CN210108386U - 一种传感装置和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开一种传感装置和电子设备，包括：传感器和芯片，其中：所述传感器包括至少一个敏感电阻，所述芯片内设置有信号处理电路及至少一个内置电阻，所述至少一个内置电阻与所述至少一个敏感电阻连接形成惠斯通电桥，所述惠斯通电桥的输出端连接所述信号处理电路。根据本实用新型实施例，所述芯片内设置的内置电阻与所述传感器的敏感电阻连接形成惠斯通电桥，传感器内只需设置一敏感电阻即可，以降低传感器的生产成本并缩小传感器的面积。

Description

一种传感装置和电子设备
技术领域
本实用新型涉及测量领域，特别涉及一种传感装置和电子设备。
背景技术
众所周知，惠斯通电桥广泛被应用于测量领域。
现有惠斯通电桥传感器一般由4个电阻组成结构，当需要多个传感器进行测量时，每个传感器都需要配置4个电阻，不仅在工业化生产中增加了传感器的成本，而且导致每个传感器的面积较大，难以应用在较窄的表面上。
所以，有必要提供一种新的传感器结构，以降低传感器的生产成本并缩小传感器的面积。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型实施例提供一种传感装置和电子设备，所述芯片内设置的内置电阻与所述传感器的敏感电阻连接形成惠斯通电桥，传感器内只需设置一敏感电阻即可，从而达到降低传感器的生产成本并缩小传感器的面积的目的。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
根据本实用新型实施例的一个方面，提供的一种传感装置，包括：传感器和芯片，其中：
所述传感器包括至少一个敏感电阻，所述芯片内设置有信号处理电路及至少一个内置电阻，所述至少一个内置电阻与所述至少一个敏感电阻连接形成惠斯通电桥，所述惠斯通电桥的输出端连接所述信号处理电路。
在一个可能的设计中，所述传感器包括第一敏感电阻，所述第一敏感电阻一端连接预置的第一参考电压输入端；
所述芯片包括第三电阻，所述第三电阻一端连接预置的第二参考电压输入端；
所述第三电阻的另一端与所述第一敏感电阻的另一端连接形成惠斯通半桥，所述第三电阻与所述第一敏感电阻的连接线引出所述惠斯通半桥的输出端。
在一个可能的设计中，所述芯片包括第一信号输入端和第二信号输入端，所述第一信号输入端连接所述惠斯通半桥的输出端，所述第二信号输入端连接预置的第三参考电压输入端。
在一个可能的设计中，所述第三电阻为可调电阻。
在一个可能的设计中，所述传感器包括第五敏感电阻和第六敏感电阻，所述第五敏感电阻一端连接预置的第一参考电压输入端，另一端作为所述惠斯通电桥的第一输出端；所述第六敏感电阻一端连接预置的第二参考电压输入端，另一端作为所述惠斯通电桥的第二输出端；
所述信号处理电路包括两个信号输入端，所述两个信号输入端分别连接所述第一输出端和所述第二输出端；
所述芯片包括第七电阻和第八电阻，所述第七电阻一端连接所述第一输出端，另一端连接所述第二参考电压输入端；所述第八电阻一端连接所述第二输出端，另一端连接所述第一参考电压输入端。
在一个可能的设计中，所述第七电阻和所述第八阻中的至少一个为可调电阻。
在一个可能的设计中，所述传感装置包括有多个所述传感器，所述芯片内设置有多个内置电阻，每一所述传感器内的至少一个敏感电阻与所述芯片内的至少一个内置电阻连接形成惠斯通电桥，每一所述惠斯通电桥的输出端连接所述信号处理电路。
根据本实用新型实施例的一个方面，提供的一种电子设备，包括传感装置。
在一个可能的设计中，所述电子设备为移动终端、穿戴式设备、家用电器、电子秤、电子烟、智能马桶或耳机。
与相关技术相比，本实用新型实施例提供一种传感装置和电子设备，包括：传感器和芯片，其中：所述传感器包括至少一个敏感电阻，所述芯片内设置有信号处理电路及至少一个内置电阻，所述至少一个内置电阻与所述至少一个敏感电阻连接形成惠斯通电桥，所述惠斯通电桥的输出端连接所述信号处理电路。根据本实用新型实施例，所述芯片内设置的内置电阻与所述传感器的敏感电阻连接形成惠斯通电桥，传感器内只需设置一敏感电阻即可，从而达到降低传感器的生产成本并缩小传感器的面积的目的；并且，通过所述芯片内设置的内置可调电阻，可调整内置电阻的阻值，使所述敏感电阻与所述第内置电阻构成的惠斯通半桥达到平衡，从而可以消除所述传感器由于制造工艺误差造成电阻阻值的差异而造成传感器差分信号产生失调电压的问题。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的一种传感装置的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的另一种传感装置的结构示意图；
图3为本实用新型实施例提供的另一种传感装置的结构示意图；
图4为本实用新型实施例提供的另一种传感装置的结构示意图；
图5为本实用新型实施例提供的另一种传感装置的结构示意图；
图6为本实用新型实施例提供的另一种传感装置的结构示意图；
图7为本实用新型实施例提供的另一种传感装置的结构示意图；
图8为本实用新型实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本实用新型的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。
需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求收及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
在一个实施例中，本实用新型提供一种传感装置，如图1所示，该传感装置100包括传感器和芯片，其中：
该传感器包括至少一个敏感电阻R1，该芯片内设置有信号处理电路及至少一个内置电阻R3，至少一个内置电阻R3与至少一个敏感电阻R1连接形成惠斯通电桥，该惠斯通电桥的输出端连接该信号处理电路。
可选地，该敏感电阻R1可以是压敏电阻、光敏电阻、或者热敏电阻。上述惠斯通电桥可以是惠斯通半桥或惠斯通全桥。
在本实施例中，该芯片内设置的内置电阻R3与该敏感电阻R1连接形成惠斯通电桥，芯片内的信号处理电路采集惠斯通电桥的输出信号，并据此检测敏感电阻的阻值变化，进而计算压力值的变化、光强度的变化或温度的变化。采用本实施例，传感器内只需设置一敏感电阻R1即可，从而达到降低传感器的生产成本并缩小传感器的面积的目的。由于芯片采用集成工艺制得，在芯片内增加内置电阻R3对于芯片面积影响甚微。
在一实施例中，本实用新型提供一种传感装置，如图2所示，该传感装置100包括传感器和芯片，其中：
该传感器包括第一敏感电阻R1，该第一敏感电阻R1一端连接预置的第一参考电压输入端。
该芯片内设置有信号处理电路和第三电阻R3，该第三电阻R3一端连接预置的第二参考电压输入端，该第三电阻R3的另一端与该第一敏感电阻R1的另一端连接形成惠斯通半桥，该第三电阻R3与该第一敏感电阻R1的连接线引出该惠斯通半桥的输出端。
进一步地，该芯片包括第一信号输入端和第二信号输入端，该第一信号输入端连接该惠斯通半桥的输出端，该第二信号输入端连接预置的第三参考电压输入端。其中，该第三参考电压输入端接入一参考电压，该参考电压的大小为(第一参考输入电压-第二参考输入电压)/2。其中，第一参考电压和第二参考电压分别为预设的正参考电压和负参考电压。第一参考电压和第二参考电压可由芯片内的电路提供，或者由芯片外的电压源提供。
可选地，该第一敏感电阻R1可以是压敏电阻、光敏电阻或热敏电阻。
在本实施例中，该芯片内设置的内置第三电阻R3与该传感器的第一敏感电阻R1连接形成惠斯通半桥，该芯片的该第一信号输入端连接该惠斯通半桥的输出端，该第二信号输入端连接预置的第三参考电压输入端，芯片对惠斯通半桥的输出端的电压进行采样及比较，根据输出端的电压信号计算压力的变化，或者温度的变化，或者亮度的变化等。
在一个实施例中，如图3所示，该第三电阻R3为可调电阻，通过调整该第三电阻R3，可调节传感器的输出信号范围。此外，通过调整第三电阻R3的阻值，可以使该第一敏感电阻R1与该第三电阻R3构成的惠斯通半桥达到平衡，从而可以消除该传感器由于制造工艺误差造成电阻阻值的差异而造成传感器差分信号产生失调电压的问题。
在一实施例中，本实用新型提供一种传感装置，如图4所示，该传感装置100包括传感器和芯片，其中：
该传感器包括第二敏感电阻R2，该第二敏感电阻R2一端连接预置的第二参考电压输入端。
该测芯片内设置有信号处理电路和第四电阻R4，该第四电阻R4一端连接预置的第一参考电压输入端，该第四电阻R4的另一端与该第二敏感电阻R2的另一端连接形成惠斯通半桥，该第四电阻R4与该第二敏感电阻R2的连接线引出该惠斯通半桥的输出端。
进一步地，该芯片包括第一信号输入端和第二信号输入端，该第一信号输入端连接该惠斯通半桥的输出端，该第二信号输入端连接预置的第三参考电压输入端，其中，该第三参考电压输入端接入一参考电压，该参考电压的大小为(第一参考输入电压-第二参考输入电压)/2。其中，第一参考电压和第二参考电压分别为预设的正参考电压和负参考电压。第一参考电压和第二参考电压可由芯片内的电路提供，或者由芯片外的电压源提供。
可选地，该第二敏感电阻R2可以是压敏电阻、光敏电阻或热敏电阻。
在本实施例中，该芯片内设置的内置第四电阻R4与该传感器的第二敏感电阻R2连接形成惠斯通半桥，该芯片的该第一信号输入端连接该惠斯通半桥的输出端，该第二信号输入端连接预置的第三参考电压输入端，芯片对惠斯通半桥的输出端的电压进行采样及比较，根据输出端的电压信号计算压力的变化，或者温度的变化，或者亮度的变化等等。
在一个实施例中，如图5所示，该第四电阻R4为可调电阻，通过调整该第四电阻R4，调节传感器的输出信号范围。此外，通过调整第四电阻R4的阻值，可以使该第二敏感电阻R2与该第四电阻R4构成的惠斯通半桥达到平衡，从而可以消除该传感器由于制造工艺误差造成电阻阻值的差异而造成传感器差分信号产生失调电压的问题。
在一个实施例中，本实用新型提供一种传感装置，如图6所示，该传感装置100包括传感器和芯片，其中：
该传感器包括第五敏感电阻R5和第六敏感电阻R6，该第五敏感电阻R5一端连接预置的第一参考电压输入端，另一端作为该惠斯通电桥的第一输出端。
该第六敏感电阻R6一端连接预置的第二参考电压输入端，另一端作为该惠斯通电桥的第二输出端。
该信号处理电路包括两个信号输入端，该两个信号输入端分别连接该第一输出端和该第二输出端；该芯片包括第七电阻R7和第八电阻R8，该第七电阻R7一端连接该第一输出端，另一端连接第二参考电压输入端；该第八电阻R8一端连接该第二输出端，另一端连接第一参考电压输入端。
在本实施例中，该芯片内设置的内置第七电阻R7和第八电阻R8与该传感器的第五敏感电阻R5和第六敏感电阻R6连接形成惠斯通电桥，传感器内只需设置第五敏感电阻R5和第六敏感电阻R6共两个敏感电阻即可，从而达到降低传感器的生产成本并缩小传感器的面积的目的。该芯片的信号处理电路的两个信号输入端分别连接该第一输出端和该第二输出端。芯片对惠斯通电桥的第一输出端和第二输出端的电压进行采样及比较，两个电压的差值即为差分电压信号，芯片根据差分电压信号计算压力的变化，或者温度的变化，或者亮度的变化等等。
在一个实施例中，如图7所示，该第七电阻R7和第八电阻R8至少一个为可调电阻，通过调整该第七电阻R7和第八电阻R8，调节传感器的输出信号范围。此外，通过调整第七电阻R7和第八电阻R8的阻值，还可以使第七电阻R7和第八电阻R8与该传感器的第五敏感电阻R5和第六敏感电阻R6连接形成惠斯通电桥达到平衡，从而可以消除该传感器由于制造工艺误差造成电阻阻值的差异而造成传感器差分信号产生失调电压的问题。
在一个实施例中，该传感装置100包括有多个该传感器，该芯片内设置有多个内置电阻，每一该传感器内的至少一个敏感电阻与该芯片内的至少一个内置电阻连接形成惠斯通电桥，每一该惠斯通电桥的输出端连接该信号处理电路。
在一个实施例中，本实用新型提供一种电子设备，如图8所示，该电子设备包括如上述任一实施例所述的传感装置100。
在一个实施例中，上述电子设备为移动终端、穿戴式设备、家用电器、电子秤、电子烟、智能马桶或耳机。其中，移动终端包括但不限于：手机、笔记本电脑、平板电脑、电纸书阅读器、掌上电脑、POS机等。穿戴式设备包括但不限于电子手环、电子手表、智能服装等。汽车电子设备包括但不限于车载导航设备、车载音响娱乐设备、车载仪表显示设备等。家用电器包括但不限于电冰箱、电饭煲、洗衣机、空调、智能马桶等。电子秤包括但不限于厨房秤、体重秤、体脂称等。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (9)

1.一种传感装置，其特征在于，包括：传感器和芯片，其中：
所述传感器包括至少一个敏感电阻，所述芯片内设置有信号处理电路及至少一个内置电阻，所述至少一个内置电阻与所述至少一个敏感电阻连接形成惠斯通电桥，所述惠斯通电桥的输出端连接所述信号处理电路。
2.根据权利要求1所述的传感装置，其特征在于，所述传感器包括第一敏感电阻，所述第一敏感电阻一端连接预置的第一参考电压输入端；
所述芯片包括第三电阻，所述第三电阻一端连接预置的第二参考电压输入端；
所述第三电阻的另一端与所述第一敏感电阻的另一端连接形成惠斯通半桥，所述第三电阻与所述第一敏感电阻的连接线引出所述惠斯通半桥的输出端。
3.根据权利要求2所述的传感装置，其特征在于，所述芯片包括第一信号输入端和第二信号输入端，所述第一信号输入端连接所述惠斯通半桥的输出端，所述第二信号输入端连接预置的第三参考电压输入端。
4.根据权利要求2所述的传感装置，其特征在于，所述第三电阻为可调电阻。
5.根据权利要求1所述的传感装置，其特征在于，所述传感器包括第五敏感电阻和第六敏感电阻，所述第五敏感电阻一端连接预置的第一参考电压输入端，另一端作为所述惠斯通电桥的第一输出端；所述第六敏感电阻一端连接预置的第二参考电压输入端，另一端作为所述惠斯通电桥的第二输出端；
所述信号处理电路包括两个信号输入端，所述两个信号输入端分别连接所述第一输出端和所述第二输出端；
所述芯片包括第七电阻和第八电阻，所述第七电阻一端连接所述第一输出端，另一端连接所述第二参考电压输入端；所述第八电阻一端连接所述第二输出端，另一端连接所述第一参考电压输入端。
6.根据权利要求5所述的传感装置，其特征在于，所述第七电阻和所述第八阻中的至少一个为可调电阻。
7.根据权利要求1-6任一项所述的传感装置，其特征在于，所述传感装置包括有多个所述传感器，所述芯片内设置有多个内置电阻，每一所述传感器内的至少一个敏感电阻与所述芯片内的至少一个内置电阻连接形成惠斯通电桥，每一所述惠斯通电桥的输出端连接所述信号处理电路。
8.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的传感装置。
9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为移动终端、穿戴式设备、家用电器、电子秤、电子烟、智能马桶或耳机。
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