[实用新型]传感器和传感器系统

说明书

本公开提供了一种传感器和传感器系统，该传感器诸如基于MEMS的压力传感器，包括：一个或多个电阻性感测电桥，其包括具有第一感测电阻器(R₁)的第一感测支路(SR1)和具有第二感测电阻器(R₂)的第二感测支路(SR2)；振荡器(100)，被配置用于生成振荡信号(V_osc)；传感器参考模块(102)，被配置用于根据与其耦合的电阻器(R₁、R₂)的电阻值来生成用于振荡器的控制信号(I_ctrl)；以及处理电路(202、204、206)，耦合至振荡器(100)以提供指示振荡信号(V_osc)的频率(F_osc)或相应的周期(T_osc)的传感器信号(V_count)。

技术领域

本描述涉及传感器电桥。

一个或多个实施例可以例如应用于传感器电子器件，诸如压力传感器、应变仪、负荷传感器(load cell)、温度传感器等。

一个或多个实施例可以例如应用于具有减小的尺寸、低电源电压和低功耗特性的传感器电子接口，以用于例如在用于家用、工业、生物医学、汽车和消费者应用的便携式、远程和无线电子系统中使用。

背景技术

尽管用于基于惠斯通电桥(WB)电路的电阻性传感器的信号调节技术被广泛使用，但是惠斯通电桥配置可能没有促进实现低电压和低功耗特性。

惠斯通电桥的灵敏度事实上可以是几mV/V的量级(输出电压/激发电压)，并且可以使用高激发电压和放大加滤波级以便增强信号至模数转换器的恰当输入动态范围。这可能引入噪声、非线性并且增加总体功耗。

此外，惠斯通电桥的电流消耗可能为高(例如，在mA或更高的量级)并且不能容易地通过设计高电阻性传感器来减小，这是因为电阻性传感器的电阻取决于传感器的物理特性和将被测量的物理环境。

实用新型内容

一个或多个实施例的一个目的是摒弃前文中概述的缺陷。

根据一个或多个实施例，该目的可以借助于具有在随后的权利要求中阐述的特征的开关电阻器传感器电桥来实现。

传感器电子器件(诸如，例如在用于家庭、工业、生物医学、汽车和消费者应用的例如便携式、远程和无线电子系统中使用的MEMS压力传感器、应变计、负荷传感器、温度传感器等)可以是包括一个或多个实施例的设备的示例。

一个或多个实施例可以涉及：

-对应的传感器系统，和/或

-对应的方法。

一个或多个实施例可以提供开关电阻器传感器电桥(简称SRSB)，其中开关电阻器配置的传感器电阻性变化可以被转换为由振荡器生成的信号的时间(周期)或频率。

在一个或多个实施例中，感测信息可以不再通过电压信号的幅度来传达，而是通过能够在时间离散域中被滤波并被数字化的时间周期或频率来传达。

一个或多个实施例可以不要求高激发电压以便改进灵敏度和/或可以不涉及放大级。在一个或多个实施例中，开关电阻器分支中的电流可以是微安的量级。

一个或多个实施例可以因此促进提供低电压、低功耗的解决方案，而同时在灵敏度、线性度和共模噪声的抑制、以及电阻率的温度依赖性的抑制方面提供与常规惠斯通电桥配置可比的性能。

一个或多个实施例可以提供以下优点中的一个或多个：

-在提供电阻率的温度依赖性的补偿、良好的线性度、共模噪声的抑制中的与基于惠斯通电桥的传感器信号调节系统可比的性能；

-可以避免(高)激发电压的使用，这导致低电压、低功耗；