[发明专利]加热器温度控制电路及使用它的传感器装置

说明书

本发明提供一种加热器温度控制电路及使用它的传感器装置，与现有技术相比，能够高精度地控制加热器温度。本发明是一种加热器温度控制电路(10)，其具有加热器(6)和控制加热器的温度的控制电路，其特征在于，控制电路包括第1电路(11c)和第2电路(11d)并联连接而成的桥接电路(11)；以及与桥接电路连接的运算放大器(12)，其中，在第1电路中，加热器和电阻器串联连接，第1电路的中点与运算放大器(12)的一个输入部连接，桥接电路的基准电压V_ref乘以加热器的目标电阻值R_h与电阻器的电阻值R₁的分压比而得的输出值V_out从第2电路输入至运算放大器的另一输入部。

技术领域

本发明涉及加热器温度控制电路及使用它的传感器装置。

背景技术

专利文献1和专利文献2公开了与微加热器的温度控制装置相关的发明。

如专利文献1的图1、专利文献2的图2所示，温度控制装置广为人知的是具有惠斯通电桥和连接于惠斯通电桥的驱动用的运算放大器的反馈控制方式。

在专利文献1和专利文献2中，微加热器用于氧气浓度装置、酒精浓度检测装置。

另外，为了提高气体浓度的检测精度，需要能够维持加热器温度恒定的高精度的控制电路。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2011-185742号公报

专利文献2:日本特开2012-251975号公报

发明内容

然而，在传统的温度控制装置中，产生取决于加热器温度控制电路中使用的电阻器的精度的温度误差。因此，不能将加热器温度高精度地维持在一定值。使用附图说明现有的问题点。图6是现有技术的加热器温度控制电路的最小单位。

如图6所示，惠斯通电桥具有加热器100、电阻器101、102和103而形成。如图6所示，电阻器101与加热器100串联连接，其中点(输出部)104与运算放大器105的反相输入端子(V_in-端子)105a连接。此外，电阻器102和电阻器103串联连接，其中点(输出部)106与运算放大器105的非反相输入端子(V_in+端子)105b连接。

图6所示的桥接电路的平衡条件用以下的数学式(1)表示。

[数学式1]

在此，R_h是稳定时的加热器温度(目标温度)的电阻值。

在图6的加热器温度控制电路中，通过确定各电阻器101、102、103的电阻值R₁、R₂、R₃，自动地进行负反馈，电路动作使得加热器100稳定在目标温度。

另外，各电阻器101、102、103的电阻值R₁、R₂、R₃分别具有固有的电阻值允许误差和电阻温度系数(TCR)。

因此，如果加入电阻值允许误差及电阻温度系数(TCR)，则数学式(1)由以下的数学式(2)表示。

[数学式2]

E₁、E₂、E₃:各电阻器的电阻值允许误差

E_T1、E_T2、E_T3:各电阻器的电阻温度系数(TCR)引起的误差