传感器装置
阅读：1发布：2023-04-11
专利汇可以提供传感器装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种 传感器 装置，该传感器装置被配备有 电压 检测型传感器单元(20)，用于将物理量转换为电压值并且将表示电压值的电压 信号 输出；斩波 放大器 单元(10)，用于通过以预定斩波 频率 对从传感器单元输出的电压信号进行斩波来生成调制信号，将调制信号放大为放大信号，然后解调放大信号并且将其作为 输出信号 输出；积分单元(13)，包括 运算放大器 (14)、输入 电阻 器 (R1)和电容器(C1)，其中运算放大器用于将非 反相输入端 的电压和反相输入端的电压之间的电压差放大，输入 电阻器 被连接到运算放大器的反相输入端，并且电容器被连接在运算放大器(14)的反相输入端和输出端之间，而且积分单元适于以预定 采样 频率对从斩波放大器单元(10)输出的输出信号进行采样并且对采样的输出信号进行积分；和数字转换单元，用于将由积分单元积分的输出信号转换为 数字信号 。，下面是传感器装置专利的具体信息内容。
1.一种传感器装置，其特征在于，包含：
电压检测型传感器单元，用于将物理量转换为电压值，并且将表示所述电压值的电压信号输出；
斩波放大器单元，用于通过以预定斩波频率对从所述传感器单元输出的所述电压信号进行斩波来生成调制信号，将所述调制信号放大为放大信号，然后解调所述放大信号并且将其作为输出信号输出；
积分单元，所述积分单元包括运算放大器、输入电阻器和电容器，所述运算放大器用于将非反相输入端的电压和反相输入端的电压之间的电压差进行放大，所述输入电阻器被连接到所述运算放大器的所述反相输入端，所述电容器被连接在所述运算放大器的所述反相输入端和输出端之间，所述积分单元适于以预定采样频率对从所述斩波放大器单元输出的所述输出信号进行采样，并且对采样的输出信号进行积分；和
数字转换单元，用于将由所述积分单元积分的所述输出信号转换为数字信号。
2.如权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，进一步包含用于调整所述采样频率的采样频率调整单元。
3.如权利要求1所述的传感器装置，其特征在于：
由所述斩波频率的倒数表示的斩波周期和由所述采样频率的倒数表示的采样周期被同步；并且
所述斩波频率为所述采样频率的n倍，其中n为等于或者大于1的自然数。
4.如权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，进一步包含振荡单元，所述振荡单元包括具有电阻器和电容器的CR振荡电路，用于生成时钟脉冲，所述时钟脉冲用于驱动所述斩波放大器单元和所述积分单元并且用作具有所述采样频率的脉冲信号的基础，其中：
所述振荡单元的所述电阻器和所述电容器具有与所述积分单元的所述输入电阻器和所述电容器相同的温度特性。
5.如权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，进一步包含振荡单元，所述振荡单元包括具有电阻器和电容器的CR振荡电路，用于生成时钟脉冲，所述时钟脉冲用于驱动所述斩波放大器单元和所述积分单元并且用作具有所述采样频率的脉冲信号的基础，其中：
所述振荡单元的所述电阻器和所述电容器具有与所述积分单元的所述输入电阻器和所述电容器相同的电特性。
6.如权利要求1至5中的任意一项所述的传感器装置，其特征在于，进一步包含：
第一存储器和第二存储器，用于存储在所述数字转换单元中被转换为所述数字信号的所述输出信号的数据；
切断部，用于切断从所述传感器单元到所述斩波放大器单元的所述电压信号的输出；
选择器，用于选择所述第一存储器或者所述第二存储器来存储来自所述数字转换单元的所述输出信号的所述数据；
控制单元，在使所述切断部切断从所述传感器单元到所述斩波放大器单元的所述电压信号的所述输出、并且使所述选择器选择将来自所述数字转换单元的所述输出信号的所述数据存储在所述第一存储器中的情况下，让在所述数字转换单元中被转换为所述数字信号的所述输出信号的所述数据被存储在所述第一存储器中，并且在使所述切断部没有切断从所述传感器单元到所述斩波放大器单元的所述电压信号的所述输出、并且使所述选择器选择将来自所述数字转换单元的所述输出信号的所述数据存储在所述第二存储器中的情况下，让在所述数字转换单元中被转换为所述数字信号的所述输出信号的所述数据被存储在所述第二存储器中；和
减法器，用于计算在所述第一存储器中存储的所述输出信号的所述数据与在所述第二存储器中存储的所述输出信号的所述数据之间的差。
7.如权利要求6所述的传感器装置，其特征在于：
所述传感器单元和所述斩波放大器单元通过用于传输来自所述传感器单元的所述电压信号的多条信号线被连接；
所述切断部为用于使所述多条所述信号线短路的短路开关；
所述选择器为用于将所述第一存储器和所述第二存储器中的任何一个连接到所述数字转换单元的切换开关；并且
所述控制单元控制所述选择器和所述切断部，以使得在所述数字转换单元中被转换为所述数字信号的所述输出信号的所述数据比存储在所述第一存储器中更频繁地存储在所述第二存储器中。
8.如权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，进一步包含积分控制单元，其中：
所述积分控制单元执行控制，以在作为所述采样频率的倒数的每个采样周期中的预定采样期间通过将从所述斩波放大器单元输出的所述输出信号输入到所述反相输入端而让所述运算放大器对电容器充电，并且在经过所述采样期间之后使所述电容器放电，从而生成由所述积分单元积分的所述输出信号，并且所述积分控制单元执行控制，以当从所述斩波放大器单元输出的所述输出信号的电压达到预定基准电压时，终止积分处理；并且所述数字转换单元包括计时器，所述计时器用于测量在经过数字值的所述采样期间之后直到结束所述积分处理的时间，并且将所述数字值的测量时间作为所述数字信号输出。
9.如权利要求8所述的传感器装置，其特征在于，所述积分控制单元在经过所述采样期间之后，通过将具有与从所述斩波放大器单元输出的所述输出信号的电压的极性相反的极性的所述基准电压施加到所述反相输入端，使所述电容器放电。
10.如权利要求8或9所述的传感器装置，其特征在于，进一步包含振荡单元，所述振荡单元包括具有电阻器和电容器的CR振荡电路，用于生成时钟脉冲，所述时钟脉冲用于驱动所述斩波放大器单元和所述积分单元并且用作具有所述采样频率的脉冲信号的基础，其中：
所述振荡单元的所述电阻器和所述电容器具有与所述积分单元的所述输入电阻和所述电容器相同的温度特性；并且
所述积分控制单元基于所述脉冲信号来控制所述运算放大器的所述电容器的充电和放电。
11.如权利要求8或9所述的传感器装置，其特征在于，进一步包含振荡单元，所述振荡单元包括具有电阻器和电容器的CR振荡电路，用于生成时钟脉冲，所述时钟脉冲用于驱动所述斩波放大器单元和所述积分单元并且用作具有所述采样频率的脉冲信号的基础，其中：
所述振荡单元的所述电阻器和所述电容器具有与所述积分单元的所述输入电阻和所述电容器相同的电特性；并且
所述积分控制单元基于所述脉冲信号来控制所述运算放大器的所述电容器的充电和放电。
传感器装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用于检测物理量的传感器装置。
背景技术
[0004] 由于以小电压值的电压信号的形式表示温度变化量，所以该电压信号需要以高增益被放大，以便使用该电压信号来精确测量物体的温度。
[0005] 因此，传感器装置传统地包括放大器。放大器具有接收来自诸如热电偶的传感器单元的电压信号和放大该电压信号的功能。但是，来自放大器的输出可能被混入放大器内固有的偏移电压和低频1/f噪声。
[0006] 广为人知的斩波技术(chopping technology)为有效除去放大器中固有的偏移电压和低频1/f噪声的技术。这是用于将在通过放大器的放大处理的过程中混合的偏移电压和1/f噪声部分与电压信号分离的技术。例如，下面的专利文献1和2中公开了斩波技术。
[0007] 文献1为″可靠的高质量红外传感器已经发现自动气候控制的途径(Reliable High Quality Infrared Sensors have Found Their Way Into Automotive Cl imate Control)″，Roger Diels，Melexis产品单，http://www.melexis.com/Assets/Reliable_High_Quality_Infrared_Sensors_In_Autom otive_Climate_Control_3810.aspx.[0008] 文献2为″具有集成的低通滤波器的CMOS斩波运算放大器(A CMOS Chopper Opamp with Integrated Low-Pass Filter)″，A.Bakker和J.H.Huijsing，Proceedings ofthe 23rd European Solid-State Circuits Conference.1997ESS CIRC’97.[0009] 具体说明斩波技术。偏移电压和1/f噪声部分的频率被转变为斩波频率和它的奇数倍频率，然而表示温度变化的电压信号部分的频率被转变为低频带的频率并且为预斩波频率的偶数倍频率。以这种方法，具有斩波频率和它的奇数倍频率的偏移电压和1/f噪声部分可以通过低通滤波器被除去。
发明内容
[0010] 通过低通滤波器仅将具有斩波频率和它的奇数倍频率的偏移电压和1/f噪声部分除去、并且仅将表示温度变化以及处于低频带的电压信号部分去掉具有以下问题。
[0011] 在放大处理的过程中混合的偏移电压和1/f噪声存在于非常低的频带中。存在于这种频带中的偏移电压和1/f噪声通过斩波技术被处理成具有斩波频率和它的奇数倍频率。表示温度变化的电压信号部分被处理成具有低频带的频率。
[0012] 具有低截止频率的低通滤波器有必要仅精确地去掉表示温度变化的电压信号部分。通过1/(2πRC)来表示低通滤波器的截止频率，其中R代表电阻值并且C代表电容。
[0013] 为了使低通滤波器能够具有低截止频率，由RC表示的时间常数需要是大的。因此，电阻值和电容中的任何一个都需要是大的。
[0014] 一般地，用于斩波的组成元件和低通滤波器都被安装在单片集成电路上。但是，例如，如果电阻器的数量增加或者更大的电容器被使用，以增加低通滤波器的时间常数，那么低通滤波器的电路尺寸增加。结果，传感器装置的电路尺寸增加。
[0015] 为了更精确测量物体的温度，数字转换器可以被设置成将已经过低通滤波器的电压信号分量转换为数字信号。由于由多个组成元件组成数字转换器，所以传感器装置的电路尺寸进一步增加。
[0016] 为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种传感器装置，该传感器装置能够在没有增加电路尺寸的情况下，除去在放大处理的过程中混合的噪声分量，同时能够进行数字转换。
[0017] 根据本发明的一个方面指的是传感器装置，该传感器装置包含：电压检测型传感器单元，用于将物理量转换为电压值并且将表示电压值的电压信号输出；斩波放大器单元，用于通过以预定斩波频率对从传感器单元输出的电压信号进行斩波来生成调制信号，将调制信号放大为放大信号，然后解调放大信号并且将其作为输出信号输出；积分单元，包括运算放大器、输入电阻器和电容器，其中运算放大器用于将非反相输入端的电压和反相输入端的电压之间的电压差放大，输入电阻器被连接到运算放大器的反相输入端，电容器被连接在运算放大器的反相输入端和输出端之间，而且积分单元适于以预定采样频率对从斩波放大器单元输出的输出信号进行采样，并且对采样的输出信号进行积分；和数字转换单元，用于将由积分单元积分的输出信号转换为数字信号。附图说明
[0018] 图1是显示根据发明的一个实施例的传感器装置的典型构造的图，[0019] 图2是显示斩波放大器单元的典型构造的图，
[0020] 图3显示了显示斩波放大器单元的典型操作的曲线图，
[0021] 图4是显示积分器的典型构造的图，
[0025] 图8是显示控制器的典型操作的时间图。
具体实施方式
[0026] 下面说明根据本发明的一个实施例的传感器装置。图1是显示传感器装置的典型构造的图。图2是显示斩波放大器单元的典型构造的图。图3显示了显示斩波放大器单元的典型操作的曲线图。图4是显示积分器的典型构造的图。
[0027] 图1中所示的传感器装置1包括控制器(控制单元)11。控制器11集中控制如下所述的各个组成元件。传感器装置1进一步包括电压检测型传感器单元20、斩波放大器单元10和AD转换电路(数字转换单元)12。传感器单元20将物理量转换为电压值，并且将表示该电压值的电压信号输出。
[0028] 斩波放大器单元10包括第一斩波电路100、运算放大器101和第二斩波电路102。例如，斩波放大器单元10如图3所示地操作。
[0029] 在斩波放大器单元10中，第一斩波电路100接收从传感器单元20输出的电压信号Vin的输入(见图1)。图3中所示的曲线图(a)显示传感器单元20的典型的频率特性。传感器单元20将以电压信号的形式表示检测的温度变化的电压信号Vin输出到第一斩波电路100。这种电压信号Vin是曲线图(a)中频带中的频率比斩波频率fc低的信号。于是，第一斩波电路100通过用预定斩波频率fc对从传感器单元20接收的电压信号Vin进行斩波来调制从传感器单元20接收的电压信号Vin。
[0030] 图3中所示的曲线图(b)显示第一斩波电路100的典型的频率特性。在接收从传感器单元20输出的电压信号Vin时，第一斩波电路100用斩波频率fc对电压信号Vin进行斩波。结果，如曲线图(b)所示，电压信号Vin被调制为具有斩波频率fc和它的奇数倍频率的电压信号。
[0031] 这里，在曲线图(b)中，具有斩波频率fc的奇数倍的频率的电压信号Vin的电压值小于具有斩波频率fc的电压信号Vin的电压值，并且随着斩波频率fc的奇数倍增加，电压信号Vin的电压值减少。其原因如下。
[0032] 使用具有斩波频率fc的矩形波，以通过用斩波频率fc来对具有某个频率的信号进行斩波而调制具有某个频率的信号。矩形波由具有作为基本频率的斩波频率fc的基波和谐波组成，其中谐波具有基本频率(斩波频率fc)的预定倍数的频率。例如，当矩形波的占空比为50％时，获得其中谐波存在于基本频率(斩波频率fc)的奇数倍的频率的频谱，作为这种矩形波的频谱。
[0033] 在矩形波的频谱中，众所周知，随着谐波的频率增加，谐波的值减少。因此，在矩形波的频谱中，随着从基本频率(斩波频率fc)奇数倍增加，谐波的值减少。
[0034] 当使用这种矩形波调制电压信号Vin时，获得具有这种波形的信号，其中似乎通过将矩形波叠加在电压信号Vin上来获得这种波形。结果，获得该信号中的斩波频率fc和它的奇数倍频率的成分作为调制电压信号Vin。
[0035] 因此，具有斩波频率fc的奇数倍频率的电压信号Vin的电压值小于具有斩波频率fc的电压信号Vin的电压值，并且随着斩波频率fc的奇数倍数增加，电压信号Vin的电压值减少。
[0036] 运算放大器101放大具有斩波频率fc和它的奇数倍频率的调制电压信号Vin的电压值。在该放大处理中，电压信号Vin被混有运算放大器101中固有的偏移电压和1/f噪声(在下文中，称为噪声成分)。这种噪声成分一般位于比斩波频率fc低的频带中。
[0037] 图3中所示的曲线图(c)显示运算放大器101的典型的频率特性。当运算放大器101接收到在第一斩波电路100中被调制成具有斩波频率fc和它的奇数倍频率的电压信号Vin时，将电压信号Vin放大预定的放大系数。结果，对调制成具有斩波频率fc和它的奇数倍频率的电压信号Vin进行放大。如曲线图(c)所示，电压信号Vin在低于斩波频率fc的频带中被混有噪声成分。
[0038] 第二斩波电路102解调运算放大器101的输出信号并且将其作为输出信号Vout输出。图3中所示的曲线图(d)显示第二斩波电路102的典型的频率特性。如曲线图(d)所示，通过第二斩波电路102的解调，由运算放大器101放大的电压信号Vin变成具有与在从传感器单元20输出时的频率相同的频率。
[0039] 另一方面，在通过运算放大器101的放大处理的过程中混合的低频带中的噪声成分，通过第二斩波电路102的解调而具有斩波频率fc和它的奇数倍频率。
[0040] 接下来，说明AD转换电路12。AD转换电路12由所谓的双积分型A/D转换器组成。AD转换电路12包括积分器(积分单元)13、比较器15、CR振荡电路(振荡单元)16和计数器17。
[0041] 如图1和4所示，积分器13包括运算放大器14、输入电阻R1和电容器C1。输入电阻器R1被连接到运算放大器14的反相输入端14A。在运算放大器14的反相输入端14A和输出端14B之间连接电容器C1。在运算放大器14中，非反相输入端14C被接地。
[0042] 开关SW1被设置在输入电阻器R1的另一端处。电阻器R1的另一端通过开关SW1被切换地与端子“a”或“b”连接。端子“a”被连接到斩波放大器单元10。基准电压Vref被施加于端子“b”。开关SW1被控制器11控制。
[0043] 下面概述积分器13中的积分处理。首先，随着开关SW1与端子“a”连接，开始从斩波放大器单元10输出的输出信号Vout的积分。此时，电容器C1利用输出信号Vout被充电。积分器13将该状态维持预定期间(在下文中，称为采样期间)。采样期间是开关SW1与端子“a”连接的期间，并且也可以称作采样时间。由于从斩波放大器单元10输出的输出信号Vout在采样期间被输入到反相输入端14A，所以来自积分器13的输出信号的电压下降。
[0044] 在开始对电容器C1充电之后的经过采样期间时，控制器11使开关SW1与端子“b”连接，并且使得计数器17开始对时钟脉冲CLK1进行计数。以这种方法，基准电压Vref(具有与输出信号Vout的极性相反的极性的电压)被施加于输入电阻器R1的另一端。由于这样使电容器C1开始放电，所以积分器13的输出电压增加。当积分器13的输出电压达到某个电压(例如基准电压Vref)时，控制器11使开关SW1被放置在与端子“a”和“b”都没有连接的位置处，并且停止计数器17对时钟脉冲CLK1的计数。以这种方法，完成通过积分器13的积分处理。
[0045] 积分器13的运算放大器14具有当输入信号的频率超过预定频率时随着输入信号的频率增加而减少放大系数的特性。因此，积分器13能够具有当输入到积分器13的输出信号Vout的频率超过预定频率(例如是采样频率的1.5倍的频率)时，随着频率增加而减少放大系数的功能。因此，如果输入信号的频率低于预定频率，那么输入信号可以通过，然而随着输入信号的频率增加到超出预定频率，输入信号的通过变得更加困难。换句话说，积分器13起低通滤波器的功能。
[0046] 利用比较器15来判定来自积分器13的输出信号是否已经达到预定电压(例如基准电压Vref)。比较器15将来自积分器13的输出信号的电压值与基准电压Vref进行比较。控制器11监控积分器13的输出电压是否已经达到预定电压(例如，基准电压Vref)。当积分器13的输出电压达到预定电压时，控制器11终止通过积分器13的积分处理。
[0047] 在电容器C1开始放电之后，计数器17计算时钟脉冲CLK1的脉冲数，直到积分器13的输出信号达到预定电压(基准电压Vref)。由计数器17计算的脉冲数与输入到积分器13的电压信号的电压值成比例。以这种方法，由计数器17计算的脉冲数作为表示温度变化的数字信号被输出到后续阶段的电路。
[0048] 说明该实施例的主要效果。
[0049] 运算放大器具有当输入信号的频率超过预定频率时随着输入信号的频率增加而减少放大系数的特性。因此，积分器13能够具有当接收的输出信号的频率超过预定频率时随着接收的输出信号的频率增加而减少放大系数的功能。因此，如果输入信号的频率低于预定频率，那么积分器13允许输入信号通过，然而随着输入信号的频率增加到超出预定频率，通过输入信号变得更加困难。
[0050] 由于以这种方法积分器13进行低通滤波器的功能，所以没有必要单独提供低通滤波器。此外，通过积分器13的积分值经过AD转换电路12被转换为数字信号。如上所述，根据该实施例，在不增加传感器装置1的电路尺寸的情况下，通过除去在放大处理的过程中混合的噪声成分可以进行数字转换。
[0051] CR振荡电路16为包括电容器和电阻器的振荡器。该CR振荡电路16生成用于操作斩波放大器单元10和积分器13的时钟脉冲CLK1。尽管CR振荡电路16被设置在图1中的AD转换电路12中，但是它也可以被设置为独立于AD转换电路12。
[0052] 计数器17计算在预定期间从CR振荡电路16输出的时钟脉冲CLK1的数量。预定期间是在通过控制器11的控制开始电容器C1的放电之后，直到积分器13的输出信号的电压达到基准电压Vref的期间。计数值作为数字信号被输出到后续阶段的电路。以这种方法，具有与电容器C1的充电的电量相对应的值的数字信号被输出。这里，CR振荡电路16的电容器和电阻器具有与积分器13的输入电阻器R1和电容器C1相同的温度特性。CR振荡电路16的电容器和电阻器具有与积分器13的输入电阻器R1和电容器C1相同的电特性。
[0053] 由于AD转换电路12被如上所述地构造，所以从斩波放大器单元10输出的电压信号在积分器13中被积分，并且具有与积分值相对应的值的数字信号被输出。
[0054] 如图4所示，传感器装置1包括脉冲宽度调整电路24。例如，脉冲宽度调整电路24被设置在控制器11中。从CR振荡电路16输出的时钟脉冲CLK1通过图1所示的分频电路被分频为时钟脉冲CLK2。脉冲宽度调整电路24在接收时钟脉冲CLK2时进行预定处理(未显示)，从而调整积分器13的开关SW1与端子“a”连接的频率。以这种方法，脉冲宽度调整电路24起采样频率调整器的作用，即，调整开关SW1与端子“a”连接的频率，因此具有调整表示积分器13的频率的采样频率以对来自斩波放大器单元10的输出信号Vout进行采样的功能。
[0055] 以这种方法，积分器13对来自斩波放大器单元10的输出信号Vout进行采样的采样频率能够通过脉冲宽度调整电路24被调整。因此，根据该实施例的传感器装置1具有以下优点。
[0056] 如上所述，在积分器13中，当接收的输出信号的频率超过预定频率时，随着接收的输出信号Vout的频率增加，放大系数减少。通过采样频率的大小确定频率，放大系数在该频率或该频率以上减少(参见图5)。水平轴表示输入到积分器13的输出信号Vout的频率，并且竖轴表示从积分器13输出的输出信号的电压。在图5中，放大系数在预定频率或预定频率以上减少，该预定频率是采样频率fs的1.5倍的频率。
[0057] 结果，积分器13起低通滤波器的作用，随着输出信号Vout的频率增加到超出通过采样频率fs的大小确定的某个频率，该低通滤波器使得输入到积分器13的输出信号Vout的通过更加困难。因此，如果确定采样频率fs的大小，那么积分器13能够使具有超过由采样频率fs的大小确定的某个频率的频率的噪声成分难以通过。
[0058] 在根据该实施例的传感器装置1中，通过脉冲宽度调整电路24调整积分器13对接收的输出信号Vout进行采样的采样频率fs。因此，能够调整在输入到积分器13的输出信号Vout中包括的某个频带中的噪声成分的输出，其中那些噪声成分的输出应当难以通过积分器13。因此，从在试图通过积分器13的输出信号中混合的某个频带中的噪声成分中，除去那些具有超过由采样频率fs的大小确定的某个频率的频率的噪声成分。结果，能够调整噪声成分与通过积分器13的信号的比。
[0059] 脉冲宽度调整电路24包括时间生成电路19和时间调制电路18。时间生成电路19通过对时钟脉冲CLK2进行分频而生成基准信号SG1，通过对从时钟源(该实施例中的CR振荡电路16)输出的时钟脉冲CLK1进行分频获得该时钟脉冲CLK2。时间调整电路18通过调整基准信号SG1的脉冲宽度，来调整由基准信号SG1的脉冲宽度表示的采样期间的持续时间。基准信号SG1是当调整采样期间的持续时间时，具有表示用作基础(basis)的采样基准期间的脉冲宽度的基准信号。
[0060] 时间调整电路18还通过增加基准信号SG1的脉冲宽度延长采样期间，并且通过减少脉冲宽度来缩短采样期间。以这种方法，脉冲宽度调整电路24通过调整采样期间来调整由采样期间的倒数表示的采样频率fs。
[0061] 在如上所述构造的传感器装置1中，由斩波频率的倒数表示的斩波周期和由采样频率fs的倒数表示的采样周期被同步。
[0062] 斩波频率fc为采样频率fs的n倍(其中n为等于或者大于1的自然数)。例如，通过由脉冲宽度调整电路24调整采样频率fs，实现这些斩波频率fc和采样频率fs的关系。在图5中，斩波频率fc为采样频率fs的两倍。
[0063] 由于斩波频率fc和采样频率fs具有这种关系，所以获得以下功能和效果。
[0064] 图5是显示斩波放大器单元10和积分器13的典型的频率特性的曲线图。在图5中，阴影区域是0到fn的范围内的频率的传感器输出，并且该传感器输出是作为数字输出被反映的输出。
[0065] 在图5中，存在于低频带中的噪声成分为通过斩波放大器单元10而具有斩波频率fc和它的奇数倍频率的那些噪声成分。
[0066] 积分器13的频率响应是这样的：当输入到积分器13输出信号的频率从0增加到采样频率fs时，从积分器13输出的信号的电压值从预定电压值Vint减少到0。此后，每当输入到积分器13的输出信号的频率变为采样频率fs的二以上的自然数倍数时，从积分器13输出的信号的电压值变为0。例如，在上述专利文献2中也公开了如上所述的频率响应。
[0067] 由于运算放大器14的特征，积分器13的频率响应是这样的：当输入信号的频率超过预定频率(是采样频率fs的1.5倍的频率)时，每当输入信号的频率变成10倍高时，放大系数就变为1/10。在图5中，由“-20dB/十倍频程(dB/decade)”表示。
[0068] 根据该实施例的传感器装置1，如上所述，斩波周期和采样周期被同步，并且斩波频率为采样频率的n倍(其中，n为等于或者大于1的自然数)。因此，斩波频率fc和它的奇数倍频率与从积分器13输出的输出信号的电压值变为0的采样频率fs和它的倍数相一致。
[0069] 因此，即使具有斩波频率fc或它的奇数倍频率的电压信号被输入积分器13，从积分器13输出的输出信号的电压值变为0。因此，在具有斩波频率fc或者它的奇数倍频率的电压信号中混合的噪声成分没有被反映在来自积分器13的输出信号上。结果，能够精确除去在来自传感器单元20的电压信号中混合的噪声成分。
[0070] 这里，重新说明该实施例的一个特征。积分器13包括开关SW1，因此具有与采样滤波器一样的功能。采样滤波器能够根据采样频率调整截止频率。在该实施例中，具有高频并且包含在从斩波放大器单元10输出的输出信号中的噪声成分通过调整采样频率，即，积分器13的采样周期而被除去。此外，在该实施例中，在预定采样期间的过程中利用在积分器13的电容器C1中充电的电荷，生成将变为用于数字信号的基础的信号。换句话说，通过在经过采样期间之后使积分器13的电容器C1放电，生成由积分器13积分的输出信号。通过控制器11控制上述操作。
[0071] 概述控制器11如下。图7是控制器11的实例的功能框图。图8是显示控制器11的典型操作的时间图。控制器11具有作为积分控制单元的功能并且包括脉冲宽度调整电路24、晶体管控制信号生成电路31和斩波信号生成电路33。
[0072] 脉冲宽度调整电路24包括时间生成电路19和时间调整电路18。时间生成电路19通过对从图1所示的分频电路25输出的时钟脉冲CLK2进行分频来生成基准信号SG1。
时间调整电路18通过调整脉冲宽度来调整由基准信号SG1的脉冲宽度表示的采样期间的持续时间。从时间调整电路18输出的信号是具有采样频率的脉冲信号，并且被称作采样信号SG2。
时间调整电路18通过调整脉冲宽度来调整由基准信号SG1的脉冲宽度表示的采样期间的持续时间。从时间调整电路18输出的信号是具有采样频率的脉冲信号，并且被称作采样信号SG2。
[0073] 晶体管控制信号生成电路31基于采样信号SG2生成用于晶体管Tra的控制信号SG3和用于晶体管Trb的控制信号SG4。图1所示的开关SW1由晶体管Tra和Trb构造。
[0074] 端子“a”和输入电阻器R1通过打开晶体管Tra被连接而通过关闭晶体管Tra被断开。相反，端子“b”和输入电阻器R1通过打开晶体管Trb被连接而通过关闭晶体管Trb被断开。
[0075] 当采样信号SG2如图8所示上升(时间t1)时，用于晶体管Tra的控制信号SG3通过从低被切换到高而将晶体管Tra的状态从关状态切换到开状态。这样，端子“a”和输入电阻器R1被连接以对电容器C1充电。由于用于晶体管Trb的控制信号SG4在时间t1时是低的，所以晶体管Trb被保持关闭。因此，端子“b”和输入电阻器R1被断开。在时间t1时，开始电容器C1的充电，从而开始采样期间。这样，从斩波放大器单元10输出的输出信号Vout被输入到图1所示的反相输入端14A。
[0076] 运算放大器14具有当输入信号的频率超过预定值时随着输入信号的频率增加而减少放大系数的特性。在该实施例中，运算放大器14利用它的这种特性起低通滤波器的作用。因此，在采样期间的过程中，以通过从积分器13输出的输出信号中除去具有高频的噪声成分而获得的信号对电容器C1进行充电。
[0077] 当采样信号SG2下降时(时间t2)，采样期间结束。在时间t2处，用于晶体管Tra的控制信号SG3从高被切换到低，并且用于晶体管Trb的控制信号SG4从低被切换到高。因此，晶体管Tra从开状态被切换到关状态，并且晶体管Trb从关状态被切换到开状态。因此，端子“a”与输入电阻器R1被断开，并且端子“b”与输入电阻器R1被连接，借此电容器C1开始放电。
[0078] 图1中所示的计数器17计算时钟脉冲CLK1的数量直到在电容器C1开始放电之后，积分器13的输出信号的电压V1达到基准电压Vref。通过比较器15判断电压V1是否已经达到基准电压Vref。由计数器17计算的脉冲数与输入到积分器13的电压信号Vout的电压值成比例。由计数器17计算的脉冲数作为表示温度变化的数字信号被输出到后续阶段的电路。
[0079] 假定来自积分器13的输出信号的电压V1增加并且在时间t3处达到与基准电压Vref相同的值。在时间t3处，控制器11通过将用于晶体管Trb的控制信号SG4从高切换到低而将晶体管Trb的状态从开状态切换到关状态。因此，输入电阻器R1变成与端子“a”和“b”都不连接。
[0080] 在时间t4处，采样信号SG2上升，借此，用于晶体管Tra的控制信号SG3从低切换到高，并且电容器C1开始充电。基于通过重复以上操作获得的数字输出来计算温度。
[0081] 通过AD转换电路12的计时器来计算温度。计时器测量时间直到在计数值中的采样期间经过之后完成积分处理，并且计数值中测量的时间作为数字信号被输出。
[0082] 另一方面，图7中所示的斩波信号生成电路33基于来自分频电路25的时钟脉冲CLK2来生成用于斩波的斩波信号SG5。在该实施例中，时钟脉冲CLK2被直接用作斩波信号SG5。由于基于时钟脉冲CLK2生成斩波信号SG5和采样信号SG2，所以它们能够被同步。
[0083] 接下来，说明图1所示CR振荡电路(振荡单元)16。
[0084] CR振荡电路16由电阻器和电容器组成，并且生成用于操作斩波放大器单元10和积分器13的时钟脉冲CLK1。CR振荡电路16输出时钟脉冲CLK1，该时钟脉冲CLK1的一个周期为CR的时间常数。CR振荡电路16的电阻器和电容器具有与积分器13的输入电阻器R1和电容器C1相同的温度特性。
[0085] 当CR振荡电路16的振荡周期(时钟脉冲CLK1的周期)受到温度影响而变得更长时，采样信号SG2的脉冲宽度变得更长，因此采样期间变得更长。由于这会使得电容器C1的充电时间变得更长，所以积分器13的放大系数增加。
[0086] 通过CR振荡电路16的电阻器的电阻值与积分器13的输入电阻器R1的电阻值的比来确定由CR振荡电路16对脉冲进行操作的积分器13中的放大系数。积分器13中的放大系数也可通过CR振荡电路16的电容器的电容与积分器13的电容器C1的电容的比来被确定。
[0087] CR振荡电路16的电阻器和电容器具有与积分器13的输入电阻器R1和电容器C1相同的温度特性。因此，当传感器装置1的内部温度改变时，CR振荡电路16和积分器13的电阻值改变了相同量，并且CR振荡电路16和积分器13的电容改变了相同量。
[0088] 结果，即使传感器装置1的内部温度改变，CR振荡电路16的电阻器的电阻值与积分器13的输入电阻器R1的电阻值的比和CR振荡电路16的电容器的电容与积分器13的电容器C1的电容的比也没有改变。因此，当传感器装置1的内部温度改变时，积分器13中的放大系数的改变能够被抑制。
[0089] CR振荡电路16的电阻器和电容器具有与积分器13的输入电阻器R1和电容器C1相同的电特性。
[0090] 如上所述，通过CR振荡电路16的电阻器的电阻值与积分器13的输入电阻器R1的电阻值的比来确定由CR振荡电路16对脉冲进行操作的积分器13中的放大系数。积分器13中的放大系数也可通过CR振荡电路16的电容器的电容与积分器13的电容器C1的电容的比来被确定。
[0091] CR振荡电路16的电阻器和电容器具有与积分器13的输入电阻器R1和电容器C1相同的电特性。这里，引用薄膜电阻特性用作电气特性的实例。
[0092] 因此，当在制造CR振荡电路16的电阻器和积分器13的输入电阻器R1的过程中出现处理变化时，由于CR振荡电路16的电阻器和积分器13的输入电阻器R1具有相同的电气特性，所以CR振荡电路16的电阻器的电阻值与积分器13的输入电阻器R1的电阻值改变了相同量。因此，即使在制造CR振荡电路16的电阻器和积分器13的输入电阻器R1的过程中出现处理变化，CR振荡电路16的电阻器的电阻值与积分器13的输入电阻器R1的电阻值的比也不会改变。
[0093] 进一步，当在制造CR振荡电路16的电容器和积分器13的电容器C1的过程中出现处理变化时，由于CR振荡电路16的电容器和积分器13的电容器C1具有相同的电气特性，所以CR振荡电路16的电容器的电容与积分器13的电容器C1的电容改变了相同量。因此，即使在制造CR振荡电路16的电容器和积分器13的电容器C1的过程中出现处理变化，CR振荡电路16的电容器的电容与积分器13的电容器C1的电容的比也不会改变。
[0094] 因此，即使在制造CR振荡电路16的电阻器和积分器13的输入电阻R1的过程中出现处理变化或者在制造CR振荡电路16和积分器13的各自的电容器的过程中出现处理变化，也能够抑制积分器13中的放大系数的改变。
[0095] 接下来，说明根据本发明的实施例的传感器装置的构造的另一个实例。图6是显示另一个实例的图。该传感器装置1A进一步包括短路开关SW2、第一内存21、第二内存22、切换开关SW3和减法器23。当短路开关(切断部)SW2被接通时，连接传感器单元20和斩波放大器单元10的两条信号线路L被短路。
[0096] 第一内存(第一存储器)21和第二内存(第二存储器)22被设置在AD转换电路12的后续阶段处。切换开关(选择器SW3)选择将来自AD转换电路12的输出信号的数据存储在第一内存21和第二内存22中的哪一个中。切换开关SW3对将AD转换电路12连接到第一内存21和第二内存22进行切换。
[0097] 在第一和第二内存12、22的后续阶段处设置减法器23，该减法器23用于计算从第一内存21读出的输出信号的数据和从第二内存22读出的输出信号的数据之间的差。
[0098] 在传感器装置1A中，控制器11(参见图1)通过将短路开关SW2设置在闭合状态来切断从传感器单元20到斩波放大器单元10的电压信号的输出。另一方面，控制器11通过将短路开关SW2设置在打开状态，准许来自传感器单元20的电压信号被输入到斩波放大器单元10。
[0099] 控制器(控制单元)11通过将切换开关SW3切换到第一内存21侧来将AD转换电路12连接到第一内存21。另一方面，控制器11通过将切换开关SW3切换到第二内存22侧来将AD转换电路12连接到第二内存22。
[0100] 在如此构造的传感器装置1A中，在从传感器单元20到斩波放大器单元10的电压信号的输出切断的情况下，控制器11让来自AD转换电路12的数字信号被存储在第一内存21中。
[0101] 这时，由于连接传感器单元20和斩波放大器单元10的两条信号线路L被短路，所以由输入到斩波放大器单元10的电压信号表示的电压值通过由传感器单元20中固有的阻抗所引起的电压下降而被确定。于是，在斩波放大器单元10的运算放大器101中的放大处理过程中，电压信号被输入到斩波放大器单元10，并且运算放大器101中固有的噪声成分被混合。因此，来自斩波放大器单元10的输出信号是包括噪声成分的输出信号。
[0102] 于是，包括噪声成分的电压信号从斩波放大器单元10被输入到AD转换电路12。由于包括噪声成分的电压信号通过AD转换电路12中的积分器13被积分，所以不仅运算放大器101中固有的噪声成分，而且积分器13的运算放大器14中固有的噪声成分都被反映在积分器13的积分值上。因此，斩波放大器单元10的运算放大器101和积分器13的运算放大器14中固有的噪声成分被反映在来自AD转换电路12的数字信号中。
[0103] 因此，在切断电压信号从传感器单元20流动到斩波放大器单元10的状态下存储在第一内存21中的数字信号的数据是反映斩波放大器单元10的运算放大器101和积分器13的运算放大器14中固有的噪声成分的数字信号的数据。
[0104] 另一方面，在没有切断电压信号从传感器单元20流动到斩波放大器单元10的情况下，控制器11让来自AD转换电路12的数字信号被存储在第二内存22中。换句话说，在将短路开关SW2设置在打开状态以使两条信号线路L没有被短路的同时，控制器11让来自AD转换电路12的数字信号的数据被存储在第二内存22中。
[0105] 此时，由于没有切断电压信号从传感器单元20流动到斩波放大器单元10，所以包括运算放大器101中所固有的噪声成分并且表示温度变化的电压信号从斩波放大器单元10被输入到AD转换电路12。
[0106] 由于包括噪声成分和表示温度变化的电压信号通过AD转换电路12中的积分器13被积分，所以积分器13的积分值除了反映表示温度变化的电压信号之外，还反映运算放大器101中固有的噪声成分和积分器13的运算放大器14中固有的噪声成分。因此，来自AD转换电路12的数字信号除了反映表示温度变化的电压信号之外，还反映斩波放大器单元10的运算放大器101以及积分器13的运算放大器14中固有的噪声成分。
[0107] 控制器11使得减法器23计算在第一内存21中存储的数字信号的数据与在第二内存22中存储的数字信号的数据之间的差。如此，表示噪声成分的数字信号通过减法变成0，并且仅仅表示温度变化的数字信号剩余。
[0108] 在该实施例的另一个实例中，在切断电压信号从传感器单元20输出到斩波放大器单元10的情况下，来自AD转换电路12的输出信号的数据被存储在第一内存21中。此外，在没有切断电压信号从传感器单元20输出到斩波放大器单元10的情况下，来自AD转换电路12的输出信号被存储在第二内存22中。于是，计算在第一内存21中存储的输出信号的数据与在第二内存22中存储的输出信号的数据之间的差。
[0109] 如此，计算包括噪声成分并且表示温度变化的数字信号与仅表示噪声成分的数字信号之间的差。因此，传感器装置1A中固有的噪声成分能够从表示温度变化的数字信号中被除去，因此能够更精确地测量物体的温度。
[0110] 此外，控制器11执行这样的控制：在AD转换电路12中被转换为数字信号的输出信号的数据比输出信号的数据被存储在第一内存21中更频繁地被存储在第二内存22中。
[0111] 具体地，控制器11将短路开关SW2设置在打开状态并且将切换开关SW3安置在第二内存22侧处，比它将短路开关SW2设置在关闭状态并且将切换开关SW3安置在第一内存21侧处更加频繁。因此，连接传感器单元20和斩波放大器单元10的信号线路L能够被较少地短路。这就能够缩短期间，在该期间的过程中，在通过将连接传感器单元20和斩波放大器单元10的两条信号线路短路使得对传感器装置1A的负荷增加。
[0112] 特别地，在传感器装置1A的启动时，控制器11可以让在AD转换电路12中被转换为数字信号的输出信号的数据仅被存储在第一内存21中一次。此后，控制器11可以维持在AD转换电路12中被转换为数字信号的输出信号的数据被存储在第二内存22中的状态。该处理具有以下优点。
[0113] 具体地，在传感器装置1A的启动时，控制器11仅仅一次将短路开关SW2设置在关闭状态并且将切换开关SW3安置在第一内存21侧处。此后，控制器11维持短路开关SW2被设置在打开状态并且切换开关SW3被安置在第二内存22侧处的状态。
[0114] 因此，在传感器装置1A的启动时，不是表示温度变化的电压信号的数字信号的数据，而是反映噪声成分的数字信号的数据被存储在第一内存21中。此后，反映噪声成分的数字信号的数据和表示温度变化的电压信号被连续存储在第二内存22中。
[0115] 结果，反映噪声成分的数字信号的数据与此后连续更新的并且反映噪声成分和表示温度变化的电压信号的数字信号的数据之间的差通过减法器23被获得。
[0116] 通过控制器11执行上述处理，斩波放大器单元10和AD转换电路12分别仅在传感器装置1A的启动时处理表示噪声成分的电压信号，并且此后处理表示除了噪声成分之外的温度变化的电压信号。
[0117] 结果，传感器装置1A能够获得具有从其除去噪声成分的数字信号，同时使得斩波放大器单元10和AD转换电路12集中处理表示除了噪声成分之外的温度变化的电压信号。因此，传感器装置1A能够获得具有从其除去噪声成分的数字信号，同时有效地利用原来被设计为获得表示温度变化的电压信号作为数字信号的斩波放大器单元10和AD转换电路
12。
12。
[0118] 控制器11可以进行以下处理。随着短路开关SW2被设置在关闭状态并且切换开关SW3被安置在第一内存21侧，反映噪声成分的数字信号的数据被有规则地存储在第一内存中。除了进行该处理的期间，随着短路开关SW2被设置在打开状态并且切换开关SW3被安置在第二内存22侧，反映噪声成分和表示温度变化的电压信号的数字信号的数据被相继存储在第二内存22中。
[0119] 如此，传感器装置1A让反映噪声成分的数字信号的数据被有规则地存储在第一内存21中，并且除了进行该处理的期间，让反映噪声成分和表示温度变化的电压信号的数字信号的数据被相继存储在第二内存22中。
[0120] 如上所述，由于传感器装置1A让反映噪声成分的数字信号的数据被有规则地存储在第一内存21中，所以即使由于传感器装置1A的内部温度的改变而导致噪声成分的电压值改变，反映其电压值已经改变的噪声成分的数字信号的数据也被存储在第一内存21中。
[0121] 除了反映噪声成分的数字信号的数据被存储在第一内存21中的期间，传感器装置1A让反映噪声成分和表示温度变化的电压信号的数字信号的数据被相继存储在第二内存22中。因此，即使由于传感器装置1A的内部温度的改变而导致噪声成分的电压值改变，反映其电压值已经改变的噪声成分和表示温度变化的电压信号的数字信号的数据也被存储在第二内存22中。
[0122] 结果，在传感器装置1A中，通过减法器23获得反映其电压值已经改变了的噪声成分的数字信号的数据与反映其电压值已经改变了的噪声成分和表示温度变化的电压信号的数字信号的数据之间的差。因此，传感器装置1A能够获得具有从其除去了噪声成分的数字信号，而不管噪声成分的电压值的改变。
[0123] 下面概述本发明。
[0124] 根据本发明的一个方面的传感器装置包含：电压检测型传感器单元，用于将物理量转换为电压值并且将表示电压值的电压信号输出；斩波放大器单元，用于通过以预定斩波频率对从传感器单元输出的电压信号进行斩波来生成调制信号，将调制信号放大为放大信号，然后解调放大信号并且将其作为输出信号输出；积分单元，包括运算放大器、输入电阻器和电容器，其中运算放大器用于将非反相输入端的电压和反相输入端的电压之间的电压差进行放大，输入电阻器被连接到运算放大器的反相输入端，电容器被连接在运算放大器的反相输入端和输出端之间，而且积分单元适于以预定采样频率对从斩波放大器单元输出的输出信号进行采样，并且对采样的输出信号进行积分；和数字转换单元，用于将由积分单元积分的输出信号转换为数字信号。
[0125] 根据该构造，设置至少包括运算放大器的积分单元。
[0126] 运算放大器具有当输入信号的频率超过预定频率时随着输入信号的频率增加而减少放大系数的特性。因此，积分单元能够具有当接收的输出信号的频率超过预定频率时随着接收的输出信号的频率增加而减少放大系数的功能。通过设有该功能，如果输入信号的频率等于或者低于预定频率，那么积分单元准许通过输入信号，同时随着输入信号的频率增加到超出预定频率，使得输入信号的通过变得更加困难。
[0127] 因此，积分单元能够进行如低通滤波器的功能而没有必要单独设置低通滤波器。通过数字转换单元将通过积分单元的积分值转换为数字信号。因此，传感器装置能够被设置成能够进行数字转换，同时除去在放大处理的过程中混合的噪声成分，而不会增加传感器装置的电路尺寸。
[0128] 在上述构造中，可以进一步设置用于调整采样频率的采样频率调整单元。
[0129] 如上，在积分单元中，当接收的输出信号的频率超过预定频率时，随着接收的输出信号的频率增加，放大系数减少。通过采样频率的大小来确定预定频率，在该预定频率或预定频率以上，放大系数减少。
[0130] 结果，积分单元起低通滤波器的作用，随着输出信号的频率增加到超出通过采样频率的大小确定的某个频率，该低通滤波器使得接收的输出信号的通过更加困难。因此，如果确定采样频率的大小，那么积分单元能够使具有在由采样频率的大小确定的某个频率之上的频率的噪声成分更加难以通过。
[0131] 根据该构造，通过采样频率调整单元来调整采样频率。因此，从在输入到积分单元的输出信号中包括的某个频带中的噪声成分中，能够调整那些难以通过积分单元的频率。因此，从在试图通过积分单元的输出信号中混合的某个频带中的噪声成分中，能够除去那些具有超出通过采样频率的大小确定的某个频率的频率的噪声成分。结果，能够调整通过积分单元的信号中的噪声成分的比。
[0132] 在上述构造中，斩波周期和采样周期可以被同步，并且斩波频率可以为采样频率的n倍(其中，n为等于或者大于1的自然数)。
[0133] 当输入到积分器(积分单元)的输出信号的频率从0增加到采样频率时，从积分器输出的信号的电压值从预定电压值减少到0。此后，每当输入到积分器的输出信号的频率变为采样频率的两倍或者更大自然数的倍数时，从积分器输出的信号的电压值变为0。换句话说，每当输入到积分器的输出信号的频率变为多倍采样频率时，从积分器输出的信号的电压值变为0(参见上述文献2和图5)。
[0134] 在斩波放大器单元的放大处理的过程中混入电压信号的噪声成分变为具有斩波频率并且它的奇数倍频率的放大信号。
[0135] 根据该构造，斩波周期和采样周期被同步并且斩波频率为采样频率的n倍(其中，n为等于或者大于1的自然数)。因此，斩波频率和它的奇数倍频率与从积分器输出的输出信号的电压值变为0的采样频率和它的倍数相一致。
[0136] 因此，即使具有斩波频率和它的奇数倍频率的电压信号被输入到积分器(积分单元)，从积分器输出的输出信号的电压值也变为0。因此，在具有斩波频率或者它的奇数倍频率的电压信号中混合的噪声成分没有被反映在来自积分器的输出信号上。
[0137] 因此，能够精确除去在来自传感器信号的电压信号中混合的噪声成分。
[0138] 在上述构造中，传感器装置可以进一步包含振荡单元，该振荡单元包括具有电阻器和电容器的CR振荡电路，用于生成时钟脉冲，时钟脉冲该用于驱动斩波放大器单元和积分单元，并且用作具有采样频率的脉冲信号(采样信号)的基础，并且振荡单元的电阻器和电容器可以具有与积分单元的输入电阻和电容器相同的温度特性。
[0139] 在通过振荡单元对脉冲操作的积分单元中的放大系数通过振荡单元的电阻器的电阻值与积分单元的输入电阻器的电阻值的比被确定。积分单元中的放大系数也可通过振荡单元的电容器的电容与积分单元的电容器的电容的比而被确定。
[0140] 根据该构造，振荡单元的电阻器和电容器具有与积分单元的输入电阻和电容器相同的温度特性。因此，当传感器装置的内部温度改变时，振荡单元和积分单元的电阻值改变了相同量并且振荡单元和积分单元的电容改变了相同量。
[0141] 结果，即使传感器装置的内部温度改变，振荡单元的电阻器的电阻值与积分单元的输入电阻器的电阻值的比和振荡单元的电容器的电容与积分单元的电容器的电容的比也没有改变。因此，当传感器装置的内部温度改变时，积分单元中的放大系数的改变能够被抑制。
[0142] 在上述构造中，传感器装置可以进一步包含振荡单元，该振荡单元包括由电阻器和电容器组成的CR振荡电路，用于生成时钟脉冲，时钟脉冲用于驱动斩波放大器单元和积分单元的且用作具有采样频率的脉冲信号(采样信号)的基础，并且振荡单元的电阻器和电容器具有与积分单元的输入电阻和电容器相同的电特性。
[0143] 如上所述，在通过振荡单元对脉冲操作的积分单元中的放大系数通过振荡单元的电阻器的电阻值与积分单元的输入电阻器的电阻值的比被确定。积分单元中的放大系数也可通过振荡单元的电容器的电容与积分单元的电容器的电容的比被确定。
[0144] 根据该构造，振荡单元的电阻器和电容器具有与积分单元的输入电阻和电容器相同的电特性。这里，引用薄膜电阻特性作用电特性的实例。
[0145] 因此，当在制造振荡单元的电阻器和积分单元的输入电阻器的过程中出现处理变化时，由于CR振荡电路的电阻器和积分单元的输入电阻具有相同的电特性，所以CR振荡电路的电阻器的电阻值与积分单元的输入电阻器的电阻值改变了相同量。因此，即使在制造CR振荡电路的电阻器和积分单元的输入电阻的过程中出现处理变化，CR振荡电路的电阻器的电阻值与积分单元的输入电阻器的电阻值的比也没有改变。
[0146] 进一步，当在制造CR振荡电路的电容器和积分单元的电容器的过程中出现处理变化时，由于CR振荡电路的电容器和积分单元的电容器具有相同的电特性，所以CR振荡电路的电容器的电容与积分单元的电容器的电容改变了相同量。因此，即使在制造CR振荡电路的电容器和积分单元的电容器的过程中出现处理变化，CR振荡电路的电容器的电容与积分单元的电容器的电容的比也没有改变。
[0147] 因此，即使在制造CR振荡电路的电阻器和积分单元的输入电阻器的过程中出现处理变化或者在制造CR振荡电路和积分单元的各自的电容器的过程中出现处理变化，也能够抑制积分单元中的放大系数的改变。
[0148] 在上述构造中，传感器装置可以进一步包含第一存储器和第二存储器，用于存储在数字转换单元中被转换的数字信号的输出信号的数据；切断部，用于切断从传感器单元到斩波放大器单元的电压信号的输出；选择器，用于从第一存储器和第二存储器中选择一个存储来自数字转换单元的输出信号的数据；控制单元，在使切断部切断从传感器单元到斩波放大器单元的电压信号的输出、并且使选择器选择将来自数字转换单元的输出信号的数据存储在第一存储器中的情况下，让在数字转换单元中被转换为数字信号的输出信号的数据被存储在第一存储器中，并且在使切断部没有切断从传感器单元到斩波放大器单元的电压信号的输出、并且使选择器选择将来自数字转换单元的输出信号的数据存储在第二存储器中的情况下，让在数字转换单元中被转换为数字信号的输出信号的数据被存储在第二存储器中；和减法器，用于计算在第一存储器中存储的输出信号的数据与在第二存储器中存储的输出信号的数据之间的差。
[0149] 根据该构造，随着传感器单元到斩波放大器单元的电压信号的输出切断，来自数字转换单元的输出信号的数据被存储在第二内存22中。此外，来自数字转换单元的输出信号被存储在第二内存中，而从传感器单元到斩波放大器单元的电压信号的输出没有切断。于是，计算在第一内存中存储的输出信号的数据与在第二内存中存储的输出信号的数据之间的差。
[0150] 这就能够计算具有在其中混合噪声成分并且表示温度变化的数字信号和仅仅表示噪声成分的数字信号之间的差。因此，可以获得具有除去了传感器装置中固有的噪声成分并且表示温度变化的数字信号，因此能够更精确地测量物体的温度。
[0151] 在上述构造中，传感器单元和斩波放大器单元可以通过用于传输来自传感器单元的电压信号的多条信号线被连接；切断部可以为用于将多条信号线短路的短路开关；选择器可以为用于将第一和第二存储器中的任何一个连接到数字转换单元的切换开关；并且控制单元能够控制选择器和切断部，以使在数字转换单元中被转换为数字信号的输出信号的数据比存储在第一存储器中更频繁地存储在第二存储器中。
[0152] 根据该构造，选择器和切断部被控制成输出信号比存储在第一存储器中更频繁地存储在第二存储器中。因此，与随着从传感器单元到斩波放大器单元的电压信号的输出切断，来自数字转换单元的输出信号被存储在第一存储器中相比，更频繁地被存储在第二存储器中，而从传感器单元到斩波放大器单元的电压信号的输出没有切断。
[0153] 因此，从传感器单元到斩波放大器单元的电压信号的输出被切断的状态出现得没有从传感器单元到斩波放大器单元的电压信号的输出未被切断的状态出现得频繁。
[0154] 结果，连接传感器单元和斩波放大器单元的多条信号线能够被较少地短路，因此抑制通过将连接传感器单元和斩波放大器单元的信号线短路所引起的对传感器装置的负荷的增加。
[0155] 在上述构造中，传感器装置可以进一步包含积分控制单元；积分控制单元可以执行控制，以在作为采样频率的倒数的每个采样周期中的预定采样期间通过将从斩波放大器单元输出的输出信号输入到反相输入端而让运算放大器对电容器充电，并且在经过采样期间之后使电容器放电，从而可以生成由积分单元积分的输出信号，并且积分控制单元执行控制，以当从斩波放大器单元输出的输出信号的电压达到预定基准电压时，终止积分处理；并且数字转换单元可以包括计时器，计时器用于测量在经过数字值的采样期间之后直到结束积分处理的时间，并且将数字值的测量时间作为数字信号输出。
[0156] 该构造为根据本发明的一个方面的传感器装置的具体构造。因此，能够实现由根据本发明的一个方面的传感器装置所带来的效果。
[0157] 在上述构造中，积分控制单元可以在经过采样期间之后，通过将具有与从斩波放大器单元输出的输出信号的电压的极性相反的极性的基准电压施加到反相输入端，使电容器放电。
[0158] 根据该构造，由于具有与从斩波放大器单元输出的输出信号的电压的极性相反的极性的基准电压被施加到反相输入端，能够使积分控制单元的电容器放电。
[0159] 在上述构造中，传感器装置可以进一步包含振荡单元，该振荡单元包括由电阻器和电容器组成的CR振荡电路，CR振荡电路用于生成时钟脉冲，时钟脉冲用于驱动斩波放大器单元和积分单元的且用作具有采样频率的脉冲信号的基础；振荡单元的电阻器和电容器具有与积分单元的输入电阻和电容器相同的温度特性；并且积分控制单元基于脉冲信号可以控制运算放大器的电容器的充电和放电。
[0160] 根据该构造，能够获得通过振荡单元的电阻器和电容器具有与积分单元的输入电阻和电容器相同的温度特性的上述特征所带来的效果。
[0161] 在上述构造中，传感器装置可以进一步包含振荡单元，该振荡单元包括由电阻器和电容器组成的CR振荡电路，用于生成时钟脉冲，时钟脉冲用于驱动斩波放大器单元和积分单元的且用作具有采样频率的脉冲信号的基础；振荡单元的电阻器和电容器具有与积分单元的输入电阻和电容器相同的电特性；并且积分控制单元基于脉冲信号控制运算放大器的电容器的充电和放电。
[0162] 根据该构造，能够获得通过振荡单元的电阻器和电容器具有与积分单元的输入电阻和电容器相同的电特性的上述特征所带来的效果。
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