CN103940462A - 以电信号方式输出的传感器线性校正电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种以电信号方式输出的传感器线性校正电路，包括：输入接口，用于接收传感器转换电路输出的直流电信号；第一滤波电路模块，用于给该传感器转换电路输出的未校正的直流电信号滤波，输出平滑稳定的电信号；DDS模块，用于产生用于传感器线性校正的周期波形，输出的调制信号；比较器模块，用于接收DDS模块输出的调制信号和第一滤波电路模块输出的电信号，并比较两者，以PWM波形式输出校正信号；第二滤波电路模块，用于给以PWM波形式输出的校正信号进行滤波，得到与传感器的检测物理量成比例的直流电信息；输出接口，用于输出直流电信息。该电路结构简单，功耗低，能应用于各种以电信号方式输出的传感器的线性校正。

Description

以电信号方式输出的传感器线性校正电路

技术领域

本发明涉及传感器领域，特别涉及以电信号方式输出的传感器线性校正电路。

背景技术

传感器就是一种以一定精确度将被测物理量(如位移、力、加速度等)转换为与之有确定对应关系的，易于精确处理和测量的某种物理量的测量部件或装置，从传感器的变换原理可以看出，利用各类传感器把物理量转换成电量时，大多数传感器的输出电量与被测物理量之间的关系都存在一定的非线性，这是数据采集系统产生非线性特性的主要原因。其次是变换电路的非线性。

目前在工程中常用的线性校正方法主要有软件算法和硬件电路两种，软件算法主要有拟合直线法、折线逼近法、查表法、插值法，这些需要结合处理器并设计对应的算法才能达到线性校正的目的，硬件电路主要是用模拟电路设计相应的非线性电路对传感器的的输出电信号进行线性校正，不论是软件算法还是模拟电路，结构都比较复杂，精度、稳定性、可靠性都比较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是采用一种新的线性校正方法，既简单，又具有高稳定性和高可靠性，便于集成，并且具有极强的通用性，可以对各种以电信号方式输出的传感器进行线性校正。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种以电信号方式输出的传感器线性校正电路，其特征在于，包括：输入接口，用于接收传感器转换电路输出的直流电信号；第一滤波电路模块，与该输入接口相连，用于给该传感器转换电路输出的未校正的直流电信号滤波，输出平滑稳定的电信号；DDS模块，用于产生用于传感器线性校正的周期波形，输出的调制信号；比较器模块，与该第一滤波电路模块、DDS模块相连，用于接收该DDS模块输出的调制信号和该第一滤波电路模块输出的电信号，并将两者进行比较，以PWM波形式输出校正信号；第二滤波电路模块，与该比较器模块相连，用于给该以PWM波形式输出的校正信号进行滤波，得到与传感器的检测物理量成比例的直流电信息；输出接口，与该第二滤波电路模块相连，用于输出该直流电信息。

优选地，该DDS模块包括依次相连的时钟电路、相位电路、调制波ROM存储电路、数模转换电路、椭圆滤波电路。

优选地，该比较器模块是一个精密模拟比较器，具有同相输入端、反相输入端以及输出端，其中该同相输入端用于接收经过该第一滤波电路模块滤波后的该传感器转换电路输出的未校正的直流电信号，该反相输入端用于接收该DDS模块输出的调制信号，该输出端用于输出PWM信号，且该PWM信号的占空比和传感器检测的物理量成线性关系。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：系统稳定可靠，误差极小，电路结构简单，便于集成，功耗低，通用性强，可以应用于各种以电信号方式输出的传感器的线性校正，使得从一般用处理器加软件算法的传统线性校正方法到结构简单通用性极强的硬件电路线性校正方法，在传感器线性校正领域实现了零的突破。

附图说明

图1为本发明实施例的以电信号方式输出的传感器线性校正电路的结构示意图。

图2为本发明实施例的DDS模块的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明针对现有的传感器线性校正方法存在结构都比较复杂，精度、稳定性、可靠性都比较差等问题，提供一种以电信号方式输出的传感器线性校正电路，如图1所示，本发明提供的一种以电信号方式输出的传感器线性校正电路，包括：输入接口1，用于接收传感器转换电路输出的直流电信号；第一滤波电路模块2，与该输入接口1相连，用于给该传感器转换电路输出的未校正的直流电信号滤波，输出平滑稳定的电信号；DDS模块3，用于产生用于传感器线性校正的周期波形，输出的调制信号；比较器模块4，与该第一滤波电路模块2、DDS模块3相连，用于接收DDS模块3输出的调制信号和第一滤波电路模块2输出的电信号，并将两者进行比较，以PWM波形式输出校正信号；第二滤波电路模块5，与该比较器模块4相连，用于给以PWM波形式输出的校正信号进行滤波，得到与传感器的检测物理量成比例的直流电信息；输出接口6，与该第二滤波电路模块相连，用于输出该直流电信息。具体来说，该比较器模块4是一个精密模拟比较器，具有同相输入端、反相输入端以及输出端，其中该同相输入端用于接收经过该第一滤波电路模块滤波后的该传感器转换电路输出的未校正的直流电信号，该反相输入端用于接收该DDS模块输出的调制信号，该输出端用于输出PWM信号，且该PWM信号的占空比和传感器检测的物理量成线性关系。

请同时参照图2，该DDS模，3包括依次相连的时钟电路31、相位电路32、调制波ROM存储电路33、数模转换电路34、椭圆滤波电路35。

本发明提供的以电信号方式输出的传感器线性校正电路的设计及其工作原理如上所述，该传感器线性校正电路电路结构简单，便于集成，功耗低，通用性强，且能够提供系统稳定可靠，误差极小，可以应用于各种以电信号方式输出的传感器的线性校正。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种以电信号方式输出的传感器线性校正电路，其特征在于，包括：

输入接口，用于接收传感器转换电路输出的直流电信号；

第一滤波电路模块，与所述输入接口相连，用于给所述传感器转换电路输出的未校正的直流电信号滤波，输出平滑稳定的电信号；

DDS模块，用于产生用于传感器线性校正的周期波形，输出的调制信号；

比较器模块，与所述第一滤波电路模块、DDS模块相连，用于接收所述DDS模块输出的调制信号和所述第一滤波电路模块输出的电信号，并将两者进行比较，以PWM波形式输出校正信号；

第二滤波电路模块，与所述比较器模块相连，用于给所述以PWM波形式输出的校正信号进行滤波，得到与传感器的检测物理量成比例的直流电信息；

输出接口，与所述第二滤波电路模块相连，用于输出所述直流电信息。

2.根据权利要求1所述的以电信号方式输出的传感器线性校正电路，其特征在于，所述DDS模块包括依次相连的时钟电路、相位电路、调制波ROM存储电路、数模转换电路、椭圆滤波电路。

3.根据权利要求1所述的以电信号方式输出的传感器线性校正电路，其特征在于，所述比较器模块是一个精密模拟比较器，具有同相输入端、反相输入端以及输出端，其中所述同相输入端用于接收经过所述第一滤波电路模块滤波后的所述传感器转换电路输出的未校正的直流电信号，所述反相输入端用于接收所述DDS模块输出的调制信号，所述输出端用于输出PWM信号，且所述PWM信号的占空比和传感器检测的物理量成线性关系。