[實用新型]傳感器電路

有效

• 申請號: 201821724913.8
• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN209131690U
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: J·J·伯廷;J·C·J·杰森斯;山姆·簡·本·威廉·維爾梅爾
• 申請（專利權）人: 半導體元件工業有限責任公司
• 主分類號: G01D5/14
• 分類號: G01D5/14
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 王琳;姚開麗

本實用新型涉及傳感器電路，包括：第一、第二、第三和第四傳感器連接，耦接到惠斯通電橋傳感器的第一、第二、第三和第四端口；耦接到第三和第四傳感器連接的開關網絡，在第一模式下將電流源耦接到第三傳感器連接并電浮置第四傳感器連接，在第二模式下將電流源耦接到第四傳感器連接并電浮置第三傳感器連接；限定第一、第二差分輸入以及差分輸出的差分放大器，第一和第二傳感器連接分別電耦接到第一和第二差分輸入；A/D轉換器，其模擬輸入電耦接到差分放大器的差分輸出；D/A轉換器，其數字輸入電耦接到A/D轉換器的數字輸出，模擬輸出耦接到第一和第二傳感器連接；抽取器，基于從A/D轉換器的數字輸出讀取的值來產生測量值。

技術領域

本專利申請涉及傳感器電路，具體涉及與惠斯通電橋傳感器一起使用的讀出電路。

背景技術

許多可用的工業傳感器(例如壓力傳感器、溫度傳感器)以惠斯通型電橋形式提供。惠斯通型傳感器具有四個阻抗元件：隨著測量的參數增大以增大阻抗來響應的兩個阻抗元件，以及隨著所測量的參數增大以減小阻抗來響應的兩個阻抗元件。在相關領域，向惠斯通型傳感器提供通過整個電橋的驅動電壓或電流，并且在電橋中央測量的電壓或電流表示所測量的參數。

一些測量系統需要符合功能安全要求，諸如由國際標準組織(ISO)標準26262列出的汽車中的制動流體壓力測量。功能性安全要求可決定惠斯通型傳感器(其他傳感器和系統等)中的測量電路檢測故障、錯誤和/或失效。任何能夠降低檢測惠斯通型傳感器的故障、錯誤和/或失效的復雜度和成本的系統和相關方法可能在市場中提供競爭優勢。

實用新型內容

一種示例性實施方案可為傳感器電路，該傳感器電路包括：第一傳感器連接、第二傳感器連接、第三傳感器連接和第四傳感器連接，這些連接被構造成耦接到惠斯通電橋傳感器的第一端口、第二端口、第三端口和第四端口；耦接到第三傳感器連接和第四傳感器連接的開關網絡，在第一模式下開關網絡將電流源耦接到第三傳感器連接并電浮置第四傳感器連接，并且在第二模式下將電流源耦接到第四傳感器連接并電浮置第三傳感器連接；限定第一差分輸入、第二差分輸入以及差分輸出的差分放大器，第一傳感器連接和第二傳感器連接分別電耦接到第一差分輸入和第二差分輸入；限定模擬輸入和數字輸出的模數(A/D)轉換器，模擬輸入電耦接到差分放大器的差分輸出；限定數字輸入和模擬輸出的數模(D/A)轉換器，數字輸入電耦接到A/D轉換器的數字輸出，模擬輸出耦接到第一傳感器連接和第二傳感器連接；耦接到A/D轉換器的數字輸出的抽取器，該抽取器被構造成基于從A/D轉換器的數字輸出讀取的值來產生測量值；并且其中，在第一模式下傳感器電路被構造成進行惠斯通電橋電路中第一組傳感器的第一測量，并且在第二模式下傳感器電路被構造成進行惠斯通電橋傳感器中第二組傳感器的第二測量。

示例性傳感器電路的開關網絡還可包括限定公共端子、第一端子和第二端子的電氣開關，公共端子耦接到電流源，第一端子耦接到第三傳感器連接，第二端子耦接到第四傳感器連接，在第一模式下電氣開關將第三傳感器連接耦接到電流源并電浮置第四傳感器連接，并且在第二模式下電氣開關電浮置第三傳感器連接并將第一電流源耦接到第四傳感器連接。

示例性傳感器電路中的差分放大器還可包括運算跨導放大器(OTA)。示例性傳感器電路中D/A轉換器的模擬輸出可直接耦接到OTA的差分輸出。

示例性傳感器電路中的差分放大器還可包括運算跨導放大器(OTA)。示例性傳感器電路中D/A轉換器的模擬輸出可直接耦接到OTA的差分輸入。

示例性傳感器電路中的差分放大器還可包括：耦接在第一差分輸出和第一差分輸入之間的第一電容器；耦接在第二差分輸出和第二差分輸入之間的第二電容器；其中D/A轉換器的模擬輸出直接耦接到第一差分輸入和第二差分輸入。A/D轉換器可為∑-ΔA/D轉換器。∑-ΔA/D轉換器可為一位∑-ΔA/D轉換器。