CN102901941B - 用于磁开关传感器的电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用于磁开关传感器的电路，包括磁电阻元件(1)、电阻(2)、带温度系数的电压源(3)和比较器(4)；磁电阻元件(1)与电阻(2)电连接，且磁电阻元件(1)和电阻(2)分别作为一个桥臂构成一个半桥，磁电阻元件(1)与电阻(2)之间的第二节点N2与比较器(4)的第一输入端In1电连接，比较器(4)的第二输入端In2被输入开关阈值信号，电压源(3)与磁电阻元件(1)或电阻(2)电连接；磁电阻元件(1)用于感测待测磁场信号，电阻(2)用于提供与磁电阻元件(1)匹配的电阻值，且电阻(2)与磁电阻元件(1)的电阻值的匹配度为2-10‰，电压源(3)用于在第一节点N1与地之间施加恒定的电压，比较器(4)用于将半桥输出的信号与开关阈值信号比较后输出开关信号。所述电路能够准确测量低至5Gs的磁场。
Description
技术领域
本发明涉及开关传感器技术领域，特别涉及一种用于磁开关传感器的电路。
背景技术
现有技术中的用于磁开关传感器的电路的灵敏度较低，一般只能用于测量30Gs以上的待测磁场。此外，现有技术中的用于磁开关传感器的电路很难实现温度补偿。
非常需要一种灵敏度较高且易实现温度补偿的用于磁开关传感器的电路。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于磁开关传感器的电路。
本发明提供的用于磁开关传感器的电路包括磁电阻元件、电阻、带温度系数的电压源和比较器；
磁电阻元件与电阻电连接，且磁电阻元件和电阻分别作为一个桥臂构成一个半桥，磁电阻元件与电阻之间的第二节点N2与比较器的第一输入端In1电连接，比较器的第二输入端In2被输入开关阈值信号，电压源与磁电阻元件1或电阻电连接，电压源与磁电阻元件或电阻之间的节点为第一节点N1；
磁电阻元件用于感测待测磁场信号，电阻用于提供与磁电阻元件匹配的电阻值，且所述电阻2与所述磁电阻元件1的电阻值的匹配度为2-10‰，电压源用于在第一节点N1与地之间施加恒定的电压，比较器用于将半桥输出的信号与开关阈值信号比较后输出开关信号，电压源还用于提供能够与磁电阻元件和电阻的温度系数之差的代数和为零的温度系数。
优选地，所述电路还包括放大器，所述放大器的输入端与所述第二节点N2电连接，放大器的输出端与比较器的第一输入端In1电连接。
优选地，电压源与磁电阻元件电连接，磁电阻元件与电阻的一端电连接，电阻的另一端接地。
优选地，电压源与电阻电连接，电阻与磁电阻元件的一端电连接，磁电阻元件的另一端接地。
优选地，所述磁电阻元件和所述电阻采用多层膜结构，且用于制作所述磁电阻元件和所述电阻的材料相同。
优选地，所述磁电阻元件为多层膜结构的TMR元件或GMR元件。
本发明具有如下有益效果：
(1)所述电路采用电压源驱动型的电桥结构，因此容易实现温度补偿；
(2)由于所述电路的电阻与磁电阻元件的电阻值精确匹配，且二者的匹配度为2-10‰，从而保证所述电路具有较高的灵敏度，其能够准确测量低至5Gs的磁场。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的用于磁开关传感器的电路的示意图；
图2为本发明实施例2提供的用于磁开关传感器的电路的示意图；
图3为本发明实施例3提供的用于磁开关传感器的电路的示意图；
图4为本发明实施例4提供的用于磁开关传感器的电路的示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明的内容作进一步的描述。
实施例1
如图1所示，本实施例提供的用于磁开关传感器的电路包括磁电阻元件1、电阻2、带温度系数的电压源3和比较器4。电压源3与磁电阻元件1电连接，磁电阻元件1与电阻2的一端电连接，电阻2的另一端接地。磁电阻元件1和电阻2分别作为一个桥臂构成一个半桥。磁电阻元件1与电阻2之间的第二节点N2与比较器4的第一输入端In1电连接。比较器4的第二输入端In2被输入开关阈值信号。比较器4的输出端为Out。磁电阻元件1和电阻2都采用多层膜结构。磁电阻元件1为多层膜结构的TMR元件或GMR元件。在本实施例中，磁电阻元件1为例如TMR元件。
磁电阻元件1用于感测待测磁场信号。电阻2用于提供与磁电阻元件1匹配的电阻值，且电阻2与磁电阻元件1的电阻值的匹配度为2-10‰。匹配度的定义为电阻2与磁电阻元件1的电阻值之差除以磁电阻元件1的电阻值。在本实施例中，由于磁电阻元件1和电阻2都采用多层膜结构，且用于制作磁电阻元件1和电阻2的材料相同，因此能够实现磁电阻元件1与电阻2的电阻值的精确匹配，并使电阻2与磁电阻元件1的电阻值的匹配度达到例如2‰。电压源3与磁电阻元件1之间的节点为第一节点N1。电压源3用于在第一节点N1与地之间施加恒定的电压。比较器4用于将半桥输出的信号与开关阈值信号比较后输出开关信号。电压源3还用于提供能够与磁电阻元件1和电阻2的温度系数之差的代数和为零的温度系数，即电压源3的温度系数能够与磁电阻元件1和电阻2的温度系数之差相互抵消。调节电压源3的温度系数，使得磁电阻元件1和电阻2的温度系数之差与电压源3的温度系数的代数和为零，从而使半桥的输出的信号不受磁电阻元件1和电阻2的温度系数的影响。因此，所述电桥的输出信号不受磁电阻元件1和电阻2的温度系数的影响，即容易实现所述电路的温度补偿。由于所述电路的电阻2与磁电阻元件1的电阻值精确匹配，且二者的匹配度为2‰，从而保证所述电路具有较高的灵敏度，其能够准确测量低至5Gs的磁场。
实施例2
如图2所示，本实施例提供的用于磁开关传感器的电路包括磁电阻元件1、电阻2、带温度系数的电压源3和比较器4。电压源3与电阻2电连接，电阻2与磁电阻元件1的一端电连接，磁电阻元件1的另一端接地。磁电阻元件1和电阻2分别作为一个桥臂构成一个半桥。磁电阻元件1与电阻2之间的第二节点N2与比较器4的第一输入端In1电连接。比较器4的第二输入端In2被输入开关阈值信号。比较器4的输出端为Out。磁电阻元件1和电阻2都采用多层膜结构。磁电阻元件1为多层膜结构的TMR元件或GMR元件。在本实施例中，磁电阻元件1为例如TMR元件。
磁电阻元件1用于感测待测磁场信号。电阻2用于提供与磁电阻元件1匹配的电阻值，且电阻2与磁电阻元件1的电阻值的匹配度为2-10‰。匹配度的定义为电阻2与磁电阻元件1的电阻值之差除以磁电阻元件1的电阻值。在本实施例中，由于磁电阻元件1和电阻2都采用多层膜结构，且用于制作磁电阻元件1和电阻2的材料相同，因此能够实现磁电阻元件1与电阻2的电阻值的精确匹配，并使电阻2与磁电阻元件1的电阻值的匹配度达到例如10‰。电压源3与磁电阻元件1之间的节点为第一节点N1。电压源3用于在第一节点N1与地之间施加恒定的电压。比较器4用于将半桥输出的信号与开关阈值信号比较后输出开关信号。电压源3还用于提供能够与磁电阻元件1和电阻2的温度系数之差的代数和为零的温度系数，即电压源3的温度系数能够与磁电阻元件1和电阻2的温度系数之差相互抵消。调节电压源3的温度系数，使得磁电阻元件1和电阻2的温度系数之差与电压源3的温度系数的代数和为零，从而使半桥的输出的信号不受磁电阻元件1和电阻2的温度系数的影响。因此，所述电桥的输出信号不受磁电阻元件1和电阻2的温度系数的影响，即容易实现所述电路的温度补偿。由于所述电路的电阻2与磁电阻元件1的电阻值精确匹配，且二者的匹配度为10‰，从而保证所述电路具有较高的灵敏度，其能够准确测量低至5Gs的磁场。
实施例3
如图3所示，本实施例提供的用于磁开关传感器的电路包括磁电阻元件1、电阻2、带温度系数的电压源3、比较器4和放大器5。电压源3与磁电阻元件1电连接，磁电阻元件1与电阻2的一端电连接，电阻2的另一端接地。磁电阻元件1和电阻2分别作为一个桥臂构成一个半桥。磁电阻元件1与电阻2之间的第二节点N2与放大器5的输入端电连接。放大器5的输出端与比较器4的第一输入端In1电连接。比较器4的第二输入端In2被输入开关阈值信号。比较器4的输出端为Out。磁电阻元件1和电阻2都采用多层膜结构。磁电阻元件1为多层膜结构的TMR元件或GMR元件。在本实施例中，磁电阻元件1为例如GMR元件。
磁电阻元件1用于感测待测磁场信号。电阻2用于提供与磁电阻元件1匹配的电阻值，且电阻2与磁电阻元件1的电阻值的匹配度为2-10‰。匹配度的定义为电阻2与磁电阻元件1的电阻值之差除以磁电阻元件1的电阻值。在本实施例中，由于磁电阻元件1和电阻2都采用多层膜结构，且用于制作磁电阻元件1和电阻2的材料相同，因此能够实现磁电阻元件1与电阻2的电阻值的精确匹配，并使电阻2与磁电阻元件1的电阻值的匹配度达到例如5‰。电压源3与磁电阻元件1之间的节点为第一节点N1。电压源3用于在第一节点N1与地之间施加恒定的电压。放大器5用于将半桥输出的信号放大后送入比较器4的第一输入端In1。比较器4用于将经放大器5放大后的信号与开关阈值信号比较后输出开关信号。电压源3还用于提供能够与磁电阻元件1和电阻2的温度系数之差的代数和为零的温度系数，即电压源3的温度系数能够与磁电阻元件1和电阻2的温度系数之差相互抵消。调节电压源3的温度系数，使得磁电阻元件1和电阻2的温度系数之差与电压源3的温度系数的代数和为零，从而使半桥的输出信号不受磁电阻元件1和电阻2的温度系数的影响。因此，所述电桥的输出信号不受磁电阻元件1和电阻2的温度系数的影响，即容易实现所述电路的温度补偿。由于所述电路的电阻2与磁电阻元件1的电阻值精确匹配，且二者的匹配度为5‰，从而保证所述电路具有较高的灵敏度，其能够准确测量低至5Gs的磁场。
实施例4
如图4所示，本实施例提供的用于磁开关传感器的电路包括磁电阻元件1、电阻2、带温度系数的电压源3、比较器4和放大器5。电压源3与电阻2电连接，电阻2与磁电阻元件1的一端电连接，磁电阻元件1的另一端接地。磁电阻元件1和电阻2分别作为一个桥臂构成一个半桥。磁电阻元件1与电阻2之间的第二节点N2与放大器5的输入端电连接。放大器5的输出端与比较器4的第一输入端In1电连接。比较器4的第二输入端In2被输入开关阈值信号。比较器4的输出端为Out。磁电阻元件1和电阻2都采用多层膜结构。磁电阻元件1为多层膜结构的TMR元件或GMR元件。在本实施例中，磁电阻元件1为例如GMR元件。
磁电阻元件1用于感测待测磁场信号。电阻2用于提供与磁电阻元件1匹配的电阻值，且电阻2与磁电阻元件1的电阻值的匹配度为2-10‰。匹配度的定义为电阻2与磁电阻元件1的电阻值之差除以磁电阻元件1的电阻值。在本实施例中，由于磁电阻元件1和电阻2都采用多层膜结构，且用于制作磁电阻元件1和电阻2的材料相同，因此能够实现磁电阻元件1与电阻2的电阻值的精确匹配，并使电阻2与磁电阻元件1的电阻值的匹配度达到例如8‰。电压源3与磁电阻元件1之间的节点为第一节点N1。电压源3用于在第一节点N1与地之间施加恒定的电压。放大器5用于将半桥输出的信号放大后送入比较器4的第一输入端In1。比较器4用于将经放大器5放大后的信号与开关阈值信号比较后输出开关信号。电压源3还用于提供能够与磁电阻元件1和电阻2的温度系数之差的代数和为零的温度系数，即电压源3的温度系数能够与磁电阻元件1和电阻2的温度系数之差相互抵消。调节电压源3的温度系数，使得磁电阻元件1和电阻2的温度系数之差与电压源3的温度系数的代数和为零，从而使半桥的输出信号不受磁电阻元件1和电阻2的温度系数的影响。因此，所述电桥的输出信号不受磁电阻元件1和电阻2的温度系数的影响，即容易实现所述电路的温度补偿。由于所述电路的电阻2与磁电阻元件1的电阻值精确匹配，且二者的匹配度为8‰，从而保证所述电路具有较高的灵敏度，其能够准确测量低至5Gs的磁场。
所述电路采用电压源驱动型的电桥结构，因此容易实现温度补偿。由于所述电路的电阻与磁电阻元件的电阻值精确匹配，且二者的匹配度为2-10‰，从而保证所述电路具有较高的灵敏度，其能够准确测量低至5Gs的磁场。
应当理解，以上借助优选实施例对本发明的技术方案进行的详细说明是示意性的而非限制性的。本领域的普通技术人员在阅读本发明说明书的基础上可以对各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1.用于磁开关传感器的电路，其特征在于，该电路包括磁电阻元件(1)、电阻(2)、带温度系数的电压源(3)和比较器(4)；
所述磁电阻元件(1)与所述电阻(2)电连接，且所述磁电阻元件(1)和所述电阻(2)分别作为一个桥臂构成一个半桥，所述磁电阻元件(1)与所述电阻(2)之间的第二节点N2与所述比较器(4)的第一输入端In1电连接，所述比较器(4)的第二输入端In2被输入开关阈值信号，所述电压源(3)与所述磁电阻元件(1)或所述电阻(2)电连接，所述电压源(3)与所述磁电阻元件(1)或所述电阻(2)之间的节点为第一节点N1；
所述磁电阻元件(1)用于感测待测磁场信号，所述电阻(2)用于提供与所述磁电阻元件(1)匹配的电阻值，且所述电阻(2)与所述磁电阻元件(1)的电阻值的匹配度为2-10‰，所述电压源(3)用于在第一节点N1与地之间施加恒定的电压，所述比较器(4)用于将半桥输出的信号与开关阈值信号比较后输出开关信号，所述电压源(3)还用于提供能够与所述磁电阻元件(1)和所述电阻(2)的温度系数之差的代数和为零的温度系数；
所述磁电阻元件(1)和所述电阻(2)采用多层膜结构，且用于制作所述磁电阻元件(1)和所述电阻(2)的材料相同。
2.根据权利要求1所述的用于磁开关传感器的电路，其特征在于，所述电路还包括放大器(5)，所述放大器(5)的输入端与所述第二节点N2电连接，所述放大器(5)的输出端与所述比较器(4)的第一输入端In1电连接。
3.根据权利要求1或2所述的用于磁开关传感器的电路，其特征在于，所述电压源(3)与所述磁电阻元件(1)电连接，所述磁电阻元件(1)与所述电阻(2)的一端电连接，所述电阻(2)的另一端接地。
4.根据权利要求1或2所述的用于磁开关传感器的电路，其特征在于，所述电压源(3)与所述电阻(2)电连接，所述电阻(2)与所述磁电阻元件(1)的一端电连接，所述磁电阻元件(1)的另一端接地。
5.根据权利要求1或2所述的用于磁开关传感器的电路，其特征在于，所述磁电阻元件(1)为多层膜结构的TMR元件或GMR元件。
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