CN107764295A - 用于便携式三坐标测量机角度编码器的温度补偿电路 - Google Patents

用于便携式三坐标测量机角度编码器的温度补偿电路 Download PDF

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CN107764295A CN201711188835.4A CN201711188835A CN107764295A CN 107764295 A CN107764295 A CN 107764295A CN 201711188835 A CN201711188835 A CN 201711188835A CN 107764295 A CN107764295 A CN 107764295A
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Abstract

本发明提供一种用于便携式三坐标测量机角度编码器的温度补偿电路,包括:基准稳压源、恒流源、第一温度传感器、第一电压跟随单元、第二电压跟随单元、差分放大单元、第一模拟乘法器、第二模拟乘法器、加法器单元以及反相比例放大电路;所述基准稳压源与所述恒流源电连接,所述恒流源与所述第一温度传感器的两端电连接;所述第一温度传感器的一端、所述第一电压跟随单元、所述差分放大单元的第一输入端依次连接;所述第一温度传感器的另一端、所述第二电压跟随单元、所述差分放大单元的第二输入端依次连接。

Description

用于便携式三坐标测量机角度编码器的温度补偿电路
技术领域
本发明涉及三坐标角度编码器领域,具体涉及一种用于便携式三坐标测量机角度编码器的温度补偿电路。
背景技术
角度编码器是一种用于高精密旋转角度检测的传感器,高精密的角度编码器广泛用于伺服电机反馈、高精密转台、主轴定位等场合。请参照图1,角度编码器核心部件包含编码器码盘2和接收传感器5。其中,编码器码盘2和接收传感器5分别安装于编码器转轴1和编码器接收芯片支架3上。接收传感器5利用反射或者透射光源经过编码器码盘2后在线路板4上的接收传感器5形成的莫尔条纹,产生正弦波信号,并输出到系统处理器上,用于反馈角度编码器的位置信息。
在一般应用上,由于温度变化,将导致编码器转轴1和编码器接收芯片支架3发生膨胀变形。这时候粘接在导致编码器转轴1上的编码器码盘2和安装与编码器接收芯片支架3上的线路板4的相对距离将发生偏移,而两者之间的距离是决定编码器信号质量的一个关键因素。产生的正弦波的信号质量将影响反馈的位置精度,因此,温度变化将导致编码器反馈的位置精度发生变化。
因此,现有技术存在缺陷,急需改进。
发明内容
本发明实施例提供用于便携式三坐标测量机角度编码器的温度补偿电路,具有提高三坐标角度编码器的精确度的有益效果。
本发明实施例提供一种用于便携式三坐标测量机角度编码器的温度补偿电路,包括:基准稳压源、恒流源、第一温度传感器、第一电压跟随单元、第二电压跟随单元、差分放大单元、第一模拟乘法器、第二模拟乘法器、加法器单元以及反相比例放大电路;
所述基准稳压源与所述恒流源电连接,所述恒流源与所述第一温度传感器的两端电连接;
所述第一温度传感器的一端、所述第一电压跟随单元、所述差分放大单元的第一输入端依次连接;
所述第一温度传感器的另一端、所述第二电压跟随单元、所述差分放大单元的第二输入端依次连接;
所述差分放大单元的输出端分别与所述第一模拟乘法器一输入端以及所述第二模拟乘法器的一输入端连接,所述第一模拟乘法器的的另一输入端接入待补偿的角度检测信号;所述第二模拟乘法器的另一输入端与所述基准稳压源连接,所述第二模拟乘法器的输出端以及所述基准稳压源均分别与所述加法器单元的同相输入端连接,所述第一模拟乘法器的输出端以及所述加法器单元的输出端分别与所述反相比例放大电路的两个输入端连接。
在本发明所述的用于便携式三坐标测量机角度编码器的温度补偿电路中,还包括第三电压跟随单元,所述基准稳压源通过所述第三电压跟随单元与所述加法器单元的同相输入端连接。
在本发明所述的用于便携式三坐标测量机角度编码器的温度补偿电路中,所述第三电压跟随单元包括第六运算放大器、第十三电阻以及第十四电阻;
所述第十三电阻的一端与所述基准稳压源连接,所述第十三电阻的另一端与所述第十四电阻以及所述第六运算放大器的同相输入端连接,所述第十四电阻的另一端接地,所述第六运算放大器的输出端与所述加法器单元的同相输入端连接。
在本发明所述的用于便携式三坐标测量机角度编码器的温度补偿电路中,所述反相比例放大电路包括第八运算放大器、第十五电阻、第十九电阻以及第二十电阻;
所述第八运算放大器的反相输入端与所述第十五电阻的一端以及所述第十九电阻的一端连接,所述第十五电阻的另一端与所述第一模拟乘法器的输出端连接,所述第八运算放大器的同相输入端与所述第二十电阻的一端连接,所述第二十电阻的另一端与所述加法器单元的输出端连接;所述第十九电阻的另一端与所述第八运算放大器的输出端连接。
在本发明所述的用于便携式三坐标测量机角度编码器的温度补偿电路中,所述加法器电路包括第七运算放大器、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻以及第二十一电阻;
所述第十六电阻的一端与所述第二模拟乘法器的输出端连接,所述第十六电阻的另一端与所述第七运算放大器的同相输入端连接,所述第十七电阻的一端与所述第三电压跟随单元的输出端连接,所述第十七电阻的另一端与所述第七运算放大器的同相输入端连接,所述第十八电阻的一端与所述第七运算放大器的反相输入端以及所述第二十一电阻的一端连接,所述第十八电阻的另一端接地,所述第二十一电阻的另一端与所述第七运算放大器的输出端连接,所述第七运算放大器的输出端与所述第二十电阻连接。
在本发明所述的用于便携式三坐标测量机角度编码器的温度补偿电路中,还包括一同相比例放大单元,所述差分放大单元的输出端通过所述同相比例放大单元与所述第一模拟乘法器的输入端连接。
在本发明所述的用于便携式三坐标测量机角度编码器的温度补偿电路中,所述同相比例放大单元包括第五运算放大器、第九电阻、第十电阻、第十二电阻以及第二温度传感器;
所述第九电阻的一端与所述差分放大单元的输出端连接,所述第九电阻的另一端与所述第五运算放大器的同相输入端连接,所述第五运算放大器的反相输入端与所述第十二电阻的一端以及所述第十电阻的一端连接,所述第十二电阻的另一端接地,所述第十电阻的另一端与所述第二温度传感器的一端连接,所述第二温度传感器的另一端与所述第五运算放大器的输出端连接,所述第五运算放大器的输出端与所述第一模拟乘法器的输入端连接。
在本发明所述的用于便携式三坐标测量机角度编码器的温度补偿电路中,所述差分放大单元包括第四运算放大器、第五电阻、第六电阻、第七电阻以及第八电阻;
所述第五电阻的一端与所述第四运算放大器的同相输入端连接,所述第五电阻的另一端与所述第一电压跟随单元连接,所述第七电阻的一端与所述第四运算放大器的同相输入端连接,所述第七电阻的另一端接地;
所述第六电阻的一端与所述第四运算放大器的反相输入端以及所述第八电阻的一端连接,所述第六电阻的另一端与所述第二电压跟随单元连接,所述第八电阻的另一端与所述第四运算放大器的输出端连接,所述第四运算放大器的输出的与所述第九电阻连接。
在本发明所述的用于便携式三坐标测量机角度编码器的温度补偿电路中,所述基准稳压源包括稳压二极管以及第一电阻,所述第一电阻的一端接入供电电源,所述第一电阻的另一端与所述稳压二极管的负极连接,所述稳压二极管的正极接地。
在本发明所述的用于便携式三坐标测量机角度编码器的温度补偿电路中,所述恒流源包括第一运算放大器以及第二电阻;
所述第一运算放大器的同相输入端与所述第一电阻以及所述稳压二极管的公共节点连接,所述第一运算放大器的反相输入端与所述第二电阻的一端连接,所述第二电阻的另一端接地;
所述第一运算放大器的输出端与所述第一温度传感器的一端连接,所述第一运算放大器的反相输入端与所述第一温度传感器的另一端连接。
本发明提高的用于便携式三坐标测量机角度编码器的温度补偿电路通过该第一温度传感器对角度编码器检测到的角度信号进行补偿,从而可以提高整体的检测精度。
附图说明
图1是现有技术中的用于便携式三坐标测量机角度编码器的结构示意图。
图2是本发明实施例中的用于便携式三坐标测量机角度编码器的温度补偿电路的一种结构示意图。
图3是本发明实施例中的用于便携式三坐标测量机角度编码器的温度补偿电路的另一种结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式,所述实施方式的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接或可以相互通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本发明。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母,这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外,本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
请参照图2,图2是本发明一实施例中的用于便携式三坐标测量机角度编码器的温度补偿电路的结构示意图。本发明实施例提供的用于便携式三坐标测量机角度编码器的温度补偿电路,包括:基准稳压源10、恒流源20、第一温度传感器P1、第一电压跟随单元30、第二电压跟随单元40、差分放大单元50、同相比例放大单元60、第一模拟乘法器A1、第二模拟乘法器A2、第三电压跟随单元70、加法器单元80以及反相比例放大电路90。
其中,基准稳压源10与外部供电供电电源VCC连接以获取电压。该基准稳压源10与恒流源20电连接,以给该恒流源20提供稳定电压,恒流源20与第一温度传感器P1的两端电连接,以给该第一温度传感器P1提供恒定电流。
该第一温度传感器P1的一端、第一电压跟随单元30、差分放大单元50的第一输入端依次连接。该第一温度传感器P1的另一端、第二电压跟随单元40、差分放大单元50的第二输入端依次连接。
该差分放大单元50的输出端分别通过该同相比例放大单元60与第一模拟乘法器A1一输入端以及第二模拟乘法器A2的一输入端连接。第一模拟乘法器A1的另一输入端接入待补偿的角度检测信号Uinput;第二模拟乘法器A2的另一输入端与基准稳压源10连接,第二模拟乘法器A2的输出端与加法器单元80的同相输入端连接,基准稳压源10通过该第三电压跟随单元70与加法器单元80的同相输入端连接。第一模拟乘法器A1的输出端以及加法器单元80的输出端分别与反相比例放大电路U8的两个输入端连接。
具体地,该基准稳压源10包括第一电阻R1以及稳压二极管D1,第一电阻R1的一端接入供电电源VCC,第一电阻R1的另一端与稳压二极管D1的负极连接,稳压二极管D1的正极接地。基准稳压源10以该第一电阻R1以及稳压二极管D1作为输出端。
该恒流源20包括第一运算放大器U1以及第二电阻R2。第一运算放大器U1的同相输入端与第一电阻R1以及稳压二极管D1的公共节点连接,第一运算放大器U1的反相输入端与第二电阻R2的一端连接,第二电阻R2的另一端接地。第一运算放大器U1的输出端与第一温度传感器P1的一端连接,第一运算放大器U1的反相输入端与第一温度传感器P1的另一端连接。
该第一电压跟随单元30包括第二运算放大器U2以及第三电阻R3。该第二运算放大器U2的同相输入端与该第三电阻R3的一端连接,该第三电阻R3的另一端与该第一运算放大器U1的输出端以及该第一温度传感器P1的公共节点连接。该第二运算放大器U2的输出端与该同相比例放大单元60的同相输入端连接,该第二运算放大器U2的输出端与第二运算放大器U2的反相输入端连接。
该第二电压跟随单元40包括第三运算放大器U3以及第四电阻R4。该第三运算放大器U3的同相输入端与该第四电阻R4的一端连接,该第四电阻R4的另一端与该第一运算放大器U1的反相输入端以及该第一温度传感器P1的公共节点连接。该第三运算放大器U3的输出端与该同相比例放大单元60的反相输入端连接,该第三运算放大器U3的输出端与第三运算放大器U3的反相输入端连接。
该差分放大单元50包括第四运算放大器U4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7以及第八电阻R8。
其中,该第五电阻R5的一端与第四运算放大器U4的同相输入端连接,第五电阻R5的另一端与第一电压跟随单元30的第二运算放大器U2的输出端连接。第七电阻R7的一端与第四运算放大器U4的同相输入端连接,第七电阻R7的另一端接地。第六电阻R6的一端与第四运算放大器U4的反相输入端以及第八电阻R8的一端连接,第六电阻R6的另一端与第二电压跟随单元40连接,第八电阻R8的另一端与第四运算放大器U4的输出端连接,第四运算放大器U4的输出端与同相比例放大单元60的同相输入端连接。
该同相比例放大单元60包括第五运算放大器U5、第九电阻R9、第十电阻R10、第十二电阻R12以及第二温度传感器P2。
其中,第九电阻R9的一端与差分放大单元50的第四运算放大器U4的输出端连接,第九电阻R9的另一端与第五运算放大器U5的同相输入端连接,第五运算放大器U5的反相输入端与第十二电阻R12的一端以及第十电阻R10的一端连接,第十二电阻R12的另一端接地,第十电阻R10的另一端与第二温度传感器P2的一端连接,第二温度传感器P2的另一端与第五运算放大器U5的输出端连接,第五运算放大器U5的输出端与第一模拟乘法器A1的输入端连接。
该第三电压跟随单元70包括第六运算放大器U6、第十三电阻R13以及第十四电阻R14。第十三电阻R13的一端与基准稳压源10连接,第十三电阻R13的另一端与第十四电阻R14以及第六运算放大器U6的同相输入端连接,第十四电阻R14的另一端接地,第六运算放大器U6的输出端与加法器单元80的同相输入端连接。
该加法器电路80包括第七运算放大器U7、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18以及第二十一电阻R21。
其中,第十六电阻R16的一端与第二模拟乘法器A2的输出端连接,第十六电阻R16的另一端与第七运算放大器U7的同相输入端连接,第十七电阻R17的一端与第三电压跟随单元70的第六运算放大器U6的输出端连接,第十七电阻R17的另一端与第七运算放大器U7的同相输入端连接。第十八电阻R18的一端与第七运算放大器U7的反相输入端以及第二十一电阻R21的一端连接,第十八电阻R18的另一端接地,第二十一电阻R21的另一端与第七运算放大器U7的输出端连接,第七运算放大器U7的输出端与该反相比例放大电路90的反相输入端连接。
该反相比例放大电路90包括第八运算放大器U8、第十五电阻R15、第十九电阻R19以及第二十电阻R20。
其中,第八运算放大器U8的反相输入端与第十五电阻R15的一端以及第十九电阻R19的一端连接,第十五电阻R15的另一端与第一模拟乘法器A1的输出端连接,第八运算放大器U8的同相输入端与第二十电阻R20的一端连接,第二十电阻R20的另一端与加法器单元80的第七运算放大器U7的输出端连接;第十九电阻R19的另一端与第八运算放大器U8的输出端连接。
具体地,在本实施例中,编码器轴温度膨胀系数定义为ε1,编码器线路板支架温度膨胀系数定义为ε2,编码器轴轴向有效长度定义为L1,编码器线路板支架轴向有效长度定义为L2,定义初始温度Ti时候编码器码盘和编码器接收芯片间距为Di。由于编码器轴和编码器线路板支架为连接编码器码盘和编码器接收传感器芯片的连接件,如果温度为Tx时候,则编码器码盘和编码器接收芯片间距满足公式1:
Dt=(ε2×L2-ε1×L1)(Tx-Ti)+Di。
编码器接收传感器芯片在工作状态中将提供信号幅度为Vt的正交正弦波信号,而随着编码器码盘和编码器接收芯片间距Dt增大,信号幅度Vt将逐渐减小。可以用以下公式2来拟合Vt和Dt的关系:
Vt=k×Dt+b。
第一电阻R1、稳压二极管D1构成的基准电压源10输出基准电压Uref1。基准电压Uref1将用于后续电路作为基准电压信号使用。
由于第一温度传感器P1需要工作在恒流状态,所以需要为其提供恒流源20。恒流源20输出恒流电流I给该第一温度传感器P1,该电流I满足公式3:
本发明中,该基准电压Urefl满足公式4:
需要特别说明的,Urefl使用其他数值的电压,也可以正常推导后续参数。
恒流源20将输出恒流电流I经过第一温度传感器P1后将在第一温度传感器P1的电阻Rpt100上形成电压Upt1000,该Upt1000满足公式5:
Upt1000=I×Rpt1000。
因此,当第一温度传感器P1的电阻因为温度改变而变化后,其上电压Upt1000也将发生变化。
该第一温度传感器P1的电阻Rpt1000,随着温度变化而变化,Ppt1000在0℃时候电阻为R0符合以下计算公式6:
Rpt1000=R0×(1+A×Tx+B×Tx2)。
其中,系数A=3.9083*10-3,系数B=-5.775*10-7。由公式6则可以计算出在不同温度下,第一温度传感器P1的电阻Rpt1000。由于Upt1000是由第一温度传感器P1的电阻Rpt1000提供的电压信号,而电阻Rpt1000阻值较大,驱动能力较弱,不适合接入后级运放,因此使用第一电压跟随单元以及第二电压跟随单元,目的在于增大电压信号Upt1000的驱动能力。
该差分运算放大单元50将对Upt1000信号进行放大,差分运算放大单元50放大倍数A0,Upt1000经过U5放大后信号为Ua0,则有该A0满足公式7:
该A0满足公式8:Ua0=Upt1000xA0;其中,R5=R6,R7=R8。
该同相比例放大单元60对Ua0信号进行放大,运放U6放大倍数A1,Ua0经过U6放大后信号为Ua1,A1满足公式9:Ua1满足公式10:Ua1=Ua0×A1。
其中,该第二温度传感器P2的电阻RPTC_10K,随着温度变化而变化,电阻RPTC_10K在25℃时候电阻为R'25符合以下计算公式11:
RPTC_10K=R′25×(9.0014x 10-1+A′×Tx+B′×Tx2)。
其中,系数A'=3.87235x 10-3,系数B'=4.86825x 10-6。由公式11则可以计算出在不同温度第二K温度传感器的电阻RPTC_10K。需要特别说明公式11可以是其他形式的温度传感器。
该第三电压跟随单元70将提供基准电压Uref2,则Uref2满足公式12:
该UINPUT信号是编码器接收传感器芯片形成的信号,将其接入第一模拟乘法器A1的Y引脚,由公式1和公式2可以看出,随着温度变化UINPUT信号幅度Vt将发生变化。而此时将Ua1信号接入第一模拟乘法器A1的X引脚。模拟乘法器A1倍乘系数为1,那么有模拟乘法器A1输出信号U1满足公式13:
U1=Ua1xUINPUTx1。
假定设计稳定电压幅度为Vps,设计稳定电压平均值为U1信号幅度为Vpu1,U1信号平均值为输入信号幅度为Vt,输入信号平均值为在编码器应用中,要求信号幅度保持稳定,信号平均值保持稳定,且由公式1和公式2可以看出,随着温度变化UINPUT信号幅度Vt将发生变化。由公式13可知,如果UINPUT幅度发生变化,那么只要电压Ua1发生相对应变化,那么U1信号幅度Vpu1也可以接近稳定在设计稳定电压幅度Vps上,保证信号幅度稳定。而一般地,输入信号平均值为相对稳定,变化量为△那么有:
公式14:Vpu1=Ua1xVt。
公式15:Vps≈Vpu1。
公式16:
公式17:
公式18:
如上所述,由公式14、公式15、公式16、公式17、公式18可以看出,随着温度变化UINPUT信号幅度Vt可以通过第一模拟乘法器A1和电压Ua1稳定到Vps上,因此可见,欲使Upu1稳定,则需要变化Ua1电压,而Ua1变化,则会影响到平均值Mu1,导致其与设计稳定电压平均值为不相等,即变化量为△无法趋近于0。因此需要引入一个偏置信号U3,对平均值进行调整。在输出级用反向比例运算放大电路90,根据反向比例运算放大电路90,欲保持输出信号UOUTPUT平均值不变化,那么同向输入端U3和设计稳定电压平均值为的差值的2倍等于反向输入端信号与设计稳定电压平均值为的差值,满足以下公式:
公式19:
公式20:
对于大部分应用有:
公式21:
由公式5,公式20和公式21有:
公式22:
由公式22的结构,可以发现电路结果为典型的加法电路,则使用R16、R17、R18、R21和U7构成加法电路,则可以完成公式22部分的运算。令Uref2和U2输入加法电路的同相输入端,则有
公式23:
公式24:
由公式23结构,可以发现电路结果为典型的分压电压跟随电路,由Uref1和R12、R14、U5构成电压跟随器,并使用第十三电阻R13第十四电阻R14对Uref1进行分压处理,可以完成公式23部分的运算。则有:
公式25:由公式24结构,可以发现电路结果为典型的乘法电路,且有系数0.5存在。则由倍乘系数为0.5的模拟乘法器A2和Ua1,Uref1,构成模拟乘法器,且令Ua1和Uref1分别进入模拟乘法器两个引脚,则可以完成公式24部分的运算。
通过本部分描述的偏置电路则可以修正因为模拟乘法器A1对UINPUT处理后导致的信号平均值偏移。
如上所述,由公式1~公式25可以得出:
公式26:
如上所述,R5、R6、R7、R8、U4和第一温度传感器P1构成第一级补偿温度补偿,而R9、R10、R12、第二温度传感器P2、U5构成第二级精密补偿。
在一些实施例中,请参照图3,在该实施例中,其与图1所述实施例的区别在与,在该实施例中,没有设置第二级温度补偿,也即是没有设置该同相比例放大单元60,其余电路结构相同。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
综上所述,虽然本发明已以优选实施例揭露如上,但上述优选实施例并非用以限制本发明,本领域的普通技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与润饰,因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种用于便携式三坐标测量机角度编码器的温度补偿电路,其特征在于,包括:基准稳压源、恒流源、第一温度传感器、第一电压跟随单元、第二电压跟随单元、差分放大单元、第一模拟乘法器、第二模拟乘法器、加法器单元以及反相比例放大电路;
所述基准稳压源与所述恒流源电连接,所述恒流源与所述第一温度传感器的两端电连接;
所述第一温度传感器的一端、所述第一电压跟随单元、所述差分放大单元的第一输入端依次连接;
所述第一温度传感器的另一端、所述第二电压跟随单元、所述差分放大单元的第二输入端依次连接;
所述差分放大单元的输出端分别与所述第一模拟乘法器一输入端以及所述第二模拟乘法器的一输入端连接,所述第一模拟乘法器的的另一输入端接入待补偿的角度检测信号;所述第二模拟乘法器的另一输入端与所述基准稳压源连接,所述第二模拟乘法器的输出端以及所述基准稳压源均分别与所述加法器单元的同相输入端连接,所述第一模拟乘法器的输出端以及所述加法器单元的输出端分别与所述反相比例放大电路的两个输入端连接。
2.根据权利要求1所述的用于便携式三坐标测量机角度编码器的温度补偿电路,其特征在于,还包括第三电压跟随单元,所述基准稳压源通过所述第三电压跟随单元与所述加法器单元的同相输入端连接。
3.根据权利要求2所述的用于便携式三坐标测量机角度编码器的温度补偿电路,其特征在于,所述第三电压跟随单元包括第六运算放大器、第十三电阻以及第十四电阻;
所述第十三电阻的一端与所述基准稳压源连接,所述第十三电阻的另一端与所述第十四电阻以及所述第六运算放大器的同相输入端连接,所述第十四电阻的另一端接地,所述第六运算放大器的输出端与所述加法器单元的同相输入端连接。
4.根据权利要求2或3所述的用于便携式三坐标测量机角度编码器的温度补偿电路,其特征在于,所述反相比例放大电路包括第八运算放大器、第十五电阻、第十九电阻以及第二十电阻;
所述第八运算放大器的反相输入端与所述第十五电阻的一端以及所述第十九电阻的一端连接,所述第十五电阻的另一端与所述第一模拟乘法器的输出端连接,所述第八运算放大器的同相输入端与所述第二十电阻的一端连接,所述第二十电阻的另一端与所述加法器单元的输出端连接;所述第十九电阻的另一端与所述第八运算放大器的输出端连接。
5.根据权利要求4所述的用于便携式三坐标测量机角度编码器的温度补偿电路,其特征在于,所述加法器电路包括第七运算放大器、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻以及第二十一电阻;
所述第十六电阻的一端与所述第二模拟乘法器的输出端连接,所述第十六电阻的另一端与所述第七运算放大器的同相输入端连接,所述第十七电阻的一端与所述第三电压跟随单元的输出端连接,所述第十七电阻的另一端与所述第七运算放大器的同相输入端连接,所述第十八电阻的一端与所述第七运算放大器的反相输入端以及所述第二十一电阻的一端连接,所述第十八电阻的另一端接地,所述第二十一电阻的另一端与所述第七运算放大器的输出端连接,所述第七运算放大器的输出端与所述第二十电阻连接。
6.根据权利要求1所述的用于便携式三坐标测量机角度编码器的温度补偿电路,其特征在于,还包括一同相比例放大单元,所述差分放大单元的输出端通过所述同相比例放大单元与所述第一模拟乘法器的输入端连接。
7.根据权利要求6所述的用于便携式三坐标测量机角度编码器的温度补偿电路,其特征在于,所述同相比例放大单元包括第五运算放大器、第九电阻、第十电阻、第十二电阻以及第二温度传感器;
所述第九电阻的一端与所述差分放大单元的输出端连接,所述第九电阻的另一端与所述第五运算放大器的同相输入端连接,所述第五运算放大器的反相输入端与所述第十二电阻的一端以及所述第十电阻的一端连接,所述第十二电阻的另一端接地,所述第十电阻的另一端与所述第二温度传感器的一端连接,所述第二温度传感器的另一端与所述第五运算放大器的输出端连接,所述第五运算放大器的输出端与所述第一模拟乘法器的输入端连接。
8.根据权利要求7所述的用于便携式三坐标测量机角度编码器的温度补偿电路,其特征在于,所述差分放大单元包括第四运算放大器、第五电阻、第六电阻、第七电阻以及第八电阻;
所述第五电阻的一端与所述第四运算放大器的同相输入端连接,所述第五电阻的另一端与所述第一电压跟随单元连接,所述第七电阻的一端与所述第四运算放大器的同相输入端连接,所述第七电阻的另一端接地;
所述第六电阻的一端与所述第四运算放大器的反相输入端以及所述第八电阻的一端连接,所述第六电阻的另一端与所述第二电压跟随单元连接,所述第八电阻的另一端与所述第四运算放大器的输出端连接,所述第四运算放大器的输出的与所述第九电阻连接。
9.根据权利要求1所述的用于便携式三坐标测量机角度编码器的温度补偿电路,其特征在于,所述基准稳压源包括稳压二极管以及第一电阻,所述第一电阻的一端接入供电电源,所述第一电阻的另一端与所述稳压二极管的负极连接,所述稳压二极管的正极接地。
10.根据权利要求9所述的用于便携式三坐标测量机角度编码器的温度补偿电路,其特征在于,所述恒流源包括第一运算放大器以及第二电阻;
所述第一运算放大器的同相输入端与所述第一电阻以及所述稳压二极管的公共节点连接,所述第一运算放大器的反相输入端与所述第二电阻的一端连接,所述第二电阻的另一端接地;
所述第一运算放大器的输出端与所述第一温度传感器的一端连接,所述第一运算放大器的反相输入端与所述第一温度传感器的另一端连接。
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