传感器装置的检查方法及该传感器装置的制造方法_2

文档序号:8921130阅读:来源:国知局
查顺序的第I阶段中的开关电路的状态和各部的电压的图,表示信号线断线的情况,图7A表示开关电路的接通/断开状态,图7B表示第I驱动电路的驱动电压,图7C表示第2驱动电路的驱动电压,图7D表示放大器电路的输出电压。
[0026]图8A?图SB是表示检查顺序的第2阶段中的传感器装置的动作状态的图,图8A表示第2阶段的复位期间的动作状态,图SB表示第2阶段的电荷传送期间的动作状态。
[0027]图9A?图9D是用来说明检查顺序的第2阶段中的开关电路的状态和各部的电压的图,表示没有断线等的正常的情况,图9A表示开关电路的接通/断开状态,图9B表示第I驱动电路的驱动电压,图9C表示第2驱动电路的驱动电压,图9D表示放大器电路的输出电压。
[0028]图10是表示传感器装置的驱动电路的配线断线的情况的图。
[0029]图1IA?图1ID是用来说明检查顺序的第2阶段中的开关电路的状态和各部的电压的图,表示驱动电路的配线断线的情况,图1lA表示开关电路的接通/断开状态,图1lB表示第I驱动电路的驱动电压,图1lC表示第2驱动电路的驱动电压,图1lD表示放大器电路的输出电压。
[0030]图12A?图12B是表示在检查顺序的第2阶段中检查出的其他异常状态的图,图12A表示第I驱动电路和第2驱动电路的配线短路的情况,图12B表示第2驱动电路的配线和信号线短路的情况。
[0031]图13是表示有关本实施方式的传感器装置的另一例的图。
[0032]图14A?图14B是表示电阻型湿度传感器的结构的图,图14A表示通常的状态,图14B表示信号线断线的状态。
[0033]图15是表示静电电容型湿度传感器的结构的图。
[0034]附图标记说明
[0035]I传感器部;2控制电路;3AD变换电路;4寄存器;5偏移调整电路;DRV1第I驱动电路;DRV2第2驱动电路;Csl第I电容性传感器元件;Cs2第2电容性传感器元件;T1第I驱动端子;T2第2驱动端子;Τ3信号端子;0Ρ1放大器电路;C1电容器;SW1开关电路。
【具体实施方式】
[0036]图1是表示有关本发明的实施方式的传感器装置的结构的一例的图。图1所示的传感器装置具有传感器部1、第I驱动电路DRVl、第2驱动电路DRV2、电容器Cl、放大器电路OP1、开关电路SWl、控制电路2、AD变换电路3和寄存器4。
[0037]传感器部I包括静电电容根据湿度等物理量而变化的电容性传感器元件(Csl、Cs2)而构成。第I电容性传感器元件Csl被连接在第I驱动端子Tl与信号端子T3之间,第2电容性传感器元件Cs2被连接在第2驱动端子T2与信号端子T3之间。第I电容性传感器元件Csl和第2电容性传感器元件Cs2被串联连接在信号端子T3上。
[0038]第I驱动电路DRVl按照控制电路2的控制,对传感器部I的第I驱动端子Tl输出高电平的驱动电压或低电平的驱动电压。此外,第2驱动电路DRV2按照控制电路2的控制,向传感器部I的第2驱动端子T2输出高电平的驱动电压或低电平的驱动电压。这些驱动电路所输出的高电平的驱动电压例如是与电源电压VDD大致相等的电压,低电平的驱动电压例如是与地电位VSS大致相等的电压。
[0039]电容器Cl的一端连接在传感器部I的信号端子T3上,其另一端连接在放大器电路OPl的输出上。放大器电路OPl例如是运算放大器,向电容器Cl的另一端输出将信号端子T3的电压与基准电压Vref的差进行放大后的电压,以使信号端子T3的电压接近于基准电压Vref。放大器电路OPl在反向输入端子输入信号端子T3的电压,在其非反向输入端子输入基准电压Vref。基准电压Vref例如被设定为从驱动电路(DRV1、DRV2)输出的高电平的驱动电压和低电平的驱动电压的中间值。由于放大器电路OPl的电压增益非常大,因此信号端子T3的电压大致与基准电压Vref相等。此外,由于连接在信号端子T3上的放大器电路OPl的反向输入端子的输入阻抗非常高,所以反向输入端子中几乎不流入电流。
[0040]开关电路SWl是将积蓄在电容器Cl中的电荷放电的电路,与电容器Cl并联连接。开关电路SWl按照控制电路2的控制而接通(ON)或断开(OFF)。
[0041]AD变换电路3将放大器电路OPl的输出电压No变换为数字信号。AD变换电路3按照控制电路2的控制执行模拟一数字变换动作。
[0042]控制电路2是控制传感器装置的整体动作的电路,例如使用专用的逻辑电路或CPU构成。即控制电路2基于规定的测定顺序执行第I驱动电路DRVl及第2驱动电路DRV2中的驱动电压的产生、开关电路SWl中的电容器Cl的放电、AD变换电路3中的模拟一数字变换动作,生成与传感器部I的静电电容相应的检测数据Ds。此外,控制电路2根据在未图示的通信部中从外部的上层装置提供的指令,执行检查配线的断线及短路等的规定的检查顺序。控制电路2如果通过执行检查顺序得到检查结果,则将该检查结果的判定值(表示正常或异常的判定值)向寄存器4写入。
[0043]图2A?图2D是用来说明在图1所示的传感器装置中检测传感器部I的静电电容的通常的测定顺序中的开关电路SWl的状态和各部的电压的图。图2A表不开关电路SWl的接通/断开状态,图2B表示第I驱动电路DRVl的驱动电压,图2C表示第2驱动电路DRV2的驱动电压,图2D表示放大器电路OPl的输出电压Vo。
[0044]在通常的测定顺序中,控制电路2交替地重复复位期间Trst和电荷传送期间Tchgo在复位期间Trst中,控制电路2将开关电路SWl接通(ON)而将电容器Cl的电荷放电,并且从第I驱动电路DRVl输出高电平的驱动电压(VDD),从第2驱动电路DRV2输出低电平的驱动电压(VSS)。在电荷传送期间Tchg中,控制电路2将开关电路SWl断开而使电容器Cl成为可充电的状态,并且从第I驱动电路DRVl输出低电平的驱动电压(VSS),从第2驱动电路DRV2输出高电平的驱动电压(VDD)。
[0045]这里,将第I电容性传感器元件Csl的静电电容用“CsI”表示,将第2电容性传感器元件Cs2的静电电容用“Cs2”表示。在复位期间Trst中,在与信号端子T3相连的第I电容性传感器元件Csl的电极中积蓄电荷“一 (VDD - Vref) XCsl”,在与信号端子T3相连的第2电容性传感器元件Cs2的电极中积蓄电荷“Vref XCs2”。它们的合计电荷Ql用下式表不。
[0046][数式 I]
[0047]Ql =- (VDD — Vref) XCsl+VrefXCs2— (I)
[0048]在电荷传送期间Tchg中,与信号端子T3相连的第I电容性传感器元件Csl的电极中被积蓄电荷“Vref XCsl”,与信号端子T3相连的第2电容性传感器元件Cs2的电极中被积蓄电荷“ 一(VDD - Vref) X Cs2”,与信号端子T3相连的电容器Cl的电极中被积蓄电荷“一 VclXCl”。但是,“Vcl”表示以信号端子T3的电位为基准的电容器Cl的电压,“Cl”表示电容器Cl的静电电容。它们的合计电荷Q2用下式表示。
[0049][数式2]
[0050]Q2 =- (VDD — Vref) XCs2+VrefXCsl — VclXCl...(2)
[0051]由于放大器电路OPl的反向输入端子的输入阻抗非常高,并且,在电荷传送期间Tchg中不会从外部向信号端子T3的节点供给电荷,所以电荷Q2与电荷Ql相等。因此,根据式(1)、式(2),电容器Cl的电压Vcl用下式表示。
[0052][数式3]
[0053]Vcl = VDDX (Csl — Cs2)/Cl…(3)
[0054]由于信号端子T3的电压大致与基准电压Vref相等,所以输出电压Vo用下式表不O
[0055][数式4]
[0056]Vo = VDDX (Csl — Cs2)/Cl+Vref…(4)
[0057]如式⑷所示,在通常的测定顺序中从放大器电路OPl输出的电压Vo与第I电容性传感器元件Csl和第2电容性传感器元件Cs2的静电电容之差(Csl - Cs2)成比例。
[0058]接着,对上述传感器装置的断线等的检查顺序进行说明。图3是用来说明有关本实施方式的检查顺序的流程图。在本实施方式中,以两个阶段进行检查
当前第2页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1