CN104931073A - 一种基于信号调节电路的传感器 - Google Patents

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江涛
沙文瀚
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Abstract

本发明公开了一种基于信号调节电路的传感器,所述传感器包括敏感元件、转换器件和信号调节电路和控制器,所述敏感元件、转换器件和信号调节电路和控制器依次连接。所述敏感元件用于直接感受或响应被测量物体,并将其转换成与非被测电量有确定对应关系的物理量。所述转换器件用于将敏感元件感受或响应的被测量转换成适用于传输或测量的电信号,将敏感原件的非电物理量转换为电路参数。所述信号调节电路将转换器件输出的电信号进行放大、运算、处理。该系统还包括辅助电源,用于给转换器件和信号调节电路供电。具有性能优良,功能较多的有益效果。

Description

一种基于信号调节电路的传感器
技术领域
[0001] 本发明涉及自动控制技术领域,更具体地,涉及一种基于信号调节电路的传感器的组成。
背景技术
[0002] 在科学技术高度发达的现代社会中,人类已进入瞬息万变的信息时代。在从事工业生产和科学实验等活动中,对信息资源的开发、获取、传输和处理是极其重要的。传感器处于研宄对象与测控系统的接口位置,是感知、获取与检测信息的窗口。科学实验和生产过程中,尤其是自动检测和自动控制系统要获取信息,都要通过传感器将其转换为容易传输与处理的电信号。
[0003] 传感器的水平是衡量一个国家综合经济实力和技术水平的标志之一,它的发展水平、生产能力和应用领域已成为一个国家科学技术进步的重要标志。从生产实践看,从人们日常的衣食住行到各种复杂的工程,都离不开传感器。例如,工厂自动化的柔性制造系统、计算机集成制造系统、大型发电厂、飞机(一架飞机上装有几千只传感器)、武器指挥系统、雷达、宇宙飞船、海洋探测器、各种家用电器、报警器、环境监测器、医疗卫生器械、生物工程等都依靠不同性质的传感器来获取所需要的信息。
[0004] 传感器的输出信号通常是电量,因为它便于传输、转换、处理和显示等。电量有很多形式,如电压、电流、电容、电阻等,输出信号的形式由传感器的原理确定。
发明内容
[0005] 根据以上现有技术的不足,本发明提出一种基于信号调节电路的传感器,通过敏感元件和转换器件及其他辅助部件组成,解决了以上现有技术的不足,具有性能优良,功能较多的有益效果。
[0006] 为了实现上述目的,本发明采取的技术方案为:一种基于信号调节电路的传感器,所述传感器包括敏感元件、转换器件和信号调节电路和控制器,所述敏感元件、转换器件和信号调节电路和控制器依次连接。所述敏感元件用于直接感受或响应被测量物体,并将其转换成与非被测电量有确定对应关系的物理量。所述转换器件用于将敏感元件感受或响应的被测量转换成适用于传输或测量的电信号,将敏感原件的非电物理量转换为电路参数。所述信号调节电路将转换器件输出的电信号进行放大、运算、处理。该系统还包括辅助电源,用于给转换器件和信号调节电路供电。所述转换器件和信号调节电路安装在传感器的壳体里,与敏感元件一起集成在同一芯片上。
[0007] 本发明有益效果是:敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分;转换器件是指传感器中将敏感元件感受或响应的被测量转换成适用于传输或测量的电信号的部分。由于传感器的输出信号一般都很微弱,因此需要有信号调理与转换电路对其进行放大和运算调制等。随着半导体器件与集成技术在传感器中的应用,传感器的信号调理与转换电路可以安装在传感器的壳体里,也可以与敏感元件一起集成在同一芯片上。此外,信号调理与转换电路以及传感器工作必须有辅助电源,因此,信号调理与转换电路以及所需的电源都应作为传感器组成的一部分。本发明提供的研宄开发工程和科技发展迫切需求的传感技术,使其传感技术硬件系统与元器件的微小型化。利用集成电路微小型化的经验,从传感技术硬件系统的微小型化中提高其可靠性、质量、处理速度和生产率,降低成本,节约资源与能源,减少对环境的污染。
附图说明
[0008] 下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明:
[0009] 图1是本发明的具体实施方式的系统结构图。
具体实施方式
[0010] 下面对照附图,通过对实施例的描述,本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等,作进一步详细的说明,以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
[0011] 如图1所示,一种基于信号调节电路的传感器,所述传感器包括敏感元件、转换器件和信号调节电路和控制器,所述敏感元件、转换器件和信号调节电路和控制器依次连接。所述敏感元件用于直接感受或响应被测量物体,并将其转换成与非被测电量有确定对应关系的物理量。所述转换器件用于将敏感元件感受或响应的被测量转换成适用于传输或测量的电信号,将敏感原件的非电物理量转换为电路参数。所述信号调节电路将转换器件输出的电信号进行放大、运算、处理。该系统还包括辅助电源,用于给转换器件和信号调节电路供电。所述转换器件和信号调节电路安装在传感器的壳体里,与敏感元件一起集成在同一芯片上。
[0012] 本发明传感器由敏感元件和转换器件及其他辅助部件组成。其中,敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分;转换器件是指传感器中将敏感元件感受或响应的被测量转换成适用于传输或测量的电信号的部分。由于传感器的输出信号一般都很微弱,因此需要有信号调理与转换电路对其进行放大和运算调制等。随着半导体器件与集成技术在传感器中的应用,传感器的信号调理与转换电路可以安装在传感器的壳体里,也可以与敏感元件一起集成在同一芯片上。此外,信号调理与转换电路以及传感器工作必须有辅助电源,因此,信号调理与转换电路以及所需的电源都应作为传感器组成的一部分。
[0013] (I)敏感元件。它能直接感受被测肥电量,并按一定规律将其转换成与被测非电量有确定对应关系的其他物理量;
[0014] (2)转换器件(又称变换器、传感器件)。将敏感元件输出的非电物理量(如位移、应变、光强等)转换成电路参量;
[0015] (3)信号调节(转换)电路。将转换器件输出的电信号进行放大、运算、处理等,以获得便于显示、记录、处理和控制的有用电信号;
[0016] (4)辅助电源。它的作用是提供能源。有的传感器需要外部电源供电;有的传感器则不需要外部电源供电。
[0017] 上面结合附图对本发明进行了示例性描述,显然本发明具体实现并不受上述方式的限制,只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进,或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种基于信号调节电路的传感器,其特征在于,所述传感器包括敏感元件、转换器件和信号调节电路和控制器,所述敏感元件、转换器件和信号调节电路和控制器依次连接。
2.根据权利要求1所述的基于信号调节电路的传感器,其特征在于,所述敏感元件用于直接感受或响应被测量物体,并将其转换成与非被测电量有确定对应关系的物理量。
3.根据权利要求1所述的基于信号调节电路的传感器,其特征在于,所述转换器件用于将敏感元件感受或响应的被测量转换成适用于传输或测量的电信号,将敏感原件的非电物理量转换为电路参数。
4.根据权利要求1所述的基于信号调节电路的传感器,其特征在于,所述信号调节电路将转换器件输出的电信号进行放大、运算、处理。
5.根据权利要求1所述的基于信号调节电路的传感器,其特征在于,该系统还包括辅助电源,用于给转换器件和信号调节电路供电。
6.根据权利要求1所述的基于信号调节电路的传感器,其特征在于,所述转换器件和信号调节电路安装在传感器的壳体里,与敏感元件一起集成在同一芯片上。
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