特許 7548423 センサ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-02

(45)【発行日】2024-09-10

(54)【発明の名称】センサ装置

(51)【国際特許分類】

   G01R 15/20 20060101AFI20240903BHJP

   G01R 35/00 20060101ALI20240903BHJP

   G01R 33/09 20060101ALI20240903BHJP

   G01R 33/02 20060101ALI20240903BHJP

【ＦＩ】

G01R15/20 B

G01R35/00 M

G01R33/09

G01R33/02 X

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2023520949

(86)(22)【出願日】2022-04-21

(86)【国際出願番号】 JP2022018493

(87)【国際公開番号】W WO2022239621

(87)【国際公開日】2022-11-17

【審査請求日】2023-09-25

(31)【優先権主張番号】P 2021082737

(32)【優先日】2021-05-14

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006231

【氏名又は名称】株式会社村田製作所

(74)【代理人】

【識別番号】240000327

【弁護士】

【氏名又は名称】弁護士法人クレオ国際法律特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】高▲瀬▼ 恭英

【審査官】永井 皓喜

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－１７７００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１６６８９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／１４６６５６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００２－１４８１３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００６／０２５０１４６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平３－２２５２２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３１０５８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平５－４０８４７（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ １５／２０

Ｇ０１Ｒ ３５／００

Ｇ０１Ｒ ３３／０９

Ｇ０１Ｒ ３３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

検出される物理量に応じて特性が変化するセンサ素子を少なくとも１つ備えるブリッジ回路と、
前記センサ素子の特性変化に応じて前記ブリッジ回路の検出信号出力端から出力されるセンサ検出信号を受信する検出信号受信回路と、
少なくともいずれか一方が状態を維持する時間に温度依存性を持つ第１出力状態と第２出力状態との各出力電圧を所定比で交互に出力する発振回路と、
前記発振回路の出力を平均化して平均化した電圧を前記ブリッジ回路のバイアス端に印加する平均化回路と
を備えるセンサ装置。

【請求項2】

前記発振回路は、
一端が所定の直流電位に接続された容量と、
前記発振回路の出力電圧が前記第１出力状態のときに所定のソース電流を前記容量の他端に注入する第１の制御電流源と、
前記発振回路の出力電圧が前記第２出力状態のときに所定のシンク電流を前記容量の他端から吸い出す第２の制御電流源と、
前記発振回路の出力状態に応じた基準電圧を生成する基準電圧生成回路と、
前記容量の他端の電圧と前記基準電圧生成回路から出力される前記基準電圧とを比較して前記発振回路の出力状態を前記第１出力状態または前記第２出力状態のいずれかに決定する比較回路と
を備えることを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。

【請求項3】

所定の前記ソース電流を調整する温度依存性調整信号が入力される第１の前記制御電流源に設けられる温度依存性調整入力端子、または、所定の前記シンク電流を調整する温度依存性調整信号が入力される第２の前記制御電流源に設けられる温度依存性調整入力端子の少なくとも一方と、
少なくともいずれか一方の前記温度依存性調整信号を記憶する記憶部と
を備えることを特徴とする請求項２に記載のセンサ装置。

【請求項4】

第１レベル電圧および第２レベル電圧を生成する電圧レベル生成回路と、
前記発振回路が出力する前記第１出力状態の出力電圧を前記電圧レベル生成回路が生成する前記第１レベル電圧に変換し、前記発振回路が出力する前記第２出力状態の出力電圧を前記電圧レベル生成回路が生成する前記第２レベル電圧に変換する電圧レベル変換回路と
を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のセンサ装置。

【請求項5】

前記電圧レベル生成回路は、電圧差が電源電圧に比例する前記第１レベル電圧および前記第２レベル電圧を生成することを特徴とする請求項４に記載のセンサ装置。

【請求項6】

前記センサ素子は、磁気感度を持つ抵抗素子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１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、センサ素子を備えるブリッジ回路の感度の温度特性を補償する機能を備えるセンサ装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、この種のセンサ装置としては、例えば、特許文献１に開示されたブリッジ検出回路を備えるものがある。

【0003】

このセンサ装置は、１つの半導体磁気抵抗素子と３つの基準抵抗がブリッジ接続されたブリッジ回路から構成され、ブリッジ回路で検出される検出信号を増幅回路で増幅する。増幅回路で増幅された出力電圧は同期加算回路で一定電源電圧と同期加算されて、ブリッジ回路の電源入力端子に負帰還される。この負帰還によってブリッジ検出回路の感度の直線性が改善される。また、同期加算回路に入力される一定電源電圧が、トランジスタと抵抗によって構成される温度補償回路によって生成されることで、ブリッジ検出回路の感度の直線性補償に併せて温度補償が行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平８－２３３８６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記従来の特許文献１に開示されたセンサ装置では、半導体磁気抵抗素子の温度特性と、温度補償回路を構成するトランジスタの温度特性とが相反する方向に働いて、感度の温度補償が行われる。このため、半導体磁気抵抗素子の温度依存性がトランジスタの温度特性と相反する方向で一致しない場合に、ブリッジ回路の感度の温度補償を行うことは難しい。また、半導体磁気抵抗素子の温度依存性がトランジスタの温度特性と相反する方向で一致する場合でも、温度補償のできる感度範囲は、トランジスタの温度特性で対応できる限られた範囲に限定されてしまう。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、
検出される物理量に応じて特性が変化するセンサ素子を少なくとも１つ備えるブリッジ回路と、
センサ素子の特性変化に応じてブリッジ回路の検出信号出力端から出力されるセンサ検出信号を受信する検出信号受信回路と、
少なくともいずれか一方が状態を維持する時間に温度依存性を持つ第１出力状態と第２出力状態との各出力電圧を所定比で交互に出力する発振回路と、
発振回路の出力を平均化して平均化した電圧をブリッジ回路のバイアス端に印加する平均化回路と
を備えて、センサ装置を構成した。

【0007】

本構成によれば、ブリッジ回路のバイアス端には、発振回路から所定比で出力されて平均化回路によって平均化される、第１出力状態と第２出力状態との各出力電圧の中間電圧が、バイアス電圧として印加される。各出力電圧の第１出力状態と第２出力状態とは少なくともいずれか一方が状態を維持する時間に温度依存性を持つため、このバイアス電圧は、第１出力状態と第２出力状態との時間比を表すデューティ比が、その分数の分母側に温度依存性を持つ。この温度依存性は、例えば、温度をＴ、温度係数をαとすると、１／（１＋αＴ）と表される。したがって、センサ素子が温度に対して１次の温度依存性（１＋αＴ）を持つ場合には、ブリッジ回路のバイアス端に上記のバイアス電圧を印加することで、ブリッジ回路の温度依存性は上記のバイアス電圧が持つ温度依存性によって相殺される。

【0008】

このため、各出力電圧の第１出力状態と第２出力状態との時間比を調整して所定のデューティ比を持つバイアス電圧をブリッジ回路のバイアス端に印加することで、従来のようにトランジスタといった特定の半導体素子の温度特性を利用せずに、ブリッジ回路の感度の温度補償を広い感度範囲にわたって任意に行えるようになる。

【発明の効果】

【0009】

このため、本発明によれば、ブリッジ回路の感度の温度補償を広い感度範囲にわたって任意に行えるセンサ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の第１の実施形態によるセンサ装置の概略構成を示す回路図である。

【図2】第１の実施形態によるセンサ装置を構成する発振回路から出力される発振信号の波形を示すグラフである。

【図3】本発明の第２の実施形態によるセンサ装置の概略構成を示す回路図である。

【図4】本発明の第３の実施形態によるセンサ装置の概略構成を示す回路図である。

【図5】本発明の第４の実施形態によるセンサ装置の概略構成を示す回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

次に、本発明のセンサ装置を実施するための形態について、説明する。

【0012】

図１は、本発明の第１の実施形態によるセンサ装置１Ａの概略構成を示す回路図である。

【0013】

センサ装置１Ａは、ブリッジ回路２、バイアス回路３および検出信号受信回路４から構成される。

【0014】

ブリッジ回路２は、センサを構成し、本実施形態では、４つのセンサ素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４がブリッジ接続されて構成されている。各センサ素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４は、検出する物理量に応じて特性が変化する、例えば、磁気感度を持つ抵抗素子から構成される。これらのセンサ素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４は、同図では抵抗に矢印を付した記号で表され、抵抗値が検出物理量に応じて変化することを示している。このような抵抗素子としては、磁気抵抗効果によって周囲の磁界変化に応じてその電気抵抗値が変化する、ＴＭＲ(トンネル磁気抵抗効果：Tunnel magnetoresistance effect)素子や、ＡＭＲ(異方性磁気抵抗効果：Anisotropic magnetoresistance effect)素子、ホール素子などがある。本実施形態では、ブリッジ回路２が４つのセンサ素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４から構成されている場合について説明するが、ブリッジ回路２は、少なくとも１つのセンサ素子を備えて構成されればよい。

【0015】

センサ素子Ｒ１とセンサ素子Ｒ３との接続点、および、センサ素子Ｒ２とセンサ素子Ｒ４との接続点はそれぞれバイアス端２ａ，２ｂを構成し、バイアス端２ａにはバイアス回路３によってバイアス電圧Ｖbiasが印加され、バイアス端２ｂは接地される。また、センサ素子Ｒ１とセンサ素子Ｒ２との接続点、および、センサ素子Ｒ３とセンサ素子Ｒ４との接続点はそれぞれ検出信号出力端２ｃ，２ｄを構成し、検出信号出力端２ｃ，２ｄにはセンサ素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４で検出される物理量の変化がセンサ検出信号として現れる。各センサ素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の抵抗値は等しく設定されている。

【0016】

検出信号受信回路４は、センサ素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の特性変化に応じてブリッジ回路２の検出信号出力端２ｃ，２ｄから出力されるセンサ検出信号を受信する。検出信号受信回路４は、例えば、検出信号出力端２ｃ，２ｄから出力されるセンサ検出信号を受信して増幅する増幅回路から構成され、センサ検出信号を増幅した検出出力信号を出力する。

【0017】

バイアス回路３は、ブリッジ回路２の作動に要するバイアス電圧Ｖbiasを生成して、ブリッジ回路２を励起する。本実施形態では、バイアス回路３は、発振回路３１と平均化回路３２とから構成され、ブリッジ回路２を励起すると共に、ブリッジ回路２の感度の周囲温度変化による温度変動を相殺して、ブリッジ回路２の感度の温度特性を補償する。

【0018】

発振回路３１は、例えば、図２のグラフに示す波形の発振信号Ｖを出力する。同グラフの横軸は時間ｔ、縦軸は発振回路３１の出力電圧Ｖを表す。発振信号Ｖは、第１出力状態の出力電圧Ｖref1と第２出力状態の出力電圧Ｖref2とが、所定比で交互に繰り返す波形を持っている。出力電圧Ｖref1の第１出力状態の継続時間と、出力電圧Ｖref2の第２出力状態の継続時間との少なくともいずれか一方は温度依存性を持つ。発振信号Ｖのデューティ比Ｄは、第１出力状態の出力電圧Ｖref1の継続時間をｔ１、第２出力状態の出力電圧Ｖref2の継続時間をｔ２とすると、次の（１）式に表される。
Ｄ＝ｔ２／（ｔ１＋ｔ２） …（１）

【0019】

平均化回路３２は、例えばローパスフィルタによって構成され、発振回路３１の出力電圧を平均化して、平均化した電圧をバイアス電圧Ｖbiasとしてブリッジ回路２のバイアス端２ａに印加する。

【0020】

このような本実施形態によるセンサ装置１Ａによれば、ブリッジ回路２のバイアス端２ａには、発振回路３１から所定比で出力されて平均化回路３２によって平均化される、第１出力状態と第２出力状態との各出力電圧Ｖref1，Ｖref2の中間の電圧が、バイアス電圧Ｖbiasとして印加される。各出力電圧Ｖref1，Ｖref2の第１出力状態と第２出力状態とは少なくともいずれか一方が状態を維持する時間に温度依存性を持つため、このバイアス電圧Ｖbiasは、第１出力状態と第２出力状態との時間比を（１）式のように表すデューティ比Ｄに比例し、その分数の分母側に温度依存性を持つ。この温度依存性は、例えば、温度をＴ、温度係数をαとすると、１／（１＋αＴ）と表される。

【0021】

したがって、センサ素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４が温度に対して１次の温度依存性（１＋αＴ）を持つ場合には、ブリッジ回路２のバイアス端２ａに上記のバイアス電圧Ｖbiasを印加することで、ブリッジ回路２の検出信号出力端２ｃ，２ｄに現れるセンサ検出信号の温度依存性Ｓ、つまり、ブリッジ回路２の感度の温度依存性Ｓは、次の（２）式に表されるように、バイアス電圧Ｖbiasが持つ温度依存性１／（１＋αＴ）によって相殺される。
Ｓ＝{１／（１＋αＴ）}×（１＋αＴ）＝１ …（２）

【0022】

このため、本実施形態のセンサ装置１Ａによれば、各出力電圧Ｖref1，Ｖref2の第１出力状態と第２出力状態との時間比を調整して所定のデューティ比Ｄに比例するバイアス電圧Ｖbiasをブリッジ回路２のバイアス端２ａに印加することで、従来のようにトランジスタといった特定の半導体素子の温度特性を利用せずに、ブリッジ回路２の感度の温度補償を広い感度範囲にわたって任意に行えるようになる。

【0023】

図３は、本発明の第２の実施形態によるセンサ装置１Ｂの概略構成を示す回路図である。図３において図１と同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は省略する。

【0024】

第２の実施形態によるセンサ装置１Ｂは、発振回路３１が、容量３１ａ、第１の制御電流源３１ｂ、第２の制御電流源３１ｃ、基準電圧生成回路３１ｄおよび比較回路３１ｅを備えて構成される。その他の構成は第１の実施形態によるセンサ装置１Ａと同様である。

【0025】

容量３１ａは、一端が所定の直流電位に接続され、他端が第１の制御電流源３１ｂおよび第２の制御電流源３１ｃに接続されている。第１の制御電流源３１ｂは、発振回路３１の出力電圧Ｖが電圧Ｖref1で第１出力状態のときに、所定のソース電流Ｉ１を容量３１ａの他端に注入する。第２の制御電流源３１ｃは、発振回路３１の出力電圧Ｖが電圧Ｖref2で第２出力状態のときに、所定のシンク電流Ｉ２を容量３１ａの他端から吸い出す。基準電圧生成回路３１ｄは、発振回路３１の出力状態に応じた基準電圧Ｖａ，Ｖｂを生成する。つまり、基準電圧生成回路３１ｄは、発振回路３１の出力状態が第１出力状態のときに基準電圧Ｖａを生成し、発振回路３１の出力状態が第２出力状態のときに基準電圧Ｖｂを生成する。比較回路３１ｅは、容量３１ａの他端の電圧と基準電圧生成回路３１ｄから出力される基準電圧Ｖａ，Ｖｂとを比較して、発振回路３１の出力状態を第１出力状態または第２出力状態のいずれかに決定する。

【0026】

このような第２の実施形態のセンサ装置１Ｂでは、第１の制御電流源３１ｂおよび第２の制御電流源３１ｃは発振回路３１の出力電圧Ｖで制御されており、発振回路３１の出力が第１出力状態のときには、第１の制御電流源３１ｂにより、容量３１ａの他端にソース電流Ｉ１が注入される。容量３１ａの他端にソース電流Ｉ１が注入されることで、容量３ａの他端の電圧は、時間の経過に伴って上昇する。第１の制御電流源３１ｂによる容量３１ａへのソース電流Ｉ１の注入によって容量３ａの他端の電圧が上昇し、基準電圧生成回路３１ｄが発振回路３１の第１出力状態に応じて生成する基準電圧Ｖａに達すると、比較回路３１ｅによって発振回路３１の出力状態が第２出力状態に遷移する。基準電圧生成回路３１ｄは発振回路３１の出力電圧Ｖで制御されている。

【0027】

発振回路３１の出力状態が第１出力状態から第２出力状態に切り替わると、第２の制御電流源３１ｃにより、容量３１ａの他端からシンク電流Ｉ２が吸い出される。容量３１ａの他端からシンク電流Ｉ２が吸い出されることで、容量３ａの他端の電圧は、時間の経過に伴って下降する。容量３ａの他端の電圧が、この電圧降下により、基準電圧生成回路３１ｄが発振回路３１の第２出力状態に応じて生成する基準電圧Ｖｂに達すると、比較回路３１ｅによって発振回路３１の出力状態が第１出力状態に遷移する。

【0028】

発振回路３１の出力状態は、容量３１ａへの電流注入および容量３１ａからの電流吸出が行われて、上記の動作が繰り返されることで、第１出力状態と第２出力状態とに所定のデューティ比Ｄで交互に切り替わる。したがって、第２の実施形態のセンサ装置１Ｂによれば、簡単な回路構成で、温度に応じた所定のデューティ比Ｄに比例するバイアス電圧Ｖbiasをブリッジ回路２のバイアス端２ａに印加することができる。

【0029】

このデューティ比Ｄは、センサ素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４が例えばＴＭＲ素子である場合、次のようにして算出することができる。ＴＭＲ素子が印加される磁界Ｂに対して出力する電圧Ｖoutは、ＴＭＲ素子に印加される電圧Ｖbiasと、ＴＭＲ素子の磁束感度δとの両方に比例し、次の（３）式に表される。
Ｖout＝δ・Ｖbias・Ｂ …（３）

【0030】

また、磁束感度δが１次の温度係数Ｔc1[ppm/K]を持つ場合、ＴＭＲ素子の温度変動を相殺して温度依存性のない出力電圧ＶoutをＴＭＲ素子から得るには、ＴＭＲ素子に印加される電圧Ｖbiasが、次の（４）式に温度Ｔを関数として表される温度依存性を持つ電圧Ｖbias（Ｔ）であればよい。ここで、電圧Ｖ0はＴＭＲ素子に印加される電圧Ｖbiasの室温での値である。
Ｖbias（Ｔ）＝{１／（１＋Ｔc1）}×Ｖ0 …（４）

【0031】

また、ソース電流Ｉ１およびシンク電流Ｉ２で容量３１ａを充放電することで、発振回路３１から図２に示す波形で出力される発振信号Ｖの、第１出力状態の時間ｔ１は次の（５）式、第２出力状態の時間ｔ２は次の（６）式に表される。ここで、Ｃ0は容量３１ａの容量値、τcdは比較回路３１ｅにおける比較遅延時間である。
ｔ１＝{Ｃ0（Ｖref2－Ｖref1）／Ｉ１}＋τcd …（５）
ｔ２＝{Ｃ0（Ｖref2－Ｖref1）／Ｉ２}＋τcd …（６）

【0032】

したがって、発振回路３１から図２に示すように出力される発振信号Ｖのデューティ比Ｄは、（１）式から次の（７）式によって算出される。
Ｄ＝ｔ２／（ｔ１＋ｔ２）
＝[１＋｛τcd・Ｉ２／Ｃ0（Ｖref2－Ｖref1）｝]／[１＋Ｉ２／Ｉ１＋｛２τcd・Ｉ２／Ｃ0（Ｖref2－Ｖref1）｝] …（７）

【0033】

ここで、簡単のため、比較回路３１ｅにおける比較遅延時間τcdは十分小さいものとして０とすると、デューティ比Ｄは次の（８）式に表される。
Ｄ＝１／（１＋Ｉ２／Ｉ１） …（８）

【0034】

このデューティ比Ｄの発振信号Ｖを平均化回路３２で平均化することで、デューティ比Ｄに比例したバイアス電圧Ｖbiasが得られる。（８）式において、シンク電流Ｉ２が温度に比例する電流であって第２の出力電圧Ｖref2の第２出力状態が温度依存性を持ち、ソース電流Ｉ１が温度依存性が無い電流であって第１の出力電圧Ｖref1の第１出力状態が温度依存性を持たない場合、デューティ比Ｄは、その分数の分母側に温度依存性１／（１＋αＴ）を持つことになる。したがって、センサ素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４が温度に対して持つ１次の温度依存性（１＋αＴ）、つまり、ブリッジ回路２の感度の温度依存性Ｓは、上述の（２）式に表されるように、バイアス電圧Ｖbiasが持つ温度依存性１／（１＋αＴ）によって相殺される。

【0035】

したがって、第２の実施形態のセンサ装置１Ｂによっても、第１の実施形態によるセンサ装置１Ａと同様な作用効果が奏され、従来のようにトランジスタといった特定の半導体素子の温度特性を利用せずに、ブリッジ回路２の感度の温度補償を広い感度範囲にわたって精度良くしかも簡単な回路構成で行えるようになる。

【0036】

図４は、本発明の第３の実施形態によるセンサ装置１Ｃの概略構成を示す回路図である。図４において図３と同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は省略する。

【0037】

第３の実施形態によるセンサ装置１Ｃは、第２の制御電流源３１ｃに温度依存性調整入力端子３１ｆが設けられ、バイアス回路３が記憶部３３を備える。その他の構成は第２の実施形態によるセンサ装置１Ｂと同様である。第２の制御電流源３１ｃに設けられた温度依存性調整入力端子３１ｆには、シンク電流Ｉ２を調整する温度依存性調整信号Ｒが入力される。記憶部３３はこの温度依存性調整信号Ｒを記憶する。

【0038】

第３の実施形態のセンサ装置１Ｃによれば、第２の制御電流源３１ｃに設けられる温度依存性調整入力端子３１ｆに記憶部３３から入力する温度依存性調整信号Ｒを、ブリッジ回路２の個体のバラツキに応じたものにすることができる。温度依存性調整入力端子３１ｆに入力する温度依存性調整信号Ｒをブリッジ回路２の個体のバラツキに応じたものにすることで、第２の制御電流源３１ｃによって容量３１ａから吸い出されるシンク電流Ｉ２は、個体のバラツキを相殺する値に設定される。これにより、第２出力状態の継続時間ｔ２の温度依存性が調整されて、発振信号Ｖのデューティ比Ｄが個体バラツキを含んだ温度依存性を相殺するデューティ比に調整される。

【0039】

したがって、第３の実施形態のセンサ装置１Ｃによれば、温度および個体のバラツキに応じたバイアス電圧Ｖbiasをブリッジ回路２のバイアス端２ａに印加することができる。このため、第３の実施形態のセンサ装置１Ｃによっても、第１の実施形態によるセンサ装置１Ａと同様な作用効果が奏され、従来のようにトランジスタといった特定の半導体素子の温度特性を利用せずに、ブリッジ回路２の感度の温度補償を広い感度範囲にわたって任意にしかも簡単な回路構成でかつ精度良く行えるようになる。

【0040】

なお、上記の第３の実施形態では、第２の制御電流源３１ｃに温度依存性調整入力端子３１ｆが設けられ、記憶部３３が、その温度依存性調整入力端子３１ｆに入力する温度依存性調整信号Ｒを記憶するように構成した。しかし、温度依存性調整入力端子３１ｆは、所定のソース電流Ｉ１を調整する温度依存性調整信号Ｒが入力される第１の制御電流源３１ｂ、または、所定のシンク電流Ｉ２を調整する温度依存性調整信号Ｒが入力される第２の制御電流源３１ｃの少なくとも一方に設けられればよい。また、記憶部３３は、少なくともいずれか一方の温度依存性調整信号Ｒを記憶すればよい。

【0041】

このような変形例の構成では、第１の制御電流源３１ｂに設けられる温度依存性調整入力端子３１ｆ、または、第２の制御電流源３１ｃに設けられる温度依存性調整入力端子３１ｆに記憶部３３から入力する温度依存性調整信号Ｒを、ブリッジ回路２の個体のバラツキに応じたものにすることができる。各温度依存性調整入力端子３１ｆに入力する温度依存性調整信号Ｒをブリッジ回路２の個体のバラツキに応じたものにすることで、ソース電流Ｉ１、または、シンク電流Ｉ２が、ブリッジ回路２の個体のバラツキを相殺するように設定される。これにより、第１出力状態または第２出力状態の継続時間ｔ１またはｔ２が調整されて、バイアス電圧Ｖbiasの温度依存性がブリッジ回路２の個体のバラツキを相殺するように調整される。

【0042】

このため、この変形例によっても、第３の実施形態によるセンサ装置１Ｃと同様な作用効果が奏され、ブリッジ回路２の感度の温度補償を広い感度範囲にわたって任意にしかも簡単な回路構成でかつ精度良く行えるようになる。

【0043】

図５は、本発明の第４の実施形態によるセンサ装置１Ｄの概略構成を示す回路図である。図５において図４と同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は省略する。

【0044】

第４の実施形態によるセンサ装置１Ｄは、バイアス回路３が、電圧レベル生成回路３４と電圧レベル変換回路３５とを備える。その他の構成は第３の実施形態によるセンサ装置１Ｃと同様である。電圧レベル生成回路３４は、第１レベル電圧Ｖ１、および、第１レベル電圧Ｖ１より電圧レベルの高い第２レベル電圧Ｖ２を生成する。電圧レベル変換回路３５は、発振回路３１が出力する第１出力状態の出力電圧Ｖref1を電圧レベル生成回路３４が生成する第１レベル電圧Ｖ１に変換し、発振回路３１が出力する第２出力状態の出力電圧Ｖref2を電圧レベル生成回路３４が生成する第２レベル電圧Ｖ２に変換する。

【0045】

第４の実施形態のセンサ装置１Ｄによれば、発振回路３１が出力する第１出力状態および第２出力状態の各出力電圧Ｖref1およびＶref2は、電圧レベル変換回路３５により、電圧レベル生成回路３４が生成する第１レベル電圧Ｖ１および第２レベル電圧Ｖ２に変換される。したがって、ブリッジ回路２のバイアス端２ａに印加されるバイアス電圧Ｖbiasの大きさは、第１レベル電圧Ｖ１および第２レベル電圧Ｖ２間の電圧差（＝Ｖ２－Ｖ１）に比例したものとなる。このため、ブリッジ回路２の検出信号出力端２ｃ，２ｄから出力されるセンサ検出信号、すなわち、ブリッジ回路２の感度の大きさも、第１レベル電圧Ｖ１および第２レベル電圧Ｖ２間の電圧差に比例したものとなる。

【0046】

このため、第４の実施形態のセンサ装置１Ｄによれば、ブリッジ回路２の感度の温度補償を広い感度範囲にわたって任意にしかも簡単な回路でかつ精度良く行えると共に、ブリッジ回路２の感度の大きさを、電圧レベル生成回路３４が生成する第１レベル電圧Ｖ１および第２レベル電圧Ｖ２間の電圧差に比例したものとすることができる。

【0047】

上記の第４の実施形態において、電圧差が電源電圧ＶDDに比例する第１レベル電圧Ｖ１および第２レベル電圧Ｖ２を電圧レベル生成回路３４が生成するように構成することで、平均化回路３２から出力されるバイアス電圧Ｖbiasは、発振回路３１から出力される発振信号Ｖのデューティ比Ｄが（８）式に示される場合、次の（９）式で表される。
Ｖbias＝ＶDD／（１＋Ｉ２／Ｉ１） …（９）

【0048】

このため、この変形例によれば、ブリッジ回路２の感度の大きさは、電源電圧ＶDDに比例したものとなる。このため、電源電圧ＶDDの変動に比例するレシオメトリックなブリッジ感度が得られるセンサ装置１Ｄを提供することができる。

【符号の説明】

【0049】

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ…センサ装置
２…ブリッジ回路
２ａ，２ｂ…バイアス端
２ｃ，２ｄ…検出信号出力端
３…バイアス回路
４…検出信号受信回路
３１…発振回路
３１ａ…容量
３１ｂ…第１の制御電流源
３１ｃ…第２の制御電流源
３１ｄ…基準電圧生成回路
３１ｅ…比較回路
３１ｆ…温度依存性調整入力端子
３２…平均化回路
３３…記憶部
３４…電圧レベル生成回路
３５…電圧レベル変換回路
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４…センサ素子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】