[發(fā)明專利]用于可編程傳感器補(bǔ)償集成電路的毫伏輸出電路

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200580048147.7
• 申請(qǐng)日: 2005-12-08
• 公開（公告）號(hào): CN101120264A
• 公開（公告）日: 2008-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: I·N·本特利
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 霍尼韋爾國際公司
• 主分類號(hào): G01R33/09
• 分類號(hào): G01R33/09;G01R33/025
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 張雪梅;王小衡

技術(shù)領(lǐng)域

實(shí)施例基本涉及傳感器方法和系統(tǒng)。實(shí)施例也涉及傳感器應(yīng)用中所采用的惠斯通電橋電路。實(shí)施例還涉及可編程傳感器及其集成電路。

背景技術(shù)

惠斯通電橋電路正用在多種傳感應(yīng)用中，尤其是那些與磁致電阻有關(guān)的應(yīng)用，磁致電阻是指物體的電阻受磁通量影響的現(xiàn)象。在這些應(yīng)用中，物體的電阻以可預(yù)測的方式隨磁通量的變化而改變，這使得該物體適合在磁場傳感器中用作磁電換能器。然而，同任何電阻物體一樣，該物體的電阻還受到其他環(huán)境因素的影響，例如溫度。在實(shí)用但靈敏的傳感器應(yīng)用中，一個(gè)問題涉及到配置一些裝置，用于區(qū)分由變化的磁通量得到的換能器信號(hào)和源于其他環(huán)境源的無用換能器信號(hào)。常用的方法是在惠斯通電橋的配置中包含至少一個(gè)磁阻元件。

眾所周知，可以利用惠斯通電橋測量電路來測量許多物理參數(shù)。典型地，惠斯通電橋測量電路包括兩個(gè)并聯(lián)支路，其中每個(gè)并聯(lián)支路包括兩個(gè)串聯(lián)支路。在其中一個(gè)串聯(lián)支路上可以連接參數(shù)響應(yīng)阻抗，例如溫度響應(yīng)電阻器。為了確定可變阻抗的值，繼而確定所監(jiān)測參數(shù)的值，現(xiàn)有技術(shù)中的電橋通常調(diào)整在平衡狀態(tài)，由此在電橋的對(duì)角線上得到零電壓。該對(duì)角線位于兩并聯(lián)支路抽頭之間。通過調(diào)整電橋阻抗而非監(jiān)測阻抗的值，電橋可以手動(dòng)或自動(dòng)地激活到平衡狀態(tài)。

達(dá)到平衡狀態(tài)后，利用熟知的平衡方程可以計(jì)算可變參數(shù)響應(yīng)阻抗的值。從計(jì)算得到的參數(shù)響應(yīng)阻抗的值，可以根據(jù)參數(shù)值與該參數(shù)響應(yīng)阻抗的阻抗值之間的已知關(guān)系來計(jì)算參數(shù)的值。這些計(jì)算可以通過人工計(jì)算或自動(dòng)計(jì)算來完成。

因此，許多傳感器采用惠斯通電橋電路的配置，其基本上是非常簡單的電路。然而，傳感器的補(bǔ)償要求增加與有源元件串聯(lián)或并聯(lián)的電阻。最近，可編程的補(bǔ)償集成電路(IC)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，這使得傳感器電路的數(shù)字補(bǔ)償成為可能。然而，由于模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器的限制，這些配置會(huì)產(chǎn)生放大的電壓輸出，典型的輸出范圍為0.1V到4.9V。在其它應(yīng)用中作為替代，理想的軌對(duì)軌(rail-to-rail)電路很難實(shí)現(xiàn)。不幸的是，目前沒有可用的集成電路能產(chǎn)生與未放大的惠斯通電橋電路輸出相似的輸出。

發(fā)明內(nèi)容

提供下面的概述是為了促進(jìn)對(duì)這里所公開實(shí)施例的某些獨(dú)特的創(chuàng)新特征的理解，并不是完整的描述。通過將整篇說明書、權(quán)利要求、附圖以及摘要看成一個(gè)整體，可以全面了解實(shí)施例的各個(gè)方面。

因此，本發(fā)明的一個(gè)方面是提供經(jīng)過改進(jìn)的傳感器裝置、方法和系統(tǒng)。

本發(fā)明的又一個(gè)方面是提供經(jīng)過改進(jìn)的可編程傳感器及其集成電路。

本發(fā)明的前述各方面以及其他目的和優(yōu)點(diǎn)將如此處描述的那樣而得以實(shí)現(xiàn)。公開了一種輸出傳感器裝置、系統(tǒng)和方法，其包括一種電路，該電路包含多個(gè)電橋電阻器和一個(gè)或多個(gè)耦合到該多個(gè)電橋電阻器的連接電阻器。此外，可編程放大器可以耦合到該連接電阻器，其中該電路產(chǎn)生變化方式與惠斯通電橋電路傳感器的輸出相似的輸出信號(hào)。該可編程放大器在約正或負(fù)1mA的電流下可以產(chǎn)生約0V～5V的信號(hào)。

電橋電阻器可配置成包含四個(gè)電橋電阻器，包括耦合到第二電阻器的第一電阻器，連接到第二電阻器的第三電阻器，連接到第三電阻器和第二電阻器的第四電阻。連接電阻器一般連接到電橋電阻器的第一電阻器和第四電阻器。

附圖說明

隨附的附圖融入并組成了說明的一部分，其中相近的參考數(shù)字表示不同視圖中相同或功能相似的元件，附圖進(jìn)一步闡述了本發(fā)明，并且與本發(fā)明的詳細(xì)描述一起解釋本發(fā)明的原理。

圖1是示出能夠根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例實(shí)施的電路的示意圖；

圖2是示出能夠根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例實(shí)施的系統(tǒng)的高級(jí)框圖；

圖3是示出能夠根據(jù)另一實(shí)施例實(shí)施的系統(tǒng)的高級(jí)框圖。

具體實(shí)施方式

這些非限制示例中所討論的特定數(shù)值和配置可以改變，其引用僅僅是為了說明至少一個(gè)實(shí)施例，并非要限制這里所公開的權(quán)利要求的范圍。

圖1是示出可以根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例實(shí)施的電路100的示意圖。電路100一般包含多個(gè)或一組116電橋電阻器118、120、124、122，以及一個(gè)或多個(gè)耦合到電橋電阻器118、120、124、122的連接電阻器114。因此，第一電橋電阻器118連接到第二電橋電阻器124，第二電橋電阻器124接著連接到第三電橋電阻器122。第四電橋電阻器120連接到第三電橋電阻器122。連接電阻器114一般在節(jié)點(diǎn)134處連接到第一電橋電阻器118和第四電橋電阻器120。