[實用新型]一種電阻電橋型傳感器的非線性補償電路

有效

• 申請號: 201420526110.7
• 申請日: 2014-09-15
• 公開（公告）號: CN204115945U
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 陳玉偉;麻吉南;李園園
• 申請（專利權）人: 青島航天半導體研究所有限公司
• 主分類號: G01L19/00
• 分類號: G01L19/00;G01D3/00;G01R17/00
• 代理公司: 山東重諾律師事務所 37228
• 代理人: 劉衍軍;張春霞

技術領域

本實用新型屬于傳感器技術領域，具體涉及一種電阻電橋型傳感器的非線性補償電路。

背景技術

傳感器是工業過程、氣象、環保、國防工程乃至日常生活各領域應用非常廣泛的測量儀表，受材料及工藝技術的限制，大部分的傳感器，特別是電阻電橋輸出型的傳感器，當輸入信號線性變化時，傳感器輸出電壓并不是線性變化的，由此將會帶來超過1%的誤差，使傳感器的測量精度很低。

對于有非線性輸出特性的電阻電橋型傳感器有兩種處理方式：一種是不進行非線性補償，直接將傳感器的輸出信號進行電壓放大，然后給后續的檢測系統。這一般都是對測量準確度要求不高的情況；另一種是對傳感器的非線性特性進行非線性補償，這一般屬于后續系統對測量準確度要求較高、若不進行非線性補償時無法滿足要求的情形。其采用的方法大多是查表法、曲線擬合法和神經網絡法，都是利用單片機對傳感器輸出參數進行測試并進行軟件處理，進而消除了輸出信號中非線性帶來的測量誤差，提高了測量精度。這也由此帶來了材料成本的提高，耗費更多的人力和時間，使傳感器的制作成本大幅增加，不能及時批量供貨。

實用新型內容

???本實用新型要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種以低成本、高效率、聯接簡單的電阻電橋型傳感器的非線性補償電路，達到既能實現高精度測量，又能做到高的性價比之目的。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：一種電阻電橋型傳感器的非線性補償電路，包括一電阻電橋型傳感器、一激勵電壓源、一信號放大電路，其特征在于：在所述電阻電橋型傳感器與電橋供電電源的負端之間，串接一共模電阻；信號放大電路輸出端通過一反饋電阻與所述共模電阻相串連。

優選的，所述電阻電橋型傳感器的輸出信號靈敏度隨輸入信號的增大而增大。

優選的，所述傳感器電橋的四個臂為等值電阻。

優選的，所述激勵電壓源為基準電壓源。

優選的，所述信號放大電路為數字調零、調滿度的可編程儀表放大器。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：本實用新型將電阻電橋型傳感器感受外界信息轉換后的信號（電壓）經信號放大電路A放大，并以適當比例（改變反饋電阻RF）與共模電阻RC分壓后，從而實現了對輸出信號靈敏度遞增的電阻電橋輸出型傳感器的非線性補償。加之電路中的信號放大電路A可采用數字可編程放大器，可施以數字調試零位和滿度，減小了由于調試過程中更換電阻帶來的精度低、穩定度差的影響；提高了傳感器的測量精度和穩定性。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的電路原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖實施例，對本實用新型做進一步描述：

實施例一

如圖1所示，一種電阻電橋型傳感器的非線性補償電路，包括電阻電橋型傳感器、激勵電壓源VR、信號放大電路A；激勵電壓源VR電聯接電阻電橋型傳感器，電阻電橋型傳感器輸出端與信號放大電路A的輸入端電聯接；電阻電橋型傳感器的四個臂為等值電阻，激勵電壓源ＶR為基準電壓源，信號放大電路A為數字調零、調滿度的可編程儀表放大器PGA，電阻電橋型傳感器的輸出信號靈敏度隨輸入信號的增大而增大；在電阻電橋型傳感器與電橋供電電源的負端之間，串接共模電阻RC；信號放大電路A的輸出端通過反饋電阻RF與共模電阻RC相串連。

在具體實施過程中，當電阻電橋型傳感器的靈敏度遞增時，只要改變RF、RC的值，就可使信號放大電路A的輸出值隨電阻電橋型傳感器的靈敏度的增大而減小，減少的量恰好與電阻電橋型傳感器的輸出靈敏度遞增的值大小相等、方向相反，從而實現了電阻電橋型傳感器的非線性補償。本實施方式所述是輸出曲線為上拋物線型的，其最大非線性誤差出現在量程的中點，信號放大電路A可采用數字調零、調滿度的可編程儀表放大器PGA。

當電阻電橋型傳感器為薄膜壓力傳感器時的非線性補償電路，具體為：薄膜壓力傳感器芯片采用濺射金屬薄膜材質，具有輸出信號隨輸入信號變化為上拋物線的非線性特性，測量范圍為0～40MPa，輸出信號0～8mV，薄膜壓力傳感器的電橋輸出電阻為3.6KΩ；信號放大電路A采用可編程儀表放大器PGA，可以數字調試零位及放大倍數，基準電壓VR的值為4.096V。現有技術中無RC和RF時，則信號放大電路A輸出信號的非線性誤差為0.5%FS；本實用新型中聯接RC和RF，且反復調整后確定為RC=21?KΩ和RF=220Ω時，得到如下的測試數據：