(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナログ出力が得られ環境温度に応じて出力のオフセットおよび感度が変動する圧力センサと、圧力センサの環境温度を検出する感温回路と、感温回路により検出された環境温度に応じてオフセットと感度との補正量をデジタル値で指示する制御回路と、制御回路から出力されたオフセットと感度との補正量を電流値に変換するＲ−２Ｒラダー抵抗網と、Ｒ−２Ｒラダー抵抗網から出力されるオフセットと感度との補正量に対応した電流をそれぞれ電圧に変換する第１のＩ／Ｖ変換回路および第２のＩ／Ｖ変換回路と、上記Ｒ−２Ｒラダー抵抗網に上記第１および第２のＩ／Ｖ変換回路のいずれか一方を選択的に接続する切換手段と、圧力センサの出力に第１のＩ／Ｖ変換回路の出力電圧によるオフセット補正を施した電圧を電流に変換する第１のＶ／Ｉ変換回路と、第２のＩ／Ｖ変換回路の出力電圧を電流に変換する第２のＶ／Ｉ変換回路と、第２のＶ／Ｉ変換回路の出力電流を基準として第１のＶ／Ｉ変換回路の出力電流をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換回路とを具備し、圧力センサによる検出圧力をデジタル値として出力し、第１および第２のＶ／Ｉ変換回路をＡ／Ｄ変換回路と別に設け、第１および第２のＶ／Ｉ変換回路の入力電圧範囲を別々に設定することを特徴とする圧力センサ回路。
【請求項２】
上記Ａ／Ｄ変換回路への入力電流の範囲を決める基準電圧を可変としたことを特徴とする請求項１記載の圧力センサ回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧力センサの温度補償を行う圧力センサ回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体を用いた圧力センサは環境温度に応じて出力のオフセットおよび感度が変動するから、検出精度を高めるためには環境温度に応じてオフセットおよび感度を補正する温度補償を行う必要がある。そこで、圧力センサの温度補償を行う圧力センサ回路が従来から提供されている。
【０００３】
この種の圧力センサ回路として、図８に示す構成が知られている。この圧力センサ回路は、圧力センサ１の出力を増幅回路３により増幅し、Ａ／Ｄ変換回路４によりデジタル値に変換した後に、デジタル出力回路５からデジタル値をシリアル出力するように構成されている。この圧力センサ１は環境温度に応じてオフセットや感度が変化するものであるから、環境温度に応じたオフセット補正およびスパン補正（感度に対する補正）が必要になる。
【０００４】
そこで、環境温度を検出する感温回路２と、オフセット補正のための補正電圧を発生するオフセット補正用Ｄ／Ａ変換回路８と、感度補正のための補正電圧を発生するスパン補正用Ｄ／Ａ変換回路９とを設け、感温回路２により検出された環境温度に応じてオフセット補正の補正量およびスパン補正の補正量を与えるように構成してある。具体的にはマイコンよりなる制御回路７を設けるとともに、オフセット補正の補正量およびスパン補正の補正量を環境温度に対応付けて格納したＥＥＰＲＯＭよりなるメモリ６とを設け、環境温度が制御回路７に与えられると、各補正量をメモリ６から読み出してオフセット補正用Ｄ／Ａ変換回路８およびスパン補正用Ｄ／Ａ変換回路９に与えるようにしてある。
【０００５】
すなわち、制御回路７はまず感温回路２に指示を与え、感温回路２の出力を増幅回路３で増幅するとともにＡ／Ｄ変換回路４でデジタル値に変換し、環境温度に対応したデジタル値を制御回路７に取り込む。制御回路７は、環境温度を取り込むとメモリ６から環境温度に対応した補正量を読み出し、圧力センサ１およびオフセット補正用Ｄ／Ａ変換回路８に指示を与えて、圧力の検出とオフセット補正とを行わせる。ここに、図８では増幅回路３の出力電圧とオフセット補正用Ｄ／Ａ変換回路８の出力電圧とを加算するように記載しているが、これは圧力センサ１の出力電圧とオフセット補正用の補正電圧とを増幅回路３により差動増幅することと等価である。こうして圧力センサ１の出力にオフセット補正が施され、補正後の電圧がＡ／Ｄ変換回路４に入力されることになる。Ａ／Ｄ変換回路４にはスパン補正用Ｄ／Ａ変換回路９からの補正電圧も入力されており、この補正電圧によって圧力センサ１の感度が補正される（言い換えると、Ａ／Ｄ変換回路４の出力値の１ビットに対応する入力電圧幅が補正される）。
【０００６】
上述のように、オフセット補正用Ｄ／Ａ変換回路８およびスパン補正用Ｄ／Ａ変換回路９はアナログ量である補正電圧を出力するものであるが、補正量は制御回路７からデジタル値として指示されるからＤ／Ａ変換回路を用いている。
【０００７】
ところで、Ａ／Ｄ変換回路４は、入力端子Ｖｉｎと基準入力端子Ｖｒｅｆと基準電圧端子ＡＧＮＤとを有する。また、オペアンプＡ３および抵抗ＲよりなるＶ／Ｉ変換回路１０、オペアンプＡ２およびコンデンサＣｉｎｔよりなる積分回路、オペアンプＡ１よりなる比較回路などを備えている。入力端子Ｖｉｎおよび基準入力端子Ｖｒｅｆにそれぞれ入力された電圧は、制御回路７により制御されるアナログスイッチＳ３〜Ｓ６により択一的にＶ／Ｉ変換回路１０に入力される。ここに、コンデンサＣｒｅｆを設けて入力端子Ｖｉｎからの入力電圧と基準入力端子Ｖｒｅｆからの入力電圧との極性を逆転させている。
【０００８】
Ｖ／Ｉ変換回路１０から出力される電流は積分回路により積分され、比較回路により基準電位である接地電位と比較される。ここで、上記積分回路では入力端子Ｖｉｎからの電圧でコンデンサＣｉｎｔを一定時間充電した後に、基準入力端子Ｖｒｅｆで逆積分して積分回路の出力電圧が接地電位に達するまでの時間を計時することにより、入力端子Ｖｉｎへの入力電圧をデジタル値に変換するように構成されている。この計時手段は制御回路７に設けられている。しかるに、オフセット補正後の圧力センサ１の出力電圧を入力端子Ｖｉｎに入力し、スパン補正用Ｄ／Ａ変換回路９の出力電圧を基準入力端子Ｖｒｅｆに入力することによって、圧力センサ１の出力値を温度補正したデジタル値が得られるのである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図８に示した圧力センサ回路では、Ａ／Ｄ変換回路４にＶ／Ｉ変換回路１０を設けてあり、Ｖ／Ｉ変換回路１０のオペアンプＡ３の入力ダイナミックレンジによりＡ／Ｄ変換回路４の入力電圧範囲が制限されるものであるから、圧力センサ１の出力電圧範囲を広くとるには、Ａ／Ｄ変換回路４の電源電圧を高くしてＡ／Ｄ変換回路４の入力電圧範囲を広くする必要があり、圧力センサ１の出力電圧範囲や温度特性が変化した場合、Ａ／Ｄ変換回路４の仕様を変更することが必要になる。また、Ａ／Ｄ変換回路４にコンデンサなどの実装部品が多く設けられているので、Ａ／Ｄ変換回路４の部品点数が多くなりコストがかかるという問題がある。
【００１０】
本発明は上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、圧力センサの特性が変化した場合でも大幅な回路変更を必要とせずに温度補償が可能であり、Ａ／Ｄ変換回路の低電圧化と低コスト化とを図った圧力センサ回路を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、アナログ出力が得られ環境温度に応じて出力のオフセットおよび感度が変動する圧力センサと、圧力センサの環境温度を検出する感温回路と、感温回路により検出された環境温度に応じてオフセットと感度との補正量をデジタル値で指示する制御回路と、制御回路から出力されたオフセットと感度との補正量を電流値に変換するＲ−２Ｒラダー抵抗網と、Ｒ−２Ｒラダー抵抗網から出力されるオフセットと感度との補正量に対応した電流をそれぞれ電圧に変換する第１のＩ／Ｖ変換回路および第２のＩ／Ｖ変換回路と、上記Ｒ−２Ｒラダー抵抗網に上記第１および第２のＩ／Ｖ変換回路のいずれか一方を選択的に接続する切換手段と、圧力センサの出力に第１のＩ／Ｖ変換回路の出力電圧によるオフセット補正を施した電圧を電流に変換する第１のＶ／Ｉ変換回路と、第２のＩ／Ｖ変換回路の出力電圧を電流に変換する第２のＶ／Ｉ変換回路と、第２のＶ／Ｉ変換回路の出力電流を基準として第１のＶ／Ｉ変換回路の出力電流をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換回路とを具備し、圧力センサによる検出圧力をデジタル値として出力し、第１および第２のＶ／Ｉ変換回路をＡ／Ｄ変換回路と別に設け、第１および第２のＶ／Ｉ変換回路の入力電圧範囲を別々に設定するものであり、この構成によれば、第１および第２のＶ／Ｉ変換回路をＡ／Ｄ変換回路と別に設けることにより、第１および第２のＶ／Ｉ変換回路をオフセット補正用およびスパン補正用にそれぞれ用い、第１および第２のＶ／Ｉ変換回路の入力電圧範囲を別々に設定することができる。その結果、第１のＶ／Ｉ変換回路の入力電圧範囲を広くとることにより圧力センサの出力電圧範囲を広くとることができるので、圧力センサの特性が変化した場合でも大幅な回路変更を必要とせずに温度補償を行うことができる。また、第１および第２のＶ／Ｉ変換回路をＡ／Ｄ変換回路と別に設けることにより、圧力センサの出力電圧範囲を広くとるためにＡ／Ｄ変換回路の電源電圧を高くしてＡ／Ｄ変換回路の入力電圧範囲を広くする必要がなくなるので、Ａ／Ｄ変換回路の内部にＶ／Ｉ変換回路を設けた構成よりもＡ／Ｄ変換回路の低電圧化を図ることができ、しかも、Ａ／Ｄ変換回路の部品点数を削減することができ、低コスト化を図ることができる。さらにまた、切換手段によって第１および第２のＩ／Ｖ変換回路のいずれか一方がＲ−２Ｒラダー抵抗網に接続され、１つのＲ−２Ｒラダー抵抗網がオフセット補正用とスパン補正用とに共用されるので、オフセット補正用とスパン補正用とにそれぞれ別々のＲ−２Ｒラダー抵抗網を設ける必要がなく、回路構成が簡単になり、低コスト化を図ることができる。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、上記Ａ／Ｄ変換回路への入力電流の範囲を決める基準電圧を可変としたものである。この構成によれば、圧力センサの出力電圧範囲に応じた基準電圧を設定することができ、見掛け上Ａ／Ｄ変換回路の入力ダイナミックレンジを広げたことになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
（参考例１）
本参考例の圧力センサ回路は、図１に示すように、図８に示した従来例と同様に圧力センサ１の環境温度を検出する感温回路２を備え、圧力センサ１および感温回路２の出力を選択的に増幅回路３で増幅し、Ａ／Ｄ変換回路４でデジタル値に変換した後、デジタル出力回路５を介して出力することにより、圧力センサ１が検出した圧力をデジタル値として出力するものである。
【００１７】
また、圧力センサ１および感温回路２の出力のタイミングが制御回路７により切り換えられ、圧力センサ１および感温回路２の出力のいずれか一方が増幅回路３に入力されて電圧増幅されるようになっている。増幅回路３の出力電圧は、図ではオフセット補正用Ｄ／Ａ変換回路８（後述する）の出力電圧に加算されてＡ／Ｄ変換回路４の入力端子Ｉｉｎ（後述する）に入力されているが、実際には増幅回路３において圧力センサ１および感温回路２の出力のいずれか一方とオフセット補正用Ｄ／Ａ変換回路８の出力電圧とを差動増幅している。
【００１８】
本参考例では、Ａ／Ｄ変換回路４を電流入力型に変更し、Ａ／Ｄ変換回路４の外部に２つのＶ／Ｉ変換回路１１，１２を設け、各Ｖ／Ｉ変換回路１１，１２をオフセット補正用およびスパン補正用にそれぞれ用いている。
【００１９】
Ａ／Ｄ変換回路４は、入力端子Ｉｉｎと基準入力端子Ｉｒｅｆと基準電圧端子ＡＧＮＤとを有し、オペアンプＡ２およびコンデンサＣｉｎｔよりなる積分回路と、オペアンプＡ１よりなる比較回路とを備える。入力端子Ｉｉｎと基準入力端子ＩｒｅｆとはオペアンプＡ２の非反転入力端に接続される。オペアンプＡ２の出力はコンデンサＣｉｎｔを介して反転入力端に帰還されるとともにオペアンプＡ１の反転入力端に入力される。基準電圧端子ＡＧＮＤは、各オペアンプＡ１，Ａ２の非反転入力端にそれぞれ接続されるととともに所定の基準電圧が印加される。
【００２０】
Ｖ／Ｉ変換回路１１は、増幅回路３の出力電圧をオフセット補正用Ｄ／Ａ変換回路８の出力電圧によりオフセット補正した電圧を電流に変換してＡ／Ｄ変換回路４の入力端子Ｉｉｎに出力する。一方、Ｖ／Ｉ変換回路１２は、スパン補正用Ｄ／Ａ変換回路９の出力電圧を電流に変換してＡ／Ｄ変換回路４の基準入力端子Ｉｒｅｆに出力する。また、各Ｖ／Ｉ変換回路１１，１２の出力のタイミングが制御回路７により切り換えられ、入力端子Ｉｉｎおよび基準入力端子Ｉｒｅｆのいずれか一方に電流が入力されるようになっている。
【００２１】
Ａ／Ｄ変換回路４では、図２（ａ）に実線で示すように、まず、入力端子Ｉｉｎに入力された電流（以下では入力電流Ｉｉｎと表す）を上記積分回路により一定時間Ｔｉｎで積分する。このとき、上記比較回路の出力電圧が基準電圧端子ＡＧＮＤに印加された基準電圧（この電圧も同符号で示す）から傾きＩｉｎ／Ｃｉｎｔで増加して電圧Ｖｉｎまで増加し、この電圧Ｖｉｎは、Ｖｉｎ＝Ｉｉｎ×Ｔｉｎ／Ｃｉｎｔと表される。
【００２２】
その後、基準入力端子Ｉｒｅｆに入力された電流（以下では基準電流Ｉｒｅｆと表す）を上記積分回路により積分すると、上記比較回路の出力電圧が電圧Ｖｉｎから一定の傾き−Ｉｒｅｆ／Ｃｉｎｔで減少して再び基準電圧ＡＧＮＤに戻る。このとき、上記比較回路の出力電圧の減少量Ｖｒｅｆは、Ｖｒｅｆ＝−Ｉｒｅｆ×Ｔｒｅｆ／Ｃｉｎｔと表される。ここで、基準電流Ｉｒｅｆの積分を開始してから上記比較回路の出力電圧が基準電圧ＡＧＮＤに戻るまでの時間Ｔｒｅｆを制御回路７に設けたカウンタによって計数することにより、Ａ／Ｄ変換回路４は入力電流Ｉｉｎをデジタル値に変換してデジタル出力回路５に出力し、上記カウンタにより得られたデジタル値がデジタル出力回路５によりシリアル値に変換されて出力される。しかして、Ａ／Ｄ変換回路４により変換されたデジタル値の大きさであるデジタル量は、
（デジタル量）＝Ｉｉｎ／Ｉｒｅｆ×（定数）    ・・・・・（１）
と表される。
【００２３】
本参考例の圧力センサ回路では、従来例と同様に圧力センサ１のオフセットおよびＡ／Ｄ変換回路４のスパンを補正する圧力センサ１の温度補償を行うために、ＥＥＰＲＯＭよりなるメモリ６に圧力センサ１の環境温度に対応するオフセット補正量およびスパン補正量をあらかじめ記憶させている。
【００２４】
圧力センサ１の温度補償を行うには、まず、感温回路２の出力を増幅回路３で増幅してＡ／Ｄ変換回路４でデジタル値に変換することにより、感温回路２が検出した環境温度の情報を制御回路７に入力する。制御回路７は、感温回路２が検出した環境温度に応じてメモリ６からオフセット補正量およびスパン補正量を読み出しデジタル値として出力する。制御回路７から出力されたオフセット補正量およびスパン補正量のデジタル値は、オフセット補正用Ｄ／Ａ変換回路８およびスパン補正用Ｄ／Ａ変換回路９によってそれぞれ電圧に変換される。
【００２５】
次に、圧力センサ１の出力が増幅回路３で増幅された後、オフセット補正用Ｄ／Ａ変換回路８の出力電圧によりオフセット補正されてＶ／Ｉ変換回路１１に入力され、スパン補正用Ｄ／Ａ変換回路９の出力電圧はＶ／Ｉ変換回路１２に入力される。これにより、Ａ／Ｄ変換回路４の入力端子Ｉｉｎおよび基準入力端子Ｉｒｅｆに入力される電流の大きさが変化し、圧力センサ１のオフセットおよびＡ／Ｄ変換回路４のスパンが補正され、圧力センサ１の温度補償が行われる。
【００２６】
ここで、本参考例における圧力センサ１の温度補償について、図２および図３を用いて詳しく説明する。この温度補償では、圧力センサ１のオフセットを補正するオフセット補正を行った後に、Ａ／Ｄ変換回路４のスパンを補正するスパン補正を行う。
【００２７】
オフセット補正では、圧力センサ１が圧力を検出していないときに（１）式のＩｉｎ＝０となるように、つまりＶ／Ｉ変換回路１１に入力される電圧がゼロになるように補正を行う。オフセット補正を行う前には、図２（ａ）に破線で示すようにＩｉｎのオフセット変動分が出力に現れている。そこで、増幅回路３の出力電圧と同じ大きさで逆極性の電圧をオフセット補正用Ｄ／Ａ変換回路８から出力することにより、Ｖ／Ｉ変換回路１１に入力される電圧がゼロとなり、図２（ｂ）に示すようにＩｉｎ＝０となって、オフセット補正が行われる。その結果、オフセットにより生じる誤差がオフセット補正用Ｄ／Ａ変換回路８の量子化誤差のみになり、高精度に温度補正がなされる。ここに、オフセット補正用Ｄ／Ａ変換回路８のビット数を増やせば、量子化誤差をさらに小さくして高精度化を図ることが可能である。
【００２８】
一方、スパン補正では、圧力の基準値として設定された定格圧力を圧力センサ１に検出させたときにＩｉｎ＝−Ｉｒｅｆとなるように、つまり傾きＩｉｎ／Ｃｉｎｔと傾き−Ｉｒｅｆ／Ｃｉｎｔとが等しくなるように補正を行う。スパン補正を行う前には、オフセットは補正されているので、図３（ａ）に示すようにＩｉｎのスパン変動分のみが出力に現れ、傾きＩｉｎ／Ｃｉｎｔと傾き−Ｉｒｅｆ／Ｃｉｎｔとは異なっている。そこで、Ｉｉｎ＝−Ｉｒｅｆとなるようにスパン補正用Ｄ／Ａ変換回路９の出力電圧を設定し、このときのＶ／Ｉ変換回路１２の出力電流をＩｒｅｆ’とすると、図３（ｂ）に実線で示すように、Ｉｉｎ＝−Ｉｒｅｆ’、Ｔｉｎ＝Ｔｒｅｆ’となり、傾きＩｉｎ／Ｃｉｎｔと傾き−Ｉｒｅｆ’／Ｃｉｎｔとが等しくなって、スパン補正が行われる。その結果、圧力センサ１の感度の温度変動分が（１）式の除算により相殺され、圧力センサ１の温度補償が行われる。
【００２９】
本参考例では、２つのＶ／Ｉ変換回路１１，１２をＡ／Ｄ変換回路４の外部に設け、各Ｖ／Ｉ変換回路１１，１２をオフセット補正用およびスパン補正用にそれぞれ用いることにより、各Ｖ／Ｉ変換回路１１，１２の入力電圧範囲を別々に設定することができる。その結果、Ｖ／Ｉ変換回路１１の入力電圧範囲を広くとることにより圧力センサ１の出力電圧範囲を広くとることができるので、圧力センサ１の特性が変化した場合でもＡ／Ｄ変換回路４の回路変更を必要とせずに温度補償を行うことができる。
【００３０】
また、各Ｖ／Ｉ変換回路１１，１２をＡ／Ｄ変換回路４の外部に設けることにより、図８に示した従来例のように圧力センサ１の出力電圧範囲を広くとるためにＡ／Ｄ変換回路４の電源電圧を高くしてＡ／Ｄ変換回路４の入力電圧範囲を広くする必要がなくなるので、従来例よりもＡ／Ｄ変換回路４の低電圧化を図ることができ、しかも、Ａ／Ｄ変換回路４の部品点数を削減することができ、低コスト化を図ることができる。
【００３１】
さらに、Ａ／Ｄ変換回路４の基準電圧ＡＧＮＤを可変とすることにより、圧力センサ１の出力電圧範囲に応じて基準電圧ＡＧＮＤを設定することができ、これによりＡ／Ｄ変換回路４の見掛け上の入力ダイナミックレンジを広く設定することになる。
【００３２】
（参考例２）
本参考例は、図４に示すように、参考例１のＡ／Ｄ変換回路４において、入力端子Ｉｉｎに入力されたＡ／Ｄ変換回路４の入力電流に別に電流を重畳する電流源としてのカレントミラー回路１５を設けたものである。
【００３３】
カレントミラー回路１５は、ゲートとドレインとが接続されたＭＯＳＦＥＴからなる入力側トランジスタＱ３と抵抗Ｒ３との直列回路と、ＭＯＳＦＥＴからなる２個の出力側トランジスタＱ１，Ｑ２と、２個のアナログスイッチＳ１，Ｓ２とにより構成される。電源端子ＶＤＤには上記直列回路の入力側トランジスタＱ３のソースが接続されるとともに外部からの電流が供給される。入力側トランジスタＱ３のゲートはアナログスイッチＳ１を介して出力側トランジスタＱ１のゲートに接続され、出力側トランジスタＱ１のゲートはアナログスイッチＳ２を介して出力側トランジスタＱ２のゲートに接続される。各出力側トランジスタＱ１，Ｑ２のソースは電源端子ＶＤＤにそれぞれ接続され、ドレインはオペアンプＡ２の反転入力端にそれぞれ接続される。
【００３４】
上述した構成によって、カレントミラー回路１５では、各出力側トランジスタＱ１，Ｑ２に流れる電流がＡ／Ｄ変換回路４の入力電流に重畳され、各アナログスイッチＳ１，Ｓ２のオンオフの組み合わせによって各出力側トランジスタＱ１，Ｑ２に流れる電流つまりＡ／Ｄ変換回路４の入力電流に重畳される電流の大きさを変化させることができる。したがって、本参考例では、各アナログスイッチＳ１，Ｓ２のオンオフの組み合わせによりカレントミラー回路１５でＡ／Ｄ変換回路４の入力電流に重畳される電流の大きさを変化させることによって、Ａ／Ｄ変換回路４の入力電流の変動分に対するデジタル値の変動分であるＡ／Ｄ変換回路４の分解能を切り換えることができる。
【００３５】
ところで、図５に示すように、図８に示した従来例のＡ／Ｄ変換回路４において、Ｖ／Ｉ変換回路１０のオペアンプＡ３の出力端とオペアンプＡ２の反転入力端との間にアナログスイッチＳ１と抵抗Ｒ１との直列回路とアナログスイッチＳ２と抵抗Ｒ２との直列回路とを並列に挿入し、各アナログスイッチＳ１，Ｓ２のオンオフの組み合わせによってオペアンプＡ２に入力される電流の大きさを変化させることによりＡ／Ｄ変換回路４の分解能を切り換えることが考えられる。しかしながら、図５に示す構成では、抵抗Ｒ１，Ｒ２などの回路定数のバラツキの影響が大きく、高精度な分解能の切換が困難である。これに対して、本参考例では、カレントミラー回路１５を設けることにより、図５に示す構成よりも回路定数のバラツキの影響が小さくなり、高精度な分解能の切換が可能になる。
【００３６】
（実施形態１）
本実施形態は、図６に示すように、参考例１のオフセット補正用Ｄ／Ａ変換回路８およびスパン補正用Ｄ／Ａ変換回路９に代えて、１つのＲ−２Ｒラダー抵抗網３０と２つのＩ／Ｖ変換回路２１，２２とを設け、切換手段３５によってＲ−２Ｒラダー抵抗網３０に各Ｉ／Ｖ変換回路２１，２２のいずれか一方を切り換えて接続するようにしたものである。
【００３７】
Ｒ−２Ｒラダー抵抗網３０は、Ｒと２Ｒとの２種類の抵抗を利用した周知のものであり、制御回路７（図１参照）から出力されたオフセット補正用およびスパン補正量のデジタル値を電流に変換する。各Ｉ／Ｖ変換回路２１，２２は、Ｒ−２Ｒラダー抵抗網３０により電流に変換されたオフセット補正量およびスパン補正量をそれぞれ電圧に変換して出力し、各Ｉ／Ｖ変換回路２１，２２の出力がそれぞれオフセット補正用Ｄ／Ａ変換回路８の出力およびスパン補正用Ｄ／Ａ変換回路９の出力として用いられる。
【００３８】
切換手段３５は、２個のアナログスイッチＳ７，Ｓ８と反転回路ＩＮＶとにより構成される。アナログスイッチＳ７はＲ−２Ｒラダー抵抗網３０とＩ／Ｖ変換回路２１との間に挿入され、アナログスイッチＳ８はＲ−２Ｒラダー抵抗網３０とＩ／Ｖ変換回路２２との間に挿入される。また、制御回路７からＲ−２Ｒラダー抵抗網３０に接続するＩ／Ｖ変換回路を切り換えるための切換信号が出力され、この切換信号がアナログスイッチＳ７に入力されるとともに、反転回路ＩＮＶにより反転されてアナログスイッチＳ８に入力される。その結果、切換信号により各アナログスイッチＳ７，Ｓ８が互い違いにオンオフされ、Ｒ−２Ｒラダー抵抗網３０に各Ｉ／Ｖ変換回路２１，２２のいずれか一方が接続される。
【００３９】
オフセット補正量をＩ／Ｖ変換回路２１から出力するときには、制御回路７はＲ−２Ｒラダー抵抗網３０にＩ／Ｖ変換回路２１を接続するように切換信号を出力し、オフセット補正量をメモリ６（図１参照）から読み出しデジタル値として出力する。このオフセット補正量のデジタル値がＲ−２Ｒラダー抵抗網３０で電流に変換された後、Ｉ／Ｖ変換回路２１で電圧に変換されてオフセット補正量が出力される。
【００４０】
一方、スパン補正量をＩ／Ｖ変換回路２２から出力するときには、制御回路７はＲ−２Ｒラダー抵抗網３０にＩ／Ｖ変換回路２２を接続するように切換信号を出力しスパン補正量をメモリ６から読み出して、オフセット補正量を出力するときと同様にスパン補正量が出力される。なお、参考例１においてオフセット補正用Ｄ／Ａ変換回路８およびスパン補正用Ｄ／Ａ変換回路９の動作タイミングは異なるので、本実施形態の構成を採用することが可能である。
【００４１】
ところで、図７に示すように、参考例１のオフセット補正用Ｄ／Ａ変換回路８はＲ−２Ｒラダー抵抗網３１とＩ／Ｖ変換回路２１とにより構成され、スパン補正用Ｄ／Ａ変換回路９はＲ−２Ｒラダー抵抗網３２とＩ／Ｖ変換回路２２とにより構成されている。これに対して、本実施形態では、１つのＲ−２Ｒラダー抵抗網３０をオフセット補正用とスパン補正用とに共用することができるので、図７に示す構成よりも回路構成が簡単になり、低コスト化を図ることができる。
【００４２】
【発明の効果】
請求項１の発明は、アナログ出力が得られ環境温度に応じて出力のオフセットおよび感度が変動する圧力センサと、圧力センサの環境温度を検出する感温回路と、感温回路により検出された環境温度に応じてオフセットと感度との補正量をデジタル値で指示する制御回路と、制御回路から出力されたオフセットと感度との補正量を電流値に変換するＲ−２Ｒラダー抵抗網と、Ｒ−２Ｒラダー抵抗網から出力されるオフセットと感度との補正量に対応した電流をそれぞれ電圧に変換する第１のＩ／Ｖ変換回路および第２のＩ／Ｖ変換回路と、上記Ｒ−２Ｒラダー抵抗網に上記第１および第２のＩ／Ｖ変換回路のいずれか一方を選択的に接続する切換手段と、圧力センサの出力に第１のＩ／Ｖ変換回路の出力電圧によるオフセット補正を施した電圧を電流に変換する第１のＶ／Ｉ変換回路と、第２のＩ／Ｖ変換回路の出力電圧を電流に変換する第２のＶ／Ｉ変換回路と、第２のＶ／Ｉ変換回路の出力電流を基準として第１のＶ／Ｉ変換回路の出力電流をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換回路とを具備し、圧力センサによる検出圧力をデジタル値として出力し、第１および第２のＶ／Ｉ変換回路をＡ／Ｄ変換回路と別に設け、第１および第２のＶ／Ｉ変換回路の入力電圧範囲を別々に設定するものであり、第１および第２のＶ／Ｉ変換回路をＡ／Ｄ変換回路と別に設けることにより、第１および第２のＶ／Ｉ変換回路をオフセット補正用およびスパン補正用にそれぞれ用い、第１および第２のＶ／Ｉ変換回路の入力電圧範囲を別々に設定することができる。その結果、第１のＶ／Ｉ変換回路の入力電圧範囲を広くとることにより圧力センサの出力電圧範囲を広くとることができるので、圧力センサの特性が変化した場合でも大幅な回路変更を必要とせずに温度補償を行うことができる。また、第１および第２のＶ／Ｉ変換回路をＡ／Ｄ変換回路と別に設けることにより、圧力センサの出力電圧範囲を広くとるためにＡ／Ｄ変換回路の電源電圧を高くしてＡ／Ｄ変換回路の入力電圧範囲を広くする必要がなくなるので、Ａ／Ｄ変換回路の内部にＶ／Ｉ変換回路を設けた構成よりもＡ／Ｄ変換回路の低電圧化を図ることができ、しかも、Ａ／Ｄ変換回路の部品点数を削減することができ、低コスト化を図ることができる。さらにまた、切換手段によって第１および第２のＩ／Ｖ変換回路のいずれか一方がＲ−２Ｒラダー抵抗網に接続され、１つのＲ−２Ｒラダー抵抗網がオフセット補正用とスパン補正用とに共用されるので、オフセット補正用とスパン補正用とにそれぞれ別々のＲ−２Ｒラダー抵抗網を設ける必要がなく、回路構成が簡単になり、低コスト化を図ることができる。
【００４５】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、Ａ／Ｄ変換回路への入力電流の範囲を決める基準電圧を可変としたものであり、圧力センサの出力電圧範囲に応じた基準電圧を設定することができ、見掛け上Ａ／Ｄ変換回路の入力ダイナミックレンジを広げたことになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の参考例１のブロック図である。
【図２】  （ａ）は同上のオフセット補正前の積分波形図、（ｂ）は同上のオフセット補正後の積分波形図である。
【図３】  （ａ）は同上のスパン補正前の積分波形図、（ｂ）は同上のスパン補正後の積分波形図である。
【図４】  本発明の参考例２の回路図である。
【図５】  同上の比較例の回路図である。
【図６】  本発明の実施形態１のブロック図である。
【図７】  同上の比較例のブロック図である。
【図８】  従来例のブロック図である。
【符号の説明】
１  圧力センサ
２  感温回路
３  増幅回路
４  Ａ／Ｄ変換回路
７  制御回路
８  オフセット補正用Ｄ／Ａ変換回路
９  スパン補正用Ｄ／Ａ変換回路
１１，１２  Ｖ／Ｉ変換回路
１５  カレントミラー回路
２１，２２  Ｉ／Ｖ変換回路
３０  Ｒ−２Ｒラダー抵抗網
３５  切換手段
ＡＧＮＤ  基準電圧
Ｑ１，Ｑ２  出力側トランジスタ
Ｓ１，Ｓ２  アナログスイッチ
【図１】
0004178663.tif 000002
【図２】
0004178663.tif 000003
【図３】
0004178663.tif 000004
【図４】
0004178663.tif 000005
【図５】
0004178663.tif 000006
【図６】
0004178663.tif 000007
【図７】
0004178663.tif 000008
【図８】
0004178663.tif 000009