[發明專利]傳感器模塊

有效

• 申請號: 201580066217.5
• 申請日: 2015-11-06
• 公開（公告）號: CN107003189B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發明（設計）人: 山口喜弘
• 申請（專利權）人: 株式會社村田制作所
• 主分類號: G01L1/16
• 分類號: G01L1/16;G01D3/024
• 代理公司: 11227 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 舒艷君;李洋

檢測電路(10)具備電荷放大器(20)、運算部(40)以及第一路徑、第二路徑(S1、S2)。電荷放大器(20)將傳感器元件產生的電荷量轉換為電壓。第一路徑(S1)和第二路徑(S2)將電荷放大器與運算部連接。第一路徑(S1)的放大率(AV₁)比第二路徑(S2)的放大率(AV₂)高。若第一路徑(S1)的輸出電壓(Vp1)比閾值電壓(VTH)低，則運算部(40)使用輸出電壓(Vp1)檢測按壓力。若輸出電壓(Vp1)在閾值電壓(VTH)以上，則運算部(40)使用第二路徑(S2)的輸出電壓(Vp2)檢測按壓力。

技術領域

本發明涉及將規定的物理量轉換為電荷、電壓并進行檢測的傳感器模塊。

背景技術

現在，使用壓電元件等檢測規定的物理量的傳感器模塊被較多地實用化。

專利文獻1的傳感器檢測電路具備壓電元件、電荷放大器以及放大電路。壓電元件的輸出端與電荷放大器連接。電荷放大器將在壓電元件檢測出的電荷量轉換為電壓信號，并輸出給放大電路。放大電路放大電壓信號并輸出。

專利文獻2的物理量傳感器具備第一級放大電路、第二級放大電路以及復用器MPX。第一級放大電路的輸出端與復用器MPX和第二級放大電路連接。第二級放大電路的輸出端與復用器MPX連接。復用器MPX分時地交替輸出第一級放大電路的輸出信號和第二級放大電路的輸出信號。

專利文獻1：日本特開2005－172518號公報

專利文獻2：日本特開2004－258019號公報

然而，在專利文獻1的傳感器檢測電路中，在使放大電路的放大率與微弱電壓的放大配合的情況下，若向放大電路的輸入電壓過高，則輸出電壓的波形失真。另一方面，在設定放大電路的放大率以便輸出電壓不失真的情況下，若輸入電壓微弱，則存在不能夠放大到在后級的檢測部中能夠檢測的振幅的情況。即，在專利文獻1的傳感器以及檢測電路中，產生對于傳感器元件的動態范圍不充分這樣的問題。

另外，在專利文獻2的物理量傳感器中，分時輸出放大率不同的輸出電壓，所以不能夠在適當的時刻得到適當的放大率的輸出電壓。

發明內容

因此，本發明的目的在于提供具備能夠不受輸出電壓振幅影響而適當地放大傳感器元件的輸出電壓的檢測電路的傳感器模塊。

該發明的傳感器模塊具備：壓電元件，產生與按壓力對應的電荷量；電荷放大器，將電荷量轉換為電壓；運算部，基于電荷放大器的輸出電壓來檢測按壓力；以及第一路徑、第二路徑，將電荷放大器與運算部連接，并且放大率不同。第一路徑的放大率比上述第二路徑的放大率高。運算部若檢測出從第一路徑輸出的第一電壓比閾值電壓低，則使用第一電壓來檢測按壓力。運算部若檢測出第一電壓在閾值電壓以上，則使用從第二路徑輸出的第二電壓來檢測按壓力。

在該構成中，能夠使用以適當的放大率放大后的電壓來檢測按壓力。

另外，在該發明的傳感器模塊中，優選運算部使用第一路徑的放大率與第二路徑的放大率之比來校正按壓力的檢測所利用的電壓。

在該構成中，能夠抑制在經由第一路徑的情況下和經由第二路徑的情況下，檢測出的按壓力產生差。

另外，在該發明的傳感器模塊中，優選具備以下的構成。第一路徑具備第一放大電路以及與第一放大電路的輸入級連接的第一電容器。第二路徑具備與第一放大電路相比放大率低的第二放大電路以及與第二放大電路的輸入級連接的第二電容器。第一電容器的電容與第二電容器的電容相同。

在該構成中，直流成分被第一電容器以及第二電容器除去，所以能夠抑制在第一放大電路以及第二放大電路中的輸入偏移電壓的放大。因此，能夠抑制第一放大電路中的輸入偏移的影響與第二放大電路中的輸入偏移的影響之差。由此，能夠抑制第一路徑和第二路徑的輸入偏移電壓所引起的輸出電壓之差。