[发明专利]基于模拟乘法器的传感器电路温漂的自校正电路

说明书

本发明公开了基于模拟乘法器的传感器电路温漂的自校正电路，包括：电桥激励电压源、补偿信号获取电路、传感器电路以及模拟运算电路；拟运算电路包括：第一差动放大器、精密电阻、模拟乘法器和模拟减法器；补偿信号获取电路的输出信号再输入至第一差动放大器中；传感器电路的输出信号再输入至模拟乘法器以及模拟减法器中。该自校正电路克服了现有技术中的模拟补偿的方式设计难度大，严重依赖模拟运算电路的精度和稳定性，从而很难实现高精度、高稳定的自校正电路的问题。

技术领域

本发明涉及传感器的电桥信号解调电路领域，具体地，涉及一种基于模拟乘法器的传感器电路温漂的自校正电路。

背景技术

在许多高精密的测量场合下，要求传感器要具备较高的温度稳定性。传感器的温漂来源很多，其中信号处理电路的温漂会直接影响到测量信号的温度稳定性，并且往往贡献不低。电路的温度稳定性决定了传感器最终能够达到的温度稳定性，许多应用在高精密测量系统的传感器都会设计有相应的电路温度补偿模块。在实际应用当中，传感器电路中不同器件的温度分布是不均匀的，发热较大的器件会导致局部的温度偏高，并且各个器件的温度特性往往不一，温度补偿难度大，目前的补偿方法往往精度不高或者结构复杂。

传感器的信号处理电路的温漂主要包含激励信号源的温漂和解调电路的温漂，并且大部分是比例漂移，前者是信号幅值的温漂，后者则是信号增益上的温漂，传感器的输出信号越大则漂移量也越大。目前比较常用的简单的补偿方式是使用温度计测量传感器电路盒中的空气的温度变化，通过预先对传感器的电路温漂系数进行标定，从而补偿信号的温度漂移。但电路盒中的温度场通常是不均匀的，电路中的器件的温漂特性通常会存在一定的非线性，要精确的标定出电路的温漂系数是困难的。另一种传统的补偿方式是利用正负温度系数电阻来调整电路的温漂，但增加了电路的复杂程度、调整过程繁琐，很难获得与原电路完全相同的温度特性，补偿的效果有限。

按照信号处理形式的不同，补偿方法可以分为数字补偿和模拟补偿。数字补偿依赖高精度的ADC，需要MCU来处理数字信号，在高速测量场合下，对ADC的采样速率和MCU的计算能力要求很高，增加了电路的成本和复杂程度。模拟补偿的方式具备诸多优点但设计难度大，严重依赖模拟运算电路的精度和稳定性。

因此，提供一种通用性强、设计简单、易于实现的高稳定的模拟补偿方法，实现了高精度、高稳定的基于模拟乘法器的传感器电路温漂的自校正电路是本发明亟需解决的问题。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种通用性强、设计简单、易于实现的高稳定的模拟补偿方法，实现了高精度、高稳定的基于模拟乘法器的传感器电路温漂的自校正电路。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于模拟乘法器的传感器电路温漂的自校正电路，所述自校正电路包括：电桥激励电压源、补偿信号获取电路、传感器电路以及模拟运算电路；其中：所述的模拟运算电路包括：第一差动放大器、精密电阻、模拟乘法器和模拟减法器；所述补偿信号获取电路的输出信号再输入至第一差动放大器中；所述传感器电路的输出信号再输入至模拟乘法器以及模拟减法器中。

优选地，所述补偿信号获取电路包括：纯电阻电桥和电桥信号解调电路。

优选地，所述传感器电路包括：线圈电桥和电桥信号解调电路。

优选地，所述线圈电桥包括：探测线圈、参考线圈以及至少两个精密电阻，所述探测线圈与探测目标进行探测。

优选地，所述补偿信号获取电路上的调节电路与所述传感器电路上的调节电路相同；所述电桥信号解调电路包括：第二差动放大器和相敏检波器。

优选地，所述补偿信号获取电路和所述传感器电路同用一个所述电桥激励电压源。

优选地，所述电桥激励电压源为固定频率、幅值大小不变的正弦电压。

优选地，所述电桥激励电压源接地处理；所述模拟运算电路中的一个精密电阻也接地处理。