ブリッジ回路の温度補償

ひずみゲージなど抵抗性センサでホイートストンブリッジを組む場合がある。センサ出力に比べ、初期抵抗のばらつきは大きく、厳密には温度係数も十分揃っていない。

この状態から出発して、ブリッジを特定の2つの温度点で平衡させる手法がブリッジ回路の温度補償である。

補償と言うと悪いものをごまかす悪いイメージを持つ方もいるが、立派な回路技術である。

各抵抗が金属線ひずみゲージRiの場合には通常、温度係数が低いので、感温抵抗Xと温度係数の低い抵抗Yを少なくともブリッジの２か所に直列、または並列に挿入する。

測定可能な量は、各抵抗の概略の値、励起電圧、ブリッジの不平衡電圧である。

これを元にして２つの温度点で式のままブリッジの不平衡電圧＝0の式を立てる。

この式をX,Yについて解くことがブリッジ回路の温度条件を求めることになる。

解を求める過程では、たとえば級数展開して微小項を省略しないと見通しの良い結果が得られないことが多い。

未知数2つ、式が２つなので解は一意的に求まる。

当然、個々に温度試験する必要がある。この負担があっても、センサとしての性能が上がるので、実用されている。

感度の温度補償や、高性能ピエゾ抵抗素子を用いたセンサの高次の温度補償も行われる。補償方式や、使用素子により補償位置や回路方式は異なっていくるので、温度補償のアルゴリズムや使用素子の詳細が明らかにされることはあまり多くない。

センサにおける各種補償は縁の下でセンサを支える重要な回路技術の一つであろう。

『人気Blogランキング』の「自然科学」部門に参加しています。今日も貴重な応援の１票をよろしくお願いします。【押す】