发明名称 感测器检测装置及感测器
摘要 本发明中设有两个监视器电路40a和40b来分别监视一输入级差动放大器20之两个输入信号Va和Vb,以及两个监视器电路40c和40d来分别监视该输入级差动放大器20之两个输出信号Vc和Vd。当有故障发生于一感测器元件100之桥接电路上或该输入级差动放大器20上时,该监视单元40a和40b或该监视单元40c与40d检测出异常,而得以检测出该感测器元件100或该输入级差动放大器20之故障。因此其可检测出诸如感测器元件100之桥接电路的一开路或一短路状况之故障、以及发生在用来放大该感测器元件100之输出之该放大器20上之故障。
申请公布号 TWI279540 申请公布日期 2007.04.21
申请号 TW095106379 申请日期 2006.02.24
申请人 富士通股份有限公司 发明人 清水胜哉;先间宏行;渡井高广;水谷真也;青木考树;竹川功滋
分类号 G01P15/12(2006.01);G01P21/00(2006.01);G01R31/02(2006.01) 主分类号 G01P15/12(2006.01)
代理机构 代理人 恽轶群 台北市松山区南京东路3段248号7楼;陈文郎 台北市松山区南京东路3段248号7楼
主权项 1.一种用以检测具有一桥接电路之感测器元件之 状态的感测器检测装置,其系根据自该感测器元件 输出的该桥接电路之两个输出电位间之一电位差 来检测该感测器元件之一状态,该装置之特征在于 包含: 让自该感测器元件输出之该等两个输出电位所分 别输入的一第一输入端与一第二输入端; 一差动放大单元,其放大分别输入至该第一输入端 与该第二输入端之该等输入信号的电位,并输出放 大结果; 用以监视该差动放大单元之该输入信号之该电位 的监视单元、以及用以监视该差动放大单元之输 出信号之电位的监视单元,以及 一控制单元,其根据该监视单元所得之监视结果检 测该感测器元件之该状态。 2.如申请专利范围第1项所述之感测器检测装置,其 特征更在于包含用以产生用来驱动该感测器元件 之一驱动信号的驱动装置。 3.如申请专利范围第2项所述之感测器检测装置,其 特征在于: 该驱动装置产生一周期性地改变驱动信号或一直 流驱动信号。 4.如申请专利范围第2项所述之感测器检测装置,其 特征在于: 该驱动装置产生周期性改变之驱动信号,以及 设有转换输出装置,用以根据该驱动装置产生的该 周期性改变信号来将自输出级差动放大单元输出 之周期性改变信号转换为一直流信号,并用来输出 该经转换信号。 5.如申请专利范围第4项所述之感测器检测装置,其 特征在于: 该监视单元包括:一比较器,其将欲监视的一电位 与一参考电位相比较,然后输出表示一比较结果之 一信号;以及计数该比较器之该输出信号的一计数 器;以及 该控制单元根据该计数器之计数结果检测该感测 器元件之该状态。 6.如申请专利范围第5项所述之感测器检测装置,其 特征在于: 该监视单元更包括用以选择多个不同参考电位中 之一参考电位的一选择单元,以及 该比较器将欲监视的该电位与该选择单元所选之 该参考电位相比较,并输出表示一比较结果之一信 号。 7.如申请专利范围第1项所述之感测器检测装置,其 特征在于: 该差动放大单元把藉由放大该等两个输入信号间 之一电位差所产生的该等两个输出信号输出,以及 该监视单元分别监视该等两个输入信号与该等两 个输出信号之电位。 8.如申请专利范围第7项所述之感测器检测装置,其 特征更在于包含一输出级差动放大单元,其用以放 大该差动放大单元之该等两个输出信号间之一电 位差,并输出一放大结果。 9.如申请专利范围第1、2、3、4、5、6、7、或8项所 述之感测器检测装置,其特征在于: 该差动放大单元包括一第一运算放大器,该第一运 算放大器之非反相输入与该第一输入端相连,以及 其本身之输出经由一电阻器与其本身之反相输入 相连;以及一第二运算放大器,该第二运算放大器 之非反相输入与该第二输入端相连,且其本身之输 出经由一电阻器与一反相输入相连;以及 该第一运算放大器之该反相输入与该第二运算放 大器之该反相输入经由一电容器彼此相连接,以切 断直流成分。 10.如申请专利范围第1、2、3、4、5、6、7、或8项 所述之感测器检测装置,其特征在于:该第一输入 端与该第二输入端经由一滤波器分别连接至该差 动放大单元,该滤波器切断该输入信号之特定频率 成份。 11.一种感测器,其特征在于包含: 具有一桥接电路并输出该桥接电路之两个电位之 一感测器元件;以及 一感测器检测装置,用以根据自该感测器元件输出 的该桥接电路之两个输出电位间之一电位差来检 测该感测器元件之一状态; 该感测器检测装置包括: 让自该感测器元件输出之该等两个输出电位所分 别输入的一第一输入端与一第二输入端; 一差动放大单元,其放大分别输入至该第一输入端 与该第二输入端之输入信号的电位,并输出放大结 果; 用以监视该差动放大单元之该输入信号之该电位 的监视单元、以及用以监视该差动放大单元之输 出信号之电位的监视单元,以及 一控制单元,其根据该监视单元所得之监视结果检 测该感测器元件之该状态。 12.如申请专利范围第11项所述之感测器,其特征更 在于包含用以产生用来驱动该感测器元件之一驱 动信号的驱动装置。 13.如申请专利范围第12项所述之感测器,其特征在 于该驱动装置产生一周期性改变之驱动信号或一 直流驱动信号。 14.如申请专利范围第12项所述之感测器,其特征在 于: 该驱动装置产生周期性改变之驱动信号,以及 设置有转换输出装置,用以根据该驱动装置产生的 该周期性改变信号来将自输出级差动放大单元输 出之周期性改变信号转换为一直流信号,并用来输 出该经转换信号。 15.如申请专利范围第14项所述之感测器,其特征在 于: 该监视单元包括:一比较器,其将欲监视的一电位 与一参考电位相比较,然后输出表示一比较结果之 一信号;以及计数该比较器之该输出信号的一计数 器;以及 该控制单元根据该计数器之计数结果检测该感测 器元件之该状态。 16.如申请专利范围第15项所述之感测器,其特征在 于: 该监视单元更包括用以选择多个不同参考电位中 之一参考电位的一选择单元,以及 该比较器将欲监视的该电位与该选择单元所选之 该参考电位相比较,并输出表示一比较结果之一信 号。 17.如申请专利范围第11项所述之感测器,其特征在 于: 该差动放大单元把藉由放大该等两个输入信号间 之一电位差所产生的该等两个输出信号输出,以及 该监视单元分别监视该等两个输入信号与该等两 个输出信号之电位。 18.如申请专利范围第17项所述之感测器,其特征更 在于包含一输出级差动放大单元,其放大该差动放 大单元之该等两个输出信号间之一电位差,并输出 一经放大结果。 19.如申请专利范围第11、12、13、14、15、16、17、 或18项所述之感测器,其特征在于: 该差动放大单元包括一第一运算放大器,该第一运 算放大器之非反相输入与该第一输入端相连、以 及其本身之输出经由一电阻器与该第一运算放大 器之反相输入相连;以及一第二运算放大器,该第 二运算放大器之非反相输入与该第二输入端相连, 且其本身之输出经由一电阻器与一反相输入相连; 以及 该第一运算放大器之该反相输入与该第二运算放 大器之该反相输入经由一电容器彼此相连接,以切 断直流成分。 20.如申请专利范围第11、12、13、14、15、16、17、 或18项所述之感测器,其特征在于:该第一输入端与 该第二输入端经由一滤波器分别连接至该差动放 大单元,该滤波器切断该输入信号之特定频率成份 。 图式简单说明: 第1图之一电路图显示一传统加速感测器之一结构 ; 第2图之一电路图显示依据本发明之实施例1之一 加速感测器一结构; 第3图之一电路图显示依据本发明之实施例1之一 感测器检测电路之一结构; 第4图系一电路图显示依据本发明之感测器检测电 路之监视器电路结构; 第5图之一电路图显示依据本发明之一选择电路之 一范例结构; 第6图之一流程图显示依据本发明一感测器检测装 置之一控制单元所引用的一故障检测处理程序; 第7A图至第7G图之概略波形图显示依据本发明之感 测器检测电路之操作范例; 第8A图至第8G图之概略波形图显示当施加加速于一 感测器元件时之范例操作; 第9A图至第9G图之概略波形图显示当感测器元件之 压电阻器R4之故障造成断接时之范例操作; 第10A图至第10G图之概略波形图显示当感测器元件 之压电阻器R2和R4故障造成断接时之范例操作; 第11A图至第11G图之概略波形图显示当一输入级差 动放大器之电阻器R11短路至一接地电位之故障发 生时之范例操作; 第12A图至第12G图之概略波形图显示当输入级差动 放大器之电阻器R13故障造成断接时之范例操作; 第13图之一电路图显示依据本发明之实施例2之一 加速感测器结构; 第14图之一电路图显示依据本发明之实施例2之一 感测器检测电路结构;以及 第15图之一电路图显示依据本发明之实施例2之修 改之一感测器检测电路结构。
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