CN102830248B - 小型温度补偿石英加速度计伺服电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种小型温度补偿石英加速度计伺服电路，用于配套石英挠性加速度计，其包括伺服电路，其还包括检测石英挠性加速度计的工作环境温度的温度传感器。由于本发明的伺服电路设置有温度传感器，其可以检测石英加速度计的实际环境温度并输出与环境温度成正比的电流信号，以供后级信号处理单元补偿校正使用，从而降低环境温度对加速度计的影响，提高加速度计的测试精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用于石英挠性加速度计的厚膜伺服电路，具体地说，涉及一种石英挠性加速度计增加了环境温度检测功能并输出准确数值以供补偿校正的一体化厚膜伺服电路。
背景技术
目前用于较高精度的加速度的测试，主要使用石英挠性加速度计。其配套的伺服电路主要有分立器件组成PCB板级和厚膜集成电路两种，其中使用厚膜集成的电路和加速度计可以装配在一起，使得系统体积较小，可靠性更高。
但是由于使用环境和工作时间的不同，环境温度对加速度计的有较大的影响，必然会造成一定的误差，使得在某些地区和环境下使用时，加速度的测量出现偏差，从而影响到加速度的测试精度。
发明内容
本发明的目的是提供一种对石英加速度计实际的环境温度进行检测，并输出准确的数值，提供给后级的信号处理单元补偿校正使用的小型温度补偿石英加速度计伺服电路。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种小型温度补偿石英加速度计伺服电路，用于配套石英挠性加速度计，其包括伺服电路，其还包括检测所述的石英挠性加速度计的工作环境温度的温度传感器。
优选的，所述的伺服电路包括电源部分、与所述的石英挠性加速度计相连接的差动电容检测部分、与所述的差动电容检测部分相连接的前置放大部分、与所述的前置放大部分相连接的跨导放大部分、连接于所述的跨导放大部分与所述的前置放大部分之间构成负反馈闭环系统的校正网络部分。
优选的，所述的跨导放大部分的输出端与所述的石英挠性加速度计的电磁力矩器相连接。
优选的，所述的温度传感器的输入端与所述的电源部分相连接，所述的温度传感器的输出端连接至所述的小型温度补偿石英加速度计伺服电路的一只非主要功能的外引脚并通过其输出由温度信号转变的电流信号。
优选的，所述的温度传感器所测试温度的范围为-55℃至+150℃。
优选的，所述的温度传感器的工作电压范围为+4V至+30V，所述的温度传感器的输出为与温度成正比的线性电流输出。
优选的，所述的石英挠性加速度计连接有后级的信号处理单元，所述的温度传感器的输出提供给所述的信号处理单元用做温度补偿校正。
优选的，所述的伺服电路和所述的温度传感器均通过厚膜工艺生产制造。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：由于本发明的伺服电路设置有温度传感器，其可以检测石英加速度计的实际环境温度并输出与环境温度成正比的电流信号，以供后级信号处理单元补偿校正使用，从而降低环境温度对加速度计的影响，提高加速度计的测试精度。
附图说明
附图1为本发明的小型温度补偿石英加速度计伺服电路的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。
实施例一：参见附图1所示。
一种小型温度补偿石英加速度计伺服电路，用于配套石英挠性加速度计。其包括伺服电路、检测石英挠性加速度计的工作环境温度的温度传感器。
伺服电路包括电源部分、与石英挠性加速度计相连接的差动电容检测部分、与差动电容检测部分相连接的前置放大部分、与前置放大部分相连接的跨导放大部分、连接于跨导放大部分与前置放大部分之间构成负反馈闭环系统的校正网络部分。跨导放大部分的输出端与石英挠性加速度计的电磁力矩器相连接。
温度传感器的输入端与电源部分相连接，温度传感器的输出端连接至小型温度补偿石英加速度计伺服电路的一只非主要功能的外引脚并通过其输出温度信号。石英挠性加速度计连接有后级的信号处理单元，温度传感器的输出提供给信号处理单元用做温度补偿校正。温度传感器所测试温度的范围为-55℃至+150℃，工作电压范围为+4V至+30V，温度传感器的输出为与温度成正比的线性电流It。
伺服电路和温度传感器通过厚膜工艺生产制造（温度传感器为半导体芯片，其通过厚膜工艺装配于伺服电路中），电路的厚膜元件和厚膜导带等均使用合适的设计尺寸，必要时使用叠层技术，使得生产的小型温度补偿石英加速度计伺服电路既满足设计规划和国标要求，也满足用户的实际使用要求。
当石英挠性加速度计系统受到加速度作用时，加速度计摆组件形成的C1和C2整个差分电容将不再平衡，对外表现为ΔC=C1-C2。差分电容的误差电容信号ΔC经过差动电容检测部分后，输出误差电流信号，误差电流信号经过前置放大部分和跨导放大部分以及校正网络部分的作用，最终由跨导放大部分输出成正比的驱动电流Io，在石英加速度计的电磁力矩器L上形成平衡用力矩，实现加速度计摆组件恢复到平衡位置。校正网络的应用使得整个加速度计作为一个具有深度负反馈的闭环测试系统。
该小型温度补偿石英加速度计伺服电路采用微体积、低功耗、高准确性的温度传感器，并结合厚膜集成的制造工艺，将温度传感器集成于原有的伺服电路内部，共用伺服电路内部的电源部分，并利用伺服电路的非主要功能的外引脚将温度信号输出使用，使得新设计的伺服电路具有准确感知温度的功能。该功能不仅可以作为石英挠性加速度计系统的温度补偿校正，也可以作为其他系统的一个温度感知点，应用于某些检测、校正等用途。
新的伺服电路的外形尺寸没有改变，外引脚的数量和排列方式没有改变，仅对原外引脚中一只非主要功能的外引脚的功能做了重新定义，使之成为温度信号的输出，从而使得该伺服电路具有很强的兼容性，用户不必对石英挠性加速度计的外型尺寸、工装、测试系统等进行任何改动，即可提供具备新功能的加速度计测试系统，节约了重新设计、生产、测试等工艺成本和时间成本。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种小型温度补偿石英加速度计伺服电路，用于配套石英挠性加速度计，其包括伺服电路，其特征在于：其还包括检测所述的石英挠性加速度计的工作环境温度的温度传感器；所述的伺服电路和所述的温度传感器均通过厚膜工艺生产制造，所述的温度传感器为半导体芯片，其通过厚膜工艺装配于所述的伺服电路中；所述的伺服电路包括电源部分、与所述的石英挠性加速度计相连接的差动电容检测部分、与所述的差动电容检测部分相连接的前置放大部分、与所述的前置放大部分相连接的跨导放大部分、连接于所述的跨导放大部分与所述的前置放大部分之间构成负反馈闭环系统的校正网络部分，所述的温度传感器的输入端与所述的电源部分相连接，所述的温度传感器的输出端连接至所述的小型温度补偿石英加速度计伺服电路的一只非主要功能的外引脚并通过其输出由温度信号转变的电流信号。
2.根据权利要求1所述的小型温度补偿石英加速度计伺服电路，其特征在于：所述的跨导放大部分的输出端与所述的石英挠性加速度计的电磁力矩器相连接。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的小型温度补偿石英加速度计伺服电路，其特征在于：所述的温度传感器所测试温度的范围为-55℃至+150℃。
4.根据权利要求1-2中任一项所述的小型温度补偿石英加速度计伺服电路，其特征在于：所述的温度传感器的工作电压范围为+4V至+30V，所述的温度传感器的输出为与温度成正比的线性电流输出。
5.根据权利要求1-2中任一项所述的小型温度补偿石英加速度计伺服电路，其特征在于：所述的石英挠性加速度计连接有后级的信号处理单元，所述的温度传感器的输出提供给所述的信号处理单元用做温度补偿校正。
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