(57)【要約】【課題】センサのスイッチオン時に、全波ブリッジ路の出力信号で、半波ブリッジ路の限定的なセルフアライメントを行う測定ブリッジ評価回路によりセンサが作動されるようにすること。【解決手段】後ろ側に評価回路が接続された測定ブリッジのスイッチオンとスイッチオフとの間の測定サイクル毎に、半波ブリッジ信号と全波ブリッジ信号との一致に関して、全波ブリッジ路の出力信号に半波ブリッジ路を、スイッチオン時点で、各半波ブリッジ路のオフセット値を求めて、測定サイクル中一定となるように補償するようにして、セルフアラインする。【選択図】図２
2005106828.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定ブリッジのオフセット補正用の方法であって、
全波ブリッジ路の測定信号に対して付加的に、測定ブリッジ（１）の少なくとも１つの半波ブリッジ路も評価される方法において、
後ろ側に評価回路が接続された測定ブリッジ（１）のスイッチオンとスイッチオフとの間の測定サイクル毎に、半波ブリッジ信号と全波ブリッジ信号（Ｖｏｕｔ／ＶＢ，Ｖｏｕｔ／ＨＢ）との一致に関して、全波ブリッジ路の出力信号に半波ブリッジ路を、前記スイッチオン時点で、各半波ブリッジ路のオフセット値を求めて、測定サイクル中コンスタントに補償するようにして、セルフアラインすることを特徴とする方法。
【請求項２】
オフセット補正値を、測定サイクル中非揮発性メモリに記憶し、後続の測定サイクル及びエラー解析中利用する請求項１記載の方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の方法を実施するための回路装置であって、
ホイートストン測定ブリッジ（１）に、半波ブリッジ信号（Ｖｏｕｔ／ＨＢ）及び全波ブリッジ路中の全波ブリッジ信号（Ｖｏｕｔ／ＶＢ）を、評価回路に供給し、該評価回路で、前記全波ブリッジ信号を測定し、各半波ブリッジ信号（Ｖｏｕｔ／ＨＢ）の偏差を監視可能である方法において、
オフセット補正回路（７，８，９）が設けられており、該オフセット補正回路により、オフセット補正値を求めることができて、ブリッジ信号の測定時に半波ブリッジ信号（Ｖｏｕｔ／ＨＢ）に加えることができる
ことを特徴とする回路装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１及び３の上位概念記載の、例えば、センサ評価回路と関連した測定ブリッジのオフセット補正用の方法及び回路装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術から公知であるような、測定ブリッジ付のセンサ評価回路により、一般的に、μＶ領域までもの小さな信号を高い精度と高い信頼度で測定することができる。殊に、例えば、自動車でのロック防止システム（ＡＢＳ）又は電子安定プログラム（ＥＳＰ）のような安全にとって臨界的なシステムで、例えば、２つのセンサが同一測定量を測定し、両測定結果が制御装置内で比較されるか、又は、エラーのあるセンサを確実に検知して、システムの誤作動を阻止するために、独自に監視する必要がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
そのような、独自に監視するセンサを構成するために、例えば、ホイートストンブリッジ回路を評価することによって測定信号が得られる、冒頭に記載した従来技術のセンサでは、全波ブリッジ路の評価の他に、含まれている２つの半波ブリッジ路の一方が評価される。そのような方法は、例えば、ピエゾ抵抗性により作動する、ポリシリコンベース上の圧力センサが使われる。
【０００４】
しかし、従来技術に記載されているようにして求められた監視信号は、全波ブリッジ路に対して、１／２の信号振幅並びに内的に補償されない、本来の信号振幅をたいてい数オーダー超過するオフセットの欠点を有している。その結果、監視路のローブスト性が著しく小さくなってしまい、従って、統合した監視によって、センサ全体が故障する危険性が高くなってしまう。全波ブリッジ及び半波ブリッジの信号は、通常のように、評価回路で特別に補正し増幅される。
【０００５】
センサ製造業者の製造での較正サイクルで、従来技術では、組み込まれるセンサは作動パラメータを介して補償され、補正パラメータは非揮発性に評価回路内に記憶される。全波ブリッジの信号及び半波ブリッジの信号は、補正後比較され、偏差が著しい時にはアラームが発せられる。しかし、センサの効率は、監視路によって限定され、その結果、有効信号を正しく出力するが、半導体ブリッジ路でのドリフトに基づいてエラーをシグナリングする。従って、監視路のローブスト性を明らかに高めることができるようになる。
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許公開第１９７２８３８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、センサのスイッチオン時に、全波ブリッジ路の出力信号で、半波ブリッジ路の限定的なセルフアライメントを行う測定ブリッジ評価回路によりセンサが作動されるようにし、例えば、圧力測定セルで、センサのスイッチオン時点では測定セルに加わる圧力は分かっていないので、本発明によると、半波ブリッジのオフセット値のスイッチオン時に、半波ブリッジ信号及び全波ブリッジ信号が一致するように補正することができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
冒頭に記載した形式の、全波ブリッジ路の測定信号に対して付加的に測定ブリッジの半波ブリッジ路も評価される測定ブリッジのオフセット補正方法では、有利なやり方で、後ろ側に評価回路が接続された測定ブリッジのスイッチオンとスイッチオフとの間の測定サイクル毎に、半波ブリッジ信号と全波ブリッジ信号との一致に関して、全波ブリッジ路の出力信号に半波ブリッジ路がセルフアラインされる。このセルフアラインは、スイッチオンの時点で、各半波ブリッジ路のオフセット値が求められ、測定サイクル中コンスタントに補償される。
【０００８】
本発明の方法を実施するための回路装置を用いて、例えば、ポリシリコン製測定セル又は薄膜金属層を有するホイートストン測定ブリッジ回路に、半波ブリッジ信号及び全波ブリッジ信号が評価回路に供給される。この際、全波ブリッジ信号が測定され、各半波ブリッジ信号の偏差が監視される。各オフセット補正回路を用いて、オフセット補正値が検出可能であり、このオフセット補正値は、ブリッジ信号の測定時に半波ブリッジ信号に供給される。
【０００９】
本発明の核心的技術思想は、測定ブリッジのオフセット値の監視路を変更することにあり、そうすることによって、殊に、全波ブリッジ路の良好な長時間安定性と、半波ブリッジ路の受容可能な安定性とが、作動中の監視の時間又は周波数特性を変えずに組み合わせることができる。
【発明の効果】
【００１０】
従って、本発明の方法では、有利なやり方で、センサのスイッチオン時に、全波ブリッジ路の出力信号で、半波ブリッジ路の限定的なセルフアライメントを行う測定ブリッジ評価回路によりセンサが作動される。例えば、圧力測定セルで、この時点で測定セルに加わる圧力は分かっていないので、本発明によると、半波ブリッジのオフセット値のスイッチオン時に、半波及び全波ブリッジ信号が一致するように補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
付加的に、簡単に、許容範囲の補正領域が監視され、許容範囲から外れた場合にエラー信号が形成される。所謂パワーアップ／パワーダウン測定サイクル毎に、新たなオフセット値が検出され、このサイクル中、この値がコンスタントに保持される。任意に、検出された各オフセット補正値のスイッチオン時に半波ブリッジが非揮発性に評価回路内に記憶され、従って、例えば、エラー解析のために利用可能である。
【実施例１】
【００１２】
図１には、測定ブリッジ１、例えば、圧力測定セルを備えたセンサ装置用に使うことができるホイートストンブリッジ回路の原理図が示されている。測定ブリッジ１のブリッジ分路内には、抵抗Ｒが、圧力印加時に各値Ｒ＋ΔＲをとることがある。測定ブリッジ１は、一方では、給電電圧Ｖｄｄに接続されており、他方では、アースＧＮＤに接続されている。全波ブリッジ路内には、測定信号Ｖｏｕｔ／ＶＢが出力結合されており、半波ブリッジ路内では、測定信号Ｖｏｕｔ／ＨＢが出力結合されており、図２を用いて説明した評価回路の各入力側に供給される。
【００１３】
ここに詳細に図示していない評価回路について、図２を用いて機能ブロックによって説明し、その際、ブロック２でシステムのスイッチオンがシンボル表示されており、ブロック３で非揮発性メモリからの較正データのリードバックがシンボル表示されている。その際、ブロック４では、全波ブリッジ路ＶＢの信号が測定され、ブロック５では、半波ブリッジ路ＨＢの信号が測定される。ブロック６により半波ブリッジ路ＨＢの信号のオフセット補正値の測定後、ブロック７で、この値が許容可能な範囲内に位置しているかどうか判定される。
【００１４】
許容可能な範囲の超過時には、ブロック８により、アラーム信号が出力され、この値が許容範囲内である場合には、ブロック９により、オフセット補正値が評価回路内で調整され、任意に、新たに求められた各オフセット補正値が記憶され、それから、このオフセット補正値がブロック３で再びリードバックされる。
【００１５】
この値が許容範囲内である場合には、半波ブリッジ路は、センサの各スイッチオン時に、オフセット補正値によって全波ブリッジ路に合わせられ、ブロック１０により、図１の測定ブリッジ１のセンサ機能が測定され、ブロック１１で出力される。この自動較正サイクル後、センサのスタート期間中、オフセット値が一定に保持される。センサの時間及び周波数特性、及び、その監視は、劣化されないが、装置のローブスト性は、著しく向上する。
【００１６】
図３から、更に、測定信号Ｖｏｕｔ／ＶＢ及びＶｏｕｔ／ＨＢの時間特性もわかり、その際、上側の図からは、全波ブリッジ路内の測定信号Ｖｏｕｔ／ＶＢの特性１２が分かり、下側の図からは、半波ブリッジ内の測定信号Ｖｏｕｔ／ＨＢの特性１３が分かる。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
例えば、圧力測定セルで、センサのスイッチオン時点では測定セルに加わる圧力は分かっていないので、本発明によると、半波ブリッジのオフセット値のスイッチオン時に、半波及び全波ブリッジ信号が一致するように補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】測定ブリッジの原理図。
【図２】オフセット補正値の調整を行う測定ブリッジ用の評価回路のブロック接続図。
【図３】測定ブリッジの出力信号を示す図。
【符号の説明】
【００１９】
１  測定ブリッジ
Ｒ  抵抗
Ｖｄｄ    給電電圧
ＧＮＤ  アース
Ｖｏｕｔ／ＶＢ、Ｖｏｕｔ／ＨＢ  測定信号
２  システムのスイッチオン
３  非揮発性メモリからの較正データのリードバック
４  全波ブリッジ路ＶＢの信号の測定
５  半波ブリッジ路ＨＢの信号の測定
６  半波ブリッジ路ＨＢの信号のオフセット補正値の測定
７  半波ブリッジ路ＨＢの信号のオフセット補正値が許容可能な範囲内に位置しているかどうか判定
８  アラーム信号の出力
９  評価回路内でのオフセット補正値の調整
１０  測定ブリッジ１のセンサ機能の測定
１１  出力
【図１】
2005106828.tif 000003
【図２】
2005106828.tif 000004
【図３】
2005106828.tif 000005