(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象の物理量の変化に応じてインピーダンスが変化するセンサ素子を含んで構成されたブリッジ回路であって、前記センサ素子のインピーダンスの変化に応じて第１のブリッジ中点の電圧と第２のブリッジ中点の電圧とが所定の中間電圧に対して変化量が等しく極性が反対の変化を生じるブリッジ回路と、
演算増幅器と、
前記演算増幅器の出力端子と反転入力端子との間に設けられた帰還抵抗と、
第１の接続状態において、前記第１のブリッジ中点と前記演算増幅器の非反転入力端子とを接続するとともに前記第２のブリッジ中点と前記演算増幅器の前記反転入力端子とを接続し、第２の接続状態において、前記第１のブリッジ中点と前記演算増幅器の前記反転入力端子とを接続するとともに前記第２のブリッジ中点と前記演算増幅器の前記非反転入力端子とを接続するスイッチ回路と、
前記第１の接続状態における前記演算増幅器の出力信号と前記第２の接続状態における前記演算増幅器の出力信号との和に基づいて、前記ブリッジ回路の出力から取得される前記物理量の検出結果の異常を判定する判定部と
を有することを特徴とするセンサの異常検出装置。
【請求項２】
検出対象の物理量の変化に応じてインピーダンスが変化するセンサ素子を含んで構成されたブリッジ回路であって、前記センサ素子のインピーダンスの変化に応じて第１のブリッジ中点の電圧と第２のブリッジ中点の電圧とが所定の中間電圧に対して変化量が等しく極性が反対の変化を生じるブリッジ回路と、
前記第１のブリッジ中点に非反転入力端子が接続されるとともに前記第２のブリッジ中点に反転入力端子が接続された第１演算増幅器と、
前記第１演算増幅器の出力端子と前記反転入力端子との間に設けられた第１帰還抵抗と、
前記第２のブリッジ中点に非反転入力端子が接続されるとともに前記第１のブリッジ中点に反転入力端子が接続された第２演算増幅器と、
前記第２演算増幅器の出力端子と前記反転入力端子との間に設けられた第２帰還抵抗と、
前記第１演算増幅器の出力信号と前記第２演算増幅器の出力信号との和に基づいて、前記ブリッジ回路の出力から取得される前記物理量の検出結果の異常を判定する判定部と
を有することを特徴とするセンサの異常検出装置。
【請求項３】
検出対象の物理量の変化に応じてインピーダンスが変化するセンサ素子を含んで構成されたブリッジ回路であって、前記センサ素子のインピーダンスの変化に応じて第１のブリッジ中点の電圧と第２のブリッジ中点の電圧とが所定の中間電圧に対して変化量が等しく極性が反対の変化を生じるブリッジ回路と、
演算増幅器と、
前記演算増幅器の出力端子と反転入力端子との間に設けられた帰還抵抗と、
第１の接続状態において、前記第１のブリッジ中点と前記演算増幅器の前記反転入力端子とを接続するとともに前記第２のブリッジ中点と前記演算増幅器の非反転入力端子とを接続し、第２の接続状態において、前記第１のブリッジ中点と前記演算増幅器の前記非反転入力端子とを接続するとともに前記第２のブリッジ中点と前記演算増幅器の前記反転入力端子とを接続するスイッチ回路と、
前記第１の接続状態における前記演算増幅器の出力信号と前記第２の接続状態における前記演算増幅器の出力信号との差に基づいて、前記物理量の検出結果を示す検出信号を取得する検出信号取得部と、
前記第１の接続状態における前記演算増幅器の出力信号と前記第２の接続状態における前記演算増幅器の出力信号との和に基づいて、前記検出信号の異常を判定する判定部と
を有することを特徴とするセンサ装置。
【請求項４】
検出対象の物理量の変化に応じてインピーダンスが変化するセンサ素子を含んで構成されたブリッジ回路であって、前記センサ素子のインピーダンスの変化に応じて第１のブリッジ中点の電圧と第２のブリッジ中点の電圧とが所定の中間電圧に対して変化量が等しく極性が反対の変化を生じるブリッジ回路と、
前記第１のブリッジ中点に非反転入力端子が接続されるとともに前記第２のブリッジ中点に反転入力端子が接続された第１演算増幅器と、
前記第１演算増幅器の出力端子と前記反転入力端子との間に設けられた第１帰還抵抗と、
前記第２のブリッジ中点に非反転入力端子が接続されるとともに前記第１のブリッジ中点に反転入力端子が接続された第２演算増幅器と、
前記第２演算増幅器の出力端子と前記反転入力端子との間に設けられた第２帰還抵抗と、
前記第１演算増幅器の出力信号と前記第２演算増幅器の出力信号との差に基づいて、前記物理量の検出結果を示す検出信号を取得する検出信号取得部と、
前記第１演算増幅器の出力信号と前記第２演算増幅器の出力信号との和に基づいて、前記検出信号の異常を判定する判定部と
を有することを特徴とするセンサ装置。
【請求項５】
前記ブリッジ回路は、
所定の電圧を供給する電圧供給ラインと前記第１のブリッジ中点との間に設けられた第１センサ素子と、
前記第１のブリッジ中点と基準電位との間に設けられた第２センサ素子と、
前記電圧供給ラインと前記第２のブリッジ中点との間に設けられた第３センサ素子と、
前記第２のブリッジ中点と前記基準電位との間に設けられた第４センサ素子とを含む
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のセンサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば磁気センサなどのセンサ素子を用いて構成されたブリッジ回路の出力から検出信号を取得するセンサにおいて、故障等により生じた検出信号の異常を検出する異常検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば磁気センサや温度センサ、湿度センサなど、検出対象の物理量に応じてインピーダンスが変化する様々なセンサ素子が存在し、センシングの分野で多く使用されている。このようなセンサ素子から感度よく検出信号を得るためには、センサ素子の微小なインピーダンスの変化を検出する必要があり、そのための回路方式として従来よりブリッジ回路が知られている。
【０００３】
例えば回転角検出装置に用いられる磁気センサのブリッジ回路の場合、一方のブリッジ中点と他方のブリッジ中点から、それぞれ回転角に応じたレベルを持つ正弦波信号が出力される。この２つの正弦波信号は互いに位相が逆であるため、両者の差を演算することにより、振幅が２倍の正弦波信号が得られる。
【０００４】
このような回転角検出装置のブリッジ回路では、例えば磁気センサの特性の経年変化や故障などにより、回転角に応じた正弦波信号の振動の中心レベル（オフセットレベル）に対してドリフトが発生する場合がある。ドリフトが発生すると、ブリッジ回路の２つのブリッジ中点から出力される２つの正弦波信号の差には、回転角に応じた正弦波信号の振動の他にドリフトの成分が含まれることとなり、正確な回転角の検出が行えなくなる。
【０００５】
下記の特許文献１に記載される故障検出回路では、ブリッジ回路の２つのブリッジ中点から出力される２つの正弦波信号が加算され、その加算信号が所定の正常範囲から外れる場合、ドリフトの発生を示す異常信号が生成される
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−４９０９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１に記載される故障検出回路では、ブリッジ回路の２つのブリッジ中点から２つの正弦波信号を取り出して加算するために、２つのブリッジ中点のそれぞれにバッファ部が設けられている。この故障検出回路には２つのブリッジ回路が存在するため、バッファ部は全部で４つになっている。従って、バッファ部を設けることによって回路規模が多くなっているという問題がある。
【０００８】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回路構成を簡易化できるセンサの異常検出装置及びセンサ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の観点に係るセンサの異常検出装置は、検出対象の物理量の変化に応じてインピーダンスが変化するセンサ素子を含んで構成されたブリッジ回路であって、前記センサ素子のインピーダンスの変化に応じて第１のブリッジ中点の電圧と第２のブリッジ中点の電圧とが所定の中間電圧に対して変化量が等しく極性が反対の変化を生じるブリッジ回路と、演算増幅器と、前記演算増幅器の出力端子と反転入力端子との間に設けられた帰還抵抗と、第１の接続状態において、前記第１のブリッジ中点と前記演算増幅器の非反転入力端子とを接続するとともに前記第２のブリッジ中点と前記演算増幅器の前記反転入力端子とを接続し、第２の接続状態において、前記第１のブリッジ中点と前記演算増幅器の前記反転入力端子とを接続するとともに前記第２のブリッジ中点と前記演算増幅器の前記非反転入力端子とを接続するスイッチ回路と、前記第１の接続状態における前記演算増幅器の出力信号と前記第２の接続状態における前記演算増幅器の出力信号との和に基づいて、前記ブリッジ回路の出力から取得される前記物理量の検出結果の異常を判定する判定部とを有する。
【００１０】
上記の構成によれば、ブリッジ回路の２つのブリッジ中点（第１のブリッジ中点，第２のブリッジ中点）と前記演算増幅器の入力端子（反転入力端子，非反転入力端子）とが前記スイッチ回路を介して接続されるため、当該２つのブリッジ中点から信号を取り出すためのバッファ回路を省略することが可能となる。
【００１１】
本発明の第２の観点に係るセンサの異常検出装置は、検出対象の物理量の変化に応じてインピーダンスが変化するセンサ素子を含んで構成されたブリッジ回路であって、前記センサ素子のインピーダンスの変化に応じて第１のブリッジ中点の電圧と第２のブリッジ中点の電圧とが所定の中間電圧に対して変化量が等しく極性が反対の変化を生じるブリッジ回路と、前記第１のブリッジ中点に非反転入力端子が接続されるとともに前記第２のブリッジ中点に反転入力端子が接続された第１演算増幅器と、前記第１演算増幅器の出力端子と前記反転入力端子との間に設けられた第１帰還抵抗と、前記第２のブリッジ中点に非反転入力端子が接続されるとともに前記第１のブリッジ中点に反転入力端子が接続された第２演算増幅器と、前記第２演算増幅器の出力端子と前記反転入力端子との間に設けられた第２帰還抵抗と、前記第１演算増幅器の出力信号と前記第２演算増幅器の出力信号との和に基づいて、前記ブリッジ回路の出力から取得される前記物理量の検出結果の異常を判定する判定部とを有する。
【００１２】
上記の構成によれば、ブリッジ回路の２つのブリッジ中点（第１のブリッジ中点，第２のブリッジ中点）と前記第１演算増幅器の入力端子（反転入力端子，非反転入力端子）とが接続されるとともに、当該２つのブリッジ中点と前記第２演算増幅器の入力端子（反転入力端子，非反転入力端子）とが接続されるため、当該２つのブリッジ中点から信号を取り出すためのバッファ回路を省略することが可能となる。
【００１３】
本発明の第３の観点に係るセンサ装置は、検出対象の物理量の変化に応じてインピーダンスが変化するセンサ素子を含んで構成されたブリッジ回路であって、前記センサ素子のインピーダンスの変化に応じて第１のブリッジ中点の電圧と第２のブリッジ中点の電圧とが所定の中間電圧に対して変化量が等しく極性が反対の変化を生じるブリッジ回路と、演算増幅器と、前記演算増幅器の出力端子と反転入力端子との間に設けられた帰還抵抗と、第１の接続状態において、前記第１のブリッジ中点と前記演算増幅器の前記反転入力端子とを接続するとともに前記第２のブリッジ中点と前記演算増幅器の非反転入力端子とを接続し、第２の接続状態において、前記第１のブリッジ中点と前記演算増幅器の前記非反転入力端子とを接続するとともに前記第２のブリッジ中点と前記演算増幅器の前記反転入力端子とを接続するスイッチ回路と、前記第１の接続状態における前記演算増幅器の出力信号と前記第２の接続状態における前記演算増幅器の出力信号との差に基づいて、前記物理量の検出結果を示す検出信号を取得する検出信号取得部と、前記第１の接続状態における前記演算増幅器の出力信号と前記第２の接続状態における前記演算増幅器の出力信号との和に基づいて、前記検出信号の異常を判定する判定部とを有する。
【００１４】
本発明の第４の観点に係るセンサ装置は、検出対象の物理量の変化に応じてインピーダンスが変化するセンサ素子を含んで構成されたブリッジ回路であって、前記センサ素子のインピーダンスの変化に応じて第１のブリッジ中点の電圧と第２のブリッジ中点の電圧とが所定の中間電圧に対して変化量が等しく極性が反対の変化を生じるブリッジ回路と、前記第１のブリッジ中点に非反転入力端子が接続されるとともに前記第２のブリッジ中点に反転入力端子が接続された第１演算増幅器と、前記第１演算増幅器の出力端子と前記反転入力端子との間に設けられた第１帰還抵抗と、前記第２のブリッジ中点に非反転入力端子が接続されるとともに前記第１のブリッジ中点に反転入力端子が接続された第２演算増幅器と、前記第２演算増幅器の出力端子と前記反転入力端子との間に設けられた第２帰還抵抗と、前記第１演算増幅器の出力信号と前記第２演算増幅器の出力信号との差に基づいて、前記物理量の検出結果を示す検出信号を取得する検出信号取得部と、前記第１演算増幅器の出力信号と前記第２演算増幅器の出力信号との和に基づいて、前記検出信号の異常を判定する判定部とを有する。
【００１５】
好適に、前記ブリッジ回路は、所定の電圧を供給する電圧供給ラインと前記第１のブリッジ中点との間に設けられた第１センサ素子と、前記第１のブリッジ中点と基準電位との間に設けられた第２センサ素子と、前記電圧供給ラインと前記第２のブリッジ中点との間に設けられた第３センサ素子と、前記第２のブリッジ中点と前記基準電位との間に設けられた第４センサ素子とを含んでよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ブリッジ回路のブリッジ中点毎にバッファ回路を設けなくてよいため、回路構成を簡易化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るセンサ装置の構成の一例を示す図である。
【図２】スイッチ回路が第１の接続状態にある場合を示す図である。
【図３】スイッチ回路が第２の接続状態にある場合を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る異常検出装置及びセンサ装置の構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係るセンサ装置の構成の一例を示す図である。
図１に示すセンサ装置は、ブリッジ回路１０と、スイッチ回路２０と、演算増幅器３０と、帰還抵抗Ｒｆと、抵抗Ｒｂと、ＡＤ変換部４０と、処理部５０を有する。このセンサ装置は、物理量の検出結果を示す検出信号を取得する動作の他に、ドリフトの発生等による検出信号の異常を検出する異常検出装置としても動作する。
【００１９】
ブリッジ回路１０は、検出対象の物理量（磁界など）の変化に応じてインピーダンスが変化するセンサ素子（Ｒ１〜Ｒ４）を含んで構成される。このブリッジ回路１０では、センサ素子（Ｒ１〜Ｒ４）のインピーダンスの変化に応じて、第１のブリッジ中点の電圧と第２のブリッジ中点の電圧とが所定の中間電圧Ｖｏｆｓに対して変化量が等しく極性が反対の変化を生じる。第１のブリッジ中点Ｎ１の電圧を「Ｖｓｐ」、第２のブリッジ中点Ｎ２の電圧を「Ｖｓｎ」とすると、電圧Ｖｓｐ，Ｖｓｎはそれぞれ次式で表わされる。
【００２０】
Ｖｓｐ  ＝  Ａ・ｓｉｎθ＋Ｖｏｆｓ      …（１）
Ｖｓｎ  ＝  −Ａ・ｓｉｎθ＋Ｖｏｆｓ    …（２）
【００２１】
この式（１），（２）において、「Ａ」は一定の係数を示し、「ｓｉｎθ」は−１から１までの値を持つ変数を示す。「ｓｉｎθ」の値は、センサ素子（Ｒ１〜Ｒ４）による物理量の検出結果に応じて変化する。例えば、回転体に配置された磁石の磁界をセンサ素子（Ｒ１〜Ｒ４）によって検出するようにした回転角センサの場合、回転の角度θに応じて電圧Ｖｓｐ，Ｖｓｎが式（１），（２）に示す変化を生じるように磁石とセンサ素子（Ｒ１〜Ｒ４）が配置される。
【００２２】
なお、式（１），（２）の関係は、第１のブリッジ中点Ｎ１，第２のブリッジ中点Ｎ２がそれぞれ演算増幅器３０に接続されていない場合に成立する。第１のブリッジ中点Ｎ１，第２のブリッジ中点Ｎ２が後述のスイッチ回路２０を介して演算増幅器３０に接続された場合、電圧Ｖｓｐ，Ｖｓｎはほぼ等しい電圧となる。
【００２３】
図１の例に示すブリッジ回路１０は、第１センサ素子Ｒ１と、第２センサ素子Ｒ２と、第３センサ素子Ｒ３と、第４センサ素子Ｒ４を有する。第１センサ素子Ｒ１は、電源電圧Ｖｃｃを供給する電圧供給ラインと第１のブリッジ中点Ｎ１との間に設けられる。第２センサ素子Ｒ２は、第１のブリッジ中点Ｎ１と基準電位ＧＮＤとの間に設けられる。第３センサ素子Ｒ３は、電源電圧Ｖｃｃの電圧供給ラインと第２のブリッジ中点Ｎ２との間に設けられる。第４センサ素子Ｒ４は、第２のブリッジ中点Ｎ２と基準電位ＧＮＤとの間に設けられる。
【００２４】
正常な状態において、これらのセンサ素子（Ｒ１〜Ｒ４）は、検出対象の物理量の変化に応じたインピーダンスの変化量がほぼ等しい。検出対象の物理量の変化に応じたインピーダンスの変化の極性は、第１センサ素子Ｒ１及び第２センサ素子Ｒ２が逆、第３センサ素子Ｒ３及び第４センサ素子Ｒ４が逆であり、第１センサ素子Ｒ１及び第４センサ素子Ｒ４が同一、第２センサ素子Ｒ２及び第３センサ素子Ｒ３が同一である。
【００２５】
第１センサ素子Ｒ１及び第２センサ素子Ｒ２のインピーダンスが等しくなる場合、第３センサ素子Ｒ３及び第４センサ素子Ｒ４のインピーダンスも等しくなる。この場合、式（１），（２）の関係から、電圧Ｖｓｐ，Ｖｓｎは共に中間電圧Ｖｏｆｓと等しくなる。従って、中間電圧Ｖｏｆｓは、電源電圧Ｖｃｃの半分の電圧（Ｖｃｃ／２）に等しくなる。
【００２６】
スイッチ回路２０は、ブリッジ回路１０の２つのブリッジ中点（Ｎ１，Ｎ２）と演算増幅器３０の２つの入力端子（反転入力端子，非反転入力端子）との接続を切り替える回路であり、第１の接続状態と第２の接続状態を有する。
第１の接続状態において、スイッチ回路２０は、第１のブリッジ中点Ｎ１と演算増幅器３０の非反転入力端子とを接続するとともに第２のブリッジ中点Ｎ２と演算増幅器３０の反転入力端子とを接続する（図２）。
第２の接続状態において、スイッチ回路２０は、第１のブリッジ中点Ｎ１と演算増幅器３０の反転入力端子とを接続するとともに第２のブリッジ中点Ｎ２と演算増幅器３０の非反転入力端子とを接続する（図３）。
【００２７】
帰還抵抗Ｒｆは、演算増幅器３０の出力端子と反転入力端子との間に設けられる。
【００２８】
抵抗Ｒｂは、スイッチ回路２０及び帰還抵抗Ｒｆの一端が接続されるノードと演算増幅器３０の反転入力端子との間を流れる電流の経路に設けられる。この抵抗Ｒｂは、演算増幅器３０の反転入力端子及び非反転入力端子に流れる微小な入力電流の影響によって発生する演算増幅器３０のオフセット電圧を低減するためのものである。抵抗Ｒｂの抵抗値は、演算増幅器３０の反転入力端子につながる回路のインピーダンスと、演算増幅器３０の非反転入力端子につながる回路のインピーダンスとが近似するように設定される。
【００２９】
ＡＤ変換部４０は、演算増幅器３０の出力信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換する。
【００３０】
処理部５０は、センサ装置の全体的な動作を統括的に制御する回路である。例えば、処理部５０は、不図示の上位装置から所定のコマンドが与えられた場合や、予め設定された周期的なタイミングにおいて、演算増幅器３０の第１の接続状態（図２）及び第２の接続状態（図３）の出力信号がそれぞれ得られるように、スイッチ回路２０の切り替え動作及びＡＤ変換部４０の変換動作を制御する。
【００３１】
例えば、処理部５０は、メモリに格納されたプログラムの命令コードに従って処理を実行するコンピュータや、専用のハードウェアによるロジック回路（ＡＳＩＣ等）を含んで構成される。処理部５０の処理は、全てをコンピュータにおいて実行してもよいし、少なくとも一部をハードウェアのロジック回路によって実行してもよい。
【００３２】
処理部５０は、ＡＤ変換部４０においてデジタル信号に変換された演算増幅器３０の出力信号を処理するブロックとして、検出信号取得部５１と判定部５２を有する。
【００３３】
検出信号取得部５１は、第１の接続状態（図２）における演算増幅器３０の出力信号と第２の接続状態（図３）における演算増幅器３０の出力信号との差に基づいて、物理量の検出結果を示す検出信号を取得する。
【００３４】
判定部５２は、第１の接続状態（図２）における演算増幅器３０の出力信号と第２の接続状態（図３）における演算増幅器３０の出力信号との和に基づいて、検出信号取得部５１により取得される検出信号の異常を判定する。
【００３５】
ここで、上述した構成を有する図１に示すセンサ装置の動作について、正常時と異常時に分けて説明する。
【００３６】
（正常時）
第１の接続状態（図２）における演算増幅器３０の出力信号を「Ｖｉ１」、第２の接続状態（図３）における演算増幅器３０の出力信号を「Ｖｉ２」とすると、出力信号Ｖｉ１，Ｖｉ２はそれぞれ次の式で表わされる。
【００３７】
Ｖｉ１  ＝  Ｇ１・（Ｖｓｐ−Ｖｓｎ）＋Ｖｓｐ    …（３）
Ｖｉ２  ＝  Ｇ２・（Ｖｓｎ−Ｖｓｐ）＋Ｖｓｎ    …（４）
【００３８】
式（３）における「Ｇ１」は、ブリッジ回路１０のセンサ素子Ｒ１，Ｒ２と帰還抵抗Ｒｆの各抵抗値によって定まる電圧ゲインを示す。また、式（４）における「Ｇ２」は、ブリッジ回路１０のセンサ素子Ｒ３，Ｒ４と帰還抵抗Ｒｆの各抵抗値によって定まる電圧ゲインを示す。センサ素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の抵抗値をそれぞれ「Ｒ１」，「Ｒ２」，「Ｒ３」，「Ｒ４」とし、帰還抵抗Ｒｆの抵抗値を「Ｒｆ」とすると、電圧ゲインＧ１，Ｇ２はそれぞれ次式で表わされる。
【００３９】
Ｇ１  ＝  Ｒｆ・（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１・Ｒ２）    …（５）
Ｇ２  ＝  Ｒｆ・（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３・Ｒ４）    …（６）
【００４０】
ここで、（Ｒ１＋Ｒ２）≒（Ｒ３＋Ｒ４）、（Ｒ１・Ｒ２）≒（Ｒ３・Ｒ４）の関係が成り立つものとすると、電圧ゲインＧ１とＧ２はほぼ等しくなる。この電圧ゲインを「Ｇ」とすると、式（３），（４）は次の式で表わされる。
【００４１】
Ｖｉ１  ＝  Ｇ・（Ｖｓｐ−Ｖｓｎ）＋Ｖｓｐ    …（７）
Ｖｉ２  ＝  Ｇ・（Ｖｓｎ−Ｖｓｐ）＋Ｖｓｎ    …（８）
【００４２】
式（１），（２），（７），（８）から、出力信号Ｖｉ１，Ｖｉ２はそれぞれ次の式で表わされる。
【００４３】
Ｖｉ１  ＝  （１＋２Ｇ）・Ａ・ｓｉｎθ＋Ｖｏｆs      …（９）
Ｖｉ２  ＝  −（１＋２Ｇ）・Ａ・ｓｉｎθ＋Ｖｏｆs    …（１０）
【００４４】
出力信号Ｖｉ１から出力信号Ｖｉ２を減算した結果は、式（９）及び（１０）を用いて次式のよう表わされる。
【００４５】
Ｖｉ１−Ｖｉ２  ＝  （１＋２Ｇ）・２Ａ・ｓｉｎθ      …（１１）
【００４６】
式（１１）から分かるように、検出動作が正常に行われている場合、出力信号Ｖｉ１から出力信号Ｖｉ２を減算した結果の信号は、センサ素子（Ｒ１〜Ｒ４）において検出される物理量の変化「ｓｉｎθ」に比例した信号となる。検出信号取得部５１は、この式（１１）に示す減算結果の信号を検出信号として取得する。
【００４７】
一方、出力信号Ｖｉ１と出力信号Ｖｉ２を加算した結果は、式（９）及び（１０）を用いて次式のように表わされる。
【００４８】
Ｖｉ１＋Ｖｉ２  ＝  ２・Ｖｏｆｓ  ＝  Ｖｃｃ      …（１２）
【００４９】
式（１２）から分かるように、検出動作が正常に行われている場合、出力信号Ｖｉ１と出力信号Ｖｉ２を加算した結果はほぼ一定の値となる。判定部５２は、出力信号Ｖｉ１と出力信号Ｖｉ２の加算結果が電源電圧Ｖｃｃを中心値とする所定の正常範囲内に含まれるか否かを判定し、加算結果が正常範囲内に含まれる場合、検出信号取得部５１で取得される検出信号は正常であると判定する。
【００５０】
(異常時）
第１のブリッジ中点Ｎ１の電圧Ｖｓｐにドリフト電圧Δが発生した場合、電圧Ｖｓｐの式（１）は次の式（１Ａ）のよう変更される。
【００５１】
Ｖｓｐ  ＝  Ｖｏｆｓ＋Ａ・ｓｉｎθ＋Δ    …（１Ａ）
【００５２】
式（１Ａ），（２），（７），（８）から、異常時の出力信号Ｖｉ１Ａ，Ｖｉ２Ａはそれぞれ次の式で表わされる。
【００５３】
Ｖｉ１Ａ  ＝  （１＋２Ｇ）・Ａ・ｓｉｎθ＋Ｖｏｆs＋（１＋Ｇ）・Δ  …  （９Ａ）
Ｖｉ２Ａ  ＝  −（１＋２Ｇ）・Ａ・ｓｉｎθ＋Ｖｏｆs−Ｇ・Δ        …（１０Ａ）
【００５４】
出力信号Ｖｉ１Ａから出力信号Ｖｉ２Ａを減算した結果は、式（９Ａ）及び（１０Ａ）を用いて次式のよう表わされる。
【００５５】
Ｖｉ１Ａ−Ｖｉ２Ａ  ＝  （１＋２Ｇ）・（２Ａ・ｓｉｎθ＋Δ）  …  （１１Ａ）
【００５６】
式（１１Ａ）が示すように、検出信号取得部５１において取得される検出信号には、ドリフト電圧Δに由来する誤差成分が含まれる。そのため、検出信号は、センサ素子（Ｒ１〜Ｒ４）において検出される物理量の変化「ｓｉｎθ」を正しく表わしていない。
【００５７】
出力信号Ｖｉ１Ａと出力信号Ｖｉ２Ａを加算した結果は、式（９Ａ）及び（１０Ａ）を用いて次式のよう表わされる。
【００５８】
Ｖｉ１Ａ＋Ｖｉ２Ａ  ＝  ２・Ｖｏｆｓ＋Δ  ＝  Ｖｃｃ＋Δ      …（１２Ａ）
【００５９】
出力信号Ｖｉ１Ａにドリフト電圧Δが含まれる場合、出力信号Ｖｉ１と出力信号Ｖｉ２を加算した結果は、正常時（式（１２））に比べてドリフト電圧Δだけ電源電圧Ｖｃｃから離れた電圧となる。従って、ドリフト電圧Δが一定の限度を超えて大きくなると、出力信号Ｖｉ１と出力信号Ｖｉ２の加算結果が電源電圧Ｖｃｃを中心値とする所定の正常範囲から外れることとなり、判定部５２は、検出信号取得部５１で取得される検出信号が異常であると判定する。
【００６０】
以上説明したように、本実施形態に係るセンサ装置によれば、帰還抵抗Ｒｆを介して反転入力端子に出力電圧が帰還される演算増幅器３０の２つの入力端子（反転入力端子，非反転入力端子）と、ブリッジ回路１０の２つのブリッジ中点（Ｎ１，Ｎ２）とが、スイッチ回路２０を介して接続される。スイッチ回路２０が第１の接続状態（図２）にある場合の演算増幅器３０の出力信号Ｖｉ１と、スイッチ回路２０が第２の接続状態（図３）にある場合の演算増幅器３０の出力信号Ｖｉ２との差に基づいて、センサ素子（Ｒ１〜Ｒ４）の物理量の検出結果を示す検出信号が取得され、出力信号Ｖｉ１と出力信号Ｖｉ２との和に基づいて、当該検出信号の異常が判定される。
これにより、ブリッジ回路１０の２つのブリッジ中点（Ｎ１、Ｎ２）から信号を取り出すためのバッファ回路を省略できるため、回路構成を簡易化することができる。
【００６１】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
上述した第１の実施形態に係るセンサ装置は、帰還抵抗Ｒｆを介して反転入力端子に出力電圧が帰還される１つの演算増幅器３０とブリッジ回路１０との接続をスイッチ回路２０によって切り替えることで、２パターンの出力信号（Ｖｉ１，Ｖｉ２）を生成する。これに対し、本実施形態に係るセンサ装置は、第１の実施形態と同様な２パターンの出力信号を２つの演算増幅器によって生成する。
【００６２】
図４は、第２の実施形態に係るセンサ装置の構成の一例を示す図である。
図４に示すセンサ装置は、ブリッジ回路１０と、第１演算増幅器３１及び第２演算増幅器３２と、第１帰還抵抗Ｒｆ１及び第２帰還抵抗Ｒｆ２と、抵抗Ｒｂ１及びＲｂ２と、スイッチ回路６０と、ＡＤ変換部４０と、処理部５０とを有する。これらの構成要素において、ブリッジ回路１０、ＡＤ変換部４０及び処理部５０は図１に示すセンサ装置と同じものであるため、以下ではその他の構成要素について説明する。
【００６３】
第１演算増幅器３１は、非反転入力端子が第１のブリッジ中点Ｎ１に接続されるとともに、反転入力端子が第２のブリッジ中点Ｎ２に接続される。
【００６４】
第２演算増幅器３２は、非反転入力端子が第２のブリッジ中点Ｎ２に接続されるとともに、反転入力端子が第１のブリッジ中点Ｎ１に接続される。
【００６５】
第１帰還抵抗Ｒｆ１は、第１演算増幅器３１の出力端子と反転入力端子との間に設けられる。第２帰還抵抗Ｒｆ２は、第２演算増幅器３２の出力端子と反転入力端子との間に設けられる。第１帰還抵抗Ｒｆ１と第２帰還抵抗Ｒｆ２は、ほぼ等しい抵抗値を有する。また、第１帰還抵抗Ｒｆ１及び第２帰還抵抗Ｒｆ２は、ブリッジ回路１０の抵抗（Ｒ１〜Ｒ４）に比べて十分に大きな抵抗値を持つ。
【００６６】
抵抗Ｒｂ１は、第２のブリッジ中点Ｎ２及び帰還抵抗Ｒｆ１の一端が接続されるノードと第１演算増幅器３１の反転入力端子との間を流れる電流の経路に設けられる。抵抗Ｒｂ２は、第１のブリッジ中点Ｎ１及び帰還抵抗Ｒｆ２の一端が接続されるノードと第２演算増幅器３２の反転入力端子との間を流れる電流の経路に設けられる。抵抗Ｒｂ１，Ｒｂ２の機能は、図１における抵抗Ｒｂと同様である。
【００６７】
スイッチ回路６０は、第１演算増幅器３１の出力信号Ｖｉ１及び第２演算増幅器３２の出力信号Ｖｉ２の一方を選択してＡＤ変換部４０に入力する。
【００６８】
図４に示すセンサ装置では、第１演算増幅器３１の出力信号Ｖｉ１と第２演算増幅器３２の出力信号Ｖｉ２とがスイッチ回路６０を介してＡＤ変換部４０に入力され、それぞれデジタル信号に変換された後、処理部５０の検出信号取得部５１及び判定部５２に入力される。検出信号取得部５１では、出力信号Ｖｉ１と出力信号Ｖｉ２との差に基づいて検出信号が取得される。判定部５２では、出力信号Ｖｉ１と出力信号Ｖｉ２との和に基づいて検出信号の異常が判定される。
【００６９】
図４に示すセンサ装置においても、ブリッジ回路１０の２つのブリッジ中点（Ｎ１、Ｎ２）から信号を取り出すためのバッファ回路を省略できるため、図１に示すセンサ装置と同様に回路構成を簡易化することができる。
【００７０】
本発明は上述した実施形態には限定されない。すなわち、当業者は、本発明の技術的範囲またはその均等の範囲内において、上述した実施形態の構成要素に関し、様々な変更、コンビネーション、サブコンビネーション、並びに代替を行ってもよい。
【００７１】
上述した実施形態ではブリッジ回路１０が４つのセンサ素子（Ｒ１〜Ｒ４）から構成される例を挙げたが、本発明の他の実施形態では、４つのセンサ素子（Ｒ１〜Ｒ４）の一部を固定値の抵抗に置き換えてもよい。
【００７２】
図４に示すセンサ装置では、２つの演算増幅器（３１，３２）の出力信号を１つのＡＤ変換部４０によってデジタル信号に変換しているが、本発明の他の実施形態では、２つの演算増幅器（３１，３２）の出力にそれぞれＡＤ変換部を設けてもよい。
【００７３】
上述した実施形態では、検出信号取得部５１及び判定部５２の信号処理をデジタル回路で行っているが、本発明の他の実施形態では、これらの信号処理をアナログ回路で行ってもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１０…ブリッジ回路、２０，６０…スイッチ回路、３０…演算増幅器、３１…第１演算増幅器、３２…第２演算増幅器、４０…ＡＤ変換部、５０…処理部、５１…検出信号取得部、５２…判定部、Ｒｆ…帰還抵抗、Ｒｆ１…第１帰還抵抗、Ｒｆ２…第２帰還抵抗、Ｒ１…第１センサ素子、Ｒ２…第２センサ素子、Ｒ３…第３センサ素子、Ｒ４…第４センサ素子、Ｎ１…第１のブリッジ中点、Ｎ２…第２のブリッジ中点。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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