JP3603987B2

JP3603987B2 - Input interface, amplifier circuit and gas detector

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Publication number: JP3603987B2
Application number: JP24822198A
Authority: JP
Inventors: 勝松野
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1998-09-02
Filing date: 1998-09-02
Publication date: 2004-12-22
Anticipated expiration: 2018-09-02
Also published as: JP2000074867A

Description

【発明の属する技術分野】
本発明は、インタフェースに関し、特に、入力信号にオフセット電圧を加算して入力信号のレベルシフトを行う入力インタフェースに関する。
【０００１】
また本発明は、増幅回路に関し、特に、入力信号を所定倍率で信号増幅する増幅手段を有する増幅回路に関する。
【０００２】
また本発明は、ガス装置に関し、特に、ガスセンサの出力信号を所定レベルの出力信号に変換するガス検出装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】
図３は、従来の入力インタフェース及び増幅回路及びガス検出装置を説明するための回路図である。
【０００４】
従来この種の入力インタフェース、増幅回路及びガス検出装置としては、例えば、図３に示すようなものがある。
【０００５】
演算増幅器３の非反転入力端子に接続されている演算基準電位生成回路４が生成する演算基準電位ｖ４から大きく離れた被演算信号ｖ１を反転入力端子に入力して信号増幅する場合、図３に示すように、演算増幅器３における信号増幅後の演算増幅器３からの出力電圧が演算増幅器３の出力応動範囲（ダイナミックレンジ）内に収まるように被演算信号ｖ１を所定オフセット電位分だけシフトさせてオフセット電圧を吸収させるオフセット調整を被演算信号ｖ１に対して行った後、この被演算信号ｖ１を演算増幅器３に入力して信号増幅する回路構成が用いられていた。
【０００６】
更に、被演算信号ｖ１の基準信号電圧からのばらつきが前述のオフセット電圧と同時に存在する場合、図３に示すように、前述のオフセット調整と被演算信号ｖ１の基準信号電圧からのばらつきの調整の両方を単一のボリュームＶ_Ｒを共通に用いて調整する回路構成が用いられていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の入力インタフェース、増幅回路及びガス検出装置では、ボリュームＶ_Ｒを用いて調整しなければならない電圧範囲が大きくなってしまい、ボリュームＶ_Ｒの単位回転角当たりの調整電圧分解能が大きくなってしまい、その結果、前述のオフセット調整における分解能低下を引き起こしてしまうという問題点があった。
【０００８】
例えば、演算基準電位v4＝１．２Ｖ、オフセット電圧±ばらつき電圧以外の信号成分を含まない無信号時の入力信号である被演算信号ｖ1＝０．６±０．０６Ｖ（オフセット電圧±信号源１のばらつきによるばらつき電圧）、抵抗素子ｒ₁＝１０ｋΩとすると、抵抗素子ｒ₁₍＝１０ｋΩ）には、オフセットとばらつきに起因して、オフセット電流成分ｉ₁＝６０μＡ（＝（演算基準電位v4−被演算信号ｖ1）／ｒ₁＝（１．２−０．６）／１０ｋΩ）と、ばらつき電流成分ｉ₂＝６μＡ（＝０．０６／ｒ₁）とを合算した電流iが流れている。そこで、この電流に相当する大きさの電流を、電圧源２の発生する電圧ｖ２（＝２．４Ｖ）をボリュームＶ_Rにより調整し抵抗ｒ２を介して流すようにすると、抵抗ｒ１を通じて流れる電流の全てが抵抗２を介して供給されるようになる。このことによって、抵抗ｒ３を通じて流れる電流が無くなるので、演算増幅器３の出力に、反転入力の演算基準電圧に等しい電圧１．２ｖが出現されるようになる。要するに、ボリュームＶ _R により、オフセットとバラツキの両調整が同時に行われていた。
【０００９】
このとき、ボリュームＶ_Rの全回転角＝２６０度とし、半分の回転数（＝１３０度）で前述のばらつき調整やオフセット調整の両方を行うと仮定すると、ボリュームＶ_Rの回転角当たりの分解能＝０．５μＡ（＝６６μＡ／１３０度）となる。これは、信号源１のばらつきに対する補正電流幅６μＡの８．３％に相当し、調整をする上では十分とはいいがたい場合があるという問題点があった。
【００１０】
本発明は、このような従来の問題点を解決することを課題としており、第１に、ばらつき調整時における調整用可変抵抗素子の単位回転角当たりの調整電圧幅を小さくして調整分解能の向上を図り、同時に、簡便化か色校正のばらつき調整用可変抵抗素子を用いて被演算信号のばらつき調整時の調整精度の向上を図ることを課題としている。
【００１１】
第２に、入力信号を所定倍率で信号増幅するに当たって、入力信号のばらつき調整時における調整用可変抵抗素子の単位回転角当たりの調整電圧幅を小さくして調整分解能の向上を図り、同時に、簡便化か色校正のばらつき調整用可変抵抗素子を用いて被演算信号のばらつき調整時の調整精度の向上を図ることを課題としている。
【００１２】
第３に、ガス濃度信号を入力信号として入力し、入力したガス濃度信号によりガス濃度を検出するため入力信号を所定倍率で信号増幅するに当たって、入力信号のばらつき調整時における調整用可変抵抗素子の単位回転角当たりの調整電圧幅を小さくして調整分解能の向上を図り、同時に、簡便化か色校正のばらつき調整用可変抵抗素子を用いて被演算信号のばらつき調整時の調整精度の向上を図ることを課題としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、信号源２１から入力抵抗素子Ｒ１を介して演算増幅器２３の反転入力に入力される、オフセット電圧と前記信号源のばらつきによるばらつき電圧とを含む入力信号を、非反転入力に印加されている演算基準電圧Ｖ₂₂を基準にして増幅するに当たって、無信号時の前記入力信号が前記反転入力に入力されたとき、前記反転入力にフィードバック抵抗素子Ｒ４を介して接続されている前記演算増幅器の出力に前記演算基準電圧に等しい電圧が出力されるようにオフセット調整及びばらつき調整するインターフェース１０であって、
前記演算基準電圧の倍の大きさの第１基準電圧を発生し出力する第１基準電圧発生手段１２と、
前記第１基準電圧発生手段の出力と前記反転入力との間に接続された第１の固定抵抗素子Ｒ₂と、
前記第１基準電圧発生手段とＧＮＤとの間に接続され、抵抗値の調整によって前記第１基準電圧とＧＮＤ電圧の間で変化する電圧を出力する可変抵抗素子Ｖ_Rと、
前記可変抵抗素子の出力と前記反転入力との間に接続された第２の固定抵抗素子Ｒ₃とを備え、
前記第１の固定抵抗素子が、前記オフセット電圧と前記演算基準電圧との差電圧によって前記反転入力から前記入力抵抗素子を介して前記信号源に流れるオフセット電流Ｉ ₁ に等しい大きさの電流を、前記第１基準電圧と前記演算基準電圧との差電圧に相当する電圧により、前記第１の基準電圧発生手段から前記反転入力に流す値を有し、
前記第２の固定抵抗が、前記オフセット電圧に重畳した最大のばらつき電圧と前記演算基準電圧との差電圧によって前記反転入力から前記入力抵抗素子を介して前記信号源に前記オフセット電流に重畳して流れる最大のばらつき電流Ｉ ₂ に等しい大きさの電流を、前記可変抵抗素子が出力している前記第１基準電圧に相当する大きさの電圧と前記演算基準電圧との差電圧に相当する電圧により、前記第１基準電圧発生手段から前記反転入力に流す値を有し、
前記可変抵抗素子は、その抵抗値の調整によって、前記信号源から無信号時の入力信号が前記反転入力に入力されている状態で、前記演算増幅器の出力が前記演算基準電圧となるように、前記第２の固定抵抗を介して流す電流の大きさと方向を調整するように構成されている。
【００１４】
請求項１に記載の発明に依れば、無信号時の入力信号が演算増幅器の反転入力に入力されているときに、第１の固定抵抗素子Ｒ ₂ を介してオフセット電流に相当する電流を流すようにその値を設定するとともに、第２の固定抵抗素子Ｒ ₃ を介して流している最大のばらつき電流に相当する電流を流すようにその値を設定し、しかも可変抵抗素子Ｖ _R を実際のばらつき電流の大きさに応じて可変して演算増幅器の出力が演算基準電圧となるように調整しているので、オフセット電圧とばらつき電圧とを含む入力信号が非反転入力に印加されても、オフセット電流及びばらつき電流による電流がフィードバック抵抗素子Ｒ４を通じて流れることがなくなり、演算増幅器の出力に演算基準電圧を基準にして増幅したに等しい電圧が出力されるようにオフセット調整及びばらつき調整が行われる。
したがって、ばらつき調整時におけるばらつき調整素子としての可変抵抗素子Ｖ _R は、最大のばらつき電流に対応する電流を実際のばらつき電流の大きさに応じて減少させる調整のためにのみ使用されるようになり、その単位回転角当たりの調整電圧幅を小さくして調整分解能の向上を図ることができるようになる。更に同時に、簡便な回路構成のばらつき調整素子Ｖ_Rを用いて入力信号のばらつき調整時の調整精度の向上を図ることができるようになる。
【００１５】
すなわち、入力信号の基準信号からのばらつきと前述のオフセット電圧とが同時に存在しオフセット調整と入力信号の基準信号からのばらつきの調整の両方を調整する場合であっても、ばらつき調整素子としての可変抵抗素子Ｖ_Rを用いて調整しなければならない電圧範囲が大きくなってしまうことを回避できるようになり、ばらつき調整素子Ｖ_Rの単位回転角当たりの調整電圧分解能の高精度化を図ることができるようになり、その結果、ばらつき調整における分解能低下を回避できるようになるといった効果を奏する。
【００３１】
請求項２に記載の発明は、演算増幅器２３を有し、該演算増幅器の反転入力に信号源から入力抵抗素子を介して入力される、オフセット電圧と前記信号源のばらつきによるばらつき電圧とを含む入力信号を、非反転入力に印加されている演算基準電圧を基準にして増幅する増幅回路であって、無信号時の前記入力信号が前記反転入力に入力されたとき、前記反転入力にフィードバック抵抗素子を介して接続されている前記演算増幅器の出力に前記演算基準電圧に等しい電圧が出力されるように調整する請求項１記載の入力インタフェース１０を備えるように構成されている。
【００３２】
請求項２に記載の発明に依れば、請求項１記載のインタフェースの使用によって、演算増幅器の反転入力に入力されるオフセット電圧とばらつき電圧とを含む入力信号を、非反転入力に印加されている演算基準電圧を基準にして増幅する増幅回路として、ばらつき調整時におけるばらつき調整用可変抵抗素子としての可変抵抗素子Ｖ_Rの単位回転角当たりの調整電圧幅を小さくして調整分解能の向上を図ることができるようになる。更に同時に、簡便な回路構成のばらつき調整用可変抵抗素子Ｖ_Rを用いて入力信号のばらつき調整時の調整精度の向上を図ることができるようになる。
【００３３】
すなわち、演算増幅器２３の入力段に入力される入力信号の基準信号からのばらつきと前述のオフセット電圧とが同時に存在しオフセット調整と演算増幅器２３の入力段に入力される入力信号の基準信号からのばらつきの調整の両方を調整する場合であっても、ばらつき調整用可変抵抗素子Ｖ_Rを用いて調整しなければならない電圧範囲が大きくなってしまうことを回避できるようになり、ばらつき調整用可変抵抗素子Ｖ_Rの単位回転角当たりの調整電圧分解能の高精度化を図ることができるようになり、その結果、オフセット調整における分解能低下を回避できるようになるといった効果を奏する。
【００４９】
請求項３に記載の発明は、定電流源３２に接続されガス濃度に応じて電圧が変化するガス濃度信号３３ａを出力するガスセンサ３１Ｂと、該ガスセンサが出力するガス濃度信号に応じた信号を前記入力信号として入力して増幅する請求項２記載の増幅回路２０と、該増幅回路の出力信号を受けてガス濃度の検知を行う演算手段３５とを備えるように構成されている。
【００５０】
請求項３に記載の発明に依れば、請求項２記載の増幅回路２０を使用していることによって、定電流源によって動作するガスセンサが出力するガス濃度信号が無信号状態で含むオフセット電圧と素子ばらつきによって発生するばらつき電圧の両方を調整するとき、ばらつき調整時におけるばらつき調整用可変抵抗素子Ｖ_Rの単位回転角当たりの調整電圧幅を小さくして調整分解能の向上を図ることができるようになる。更に同時に、簡便な回路構成の可変抵抗素子Ｖ_Rを用いてガスセンサ３１Ｂの出力信号のばらつき調整時の調整精度の向上を図ることができるようになる。
【００５１】
すなわち、演算増幅器２３の反転入力端子（−）に入力さればらつき調整用可変抵抗素子Ｖ_Rを介してばらつき補正されたガスセンサ３１Ｂの出力信号に応じた信号に加算された信号を非反転入力端子に入力された演算基準電位に対して差動増幅する際のガスセンサ３１Ｂの出力信号の基準信号からのばらつきと前述のオフセット電圧とが同時に存在しオフセット調整と増幅回路２０の入力段の差動増幅器２３の反転入力端子（−）に入力されるガスセンサ３１Ｂの出力信号に応じた信号の基準信号からのばらつきの調整の両方を調整して差動増幅する場合であっても、可変抵抗素子Ｖ_Rを用いて調整しなければならない電圧範囲が大きくなってしまいうことを回避できるようになり、ばらつき調整用可変抵抗素子Ｖ_Rの単位回転角当たりの調整電圧分解能の高精度化を図ることができるようになり、その結果、オフセット調整における分解能低下を回避できるようになるといった効果を奏する。
【００６９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施形態を説明する。
【００７０】
図１は、本発明の入力インタフェース１０の一実施形態を説明するための回路図である。
【００７１】
図１に示す入力インタフェース１０は、入力インタフェース１０の入力段に入力される入力信号にオフセット電圧を加算して入力信号のレベルシフトを行う回路であって、ばらつき調整素子Ｖ_Rとしてのばらつき調整用可変抵抗素子Ｖ_Rと、第１基準電圧Ｖ₁₂を生成する第１基準電圧発生手段１２と、シフト素子Ｒ₂としての固定シフト抵抗素子Ｒ₂とを中心にして構成されている。ここで、ばらつき調整用可変抵抗素子Ｖ_Rと固定シフト抵抗素子Ｒ₂とが個別に設けられている点に特徴を有している。
【００７２】
図１に示す第１基準電圧Ｖ₁₂（具体的には、２．４ｖ）を生成する第１基準電圧発生手段１２は、接地電位ＧＮＤを基準にして演算基準電圧の倍の大きさの２．４ｖの第１基準電圧Ｖ₁₂を出力できるボルテージレギュレータを用いて実現することが望ましい。
【００７３】
図１に示す固定シフト抵抗素子Ｒ_２は、第１基準電圧Ｖ_１２と接地電位ＧＮＤ間に接続された状態でオフセット電圧を入力信号に加算して入力信号のレベルシフトを行うためのオフセット電圧を生成する機能を有し、具体的には、固定抵抗値を示す固定抵抗素子（カーボン抵抗素子、２０［ＫΩ］）を用いることが望ましい。
【００７４】
これに依り、固定抵抗素子Ｒ₂を介して生成されたオフセット電圧をポテンショメータＶ_Rを介してばらつき補正された入力信号に加算してオフセット調整を行い、ばらつき調整時におけるポテンショメータＶ_Rの単位回転角当たりの調整電圧幅を小さくして調整分解能の向上を図ることができるようになる。このことによって、簡便な回路構成のポテンショメータＶ_Rを用いて入力信号のばらつき調整時の調整精度の向上を図ることができるようになる。
【００７５】
すなわち、入力信号の基準信号からのばらつきと前述のオフセット電圧とが同時に存在しオフセット調整と入力信号の基準信号からのばらつきの調整の両方を調整する場合であっても、ポテンショメータＶ_Rを用いて調整しなければならない電圧範囲が大きくなってしまうことを回避できるようになり、ポテンショメータＶ_Rの単位回転角当たりの調整電圧分解能の高精度化を図ることができるようになり、その結果、オフセット調整における分解能低下を回避できるようになるといった効果を奏する。
【００７６】
図１に示すばらつき調整用可変抵抗素子Ｖ_Rは、第１基準電圧発生手段１２の出力段と接地電位ＧＮＤ間に接続され、可変抵抗素子Ｖ _R により調整された電圧が後述する増幅手段（演算増幅器）２３の入力段との間に設けられ固定抵抗素子Ｒ ₃ を介して信号源２１（信号電圧＝０．６±０．０６Ｖ（ばらつき））の出力段に接続されるだけでなく、第１基準電圧発生手段１２の出力段が固定シフト抵抗素子Ｒ ₂ を介して信号源２１に直接続されている。可変抵抗素子Ｖ _R としては、ポテンショメータＶ_R（全回転角２６０度）を用いることが望ましい。なお、それ程の調整精度が必要でない場合にはポテンショメータＶ_Rに代えてボリュームを用いることも可能である。以下の説明では、ばらつき調整用可変抵抗素子Ｖ_RをポテンショメータＶ_Rで代表することにする。
【００７７】
ポテンショメータＶ_Ｒを用いることにより、固定シフト抵抗素子Ｒ_２を介して生成されたオフセット電圧をポテンショメータＶ_Ｒを介してばらつき補正された入力信号に加算してオフセット調整を行う固定シフト抵抗素子Ｒ_２を用いてオフセット調整時におけるポテンショメータＶ_Ｒの単位回転角当たりの調整電圧幅を小さくして調整分解能の向上を図ることができるようになる。更に同時に、簡便な回路構成のポテンショメータＶ_Ｒを用いて入力信号のばらつき調整時の調整精度の向上を図ることができるようになる。
【００７８】
すなわち、入力信号の基準信号からのばらつきと前述のオフセット電圧とが同時に存在しオフセット調整と入力信号の基準信号からのばらつきの調整の両方を調整する場合であっても、ポテンショメータＶ_Rを用いて調整しなければならない電圧範囲が大きくなってしまうことを回避できるようになり、ポテンショメータＶ_Rの単位回転角当たりの調整電圧分解能の高精度化を図ることができるようになり、その結果、ばらつき調整における分解能低下を回避できるようになるといった効果を奏する。
【００７９】
このような回路構成において、入力インタフェース１０は、固定シフト抵抗素子Ｒ_２を介して生成されたオフセット電圧をポテンショメータＶ_Ｒを介してばらつき補正された入力信号に加算して出力するように動作する。換言すれば、入力インタフェース１０は、固定シフト抵抗素子Ｒ_２を介して生成されたオフセット電圧とポテンショメータＶ_Ｒを介してばらつき補正された入力信号とを次段の入力段に並列に出力することになる。
【００８０】
以上説明したように、入力インタフェース１０に依れば、固定シフト抵抗素子Ｒ₂を介して生成されたオフセット電圧をポテンショメータＶ_Rを介してばらつき補正された入力信号に加算してオフセット調整を行い、ばらつき調整時におけるポテンショメータＶ_Rの単位回転角当たりの調整電圧幅を小さくして調整分解能の向上を図ることができるようになる。更に同時に、簡便な回路構成のポテンショメータＶ_Rを用いて入力信号のばらつき調整時の調整精度の向上を図ることができるようになる。
【００８１】
すなわち、入力信号の基準信号からのばらつきと前述のオフセット電圧とが同時に存在しオフセット調整と入力信号の基準信号からのばらつきの調整の両方を調整する場合であっても、ポテンショメータＶ_Rを用いて調整しなければならない電圧範囲が大きくなってしまうことを回避できるようになり、ポテンショメータＶ_Rの単位回転角当たりの調整電圧分解能の高精度化を図ることができるようになり、その結果、ばらつき調整における分解能低下を回避できるようになるといった効果を奏する。
【００８２】
次に、図面に基づき、増幅回路の一実施形態を説明する。
【００８３】
図１は、前述の入力インタフェース１０を用いた増幅回路２０の一実施形態を説明するための回路図である。
【００８４】
図１に示す増幅回路２０は、前述の入力インタフェース１０を用いた増幅回路であり、入力信号を所定倍率（抵抗素子Ｒ ₁ 及びＲ ₄によって決定できるゲイン）で信号増幅する増幅手段２３、第１基準電圧Ｖ₁₂の半分の電圧である差動基準電位としての演算基準電位Ｖ₂₂を生成する第２基準電圧発生手段２２を有し、入力インタフェース１０から出力されるオフセット電圧とばらつき補正された入力信号とが増幅手段２３の入力段に並列に接続された回路構成となっている。
【００８５】
入力インタフェース１０から出力されるオフセット電圧とばらつき補正された入力信号とが演算増幅器２３の一方の入力端子である反転入力端子（−）に並列に接続された回路構成となっている。
【００８６】
このような回路構成によれば、固定抵抗素子Ｒ₂を介して生成されたオフセット電圧を、演算増幅器２３の入力段に入力されポテンショメータＶ_Rを介してばらつき補正された入力信号に加算してオフセット調整を行い、ばらつき調整時におけるポテンショメータＶ_Rの単位回転角当たりの調整電圧幅を小さくして調整分解能の向上を図ることができるようになる。更に同時に、簡便な回路構成のポテンショメータＶ_Rを用いて入力信号のばらつき調整時の調整精度の向上を図ることができるようになる。
【００８７】
すなわち、演算増幅器２３の入力段に入力される入力信号の基準信号からのばらつきと前述のオフセット電圧とが同時に存在しオフセット調整と演算増幅器２３の入力段に入力される入力信号の基準信号からのばらつきの調整の両方を調整する場合であっても、ポテンショメータＶ_Rを用いて調整しなければならない電圧範囲が大きくなってしまいうことを回避できるようになり、ポテンショメータＶ_Rの単位回転角当たりの調整電圧分解能の高精度化を図ることができるようになり、その結果、ばらつき調整における分解能低下を回避できるようになるといった効果を奏する。
【００８８】
また図１に示す演算増幅器２３は、入力インタフェース１０から出力されるオフセット電圧とばらつき補正された入力信号とが加算された状態で反転入力端子（−）に入力され、この信号を非反転入力端子（＋）に入力されている演算基準電位Ｖ_２２（具体的には、第２基準電圧発生手段２２が出力する１．２Ｖ）に対して差動増幅するような回路構成を有している。
【００８９】
また演算増幅器２３は、入力インタフェース１０から出力されるオフセット電圧とばらつき補正された入力信号とが反転入力端子（−）に入力され、非反転入力端子（＋）に入力された演算基準電位Ｖ_２２を差動基準電位として差動増幅するような回路構成となっている。また演算増幅器２３は、フィードバック抵抗素子（１０［ｋΩ］）は反転入力端子（−）−出力端子間に接続された回路構成となっている。
【００９０】
このような回路構成によれば、固定抵抗素子Ｒ₂を介して生成されたオフセット電圧を、差動増幅器２３の反転入力端子（−）に入力されポテンショメータＶ_Rを介してばらつき補正された入力信号に加算された信号を非反転入力端子（＋）に入力された演算基準電位に対して差動増幅する際に、ばらつき調整時におけるポテンショメータＶ_Rの単位回転角当たりの調整電圧幅を小さくして調整分解能の向上を図ることができるようになる。更に同時に、簡便な回路構成のポテンショメータＶ_Rを用いて入力信号のばらつき調整時の調整精度の向上を図ることができるようになる。
【００９１】
すなわち、演算増幅器２３の反転入力端子（−）に入力されポテンショメータＶ_Rを介してばらつき補正された入力信号に加算された信号を非反転入力端子（＋）に入力された演算基準電位に対して差動増幅する際の入力信号の基準信号からのばらつきと前述のオフセット電圧とが同時に存在しオフセット調整と差動増幅器２３の反転入力端子（−）に入力される入力信号の基準信号からのばらつきの調整の両方を調整して差動増幅する場合であっても、ポテンショメータＶ_Rを用いて調整しなければならない電圧範囲が大きくなってしまうことを回避できるようになり、ポテンショメータＶ_Rの単位回転角当たりの調整電圧分解能の高精度化を図ることができるようになり、その結果、オフセット調整における分解能低下を回避できるようになるといった効果を奏する。
このような回路構成によれば、固定抵抗素子Ｒ₂を介して生成されたオフセット電圧を、演算増幅器２３の入力段に入力されポテンショメータＶ_Rを介してばらつき補正された入力信号に加算された信号を演算基準電位Ｖ₂₂に対して差動増幅する際に、ばらつき調整時におけるポテンショメータＶ_Rの単位回転角当たりの調整電圧幅を小さくして調整分解能の向上を図ることができるようになる。更に同時に、簡便な回路構成のポテンショメータＶ_Rを用いて入力信号のばらつき調整時の調整精度の向上を図ることができるようになる。
【００９２】
すなわち、算増幅器の入力段に入力されポテンショメータＶ_Rを介してばらつき補正された入力信号に加算された信号を演算基準電位Ｖ₂₂に対して差動増幅する際の入力信号の基準信号からのばらつきと前述のオフセット電圧とが同時に存在しオフセット調整と演算増幅器２３の入力段に入力される入力信号の基準信号からのばらつきの調整の両方を調整して差動増幅する場合であっても、ポテンショメータＶ_Rを用いて調整しなければならない電圧範囲が大きくなってしまうことを回避できるようになり、ポテンショメータＶ_Rの単位回転角当たりの調整電圧分解能の高精度化を図ることができるようになり、その結果、ばらつき調整における分解能低下を回避できるようになるといった効果を奏する。
【００９３】
次に、増幅回路２０のオフセット調整精度、ばらつき調整精度を説明する。
【００９４】
例えば、演算基準電位Ｖ₂₂＝１．２Ｖ、被演算信号Ｖ₂₁＝０．６±０．０６Ｖ（オフセット電圧±ばらつき電圧）、抵抗素子R₁＝１０ｋΩとすると、抵抗素子R₁₍＝１０ｋΩ）には、オフセットとばらつきに起因して、オフセット電流成分I₁＝６０μＡ（＝（演算基準電位Ｖ₂₂−被演算信号Ｖ₂₁）／ｒ₁＝（１．２−０．６）／１０ｋΩ）と、ばらつ電流成分I₂＝６μＡ（＝０．０６／ｒ₁＝０．０６／１０ｋΩ）とからなる電流Ｉが流れる。そこで、オフセットに起因する電流I₁を、第１基準電圧発生手段が発生する第１基準電圧と演算基準電圧の差電圧が両端にかかっている固定抵抗素子Ｒ₂を介して流すとともに、ばらつきに起因するばらつき電流I₂を、ポテンショメータＶ_Rにより調整した第１基準電圧と演算基準電圧の差電圧が両端にかかっている固定抵抗素子Ｒ₃を介して流すことによって、演算増幅器２３の出力に、オフセットとばらつきの両調整を同時に行っていた演算基準電圧に等しい電圧１．２ｖを出力させるようにしている。
【００９５】
このとき、ポテンショメータＶ_Rの全回転角＝２６０度とし、半分の回転数（＝１３０度）で前述のばらつき調整を行うと仮定すると、ポテンショメータＶ_Rの回転角当たりの分解能＝０．０４６μＡ（＝６μＡ／１３０度）となる。これは、信号源２１のばらつきに対する補正電流幅６μＡの０．７６６％に相当し、調整をする上では十分な精度であると考えられる。
【００９６】
以上説明したように、増幅回路２０に依れば、固定抵抗素子Ｒ₂を介して生成されたオフセット電圧を、演算増幅器２３の入力段に入力されポテンショメータＶ_Rを介してばらつき補正された入力信号に加算してオフセット調整を行い、ばらつき調整時におけるポテンショメータＶ_Rの単位回転角当たりの調整電圧幅を小さくして調整分解能の向上を図ることができるようになる。更に同時に、簡便な回路構成のポテンショメータＶ_Rを用いて入力信号のばらつき調整時の調整精度の向上を図ることができるようになる。
【００９７】
すなわち、演算増幅器２３の入力段に入力される入力信号の基準信号からのばらつきと前述のオフセット電圧とが同時に存在しオフセット調整と演算増幅器２３の入力段に入力される入力信号の基準信号からのばらつきの調整の両方を調整する場合であっても、ポテンショメータＶ_Rを用いて調整しなければならない電圧範囲が大きくなってしまいうことを回避できるようになり、ポテンショメータＶ_Rの単位回転角当たりの調整電圧分解能の高精度化を図ることができるようになり、その結果、ばらつき調整における分解能低下を回避できるようになるといった効果を奏する。
【００９８】
次に、図面に基づき、ガス検出装置の一実施形態を説明する。
【００９９】
図２は、本発明のガス検出装置３０の一実施形態を説明するための機能ブロック図である。
【０１００】
図２に示すガス検出装置３０は、ガスセンサ３１Ｂの出力信号を所定レベルの出力信号に変換する装置であって、ガスセンサ３１Ｂの出力信号がインタフェースの入力段に入力されている増幅回路２０（図１）を有し、増幅回路２０によって増幅された信号に基づいてガス濃度を検知し、ガス濃度信号３３ａを出力するガス濃度検出手段３３と、温度センサ３１ A の出力信号を所定レベルの出力信号に変換する装置であって、ガスセンサ３１ A の出力信号がインタフェースの入力段である信号源２１に入力されている増幅回路２０（図１）を有し、増幅回路２０によって増幅された信号に基づいて温度を検知し、温度信号３４ａを出力する温度検出手段３４と、定電流Ｉcを生成する定電流源３２と、定電流源３２に接続され測定環境温度に応じた信号を出力する温度検出用センサ３１Ａ（具体的には、サーミスタ、以下の説明では、温度検出用センサ３１Ａをサーミスタ３１Ａで代表することにする）と、定電流源３２に接続されガス濃度に応じた信号を出力するガスセンサ３１Ｂ（具体的には、接触燃焼式ガスセンサ、以下の説明では、ガスセンサ３１Ｂを接触燃焼式ガスセンサ３１Ｂで代表することにする。）と、温度信号３４ａを用いて測定環境温度のガス濃度信号３３ａに対する影響を補償して真のガス濃度を演算し、演算結果のガス濃度に応じて警報信号３５ａを生成する演算手段３５（具体的には、マイクロコンピュータ、以下の説明では、演算手段３５をマイクロコンピュータ３５で代表することにする）と、温度検出手段３４と、警報信号３５ａに応じてガス濃度が所定基準を越えた旨を報知する警報手段３６（具体的には、ブザー）とを中心にして構成されている。
【０１０１】
マイクロコンピュータ３５は、温度検出手段３４からの温度信号３４ａを用いて測定環境温度のガス濃度信号３３ａに対する影響を補償して真のガス濃度を演算し、演算結果のガス濃度に応じて警報信号３５ａを生成するような回路構成となっている。
【０１０２】
このような回路構成によれば、固定抵抗素子Ｒ₂ （図１）を介して生成されたオフセット電圧を、ガス濃度検出手段３３又は温度検出手段３４の入力段に設けられている増幅回路２０（図１）に入力されポテンショメータＶ_Rを介してばらつき補正されたガス濃度信号３３ａ又は温度信号３４ａに加算された信号を非反転入力端子（＋）に入力された演算基準電位に対して差動増幅する際のばらつき調整時におけるポテンショメータＶ_Rの単位回転角当たりの調整電圧幅を小さくして調整分解能の向上を図ることができるようになり、その結果、ガス濃度又は測定環境温度の検出精度や警報精度の向上を図ることができるようになる。更に同時に、簡便な回路構成のポテンショメータＶ_Rを用いてガス濃度信号３３ａ又は温度信号３４ａのばらつき調整時の調整精度の向上を図ることができるようになり、その結果、ガス濃度又は測定環境温度の検出精度や警報精度の向上を図ることができるようになる。
【０１０３】
すなわち、演算増幅器２３に入力されポテンショメータＶ_Rを介してばらつき補正されたガス濃度信号３３ａ又は温度信号３４ａに加算された信号を非反転入力端子（＋）に入力された演算基準電位に対して差動増幅する際のガス濃度信号３３ａ又は温度信号３４ａの基準信号からのばらつきと前述のオフセット電圧とが同時に存在しオフセット調整とガス濃度検出手段３３又は温度検出手段３４の入力段に設けられている増幅回路２０に入力されるガス濃度信号３３ａ又は温度信号３４ａの基準信号からのばらつきの調整の両方を調整して差動増幅する場合であっても、ポテンショメータＶ_Rを用いて調整しなければならない電圧範囲が大きくなってしまうことを回避できるようになり、ポテンショメータＶ_Rの単位回転角当たりの調整電圧分解能の高精度化を図ることができるようになり、その結果、ばらつき調整における分解能低下を回避できるようになり、その結果、ガス濃度又は測定環境温度の検出精度や警報精度の向上を図ることができるようになる。
【０１０４】
ここで、図２に示すサーミスタ３１Ａは接触燃焼式ガスセンサ３１Ｂと同じ温度特性を有し、接触燃焼式ガスセンサ３１Ｂの近傍に設けられている。
【０１０５】
これに依り、サーミスタ３１Ａの温度特性と接触燃焼式ガスセンサ３１Ｂの温度特性を揃えることで、温度変動による接触燃焼式ガスセンサ３１Ｂのガス濃度信号３３ａの温度ドリフトをサーミスタ３１Ａの温度信号３４ａを用いて相殺することができるようになるといった効果を奏する。
【０１０６】
また図２に示すサーミスタ３１Ａと接触燃焼式ガスセンサ３１Ｂとが直列に接続された状態で定電流源３２に接続され、サーミスタ３１Ａと接触燃焼式ガスセンサ３１Ｂとに同じ定電流Ｉｃが供給されるような回路構成となっている。
【０１０７】
このような回路構成によれば、サーミスタ３１Ａと接触燃焼式ガスセンサ３１Ｂとを定電流Ｉｃ動作させることにより、接触燃焼式ガスセンサ３１Ｂのガス濃度信号３３ａやサーミスタ３１Ａの温度信号３４ａの安定化を図ることできるようになるといった効果を奏する。更に、サーミスタ３１Ａと接触燃焼式ガスセンサ３１Ｂとが同じ定電流Ｉｃで駆動されるので、温度変動による接触燃焼式ガスセンサ３１Ｂのガス濃度信号３３ａの温度ドリフトをサーミスタ３１Ａの温度信号３４ａを用いて効果的に相殺することができるようになるといった効果を奏する。
【０１０８】
図２に示すガス濃度検出手段３３は、入力段に増幅回路２０が設けられ、接触燃焼式ガスセンサ３１Ｂからの入力信号が演算増幅器２３の入力段に入力されて所定の信号レベルに変換されるような回路構成となっている。
【０１０９】
ガス濃度検出手段３３に依れば、固定抵抗素子Ｒ₂を介して生成されたオフセット電圧を、増幅回路２０の入力段の演算増幅器２３の反転入力端子（−）に入力されポテンショメータＶ_Rを介してばらつき補正されたガス濃度信号３３ａに加算された信号を非反転入力端子（＋）に入力された演算基準電位に対して差動増幅する際のばらつき調整時におけるポテンショメータＶ_Rの単位回転角当たりの調整電圧幅を小さくして調整分解能の向上を図ることができるようになり、その結果、ガス濃度の検出精度や警報精度の向上を図ることができるようになる。更に同時に、簡便な回路構成のポテンショメータＶ_Rを用いてガス濃度信号３３ａのばらつき調整時の調整精度の向上を図ることができるようになり、その結果、ガス濃度の検出精度や警報精度の向上を図ることができるようになる。
【０１１０】
すなわち、演算増幅器２３の反転入力端子（−）に入力されポテンショメータＶ_Rを介してばらつき補正されたガス濃度信号３３ａに加算された信号を非反転入力端子（＋）に入力された演算基準電位に対して差動増幅する際のガス濃度信号３３ａの基準信号からのばらつきと前述のオフセット電圧とが同時に存在しオフセット調整と増幅回路２０の入力段の演算増幅器２３の反転入力端子（−）に入力されるガス濃度信号３３ａの基準信号からのばらつきの調整の両方を調整して差動増幅する場合であっても、ポテンショメータＶ_Rを用いて調整しなければならない電圧範囲が大きくなってしまうことを回避できるようになり、ポテンショメータＶ_Rの単位回転角当たりの調整電圧分解能の高精度化を図ることができるようになり、その結果、ばらつき調整における分解能低下を回避できるようになり、その結果、ガス濃度の検出精度や警報精度の向上を図ることができるようになる。
【０１１１】
図２に示す温度検出手段３４は、入力段に増幅回路２０が設けられ、サーミスタ３１Ａからの入力信号が演算増幅回路２３の反転入力端子（−）に入力され、所定の信号レベルに変換された温度信号３４ａを出力するような回路構成となっている。
【０１１２】
このような温度検出手段３４によれば、固定抵抗素子Ｒ₂を介して生成されたオフセット電圧を、増幅回路２０の入力段の演算増幅器２３の反転入力端子（−）に入力されポテンショメータＶ_Rを介してばらつき補正された温度信号３４ａに加算された信号を非反転入力端子（＋）に入力された演算器順電位に対して差動増幅する際のばらつき調整時におけるポテンショメータＶ_Rの単位回転角当たりの調整電圧幅を小さくして調整分解能の向上を図ることができるようになり、その結果、ガス濃度の検出精度や警報精度の向上を図ることができるようになる。更に同時に、簡便な回路構成のポテンショメータＶ_Rを用いて温度信号３４ａのばらつき調整時の調整精度の向上を図ることができるようになり、その結果、ガス濃度の検出精度や警報精度の向上を図ることができるようになる。
【０１１３】
すなわち、演算増幅器２３の反転入力端子（−）に入力されポテンショメータＶ_Rを介してばらつき補正された温度信号３４ａに加算された信号を非反転入力端子（＋）に入力された演算基準電位に対して差動増幅する際の温度信号３４ａの基準信号からのばらつきと前述のオフセット電圧とが同時に存在しオフセット調整と増幅回路２０の入力段の演算増幅器２３の反転入力端子（−）に入力される温度信号３４ａの基準信号からのばらつきの調整の両方を調整して差動増幅する場合であっても、ポテンショメータＶ_Rを用いて調整しなければならない電圧範囲が大きくなってしまうことを回避できるようになり、ポテンショメータＶ_Rの単位回転角当たりの調整電圧分解能の高精度化を図ることができるようになり、その結果、ばらつき調整における分解能低下を回避できるようになり、その結果、ガス濃度の検出精度や警報精度の向上を図ることができるようになる。
【０１１４】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明に依れば、入力信号の基準信号からのばらつきと前述のオフセット電圧とが同時に存在しオフセット調整と入力信号の基準信号からのばらつきの調整の両方を調整する場合であっても、ばらつき調整素子を用いて調整しなければならない電圧範囲が大きくなってしまうことを回避できるようになり、ばらつき調整素子の単位回転角当たりの調整電圧分解能の高精度化を図ることができるようになり、その結果、ばらつき調整における分解能低下を回避できるようになるといった効果を奏する。
【０１２５】
請求項２に記載の発明に依れば、増幅手段の入力段に入力される入力信号の基準信号からのばらつきと前述のオフセット電圧とが同時に存在しオフセット調整と増幅手段の入力段に入力される入力信号の基準信号からのばらつきの調整の両方を調整する場合であっても、ばらつき調整用可変抵抗素子を用いて調整しなければならない電圧範囲が大きくなってしまうことを回避できるようになり、ばらつき調整用可変抵抗素子の単位回転角当たりの調整電圧分解能の高精度化を図ることができるようになり、その結果、ばらつき調整における分解能低下を回避できるようになるといった効果を奏する。
【０１３７】
請求項３に記載の発明に依れば、演算増幅器の反転入力端子に入力さればらつき調整用可変抵抗素子を介してばらつき補正されたガスセンサの出力信号に加算された信号を非反転入力端子に入力された演算器順電位に対して差動増幅する際のガスセンサの出力信号の基準信号からのばらつきと前述のオフセット電圧とが同時に存在しオフセット調整と増幅回路の入力段の差動増幅器の反転入力端子に入力されるガスセンサの出力信号の基準信号からのばらつきの調整の両方を調整して差動増幅する場合であっても、ばらつき調整用可変抵抗素子を用いて調整しなければならない電圧範囲が大きくなってしまいうことを回避できるようになり、ばらつき調整用可変抵抗素子の単位回転角当たりの調整電圧分解能の高精度化を図ることができるようになり、その結果、ばらつき調整における分解能低下を回避できるようになるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の入力インタフェース及び増幅回路の一実施形態を説明するための回路図である。
【図２】本発明のガス検出装置の一実施形態を説明するための機能ブロック図である。
【図３】従来の入力インタフェース及び増幅回路及びガス検出装置を説明するための回路図である。
【符号の説明】
１０…入力インタフェース
１２…第１基準電圧発生手段
２０…増幅回路
２２…第２基準電圧発生手段
２３…増幅手段（演算増幅器、差動増幅器）
３０…ガス検出装置
３２…定電流源
３１Ａ…温度検出用センサ
３１Ｂ…ガスセンサ
３３…ガス濃度検出手段
３３ａ…ガス濃度信号
３４…温度検出手段
３４ａ…温度信号
３５…演算手段
３６…警報手段
３６ａ…警報信号
Ｉｃ…定電流
Ｒ_２…シフト素子（固定シフト抵抗素子（固定抵抗素子））
Ｖ_１２…第１基準電圧
Ｖ_２２…演算基準電位
Ｖ_Ｒ…ばらつき調整素子（ばらつき調整用可変抵抗素子（ポテンショメータ））TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an interface, and more particularly, to an input interface that adds an offset voltage to an input signal to shift the level of the input signal.
[0001]
The present invention also relates to an amplifier circuit, and more particularly, to an amplifier circuit having an amplifier for amplifying an input signal at a predetermined magnification.
[0002]
The present invention also relates to a gas device, and more particularly, to a gas detection device that converts an output signal of a gas sensor into an output signal of a predetermined level.
[0003]
[Prior art]
FIG. 3 is a circuit diagram for explaining a conventional input interface, an amplification circuit, and a gas detection device.
[0004]
Conventionally, as this type of input interface, amplifier circuit and gas detector, for example, there is one as shown in FIG.
[0005]
FIG. 3 shows a case where a signal to be operated v1 that is far from the operation reference potential v4 generated by the operation reference potential generation circuit 4 connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 3 is input to the inverting input terminal to amplify the signal. As shown, the operation target signal v1 is shifted by a predetermined offset potential so that the output voltage from the operational amplifier 3 after signal amplification in the operational amplifier 3 falls within the output response range (dynamic range) of the operational amplifier 3. A circuit configuration has been used in which an offset adjustment for absorbing a voltage is performed on a signal v1 to be operated, and the signal v1 is input to an operational amplifier 3 to amplify the signal.
[0006]
Further, when the variation of the operated signal v1 from the reference signal voltage is present at the same time as the offset voltage, as shown in FIG. 3, the offset adjustment and the adjustment of the variation of the operated signal v1 from the reference signal voltage are performed. Both have a single volume V_RIn this case, a circuit configuration is commonly used for adjustment.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional input interface, amplification circuit and gas detection device, the volume V_RThe voltage range that has to be adjusted by using_RHowever, there is a problem that the resolution of the adjustment voltage per unit rotation angle is increased, and as a result, the resolution in the offset adjustment is reduced.
[0008]
For example, the calculation reference potential v4 = 1.2 V,This is an input signal when there is no signal that does not contain signal components other than offset voltage ± variation voltage.Operand signal v1 = 0.6 ± 0.06V (offset voltage ±Due to variation of signal source 1Variation voltage), resistance element r₁= 10 kΩ, the resistance element r_{1 (}= 10 kΩ) due to the offset and variation, the offset current component i₁= 60 μA (= (operation reference potential v4−operated signal v1) / r₁= (1.2−0.6) / 10 kΩ) and the variation current component i_Two= 6 μA (= 0.06 / r₁) Is flowing. Therefore, a current having a magnitude corresponding to this current is represented by a voltage v2 (= 2.4V) generated by the voltage source 2 and a volume V_RAdjusted byWhen the current flows through the resistor r2, all of the current flowing through the resistor r1 is supplied through the resistor 2. As a result, no current flows through the resistor r3, so that a voltage of 1.2 V equal to the inversion input operation reference voltage appears at the output of the operational amplifier 3. In short, volume V _R ByBoth offset and variance adjustments were being made simultaneously.
[0009]
At this time, the volume V_RAnd the above-described variation adjustment and offset adjustment at a half rotation number (= 130 degrees).BothAssuming you do, volume V_R= 0.5 μA (= 66 μA / 130 degrees). This is equivalent to 8.3% of the correction current width of 6 μA for the variation of the signal source 1, and there is a problem that it may not be enough for adjustment.
[0010]
An object of the present invention is to solve such a conventional problem.And variationAt the time of adjustment, the adjustment voltage width per unit rotation angle of the adjustment variable resistance element is reduced to improve the adjustment resolution, and at the same time, simplification or variation in color calibration It is an object to improve the adjustment accuracy at the time of adjustment.
[0011]
Second,In amplifying the input signal by a predetermined magnification, the variation of the input signalAt the time of adjustment, the adjustment voltage width per unit rotation angle of the adjustment variable resistance element is reduced to improve the adjustment resolution, and at the same time, simplification or variation in color calibration It is an object to improve the adjustment accuracy at the time of adjustment.
[0012]
Third, a gas concentration signal is input as an input signal, and the gas concentration is detected based on the input gas concentration signal.In amplifying the input signal by a predetermined magnification, the variation of the input signalAt the time of adjustment, the adjustment voltage width per unit rotation angle of the adjustment variable resistance element is reduced to improve the adjustment resolution, and at the same time, simplification or variation in color calibration It is an object to improve the adjustment accuracy at the time of adjustment.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 isFrom the signal source 21 via the input resistance element R1Input to the inverting input of the operational amplifier 23Oh, ohOffset voltage andDue to the variation of the signal sourceThe input signal including the variation voltage is calculated by the calculation reference voltage V applied to the non-inverting input._{twenty two}When amplifying based onWhen the input signal at the time of no signal is input to the inverting input, a voltage equal to the operation reference voltage is output to the output of the operational amplifier connected to the inverting input via a feedback resistor R4. Offset adjustment and variationAn interface 10 for adjusting,
Twice as large as the calculation reference voltageFirst reference voltage generating means 12 for generating and outputting a first reference voltage;
Connected between the output of the first reference voltage generating means and the inverting input.First fixed resistance element R_TwoWhen,
PreviousThe first reference voltage generating means is connected between the first reference voltage generating means and GND, and outputs a voltage that changes between the first reference voltage and the GND voltage by adjusting a resistance value.Variable resistance element V_RWhen,
Connected between the output of the variable resistance element and the inverting inputSecond fixed resistance element R_ThreeWith
An offset current I flowing from the inverting input to the signal source through the input resistance element through the first fixed resistance element through a difference voltage between the offset voltage and the operation reference voltage; ₁ Having a value that allows a current having a magnitude equal to the value to flow from the first reference voltage generation means to the inverting input by a voltage corresponding to a difference voltage between the first reference voltage and the calculation reference voltage;
The second fixed resistance is superimposed on the offset current from the inverting input to the signal source via the input resistance element by the difference voltage between the maximum variation voltage superimposed on the offset voltage and the operation reference voltage. Maximum variation current I flowing _Two The first reference voltage is generated by a voltage corresponding to a difference voltage between a voltage having a magnitude corresponding to the first reference voltage outputted from the variable resistance element and the calculation reference voltage. Having a value flowing from said means to said inverting input;
By adjusting the resistance value of the variable resistance element, in a state where an input signal at the time of no signal is input to the inverting input from the signal source, the output of the operational amplifier becomes the operation reference voltage. Adjusting the magnitude and direction of the current flowing through the second fixed resistorIt is configured as follows.
[0014]
According to the invention described in claim 1,When the input signal at the time of no signal is input to the inverting input of the operational amplifier, the first fixed resistance element R _Two The value is set so that a current corresponding to the offset current flows through the second fixed resistance element R _Three The value is set so that a current corresponding to the maximum variation current flowing through the variable resistance element V _R Is adjusted according to the magnitude of the actual variation current so that the output of the operational amplifier is adjusted to the operation reference voltage, so that the input signal including the offset voltage and the variation voltage is applied to the non-inverting input. Also, the offset adjustment and the variation adjustment are performed so that the current due to the offset current and the variation current does not flow through the feedback resistance element R4, and the output of the operational amplifier outputs the voltage equal to the voltage amplified based on the operation reference voltage. Is
Therefore, variable resistance element V as a variation adjusting element at the time of variation adjustment _R Is used only for adjustment to reduce the current corresponding to the maximum variation current according to the magnitude of the actual variation current, and the adjustment voltage per unit rotation angleThe adjustment resolution can be improved by reducing the width. Further, at the same time, a variation adjusting element V having a simple circuit configuration is used._RCan be used to improve the adjustment accuracy when adjusting the variation of the input signal.
[0015]
That is, the variation of the input signal from the reference signal and the above-described offset voltage simultaneously exist, and both the offset adjustment and the adjustment of the variation of the input signal from the reference signal are performed.TonesEven when adjusting, the variation adjustment elementVariable resistance element asV_RThe voltage range that must be adjusted usingGoCan be avoided, and the variation adjusting element V_ROf the adjustment voltage resolution per unit rotation angle can be improved, and as a result,VariationThere is an effect that a reduction in resolution in adjustment can be avoided.
[0031]
The invention according to claim 2 has an operational amplifier 23, and the operational amplifier 23 has an inverting input terminal.From the signal source through the input resistance elementEnteredOh, ohOffset voltage andDue to the variation of the signal sourceAn amplification circuit that amplifies an input signal including a variation voltage with reference to a calculation reference voltage applied to a non-inverting input,When the input signal at the time of no signal is input to the inverting input, a voltage equal to the operation reference voltage is output to the output of the operational amplifier connected to the inverting input via a feedback resistance element.It is configured to include the input interface 10 according to claim 1 for adjusting.
[0032]
ClaimAccording to the second aspect of the present invention, by using the interface according to the first aspect, an input signal including an offset voltage and a variation voltage input to the inverting input of the operational amplifier is applied to the non-inverting input. As an amplifier circuit that amplifies based on the reference voltage,Variable resistance element V as variable resistance element for variation adjustment at the time of variation adjustment_R, The adjustment voltage width per unit rotation angle can be reduced to improve the adjustment resolution. Further, at the same time, a variable resistance element V for variation adjustment of a simple circuit configuration._RCan be used to improve the adjustment accuracy when adjusting the variation of the input signal.
[0033]
That is, the variation of the input signal input to the input stage of the operational amplifier 23 from the reference signal and the above-described offset voltage simultaneously exist, and the offset adjustment and theOperational amplifierBoth adjustment of the variation of the input signal input to the 23 input stages from the reference signalTonesEven if the variable resistance element V_RThe voltage range that must be adjusted usingGoCan be avoided, and the variable resistance element for variation adjustment V_RThis makes it possible to increase the accuracy of the adjustment voltage resolution per unit rotation angle, and as a result, it is possible to avoid a decrease in resolution in offset adjustment.
[0049]
The gas sensor 31B is connected to the constant current source 32 and outputs a gas concentration signal 33a whose voltage changes according to the gas concentration. The gas sensor 31B outputs a signal corresponding to the gas concentration signal output by the gas sensor. 3. The amplifier circuit 20 according to claim 2, which inputs and amplifies as an input signal, and an arithmetic means 35 that receives an output signal of the amplifier circuit and detects a gas concentration.It is configured to be provided.
[0050]
According to the third aspect of the present invention, by using the amplifier circuit of the second aspect, the offset voltage including the gas concentration signal output from the gas sensor operated by the constant current source in a non-signal state can be obtained. When adjusting both the variation voltage generated by the device variation,Variable resistance element V for variation adjustment at the time of variation adjustment_R, The adjustment voltage width per unit rotation angle can be reduced to improve the adjustment resolution. At the same time, simple circuit configurationPossibleVariable resistance element V_R, It is possible to improve the adjustment accuracy when adjusting the variation of the output signal of the gas sensor 31B.
[0051]
That is, the variation-adjusting variable resistance element V input to the inverting input terminal (-) of the operational amplifier 23_ROutput signal of the gas sensor 31B corrected for variation viaSignal according toThe signal input to the non-inverting input terminal of the signal added toStandardThe difference between the output signal of the gas sensor 31B from the reference signal at the time of differential amplification with respect to the potential and the above-described offset voltage are present at the same time. The output signal of the gas sensor 31B input to-)Signal according toAdjustment of variation from reference signal of bothTonesEven if the differential amplification, PossibleVariable resistance element V_RIt can be avoided that the voltage range that must be adjusted by using the variable resistance element V_RThis makes it possible to increase the accuracy of the adjustment voltage resolution per unit rotation angle, and as a result, it is possible to avoid a decrease in resolution in offset adjustment.
[0069]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0070]
FIG. 1 is a circuit diagram for explaining an embodiment of the input interface 10 of the present invention.
[0071]
The input interface 10 shown in FIG.inputAnd a level shifter for the input signal by adding an offset voltage to the input signal._RVariable resistance element V for variation adjustment_RAnd the first reference voltage V₁₂And a shift element R_TwoFixed shift resistor R as_TwoIt is configured around. Here, the variable resistance element for variation adjustment V_RAnd fixed shift resistor R_TwoAre provided separately.
[0072]
The first reference voltage V shown in FIG.₁₂(Specifically, 2.4 V) is generated by the first reference voltage generating means 12 based on the ground potential GND.Double the calculation reference voltage2.4vNo.1 reference voltage V₁₂It is desirable to use a voltage regulator that can output the voltage.
[0073]
The fixed shift resistor R shown in FIG.₂Is the first reference voltage V₁₂And a function of adding an offset voltage to an input signal in a state where the offset voltage is connected between the input signal and the ground potential GND to generate an offset voltage for performing a level shift of the input signal. It is desirable to use a resistance element (carbon resistance element, 20 [KΩ]).
[0074]
According to this, the fixed resistance element R_TwoOffset voltage generated via the potentiometer V_RAdds to the variation corrected input signal viaYes, variationPotentiometer V during adjustment_R, The adjustment voltage width per unit rotation angle can be reduced to improve the adjustment resolution.By thisPotentiometer V with simple circuit configuration_RCan be used to improve the adjustment accuracy when adjusting the variation of the input signal.
[0075]
That is, the variation of the input signal from the reference signal and the above-described offset voltage simultaneously exist, and both the offset adjustment and the adjustment of the variation of the input signal from the reference signal are performed.TonesEven when adjusting the potentiometer V_RThe voltage range that must be adjusted usingGoCan be avoided, and the potentiometer V_RThis makes it possible to increase the accuracy of the adjustment voltage resolution per unit rotation angle, and as a result, it is possible to avoid a decrease in resolution in offset adjustment.
[0076]
The variable resistance variable element V for variation adjustment shown in FIG._RAre the output stage of the first reference voltage generation means 12 andConnected between the ground potential GND and the variable resistance element V _R Is provided between an input stage of an amplifying means (operational amplifier) 23 to be described later and a fixed resistance element R _Three Not only is connected to the output stage of the signal source 21 (signal voltage = 0.6 ± 0.06 V (variation)), but also the output stage of the first reference voltage generating means 12 is connected to the fixed shift resistor R _Two Is directly connected to the signal source 21 via the. Variable resistance element V _R as,Potentiometer V_R(A total rotation angle of 260 degrees) is desirably used. If not so much adjustment accuracy is required, the potentiometer V_RIt is also possible to use a volume instead of. In the following description, the variable resistance variable element_RIs the potentiometer V_RWill be represented by
[0077]
Potentiometer V_R, The fixed shift resistance element R₂Offset voltage generated via the potentiometer V_RShift resistor element R that performs offset adjustment by adding to an input signal whose variation has been corrected through₂Potentiometer V at the time of offset adjustment using_R, The adjustment voltage width per unit rotation angle can be reduced to improve the adjustment resolution. At the same time, a potentiometer V with a simple circuit configuration_RCan be used to improve the adjustment accuracy when adjusting the variation of the input signal.
[0078]
That is, the variation of the input signal from the reference signal and the above-described offset voltage simultaneously exist, and both the offset adjustment and the adjustment of the variation of the input signal from the reference signal are performed.TonesEven when adjusting the potentiometer V_RThe voltage range that must be adjusted usingGoCan be avoided, and the potentiometer V_ROf the adjustment voltage resolution per unit rotation angle can be improved, and as a result,VariationThere is an effect that a reduction in resolution in adjustment can be avoided.
[0079]
In such a circuit configuration, the input interface 10 has a fixed shift resistance element R₂Offset voltage generated via the potentiometer V_RAnd operates to add the input signal to which the variation has been corrected via the. In other words, the input interface 10 is connected to the fixed shift resistor R₂Offset voltage and potentiometer V generated via_RAnd the input signal corrected for the variation is output in parallel to the next input stage.
[0080]
As described above, according to the input interface 10, the fixed shift resistor R_TwoOffset voltage generated via the potentiometer V_RAdds to the variation corrected input signal viaYes, variationPotentiometer V during adjustment_R, The adjustment voltage width per unit rotation angle can be reduced to improve the adjustment resolution. At the same time, a potentiometer V with a simple circuit configuration_RCan be used to improve the adjustment accuracy when adjusting the variation of the input signal.
[0081]
That is, the variation of the input signal from the reference signal and the above-described offset voltage simultaneously exist, and both the offset adjustment and the adjustment of the variation of the input signal from the reference signal are performed.TonesEven when adjusting the potentiometer V_RThe voltage range that must be adjusted usingGoCan be avoided, and the potentiometer V_ROf the adjustment voltage resolution per unit rotation angle can be improved, and as a result,VariationThere is an effect that a reduction in resolution in adjustment can be avoided.
[0082]
Next, an embodiment of an amplifier circuit will be described with reference to the drawings.
[0083]
FIG. 1 is a circuit diagram for explaining an embodiment of an amplifier circuit 20 using the input interface 10 described above.
[0084]
An amplifier circuit 20 shown in FIG. 1 is an amplifier circuit using the input interface 10 described above, and multiplies an input signal by a predetermined magnification (resistance element).R ₁ And R _FourAmplifying means 23 for amplifying a signal with a gain that can be determined by,1 reference voltage V₁₂Calculation reference potential V as a differential reference potential which is half the voltage of_{twenty two}And a circuit configuration in which the offset voltage output from the input interface 10 and the variation-corrected input signal are connected in parallel to the input stage of the amplifier 23. .
[0085]
The offset voltage output from the input interface 10 and the variation-corrected input signal are connected in parallel to an inverting input terminal (−), which is one input terminal of the operational amplifier 23.
[0086]
According to such a circuit configuration, the fixed resistance element R_TwoIs input to the input stage of the operational amplifier 23 and the potentiometer V_RAdds to the variation corrected input signal viaYes, variationPotentiometer V during adjustment_R, The adjustment voltage width per unit rotation angle can be reduced to improve the adjustment resolution. At the same time, a potentiometer V with a simple circuit configuration_RCan be used to improve the adjustment accuracy when adjusting the variation of the input signal.
[0087]
That is, the variation of the input signal input to the input stage of the operational amplifier 23 from the reference signal and the above-described offset voltage are present at the same time, and the offset adjustment and the input signal input to the input stage of the operational amplifier 23 Both variability adjustmentTonesEven when adjusting the potentiometer V_RCan be prevented from increasing the voltage range that must be adjusted using the potentiometer V._ROf the adjustment voltage resolution per unit rotation angle can be improved, and as a result,VariationThere is an effect that a reduction in resolution in adjustment can be avoided.
[0088]
The operational amplifier 23 shown in FIG. 1 is input to the inverting input terminal (-) in a state where the offset voltage output from the input interface 10 and the input signal whose variation has been corrected are added, and this signal is input to the non-inverting input terminal. Calculation reference potential V input to (+)₂₂(Specifically, the circuit configuration is such that differential amplification is performed for 1.2 V output from the second reference voltage generation means 22).
[0089]
Further, the operational amplifier 23 receives the offset voltage output from the input interface 10 and the variation-corrected input signal at the inverting input terminal (−), and inputs the operation reference potential V input at the non-inverting input terminal (+).₂₂Is used as a differential reference potential to perform differential amplification. The operational amplifier 23 has a circuit configuration in which the feedback resistance element (10 [kΩ]) is connected between the inverting input terminal (−) and the output terminal.
[0090]
According to such a circuit configuration, the fixed resistance element R_TwoIs input to the inverting input terminal (−) of the differential amplifier 23 and the potentiometer V_RInput to the non-inverting input terminal (+) of the signal added to the input signal corrected for variation viaStandardWhen performing differential amplification on the potential,VariationPotentiometer V during adjustment_R, The adjustment voltage width per unit rotation angle can be reduced to improve the adjustment resolution. At the same time, a potentiometer V with a simple circuit configuration_RCan be used to improve the adjustment accuracy when adjusting the variation of the input signal.
[0091]
That is, the potential input to the inverting input terminal (-) of the operational amplifier 23 and the potentiometer V_RInput to the non-inverting input terminal (+) of the signal added to the input signal corrected for variation viaStandardThe variation of the input signal from the reference signal when differentially amplifying the potential and the above-described offset voltage are present at the same time, and the offset adjustment and the reference of the input signal input to the inverting input terminal (−) of the differential amplifier 23 Both adjustment of variation from signalTonesEven if the differential amplification is performed by adjusting the_RThe voltage range that must be adjusted usingGoCan be avoided, and the potentiometer V_RThis makes it possible to increase the accuracy of the adjustment voltage resolution per unit rotation angle, and as a result, it is possible to avoid a decrease in resolution in offset adjustment.
According to such a circuit configuration, the fixed resistance element R_TwoIs input to the input stage of the operational amplifier 23 and the potentiometer V_RThe signal added to the input signal corrected for variation via_{twenty two}When performing differential amplification forVariationPotentiometer V during adjustment_R, The adjustment voltage width per unit rotation angle can be reduced to improve the adjustment resolution. At the same time, a potentiometer V with a simple circuit configuration_RCan be used to improve the adjustment accuracy when adjusting the variation of the input signal.
[0092]
That is, the input to the input stage of the operational amplifier_RThe signal added to the input signal corrected for variation via_{twenty two}When the differential amplification is performed, the variation of the input signal from the reference signal and the above-described offset voltage simultaneously exist, and the offset adjustment and the adjustment of the variation of the input signal input to the input stage of the operational amplifier 23 from the reference signal are performed. BothTonesEven if the differential amplification is performed by adjusting the_RThe voltage range that must be adjusted usingGoCan be avoided, and the potentiometer V_ROf the adjustment voltage resolution per unit rotation angle can be improved, and as a result,VariationThere is an effect that a reduction in resolution in adjustment can be avoided.
[0093]
Next, the offset adjustment accuracy and the variation adjustment accuracy of the amplifier circuit 20 will be described.
[0094]
For example, the calculation reference potential V_{twenty two}= 1.2V, signal V to be operated_{twenty one}= 0.6 ± 0.06V (offset voltage ± variation voltage), resistance element R₁= 10 kΩ, the resistance element R_{1 (}= 10 kΩ), the offset current component I₁= 60 μA (= (calculation reference potential V_{twenty two}-Operand signal V_{twenty one}) / R₁= (1.2−0.6) / 10 kΩ) and the variation current component I_Two= 6 μA (= 0.06 / r₁= 0.06 / 10 kΩ). Therefore, the current I due to the offset₁Is a fixed resistance element R having a difference voltage between the first reference voltage generated by the first reference voltage generation means and the calculated reference voltage applied to both ends._TwoAnd the variation current I caused by the variation_TwoAnd the potentiometer V_RResistance element R having a difference voltage between the first reference voltage and the calculated reference voltage adjusted at both ends applied thereto_ThreeOf the operational amplifier 23outputIn addition, a voltage of 1.2 V, which is equal to the calculation reference voltage for which both the offset and the variation are adjusted at the same time, is applied.outputI try to make it.
[0095]
At this time, potentiometer V_RIs set to 260 degrees, and the above-mentioned variation adjustment is performed at a half rotation number (= 130 degrees).AdjustAssuming that the potentiometer V_RIs 0.046 μA (= 6 μA / 130 degrees). This is equivalent to 0.766% of the correction current width of 6 μA with respect to the variation of the signal source 21, and is considered to be sufficient accuracy for adjustment.
[0096]
As described above, according to the amplifier circuit 20, the fixed resistance element R_TwoIs input to the input stage of the operational amplifier 23 and the potentiometer V_RAdds to the variation corrected input signal viaYes, variationPotentiometer V during adjustment_R, The adjustment voltage width per unit rotation angle can be reduced to improve the adjustment resolution. At the same time, a potentiometer V with a simple circuit configuration_RCan be used to improve the adjustment accuracy when adjusting the variation of the input signal.
[0097]
That is, the variation of the input signal input to the input stage of the operational amplifier 23 from the reference signal and the above-described offset voltage are present at the same time, and the offset adjustment and the input signal input to the input stage of the operational amplifier 23 Both variability adjustmentTonesEven when adjusting the potentiometer V_RCan be prevented from increasing the voltage range that must be adjusted using the potentiometer V._ROf the adjustment voltage resolution per unit rotation angle can be improved, and as a result,VariationThere is an effect that a reduction in resolution in adjustment can be avoided.
[0098]
Next, an embodiment of a gas detection device will be described based on the drawings.
[0099]
FIG. 2 is a functional block diagram for explaining one embodiment of the gas detection device 30 of the present invention.
[0100]
The gas detection device 30 shown in FIG. 2 is a device that converts an output signal of the gas sensor 31B into an output signal of a predetermined level. The amplification circuit 20 in which the output signal of the gas sensor 31B is input to the input stage of the interface.A gas concentration detecting means 33 for detecting a gas concentration based on a signal amplified by the amplifier circuit 20 and outputting a gas concentration signal 33a; A Is a device for converting the output signal of A Has an amplifier circuit 20 (FIG. 1) whose input signal is input to a signal source 21 which is an input stage of the interface, detects a temperature based on the signal amplified by the amplifier circuit 20, and outputs a temperature signal 34a. Temperature detecting means 34, A constant current source 32 for generating a constant current Ic, and a constant current source 32 connected to the constant current source 32 according to the measurement environment temperature.signal(Specifically, a thermistor, in the following description, the temperature detecting sensor 31A will be represented by the thermistor 31A), and a constant current source 32 that is connected to a constant current source 32 according to the gas concentration.signal(Specifically, in the following description, the gas sensor 31B will be represented by the contact combustion gas sensor 31B) and the temperature signal 34a. A calculating means 35 for calculating the true gas concentration by compensating for the influence on the concentration signal 33a and generating an alarm signal 35a in accordance with the calculated gas concentration (specifically, a microcomputer; 35 is represented by a microcomputer 35), temperature detecting means 34, and alarm means 36 (specifically, a buzzer) for notifying that the gas concentration has exceeded a predetermined reference in response to an alarm signal 35a. It is configured around.
[0101]
The microcomputer 35 calculates the true gas concentration by compensating the influence of the measurement environment temperature on the gas concentration signal 33a using the temperature signal 34a from the temperature detecting means 34, and generates an alarm signal 35a according to the calculated gas concentration. Is generated.
[0102]
According to such a circuit configuration, the fixed resistance element R_Two (Fig. 1)The offset voltage generated through the circuit is connected to an amplification circuit 20 provided at the input stage of the gas concentration detecting means 33 or the temperature detecting means 34.(Fig. 1)Input to the potentiometer V_RA signal input to the non-inverting input terminal (+) is obtained by adding a signal added to the gas concentration signal 33a or the temperature signal 34a corrected for variation viaStandardWhen performing differential amplification with respect to potentialVariationPotentiometer V during adjustment_RIt is possible to improve the adjustment resolution by reducing the adjustment voltage width per unit rotation angle, and as a result, it is possible to improve the detection accuracy and the alarm accuracy of the gas concentration or the measurement environment temperature. Become. At the same time, a potentiometer V with a simple circuit configuration_RCan be used to improve the adjustment accuracy when adjusting the variation of the gas concentration signal 33a or the temperature signal 34a. As a result, the detection accuracy of the gas concentration or the measurement environment temperature and the alarm accuracy can be improved. become able to.
[0103]
That is, the potentiometer V_RThe signal input to the non-inverting input terminal (+) is obtained by adding the signal added to the gas concentration signal 33a or the temperature signal 34a corrected for variation viaStandardThe variation of the gas concentration signal 33a or the temperature signal 34a from the reference signal at the time of differential amplification with respect to the potential and the above-mentioned offset voltage simultaneously exist, and the offset adjustment and the input stage of the gas concentration detection means 33 or the temperature detection means 34 are performed. Adjustment of the variation of the gas concentration signal 33a or the temperature signal 34a input to the amplifier circuit 20 provided from the reference signal.TonesEven if the differential amplification is performed by adjusting the_RThe voltage range that must be adjusted usingGoCan be avoided, and the potentiometer V_ROf the adjustment voltage resolution per unit rotation angle can be improved, and as a result,VariationIt is possible to avoid a decrease in the resolution in the adjustment, and as a result, it is possible to improve the detection accuracy and the alarm accuracy of the gas concentration or the measurement environment temperature.
[0104]
Here, the thermistor 31A shown in FIG. 2 has the same temperature characteristics as the catalytic combustion type gas sensor 31B, and is provided near the catalytic combustion type gas sensor 31B.
[0105]
By making the temperature characteristics of the thermistor 31A and the temperature characteristics of the contact combustion type gas sensor 31B uniform, the temperature drift of the gas concentration signal 33a of the contact combustion type gas sensor 31B due to temperature fluctuation is canceled using the temperature signal 34a of the thermistor 31A. The effect that it becomes possible to do it is produced.
[0106]
The thermistor 31A and the contact combustion gas sensor 31B shown in FIG. 2 are connected to the constant current source 32 in a state of being connected in series, and the same constant current Ic is supplied to the thermistor 31A and the contact combustion gas sensor 31B. It has a circuit configuration.
[0107]
According to such a circuit configuration, the gas concentration signal 33a of the contact combustion type gas sensor 31B and the temperature signal 34a of the thermistor 31A are stabilized by operating the thermistor 31A and the contact combustion type gas sensor 31B at a constant current Ic. It has the effect of being able to do so. Further, since the thermistor 31A and the contact combustion type gas sensor 31B are driven by the same constant current Ic, the temperature drift of the gas concentration signal 33a of the contact combustion type gas sensor 31B due to the temperature fluctuation can be effectively reduced by using the temperature signal 34a of the thermistor 31A. This has the effect of being able to cancel out.
[0108]
The gas concentration detecting means 33 shown in FIG. 2 is provided with an amplifier circuit 20 at an input stage, and an input signal from a catalytic combustion type gas sensor 31B is input to an input stage of an operational amplifier 23 and converted to a predetermined signal level. Circuit configuration.
[0109]
According to the gas concentration detecting means 33, the fixed resistance element R_TwoIs input to the inverting input terminal (-) of the operational amplifier 23 at the input stage of the amplifier circuit 20, and the potentiometer V_RA signal input to the non-inverting input terminal (+) is obtained by adding a signal added to the gas concentration signal 33a corrected for variation viaStandardWhen amplifying differentially with respect to potentialVariation tonePotentiometer V at set time_R, The adjustment resolution can be improved by reducing the adjustment voltage width per unit rotation angle, and as a result, the accuracy of detecting the gas concentration and the accuracy of the alarm can be improved. At the same time, a potentiometer V with a simple circuit configuration_RCan be used to improve the adjustment accuracy when adjusting the variation of the gas concentration signal 33a, and as a result, the detection accuracy of the gas concentration and the alarm accuracy can be improved.
[0110]
That is, the potential input to the inverting input terminal (-) of the operational amplifier 23 and the potentiometer V_RA signal input to the non-inverting input terminal (+) is obtained by adding a signal added to the gas concentration signal 33a corrected for variation viaStandardThe difference between the gas concentration signal 33a from the reference signal and the offset voltage when differentially amplifying the potential exists at the same time, and the offset adjustment and the inverting input terminal (-) of the operational amplifier 23 in the input stage of the amplifier circuit 20 are performed. Adjustment of the variation of the gas concentration signal 33a input to the reference signal from the reference signalTonesEven if the differential amplification is performed by adjusting the_RThe voltage range that must be adjusted usingGoCan be avoided, and the potentiometer V_ROf the adjustment voltage resolution per unit rotation angle can be improved, and as a result,VariationIt is possible to avoid a decrease in resolution in the adjustment, and as a result, it is possible to improve the detection accuracy of the gas concentration and the alarm accuracy.
[0111]
In the temperature detection means 34 shown in FIG. 2, the amplification circuit 20 is provided in the input stage, and the input signal from the thermistor 31A is input to the inverting input terminal (-) of the operational amplification circuit 23 and converted to a predetermined signal level. The circuit is configured to output the temperature signal 34a.
[0112]
According to such a temperature detecting means 34, the fixed resistance element R_TwoIs input to the inverting input terminal (-) of the operational amplifier 23 at the input stage of the amplifier circuit 20, and the potentiometer V_RWhen differentially amplifying the signal added to the temperature signal 34a, which has been subjected to the variation correction through, with respect to the forward potential of the arithmetic unit input to the non-inverting input terminal (+)VariationPotentiometer V during adjustment_R, The adjustment resolution can be improved by reducing the adjustment voltage width per unit rotation angle, and as a result, the accuracy of detecting the gas concentration and the accuracy of the alarm can be improved. At the same time, a potentiometer V with a simple circuit configuration_RCan be used to improve the adjustment accuracy at the time of adjusting the variation of the temperature signal 34a. As a result, the accuracy of detecting the gas concentration and the accuracy of the alarm can be improved.
[0113]
That is, the potential input to the inverting input terminal (-) of the operational amplifier 23 and the potentiometer V_RA signal input to the non-inverting input terminal (+) is obtained by adding the signal added to the temperature signal 34a corrected for variation viaStandardThe offset from the reference signal of the temperature signal 34a and the above-mentioned offset voltage when differentially amplifying the potential are present at the same time. Both adjustment of the variation of the input temperature signal 34a from the reference signalTonesEven if the differential amplification is performed by adjusting the_RThe voltage range that must be adjusted usingGoCan be avoided, and the potentiometer V_ROf the adjustment voltage resolution per unit rotation angle can be improved, and as a result,VariationIt is possible to avoid a decrease in resolution in the adjustment, and as a result, it is possible to improve the detection accuracy of the gas concentration and the alarm accuracy.
[0114]
【The invention's effect】
According to the invention described in claim 1,Even when the variation of the input signal from the reference signal and the above-described offset voltage are present at the same time and both the offset adjustment and the adjustment of the variation of the input signal from the reference signal are adjusted, the adjustment is performed using the variation adjustment element. It is possible to avoid an increase in the voltage range that must be increased, and it is possible to increase the accuracy of the adjustment voltage resolution per unit rotation angle of the variation adjustment element, and as a result, the resolution in the variation adjustment is improved. This has the effect that the reduction can be avoided.
[0125]
According to the invention described in claim 2,The variation of the input signal input to the input stage of the amplifying means from the reference signal and the above-described offset voltage are simultaneously present, and the offset adjustment and the adjustment of the variation of the input signal input to the input stage of the amplifying means from the reference signal are performed. Even in the case of adjusting both, it is possible to avoid that the voltage range that must be adjusted by using the variable resistance element for variation adjustment can be prevented from increasing, and it is possible to prevent the variable resistance element for variation adjustment per unit rotation angle. This makes it possible to increase the accuracy of the adjustment voltage resolution, and as a result, it is possible to avoid a reduction in the resolution in the variation adjustment.
[0137]
According to the invention described in claim 3,The signal added to the output signal of the gas sensor, which has been input to the inverting input terminal of the operational amplifier, and has been subjected to the variation correction via the variable resistance element for adjusting variation, is differentially amplified with respect to the forward potential of the arithmetic unit input to the non-inverting input terminal. In this case, the variation of the output signal of the gas sensor from the reference signal and the above-mentioned offset voltage simultaneously exist, and the offset adjustment and the reference of the output signal of the gas sensor input to the inverting input terminal of the differential amplifier at the input stage of the amplifier circuit. In order to prevent the voltage range that must be adjusted by using the variable resistance element for variation adjustment from being increased even when differential amplification is performed by adjusting both of the adjustment of the variation from the signal. As a result, it is possible to improve the accuracy of the adjustment voltage resolution per unit rotation angle of the variable resistance element for variation adjustment. An effect that it becomes possible to avoid the reduction resolution in.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram for explaining an embodiment of an input interface and an amplifier circuit of the present invention.
FIG. 2 is a functional block diagram for explaining an embodiment of the gas detection device of the present invention.
FIG. 3 is a circuit diagram for explaining a conventional input interface, an amplification circuit, and a gas detection device.
[Explanation of symbols]
10 ... Input interface
12. First reference voltage generating means
20. Amplifier circuit
22... Second reference voltage generating means
23 ... Amplifying means (operational amplifier, differential amplifier)
30 ... Gas detector
32 constant current source
31A ... temperature detection sensor
31B ... Gas sensor
33 ... Gas concentration detecting means
33a: gas concentration signal
34 temperature detecting means
34a: Temperature signal
35 arithmetic means
36 ... Alarm means
36a ... Alarm signal
Ic: constant current
R₂... Shift element (fixed shift resistance element (fixed resistance element))
V₁₂... First reference voltage
V₂₂… Calculation reference potential
V_R... Variation adjustment element (variable resistance element (potentiometer) for variation adjustment)

Claims

From the signal source via the input resistor elements are entered into the inverting input of the operational amplifier, the input signal including a variation voltage offset voltage caused by the variation of the signal source, the operation reference voltage applied to the non-inverting input In amplifying with the reference, when the input signal at the time of no signal is input to the inverting input, the output of the operational amplifier connected to the inverting input via a feedback resistance element is equal to the operation reference voltage. An interface for offset adjustment and variation adjustment so that a voltage is output ,
First reference voltage generating means for generating and outputting a first reference voltage twice as large as the operation reference voltage ;
A first fixed resistance element connected between an output and the inverting input of the previous SL first reference voltage generating means,
A variable resistance element that is connected between the first reference voltage generation means and GND and outputs a voltage that changes between the first reference voltage and the GND voltage by adjusting a resistance value ;
A second fixed resistance element connected between the output of the variable resistance element and the inverting input ,
The first fixed resistance element generates a current having a magnitude equal to an offset current flowing from the inverting input to the signal source through the input resistance element by the difference voltage between the offset voltage and the operation reference voltage, A voltage corresponding to a difference voltage between the first reference voltage and the calculation reference voltage, a value flowing from the first reference voltage generation means to the inverting input,
The second fixed resistance element superimposes the offset current on the signal source from the inverting input to the signal source via the input resistance element by a difference voltage between a maximum variation voltage superimposed on the offset voltage and the calculation reference voltage. A current having a magnitude equal to the maximum variation current flowing through the variable resistance element, by a voltage corresponding to a difference voltage between the voltage corresponding to the first reference voltage output from the variable resistance element and the calculation reference voltage, A value flowing from the first reference voltage generating means to the inverting input;
The variable resistance element is configured to adjust the resistance value such that an output of the operational amplifier becomes the operation reference voltage in a state where an input signal at the time of no signal is input from the signal source. An interface for adjusting the magnitude and direction of a current flowing through a fixed resistance element .

Has an operational amplifier, applied the operational inverting input are entered through the input resistor element from a signal source to the amplifier, the input signal including a variation voltage due to the variation of the offset voltage and the signal source, the non-inverting input An amplification circuit for amplifying based on the calculated reference voltage,
When the input signal at the time of no signal is input to the inverting input, a voltage equal to the operation reference voltage is output to the output of the operational amplifier connected to the inverting input via a feedback resistance element. An amplifier circuit comprising the input interface according to claim 1 for adjusting.

A gas sensor connected to the constant current source and outputting a gas concentration signal whose voltage changes according to the gas concentration;
The amplifier circuit according to claim 2, wherein a signal corresponding to a gas concentration signal output by the gas sensor is input and amplified as the input signal.
A gas detector that receives an output signal of the amplifier circuit and detects a gas concentration.