点温度補償演算部３に入力され、ゼロ点温度補償係数格納部４から読み出されるゼロ点温度補償係数と温度センサ５の測定温度に基づいてゼロ点温度補償演算処理が行われる。
【００１７】
ゼロ点温度補償演算部３にはゼロ点温度補償係数格納部４および温度センサ５が接続されていて、ゼロ点温度補償係数格納部４には物理センサ１の近傍に設けられている温度センサ５の検出が入力されている。ゼロ点温度補償演算部３には、ゼロ点温度補償係数格納部４から温度センサ５の測定温度に基づいて出力される所定のゼロ点温度補償係数が入力される。
【００１８】
ゼロ点温度補償係数格納部４には、所定温度未満のゼロ点温度補償係数を格納する低温側補償係数格納部４１と、所定温度以上のゼロ点温度補償係数を格納する高温側補償係数格納部４２が設けられている。
【００１９】
ゼロ点温度補償演算部３によりゼロ点温度補償演算処理された物理センサ１の検出信号はスパン温度補償演算部６に入力され、スパン温度補償係数格納部７から読み出されるスパン温度補償係数と温度センサ５の測定温度に基づいてスパン温度補償演算処理が行われる。その際にスパン温度補償係数は入力される設定値に基づく温度補償係数演算処理を行い、その値を使用して温度補償演算を行う。
【００２０】
スパン温度補償演算部６には、温度補償演算部６１と温度補償係数演算部６２が設けられている。温度補償演算部６１には温度補償係数演算部６２および温度センサ５が接続されている。スパン温度補償係数格納部７には物理センサ１の近傍に設けられている温度センサ５の検出が入力されている。温度補償係数演算部６２には、スパン温度補償係数格納部７から温度センサ５の測定温度に基づいて出力される所定のスパン温度補償係数が入力される。
【００２１】
スパン温度補償係数格納部７には、所定温度未満のスパン温度補償係数を格納する低温側補償係数格納部７１と、所定温度以上のスパン温度補償係数を格納する高温側補償係数格納部７２が設けられている。
【００２２】
ここで、これらスパン温度補償係数としては、スパン点の温度特性(絶対値)の傾きが最大になり、ゼロ点での温度特性(絶対値)の傾きが最小になるように機器への設定値に応じて異なる係数を温度補償係数演算部６２で求め、所定温度以上と未満のそれぞれにおいて温度センサ５の測定値に応じて温度補償演算部６１でスパン温度補償を行う。
【００２３】
温度補償係数演算部６２には、温度補償演算部６１の出力信号の振幅を所望の範囲に調整するための設定値が入力される。
【００２４】
図２は図１のブロック構成における温度補償のための設定動作の具体例を示すフローチャートである。図２において、スパン温度特性はセンサ間のばらつきが少ないため、予め測定し、測定した所定温度に対して低温側と高温側のスパン温度補償係数を求める（ステップＳ１）。
【００２５】
これにより、アナログ回路の場合は、固定値として所定温度に対して低温側と高温側のスパン温度補償のための抵抗を選択できる。そして、デジタル回路の場合は、求めた所定温度に対して低温側と高温側のスパン温度補償係数をスパン温度補償係数格納部７に書き込み格納する（ステップＳ２）。
【００２６】
次に、所定温度とそれに対して低温側と高温側の少なくとも計３点よりなるゼロ温度特性を測定する（ステップＳ３）。
【００２７】
これにより、アナログ回路の場合は、所定温度に対して低温側と高温側のゼロ温度補償のための抵抗を選択できる。そして、デジタル回路の場合は、所定温度に対して低温側と高温側のゼロ点温度補償係数を求め（ステップＳ４）、求めたゼロ点温度補償係数をゼロ点温度補償係数格納部４に書き込み格納する（ステップＳ５）。
【００２８】
その後、ゼロ点温度特性が仕様を満たしているか否かの確認を行い（ステップＳ６）、仕様を満たしている場合は設定が完了し、満たしていない場合はステップＳ３に戻ってゼロ点温度補償のための設定を再度行う。
【００２９】
図３は物理センサ１のゼロ点における従来の温度特性例図であり、図４は物理センサ１のあるスパン点における従来の温度特性例図である。図３および図４のいずれも、所定温度以上と未満において温度特性が対称ではなく曲率が異なっている。
【００３０】
これらに対し、図５は物理センサ１のゼロ点における本発明に基づく温度補償後の温度特性例図であり、図６は物理センサ１のあるスパン点における本発明に基づく温度補償後の温度特性例図である。図５および図６の特性例図から明らかなように、本発明に基づく温度補償を行うことにより、ゼロ点、スパン点ともに温度特性はほぼ平坦になり、大幅に改善されていることがわかる。
【００３１】
このように、物理センサ１の検出信号に対して、オフセット電圧調整後に所定温度以上と未満のそれぞれにおいて異なる温度補償係数を用いて温度センサ５の測定値に応じたゼロ点温度補償を行い、さらに、スパン点の温度特性(絶対値)の傾きが最大でゼロ点の温度特性(絶対値)の傾きが最小になるように設定値に応じて異なる係数を演算し、所定温度以上と未満のそれぞれにおいて温度センサの測定値に応じてスパン温度補償を行うことにより、良好な温度特性が得られる。
【００３２】
なお、上記実施例では、物理センサ１が圧力センサの例について説明したが、これに限るものではなく、流量、加速度、振動などの物理量を検出するものであってもよい。
【００３３】
以上説明したように、本発明によれば、所定温度以上と未満において曲率の異なる温度特性を有する物理センサの測定信号に対して適切な温度補償を行うことができ、各種の物理量測定装置として好適である。
【符号の説明】
【００３４】
１  物理センサ
２  オフセット電圧調整部
３  ゼロ点温度補償演算部
４  ゼロ点温度補償係数格納部
４１  低温側補償係数格納部
４２  高温側補償係数格納部
５  温度センサ
６  スパン温度補償演算部
６１  温度補償演算部
６２  温度補償係数演算部
７  スパン温度補償係数格納部
７１  低温側補償係数格納部
７２  高温側補償係数格納部
【図１】
2014132239.tif 000003
【図２】
2014132239.tif 000004
【図３】
2014132239.tif 000005
【図４】
2014132239.tif 000006
【図５】
2014132239.tif 000007
【図６】
2014132239.tif 000008